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[ghc-hetmet.git] / compiler / simplCore / Simplify.lhs
index 22c7a5a..974ec58 100644 (file)
@@ -13,9 +13,9 @@ import SimplMonad
 import Type hiding      ( substTy, extendTvSubst )
 import SimplEnv
 import SimplUtils
-import MkId            ( rUNTIME_ERROR_ID )
 import FamInstEnv      ( FamInstEnv )
 import Id
+import MkId            ( mkImpossibleExpr )
 import Var
 import IdInfo
 import Coercion
@@ -26,6 +26,7 @@ import NewDemand        ( isStrictDmd, splitStrictSig )
 import PprCore          ( pprParendExpr, pprCoreExpr )
 import CoreUnfold       ( mkUnfolding, callSiteInline, CallCtxt(..) )
 import CoreUtils
+import CoreArity       ( exprArity )
 import Rules            ( lookupRule, getRules )
 import BasicTypes       ( isMarkedStrict )
 import CostCentre       ( currentCCS )
@@ -35,8 +36,6 @@ import BasicTypes       ( TopLevelFlag(..), isTopLevel,
                           RecFlag(..), isNonRuleLoopBreaker )
 import Maybes           ( orElse )
 import Data.List        ( mapAccumL )
-import MonadUtils      ( foldlM )
-import StaticFlags     ( opt_PassCaseBndrToJoinPoints )
 import Outputable
 import FastString
 \end{code}
@@ -341,7 +340,7 @@ simplLazyBind env top_lvl is_rec bndr bndr1 rhs rhs_se
         ; (env', rhs')
             <-  if not (doFloatFromRhs top_lvl is_rec False body2 body_env2)
                 then                            -- No floating, just wrap up!
-                     do { rhs' <- mkLam tvs' (wrapFloats body_env2 body2)
+                     do { rhs' <- mkLam env tvs' (wrapFloats body_env2 body2)
                         ; return (env, rhs') }
 
                 else if null tvs then           -- Simple floating
@@ -351,7 +350,7 @@ simplLazyBind env top_lvl is_rec bndr bndr1 rhs rhs_se
                 else                            -- Do type-abstraction first
                      do { tick LetFloatFromLet
                         ; (poly_binds, body3) <- abstractFloats tvs' body_env2 body2
-                        ; rhs' <- mkLam tvs' body3
+                        ; rhs' <- mkLam env tvs' body3
                         ; let env' = foldl (addPolyBind top_lvl) env poly_binds
                         ; return (env', rhs') }
 
@@ -462,7 +461,7 @@ prepareRhs env0 rhs0
         where
           is_val = n_val_args > 0       -- There is at least one arg
                                         -- ...and the fun a constructor or PAP
-                 && (isDataConWorkId fun || n_val_args < idArity fun)
+                 && (isConLikeId fun || n_val_args < idArity fun)
     go _ env other
         = return (False, env, other)
 \end{code}
@@ -579,7 +578,7 @@ completeBind env top_lvl old_bndr new_bndr new_rhs
   = return (addNonRecWithUnf env new_bndr new_rhs unfolding wkr)
   where
     unfolding | omit_unfolding = NoUnfolding
-             | otherwise      = mkUnfolding  (isTopLevel top_lvl) new_rhs
+             | otherwise      = mkUnfolding (isTopLevel top_lvl) new_rhs
     old_info    = idInfo old_bndr
     occ_info    = occInfo old_info
     wkr                = substWorker env (workerInfo old_info)
@@ -624,7 +623,9 @@ addNonRecWithUnf :: SimplEnv
 addNonRecWithUnf env new_bndr rhs unfolding wkr
   = ASSERT( isId new_bndr )
     WARN( new_arity < old_arity || new_arity < dmd_arity, 
-          (ppr final_id <+> ppr old_arity <+> ppr new_arity <+> ppr dmd_arity) $$ ppr rhs )
+          (ptext (sLit "Arity decrease:") <+> ppr final_id <+> ppr old_arity
+               <+> ppr new_arity <+> ppr dmd_arity) $$ ppr rhs )
+       -- Note [Arity decrease]
     final_id `seq`      -- This seq forces the Id, and hence its IdInfo,
                        -- and hence any inner substitutions
     addNonRec env final_id rhs
@@ -667,6 +668,28 @@ addNonRecWithUnf env new_bndr rhs unfolding wkr
         final_id = new_bndr `setIdInfo` final_info
 \end{code}
 
+Note [Arity decrease]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Generally speaking the arity of a binding should not decrease.  But it *can* 
+legitimately happen becuase of RULES.  Eg
+       f = g Int
+where g has arity 2, will have arity 2.  But if there's a rewrite rule
+       g Int --> h
+where h has arity 1, then f's arity will decrease.  Here's a real-life example,
+which is in the output of Specialise:
+
+     Rec {
+       $dm {Arity 2} = \d.\x. op d
+       {-# RULES forall d. $dm Int d = $s$dm #-}
+       
+       dInt = MkD .... opInt ...
+       opInt {Arity 1} = $dm dInt
+
+       $s$dm {Arity 0} = \x. op dInt }
+
+Here opInt has arity 1; but when we apply the rule its arity drops to 0.
+That's why Specialise goes to a little trouble to pin the right arity
+on specialised functions too.
 
 
 %************************************************************************
@@ -920,7 +943,7 @@ simplLam env (bndr:bndrs) body (ApplyTo _ arg arg_se cont)
 simplLam env bndrs body cont
   = do  { (env', bndrs') <- simplLamBndrs env bndrs
         ; body' <- simplExpr env' body
-        ; new_lam <- mkLam bndrs' body'
+        ; new_lam <- mkLam env' bndrs' body'
         ; rebuild env' new_lam cont }
 
 ------------------
@@ -1095,7 +1118,7 @@ completeCall env var cont
             Just unfolding      -- There is an inlining!
               ->  do { tick (UnfoldingDone var)
                      ; (if dopt Opt_D_dump_inlinings dflags then
-                           pprTrace ("Inlining done" ++ showSDoc (ppr var)) (vcat [
+                           pprTrace ("Inlining done: " ++ showSDoc (ppr var)) (vcat [
                                 text "Before:" <+> ppr var <+> sep (map pprParendExpr args),
                                 text "Inlined fn: " <+> nest 2 (ppr unfolding),
                                 text "Cont:  " <+> ppr call_cont])
@@ -1367,17 +1390,7 @@ rebuildCase env scrut case_bndr alts cont
         ; (scrut', case_bndr', alts') <- simplAlts env' scrut case_bndr alts dup_cont
 
        -- Check for empty alternatives
-       ; if null alts' then
-               -- This isn't strictly an error, although it is unusual. 
-               -- It's possible that the simplifer might "see" that 
-               -- an inner case has no accessible alternatives before 
-               -- it "sees" that the entire branch of an outer case is 
-               -- inaccessible.  So we simply put an error case here instead.
-           pprTrace "mkCase: null alts" (ppr case_bndr <+> ppr scrut) $
-           let res_ty' = contResultType env' (substTy env' (coreAltsType alts)) dup_cont
-               lit = mkStringLit "Impossible alternative"
-           in return (env', mkApps (Var rUNTIME_ERROR_ID) [Type res_ty', lit])
-
+       ; if null alts' then missingAlt env case_bndr alts cont
          else do
        { case_expr <- mkCase scrut' case_bndr' alts'
 
@@ -1439,59 +1452,6 @@ At one point I did transformation in LiberateCase, but it's more robust here.
 LiberateCase gets to see it.)
 
 
-Historical note [no-case-of-case]
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-We *used* to suppress the binder-swap in case expressoins when 
--fno-case-of-case is on.  Old remarks:
-    "This happens in the first simplifier pass,
-    and enhances full laziness.  Here's the bad case:
-            f = \ y -> ...(case x of I# v -> ...(case x of ...) ... )
-    If we eliminate the inner case, we trap it inside the I# v -> arm,
-    which might prevent some full laziness happening.  I've seen this
-    in action in spectral/cichelli/Prog.hs:
-             [(m,n) | m <- [1..max], n <- [1..max]]
-    Hence the check for NoCaseOfCase."
-However, now the full-laziness pass itself reverses the binder-swap, so this
-check is no longer necessary.
-
-Historical note [Suppressing the case binder-swap]
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-There is another situation when it might make sense to suppress the
-case-expression binde-swap. If we have
-
-    case x of w1 { DEFAULT -> case x of w2 { A -> e1; B -> e2 }
-                   ...other cases .... }
-
-We'll perform the binder-swap for the outer case, giving
-
-    case x of w1 { DEFAULT -> case w1 of w2 { A -> e1; B -> e2 }
-                   ...other cases .... }
-
-But there is no point in doing it for the inner case, because w1 can't
-be inlined anyway.  Furthermore, doing the case-swapping involves
-zapping w2's occurrence info (see paragraphs that follow), and that
-forces us to bind w2 when doing case merging.  So we get
-
-    case x of w1 { A -> let w2 = w1 in e1
-                   B -> let w2 = w1 in e2
-                   ...other cases .... }
-
-This is plain silly in the common case where w2 is dead.
-
-Even so, I can't see a good way to implement this idea.  I tried
-not doing the binder-swap if the scrutinee was already evaluated
-but that failed big-time:
-
-        data T = MkT !Int
-
-        case v of w  { MkT x ->
-        case x of x1 { I# y1 ->
-        case x of x2 { I# y2 -> ...
-
-Notice that because MkT is strict, x is marked "evaluated".  But to
-eliminate the last case, we must either make sure that x (as well as
-x1) has unfolding MkT y1.  THe straightforward thing to do is to do
-the binder-swap.  So this whole note is a no-op.
 
 
 \begin{code}
@@ -1717,23 +1677,15 @@ knownCon :: SimplEnv -> OutExpr -> AltCon
 
 knownCon env scrut con args bndr alts cont
   = do  { tick (KnownBranch bndr)
-        ; knownAlt env scrut args bndr (findAlt con alts) cont }
+        ; case findAlt con alts of
+           Nothing  -> missingAlt env bndr alts cont
+           Just alt -> knownAlt env scrut args bndr alt cont
+       }
 
+-------------------
 knownAlt :: SimplEnv -> OutExpr -> [OutExpr]
-         -> InId -> (AltCon, [CoreBndr], InExpr) -> SimplCont
+         -> InId -> InAlt -> SimplCont
          -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
-knownAlt env scrut _ bndr (DEFAULT, bs, rhs) cont
-  = ASSERT( null bs )
-    do  { env' <- simplNonRecX env bndr scrut
-                -- This might give rise to a binding with non-atomic args
-                -- like x = Node (f x) (g x)
-                -- but simplNonRecX will atomic-ify it
-        ; simplExprF env' rhs cont }
-
-knownAlt env scrut _ bndr (LitAlt _, bs, rhs) cont
-  = ASSERT( null bs )
-    do  { env' <- simplNonRecX env bndr scrut
-        ; simplExprF env' rhs cont }
 
 knownAlt env scrut the_args bndr (DataAlt dc, bs, rhs) cont
   = do  { let n_drop_tys = length (dataConUnivTyVars dc)
@@ -1779,6 +1731,25 @@ knownAlt env scrut the_args bndr (DataAlt dc, bs, rhs) cont
     bind_args _ _ _ =
       pprPanic "bind_args" $ ppr dc $$ ppr bs $$ ppr the_args $$
                              text "scrut:" <+> ppr scrut
+
+knownAlt env scrut _ bndr (_, bs, rhs) cont
+  = ASSERT( null bs )    -- Works for LitAlt and DEFAULT
+    do  { env' <- simplNonRecX env bndr scrut
+        ; simplExprF env' rhs cont }
+
+
+-------------------
+missingAlt :: SimplEnv -> Id -> [InAlt] -> SimplCont -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
+               -- This isn't strictly an error, although it is unusual. 
+               -- It's possible that the simplifer might "see" that 
+               -- an inner case has no accessible alternatives before 
+               -- it "sees" that the entire branch of an outer case is 
+               -- inaccessible.  So we simply put an error case here instead.
+missingAlt env case_bndr alts cont
+  = WARN( True, ptext (sLit "missingAlt") <+> ppr case_bndr )
+    return (env, mkImpossibleExpr res_ty)
+  where
+    res_ty = contResultType env (substTy env (coreAltsType alts)) cont
 \end{code}
 
 
@@ -1817,11 +1788,20 @@ mkDupableCont env (CoerceIt ty cont)
 
 mkDupableCont env cont@(StrictBind {})
   =  return (env, mkBoringStop, cont)
-        -- See Note [Duplicating strict continuations]
+        -- See Note [Duplicating StrictBind]
 
-mkDupableCont env cont@(StrictArg {})
-  =  return (env, mkBoringStop, cont)
-        -- See Note [Duplicating strict continuations]
+mkDupableCont env (StrictArg fun cci ai cont)
+        -- See Note [Duplicating StrictArg]
+  = do { (env', dup, nodup) <- mkDupableCont env cont
+       ; (env'', fun') <- mk_dupable_call env' fun
+       ; return (env'', StrictArg fun' cci ai dup, nodup) }
+  where
+    mk_dupable_call env (Var v)       = return (env, Var v)
+    mk_dupable_call env (App fun arg) = do { (env', fun') <- mk_dupable_call env fun
+                                           ; (env'', arg') <- makeTrivial env' arg
+                                           ; return (env'', fun' `App` arg') }
+    mk_dupable_call _ other = pprPanic "mk_dupable_call" (ppr other)
+       -- The invariant of StrictArg is that the first arg is always an App chain
 
 mkDupableCont env (ApplyTo _ arg se cont)
   =     -- e.g.         [...hole...] (...arg...)
@@ -1890,97 +1870,40 @@ mkDupableAlts env case_bndr' the_alts
 
 mkDupableAlt :: SimplEnv -> OutId -> (AltCon, [CoreBndr], CoreExpr)
               -> SimplM (SimplEnv, (AltCon, [CoreBndr], CoreExpr))
-mkDupableAlt env case_bndr1 (con, bndrs1, rhs1)
-  | exprIsDupable rhs1  -- Note [Small alternative rhs]
-  = return (env, (con, bndrs1, rhs1))
+mkDupableAlt env case_bndr' (con, bndrs', rhs')
+  | exprIsDupable rhs'  -- Note [Small alternative rhs]
+  = return (env, (con, bndrs', rhs'))
   | otherwise
-  = do  { let abstract_over bndr
+  = do  { let rhs_ty'     = exprType rhs'
+              used_bndrs' = filter abstract_over (case_bndr' : bndrs')
+              abstract_over bndr
                   | isTyVar bndr = True -- Abstract over all type variables just in case
                   | otherwise    = not (isDeadBinder bndr)
                         -- The deadness info on the new Ids is preserved by simplBinders
 
-              inst_tys1 = tyConAppArgs (idType case_bndr1)
-              con_app dc = mkConApp dc (map Type inst_tys1 ++ varsToCoreExprs bndrs1)
-
-             (rhs2, final_bndrs)   -- See Note [Passing the case binder to join points]
-                | isDeadBinder case_bndr1
-                = (rhs1, filter abstract_over bndrs1)
-                | opt_PassCaseBndrToJoinPoints, not (null bndrs1)
-                = (rhs1, (case_bndr1 : filter abstract_over bndrs1))
-                | otherwise 
-                 = case con of
-                    DataAlt dc -> (Let (NonRec case_bndr1 (con_app dc)) rhs1, bndrs1)
-                    LitAlt lit -> ASSERT( null bndrs1 ) (Let (NonRec case_bndr1 (Lit lit)) rhs1, [])
-                    DEFAULT    -> ASSERT( null bndrs1 ) (rhs1, [case_bndr1])
-
-        ; (final_bndrs1, final_args)    -- Note [Join point abstraction]
-                <- if (any isId final_bndrs)
-                   then return (final_bndrs, varsToCoreExprs final_bndrs)
+        ; (final_bndrs', final_args)    -- Note [Join point abstraction]
+                <- if (any isId used_bndrs')
+                   then return (used_bndrs', varsToCoreExprs used_bndrs')
                     else do { rw_id <- newId (fsLit "w") realWorldStatePrimTy
-                            ; return (rw_id : final_bndrs,  
-                                     Var realWorldPrimId : varsToCoreExprs final_bndrs) }
+                            ; return ([rw_id], [Var realWorldPrimId]) }
 
-        ; let rhs_ty1 = exprType rhs1
-        ; join_bndr <- newId (fsLit "$j") (mkPiTypes final_bndrs1 rhs_ty1)
+        ; join_bndr <- newId (fsLit "$j") (mkPiTypes final_bndrs' rhs_ty')
                 -- Note [Funky mkPiTypes]
 
         ; let   -- We make the lambdas into one-shot-lambdas.  The
                 -- join point is sure to be applied at most once, and doing so
                 -- prevents the body of the join point being floated out by
                 -- the full laziness pass
-                really_final_bndrs     = map one_shot final_bndrs1
+                really_final_bndrs     = map one_shot final_bndrs'
                 one_shot v | isId v    = setOneShotLambda v
                            | otherwise = v
-                join_rhs  = mkLams really_final_bndrs rhs2
+                join_rhs  = mkLams really_final_bndrs rhs'
                 join_call = mkApps (Var join_bndr) final_args
 
-       ; env1 <- addPolyBind NotTopLevel env (NonRec join_bndr join_rhs)
-        ; return (env1, (con, bndrs1, join_call)) }
+        ; return (addPolyBind NotTopLevel env (NonRec join_bndr join_rhs), (con, bndrs', join_call)) }
                 -- See Note [Duplicated env]
 \end{code}
 
-Note [Passing the case binder to join points]
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-Suppose we have
-   case e of cb { C1 -> r1[cb]; C2 x y z -> r2[cb,x] }
-and we want to make join points for the two alternatives, 
-which mention the case binder 'cb'.  Should we pass 'cb' to
-the join point, or reconstruct it? Here are the two alternatives 
-for the C2 alternative:
-
-  Plan A(pass cb):         j2 cb x = r2[cb,x]
-
-  Plan B(reconstruct cb):  j2 x y z = let cb = C2 x y z in r2[cb,x]
-
-The advantge of Plan B is that we can "see" the definition of cb
-in r2, and that may be important when we inline stuff in r2.  The
-disadvantage is that if this optimisation doesn't happen, we end up
-re-allocating C2, when it already exists.  This does happen occasionally;
-an example is the function nofib/spectral/cichelli/Auxil.$whinsert.
-
-Plan B is always better if the constructor is nullary.
-
-In both cases we don't have liveness info for cb on a branch-by-branch
-basis, and it's possible that 'cb' is used in some branches but not
-others.  Well, the absence analyser will find that out later, so it's
-not too bad.
-
-Sadly, at the time of writing, neither choice seems an unequivocal
-win. Here are nofib results, for adding -fpass-case-bndr-to-join-points
-(all others are zero effect):
-
-        Program           Size    Allocs   Runtime   Elapsed
---------------------------------------------------------------------------------
-       cichelli          +0.0%     -4.4%      0.13      0.13
-            pic          +0.0%     -0.7%      0.01      0.04
-      transform          -0.0%     +2.8%     -0.4%     -9.1%
-      wave4main          +0.0%    +10.5%     +3.1%     +3.4%
---------------------------------------------------------------------------------
-            Min          -0.0%     -4.4%     -7.0%    -31.9%
-            Max          +0.1%    +10.5%     +3.1%    +15.0%
- Geometric Mean          +0.0%     +0.1%     -1.7%     -6.1%
-
-
 Note [Duplicated env]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 Some of the alternatives are simplified, but have not been turned into a join point
@@ -1990,7 +1913,7 @@ we'd lose that when zapping the subst-env.  We could have a per-alt subst-env,
 but zapping it (as we do in mkDupableCont, the Select case) is safe, and
 at worst delays the join-point inlining.
 
-Note [Small alterantive rhs]
+Note [Small alternative rhs]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 It is worth checking for a small RHS because otherwise we
 get extra let bindings that may cause an extra iteration of the simplifier to
@@ -2059,32 +1982,71 @@ It's a bit silly to add the realWorld dummy arg in this case, making
            True -> $j s
 (the \v alone is enough to make CPR happy) but I think it's rare
 
-Note [Duplicating strict continuations]
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-Do *not* duplicate StrictBind and StritArg continuations.  We gain
-nothing by propagating them into the expressions, and we do lose a
-lot.  Here's an example:
-        && (case x of { T -> F; F -> T }) E
+Note [Duplicating StrictArg]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+The original plan had (where E is a big argument)
+e.g.    f E [..hole..]
+        ==>     let $j = \a -> f E a
+                in $j [..hole..]
+
+But this is terrible! Here's an example:
+        && E (case x of { T -> F; F -> T })
 Now, && is strict so we end up simplifying the case with
 an ArgOf continuation.  If we let-bind it, we get
-
-        let $j = \v -> && v E
+        let $j = \v -> && E v
         in simplExpr (case x of { T -> F; F -> T })
                      (ArgOf (\r -> $j r)
 And after simplifying more we get
-
-        let $j = \v -> && v E
+        let $j = \v -> && E v
         in case x of { T -> $j F; F -> $j T }
 Which is a Very Bad Thing
 
+What we do now is this
+       f E [..hole..]
+       ==>     let a = E
+               in f a [..hole..]
+Now if the thing in the hole is a case expression (which is when
+we'll call mkDupableCont), we'll push the function call into the
+branches, which is what we want.  Now RULES for f may fire, and
+call-pattern specialisation.  Here's an example from Trac #3116
+     go (n+1) (case l of
+                1  -> bs'
+                _  -> Chunk p fpc (o+1) (l-1) bs')
+If we can push the call for 'go' inside the case, we get
+call-pattern specialisation for 'go', which is *crucial* for 
+this program.
+
+Here is the (&&) example: 
+        && E (case x of { T -> F; F -> T })
+  ==>   let a = E in 
+        case x of { T -> && a F; F -> && a T }
+Much better!
+
+Notice that 
+  * Arguments to f *after* the strict one are handled by 
+    the ApplyTo case of mkDupableCont.  Eg
+       f [..hole..] E
+
+  * We can only do the let-binding of E because the function
+    part of a StrictArg continuation is an explicit syntax
+    tree.  In earlier versions we represented it as a function
+    (CoreExpr -> CoreEpxr) which we couldn't take apart.
+
+Do *not* duplicate StrictBind and StritArg continuations.  We gain
+nothing by propagating them into the expressions, and we do lose a
+lot.  
+
+The desire not to duplicate is the entire reason that
+mkDupableCont returns a pair of continuations.
+
+Note [Duplicating StrictBind]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Unlike StrictArg, there doesn't seem anything to gain from
+duplicating a StrictBind continuation, so we don't.
+
 The desire not to duplicate is the entire reason that
 mkDupableCont returns a pair of continuations.
 
-The original plan had:
-e.g.    (...strict-fn...) [...hole...]
-        ==>
-                let $j = \a -> ...strict-fn...
-                in $j [...hole...]
 
 Note [Single-alternative cases]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~