[project @ 2003-03-20 12:20:06 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / coreSyn / CoreUtils.lhs
index ab99d49..caf04ee 100644 (file)
@@ -6,7 +6,7 @@
 \begin{code}
 module CoreUtils (
        -- Construction
-       mkNote, mkInlineMe, mkSCC, mkCoerce,
+       mkNote, mkInlineMe, mkSCC, mkCoerce, mkCoerce2,
        bindNonRec, needsCaseBinding,
        mkIfThenElse, mkAltExpr, mkPiType, mkPiTypes,
 
@@ -32,30 +32,40 @@ module CoreUtils (
        hashExpr,
 
        -- Equality
-       cheapEqExpr, eqExpr, applyTypeToArgs, applyTypeToArg
+       cheapEqExpr, eqExpr, applyTypeToArgs, applyTypeToArg,
+
+       -- CAF info
+       hasCafRefs, rhsIsNonUpd,
+
+       -- Cross-DLL references
+       isCrossDllConApp,
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
 
-import GlaExts         -- For `xori` 
+import GLAEXTS         -- For `xori` 
 
 import CoreSyn
 import PprCore         ( pprCoreExpr )
 import Var             ( Var, isId, isTyVar )
 import VarEnv
-import Name            ( hashName )
-import Literal         ( hashLiteral, literalType, litIsDupable, isZeroLit )
-import DataCon         ( DataCon, dataConRepArity, dataConArgTys, isExistentialDataCon, dataConTyCon )
+import Name            ( hashName, isDllName )
+import Literal         ( hashLiteral, literalType, litIsDupable, 
+                         litIsTrivial, isZeroLit, isLitLitLit )
+import DataCon         ( DataCon, dataConRepArity, dataConArgTys,
+                         isExistentialDataCon, dataConTyCon, dataConName )
 import PrimOp          ( PrimOp(..), primOpOkForSpeculation, primOpIsCheap )
 import Id              ( Id, idType, globalIdDetails, idNewStrictness, 
-                         mkWildId, idArity, idName, idUnfolding, idInfo, isOneShotLambda,
-                         isDataConId_maybe, mkSysLocal, isDataConId, isBottomingId
+                         mkWildId, idArity, idName, idUnfolding, idInfo,
+                         isOneShotLambda, isDataConWorkId_maybe, mkSysLocal,
+                         isDataConWorkId, isBottomingId, idCafInfo
                        )
-import IdInfo          ( GlobalIdDetails(..),
-                         megaSeqIdInfo )
+import IdInfo          ( GlobalIdDetails(..), megaSeqIdInfo,
+                         CafInfo(..), mayHaveCafRefs )
 import NewDemand       ( appIsBottom )
-import Type            ( Type, mkFunTy, mkForAllTy, splitFunTy_maybe, splitFunTy,
+import Type            ( Type, mkFunTy, mkForAllTy, splitFunTy_maybe,
+                         splitFunTy,
                          applyTys, isUnLiftedType, seqType, mkTyVarTy,
                          splitForAllTy_maybe, isForAllTy, splitNewType_maybe, 
                          splitTyConApp_maybe, eqType, funResultTy, applyTy,
@@ -69,6 +79,8 @@ import Unique         ( Unique )
 import Outputable
 import TysPrim         ( alphaTy )     -- Debugging only
 import Util             ( equalLength, lengthAtLeast )
+import TysPrim         ( statePrimTyCon )
+import FastTypes       hiding ( fastOr )
 \end{code}
 
 
@@ -152,7 +164,7 @@ mkNote removes redundant coercions, and SCCs where possible
 
 \begin{code}
 mkNote :: Note -> CoreExpr -> CoreExpr
-mkNote (Coerce to_ty from_ty) expr = mkCoerce to_ty from_ty expr
+mkNote (Coerce to_ty from_ty) expr = mkCoerce2 to_ty from_ty expr
 mkNote (SCC cc)        expr               = mkSCC cc expr
 mkNote InlineMe expr              = mkInlineMe expr
 mkNote note     expr              = Note note expr
@@ -193,13 +205,15 @@ mkInlineMe e         = Note InlineMe e
 
 
 \begin{code}
-mkCoerce :: Type -> Type -> CoreExpr -> CoreExpr
+mkCoerce :: Type -> CoreExpr -> CoreExpr
+mkCoerce to_ty expr = mkCoerce2 to_ty (exprType expr) expr
 
-mkCoerce to_ty from_ty (Note (Coerce to_ty2 from_ty2) expr)
+mkCoerce2 :: Type -> Type -> CoreExpr -> CoreExpr
+mkCoerce2 to_ty from_ty (Note (Coerce to_ty2 from_ty2) expr)
   = ASSERT( from_ty `eqType` to_ty2 )
-    mkCoerce to_ty from_ty2 expr
+    mkCoerce2 to_ty from_ty2 expr
 
-mkCoerce to_ty from_ty expr
+mkCoerce2 to_ty from_ty expr
   | to_ty `eqType` from_ty = expr
   | otherwise             = ASSERT( from_ty `eqType` exprType expr )
                             Note (Coerce to_ty from_ty) expr
@@ -323,7 +337,7 @@ saturating them.
 \begin{code}
 exprIsTrivial (Var v)     = True       -- See notes above
 exprIsTrivial (Type _)    = True
-exprIsTrivial (Lit lit)    = True
+exprIsTrivial (Lit lit)    = litIsTrivial lit
 exprIsTrivial (App e arg)  = not (isRuntimeArg arg) && exprIsTrivial e
 exprIsTrivial (Note _ e)   = exprIsTrivial e
 exprIsTrivial (Lam b body) = not (isRuntimeVar b) && exprIsTrivial body
@@ -443,10 +457,10 @@ idAppIsCheap id n_val_args
                                -- a variable (f t1 t2 t3)
                                -- counts as WHNF
   | otherwise = case globalIdDetails id of
-                 DataConId _   -> True                 
-                 RecordSelId _ -> True                 -- I'm experimenting with making record selection
-                                                       -- look cheap, so we will substitute it inside a
-                                                       -- lambda.  Particularly for dictionary field selection
+                 DataConWorkId _ -> True                       
+                 RecordSelId _   -> True       -- I'm experimenting with making record selection
+                 ClassOpId _     -> True       -- look cheap, so we will substitute it inside a
+                                               -- lambda.  Particularly for dictionary field selection
 
                  PrimOpId op   -> primOpIsCheap op     -- In principle we should worry about primops
                                                        -- that return a type variable, since the result
@@ -493,7 +507,7 @@ exprOkForSpeculation other_expr
        other         -> False
  
   where
-    spec_ok (DataConId _) args
+    spec_ok (DataConWorkId _) args
       = True   -- The strictness of the constructor has already
                -- been expressed by its "wrapper", so we don't need
                -- to take the arguments into account
@@ -573,33 +587,42 @@ type must be ok-for-speculation (or trivial).
 
 \begin{code}
 exprIsValue :: CoreExpr -> Bool                -- True => Value-lambda, constructor, PAP
-exprIsValue (Type ty)    = True        -- Types are honorary Values; we don't mind
-                                       -- copying them
-exprIsValue (Lit l)      = True
-exprIsValue (Lam b e)            = isRuntimeVar b || exprIsValue e
-exprIsValue (Note _ e)           = exprIsValue e
-exprIsValue (Var v)      = idArity v > 0 || isEvaldUnfolding (idUnfolding v)
-       -- The idArity case catches data cons and primops that 
-       -- don't have unfoldings
+exprIsValue (Var v)    -- NB: There are no value args at this point
+  =  isDataConWorkId v         -- Catches nullary constructors, 
+                       --      so that [] and () are values, for example
+  || idArity v > 0     -- Catches (e.g.) primops that don't have unfoldings
+  || isEvaldUnfolding (idUnfolding v)
+       -- Check the thing's unfolding; it might be bound to a value
        -- A worry: what if an Id's unfolding is just itself: 
        -- then we could get an infinite loop...
-exprIsValue other_expr
-  | (Var fun, args) <- collectArgs other_expr,
-    isDataConId fun || valArgCount args < idArity fun
-  = check (idType fun) args
-  | otherwise
-  = False
+
+exprIsValue (Lit l)         = True
+exprIsValue (Type ty)       = True     -- Types are honorary Values; 
+                                       -- we don't mind copying them
+exprIsValue (Lam b e)               = isRuntimeVar b || exprIsValue e
+exprIsValue (Note _ e)              = exprIsValue e
+exprIsValue (App e (Type _)) = exprIsValue e
+exprIsValue (App e a)        = app_is_value e [a]
+exprIsValue other           = False
+
+-- There is at least one value argument
+app_is_value (Var fun) args
+  |  isDataConWorkId fun                       -- Constructor apps are values
+  || idArity fun > valArgCount args    -- Under-applied function
+  = check_args (idType fun) args
+app_is_value (App f a) as = app_is_value f (a:as)
+app_is_value other     as = False
+
+       -- 'check_args' checks that unlifted-type args
+       -- are in fact guaranteed non-divergent
+check_args fun_ty []             = True
+check_args fun_ty (Type _ : args) = case splitForAllTy_maybe fun_ty of
+                                     Just (_, ty) -> check_args ty args
+check_args fun_ty (arg : args)
+  | isUnLiftedType arg_ty = exprOkForSpeculation arg
+  | otherwise            = check_args res_ty args
   where
-       -- 'check' checks that unlifted-type args are in
-       -- fact guaranteed non-divergent
-    check fun_ty []             = True
-    check fun_ty (Type _ : args) = case splitForAllTy_maybe fun_ty of
-                                    Just (_, ty) -> check ty args
-    check fun_ty (arg : args)
-       | isUnLiftedType arg_ty = exprOkForSpeculation arg
-       | otherwise             = check res_ty args
-       where
-         (arg_ty, res_ty) = splitFunTy fun_ty
+    (arg_ty, res_ty) = splitFunTy fun_ty
 \end{code}
 
 \begin{code}
@@ -629,7 +652,7 @@ exprIsConApp_maybe (Note (Coerce to_ty from_ty) expr)
        arity            = tyConArity tc
        val_args         = drop arity args
        to_arg_tys       = dataConArgTys dc tc_arg_tys
-       mk_coerce ty arg = mkCoerce ty (exprType arg) arg
+       mk_coerce ty arg = mkCoerce ty arg
        new_val_args     = zipWith mk_coerce to_arg_tys val_args
     in
     ASSERT( all isTypeArg (take arity args) )
@@ -653,7 +676,7 @@ exprIsConApp_maybe (Note _ expr)
 exprIsConApp_maybe expr = analyse (collectArgs expr)
   where
     analyse (Var fun, args)
-       | Just con <- isDataConId_maybe fun,
+       | Just con <- isDataConWorkId_maybe fun,
          args `lengthAtLeast` dataConRepArity con
                -- Might be > because the arity excludes type args
        = Just (con,args)
@@ -750,14 +773,13 @@ arityType (Var v)
                        -- use the idinfo here
 
        -- Lambdas; increase arity
-arityType (Lam x e) | isId x    = AFun (isOneShotLambda x) (arityType e)
+arityType (Lam x e) | isId x    = AFun (isOneShotLambda x || isStateHack x) (arityType e)
                    | otherwise = arityType e
 
        -- Applications; decrease arity
 arityType (App f (Type _)) = arityType f
 arityType (App f a)       = case arityType f of
-                               AFun one_shot xs | one_shot      -> xs
-                                                | exprIsCheap a -> xs
+                               AFun one_shot xs | exprIsCheap a -> xs
                                other                            -> ATop
                                                           
        -- Case/Let; keep arity if either the expression is cheap
@@ -774,6 +796,28 @@ arityType (Let b e) = case arityType e of
 
 arityType other = ATop
 
+isStateHack id = case splitTyConApp_maybe (idType id) of
+                     Just (tycon,_) | tycon == statePrimTyCon -> True
+                     other                                    -> False
+
+       -- The last clause is a gross hack.  It claims that 
+       -- every function over realWorldStatePrimTy is a one-shot
+       -- function.  This is pretty true in practice, and makes a big
+       -- difference.  For example, consider
+       --      a `thenST` \ r -> ...E...
+       -- The early full laziness pass, if it doesn't know that r is one-shot
+       -- will pull out E (let's say it doesn't mention r) to give
+       --      let lvl = E in a `thenST` \ r -> ...lvl...
+       -- When `thenST` gets inlined, we end up with
+       --      let lvl = E in \s -> case a s of (r, s') -> ...lvl...
+       -- and we don't re-inline E.
+       --
+       -- It would be better to spot that r was one-shot to start with, but
+       -- I don't want to rely on that.
+       --
+       -- Another good example is in fill_in in PrelPack.lhs.  We should be able to
+       -- spot that fill_in has arity 2 (and when Keith is done, we will) but we can't yet.
+
 {- NOT NEEDED ANY MORE: etaExpand is cleverer
 ok_note InlineMe = False
 ok_note other    = True
@@ -801,6 +845,11 @@ etaExpand :: Arity         -- Result should have this number of value args
 -- Given e' = etaExpand n us e ty
 -- We should have
 --     ty = exprType e = exprType e'
+--
+-- Note that SCCs are not treated specially.  If we have
+--     etaExpand 2 (\x -> scc "foo" e)
+--     = (\xy -> (scc "foo" e) y)
+-- So the costs of evaluating 'e' (not 'e y') are attributed to "foo"
 
 etaExpand n us expr ty
   | manifestArity expr >= n = expr             -- The no-op case
@@ -828,23 +877,13 @@ eta_expand n us expr ty
     -- The ILX code generator requires eta expansion for type arguments
     -- too, but alas the 'n' doesn't tell us how many of them there 
     -- may be.  So we eagerly eta expand any big lambdas, and just
-    -- cross our fingers about possible loss of sharing in the
-    -- ILX case. 
+    -- cross our fingers about possible loss of sharing in the ILX case. 
     -- The Right Thing is probably to make 'arity' include
     -- type variables throughout the compiler.  (ToDo.)
     not (isForAllTy ty)        
     -- Saturated, so nothing to do
   = expr
 
-eta_expand n us (Note note@(Coerce _ ty) e) _
-  = Note note (eta_expand n us e ty)
-
-       -- Use mkNote so that _scc_s get pushed inside any lambdas that
-       -- are generated as part of the eta expansion.  We rely on this
-       -- behaviour in CorePrep, when we eta expand an already-prepped RHS.
-eta_expand n us (Note note e) ty
-  = mkNote note (eta_expand n us e ty)
-
        -- Short cut for the case where there already
        -- is a lambda; no point in gratuitously adding more
 eta_expand n us (Lam v body) ty
@@ -854,6 +893,19 @@ eta_expand n us (Lam v body) ty
   | otherwise
   = Lam v (eta_expand (n-1) us body (funResultTy ty))
 
+-- We used to have a special case that stepped inside Coerces here,
+-- thus:  eta_expand n us (Note note@(Coerce _ ty) e) _  
+--             = Note note (eta_expand n us e ty)
+-- BUT this led to an infinite loop
+-- Example:    newtype T = MkT (Int -> Int)
+--     eta_expand 1 (coerce (Int->Int) e)
+--     --> coerce (Int->Int) (eta_expand 1 T e)
+--             by the bogus eqn
+--     --> coerce (Int->Int) (coerce T 
+--             (\x::Int -> eta_expand 1 (coerce (Int->Int) e)))
+--             by the splitNewType_maybe case below
+--     and round we go
+
 eta_expand n us expr ty
   = case splitForAllTy_maybe ty of { 
          Just (tv,ty') -> Lam tv (eta_expand n us (App expr (Type (mkTyVarTy tv))) ty')
@@ -868,8 +920,15 @@ eta_expand n us expr ty
                                   
        ; Nothing ->
 
+               -- Given this:
+               --      newtype T = MkT (Int -> Int)
+               -- Consider eta-expanding this
+               --      eta_expand 1 e T
+               -- We want to get
+               --      coerce T (\x::Int -> (coerce (Int->Int) e) x)
+
        case splitNewType_maybe ty of {
-         Just ty' -> mkCoerce ty ty' (eta_expand n us (mkCoerce ty' ty expr) ty') ;
+         Just ty' -> mkCoerce2 ty ty' (eta_expand n us (mkCoerce2 ty' ty expr) ty') ;
          Nothing  -> pprTrace "Bad eta expand" (ppr expr $$ ppr ty) expr
        }}}
 \end{code}
@@ -997,6 +1056,7 @@ eqExpr e1 e2
     eq_note env (SCC cc1)      (SCC cc2)      = cc1 == cc2
     eq_note env (Coerce t1 f1) (Coerce t2 f2) = t1 `eqType` t2 && f1 `eqType` f2
     eq_note env InlineCall     InlineCall     = True
+    eq_note env (CoreNote s1)  (CoreNote s2)  = s1 == s2
     eq_note env other1        other2         = False
 \end{code}
 
@@ -1027,6 +1087,7 @@ noteSize (SCC cc)       = cc `seq` 1
 noteSize (Coerce t1 t2) = seqType t1 `seq` seqType t2 `seq` 1
 noteSize InlineCall     = 1
 noteSize InlineMe       = 1
+noteSize (CoreNote s)   = s `seq` 1  -- hdaume: core annotations
 
 varSize :: Var -> Int
 varSize b  | isTyVar b = 1
@@ -1078,3 +1139,142 @@ fast_hash_expr other            = 1
 hashId :: Id -> Int
 hashId id = hashName (idName id)
 \end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Cross-DLL references}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+Top-level constructor applications can usually be allocated 
+statically, but they can't if 
+   a) the constructor, or any of the arguments, come from another DLL
+   b) any of the arguments are LitLits
+(because we can't refer to static labels in other DLLs).
+
+If this happens we simply make the RHS into an updatable thunk, 
+and 'exectute' it rather than allocating it statically.
+
+We also catch lit-lit arguments here, because those cannot be used in
+static constructors either.  (litlits are deprecated, so I'm not going
+to bother cleaning up this infelicity --SDM).
+
+\begin{code}
+isCrossDllConApp :: DataCon -> [CoreExpr] -> Bool
+isCrossDllConApp con args =
+  isDllName (dataConName con) || any isCrossDllArg args
+
+isCrossDllArg :: CoreExpr -> Bool
+-- True if somewhere in the expression there's a cross-DLL reference
+isCrossDllArg (Type _)    = False
+isCrossDllArg (Var v)     = isDllName (idName v)
+isCrossDllArg (Note _ e)  = isCrossDllArg e
+isCrossDllArg (Lit lit)   = isLitLitLit lit
+isCrossDllArg (App e1 e2) = isCrossDllArg e1 || isCrossDllArg e2
+                               -- must be a type app
+isCrossDllArg (Lam v e)   = isCrossDllArg e
+                               -- must be a type lam
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Figuring out CafInfo for an expression}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+hasCafRefs decides whether a top-level closure can point into the dynamic heap.
+We mark such things as `MayHaveCafRefs' because this information is
+used to decide whether a particular closure needs to be referenced
+in an SRT or not.
+
+There are two reasons for setting MayHaveCafRefs:
+       a) The RHS is a CAF: a top-level updatable thunk.
+       b) The RHS refers to something that MayHaveCafRefs
+
+Possible improvement: In an effort to keep the number of CAFs (and 
+hence the size of the SRTs) down, we could also look at the expression and 
+decide whether it requires a small bounded amount of heap, so we can ignore 
+it as a CAF.  In these cases however, we would need to use an additional
+CAF list to keep track of non-collectable CAFs.  
+
+\begin{code}
+hasCafRefs  :: (Var -> Bool) -> Arity -> CoreExpr -> CafInfo
+hasCafRefs p arity expr 
+  | is_caf || mentions_cafs = MayHaveCafRefs
+  | otherwise              = NoCafRefs
+ where
+  mentions_cafs = isFastTrue (cafRefs p expr)
+  is_caf = not (arity > 0 || rhsIsNonUpd expr)
+  -- NB. we pass in the arity of the expression, which is expected
+  -- to be calculated by exprArity.  This is because exprArity
+  -- knows how much eta expansion is going to be done by 
+  -- CorePrep later on, and we don't want to duplicate that
+  -- knowledge in rhsIsNonUpd below.
+
+cafRefs p (Var id)
+  | isId id && p id = fastBool (mayHaveCafRefs (idCafInfo id))
+  | otherwise       = fastBool False
+
+cafRefs p (Lit l)           = fastBool False
+cafRefs p (App f a)         = fastOr (cafRefs p f) (cafRefs p) a
+cafRefs p (Lam x e)         = cafRefs p e
+cafRefs p (Let b e)         = fastOr (cafRefss p (rhssOfBind b)) (cafRefs p) e
+cafRefs p (Case e bndr alts) = fastOr (cafRefs p e) (cafRefss p) (rhssOfAlts alts)
+cafRefs p (Note n e)        = cafRefs p e
+cafRefs p (Type t)          = fastBool False
+
+cafRefss p []    = fastBool False
+cafRefss p (e:es) = fastOr (cafRefs p e) (cafRefss p) es
+
+-- hack for lazy-or over FastBool.
+fastOr a f x = fastBool (isFastTrue a || isFastTrue (f x))
+
+
+rhsIsNonUpd :: CoreExpr -> Bool
+-- True => Value-lambda, saturated constructor
+-- This is a bit like CoreUtils.exprIsValue, with the following differences:
+--    a) scc "foo" (\x -> ...) is updatable (so we catch the right SCC)
+--
+--    b) (C x xs), where C is a contructors is updatable if the application is
+--        dynamic
+-- 
+--    c) don't look through unfolding of f in (f x).
+--
+-- When opt_RuntimeTypes is on, we keep type lambdas and treat
+-- them as making the RHS re-entrant (non-updatable).
+--
+rhsIsNonUpd (Lam b e)          = isRuntimeVar b || rhsIsNonUpd e
+rhsIsNonUpd (Note (SCC _) e)   = False
+rhsIsNonUpd (Note _ e)         = rhsIsNonUpd e
+rhsIsNonUpd other_expr
+  = go other_expr 0 []
+  where
+    go (Var f) n_args args = idAppIsNonUpd f n_args args
+       
+    go (App f a) n_args args
+       | isTypeArg a = go f n_args args
+       | otherwise   = go f (n_args + 1) (a:args)
+
+    go (Note (SCC _) f) n_args args = False
+    go (Note _ f) n_args args       = go f n_args args
+
+    go other n_args args = False
+
+idAppIsNonUpd :: Id -> Int -> [CoreExpr] -> Bool
+idAppIsNonUpd id n_val_args args
+  -- saturated constructors are not updatable
+  | Just con <- isDataConWorkId_maybe id,
+    n_val_args == dataConRepArity con,
+    not (isCrossDllConApp con args),
+    all exprIsAtom args
+    = True
+   -- NB. args sometimes not atomic.  eg.
+   --   x = D# (1.0## /## 2.0##)
+   -- can't float because /## can fail.
+
+  | otherwise = False
+    -- Historical note: we used to make partial applications
+    -- non-updatable, so they behaved just like PAPs, but this
+    -- doesn't work too well with eval/apply so it is disabled
+    -- now.
+\end{code}