A little more debug printing
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / simplCore / SimplUtils.lhs
index 63a3c89..9e616b5 100644 (file)
@@ -5,46 +5,54 @@
 
 \begin{code}
 module SimplUtils (
-       simplBinder, simplBinders, simplRecBndrs, 
-       simplLetBndr, simplLamBndrs, 
-       newId, mkLam, prepareAlts, mkCase,
+       mkLam, prepareAlts, mkCase,
+
+       -- Inlining,
+       preInlineUnconditionally, postInlineUnconditionally, activeInline, activeRule,
+       inlineMode,
 
        -- The continuation type
        SimplCont(..), DupFlag(..), LetRhsFlag(..), 
        contIsDupable, contResultType,
        countValArgs, countArgs, pushContArgs,
-       mkBoringStop, mkStop, contIsRhs, contIsRhsOrArg,
+       mkBoringStop, mkRhsStop, contIsRhs, contIsRhsOrArg,
        getContArgs, interestingCallContext, interestingArg, isStrictType
 
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import CmdLineOpts     ( SimplifierSwitch(..),
-                         opt_SimplDoLambdaEtaExpansion, opt_SimplDoEtaReduction,
-                         opt_SimplCaseMerge, opt_UF_UpdateInPlace
-                       )
+import SimplEnv
+import DynFlags                ( SimplifierSwitch(..), SimplifierMode(..),
+                         DynFlag(..), dopt )
+import StaticFlags     ( opt_UF_UpdateInPlace, opt_SimplNoPreInlining,
+                         opt_RulesOff )
 import CoreSyn
-import CoreUtils       ( cheapEqExpr, exprType, 
-                         etaExpand, exprEtaExpandArity, bindNonRec, mkCoerce,
-                         findDefault, exprOkForSpeculation, exprIsValue
+import CoreFVs         ( exprFreeVars )
+import CoreUtils       ( cheapEqExpr, exprType, exprIsTrivial, exprIsCheap,
+                         etaExpand, exprEtaExpandArity, bindNonRec, mkCoerce2,
+                         findDefault, exprOkForSpeculation, exprIsHNF
                        )
-import qualified Subst ( simplBndrs, simplBndr, simplLetId, simplLamBndr )
-import Id              ( Id, idType, idInfo, 
-                         mkSysLocal, isDeadBinder, idNewDemandInfo,
-                         idUnfolding, idNewStrictness
+import Literal         ( mkStringLit )
+import CoreUnfold      ( smallEnoughToInline )
+import MkId            ( eRROR_ID )
+import Id              ( idType, isDataConWorkId, idOccInfo, isDictId, 
+                         mkSysLocal, isDeadBinder, idNewDemandInfo, isExportedId,
+                         idUnfolding, idNewStrictness, idInlinePragma,
                        )
 import NewDemand       ( isStrictDmd, isBotRes, splitStrictSig )
 import SimplMonad
-import Type            ( Type, seqType, splitFunTys, dropForAlls, isStrictType,
+import Type            ( Type, splitFunTys, dropForAlls, isStrictType,
                          splitTyConApp_maybe, tyConAppArgs, mkTyVarTys
                        )
-import TcType          ( isDictTy )
-import OccName         ( EncodedFS )
+import Name            ( mkSysTvName )
 import TyCon           ( tyConDataCons_maybe, isAlgTyCon, isNewTyCon )
-import DataCon         ( dataConRepArity, dataConExistentialTyVars, dataConArgTys )
-import Var             ( mkSysTyVar, tyVarKind )
-import Util            ( lengthExceeds, mapAccumL )
+import DataCon         ( dataConRepArity, dataConTyVars, dataConInstArgTys, isVanillaDataCon )
+import Var             ( tyVarKind, mkTyVar )
+import VarSet
+import BasicTypes      ( TopLevelFlag(..), isNotTopLevel, OccInfo(..), isLoopBreaker, isOneOcc,
+                         Activation, isAlwaysActive, isActive )
+import Util            ( lengthExceeds )
 import Outputable
 \end{code}
 
@@ -98,7 +106,7 @@ instance Outputable LetRhsFlag where
   ppr AnRhs = ptext SLIT("rhs")
 
 instance Outputable SimplCont where
-  ppr (Stop _ is_rhs _)             = ptext SLIT("Stop") <> brackets (ppr is_rhs)
+  ppr (Stop ty is_rhs _)            = ptext SLIT("Stop") <> brackets (ppr is_rhs) <+> ppr ty
   ppr (ApplyTo dup arg se cont)      = (ptext SLIT("ApplyTo") <+> ppr dup <+> ppr arg) $$ ppr cont
   ppr (ArgOf _ _ _ _)               = ptext SLIT("ArgOf...")
   ppr (Select dup bndr alts se cont) = (ptext SLIT("Select") <+> ppr dup <+> ppr bndr) $$ 
@@ -114,11 +122,9 @@ instance Outputable DupFlag where
 
 
 -------------------
-mkBoringStop :: OutType -> SimplCont
+mkBoringStop, mkRhsStop :: OutType -> SimplCont
 mkBoringStop ty = Stop ty AnArg (canUpdateInPlace ty)
-
-mkStop :: OutType -> LetRhsFlag -> SimplCont
-mkStop ty is_rhs = Stop ty is_rhs (canUpdateInPlace ty)
+mkRhsStop    ty = Stop ty AnRhs (canUpdateInPlace ty)
 
 contIsRhs :: SimplCont -> Bool
 contIsRhs (Stop _ AnRhs _)    = True
@@ -135,8 +141,8 @@ contIsDupable (Stop _ _ _)                   = True
 contIsDupable (ApplyTo  OkToDup _ _ _)   = True
 contIsDupable (Select   OkToDup _ _ _ _) = True
 contIsDupable (CoerceIt _ cont)          = contIsDupable cont
-contIsDupable (InlinePlease cont)       = contIsDupable cont
-contIsDupable other                     = False
+contIsDupable (InlinePlease cont)        = contIsDupable cont
+contIsDupable other                     = False
 
 -------------------
 discardableCont :: SimplCont -> Bool
@@ -222,6 +228,9 @@ getContArgs chkr fun orig_cont
        --      * (error "Hello") arg
        --      * f (error "Hello") where f is strict
        --      etc
+       -- Then, especially in the first of these cases, we'd like to discard
+       -- the continuation, leaving just the bottoming expression.  But the
+       -- type might not be right, so we may have to add a coerce.
     go acc ss inl cont 
        | null ss && discardableCont cont = (reverse acc, discardCont cont, inl)
        | otherwise                       = (reverse acc, cont,             inl)
@@ -273,6 +282,9 @@ interestingArg :: OutExpr -> Bool
 interestingArg (Var v)          = hasSomeUnfolding (idUnfolding v)
                                        -- Was: isValueUnfolding (idUnfolding v')
                                        -- But that seems over-pessimistic
+                                || isDataConWorkId v
+                                       -- This accounts for an argument like
+                                       -- () or [], which is definitely interesting
 interestingArg (Type _)                 = False
 interestingArg (App fn (Type _)) = interestingArg fn
 interestingArg (Note _ a)       = interestingArg a
@@ -365,9 +377,9 @@ interestingCallContext :: Bool              -- False <=> no args at all
 interestingCallContext some_args some_val_args cont
   = interesting cont
   where
-    interesting (InlinePlease _)       = True
-    interesting (Select _ _ _ _ _)     = some_args
-    interesting (ApplyTo _ _ _ _)      = True  -- Can happen if we have (coerce t (f x)) y
+    interesting (InlinePlease _)         = True
+    interesting (Select _ _ _ _ _)       = some_args
+    interesting (ApplyTo _ _ _ _)        = True        -- Can happen if we have (coerce t (f x)) y
                                                -- Perhaps True is a bit over-keen, but I've
                                                -- seen (coerce f) x, where f has an INLINE prag,
                                                -- So we have to give some motivaiton for inlining it
@@ -416,66 +428,343 @@ canUpdateInPlace ty
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\section{Dealing with a single binder}
+\subsection{Decisions about inlining}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-These functions are in the monad only so that they can be made strict via seq.
+Inlining is controlled partly by the SimplifierMode switch.  This has two
+settings:
+
+       SimplGently     (a) Simplifying before specialiser/full laziness
+                       (b) Simplifiying inside INLINE pragma
+                       (c) Simplifying the LHS of a rule
+                       (d) Simplifying a GHCi expression or Template 
+                               Haskell splice
+
+       SimplPhase n    Used at all other times
+
+The key thing about SimplGently is that it does no call-site inlining.
+Before full laziness we must be careful not to inline wrappers,
+because doing so inhibits floating
+    e.g. ...(case f x of ...)...
+    ==> ...(case (case x of I# x# -> fw x#) of ...)...
+    ==> ...(case x of I# x# -> case fw x# of ...)...
+and now the redex (f x) isn't floatable any more.
+
+The no-inling thing is also important for Template Haskell.  You might be 
+compiling in one-shot mode with -O2; but when TH compiles a splice before
+running it, we don't want to use -O2.  Indeed, we don't want to inline
+anything, because the byte-code interpreter might get confused about 
+unboxed tuples and suchlike.
+
+INLINE pragmas
+~~~~~~~~~~~~~~
+SimplGently is also used as the mode to simplify inside an InlineMe note.
 
 \begin{code}
-simplBinders :: SimplEnv -> [InBinder] -> SimplM (SimplEnv, [OutBinder])
-simplBinders env bndrs
-  = let
-       (subst', bndrs') = Subst.simplBndrs (getSubst env) bndrs
-    in
-    seqBndrs bndrs'    `seq`
-    returnSmpl (setSubst env subst', bndrs')
+inlineMode :: SimplifierMode
+inlineMode = SimplGently
+\end{code}
 
-simplBinder :: SimplEnv -> InBinder -> SimplM (SimplEnv, OutBinder)
-simplBinder env bndr
-  = let
-       (subst', bndr') = Subst.simplBndr (getSubst env) bndr
-    in
-    seqBndr bndr'      `seq`
-    returnSmpl (setSubst env subst', bndr')
+It really is important to switch off inlinings inside such
+expressions.  Consider the following example 
+
+       let f = \pq -> BIG
+       in
+       let g = \y -> f y y
+           {-# INLINE g #-}
+       in ...g...g...g...g...g...
+
+Now, if that's the ONLY occurrence of f, it will be inlined inside g,
+and thence copied multiple times when g is inlined.
+
+
+This function may be inlinined in other modules, so we
+don't want to remove (by inlining) calls to functions that have
+specialisations, or that may have transformation rules in an importing
+scope.
+
+E.g.   {-# INLINE f #-}
+               f x = ...g...
+
+and suppose that g is strict *and* has specialisations.  If we inline
+g's wrapper, we deny f the chance of getting the specialised version
+of g when f is inlined at some call site (perhaps in some other
+module).
+
+It's also important not to inline a worker back into a wrapper.
+A wrapper looks like
+       wraper = inline_me (\x -> ...worker... )
+Normally, the inline_me prevents the worker getting inlined into
+the wrapper (initially, the worker's only call site!).  But,
+if the wrapper is sure to be called, the strictness analyser will
+mark it 'demanded', so when the RHS is simplified, it'll get an ArgOf
+continuation.  That's why the keep_inline predicate returns True for
+ArgOf continuations.  It shouldn't do any harm not to dissolve the
+inline-me note under these circumstances.
+
+Note that the result is that we do very little simplification
+inside an InlineMe.  
+
+       all xs = foldr (&&) True xs
+       any p = all . map p  {-# INLINE any #-}
+
+Problem: any won't get deforested, and so if it's exported and the
+importer doesn't use the inlining, (eg passes it as an arg) then we
+won't get deforestation at all.  We havn't solved this problem yet!
+
+
+preInlineUnconditionally
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+@preInlineUnconditionally@ examines a bndr to see if it is used just
+once in a completely safe way, so that it is safe to discard the
+binding inline its RHS at the (unique) usage site, REGARDLESS of how
+big the RHS might be.  If this is the case we don't simplify the RHS
+first, but just inline it un-simplified.
+
+This is much better than first simplifying a perhaps-huge RHS and then
+inlining and re-simplifying it.  Indeed, it can be at least quadratically
+better.  Consider
+
+       x1 = e1
+       x2 = e2[x1]
+       x3 = e3[x2]
+       ...etc...
+       xN = eN[xN-1]
 
+We may end up simplifying e1 N times, e2 N-1 times, e3 N-3 times etc.
+This can happen with cascades of functions too:
 
-simplLetBndr :: SimplEnv -> InBinder -> SimplM (SimplEnv, OutBinder)
-simplLetBndr env id
-  = let
-       (subst', id') = Subst.simplLetId (getSubst env) id
-    in
-    seqBndr id'                `seq`
-    returnSmpl (setSubst env subst', id')
+       f1 = \x1.e1
+       f2 = \xs.e2[f1]
+       f3 = \xs.e3[f3]
+       ...etc...
 
-simplLamBndrs, simplRecBndrs 
-       :: SimplEnv -> [InBinder] -> SimplM (SimplEnv, [OutBinder])
-simplRecBndrs = simplBndrs Subst.simplLetId
-simplLamBndrs = simplBndrs Subst.simplLamBndr
+THE MAIN INVARIANT is this:
 
-simplBndrs simpl_bndr env bndrs
-  = let
-       (subst', bndrs') = mapAccumL simpl_bndr (getSubst env) bndrs
-    in
-    seqBndrs bndrs'    `seq`
-    returnSmpl (setSubst env subst', bndrs')
+       ----  preInlineUnconditionally invariant -----
+   IF preInlineUnconditionally chooses to inline x = <rhs>
+   THEN doing the inlining should not change the occurrence
+       info for the free vars of <rhs>
+       ----------------------------------------------
 
-seqBndrs [] = ()
-seqBndrs (b:bs) = seqBndr b `seq` seqBndrs bs
+For example, it's tempting to look at trivial binding like
+       x = y
+and inline it unconditionally.  But suppose x is used many times,
+but this is the unique occurrence of y.  Then inlining x would change
+y's occurrence info, which breaks the invariant.  It matters: y
+might have a BIG rhs, which will now be dup'd at every occurrenc of x.
 
-seqBndr b | isTyVar b = b `seq` ()
-         | otherwise = seqType (idType b)      `seq`
-                       idInfo b                `seq`
-                       ()
-\end{code}
 
+Evne RHSs labelled InlineMe aren't caught here, because there might be
+no benefit from inlining at the call site.
+
+[Sept 01] Don't unconditionally inline a top-level thing, because that
+can simply make a static thing into something built dynamically.  E.g.
+       x = (a,b)
+       main = \s -> h x
+
+[Remember that we treat \s as a one-shot lambda.]  No point in
+inlining x unless there is something interesting about the call site.
+
+But watch out: if you aren't careful, some useful foldr/build fusion
+can be lost (most notably in spectral/hartel/parstof) because the
+foldr didn't see the build.  Doing the dynamic allocation isn't a big
+deal, in fact, but losing the fusion can be.  But the right thing here
+seems to be to do a callSiteInline based on the fact that there is
+something interesting about the call site (it's strict).  Hmm.  That
+seems a bit fragile.
+
+Conclusion: inline top level things gaily until Phase 0 (the last
+phase), at which point don't.
 
 \begin{code}
-newId :: EncodedFS -> Type -> SimplM Id
-newId fs ty = getUniqueSmpl    `thenSmpl` \ uniq ->
-             returnSmpl (mkSysLocal fs uniq ty)
+preInlineUnconditionally :: SimplEnv -> TopLevelFlag -> InId -> InExpr -> Bool
+preInlineUnconditionally env top_lvl bndr rhs
+  | not active                    = False
+  | opt_SimplNoPreInlining = False
+  | otherwise = case idOccInfo bndr of
+                 IAmDead                    -> True    -- Happens in ((\x.1) v)
+                 OneOcc in_lam True int_cxt -> try_once in_lam int_cxt
+                 other                      -> False
+  where
+    phase = getMode env
+    active = case phase of
+                  SimplGently  -> isAlwaysActive prag
+                  SimplPhase n -> isActive n prag
+    prag = idInlinePragma bndr
+
+    try_once in_lam int_cxt    -- There's one textual occurrence
+       | not in_lam = isNotTopLevel top_lvl || early_phase
+       | otherwise  = int_cxt && canInlineInLam rhs
+
+-- Be very careful before inlining inside a lambda, becuase (a) we must not 
+-- invalidate occurrence information, and (b) we want to avoid pushing a
+-- single allocation (here) into multiple allocations (inside lambda).  
+-- Inlining a *function* with a single *saturated* call would be ok, mind you.
+--     || (if is_cheap && not (canInlineInLam rhs) then pprTrace "preinline" (ppr bndr <+> ppr rhs) ok else ok)
+--     where 
+--             is_cheap = exprIsCheap rhs
+--             ok = is_cheap && int_cxt
+
+       --      int_cxt         The context isn't totally boring
+       -- E.g. let f = \ab.BIG in \y. map f xs
+       --      Don't want to substitute for f, because then we allocate
+       --      its closure every time the \y is called
+       -- But: let f = \ab.BIG in \y. map (f y) xs
+       --      Now we do want to substitute for f, even though it's not 
+       --      saturated, because we're going to allocate a closure for 
+       --      (f y) every time round the loop anyhow.
+
+       -- canInlineInLam => free vars of rhs are (Once in_lam) or Many,
+       -- so substituting rhs inside a lambda doesn't change the occ info.
+       -- Sadly, not quite the same as exprIsHNF.
+    canInlineInLam (Lit l)             = True
+    canInlineInLam (Lam b e)           = isRuntimeVar b || canInlineInLam e
+    canInlineInLam (Note _ e)          = canInlineInLam e
+    canInlineInLam _                   = False
+
+    early_phase = case phase of
+                       SimplPhase 0 -> False
+                       other        -> True
+-- If we don't have this early_phase test, consider
+--     x = length [1,2,3]
+-- The full laziness pass carefully floats all the cons cells to
+-- top level, and preInlineUnconditionally floats them all back in.
+-- Result is (a) static allocation replaced by dynamic allocation
+--          (b) many simplifier iterations because this tickles
+--              a related problem; only one inlining per pass
+-- 
+-- On the other hand, I have seen cases where top-level fusion is
+-- lost if we don't inline top level thing (e.g. string constants)
+-- Hence the test for phase zero (which is the phase for all the final
+-- simplifications).  Until phase zero we take no special notice of
+-- top level things, but then we become more leery about inlining
+-- them.  
+
 \end{code}
 
+postInlineUnconditionally
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+@postInlineUnconditionally@ decides whether to unconditionally inline
+a thing based on the form of its RHS; in particular if it has a
+trivial RHS.  If so, we can inline and discard the binding altogether.
+
+NB: a loop breaker has must_keep_binding = True and non-loop-breakers
+only have *forward* references Hence, it's safe to discard the binding
+       
+NOTE: This isn't our last opportunity to inline.  We're at the binding
+site right now, and we'll get another opportunity when we get to the
+ocurrence(s)
+
+Note that we do this unconditional inlining only for trival RHSs.
+Don't inline even WHNFs inside lambdas; doing so may simply increase
+allocation when the function is called. This isn't the last chance; see
+NOTE above.
+
+NB: Even inline pragmas (e.g. IMustBeINLINEd) are ignored here Why?
+Because we don't even want to inline them into the RHS of constructor
+arguments. See NOTE above
+
+NB: At one time even NOINLINE was ignored here: if the rhs is trivial
+it's best to inline it anyway.  We often get a=E; b=a from desugaring,
+with both a and b marked NOINLINE.  But that seems incompatible with
+our new view that inlining is like a RULE, so I'm sticking to the 'active'
+story for now.
+
+\begin{code}
+postInlineUnconditionally :: SimplEnv -> TopLevelFlag -> OutId -> OccInfo -> OutExpr -> Unfolding -> Bool
+postInlineUnconditionally env top_lvl bndr occ_info rhs unfolding
+  | not active            = False
+  | isLoopBreaker occ_info = False
+  | isExportedId bndr      = False
+  | exprIsTrivial rhs     = True
+  | otherwise
+  = case occ_info of
+      OneOcc in_lam one_br int_cxt
+       ->     (one_br || smallEnoughToInline unfolding)        -- Small enough to dup
+                       -- ToDo: consider discount on smallEnoughToInline if int_cxt is true
+                       --
+                       -- NB: Do we want to inline arbitrarily big things becuase
+                       -- one_br is True? that can lead to inline cascades.  But
+                       -- preInlineUnconditionlly has dealt with all the common cases
+                       -- so perhaps it's worth the risk. Here's an example
+                       --      let f = if b then Left (\x.BIG) else Right (\y.BIG)
+                       --      in \y. ....f....
+                       -- We can't preInlineUnconditionally because that woud invalidate
+                       -- the occ info for b.  Yet f is used just once, and duplicating
+                       -- the case work is fine (exprIsCheap).
+
+          &&  ((isNotTopLevel top_lvl && not in_lam) || 
+                       -- But outside a lambda, we want to be reasonably aggressive
+                       -- about inlining into multiple branches of case
+                       -- e.g. let x = <non-value> 
+                       --      in case y of { C1 -> ..x..; C2 -> ..x..; C3 -> ... } 
+                       -- Inlining can be a big win if C3 is the hot-spot, even if
+                       -- the uses in C1, C2 are not 'interesting'
+                       -- An example that gets worse if you add int_cxt here is 'clausify'
+
+               (isCheapUnfolding unfolding && int_cxt))
+                       -- isCheap => acceptable work duplication; in_lam may be true
+                       -- int_cxt to prevent us inlining inside a lambda without some 
+                       -- good reason.  See the notes on int_cxt in preInlineUnconditionally
+
+      other -> False
+       -- The point here is that for *non-values* that occur
+       -- outside a lambda, the call-site inliner won't have
+       -- a chance (becuase it doesn't know that the thing
+       -- only occurs once).   The pre-inliner won't have gotten
+       -- it either, if the thing occurs in more than one branch
+       -- So the main target is things like
+       --      let x = f y in
+       --      case v of
+       --         True  -> case x of ...
+       --         False -> case x of ...
+       -- I'm not sure how important this is in practice
+  where
+    active = case getMode env of
+                  SimplGently  -> isAlwaysActive prag
+                  SimplPhase n -> isActive n prag
+    prag = idInlinePragma bndr
+
+activeInline :: SimplEnv -> OutId -> OccInfo -> Bool
+activeInline env id occ
+  = case getMode env of
+      SimplGently -> isOneOcc occ && isAlwaysActive prag
+       -- No inlining at all when doing gentle stuff,
+       -- except for local things that occur once
+       -- The reason is that too little clean-up happens if you 
+       -- don't inline use-once things.   Also a bit of inlining is *good* for
+       -- full laziness; it can expose constant sub-expressions.
+       -- Example in spectral/mandel/Mandel.hs, where the mandelset 
+       -- function gets a useful let-float if you inline windowToViewport
+
+       -- NB: we used to have a second exception, for data con wrappers.
+       -- On the grounds that we use gentle mode for rule LHSs, and 
+       -- they match better when data con wrappers are inlined.
+       -- But that only really applies to the trivial wrappers (like (:)),
+       -- and they are now constructed as Compulsory unfoldings (in MkId)
+       -- so they'll happen anyway.
+
+      SimplPhase n -> isActive n prag
+  where
+    prag = idInlinePragma id
+
+activeRule :: SimplEnv -> Maybe (Activation -> Bool)
+-- Nothing => No rules at all
+activeRule env
+  | opt_RulesOff = Nothing
+  | otherwise
+  = case getMode env of
+       SimplGently  -> Just isAlwaysActive
+                       -- Used to be Nothing (no rules in gentle mode)
+                       -- Main motivation for changing is that I wanted
+                       --      lift String ===> ...
+                       -- to work in Template Haskell when simplifying
+                       -- splices, so we get simpler code for literal strings
+       SimplPhase n -> Just (isActive n)
+\end{code}     
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -496,15 +785,19 @@ Try three things
 
 \begin{code}
 mkLam env bndrs body cont
- | opt_SimplDoEtaReduction,
-   Just etad_lam <- tryEtaReduce bndrs body
- = tick (EtaReduction (head bndrs))    `thenSmpl_`
-   returnSmpl (emptyFloats env, etad_lam)
-
- | opt_SimplDoLambdaEtaExpansion,
-   any isRuntimeVar bndrs
- = tryEtaExpansion body                `thenSmpl` \ body' ->
-   returnSmpl (emptyFloats env, mkLams bndrs body')
+ = getDOptsSmpl         `thenSmpl` \dflags ->
+   mkLam' dflags env bndrs body cont
+ where
+ mkLam' dflags env bndrs body cont
+   | dopt Opt_DoEtaReduction dflags,
+     Just etad_lam <- tryEtaReduce bndrs body
+   = tick (EtaReduction (head bndrs))  `thenSmpl_`
+     returnSmpl (emptyFloats env, etad_lam)
+
+   | dopt Opt_DoLambdaEtaExpansion dflags,
+     any isRuntimeVar bndrs
+   = tryEtaExpansion body              `thenSmpl` \ body' ->
+     returnSmpl (emptyFloats env, mkLams bndrs body')
 
 {-     Sept 01: I'm experimenting with getting the
        full laziness pass to float out past big lambdsa
@@ -517,8 +810,8 @@ mkLam env bndrs body cont
    returnSmpl (floats, mkLams bndrs body')
 -}
 
- | otherwise 
- = returnSmpl (emptyFloats env, mkLams bndrs body)
+   | otherwise 
+   = returnSmpl (emptyFloats env, mkLams bndrs body)
 \end{code}
 
 
@@ -540,17 +833,17 @@ tryEtaReduce bndrs body
        -- efficient here:
        --  (a) we already have the binders
        --  (b) we can do the triviality test before computing the free vars
-       --      [in fact I take the simple path and look for just a variable]
   = go (reverse bndrs) body
   where
     go (b : bs) (App fun arg) | ok_arg b arg = go bs fun       -- Loop round
-    go []       (Var fun)     | ok_fun fun   = Just (Var fun)  -- Success!
+    go []       fun           | ok_fun fun   = Just fun                -- Success!
     go _        _                           = Nothing          -- Failure!
 
-    ok_fun fun = not (fun `elem` bndrs) && 
-                (isEvaldUnfolding (idUnfolding fun) || all ok_lam bndrs)
-    ok_lam v = isTyVar v || isDictTy (idType v)
-       -- The isEvaldUnfolding is because eta reduction is not 
+    ok_fun fun =  exprIsTrivial fun
+              && not (any (`elemVarSet` (exprFreeVars fun)) bndrs)
+              && (exprIsHNF fun || all ok_lam bndrs)
+    ok_lam v = isTyVar v || isDictId v
+       -- The exprIsHNF is because eta reduction is not 
        -- valid in general:  \x. bot  /=  bot
        -- So we need to be sure that the "fun" is a value.
        --
@@ -824,9 +1117,9 @@ of the inner case y, which give us nowhere to go!
 
 \begin{code}
 prepareAlts :: OutExpr                 -- Scrutinee
-           -> InId             -- Case binder
-           -> [InAlt]
-           -> SimplM ([InAlt],         -- Better alternatives
+           -> InId             -- Case binder (passed only to use in statistics)
+           -> [InAlt]          -- Increasing order
+           -> SimplM ([InAlt],         -- Better alternatives, still incresaing order
                        [AltCon])       -- These cases are handled
 
 prepareAlts scrut case_bndr alts
@@ -850,17 +1143,32 @@ prepareAlts scrut case_bndr alts
        -- Filter out the default, if it can't happen,
        -- or replace it with "proper" alternative if there
        -- is only one constructor left
-    prepareDefault case_bndr handled_cons maybe_deflt  `thenSmpl` \ deflt_alt ->
+    prepareDefault scrut case_bndr handled_cons maybe_deflt    `thenSmpl` \ deflt_alt ->
 
-    returnSmpl (deflt_alt ++ better_alts, handled_cons)
+    returnSmpl (mergeAlts better_alts deflt_alt, handled_cons)
+       -- We need the mergeAlts in case the new default_alt 
+       -- has turned into a constructor alternative.
 
-prepareDefault case_bndr handled_cons (Just rhs)
-  | Just (tycon, inst_tys) <- splitTyConApp_maybe (idType case_bndr),
+prepareDefault scrut case_bndr handled_cons (Just rhs)
+  | Just (tycon, inst_tys) <- splitTyConApp_maybe (exprType scrut),
+       -- Use exprType scrut here, rather than idType case_bndr, because
+       -- case_bndr is an InId, so exprType scrut may have more information
+       -- Test simpl013 is an example
     isAlgTyCon tycon,          -- It's a data type, tuple, or unboxed tuples.  
     not (isNewTyCon tycon),    -- We can have a newtype, if we are just doing an eval:
                                --      case x of { DEFAULT -> e }
                                -- and we don't want to fill in a default for them!
     Just all_cons <- tyConDataCons_maybe tycon,
+    not (null all_cons),       -- This is a tricky corner case.  If the data type has no constructors,
+                               -- which GHC allows, then the case expression will have at most a default
+                               -- alternative.  We don't want to eliminate that alternative, because the
+                               -- invariant is that there's always one alternative.  It's more convenient
+                               -- to leave     
+                               --      case x of { DEFAULT -> e }     
+                               -- as it is, rather than transform it to
+                               --      error "case cant match"
+                               -- which would be quite legitmate.  But it's a really obscure corner, and
+                               -- not worth wasting code on.
     let handled_data_cons = [data_con | DataAlt data_con <- handled_cons],
     let missing_cons      = [con | con <- all_cons, 
                                   not (con `elem` handled_data_cons)]
@@ -878,20 +1186,26 @@ prepareDefault case_bndr handled_cons (Just rhs)
   | otherwise
   = returnSmpl [(DEFAULT, [], rhs)]
 
-prepareDefault case_bndr handled_cons Nothing
+prepareDefault scrut case_bndr handled_cons Nothing
   = returnSmpl []
 
 mk_args missing_con inst_tys
-  = getUniquesSmpl             `thenSmpl` \ tv_uniqs ->
-    getUniquesSmpl             `thenSmpl` \ id_uniqs ->
-    let
-       ex_tyvars   = dataConExistentialTyVars missing_con
-       ex_tyvars'  = zipWith mk tv_uniqs ex_tyvars
-       mk uniq tv  = mkSysTyVar uniq (tyVarKind tv)
-       arg_tys     = dataConArgTys missing_con (inst_tys ++ mkTyVarTys ex_tyvars')
-       arg_ids     = zipWith (mkSysLocal FSLIT("a")) id_uniqs arg_tys
-    in 
-    returnSmpl (ex_tyvars' ++ arg_ids)
+  = mk_tv_bndrs missing_con inst_tys   `thenSmpl` \ (tv_bndrs, inst_tys') ->
+    getUniquesSmpl                     `thenSmpl` \ id_uniqs ->
+    let arg_tys = dataConInstArgTys missing_con inst_tys'
+       arg_ids = zipWith (mkSysLocal FSLIT("a")) id_uniqs arg_tys
+    in
+    returnSmpl (tv_bndrs ++ arg_ids)
+
+mk_tv_bndrs missing_con inst_tys
+  | isVanillaDataCon missing_con
+  = returnSmpl ([], inst_tys)
+  | otherwise
+  = getUniquesSmpl             `thenSmpl` \ tv_uniqs ->
+    let new_tvs    = zipWith mk tv_uniqs (dataConTyVars missing_con)
+       mk uniq tv = mkTyVar (mkSysTvName uniq FSLIT("t")) (tyVarKind tv)
+    in
+    returnSmpl (new_tvs, mkTyVarTys new_tvs)
 \end{code}
 
 
@@ -904,11 +1218,14 @@ mk_args missing_con inst_tys
 mkCase puts a case expression back together, trying various transformations first.
 
 \begin{code}
-mkCase :: OutExpr -> OutId -> [OutAlt] -> SimplM OutExpr
-
-mkCase scrut case_bndr alts
-  = mkAlts scrut case_bndr alts        `thenSmpl` \ better_alts ->
-    mkCase1 scrut case_bndr better_alts
+mkCase :: OutExpr -> OutId -> OutType
+       -> [OutAlt]             -- Increasing order
+       -> SimplM OutExpr
+
+mkCase scrut case_bndr ty alts
+  = getDOptsSmpl                       `thenSmpl` \dflags ->
+    mkAlts dflags scrut case_bndr alts `thenSmpl` \ better_alts ->
+    mkCase1 scrut case_bndr ty better_alts
 \end{code}
 
 
@@ -973,7 +1290,7 @@ and similarly in cascade for all the join points!
 --------------------------------------------------
 --     1. Merge identical branches
 --------------------------------------------------
-mkAlts scrut case_bndr alts@((con1,bndrs1,rhs1) : con_alts)
+mkAlts dflags scrut case_bndr alts@((con1,bndrs1,rhs1) : con_alts)
   | all isDeadBinder bndrs1,                   -- Remember the default 
     length filtered_alts < length con_alts     -- alternative comes first
   = tick (AltMerge case_bndr)                  `thenSmpl_`
@@ -988,51 +1305,53 @@ mkAlts scrut case_bndr alts@((con1,bndrs1,rhs1) : con_alts)
 --     2.  Merge nested cases
 --------------------------------------------------
 
-mkAlts scrut outer_bndr outer_alts
-  | opt_SimplCaseMerge,
+mkAlts dflags scrut outer_bndr outer_alts
+  | dopt Opt_CaseMerge dflags,
     (outer_alts_without_deflt, maybe_outer_deflt)   <- findDefault outer_alts,
-    Just (Case (Var scrut_var) inner_bndr inner_alts) <- maybe_outer_deflt,
+    Just (Case (Var scrut_var) inner_bndr _ inner_alts) <- maybe_outer_deflt,
     scruting_same_var scrut_var
-
-  = let            --  Eliminate any inner alts which are shadowed by the outer ones
-       outer_cons = [con | (con,_,_) <- outer_alts_without_deflt]
-    
-       munged_inner_alts = [ (con, args, munge_rhs rhs) 
-                           | (con, args, rhs) <- inner_alts, 
-                              not (con `elem` outer_cons)      -- Eliminate shadowed inner alts
-                           ]
-       munge_rhs rhs = bindCaseBndr inner_bndr (Var outer_bndr) rhs
-    
-       (inner_con_alts, maybe_inner_default) = findDefault munged_inner_alts
-
-       new_alts = add_default maybe_inner_default
-                              (outer_alts_without_deflt ++ inner_con_alts)
+  = let
+       munged_inner_alts = [(con, args, munge_rhs rhs) | (con, args, rhs) <- inner_alts]
+       munge_rhs rhs = bindCaseBndr inner_bndr (Var outer_bndr) rhs
+  
+       new_alts = mergeAlts outer_alts_without_deflt munged_inner_alts
+               -- The merge keeps the inner DEFAULT at the front, if there is one
+               -- and eliminates any inner_alts that are shadowed by the outer_alts
     in
     tick (CaseMerge outer_bndr)                                `thenSmpl_`
     returnSmpl new_alts
-       -- Warning: don't call mkAlts recursively!
-       -- Firstly, there's no point, because inner alts have already had
-       -- mkCase applied to them, so they won't have a case in their default
-       -- Secondly, if you do, you get an infinite loop, because the bindCaseBndr
-       -- in munge_rhs may put a case into the DEFAULT branch!
+       -- Warning: don't call mkAlts recursively!
+       -- Firstly, there's no point, because inner alts have already had
+       -- mkCase applied to them, so they won't have a case in their default
+       -- Secondly, if you do, you get an infinite loop, because the bindCaseBndr
+       -- in munge_rhs may put a case into the DEFAULT branch!
   where
-       -- We are scrutinising the same variable if it's
-       -- the outer case-binder, or if the outer case scrutinises a variable
-       -- (and it's the same).  Testing both allows us not to replace the
-       -- outer scrut-var with the outer case-binder (Simplify.simplCaseBinder).
+       -- We are scrutinising the same variable if it's
+       -- the outer case-binder, or if the outer case scrutinises a variable
+       -- (and it's the same).  Testing both allows us not to replace the
+       -- outer scrut-var with the outer case-binder (Simplify.simplCaseBinder).
     scruting_same_var = case scrut of
                          Var outer_scrut -> \ v -> v == outer_bndr || v == outer_scrut
                          other           -> \ v -> v == outer_bndr
 
-    add_default (Just rhs) alts = (DEFAULT,[],rhs) : alts
-    add_default Nothing    alts = alts
-
-
---------------------------------------------------
+------------------------------------------------
 --     Catch-all
---------------------------------------------------
-
-mkAlts scrut case_bndr other_alts = returnSmpl other_alts
+------------------------------------------------
+
+mkAlts dflags scrut case_bndr other_alts = returnSmpl other_alts
+
+
+---------------------------------
+mergeAlts :: [OutAlt] -> [OutAlt] -> [OutAlt]
+-- Merge preserving order; alternatives in the first arg
+-- shadow ones in the second
+mergeAlts [] as2 = as2
+mergeAlts as1 [] = as1
+mergeAlts (a1:as1) (a2:as2)
+  = case a1 `cmpAlt` a2 of
+       LT -> a1 : mergeAlts as1      (a2:as2)
+       EQ -> a1 : mergeAlts as1      as2       -- Discard a2
+       GT -> a2 : mergeAlts (a1:as1) as2
 \end{code}
 
 
@@ -1170,10 +1489,23 @@ I don't really know how to improve this situation.
 
 \begin{code}
 --------------------------------------------------
+--     0. Check for empty alternatives
+--------------------------------------------------
+
+-- This isn't strictly an error.  It's possible that the simplifer might "see"
+-- that an inner case has no accessible alternatives before it "sees" that the
+-- entire branch of an outer case is inaccessible.  So we simply
+-- put an error case here insteadd
+mkCase1 scrut case_bndr ty []
+  = pprTrace "mkCase1: null alts" (ppr case_bndr <+> ppr scrut) $
+    return (mkApps (Var eRROR_ID)
+                  [Type ty, Lit (mkStringLit "Impossible alternative")])
+
+--------------------------------------------------
 --     1. Eliminate the case altogether if poss
 --------------------------------------------------
 
-mkCase1 scrut case_bndr [(con,bndrs,rhs)]
+mkCase1 scrut case_bndr ty [(con,bndrs,rhs)]
   -- See if we can get rid of the case altogether
   -- See the extensive notes on case-elimination above
   -- mkCase made sure that if all the alternatives are equal, 
@@ -1190,7 +1522,7 @@ mkCase1 scrut case_bndr [(con,bndrs,rhs)]
                --      x
                -- This particular example shows up in default methods for
                -- comparision operations (e.g. in (>=) for Int.Int32)
-       || exprIsValue scrut                    -- It's already evaluated
+       || exprIsHNF scrut                      -- It's already evaluated
        || var_demanded_later scrut             -- It'll be demanded later
 
 --      || not opt_SimplPedanticBottoms)       -- Or we don't care!
@@ -1215,13 +1547,7 @@ mkCase1 scrut case_bndr [(con,bndrs,rhs)]
 --     2. Identity case
 --------------------------------------------------
 
-#ifdef DEBUG
-mkCase1 scrut case_bndr []
-  = pprTrace "mkCase1: null alts" (ppr case_bndr <+> ppr scrut) $
-    returnSmpl scrut
-#endif
-
-mkCase1 scrut case_bndr alts   -- Identity case
+mkCase1 scrut case_bndr ty alts        -- Identity case
   | all identity_alt alts
   = tick (CaseIdentity case_bndr)              `thenSmpl_`
     returnSmpl (re_note scrut)
@@ -1244,14 +1570,14 @@ mkCase1 scrut case_bndr alts    -- Identity case
 
        -- re_note wraps a coerce if it might be necessary
     re_note scrut = case head alts of
-                       (_,_,rhs1@(Note _ _)) -> mkCoerce (exprType rhs1) (idType case_bndr) scrut
+                       (_,_,rhs1@(Note _ _)) -> mkCoerce2 (exprType rhs1) (idType case_bndr) scrut
                        other                 -> scrut
 
 
 --------------------------------------------------
 --     Catch-all
 --------------------------------------------------
-mkCase1 scrut bndr alts = returnSmpl (Case scrut bndr alts)
+mkCase1 scrut bndr ty alts = returnSmpl (Case scrut bndr ty alts)
 \end{code}