ab4d0e0650f97faeca703928c24b38b08b06b621
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / stgSyn / CoreToStg.lhs
1 %
2 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1993-1998
3 %
4 \section[CoreToStg]{Converts Core to STG Syntax}
5
6 And, as we have the info in hand, we may convert some lets to
7 let-no-escapes.
8
9 \begin{code}
10 module CoreToStg ( coreToStg, coreExprToStg ) where
11
12 #include "HsVersions.h"
13
14 import CoreSyn
15 import CoreUtils
16 import StgSyn
17
18 import Type
19 import TyCon            ( isAlgTyCon )
20 import Literal
21 import Id
22 import Var              ( Var, globalIdDetails, varType )
23 #ifdef ILX
24 import MkId             ( unsafeCoerceId )
25 #endif
26 import IdInfo
27 import DataCon
28 import CostCentre       ( noCCS )
29 import VarSet
30 import VarEnv
31 import Maybes           ( maybeToBool )
32 import Name             ( getOccName, isExternalName, nameOccName )
33 import OccName          ( occNameUserString, occNameFS )
34 import BasicTypes       ( Arity )
35 import CmdLineOpts      ( DynFlags, opt_RuntimeTypes )
36 import Outputable
37
38 infixr 9 `thenLne`
39 \end{code}
40
41 %************************************************************************
42 %*                                                                      *
43 \subsection[live-vs-free-doc]{Documentation}
44 %*                                                                      *
45 %************************************************************************
46
47 (There is other relevant documentation in codeGen/CgLetNoEscape.)
48
49 The actual Stg datatype is decorated with {\em live variable}
50 information, as well as {\em free variable} information.  The two are
51 {\em not} the same.  Liveness is an operational property rather than a
52 semantic one.  A variable is live at a particular execution point if
53 it can be referred to {\em directly} again.  In particular, a dead
54 variable's stack slot (if it has one):
55 \begin{enumerate}
56 \item
57 should be stubbed to avoid space leaks, and
58 \item
59 may be reused for something else.
60 \end{enumerate}
61
62 There ought to be a better way to say this.  Here are some examples:
63 \begin{verbatim}
64         let v = [q] \[x] -> e
65         in
66         ...v...  (but no q's)
67 \end{verbatim}
68
69 Just after the `in', v is live, but q is dead.  If the whole of that
70 let expression was enclosed in a case expression, thus:
71 \begin{verbatim}
72         case (let v = [q] \[x] -> e in ...v...) of
73                 alts[...q...]
74 \end{verbatim}
75 (ie @alts@ mention @q@), then @q@ is live even after the `in'; because
76 we'll return later to the @alts@ and need it.
77
78 Let-no-escapes make this a bit more interesting:
79 \begin{verbatim}
80         let-no-escape v = [q] \ [x] -> e
81         in
82         ...v...
83 \end{verbatim}
84 Here, @q@ is still live at the `in', because @v@ is represented not by
85 a closure but by the current stack state.  In other words, if @v@ is
86 live then so is @q@.  Furthermore, if @e@ mentions an enclosing
87 let-no-escaped variable, then {\em its} free variables are also live
88 if @v@ is.
89
90 %************************************************************************
91 %*                                                                      *
92 \subsection[caf-info]{Collecting live CAF info}
93 %*                                                                      *
94 %************************************************************************
95
96 In this pass we also collect information on which CAFs are live for 
97 constructing SRTs (see SRT.lhs).  
98
99 A top-level Id has CafInfo, which is
100
101         - MayHaveCafRefs, if it may refer indirectly to
102           one or more CAFs, or
103         - NoCafRefs if it definitely doesn't
104
105 The CafInfo has already been calculated during the CoreTidy pass.
106
107 During CoreToStg, we then pin onto each binding and case expression, a
108 list of Ids which represents the "live" CAFs at that point.  The meaning
109 of "live" here is the same as for live variables, see above (which is
110 why it's convenient to collect CAF information here rather than elsewhere).
111
112 The later SRT pass takes these lists of Ids and uses them to construct
113 the actual nested SRTs, and replaces the lists of Ids with (offset,length)
114 pairs.
115
116
117 Interaction of let-no-escape with SRTs   [Sept 01]
118 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
119 Consider
120
121         let-no-escape x = ...caf1...caf2...
122         in
123         ...x...x...x...
124
125 where caf1,caf2 are CAFs.  Since x doesn't have a closure, we 
126 build SRTs just as if x's defn was inlined at each call site, and
127 that means that x's CAF refs get duplicated in the overall SRT.
128
129 This is unlike ordinary lets, in which the CAF refs are not duplicated.
130
131 We could fix this loss of (static) sharing by making a sort of pseudo-closure
132 for x, solely to put in the SRTs lower down.
133
134
135 %************************************************************************
136 %*                                                                      *
137 \subsection[binds-StgVarInfo]{Setting variable info: top-level, binds, RHSs}
138 %*                                                                      *
139 %************************************************************************
140
141 \begin{code}
142 coreToStg :: DynFlags -> [CoreBind] -> IO [StgBinding]
143 coreToStg dflags pgm
144   = return pgm'
145   where (_, _, pgm') = coreTopBindsToStg emptyVarEnv pgm
146
147 coreExprToStg :: CoreExpr -> StgExpr
148 coreExprToStg expr 
149   = new_expr where (new_expr,_,_) = initLne emptyVarEnv (coreToStgExpr expr)
150
151
152 coreTopBindsToStg
153     :: IdEnv HowBound           -- environment for the bindings
154     -> [CoreBind]
155     -> (IdEnv HowBound, FreeVarsInfo, [StgBinding])
156
157 coreTopBindsToStg env [] = (env, emptyFVInfo, [])
158 coreTopBindsToStg env (b:bs)
159   = (env2, fvs2, b':bs')
160   where
161         -- env accumulates down the list of binds, fvs accumulates upwards
162         (env1, fvs2, b' ) = coreTopBindToStg env fvs1 b
163         (env2, fvs1, bs') = coreTopBindsToStg env1 bs
164
165
166 coreTopBindToStg
167         :: IdEnv HowBound
168         -> FreeVarsInfo         -- Info about the body
169         -> CoreBind
170         -> (IdEnv HowBound, FreeVarsInfo, StgBinding)
171
172 coreTopBindToStg env body_fvs (NonRec id rhs)
173   = let 
174         env'      = extendVarEnv env id how_bound
175         how_bound = LetBound TopLet (manifestArity rhs)
176
177         (stg_rhs, fvs', lv_info) = 
178             initLne env (
179               coreToTopStgRhs body_fvs (id,rhs) `thenLne` \ (stg_rhs, fvs') ->
180               freeVarsToLiveVars fvs'           `thenLne` \ lv_info ->
181               returnLne (stg_rhs, fvs', lv_info)
182            )
183         
184         bind = StgNonRec (mkSRT lv_info) id stg_rhs
185     in
186     ASSERT2(manifestArity rhs == stgRhsArity stg_rhs, ppr id)
187     ASSERT2(consistentCafInfo id bind, ppr id)
188 --    WARN(not (consistent caf_info bind), ppr id <+> ppr cafs <+> ppCafInfo caf_info)
189     (env', fvs' `unionFVInfo` body_fvs, bind)
190
191 coreTopBindToStg env body_fvs (Rec pairs)
192   = let 
193         (binders, rhss) = unzip pairs
194
195         extra_env' = [ (b, LetBound TopLet (manifestArity rhs))
196                      | (b, rhs) <- pairs ]
197         env' = extendVarEnvList env extra_env'
198
199         (stg_rhss, fvs', lv_info)
200           = initLne env' (
201                mapAndUnzipLne (coreToTopStgRhs body_fvs) pairs
202                                                 `thenLne` \ (stg_rhss, fvss') ->
203                let fvs' = unionFVInfos fvss' in
204                freeVarsToLiveVars fvs'                  `thenLne` \ lv_info ->
205                returnLne (stg_rhss, fvs', lv_info)
206            )
207
208         bind = StgRec (mkSRT lv_info) (zip binders stg_rhss)
209     in
210     ASSERT2(and [manifestArity rhs == stgRhsArity stg_rhs | (rhs,stg_rhs) <- rhss `zip` stg_rhss], ppr binders)
211     ASSERT2(consistentCafInfo (head binders) bind, ppr binders)
212     (env', fvs' `unionFVInfo` body_fvs, bind)
213
214 #ifdef DEBUG
215 -- Assertion helper: this checks that the CafInfo on the Id matches
216 -- what CoreToStg has figured out about the binding's SRT.  The
217 -- CafInfo will be exact in all cases except when CorePrep has
218 -- floated out a binding, in which case it will be approximate.
219 consistentCafInfo id bind
220   | occNameFS (nameOccName (idName id)) == FSLIT("sat")
221   = safe
222   | otherwise
223   = WARN (not exact, ppr id) safe
224   where
225         safe  = id_marked_caffy || not binding_is_caffy
226         exact = id_marked_caffy == binding_is_caffy
227         id_marked_caffy  = mayHaveCafRefs (idCafInfo id)
228         binding_is_caffy = stgBindHasCafRefs bind
229 #endif
230 \end{code}
231
232 \begin{code}
233 coreToTopStgRhs
234         :: FreeVarsInfo         -- Free var info for the scope of the binding
235         -> (Id,CoreExpr)
236         -> LneM (StgRhs, FreeVarsInfo)
237
238 coreToTopStgRhs scope_fv_info (bndr, rhs)
239   = coreToStgExpr rhs           `thenLne` \ (new_rhs, rhs_fvs, _) ->
240     returnLne (mkTopStgRhs upd rhs_fvs bndr_info new_rhs, rhs_fvs)
241   where
242     bndr_info = lookupFVInfo scope_fv_info bndr
243
244     upd  | rhsIsNonUpd rhs = SingleEntry
245          | otherwise       = Updatable
246
247 mkTopStgRhs :: UpdateFlag -> FreeVarsInfo -> StgBinderInfo -> StgExpr -> StgRhs
248
249 mkTopStgRhs upd rhs_fvs binder_info (StgLam _ bndrs body)
250   = StgRhsClosure noCCS binder_info
251                   (getFVs rhs_fvs)               
252                   ReEntrant
253                   bndrs body
254         
255 mkTopStgRhs upd rhs_fvs binder_info (StgConApp con args)
256   | not (isUpdatable upd) -- StgConApps can be updatable (see isCrossDllConApp)
257   = StgRhsCon noCCS con args
258
259 mkTopStgRhs upd rhs_fvs binder_info rhs
260   = StgRhsClosure noCCS binder_info
261                   (getFVs rhs_fvs)               
262                   upd
263                   [] rhs
264 \end{code}
265
266
267 -- ---------------------------------------------------------------------------
268 -- Expressions
269 -- ---------------------------------------------------------------------------
270
271 \begin{code}
272 coreToStgExpr
273         :: CoreExpr
274         -> LneM (StgExpr,       -- Decorated STG expr
275                  FreeVarsInfo,  -- Its free vars (NB free, not live)
276                  EscVarsSet)    -- Its escapees, a subset of its free vars;
277                                 -- also a subset of the domain of the envt
278                                 -- because we are only interested in the escapees
279                                 -- for vars which might be turned into
280                                 -- let-no-escaped ones.
281 \end{code}
282
283 The second and third components can be derived in a simple bottom up pass, not
284 dependent on any decisions about which variables will be let-no-escaped or
285 not.  The first component, that is, the decorated expression, may then depend
286 on these components, but it in turn is not scrutinised as the basis for any
287 decisions.  Hence no black holes.
288
289 \begin{code}
290 coreToStgExpr (Lit l) = returnLne (StgLit l, emptyFVInfo, emptyVarSet)
291 coreToStgExpr (Var v) = coreToStgApp Nothing v []
292
293 coreToStgExpr expr@(App _ _)
294   = coreToStgApp Nothing f args
295   where
296     (f, args) = myCollectArgs expr
297
298 coreToStgExpr expr@(Lam _ _)
299   = let
300         (args, body) = myCollectBinders expr 
301         args'        = filterStgBinders args
302     in
303     extendVarEnvLne [ (a, LambdaBound) | a <- args' ] $
304     coreToStgExpr body  `thenLne` \ (body, body_fvs, body_escs) ->
305     let
306         fvs             = args' `minusFVBinders` body_fvs
307         escs            = body_escs `delVarSetList` args'
308         result_expr | null args' = body
309                     | otherwise  = StgLam (exprType expr) args' body
310     in
311     returnLne (result_expr, fvs, escs)
312
313 coreToStgExpr (Note (SCC cc) expr)
314   = coreToStgExpr expr          `thenLne` ( \ (expr2, fvs, escs) ->
315     returnLne (StgSCC cc expr2, fvs, escs) )
316
317 #ifdef ILX
318 -- For ILX, convert (__coerce__ to_ty from_ty e) 
319 --          into    (coerce to_ty from_ty e)
320 -- where coerce is real function
321 coreToStgExpr (Note (Coerce to_ty from_ty) expr)
322   = coreToStgExpr (mkApps (Var unsafeCoerceId) 
323                           [Type from_ty, Type to_ty, expr])
324 #endif
325
326 coreToStgExpr (Note other_note expr)
327   = coreToStgExpr expr
328
329 -- Cases require a little more real work.
330
331 coreToStgExpr (Case scrut bndr alts)
332   = extendVarEnvLne [(bndr, LambdaBound)]       (
333          mapAndUnzip3Lne vars_alt alts  `thenLne` \ (alts2, fvs_s, escs_s) ->
334          returnLne ( mkStgAlts (idType bndr) alts2,
335                      unionFVInfos fvs_s,
336                      unionVarSets escs_s )
337     )                                   `thenLne` \ (alts2, alts_fvs, alts_escs) ->
338     let
339         -- Determine whether the default binder is dead or not
340         -- This helps the code generator to avoid generating an assignment
341         -- for the case binder (is extremely rare cases) ToDo: remove.
342         bndr' | bndr `elementOfFVInfo` alts_fvs = bndr
343               | otherwise                       = bndr `setIdOccInfo` IAmDead
344
345         -- Don't consider the default binder as being 'live in alts',
346         -- since this is from the point of view of the case expr, where
347         -- the default binder is not free.
348         alts_fvs_wo_bndr  = bndr `minusFVBinder` alts_fvs
349         alts_escs_wo_bndr = alts_escs `delVarSet` bndr
350     in
351
352     freeVarsToLiveVars alts_fvs_wo_bndr         `thenLne` \ alts_lv_info ->
353
354         -- We tell the scrutinee that everything 
355         -- live in the alts is live in it, too.
356     setVarsLiveInCont alts_lv_info (
357         coreToStgExpr scrut       `thenLne` \ (scrut2, scrut_fvs, scrut_escs) ->
358         freeVarsToLiveVars scrut_fvs `thenLne` \ scrut_lv_info ->
359         returnLne (scrut2, scrut_fvs, scrut_escs, scrut_lv_info)
360       )    
361                 `thenLne` \ (scrut2, scrut_fvs, scrut_escs, scrut_lv_info) ->
362
363     returnLne (
364       StgCase scrut2 (getLiveVars scrut_lv_info)
365                      (getLiveVars alts_lv_info)
366                      bndr'
367                      (mkSRT alts_lv_info)
368                      alts2,
369       scrut_fvs `unionFVInfo` alts_fvs_wo_bndr,
370       alts_escs_wo_bndr `unionVarSet` getFVSet scrut_fvs
371                 -- You might think we should have scrut_escs, not 
372                 -- (getFVSet scrut_fvs), but actually we can't call, and 
373                 -- then return from, a let-no-escape thing.
374       )
375   where
376     vars_alt (con, binders, rhs)
377       = let     -- Remove type variables
378             binders' = filterStgBinders binders
379         in      
380         extendVarEnvLne [(b, LambdaBound) | b <- binders']      $
381         coreToStgExpr rhs       `thenLne` \ (rhs2, rhs_fvs, rhs_escs) ->
382         let
383                 -- Records whether each param is used in the RHS
384             good_use_mask = [ b `elementOfFVInfo` rhs_fvs | b <- binders' ]
385         in
386         returnLne ( (con, binders', good_use_mask, rhs2),
387                     binders' `minusFVBinders` rhs_fvs,
388                     rhs_escs `delVarSetList` binders' )
389                 -- ToDo: remove the delVarSet;
390                 -- since escs won't include any of these binders
391 \end{code}
392
393 Lets not only take quite a bit of work, but this is where we convert
394 then to let-no-escapes, if we wish.
395
396 (Meanwhile, we don't expect to see let-no-escapes...)
397 \begin{code}
398 coreToStgExpr (Let bind body)
399   = fixLne (\ ~(_, _, _, no_binder_escapes) ->
400         coreToStgLet no_binder_escapes bind body
401     )                           `thenLne` \ (new_let, fvs, escs, _) ->
402
403     returnLne (new_let, fvs, escs)
404 \end{code}
405
406 \begin{code}
407 mkStgAlts scrut_ty orig_alts
408  | is_prim_case = StgPrimAlts (tyConAppTyCon scrut_ty) prim_alts deflt
409  | otherwise    = StgAlgAlts  maybe_tycon              alg_alts  deflt
410   where
411     is_prim_case = isUnLiftedType scrut_ty && not (isUnboxedTupleType scrut_ty)
412
413     prim_alts    = [(lit, rhs)             | (LitAlt lit, _, _, rhs)        <- other_alts]
414     alg_alts     = [(con, bndrs, use, rhs) | (DataAlt con, bndrs, use, rhs) <- other_alts]
415
416     (other_alts, deflt) 
417         = case orig_alts of     -- DEFAULT is always first if it's there at all
418             (DEFAULT, _, _, rhs) : other_alts -> (other_alts, StgBindDefault rhs)
419             other                             -> (orig_alts,  StgNoDefault)
420
421     maybe_tycon = case alg_alts of 
422                         -- Get the tycon from the data con
423                         (dc, _, _, _) : _rest -> Just (dataConTyCon dc)
424
425                         -- Otherwise just do your best
426                         [] -> case splitTyConApp_maybe (repType scrut_ty) of
427                                 Just (tc,_) | isAlgTyCon tc -> Just tc
428                                 _other                      -> Nothing
429 \end{code}
430
431
432 -- ---------------------------------------------------------------------------
433 -- Applications
434 -- ---------------------------------------------------------------------------
435
436 \begin{code}
437 coreToStgApp
438          :: Maybe UpdateFlag            -- Just upd <=> this application is
439                                         -- the rhs of a thunk binding
440                                         --      x = [...] \upd [] -> the_app
441                                         -- with specified update flag
442         -> Id                           -- Function
443         -> [CoreArg]                    -- Arguments
444         -> LneM (StgExpr, FreeVarsInfo, EscVarsSet)
445
446 coreToStgApp maybe_thunk_body f args
447   = coreToStgArgs args          `thenLne` \ (args', args_fvs) ->
448     lookupVarLne f              `thenLne` \ how_bound ->
449
450     let
451         n_val_args       = valArgCount args
452         not_letrec_bound = not (isLetBound how_bound)
453         fun_fvs          
454           = let fvs = singletonFVInfo f how_bound fun_occ in
455             -- e.g. (f :: a -> int) (x :: a) 
456             -- Here the free variables are "f", "x" AND the type variable "a"
457             -- coreToStgArgs will deal with the arguments recursively
458             if opt_RuntimeTypes then
459               fvs `unionFVInfo` tyvarFVInfo (tyVarsOfType (varType f))
460             else fvs
461
462         -- Mostly, the arity info of a function is in the fn's IdInfo
463         -- But new bindings introduced by CoreSat may not have no
464         -- arity info; it would do us no good anyway.  For example:
465         --      let f = \ab -> e in f
466         -- No point in having correct arity info for f!
467         -- Hence the hasArity stuff below.
468         -- NB: f_arity is only consulted for LetBound things
469         f_arity   = stgArity f how_bound
470         saturated = f_arity <= n_val_args
471
472         fun_occ 
473          | not_letrec_bound         = noBinderInfo      -- Uninteresting variable
474          | f_arity > 0 && saturated = stgSatOcc -- Saturated or over-saturated function call
475          | otherwise                = stgUnsatOcc       -- Unsaturated function or thunk
476
477         fun_escs
478          | not_letrec_bound      = emptyVarSet  -- Only letrec-bound escapees are interesting
479          | f_arity == n_val_args = emptyVarSet  -- A function *or thunk* with an exactly
480                                                 -- saturated call doesn't escape
481                                                 -- (let-no-escape applies to 'thunks' too)
482
483          | otherwise         = unitVarSet f     -- Inexact application; it does escape
484
485         -- At the moment of the call:
486
487         --  either the function is *not* let-no-escaped, in which case
488         --         nothing is live except live_in_cont
489         --      or the function *is* let-no-escaped in which case the
490         --         variables it uses are live, but still the function
491         --         itself is not.  PS.  In this case, the function's
492         --         live vars should already include those of the
493         --         continuation, but it does no harm to just union the
494         --         two regardless.
495
496         res_ty = exprType (mkApps (Var f) args)
497         app = case globalIdDetails f of
498                 DataConWorkId dc | saturated -> StgConApp dc args'
499                 PrimOpId op                  -> ASSERT( saturated )
500                                                 StgOpApp (StgPrimOp op) args' res_ty
501                 FCallId call     -> ASSERT( saturated )
502                                     StgOpApp (StgFCallOp call (idUnique f)) args' res_ty
503                 _other           -> StgApp f args'
504
505     in
506     returnLne (
507         app,
508         fun_fvs  `unionFVInfo` args_fvs,
509         fun_escs `unionVarSet` (getFVSet args_fvs)
510                                 -- All the free vars of the args are disqualified
511                                 -- from being let-no-escaped.
512     )
513
514
515
516 -- ---------------------------------------------------------------------------
517 -- Argument lists
518 -- This is the guy that turns applications into A-normal form
519 -- ---------------------------------------------------------------------------
520
521 coreToStgArgs :: [CoreArg] -> LneM ([StgArg], FreeVarsInfo)
522 coreToStgArgs []
523   = returnLne ([], emptyFVInfo)
524
525 coreToStgArgs (Type ty : args)  -- Type argument
526   = coreToStgArgs args  `thenLne` \ (args', fvs) ->
527     if opt_RuntimeTypes then
528         returnLne (StgTypeArg ty : args', fvs `unionFVInfo` tyvarFVInfo (tyVarsOfType ty))
529     else
530     returnLne (args', fvs)
531
532 coreToStgArgs (arg : args)      -- Non-type argument
533   = coreToStgArgs args  `thenLne` \ (stg_args, args_fvs) ->
534     coreToStgExpr arg   `thenLne` \ (arg', arg_fvs, escs) ->
535     let
536         fvs = args_fvs `unionFVInfo` arg_fvs
537         stg_arg = case arg' of
538                        StgApp v []      -> StgVarArg v
539                        StgConApp con [] -> StgVarArg (dataConWorkId con)
540                        StgLit lit       -> StgLitArg lit
541                        _                -> pprPanic "coreToStgArgs" (ppr arg)
542     in
543     returnLne (stg_arg : stg_args, fvs)
544
545
546 -- ---------------------------------------------------------------------------
547 -- The magic for lets:
548 -- ---------------------------------------------------------------------------
549
550 coreToStgLet
551          :: Bool        -- True <=> yes, we are let-no-escaping this let
552          -> CoreBind    -- bindings
553          -> CoreExpr    -- body
554          -> LneM (StgExpr,      -- new let
555                   FreeVarsInfo, -- variables free in the whole let
556                   EscVarsSet,   -- variables that escape from the whole let
557                   Bool)         -- True <=> none of the binders in the bindings
558                                 -- is among the escaping vars
559
560 coreToStgLet let_no_escape bind body
561   = fixLne (\ ~(_, _, _, _, _, rec_body_fvs, _, _) ->
562
563         -- Do the bindings, setting live_in_cont to empty if
564         -- we ain't in a let-no-escape world
565         getVarsLiveInCont               `thenLne` \ live_in_cont ->
566         setVarsLiveInCont (if let_no_escape 
567                                 then live_in_cont 
568                                 else emptyLiveInfo)
569                           (vars_bind rec_body_fvs bind)
570             `thenLne` \ ( bind2, bind_fvs, bind_escs, bind_lv_info, env_ext) ->
571
572         -- Do the body
573         extendVarEnvLne env_ext (
574           coreToStgExpr body          `thenLne` \(body2, body_fvs, body_escs) ->
575           freeVarsToLiveVars body_fvs `thenLne` \ body_lv_info ->
576
577           returnLne (bind2, bind_fvs, bind_escs, getLiveVars bind_lv_info,
578                      body2, body_fvs, body_escs, getLiveVars body_lv_info)
579         )
580
581     ) `thenLne` (\ (bind2, bind_fvs, bind_escs, bind_lvs, 
582                     body2, body_fvs, body_escs, body_lvs) ->
583
584
585         -- Compute the new let-expression
586     let
587         new_let | let_no_escape = StgLetNoEscape live_in_whole_let bind_lvs bind2 body2
588                 | otherwise     = StgLet bind2 body2
589
590         free_in_whole_let
591           = binders `minusFVBinders` (bind_fvs `unionFVInfo` body_fvs)
592
593         live_in_whole_let
594           = bind_lvs `unionVarSet` (body_lvs `delVarSetList` binders)
595
596         real_bind_escs = if let_no_escape then
597                             bind_escs
598                          else
599                             getFVSet bind_fvs
600                             -- Everything escapes which is free in the bindings
601
602         let_escs = (real_bind_escs `unionVarSet` body_escs) `delVarSetList` binders
603
604         all_escs = bind_escs `unionVarSet` body_escs    -- Still includes binders of
605                                                         -- this let(rec)
606
607         no_binder_escapes = isEmptyVarSet (set_of_binders `intersectVarSet` all_escs)
608
609 #ifdef DEBUG
610         -- Debugging code as requested by Andrew Kennedy
611         checked_no_binder_escapes
612                 | not no_binder_escapes && any is_join_var binders
613                 = pprTrace "Interesting!  A join var that isn't let-no-escaped" (ppr binders)
614                   False
615                 | otherwise = no_binder_escapes
616 #else
617         checked_no_binder_escapes = no_binder_escapes
618 #endif
619                             
620                 -- Mustn't depend on the passed-in let_no_escape flag, since
621                 -- no_binder_escapes is used by the caller to derive the flag!
622     in
623     returnLne (
624         new_let,
625         free_in_whole_let,
626         let_escs,
627         checked_no_binder_escapes
628     ))
629   where
630     set_of_binders = mkVarSet binders
631     binders        = bindersOf bind
632
633     mk_binding bind_lv_info binder rhs
634         = (binder, LetBound (NestedLet live_vars) (manifestArity rhs))
635         where
636            live_vars | let_no_escape = addLiveVar bind_lv_info binder
637                      | otherwise     = unitLiveVar binder
638                 -- c.f. the invariant on NestedLet
639
640     vars_bind :: FreeVarsInfo           -- Free var info for body of binding
641               -> CoreBind
642               -> LneM (StgBinding,
643                        FreeVarsInfo, 
644                        EscVarsSet,        -- free vars; escapee vars
645                        LiveInfo,          -- Vars and CAFs live in binding
646                        [(Id, HowBound)])  -- extension to environment
647                                          
648
649     vars_bind body_fvs (NonRec binder rhs)
650       = coreToStgRhs body_fvs (binder,rhs)
651                                 `thenLne` \ (rhs2, bind_fvs, escs) ->
652
653         freeVarsToLiveVars bind_fvs `thenLne` \ bind_lv_info ->
654         let
655             env_ext_item = mk_binding bind_lv_info binder rhs
656         in
657         returnLne (StgNonRec (mkSRT bind_lv_info) binder rhs2, 
658                    bind_fvs, escs, bind_lv_info, [env_ext_item])
659
660
661     vars_bind body_fvs (Rec pairs)
662       = fixLne (\ ~(_, rec_rhs_fvs, _, bind_lv_info, _) ->
663            let
664                 rec_scope_fvs = unionFVInfo body_fvs rec_rhs_fvs
665                 binders = map fst pairs
666                 env_ext = [ mk_binding bind_lv_info b rhs 
667                           | (b,rhs) <- pairs ]
668            in
669            extendVarEnvLne env_ext (
670               mapAndUnzip3Lne (coreToStgRhs rec_scope_fvs) pairs 
671                                         `thenLne` \ (rhss2, fvss, escss) ->
672               let
673                         bind_fvs = unionFVInfos fvss
674                         escs     = unionVarSets escss
675               in
676               freeVarsToLiveVars (binders `minusFVBinders` bind_fvs)
677                                         `thenLne` \ bind_lv_info ->
678
679               returnLne (StgRec (mkSRT bind_lv_info) (binders `zip` rhss2), 
680                          bind_fvs, escs, bind_lv_info, env_ext)
681            )
682         )
683
684 is_join_var :: Id -> Bool
685 -- A hack (used only for compiler debuggging) to tell if
686 -- a variable started life as a join point ($j)
687 is_join_var j = occNameUserString (getOccName j) == "$j"
688 \end{code}
689
690 \begin{code}
691 coreToStgRhs :: FreeVarsInfo            -- Free var info for the scope of the binding
692              -> (Id,CoreExpr)
693              -> LneM (StgRhs, FreeVarsInfo, EscVarsSet)
694
695 coreToStgRhs scope_fv_info (bndr, rhs)
696   = coreToStgExpr rhs           `thenLne` \ (new_rhs, rhs_fvs, rhs_escs) ->
697     getEnvLne                   `thenLne` \ env ->    
698     returnLne (mkStgRhs env rhs_fvs bndr_info new_rhs,
699                rhs_fvs, rhs_escs)
700   where
701     bndr_info = lookupFVInfo scope_fv_info bndr
702
703 mkStgRhs :: IdEnv HowBound -> FreeVarsInfo -> StgBinderInfo -> StgExpr -> StgRhs
704
705 mkStgRhs env rhs_fvs binder_info (StgConApp con args)
706   = StgRhsCon noCCS con args
707
708 mkStgRhs env rhs_fvs binder_info (StgLam _ bndrs body)
709   = StgRhsClosure noCCS binder_info
710                   (getFVs rhs_fvs)               
711                   ReEntrant
712                   bndrs body
713         
714 mkStgRhs env rhs_fvs binder_info rhs
715   = StgRhsClosure noCCS binder_info
716                   (getFVs rhs_fvs)               
717                   upd_flag [] rhs
718   where
719    upd_flag = Updatable
720   {-
721     SDM: disabled.  Eval/Apply can't handle functions with arity zero very
722     well; and making these into simple non-updatable thunks breaks other
723     assumptions (namely that they will be entered only once).
724
725     upd_flag | isPAP env rhs  = ReEntrant
726              | otherwise      = Updatable
727   -}
728
729 {- ToDo:
730           upd = if isOnceDem dem
731                     then (if isNotTop toplev 
732                             then SingleEntry    -- HA!  Paydirt for "dem"
733                             else 
734 #ifdef DEBUG
735                      trace "WARNING: SE CAFs unsupported, forcing UPD instead" $
736 #endif
737                      Updatable)
738                 else Updatable
739         -- For now we forbid SingleEntry CAFs; they tickle the
740         -- ASSERT in rts/Storage.c line 215 at newCAF() re mut_link,
741         -- and I don't understand why.  There's only one SE_CAF (well,
742         -- only one that tickled a great gaping bug in an earlier attempt
743         -- at ClosureInfo.getEntryConvention) in the whole of nofib, 
744         -- specifically Main.lvl6 in spectral/cryptarithm2.
745         -- So no great loss.  KSW 2000-07.
746 -}
747 \end{code}
748
749 Detect thunks which will reduce immediately to PAPs, and make them
750 non-updatable.  This has several advantages:
751
752         - the non-updatable thunk behaves exactly like the PAP,
753
754         - the thunk is more efficient to enter, because it is
755           specialised to the task.
756
757         - we save one update frame, one stg_update_PAP, one update
758           and lots of PAP_enters.
759
760         - in the case where the thunk is top-level, we save building
761           a black hole and futhermore the thunk isn't considered to
762           be a CAF any more, so it doesn't appear in any SRTs.
763
764 We do it here, because the arity information is accurate, and we need
765 to do it before the SRT pass to save the SRT entries associated with
766 any top-level PAPs.
767
768 isPAP env (StgApp f args) = listLengthCmp args arity == LT -- idArity f > length args
769                           where
770                             arity = stgArity f (lookupBinding env f)
771 isPAP env _               = False
772
773
774 %************************************************************************
775 %*                                                                      *
776 \subsection[LNE-monad]{A little monad for this let-no-escaping pass}
777 %*                                                                      *
778 %************************************************************************
779
780 There's a lot of stuff to pass around, so we use this @LneM@ monad to
781 help.  All the stuff here is only passed *down*.
782
783 \begin{code}
784 type LneM a =  IdEnv HowBound
785             -> LiveInfo         -- Vars and CAFs live in continuation
786             -> a
787
788 type LiveInfo = (StgLiveVars,   -- Dynamic live variables; 
789                                 -- i.e. ones with a nested (non-top-level) binding
790                  CafSet)        -- Static live variables;
791                                 -- i.e. top-level variables that are CAFs or refer to them
792
793 type EscVarsSet = IdSet
794 type CafSet     = IdSet
795
796 data HowBound
797   = ImportBound         -- Used only as a response to lookupBinding; never
798                         -- exists in the range of the (IdEnv HowBound)
799
800   | LetBound            -- A let(rec) in this module
801         LetInfo         -- Whether top level or nested
802         Arity           -- Its arity (local Ids don't have arity info at this point)
803
804   | LambdaBound         -- Used for both lambda and case
805
806 data LetInfo
807   = TopLet              -- top level things
808   | NestedLet LiveInfo  -- For nested things, what is live if this
809                         -- thing is live?  Invariant: the binder
810                         -- itself is always a member of
811                         -- the dynamic set of its own LiveInfo
812
813 isLetBound (LetBound _ _) = True
814 isLetBound other          = False
815
816 topLevelBound ImportBound         = True
817 topLevelBound (LetBound TopLet _) = True
818 topLevelBound other               = False
819 \end{code}
820
821 For a let(rec)-bound variable, x, we record LiveInfo, the set of
822 variables that are live if x is live.  This LiveInfo comprises
823         (a) dynamic live variables (ones with a non-top-level binding)
824         (b) static live variabes (CAFs or things that refer to CAFs)
825
826 For "normal" variables (a) is just x alone.  If x is a let-no-escaped
827 variable then x is represented by a code pointer and a stack pointer
828 (well, one for each stack).  So all of the variables needed in the
829 execution of x are live if x is, and are therefore recorded in the
830 LetBound constructor; x itself *is* included.
831
832 The set of dynamic live variables is guaranteed ot have no further let-no-escaped
833 variables in it.
834
835 \begin{code}
836 emptyLiveInfo :: LiveInfo
837 emptyLiveInfo = (emptyVarSet,emptyVarSet)
838
839 unitLiveVar :: Id -> LiveInfo
840 unitLiveVar lv = (unitVarSet lv, emptyVarSet)
841
842 unitLiveCaf :: Id -> LiveInfo
843 unitLiveCaf caf = (emptyVarSet, unitVarSet caf)
844
845 addLiveVar :: LiveInfo -> Id -> LiveInfo
846 addLiveVar (lvs, cafs) id = (lvs `extendVarSet` id, cafs)
847
848 unionLiveInfo :: LiveInfo -> LiveInfo -> LiveInfo
849 unionLiveInfo (lv1,caf1) (lv2,caf2) = (lv1 `unionVarSet` lv2, caf1 `unionVarSet` caf2)
850
851 mkSRT :: LiveInfo -> SRT
852 mkSRT (_, cafs) = SRTEntries cafs
853
854 getLiveVars :: LiveInfo -> StgLiveVars
855 getLiveVars (lvs, _) = lvs
856 \end{code}
857
858
859 The std monad functions:
860 \begin{code}
861 initLne :: IdEnv HowBound -> LneM a -> a
862 initLne env m = m env emptyLiveInfo
863
864
865
866 {-# INLINE thenLne #-}
867 {-# INLINE returnLne #-}
868
869 returnLne :: a -> LneM a
870 returnLne e env lvs_cont = e
871
872 thenLne :: LneM a -> (a -> LneM b) -> LneM b
873 thenLne m k env lvs_cont 
874   = k (m env lvs_cont) env lvs_cont
875
876 mapLne  :: (a -> LneM b)   -> [a] -> LneM [b]
877 mapLne f [] = returnLne []
878 mapLne f (x:xs)
879   = f x         `thenLne` \ r  ->
880     mapLne f xs `thenLne` \ rs ->
881     returnLne (r:rs)
882
883 mapAndUnzipLne  :: (a -> LneM (b,c))   -> [a] -> LneM ([b],[c])
884
885 mapAndUnzipLne f [] = returnLne ([],[])
886 mapAndUnzipLne f (x:xs)
887   = f x                 `thenLne` \ (r1,  r2)  ->
888     mapAndUnzipLne f xs `thenLne` \ (rs1, rs2) ->
889     returnLne (r1:rs1, r2:rs2)
890
891 mapAndUnzip3Lne :: (a -> LneM (b,c,d)) -> [a] -> LneM ([b],[c],[d])
892
893 mapAndUnzip3Lne f []    = returnLne ([],[],[])
894 mapAndUnzip3Lne f (x:xs)
895   = f x                  `thenLne` \ (r1,  r2,  r3)  ->
896     mapAndUnzip3Lne f xs `thenLne` \ (rs1, rs2, rs3) ->
897     returnLne (r1:rs1, r2:rs2, r3:rs3)
898
899 fixLne :: (a -> LneM a) -> LneM a
900 fixLne expr env lvs_cont
901   = result
902   where
903     result = expr result env lvs_cont
904 \end{code}
905
906 Functions specific to this monad:
907
908 \begin{code}
909 getVarsLiveInCont :: LneM LiveInfo
910 getVarsLiveInCont env lvs_cont = lvs_cont
911
912 setVarsLiveInCont :: LiveInfo -> LneM a -> LneM a
913 setVarsLiveInCont new_lvs_cont expr env lvs_cont
914   = expr env new_lvs_cont
915
916 extendVarEnvLne :: [(Id, HowBound)] -> LneM a -> LneM a
917 extendVarEnvLne ids_w_howbound expr env lvs_cont
918   = expr (extendVarEnvList env ids_w_howbound) lvs_cont
919
920 lookupVarLne :: Id -> LneM HowBound
921 lookupVarLne v env lvs_cont = returnLne (lookupBinding env v) env lvs_cont
922
923 getEnvLne :: LneM (IdEnv HowBound)
924 getEnvLne env lvs_cont = returnLne env env lvs_cont
925
926 lookupBinding :: IdEnv HowBound -> Id -> HowBound
927 lookupBinding env v = case lookupVarEnv env v of
928                         Just xx -> xx
929                         Nothing -> ASSERT2( isGlobalId v, ppr v ) ImportBound
930
931
932 -- The result of lookupLiveVarsForSet, a set of live variables, is
933 -- only ever tacked onto a decorated expression. It is never used as
934 -- the basis of a control decision, which might give a black hole.
935
936 freeVarsToLiveVars :: FreeVarsInfo -> LneM LiveInfo
937 freeVarsToLiveVars fvs env live_in_cont
938   = returnLne live_info env live_in_cont
939   where
940     live_info    = foldr unionLiveInfo live_in_cont lvs_from_fvs
941     lvs_from_fvs = map do_one (allFreeIds fvs)
942
943     do_one (v, how_bound)
944       = case how_bound of
945           ImportBound                     -> unitLiveCaf v      -- Only CAF imports are 
946                                                                 -- recorded in fvs
947           LetBound TopLet _              
948                 | mayHaveCafRefs (idCafInfo v) -> unitLiveCaf v
949                 | otherwise                    -> emptyLiveInfo
950
951           LetBound (NestedLet lvs) _      -> lvs        -- lvs already contains v
952                                                         -- (see the invariant on NestedLet)
953
954           _lambda_or_case_binding         -> unitLiveVar v      -- Bound by lambda or case
955 \end{code}
956
957 %************************************************************************
958 %*                                                                      *
959 \subsection[Free-var info]{Free variable information}
960 %*                                                                      *
961 %************************************************************************
962
963 \begin{code}
964 type FreeVarsInfo = VarEnv (Var, HowBound, StgBinderInfo)
965         -- The Var is so we can gather up the free variables
966         -- as a set.
967         --
968         -- The HowBound info just saves repeated lookups;
969         -- we look up just once when we encounter the occurrence.
970         -- INVARIANT: Any ImportBound Ids are HaveCafRef Ids
971         --            Imported Ids without CAF refs are simply
972         --            not put in the FreeVarsInfo for an expression.
973         --            See singletonFVInfo and freeVarsToLiveVars
974         --
975         -- StgBinderInfo records how it occurs; notably, we
976         -- are interested in whether it only occurs in saturated 
977         -- applications, because then we don't need to build a
978         -- curried version.
979         -- If f is mapped to noBinderInfo, that means
980         -- that f *is* mentioned (else it wouldn't be in the
981         -- IdEnv at all), but perhaps in an unsaturated applications.
982         --
983         -- All case/lambda-bound things are also mapped to
984         -- noBinderInfo, since we aren't interested in their
985         -- occurence info.
986         --
987         -- For ILX we track free var info for type variables too;
988         -- hence VarEnv not IdEnv
989 \end{code}
990
991 \begin{code}
992 emptyFVInfo :: FreeVarsInfo
993 emptyFVInfo = emptyVarEnv
994
995 singletonFVInfo :: Id -> HowBound -> StgBinderInfo -> FreeVarsInfo
996 -- Don't record non-CAF imports at all, to keep free-var sets small
997 singletonFVInfo id ImportBound info
998    | mayHaveCafRefs (idCafInfo id) = unitVarEnv id (id, ImportBound, info)
999    | otherwise                     = emptyVarEnv
1000 singletonFVInfo id how_bound info  = unitVarEnv id (id, how_bound, info)
1001
1002 tyvarFVInfo :: TyVarSet -> FreeVarsInfo
1003 tyvarFVInfo tvs = foldVarSet add emptyFVInfo tvs
1004         where
1005           add tv fvs = extendVarEnv fvs tv (tv, LambdaBound, noBinderInfo)
1006                 -- Type variables must be lambda-bound
1007
1008 unionFVInfo :: FreeVarsInfo -> FreeVarsInfo -> FreeVarsInfo
1009 unionFVInfo fv1 fv2 = plusVarEnv_C plusFVInfo fv1 fv2
1010
1011 unionFVInfos :: [FreeVarsInfo] -> FreeVarsInfo
1012 unionFVInfos fvs = foldr unionFVInfo emptyFVInfo fvs
1013
1014 minusFVBinders :: [Id] -> FreeVarsInfo -> FreeVarsInfo
1015 minusFVBinders vs fv = foldr minusFVBinder fv vs
1016
1017 minusFVBinder :: Id -> FreeVarsInfo -> FreeVarsInfo
1018 minusFVBinder v fv | isId v && opt_RuntimeTypes
1019                    = (fv `delVarEnv` v) `unionFVInfo` 
1020                      tyvarFVInfo (tyVarsOfType (idType v))
1021                    | otherwise = fv `delVarEnv` v
1022         -- When removing a binder, remember to add its type variables
1023         -- c.f. CoreFVs.delBinderFV
1024
1025 elementOfFVInfo :: Id -> FreeVarsInfo -> Bool
1026 elementOfFVInfo id fvs = maybeToBool (lookupVarEnv fvs id)
1027
1028 lookupFVInfo :: FreeVarsInfo -> Id -> StgBinderInfo
1029 -- Find how the given Id is used.
1030 -- Externally visible things may be used any old how
1031 lookupFVInfo fvs id 
1032   | isExternalName (idName id) = noBinderInfo
1033   | otherwise = case lookupVarEnv fvs id of
1034                         Nothing         -> noBinderInfo
1035                         Just (_,_,info) -> info
1036
1037 allFreeIds :: FreeVarsInfo -> [(Id,HowBound)]   -- Both top level and non-top-level Ids
1038 allFreeIds fvs = [(id,how_bound) | (id,how_bound,_) <- rngVarEnv fvs, isId id]
1039
1040 -- Non-top-level things only, both type variables and ids
1041 -- (type variables only if opt_RuntimeTypes)
1042 getFVs :: FreeVarsInfo -> [Var] 
1043 getFVs fvs = [id | (id, how_bound, _) <- rngVarEnv fvs, 
1044                     not (topLevelBound how_bound) ]
1045
1046 getFVSet :: FreeVarsInfo -> VarSet
1047 getFVSet fvs = mkVarSet (getFVs fvs)
1048
1049 plusFVInfo (id1,hb1,info1) (id2,hb2,info2)
1050   = ASSERT (id1 == id2 && hb1 `check_eq_how_bound` hb2)
1051     (id1, hb1, combineStgBinderInfo info1 info2)
1052
1053 #ifdef DEBUG
1054 -- The HowBound info for a variable in the FVInfo should be consistent
1055 check_eq_how_bound ImportBound        ImportBound        = True
1056 check_eq_how_bound LambdaBound        LambdaBound        = True
1057 check_eq_how_bound (LetBound li1 ar1) (LetBound li2 ar2) = ar1 == ar2 && check_eq_li li1 li2
1058 check_eq_how_bound hb1                hb2                = False
1059
1060 check_eq_li (NestedLet _) (NestedLet _) = True
1061 check_eq_li TopLet        TopLet        = True
1062 check_eq_li li1           li2           = False
1063 #endif
1064 \end{code}
1065
1066 Misc.
1067 \begin{code}
1068 filterStgBinders :: [Var] -> [Var]
1069 filterStgBinders bndrs
1070   | opt_RuntimeTypes = bndrs
1071   | otherwise        = filter isId bndrs
1072 \end{code}
1073
1074
1075 \begin{code}
1076         -- Ignore all notes except SCC
1077 myCollectBinders expr
1078   = go [] expr
1079   where
1080     go bs (Lam b e)          = go (b:bs) e
1081     go bs e@(Note (SCC _) _) = (reverse bs, e) 
1082     go bs (Note _ e)         = go bs e
1083     go bs e                  = (reverse bs, e)
1084
1085 myCollectArgs :: CoreExpr -> (Id, [CoreArg])
1086         -- We assume that we only have variables
1087         -- in the function position by now
1088 myCollectArgs expr
1089   = go expr []
1090   where
1091     go (Var v)          as = (v, as)
1092     go (App f a) as        = go f (a:as)
1093     go (Note (SCC _) e) as = pprPanic "CoreToStg.myCollectArgs" (ppr expr)
1094     go (Note n e)       as = go e as
1095     go _                as = pprPanic "CoreToStg.myCollectArgs" (ppr expr)
1096 \end{code}
1097
1098 \begin{code}
1099 stgArity :: Id -> HowBound -> Arity
1100 stgArity f (LetBound _ arity) = arity
1101 stgArity f ImportBound        = idArity f
1102 stgArity f LambdaBound        = 0
1103 \end{code}