97b698fb1b1cb70d278932ecfdb9ebf47eed53e4
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / simplCore / Simplify.lhs
1 %
2 % (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1993-1996
3 %
4 \section[Simplify]{The main module of the simplifier}
5
6 \begin{code}
7 module Simplify ( simplTopBinds, simplExpr, simplBind ) where
8
9 #include "HsVersions.h"
10
11 import BinderInfo
12 import CmdLineOpts      ( SimplifierSwitch(..) )
13 import ConFold          ( completePrim )
14 import CoreUnfold       ( Unfolding, SimpleUnfolding, mkFormSummary, 
15                           exprIsTrivial, whnfOrBottom, inlineUnconditionally,
16                           FormSummary(..)
17                         )
18 import CostCentre       ( isSccCountCostCentre, cmpCostCentre, costsAreSubsumed, useCurrentCostCentre )
19 import CoreSyn
20 import CoreUtils        ( coreExprType, nonErrorRHSs, maybeErrorApp,
21                           unTagBinders, squashableDictishCcExpr
22                         )
23 import Id               ( idType, idMustBeINLINEd, idWantsToBeINLINEd, idMustNotBeINLINEd, 
24                           addIdArity, getIdArity,
25                           getIdDemandInfo, addIdDemandInfo,
26                           GenId{-instance NamedThing-}
27                         )
28 import Name             ( isExported )
29 import IdInfo           ( willBeDemanded, noDemandInfo, DemandInfo, ArityInfo(..),
30                           atLeastArity, unknownArity )
31 import Literal          ( isNoRepLit )
32 import Maybes           ( maybeToBool )
33 import PprType          ( GenType{-instance Outputable-}, GenTyVar{- instance Outputable -} )
34 import PrimOp           ( primOpOkForSpeculation, PrimOp(..) )
35 import SimplCase        ( simplCase, bindLargeRhs )
36 import SimplEnv
37 import SimplMonad
38 import SimplVar         ( completeVar )
39 import Unique           ( Unique )
40 import SimplUtils
41 import Type             ( mkTyVarTy, mkTyVarTys, mkAppTy, applyTy, mkFunTys, splitAlgTyConApp_maybe,
42                           splitFunTys, splitFunTy_maybe, isUnpointedType
43                         )
44 import TysPrim          ( realWorldStatePrimTy )
45 import Util             ( Eager, appEager, returnEager, runEager, mapEager,
46                           isSingleton, zipEqual, zipWithEqual, mapAndUnzip
47                         )
48 import Outputable       
49 \end{code}
50
51 The controlling flags, and what they do
52 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
53
54 passes:
55 ------
56 -fsimplify              = run the simplifier
57 -ffloat-inwards         = runs the float lets inwards pass
58 -ffloat                 = runs the full laziness pass
59                           (ToDo: rename to -ffull-laziness)
60 -fupdate-analysis       = runs update analyser
61 -fstrictness            = runs strictness analyser
62 -fsaturate-apps         = saturates applications (eta expansion)
63
64 options:
65 -------
66 -ffloat-past-lambda     = OK to do full laziness.
67                           (ToDo: remove, as the full laziness pass is
68                                  useless without this flag, therefore
69                                  it is unnecessary. Just -ffull-laziness
70                                  should be kept.)
71
72 -ffloat-lets-ok         = OK to float lets out of lets if the enclosing
73                           let is strict or if the floating will expose
74                           a WHNF [simplifier].
75
76 -ffloat-primops-ok      = OK to float out of lets cases whose scrutinee
77                           is a primop that cannot fail [simplifier].
78
79 -fcode-duplication-ok   = allows the previous option to work on cases with
80                           multiple branches [simplifier].
81
82 -flet-to-case           = does let-to-case transformation [simplifier].
83
84 -fcase-of-case          = does case of case transformation [simplifier].
85
86 -fpedantic-bottoms      = does not allow:
87                              case x of y -> e  ===>  e[x/y]
88                           (which may turn bottom into non-bottom)
89
90
91                         NOTES ON INLINING
92                         ~~~~~~~~~~~~~~~~~
93
94 Inlining is one of the delicate aspects of the simplifier.  By
95 ``inlining'' we mean replacing an occurrence of a variable ``x'' by
96 the RHS of x's definition.  Thus
97
98         let x = e in ...x...    ===>   let x = e in ...e...
99
100 We have two mechanisms for inlining:
101
102 1.  Unconditional.  The occurrence analyser has pinned an (OneOcc
103 FunOcc NoDupDanger NotInsideSCC n) flag on the variable, saying ``it's
104 certainly safe to inline this variable, and to drop its binding''.
105 (...Umm... if n <= 1; if n > 1, it is still safe, provided you are
106 happy to be duplicating code...) When it encounters such a beast, the
107 simplifer binds the variable to its RHS (in the id_env) and continues.
108 It doesn't even look at the RHS at that stage.  It also drops the
109 binding altogether.
110
111 2.  Conditional.  In all other situations, the simplifer simplifies
112 the RHS anyway, and keeps the new binding.  It also binds the new
113 (cloned) variable to a ``suitable'' Unfolding in the UnfoldEnv.
114
115 Here, ``suitable'' might mean NoUnfolding (if the occurrence
116 info is ManyOcc and the RHS is not a manifest HNF, or UnfoldAlways (if
117 the variable has an INLINE pragma on it).  The idea is that anything
118 in the UnfoldEnv is safe to use, but also has an enclosing binding if
119 you decide not to use it.
120
121 Head normal forms
122 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
123 We *never* put a non-HNF unfolding in the UnfoldEnv except in the
124 INLINE-pragma case.
125
126 At one time I thought it would be OK to put non-HNF unfoldings in for
127 variables which occur only once [if they got inlined at that
128 occurrence the RHS of the binding would become dead, so no duplication
129 would occur].   But consider:
130 @
131         let x = <expensive>
132             f = \y -> ...y...y...y...
133         in f x
134 @
135 Now, it seems that @x@ appears only once, but even so it is NOT safe
136 to put @x@ in the UnfoldEnv, because @f@ will be inlined, and will
137 duplicate the references to @x@.
138
139 Because of this, the "unconditional-inline" mechanism above is the
140 only way in which non-HNFs can get inlined.
141
142 INLINE pragmas
143 ~~~~~~~~~~~~~~
144
145 When a variable has an INLINE pragma on it --- which includes wrappers
146 produced by the strictness analyser --- we treat it rather carefully.
147
148 For a start, we are careful not to substitute into its RHS, because
149 that might make it BIG, and the user said "inline exactly this", not
150 "inline whatever you get after inlining other stuff inside me".  For
151 example
152
153         let f = BIG
154         in {-# INLINE y #-} y = f 3
155         in ...y...y...
156
157 Here we don't want to substitute BIG for the (single) occurrence of f,
158 because then we'd duplicate BIG when we inline'd y.  (Exception:
159 things in the UnfoldEnv with UnfoldAlways flags, which originated in
160 other INLINE pragmas.)
161
162 So, we clean out the UnfoldEnv of all SimpleUnfolding inlinings before
163 going into such an RHS.
164
165 What about imports?  They don't really matter much because we only
166 inline relatively small things via imports.
167
168 We augment the the UnfoldEnv with UnfoldAlways guidance if there's an
169 INLINE pragma.  We also do this for the RHSs of recursive decls,
170 before looking at the recursive decls. That way we achieve the effect
171 of inlining a wrapper in the body of its worker, in the case of a
172 mutually-recursive worker/wrapper split.
173
174
175 %************************************************************************
176 %*                                                                      *
177 \subsection[Simplify-simplExpr]{The main function: simplExpr}
178 %*                                                                      *
179 %************************************************************************
180
181 At the top level things are a little different.
182
183   * No cloning (not allowed for exported Ids, unnecessary for the others)
184   * Floating is done a bit differently (no case floating; check for leaks; handle letrec)
185
186 \begin{code}
187 simplTopBinds :: SimplEnv -> [InBinding] -> SmplM [OutBinding]
188
189 -- Dead code is now discarded by the occurrence analyser,
190
191 simplTopBinds env binds
192   = mapSmpl (floatBind env True) binds  `thenSmpl` \ binds_s ->
193     simpl_top_binds env (concat binds_s)
194   where
195     simpl_top_binds env [] = returnSmpl []
196
197     simpl_top_binds env (NonRec binder@(in_id,occ_info) rhs : binds)
198       =         --- No cloning necessary at top level
199         simplRhsExpr env binder rhs in_id                               `thenSmpl` \ (rhs',arity) ->
200         completeNonRec env binder (in_id `withArity` arity) rhs'        `thenSmpl` \ (new_env, binds1') ->
201         simpl_top_binds new_env binds                                   `thenSmpl` \ binds2' ->
202         returnSmpl (binds1' ++ binds2')
203
204     simpl_top_binds env (Rec pairs : binds)
205       =         -- No cloning necessary at top level, but we nevertheless
206                 -- add the Ids to the environment.  This makes sure that
207                 -- info carried on the Id (such as arity info) gets propagated
208                 -- to occurrences.
209                 --
210                 -- This may seem optional, but I found an occasion when it Really matters.
211                 -- Consider     foo{n} = ...foo...
212                 --              baz* = foo
213                 --
214                 -- where baz* is exported and foo isn't.  Then when we do "indirection-shorting"
215                 -- in tidyCore, we need the {no-inline} pragma from foo to attached to the final
216                 -- thing:       baz*{n} = ...baz...
217                 --
218                 -- Sure we could have made the indirection-shorting a bit cleverer, but
219                 -- propagating pragma info is a Good Idea anyway.
220         let
221             env1 = extendIdEnvWithClones env binders ids
222         in
223         simplRecursiveGroup env1 ids pairs      `thenSmpl` \ (bind', new_env) ->
224         simpl_top_binds new_env binds           `thenSmpl` \ binds' ->
225         returnSmpl (Rec bind' : binds')
226       where
227         binders = map fst pairs
228         ids     = map fst binders
229 \end{code}
230
231 %************************************************************************
232 %*                                                                      *
233 \subsection[Simplify-simplExpr]{The main function: simplExpr}
234 %*                                                                      *
235 %************************************************************************
236
237
238 \begin{code}
239 simplExpr :: SimplEnv
240           -> InExpr -> [OutArg]
241           -> OutType            -- Type of (e args); i.e. type of overall result
242           -> SmplM OutExpr
243 \end{code}
244
245 The expression returned has the same meaning as the input expression
246 applied to the specified arguments.
247
248
249 Variables
250 ~~~~~~~~~
251 Check if there's a macro-expansion, and if so rattle on.  Otherwise do
252 the more sophisticated stuff.
253
254 \begin{code}
255 simplExpr env (Var v) args result_ty
256   = case (runEager $ lookupId env v) of
257       LitArg lit                -- A boring old literal
258         -> ASSERT( null args )
259            returnSmpl (Lit lit)
260
261       VarArg var        -- More interesting!  An id!
262         -> completeVar env var args result_ty
263                                 -- Either Id is in the local envt, or it's a global.
264                                 -- In either case we don't need to apply the type
265                                 -- environment to it.
266 \end{code}
267
268 Literals
269 ~~~~~~~~
270
271 \begin{code}
272 simplExpr env (Lit l) [] result_ty = returnSmpl (Lit l)
273 #ifdef DEBUG
274 simplExpr env (Lit l) _  _ = panic "simplExpr:Lit with argument"
275 #endif
276 \end{code}
277
278 Primitive applications are simple.
279 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
280
281 NB: Prim expects an empty argument list! (Because it should be
282 saturated and not higher-order. ADR)
283
284 \begin{code}
285 simplExpr env (Prim op prim_args) args result_ty
286   = ASSERT (null args)
287     mapEager (simplArg env) prim_args   `appEager` \ prim_args' ->
288     simpl_op op                         `appEager` \ op' ->
289     completePrim env op' prim_args'
290   where
291     -- PrimOps just need any types in them renamed.
292
293     simpl_op (CCallOp label is_asm may_gc arg_tys result_ty)
294       = mapEager (simplTy env) arg_tys  `appEager` \ arg_tys' ->
295         simplTy env result_ty           `appEager` \ result_ty' ->
296         returnEager (CCallOp label is_asm may_gc arg_tys' result_ty')
297
298     simpl_op other_op = returnEager other_op
299 \end{code}
300
301 Constructor applications
302 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
303 Nothing to try here.  We only reuse constructors when they appear as the
304 rhs of a let binding (see completeLetBinding).
305
306 \begin{code}
307 simplExpr env (Con con con_args) args result_ty
308   = ASSERT( null args )
309     mapEager (simplArg env) con_args    `appEager` \ con_args' ->
310     returnSmpl (Con con con_args')
311 \end{code}
312
313
314 Applications are easy too:
315 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
316 Just stuff 'em in the arg stack
317
318 \begin{code}
319 simplExpr env (App fun arg) args result_ty
320   = simplArg env arg    `appEager` \ arg' ->
321     simplExpr env fun (arg' : args) result_ty
322 \end{code}
323
324 Type lambdas
325 ~~~~~~~~~~~~
326
327 First the case when it's applied to an argument.
328
329 \begin{code}
330 simplExpr env (Lam (TyBinder tyvar) body) (TyArg ty : args) result_ty
331   = tick TyBetaReduction        `thenSmpl_`
332     simplExpr (extendTyEnv env tyvar ty) body args result_ty
333 \end{code}
334
335 \begin{code}
336 simplExpr env tylam@(Lam (TyBinder tyvar) body) [] result_ty
337   = cloneTyVarSmpl tyvar                `thenSmpl` \ tyvar' ->
338     let
339         new_ty  = mkTyVarTy tyvar'
340         new_env = extendTyEnv env tyvar new_ty
341         new_result_ty = applyTy result_ty new_ty
342     in
343     simplExpr new_env body [] new_result_ty             `thenSmpl` \ body' ->
344     returnSmpl (Lam (TyBinder tyvar') body')
345
346 #ifdef DEBUG
347 simplExpr env (Lam (TyBinder _) _) (_ : _) result_ty
348   = panic "simplExpr:TyLam with non-TyArg"
349 #endif
350 \end{code}
351
352
353 Ordinary lambdas
354 ~~~~~~~~~~~~~~~~
355
356 There's a complication with lambdas that aren't saturated.
357 Suppose we have:
358
359         (\x. \y. ...x...)
360
361 If we did nothing, x is used inside the \y, so would be marked
362 as dangerous to dup.  But in the common case where the abstraction
363 is applied to two arguments this is over-pessimistic.
364 So instead we don't take account of the \y when dealing with x's usage;
365 instead, the simplifier is careful when partially applying lambdas.
366
367 \begin{code}
368 simplExpr env expr@(Lam (ValBinder binder) body) orig_args result_ty
369   = go 0 env expr orig_args
370   where
371     go n env (Lam (ValBinder binder) body) (val_arg : args)
372       | isValArg val_arg                -- The lambda has an argument
373       = tick BetaReduction      `thenSmpl_`
374         go (n+1) (extendIdEnvWithAtom env binder val_arg) body args
375
376     go n env expr@(Lam (ValBinder binder) body) args
377         -- The lambda is un-saturated, so we must zap the occurrence info
378         -- on the arguments we've already beta-reduced into the body of the lambda
379       = ASSERT( null args )     -- Value lambda must match value argument!
380         let
381             new_env = markDangerousOccs env (take n orig_args)
382         in
383         simplValLam new_env expr 0 {- Guaranteed applied to at least 0 args! -} result_ty 
384                                 `thenSmpl` \ (expr', arity) ->
385         returnSmpl expr'
386
387     go n env non_val_lam_expr args      -- The lambda had enough arguments
388       = simplExpr env non_val_lam_expr args result_ty
389 \end{code}
390
391
392 Let expressions
393 ~~~~~~~~~~~~~~~
394
395 \begin{code}
396 simplExpr env (Let bind body) args result_ty
397   = simplBind env bind (\env -> simplExpr env body args result_ty) result_ty
398 \end{code}
399
400 Case expressions
401 ~~~~~~~~~~~~~~~~
402
403 \begin{code}
404 simplExpr env expr@(Case scrut alts) args result_ty
405   = simplCase env scrut alts (\env rhs -> simplExpr env rhs args result_ty) result_ty
406 \end{code}
407
408
409 Coercions
410 ~~~~~~~~~
411 \begin{code}
412 simplExpr env (Coerce coercion ty body) args result_ty
413   = simplCoerce env coercion ty body args result_ty
414 \end{code}
415
416
417 Set-cost-centre
418 ~~~~~~~~~~~~~~~
419
420 1) Eliminating nested sccs ...
421 We must be careful to maintain the scc counts ...
422
423 \begin{code}
424 simplExpr env (SCC cc1 (SCC cc2 expr)) args result_ty
425   | not (isSccCountCostCentre cc2) && case cmpCostCentre cc1 cc2 of { EQ -> True; _ -> False }
426         -- eliminate inner scc if no call counts and same cc as outer
427   = simplExpr env (SCC cc1 expr) args result_ty
428
429   | not (isSccCountCostCentre cc2) && not (isSccCountCostCentre cc1)
430         -- eliminate outer scc if no call counts associated with either ccs
431   = simplExpr env (SCC cc2 expr) args result_ty
432 \end{code}
433
434 2) Moving sccs inside lambdas ...
435   
436 \begin{code}
437 simplExpr env (SCC cc (Lam binder@(ValBinder _) body)) args result_ty
438   | not (isSccCountCostCentre cc)
439         -- move scc inside lambda only if no call counts
440   = simplExpr env (Lam binder (SCC cc body)) args result_ty
441
442 simplExpr env (SCC cc (Lam binder body)) args result_ty
443         -- always ok to move scc inside type/usage lambda
444   = simplExpr env (Lam binder (SCC cc body)) args result_ty
445 \end{code}
446
447 3) Eliminating dict sccs ...
448
449 \begin{code}
450 simplExpr env (SCC cc expr) args result_ty
451   | squashableDictishCcExpr cc expr
452         -- eliminate dict cc if trivial dict expression
453   = simplExpr env expr args result_ty
454 \end{code}
455
456 4) Moving arguments inside the body of an scc ...
457 This moves the cost of doing the application inside the scc
458 (which may include the cost of extracting methods etc)
459
460 \begin{code}
461 simplExpr env (SCC cost_centre body) args result_ty
462   = let
463         new_env = setEnclosingCC env cost_centre
464     in
465     simplExpr new_env body args result_ty               `thenSmpl` \ body' ->
466     returnSmpl (SCC cost_centre body')
467 \end{code}
468
469 %************************************************************************
470 %*                                                                      *
471 \subsection{Simplify RHS of a Let/Letrec}
472 %*                                                                      *
473 %************************************************************************
474
475 simplRhsExpr does arity-expansion.  That is, given:
476
477         * a right hand side /\ tyvars -> \a1 ... an -> e
478         * the information (stored in BinderInfo) that the function will always
479           be applied to at least k arguments
480
481 it transforms the rhs to
482
483         /\tyvars -> \a1 ... an b(n+1) ... bk -> (e b(n+1) ... bk)
484
485 This is a Very Good Thing!
486
487 \begin{code}
488 simplRhsExpr
489         :: SimplEnv
490         -> InBinder
491         -> InExpr
492         -> OutId                -- The new binder (used only for its type)
493         -> SmplM (OutExpr, ArityInfo)
494 \end{code}
495
496
497 \begin{code}
498 simplRhsExpr env binder@(id,occ_info) rhs new_id
499   | maybeToBool (splitAlgTyConApp_maybe rhs_ty)
500         -- Deal with the data type case, in which case the elaborate
501         -- eta-expansion nonsense is really quite a waste of time.
502   = simplExpr rhs_env rhs [] rhs_ty             `thenSmpl` \ rhs' ->
503     returnSmpl (rhs', ArityExactly 0)
504
505   | otherwise   -- OK, use the big hammer
506   =     -- Deal with the big lambda part
507     mapSmpl cloneTyVarSmpl tyvars                       `thenSmpl` \ tyvars' ->
508     let
509         new_tys  = mkTyVarTys tyvars'
510         body_ty  = foldl applyTy rhs_ty new_tys
511         lam_env  = extendTyEnvList rhs_env (zipEqual "simplRhsExpr" tyvars new_tys)
512     in
513         -- Deal with the little lambda part
514         -- Note that we call simplLam even if there are no binders,
515         -- in case it can do arity expansion.
516     simplValLam lam_env body (getBinderInfoArity occ_info) body_ty      `thenSmpl` \ (lambda', arity) ->
517
518         -- Put on the big lambdas, trying to float out any bindings caught inside
519     mkRhsTyLam tyvars' lambda'                                  `thenSmpl` \ rhs' ->
520
521     returnSmpl (rhs', arity)
522   where
523     rhs_ty  = idType new_id
524     rhs_env | idWantsToBeINLINEd id     -- Don't ever inline in a INLINE thing's rhs
525             = switchOffInlining env1    -- See comments with switchOffInlining
526             | otherwise 
527             = env1
528
529         -- The top level "enclosing CC" is "SUBSUMED".  But the enclosing CC
530         -- for the rhs of top level defs is "OST_CENTRE".  Consider
531         --      f = \x -> e
532         --      g = \y -> let v = f y in scc "x" (v ...)
533         -- Here we want to inline "f", since its CC is SUBSUMED, but we don't
534         -- want to inline "v" since its CC is dynamically determined.
535
536     current_cc = getEnclosingCC env
537     env1 | costsAreSubsumed current_cc = setEnclosingCC env useCurrentCostCentre
538          | otherwise                   = env
539
540     (tyvars, body) = collectTyBinders rhs
541 \end{code}
542
543
544 ----------------------------------------------------------------
545         An old special case that is now nuked.
546
547 First a special case for variable right-hand sides
548         v = w
549 It's OK to simplify the RHS, but it's often a waste of time.  Often
550 these v = w things persist because v is exported, and w is used 
551 elsewhere.  So if we're not careful we'll eta expand the rhs, only
552 to eta reduce it in competeNonRec.
553
554 If we leave the binding unchanged, we will certainly replace v by w at 
555 every occurrence of v, which is good enough.  
556
557 In fact, it's *better* to replace v by w than to inline w in v's rhs,
558 even if this is the only occurrence of w.  Why? Because w might have
559 IdInfo (such as strictness) that v doesn't.
560
561 Furthermore, there might be other uses of w; if so, inlining w in 
562 v's rhs will duplicate w's rhs, whereas replacing v by w doesn't.
563
564 HOWEVER, we have to be careful if w is something that *must* be
565 inlined.  In particular, its binding may have been dropped.  Here's
566 an example that actually happened:
567         let x = let y = e in y
568      in f x
569 The "let y" was floated out, and then (since y occurs once in a
570 definitely inlinable position) the binding was dropped, leaving
571         {y=e} let x = y in f x
572 But now using the reasoning of this little section, 
573 y wasn't inlined, because it was a let x=y form.
574
575
576                 HOWEVER
577
578 This "optimisation" turned out to be a bad idea.  If there's are
579 top-level exported bindings like
580
581         y = I# 3#
582         x = y
583
584 then y wasn't getting inlined in x's rhs, and we were getting
585 bad code.  So I've removed the special case from here, and
586 instead we only try eta reduction and constructor reuse 
587 in completeNonRec if the thing is *not* exported.
588
589
590 \begin{pseudocode}
591 simplRhsExpr env binder@(id,occ_info) (Var v) new_id
592  | maybeToBool maybe_stop_at_var
593  = returnSmpl (Var the_var, getIdArity the_var)
594  where
595    maybe_stop_at_var 
596      = case (runEager $ lookupId env v) of
597          VarArg v' | not (must_unfold v') -> Just v'
598          other                            -> Nothing
599
600    Just the_var = maybe_stop_at_var
601
602    must_unfold v' =  idMustBeINLINEd v'
603                   || case lookupOutIdEnv env v' of
604                         Just (_, _, InUnfolding _ _) -> True
605                         other                        -> False
606 \end{pseudocode}
607         
608                 End of old, nuked, special case.
609 ------------------------------------------------------------------
610
611
612 %************************************************************************
613 %*                                                                      *
614 \subsection{Simplify a lambda abstraction}
615 %*                                                                      *
616 %************************************************************************
617
618 Simplify (\binders -> body) trying eta expansion and reduction, given that
619 the abstraction will always be applied to at least min_no_of_args.
620
621 \begin{code}
622 simplValLam env expr min_no_of_args expr_ty
623   | not (switchIsSet env SimplDoLambdaEtaExpansion) ||  -- Bale out if eta expansion off
624
625     exprIsTrivial expr                              ||  -- or it's a trivial RHS
626         -- No eta expansion for trivial RHSs
627         -- It's rather a Bad Thing to expand
628         --      g = f alpha beta
629         -- to
630         --      g = \a b c -> f alpha beta a b c
631         --
632         -- The original RHS is "trivial" (exprIsTrivial), because it generates
633         -- no code (renames f to g).  But the new RHS isn't.
634
635     null potential_extra_binder_tys                 ||  -- or ain't a function
636     no_of_extra_binders <= 0                            -- or no extra binders needed
637   = cloneIds env binders                `thenSmpl` \ binders' ->
638     let
639         new_env = extendIdEnvWithClones env binders binders'
640     in
641     simplExpr new_env body [] body_ty           `thenSmpl` \ body' ->
642     returnSmpl (mkValLam binders' body', final_arity)
643
644   | otherwise                           -- Eta expansion possible
645   = -- A SSERT( no_of_extra_binders <= length potential_extra_binder_tys )
646     (if not ( no_of_extra_binders <= length potential_extra_binder_tys ) then
647         pprTrace "simplValLam" (vcat [ppr expr, 
648                                           ppr expr_ty,
649                                           ppr binders,
650                                           int no_of_extra_binders,
651                                           ppr potential_extra_binder_tys])
652     else \x -> x) $
653
654     tick EtaExpansion                   `thenSmpl_`
655     cloneIds env binders                `thenSmpl` \ binders' ->
656     let
657         new_env = extendIdEnvWithClones env binders binders'
658     in
659     newIds extra_binder_tys                                             `thenSmpl` \ extra_binders' ->
660     simplExpr new_env body (map VarArg extra_binders') etad_body_ty     `thenSmpl` \ body' ->
661     returnSmpl (
662       mkValLam (binders' ++ extra_binders') body',
663       final_arity
664     )
665
666   where
667     (binders,body)             = collectValBinders expr
668     no_of_binders              = length binders
669     (arg_tys, res_ty)          = splitFunTys expr_ty
670     potential_extra_binder_tys = (if not (no_of_binders <= length arg_tys) then
671                                         pprTrace "simplValLam" (vcat [ppr expr, 
672                                                                           ppr expr_ty,
673                                                                           ppr binders])
674                                   else \x->x) $
675                                  drop no_of_binders arg_tys
676     body_ty                    = mkFunTys potential_extra_binder_tys res_ty
677
678         -- Note: it's possible that simplValLam will be applied to something
679         -- with a forall type.  Eg when being applied to the rhs of
680         --              let x = wurble
681         -- where wurble has a forall-type, but no big lambdas at the top.
682         -- We could be clever an insert new big lambdas, but we don't bother.
683
684     etad_body_ty        = mkFunTys (drop no_of_extra_binders potential_extra_binder_tys) res_ty
685     extra_binder_tys    = take no_of_extra_binders potential_extra_binder_tys
686     final_arity         = atLeastArity (no_of_binders + no_of_extra_binders)
687
688     no_of_extra_binders =       -- First, use the info about how many args it's
689                                 -- always applied to in its scope; but ignore this
690                                 -- info for thunks. To see why we ignore it for thunks,
691                                 -- consider     let f = lookup env key in (f 1, f 2)
692                                 -- We'd better not eta expand f just because it is 
693                                 -- always applied!
694                            (min_no_of_args - no_of_binders)
695
696                                 -- Next, try seeing if there's a lambda hidden inside
697                                 -- something cheap.
698                                 -- etaExpandCount can reuturn a huge number (like 10000!) if
699                                 -- it finds that the body is a call to "error"; hence
700                                 -- the use of "min" here.
701                            `max`
702                            (etaExpandCount body `min` length potential_extra_binder_tys)
703
704                                 -- Finally, see if it's a state transformer, in which
705                                 -- case we eta-expand on principle! This can waste work,
706                                 -- but usually doesn't
707                            `max`
708                            case potential_extra_binder_tys of
709                                 [ty] | ty == realWorldStatePrimTy -> 1
710                                 other                             -> 0
711 \end{code}
712
713
714
715 %************************************************************************
716 %*                                                                      *
717 \subsection[Simplify-coerce]{Coerce expressions}
718 %*                                                                      *
719 %************************************************************************
720
721 \begin{code}
722 -- (coerce (case s of p -> r)) args ==> case s of p -> (coerce r) args
723 simplCoerce env coercion ty expr@(Case scrut alts) args result_ty
724   = simplCase env scrut alts (\env rhs -> simplCoerce env coercion ty rhs args result_ty) result_ty
725
726 -- (coerce (let defns in b)) args  ==> let defns' in (coerce b) args
727 simplCoerce env coercion ty (Let bind body) args result_ty
728   = simplBind env bind (\env -> simplCoerce env coercion ty body args result_ty) result_ty
729
730 -- Default case
731 simplCoerce env coercion ty expr args result_ty
732   = simplTy env ty                      `appEager` \ ty' ->
733     simplTy env expr_ty                 `appEager` \ expr_ty' ->
734     simplExpr env expr [] expr_ty'      `thenSmpl` \ expr' ->
735     returnSmpl (mkGenApp (mkCoerce coercion ty' expr') args)
736   where
737     expr_ty = coreExprType (unTagBinders expr)  -- Rather like simplCase other_scrut
738
739         -- Try cancellation; we do this "on the way up" because
740         -- I think that's where it'll bite best
741     mkCoerce (CoerceOut con1) ty1 (Coerce (CoerceIn  con2) ty2 body) | con1 == con2 = body
742     mkCoerce coercion ty  body = Coerce coercion ty body
743 \end{code}
744
745
746 %************************************************************************
747 %*                                                                      *
748 \subsection[Simplify-bind]{Binding groups}
749 %*                                                                      *
750 %************************************************************************
751
752 \begin{code}
753 simplBind :: SimplEnv
754           -> InBinding
755           -> (SimplEnv -> SmplM OutExpr)
756           -> OutType
757           -> SmplM OutExpr
758
759 simplBind env (NonRec binder rhs) body_c body_ty = simplNonRec env binder rhs body_c body_ty
760 simplBind env (Rec pairs)         body_c body_ty = simplRec    env pairs      body_c body_ty
761 \end{code}
762
763
764 %************************************************************************
765 %*                                                                      *
766 \subsection[Simplify-let]{Let-expressions}
767 %*                                                                      *
768 %************************************************************************
769
770 Float switches
771 ~~~~~~~~~~~~~~
772 The booleans controlling floating have to be set with a little care.
773 Here's one performance bug I found:
774
775         let x = let y = let z = case a# +# 1 of {b# -> E1}
776                         in E2
777                 in E3
778         in E4
779
780 Now, if E2, E3 aren't HNFs we won't float the y-binding or the z-binding.
781 Before case_floating_ok included float_exposes_hnf, the case expression was floated
782 *one level per simplifier iteration* outwards.  So it made th s
783
784
785 Floating case from let
786 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
787 When floating cases out of lets, remember this:
788
789         let x* = case e of alts
790         in <small expr>
791
792 where x* is sure to be demanded or e is a cheap operation that cannot
793 fail, e.g. unboxed addition.  Here we should be prepared to duplicate
794 <small expr>.  A good example:
795
796         let x* = case y of
797                    p1 -> build e1
798                    p2 -> build e2
799         in
800         foldr c n x*
801 ==>
802         case y of
803           p1 -> foldr c n (build e1)
804           p2 -> foldr c n (build e2)
805
806 NEW: We use the same machinery that we use for case-of-case to
807 *always* do case floating from let, that is we let bind and abstract
808 the original let body, and let the occurrence analyser later decide
809 whether the new let should be inlined or not. The example above
810 becomes:
811
812 ==>
813       let join_body x' = foldr c n x'
814         in case y of
815         p1 -> let x* = build e1
816                 in join_body x*
817         p2 -> let x* = build e2
818                 in join_body x*
819
820 note that join_body is a let-no-escape.
821 In this particular example join_body will later be inlined,
822 achieving the same effect.
823 ToDo: check this is OK with andy
824
825
826 Let to case: two points
827 ~~~~~~~~~~~
828
829 Point 1.  We defer let-to-case for all data types except single-constructor
830 ones.  Suppose we change
831
832         let x* = e in b
833 to
834         case e of x -> b
835
836 It can be the case that we find that b ultimately contains ...(case x of ..)....
837 and this is the only occurrence of x.  Then if we've done let-to-case
838 we can't inline x, which is a real pain.  On the other hand, we lose no
839 transformations by not doing this transformation, because the relevant
840 case-of-X transformations are also implemented by simpl_bind.
841
842 If x is a single-constructor type, then we go ahead anyway, giving
843
844         case e of (y,z) -> let x = (y,z) in b
845
846 because now we can squash case-on-x wherever they occur in b.
847
848 We do let-to-case on multi-constructor types in the tidy-up phase
849 (tidyCoreExpr) mainly so that the code generator doesn't need to
850 spot the demand-flag.
851
852
853 Point 2.  It's important to try let-to-case before doing the
854 strict-let-of-case transformation, which happens in the next equation
855 for simpl_bind.
856
857         let a*::Int = case v of {p1->e1; p2->e2}
858         in b
859
860 (The * means that a is sure to be demanded.)
861 If we do case-floating first we get this:
862
863         let k = \a* -> b
864         in case v of
865                 p1-> let a*=e1 in k a
866                 p2-> let a*=e2 in k a
867
868 Now watch what happens if we do let-to-case first:
869
870         case (case v of {p1->e1; p2->e2}) of
871           Int a# -> let a*=I# a# in b
872 ===>
873         let k = \a# -> let a*=I# a# in b
874         in case v of
875                 p1 -> case e1 of I# a# -> k a#
876                 p1 -> case e2 of I# a# -> k a#
877
878 The latter is clearly better.  (Remember the reboxing let-decl for a
879 is likely to go away, because after all b is strict in a.)
880
881 We do not do let to case for WHNFs, e.g.
882
883           let x = a:b in ...
884           =/=>
885           case a:b of x in ...
886
887 as this is less efficient.  but we don't mind doing let-to-case for
888 "bottom", as that will allow us to remove more dead code, if anything:
889
890           let x = error in ...
891           ===>
892           case error  of x -> ...
893           ===>
894           error
895
896 Notice that let to case occurs only if x is used strictly in its body
897 (obviously).
898
899
900 \begin{code}
901 -- Dead code is now discarded by the occurrence analyser,
902
903 simplNonRec env binder@(id,occ_info) rhs body_c body_ty
904   | inlineUnconditionally ok_to_dup id occ_info
905   =     -- The binder is used in definitely-inline way in the body
906         -- So add it to the environment, drop the binding, and continue
907     body_c (extendEnvGivenInlining env id occ_info rhs)
908
909   | idWantsToBeINLINEd id
910   = complete_bind env rhs       -- Don't mess about with floating or let-to-case on
911                                 -- INLINE things
912
913         -- Do let-to-case right away for unpointed types
914         -- These shouldn't occur much, but do occur right after desugaring,
915         -- because we havn't done dependency analysis at that point, so
916         -- we can't trivially do let-to-case (because there may be some unboxed
917         -- things bound in letrecs that aren't really recursive).
918   | isUnpointedType rhs_ty && not rhs_is_whnf
919   = simplCase env rhs (PrimAlts [] (BindDefault binder (Var id)))
920                       (\env rhs -> complete_bind env rhs) body_ty
921
922         -- Try let-to-case; see notes below about let-to-case
923   | try_let_to_case &&
924     will_be_demanded &&
925     (  rhs_is_bot
926     || (not rhs_is_whnf && singleConstructorType rhs_ty)
927                 -- Don't do let-to-case if the RHS is a constructor application.
928                 -- Even then only do it for single constructor types. 
929                 -- For other types we defer doing it until the tidy-up phase at
930                 -- the end of simplification.
931     )
932   = tick Let2Case                               `thenSmpl_`
933     simplCase env rhs (AlgAlts [] (BindDefault binder (Var id)))
934                       (\env rhs -> complete_bind env rhs) body_ty
935                 -- OLD COMMENT:  [now the new RHS is only "x" so there's less worry]
936                 -- NB: it's tidier to call complete_bind not simpl_bind, else
937                 -- we nearly end up in a loop.  Consider:
938                 --      let x = rhs in b
939                 -- ==>  case rhs of (p,q) -> let x=(p,q) in b
940                 -- This effectively what the above simplCase call does.
941                 -- Now, the inner let is a let-to-case target again!  Actually, since
942                 -- the RHS is in WHNF it won't happen, but it's a close thing!
943
944   | otherwise
945   = simpl_bind env rhs
946   where
947     -- Try let-from-let
948     simpl_bind env (Let bind rhs) | let_floating_ok
949       = tick LetFloatFromLet                    `thenSmpl_`
950         simplBind env (fix_up_demandedness will_be_demanded bind)
951                       (\env -> simpl_bind env rhs) body_ty
952
953     -- Try case-from-let; this deals with a strict let of error too
954     simpl_bind env (Case scrut alts) | case_floating_ok scrut
955       = tick CaseFloatFromLet                           `thenSmpl_`
956
957         -- First, bind large let-body if necessary
958         if ok_to_dup || isSingleton (nonErrorRHSs alts)
959         then
960             simplCase env scrut alts (\env rhs -> simpl_bind env rhs) body_ty
961         else
962             bindLargeRhs env [binder] body_ty body_c    `thenSmpl` \ (extra_binding, new_body) ->
963             let
964                 body_c' = \env -> simplExpr env new_body [] body_ty
965                 case_c  = \env rhs -> simplNonRec env binder rhs body_c' body_ty
966             in
967             simplCase env scrut alts case_c body_ty     `thenSmpl` \ case_expr ->
968             returnSmpl (Let extra_binding case_expr)
969
970     -- None of the above; simplify rhs and tidy up
971     simpl_bind env rhs = complete_bind env rhs
972  
973     complete_bind env rhs
974       = cloneId env binder                      `thenSmpl` \ new_id ->
975         simplRhsExpr env binder rhs new_id      `thenSmpl` \ (rhs',arity) ->
976         completeNonRec env binder 
977                 (new_id `withArity` arity) rhs' `thenSmpl` \ (new_env, binds) ->
978         body_c new_env                          `thenSmpl` \ body' ->
979         returnSmpl (mkCoLetsAny binds body')
980
981
982         -- All this stuff is computed at the start of the simpl_bind loop
983     float_lets                = switchIsSet env SimplFloatLetsExposingWHNF
984     float_primops             = switchIsSet env SimplOkToFloatPrimOps
985     ok_to_dup                 = switchIsSet env SimplOkToDupCode
986     always_float_let_from_let = switchIsSet env SimplAlwaysFloatLetsFromLets
987     try_let_to_case           = switchIsSet env SimplLetToCase
988     no_float                  = switchIsSet env SimplNoLetFromStrictLet
989
990     demand_info      = getIdDemandInfo id
991     will_be_demanded = willBeDemanded demand_info
992     rhs_ty           = idType id
993
994     form        = mkFormSummary rhs
995     rhs_is_bot  = case form of
996                         BottomForm -> True
997                         other      -> False
998     rhs_is_whnf = case form of
999                         VarForm -> True
1000                         ValueForm -> True
1001                         other -> False
1002
1003     float_exposes_hnf = floatExposesHNF float_lets float_primops ok_to_dup rhs
1004
1005     let_floating_ok  = (will_be_demanded && not no_float) ||
1006                        always_float_let_from_let ||
1007                        float_exposes_hnf
1008
1009     case_floating_ok scrut = (will_be_demanded && not no_float) || 
1010                              (float_exposes_hnf && is_cheap_prim_app scrut && float_primops)
1011         -- See note below 
1012 \end{code}
1013
1014
1015 @completeNonRec@ looks at the simplified post-floating RHS of the
1016 let-expression, with a view to turning
1017         x = e
1018 into
1019         x = y
1020 where y is just a variable.  Now we can eliminate the binding
1021 altogether, and replace x by y throughout.
1022
1023 There are two cases when we can do this:
1024
1025         * When e is a constructor application, and we have
1026           another variable in scope bound to the same
1027           constructor application.  [This is just a special
1028           case of common-subexpression elimination.]
1029
1030         * When e can be eta-reduced to a variable.  E.g.
1031                 x = \a b -> y a b
1032
1033
1034 HOWEVER, if x is exported, we don't attempt this at all.  Why not?
1035 Because then we can't remove the x=y binding, in which case we 
1036 have just made things worse, perhaps a lot worse.
1037
1038 \begin{code}
1039         -- Right hand sides that are constructors
1040         --      let v = C args
1041         --      in
1042         --- ...(let w = C same-args in ...)...
1043         -- Then use v instead of w.      This may save
1044         -- re-constructing an existing constructor.
1045 completeNonRec env binder new_id new_rhs
1046   |  not (isExported new_id)            -- Don't bother for exported things
1047                                         -- because we won't be able to drop
1048                                         -- its binding.
1049   && maybeToBool maybe_atomic_rhs
1050   = tick tick_type      `thenSmpl_`
1051     returnSmpl (extendIdEnvWithAtom env binder rhs_arg, [])
1052   where
1053     Just (rhs_arg, tick_type) = maybe_atomic_rhs
1054     maybe_atomic_rhs 
1055       =                 -- Try first for an existing constructor application
1056         case maybe_con new_rhs of {
1057         Just con -> Just (VarArg con, ConReused);
1058
1059         Nothing  ->     -- No good; try eta-reduction
1060         case etaCoreExpr new_rhs of {
1061         Var v -> Just (VarArg v, AtomicRhs);
1062         Lit l -> Just (LitArg l, AtomicRhs);
1063
1064         other -> Nothing -- Neither worked, so return Nothing
1065         }}
1066         
1067
1068     maybe_con (Con con con_args) | switchIsSet env SimplReuseCon
1069                                  = lookForConstructor env con con_args 
1070     maybe_con other_rhs          = Nothing
1071
1072 completeNonRec env binder@(id,occ_info) new_id new_rhs
1073   = returnSmpl (new_env , [NonRec new_id new_rhs])
1074   where
1075     new_env = extendEnvGivenBinding (extendIdEnvWithClone env binder new_id)
1076                                     occ_info new_id new_rhs
1077 \end{code}
1078
1079 ----------------------------------------------------------------------------
1080         A digression on constructor CSE
1081
1082 Consider
1083 @
1084         f = \x -> case x of
1085                     (y:ys) -> y:ys
1086                     []     -> ...
1087 @
1088 Is it a good idea to replace the rhs @y:ys@ with @x@?  This depends a
1089 bit on the compiler technology, but in general I believe not. For
1090 example, here's some code from a real program:
1091 @
1092 const.Int.max.wrk{-s2516-} =
1093     \ upk.s3297#  upk.s3298# ->
1094         let {
1095           a.s3299 :: Int
1096           _N_ {-# U(P) #-}
1097           a.s3299 = I#! upk.s3297#
1098         } in
1099           case (const.Int._tagCmp.wrk{-s2513-} upk.s3297# upk.s3298#) of {
1100             _LT -> I#! upk.s3298#
1101             _EQ -> a.s3299
1102             _GT -> a.s3299
1103           }
1104 @
1105 The a.s3299 really isn't doing much good.  We'd be better off inlining
1106 it.  (Actually, let-no-escapery means it isn't as bad as it looks.)
1107
1108 So the current strategy is to inline all known-form constructors, and
1109 only do the reverse (turn a constructor application back into a
1110 variable) when we find a let-expression:
1111 @
1112         let x = C a1 .. an
1113         in
1114         ... (let y = C a1 .. an in ...) ...
1115 @
1116 where it is always good to ditch the binding for y, and replace y by
1117 x.
1118                 End of digression
1119 ----------------------------------------------------------------------------
1120
1121 ----------------------------------------------------------------------------
1122                 A digression on "optimising" coercions
1123
1124    The trouble is that we kept transforming
1125                 let x = coerce e
1126                     y = coerce x
1127                 in ...
1128    to
1129                 let x' = coerce e
1130                     y' = coerce x'
1131                 in ...
1132    and counting a couple of ticks for this non-transformation
1133 \begin{pseudocode}
1134         -- We want to ensure that all let-bound Coerces have 
1135         -- atomic bodies, so they can freely be inlined.
1136 completeNonRec env binder new_id (Coerce coercion ty rhs)
1137   | not (is_atomic rhs)
1138   = newId (coreExprType rhs)                            `thenSmpl` \ inner_id ->
1139     completeNonRec env 
1140                    (inner_id, dangerousArgOcc) inner_id rhs `thenSmpl` \ (env1, binds1) ->
1141         -- Dangerous occ because, like constructor args,
1142         -- it can be duplicated easily
1143     let
1144         atomic_rhs = case runEager $ lookupId env1 inner_id of
1145                         LitArg l -> Lit l
1146                         VarArg v -> Var v
1147     in
1148     completeNonRec env1 binder new_id
1149                    (Coerce coercion ty atomic_rhs)      `thenSmpl` \ (env2, binds2) ->
1150
1151     returnSmpl (env2, binds1 ++ binds2)
1152 \end{pseudocode}
1153 ----------------------------------------------------------------------------
1154
1155
1156
1157 %************************************************************************
1158 %*                                                                      *
1159 \subsection[Simplify-letrec]{Letrec-expressions}
1160 %*                                                                      *
1161 %************************************************************************
1162
1163 Letrec expressions
1164 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1165 Here's the game plan
1166
1167 1. Float any let(rec)s out of the RHSs
1168 2. Clone all the Ids and extend the envt with these clones
1169 3. Simplify one binding at a time, adding each binding to the
1170    environment once it's done.
1171
1172 This relies on the occurrence analyser to
1173         a) break all cycles with an Id marked MustNotBeInlined
1174         b) sort the decls into topological order
1175 The former prevents infinite inlinings, and the latter means
1176 that we get maximum benefit from working top to bottom.
1177
1178
1179 \begin{code}
1180 simplRec env pairs body_c body_ty
1181   =     -- Do floating, if necessary
1182     floatBind env False (Rec pairs)     `thenSmpl` \ [Rec pairs'] ->
1183     let
1184         binders = map fst pairs'
1185     in
1186     cloneIds env binders                        `thenSmpl` \ ids' ->
1187     let
1188        env_w_clones = extendIdEnvWithClones env binders ids'
1189     in
1190     simplRecursiveGroup env_w_clones ids' pairs'        `thenSmpl` \ (pairs', new_env) ->
1191
1192     body_c new_env                              `thenSmpl` \ body' ->
1193
1194     returnSmpl (Let (Rec pairs') body')
1195 \end{code}
1196
1197 \begin{code}
1198 -- The env passed to simplRecursiveGroup already has 
1199 -- bindings that clone the variables of the group.
1200 simplRecursiveGroup env new_ids []
1201   = returnSmpl ([], env)
1202
1203 simplRecursiveGroup env (new_id : new_ids) ((binder@(id, occ_info), rhs) : pairs)
1204   | inlineUnconditionally ok_to_dup id occ_info
1205   =     -- Single occurrence, so drop binding and extend env with the inlining
1206         -- This is a little delicate, because what if the unique occurrence
1207         -- is *before* this binding?  This'll never happen, because
1208         -- either it'll be marked "never inline" or else its occurrence will
1209         -- occur after its binding in the group.
1210         --
1211         -- If these claims aren't right Core Lint will spot an unbound
1212         -- variable.  A quick fix is to delete this clause for simplRecursiveGroup
1213     let
1214         new_env = extendEnvGivenInlining env new_id occ_info rhs
1215     in
1216     simplRecursiveGroup new_env new_ids pairs
1217
1218   | otherwise
1219   = simplRhsExpr env binder rhs new_id          `thenSmpl` \ (new_rhs, arity) ->
1220     let
1221         new_id' = new_id `withArity` arity
1222     
1223         -- ToDo: this next bit could usefully share code with completeNonRec
1224
1225         new_env 
1226           | idMustNotBeINLINEd new_id           -- Occurrence analyser says "don't inline"
1227           = env
1228
1229           | is_atomic eta'd_rhs                 -- If rhs (after eta reduction) is atomic
1230           = extendIdEnvWithAtom env binder the_arg
1231
1232           | otherwise                           -- Non-atomic
1233           = extendEnvGivenBinding env occ_info new_id new_rhs
1234                                                 -- Don't eta if it doesn't eliminate the binding
1235
1236         eta'd_rhs = etaCoreExpr new_rhs
1237         the_arg   = case eta'd_rhs of
1238                           Var v -> VarArg v
1239                           Lit l -> LitArg l
1240     in
1241     simplRecursiveGroup new_env new_ids pairs   `thenSmpl` \ (new_pairs, final_env) ->
1242     returnSmpl ((new_id', new_rhs) : new_pairs, final_env)   
1243   where
1244     ok_to_dup = switchIsSet env SimplOkToDupCode
1245 \end{code}
1246
1247
1248
1249 \begin{code}
1250 floatBind :: SimplEnv
1251           -> Bool                               -- True <=> Top level
1252           -> InBinding
1253           -> SmplM [InBinding]
1254
1255 floatBind env top_level bind
1256   | not float_lets ||
1257     n_extras == 0
1258   = returnSmpl [bind]
1259
1260   | otherwise      
1261   = tickN LetFloatFromLet n_extras              `thenSmpl_` 
1262                 -- It's important to increment the tick counts if we
1263                 -- do any floating.  A situation where this turns out
1264                 -- to be important is this:
1265                 -- Float in produces:
1266                 --      letrec  x = let y = Ey in Ex
1267                 --      in B
1268                 -- Now floating gives this:
1269                 --      letrec x = Ex
1270                 --             y = Ey
1271                 --      in B
1272                 --- We now want to iterate once more in case Ey doesn't
1273                 -- mention x, in which case the y binding can be pulled
1274                 -- out as an enclosing let(rec), which in turn gives
1275                 -- the strictness analyser more chance.
1276     returnSmpl binds'
1277
1278   where
1279     (binds', _, n_extras) = fltBind bind        
1280
1281     float_lets                = switchIsSet env SimplFloatLetsExposingWHNF
1282     always_float_let_from_let = switchIsSet env SimplAlwaysFloatLetsFromLets
1283
1284         -- fltBind guarantees not to return leaky floats
1285         -- and all the binders of the floats have had their demand-info zapped
1286     fltBind (NonRec bndr rhs)
1287       = (binds ++ [NonRec (un_demandify bndr) rhs'], 
1288          leakFree bndr rhs', 
1289          length binds)
1290       where
1291         (binds, rhs') = fltRhs rhs
1292     
1293     fltBind (Rec pairs)
1294       = ([Rec (extras
1295                ++
1296                binders `zip` rhss')],
1297          and (zipWith leakFree binders rhss'),
1298          length extras
1299         )
1300     
1301       where
1302         (binders, rhss)  = unzip pairs
1303         (binds_s, rhss') = mapAndUnzip fltRhs rhss
1304         extras           = concat (map get_pairs (concat binds_s))
1305
1306         get_pairs (NonRec bndr rhs) = [(bndr,rhs)]
1307         get_pairs (Rec pairs)       = pairs
1308     
1309         -- fltRhs has same invariant as fltBind
1310     fltRhs rhs
1311       |  (always_float_let_from_let ||
1312           floatExposesHNF True False False rhs)
1313       = fltExpr rhs
1314     
1315       | otherwise
1316       = ([], rhs)
1317     
1318     
1319         -- fltExpr has same invariant as fltBind
1320     fltExpr (Let bind body)
1321       | not top_level || binds_wont_leak
1322             -- fltExpr guarantees not to return leaky floats
1323       = (binds' ++ body_binds, body')
1324       where
1325         (body_binds, body')          = fltExpr body
1326         (binds', binds_wont_leak, _) = fltBind bind
1327     
1328     fltExpr expr = ([], expr)
1329
1330 -- Crude but effective
1331 leakFree (id,_) rhs = case getIdArity id of
1332                         ArityAtLeast n | n > 0 -> True
1333                         ArityExactly n | n > 0 -> True
1334                         other                  -> whnfOrBottom (mkFormSummary rhs)
1335 \end{code}
1336
1337
1338 %************************************************************************
1339 %*                                                                      *
1340 \subsection[Simplify-atoms]{Simplifying atoms}
1341 %*                                                                      *
1342 %************************************************************************
1343
1344 \begin{code}
1345 simplArg :: SimplEnv -> InArg -> Eager ans OutArg
1346
1347 simplArg env (LitArg lit) = returnEager (LitArg lit)
1348 simplArg env (TyArg  ty)  = simplTy env ty      `appEager` \ ty' -> 
1349                             returnEager (TyArg ty')
1350 simplArg env (VarArg id)  = lookupId env id
1351 \end{code}
1352
1353 %************************************************************************
1354 %*                                                                      *
1355 \subsection[Simplify-quickies]{Some local help functions}
1356 %*                                                                      *
1357 %************************************************************************
1358
1359
1360 \begin{code}
1361 -- fix_up_demandedness switches off the willBeDemanded Info field
1362 -- for bindings floated out of a non-demanded let
1363 fix_up_demandedness True {- Will be demanded -} bind
1364    = bind       -- Simple; no change to demand info needed
1365 fix_up_demandedness False {- May not be demanded -} (NonRec binder rhs)
1366    = NonRec (un_demandify binder) rhs
1367 fix_up_demandedness False {- May not be demanded -} (Rec pairs)
1368    = Rec [(un_demandify binder, rhs) | (binder,rhs) <- pairs]
1369
1370 un_demandify (id, occ_info) = (id `addIdDemandInfo` noDemandInfo, occ_info)
1371
1372 is_cheap_prim_app (Prim op _) = primOpOkForSpeculation op
1373 is_cheap_prim_app other       = False
1374
1375 computeResultType :: SimplEnv -> InType -> [OutArg] -> OutType
1376 computeResultType env expr_ty orig_args
1377   = simplTy env expr_ty         `appEager` \ expr_ty' ->
1378     let
1379         go ty [] = ty
1380         go ty (TyArg ty_arg : args) = go (mkAppTy ty ty_arg) args
1381         go ty (a:args) | isValArg a = case (splitFunTy_maybe ty) of
1382                                         Just (_, res_ty) -> go res_ty args
1383                                         Nothing          -> 
1384                                             pprPanic "computeResultType" (vcat [
1385                                                                         ppr (a:args),
1386                                                                         ppr orig_args,
1387                                                                         ppr expr_ty',
1388                                                                         ppr ty])
1389     in
1390     go expr_ty' orig_args
1391
1392
1393 var `withArity` UnknownArity = var
1394 var `withArity` arity        = var `addIdArity` arity
1395
1396 is_atomic (Var v) = True
1397 is_atomic (Lit l) = not (isNoRepLit l)
1398 is_atomic other   = False
1399 \end{code}
1400