[project @ 2000-10-25 13:51:50 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / simplCore / SimplCore.lhs
index 7e17ed1..723b776 100644 (file)
-%\r
-% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998\r
-%\r
-\section[SimplCore]{Driver for simplifying @Core@ programs}\r
-\r
-\begin{code}\r
-module SimplCore ( core2core ) where\r
-\r
-#include "HsVersions.h"\r
-\r
-import CmdLineOpts     ( CoreToDo(..), SimplifierSwitch(..), \r
-                         SwitchResult(..), switchIsOn, intSwitchSet,\r
-                         opt_D_dump_occur_anal, opt_D_dump_rules,\r
-                         opt_D_dump_simpl_iterations,\r
-                         opt_D_dump_simpl_stats,\r
-                         opt_D_dump_simpl, opt_D_dump_rules,\r
-                         opt_D_verbose_core2core,\r
-                         opt_D_dump_occur_anal,\r
-                          opt_UsageSPOn,\r
-                       )\r
-import CoreLint                ( beginPass, endPass )\r
-import CoreTidy                ( tidyCorePgm )\r
-import CoreSyn\r
-import Rules           ( RuleBase, ProtoCoreRule(..), pprProtoCoreRule, prepareRuleBase, orphanRule )\r
-import CoreUnfold\r
-import PprCore         ( pprCoreBindings )\r
-import OccurAnal       ( occurAnalyseBinds )\r
-import CoreUtils       ( exprIsTrivial, coreExprType )\r
-import Simplify                ( simplTopBinds, simplExpr )\r
-import SimplUtils      ( etaCoreExpr, findDefault, simplBinders )\r
-import SimplMonad\r
-import Const           ( Con(..), Literal(..), literalType, mkMachInt )\r
-import ErrUtils                ( dumpIfSet )\r
-import FloatIn         ( floatInwards )\r
-import FloatOut                ( floatOutwards )\r
-import Id              ( Id, mkSysLocal, mkVanillaId, isBottomingId,\r
-                         idType, setIdType, idName, idInfo, setIdNoDiscard\r
-                       )\r
-import VarEnv\r
-import VarSet\r
-import Module          ( Module )\r
-import Name            ( mkLocalName, tidyOccName, tidyTopName, \r
-                         NamedThing(..), OccName\r
-                       )\r
-import TyCon           ( TyCon, isDataTyCon )\r
-import PrimOp          ( PrimOp(..) )\r
-import PrelInfo                ( unpackCStringId, unpackCString2Id, addr2IntegerId )\r
-import Type            ( Type, splitAlgTyConApp_maybe, \r
-                         isUnLiftedType,\r
-                         tidyType, tidyTypes, tidyTopType, tidyTyVar, tidyTyVars,\r
-                         Type\r
-                       )\r
-import TysWiredIn      ( smallIntegerDataCon, isIntegerTy )\r
-import LiberateCase    ( liberateCase )\r
-import SAT             ( doStaticArgs )\r
-import Specialise      ( specProgram)\r
-import UsageSPInf       ( doUsageSPInf )\r
-import StrictAnal      ( saBinds )\r
-import WorkWrap                ( wwTopBinds )\r
-import CprAnalyse       ( cprAnalyse )\r
-\r
-import Unique          ( Unique, Uniquable(..),\r
-                         ratioTyConKey\r
-                       )\r
-import UniqSupply      ( UniqSupply, mkSplitUniqSupply, splitUniqSupply, uniqFromSupply )\r
-import Constants       ( tARGET_MIN_INT, tARGET_MAX_INT )\r
-import Util            ( mapAccumL )\r
-import SrcLoc          ( noSrcLoc )\r
-import Bag\r
-import Maybes\r
-import IO              ( hPutStr, stderr )\r
-import Outputable\r
-\r
-import Ratio           ( numerator, denominator )\r
-\end{code}\r
-\r
-%************************************************************************\r
-%*                                                                     *\r
-\subsection{The driver for the simplifier}\r
-%*                                                                     *\r
-%************************************************************************\r
-\r
-\begin{code}\r
-core2core :: [CoreToDo]                -- Spec of what core-to-core passes to do\r
-         -> [CoreBind]         -- Binds in\r
-         -> [ProtoCoreRule]    -- Rules\r
-         -> IO ([CoreBind], [ProtoCoreRule])\r
-\r
-core2core core_todos binds rules\r
-  = do\r
-       us <-  mkSplitUniqSupply 's'\r
-       let (cp_us, us1)   = splitUniqSupply us\r
-           (ru_us, ps_us) = splitUniqSupply us1\r
-\r
-        better_rules <- simplRules ru_us rules binds\r
-\r
-       let (binds1, rule_base) = prepareRuleBase binds better_rules\r
-\r
-       -- Do the main business\r
-       (stats, processed_binds) <- doCorePasses zeroSimplCount cp_us binds1 \r
-                                                rule_base core_todos\r
-\r
-       dumpIfSet opt_D_dump_simpl_stats\r
-                 "Grand total simplifier statistics"\r
-                 (pprSimplCount stats)\r
-\r
-       -- Do the post-simplification business\r
-       post_simpl_binds <- doPostSimplification ps_us processed_binds\r
-\r
-       -- Return results\r
-       return (post_simpl_binds, filter orphanRule better_rules)\r
-   \r
-\r
-doCorePasses stats us binds irs []\r
-  = return (stats, binds)\r
-\r
-doCorePasses stats us binds irs (to_do : to_dos) \r
-  = do\r
-       let (us1, us2) =  splitUniqSupply us\r
-       (stats1, binds1) <- doCorePass us1 binds irs to_do\r
-       doCorePasses (stats `plusSimplCount` stats1) us2 binds1 irs to_dos\r
-\r
-doCorePass us binds rb (CoreDoSimplify sw_chkr) = _scc_ "Simplify"      simplifyPgm rb sw_chkr us binds\r
-doCorePass us binds rb CoreLiberateCase                = _scc_ "LiberateCase"  noStats (liberateCase binds)\r
-doCorePass us binds rb CoreDoFloatInwards       = _scc_ "FloatInwards"  noStats (floatInwards binds)\r
-doCorePass us binds rb CoreDoFullLaziness       = _scc_ "FloatOutwards" noStats (floatOutwards us binds)\r
-doCorePass us binds rb CoreDoStaticArgs                = _scc_ "StaticArgs"    noStats (doStaticArgs us binds)\r
-doCorePass us binds rb CoreDoStrictness                = _scc_ "Stranal"       noStats (saBinds binds)\r
-doCorePass us binds rb CoreDoWorkerWrapper      = _scc_ "WorkWrap"      noStats (wwTopBinds us binds)\r
-doCorePass us binds rb CoreDoSpecialising       = _scc_ "Specialise"    noStats (specProgram us binds)\r
-doCorePass us binds rb CoreDoCPResult          = _scc_ "CPResult"      noStats (cprAnalyse binds)\r
-doCorePass us binds rb CoreDoPrintCore         = _scc_ "PrintCore"     noStats (printCore binds)\r
-doCorePass us binds rb CoreDoUSPInf\r
-  = _scc_ "CoreUsageSPInf" \r
-    if opt_UsageSPOn then\r
-      noStats (doUsageSPInf us binds)\r
-    else\r
-      trace "WARNING: ignoring requested -fusagesp pass; requires -fusagesp-on" $\r
-      noStats (return binds)\r
-\r
-printCore binds = do dumpIfSet True "Print Core"\r
-                              (pprCoreBindings binds)\r
-                    return binds\r
-\r
-noStats thing = do { result <- thing; return (zeroSimplCount, result) }\r
-\end{code}\r
-\r
-\r
-%************************************************************************\r
-%*                                                                     *\r
-\subsection{Dealing with rules}\r
-%*                                                                     *\r
-%************************************************************************\r
-\r
-We must do some gentle simplifiation on the template (but not the RHS)\r
-of each rule.  The case that forced me to add this was the fold/build rule,\r
-which without simplification looked like:\r
-       fold k z (build (/\a. g a))  ==>  ...\r
-This doesn't match unless you do eta reduction on the build argument.\r
-\r
-\begin{code}\r
-simplRules :: UniqSupply -> [ProtoCoreRule] -> [CoreBind] -> IO [ProtoCoreRule]\r
-simplRules us rules binds\r
-  = do  let (better_rules,_) = initSmpl sw_chkr us bind_vars black_list_all (mapSmpl simplRule rules)\r
-       \r
-       dumpIfSet opt_D_dump_rules\r
-                 "Transformation rules"\r
-                 (vcat (map pprProtoCoreRule better_rules))\r
-\r
-       return better_rules\r
-  where\r
-    black_list_all v = True            -- This stops all inlining\r
-    sw_chkr any = SwBool False         -- A bit bogus\r
-\r
-       -- Boringly, we need to gather the in-scope set.\r
-       -- Typically this thunk won't even be force, but the test in\r
-       -- simpVar fails if it isn't right, and it might conceivably matter\r
-    bind_vars = foldr (unionVarSet . mkVarSet . bindersOf) emptyVarSet binds\r
-\r
-\r
-simplRule rule@(ProtoCoreRule is_local id (Rule name bndrs args rhs))\r
-  | not is_local\r
-  = returnSmpl rule    -- No need to fiddle with imported rules\r
-  | otherwise\r
-  = simplBinders bndrs                 $ \ bndrs' -> \r
-    mapSmpl simplExpr args             `thenSmpl` \ args' ->\r
-    simplExpr rhs                      `thenSmpl` \ rhs' ->\r
-    returnSmpl (ProtoCoreRule is_local id (Rule name bndrs' args' rhs'))\r
-\end{code}\r
-\r
-%************************************************************************\r
-%*                                                                     *\r
-\subsection{The driver for the simplifier}\r
-%*                                                                     *\r
-%************************************************************************\r
-\r
-\begin{code}\r
-simplifyPgm :: RuleBase\r
-           -> (SimplifierSwitch -> SwitchResult)\r
-           -> UniqSupply\r
-           -> [CoreBind]                               -- Input\r
-           -> IO (SimplCount, [CoreBind])              -- New bindings\r
-\r
-simplifyPgm (imported_rule_ids, rule_lhs_fvs) \r
-           sw_chkr us binds\r
-  = do {\r
-       beginPass "Simplify";\r
-\r
-       -- Glom all binds together in one Rec, in case any\r
-       -- transformations have introduced any new dependencies\r
-       let { recd_binds = [Rec (flattenBinds binds)] };\r
-\r
-       (termination_msg, it_count, counts_out, binds') <- iteration us 1 zeroSimplCount recd_binds;\r
-\r
-       dumpIfSet (opt_D_verbose_core2core && opt_D_dump_simpl_stats)\r
-                 "Simplifier statistics"\r
-                 (vcat [text termination_msg <+> text "after" <+> ppr it_count <+> text "iterations",\r
-                        text "",\r
-                        pprSimplCount counts_out]);\r
-\r
-       endPass "Simplify" \r
-               (opt_D_verbose_core2core && not opt_D_dump_simpl_iterations)\r
-               binds' ;\r
-\r
-       return (counts_out, binds')\r
-    }\r
-  where\r
-    max_iterations = getSimplIntSwitch sw_chkr MaxSimplifierIterations\r
-    black_list_fn  = blackListed rule_lhs_fvs (intSwitchSet sw_chkr SimplInlinePhase)\r
-\r
-    core_iter_dump binds | opt_D_verbose_core2core = pprCoreBindings binds\r
-                        | otherwise               = empty\r
-\r
-    iteration us iteration_no counts binds\r
-      = do {\r
-               -- Occurrence analysis\r
-          let { tagged_binds = _scc_ "OccAnal" occurAnalyseBinds binds } ;\r
-\r
-          dumpIfSet opt_D_dump_occur_anal "Occurrence analysis"\r
-                    (pprCoreBindings tagged_binds);\r
-\r
-               -- Simplify\r
-          let { (binds', counts') = initSmpl sw_chkr us1 imported_rule_ids \r
-                                             black_list_fn \r
-                                             (simplTopBinds tagged_binds);\r
-                all_counts        = counts `plusSimplCount` counts'\r
-              } ;\r
-\r
-               -- Stop if nothing happened; don't dump output\r
-          if isZeroSimplCount counts' then\r
-               return ("Simplifier reached fixed point", iteration_no, all_counts, binds')\r
-          else do {\r
-\r
-               -- Dump the result of this iteration\r
-          dumpIfSet opt_D_dump_simpl_iterations\r
-                    ("Simplifier iteration " ++ show iteration_no \r
-                     ++ " out of " ++ show max_iterations)\r
-                    (pprSimplCount counts') ;\r
-\r
-          if opt_D_dump_simpl_iterations then\r
-               endPass ("Simplifier iteration " ++ show iteration_no ++ " result")\r
-                       opt_D_verbose_core2core\r
-                       binds'\r
-          else\r
-               return [] ;\r
-\r
-               -- Stop if we've run out of iterations\r
-          if iteration_no == max_iterations then\r
-               do {\r
-                   if  max_iterations > 2 then\r
-                           hPutStr stderr ("NOTE: Simplifier still going after " ++ \r
-                                   show max_iterations ++ \r
-                                   " iterations; bailing out.\n")\r
-                   else return ();\r
-\r
-                   return ("Simplifier baled out", iteration_no, all_counts, binds')\r
-               }\r
-\r
-               -- Else loop\r
-          else iteration us2 (iteration_no + 1) all_counts binds'\r
-       }  }\r
-      where\r
-         (us1, us2) = splitUniqSupply us\r
-\end{code}\r
-\r
-\r
-%************************************************************************\r
-%*                                                                     *\r
-\subsection{PostSimplification}\r
-%*                                                                     *\r
-%************************************************************************\r
-\r
-Several tasks are performed by the post-simplification pass\r
-\r
-1.  Make the representation of NoRep literals explicit, and\r
-    float their bindings to the top level.  We only do the floating\r
-    part for NoRep lits inside a lambda (else no gain).  We need to\r
-    take care with     let x = "foo" in e\r
-    that we don't end up with a silly binding\r
-                       let x = y in e\r
-    with a floated "foo".  What a bore.\r
-    \r
-4. Do eta reduction for lambda abstractions appearing in:\r
-       - the RHS of case alternatives\r
-       - the body of a let\r
-\r
-   These will otherwise turn into local bindings during Core->STG;\r
-   better to nuke them if possible.  (In general the simplifier does\r
-   eta expansion not eta reduction, up to this point.  It does eta\r
-   on the RHSs of bindings but not the RHSs of case alternatives and\r
-   let bodies)\r
-\r
-\r
-------------------- NOT DONE ANY MORE ------------------------\r
-[March 98] Indirections are now elimianted by the occurrence analyser\r
-1.  Eliminate indirections.  The point here is to transform\r
-       x_local = E\r
-       x_exported = x_local\r
-    ==>\r
-       x_exported = E\r
-\r
-[Dec 98] [Not now done because there is no penalty in the code\r
-         generator for using the former form]\r
-2.  Convert\r
-       case x of {...; x' -> ...x'...}\r
-    ==>\r
-       case x of {...; _  -> ...x... }\r
-    See notes in SimplCase.lhs, near simplDefault for the reasoning here.\r
---------------------------------------------------------------\r
-\r
-Special case\r
-~~~~~~~~~~~~\r
-\r
-NOT ENABLED AT THE MOMENT (because the floated Ids are global-ish\r
-things, and we need local Ids for non-floated stuff):\r
-\r
-  Don't float stuff out of a binder that's marked as a bottoming Id.\r
-  Reason: it doesn't do any good, and creates more CAFs that increase\r
-  the size of SRTs.\r
-\r
-eg.\r
-\r
-       f = error "string"\r
-\r
-is translated to\r
-\r
-       f' = unpackCString# "string"\r
-       f = error f'\r
-\r
-hence f' and f become CAFs.  Instead, the special case for\r
-tidyTopBinding below makes sure this comes out as\r
-\r
-       f = let f' = unpackCString# "string" in error f'\r
-\r
-and we can safely ignore f as a CAF, since it can only ever be entered once.\r
-\r
-\r
-\r
-\begin{code}\r
-doPostSimplification :: UniqSupply -> [CoreBind] -> IO [CoreBind]\r
-doPostSimplification us binds_in\r
-  = do\r
-       beginPass "Post-simplification pass"\r
-       let binds_out = initPM us (postSimplTopBinds binds_in)\r
-       endPass "Post-simplification pass" opt_D_verbose_core2core binds_out\r
-\r
-postSimplTopBinds :: [CoreBind] -> PostM [CoreBind]\r
-postSimplTopBinds binds\r
-  = mapPM postSimplTopBind binds       `thenPM` \ binds' ->\r
-    returnPM (bagToList (unionManyBags binds'))\r
-\r
-postSimplTopBind :: CoreBind -> PostM (Bag CoreBind)\r
-postSimplTopBind (NonRec bndr rhs)\r
-  | isBottomingId bndr         -- Don't lift out floats for bottoming Ids\r
-                               -- See notes above\r
-  = getFloatsPM (postSimplExpr rhs)    `thenPM` \ (rhs', floats) ->\r
-    returnPM (unitBag (NonRec bndr (foldrBag Let rhs' floats)))\r
-\r
-postSimplTopBind bind\r
-  = getFloatsPM (postSimplBind bind)   `thenPM` \ (bind', floats) ->\r
-    returnPM (floats `snocBag` bind')\r
-\r
-postSimplBind (NonRec bndr rhs)\r
-  = postSimplExpr rhs          `thenPM` \ rhs' ->\r
-    returnPM (NonRec bndr rhs')\r
-\r
-postSimplBind (Rec pairs)\r
-  = mapPM postSimplExpr rhss   `thenPM` \ rhss' ->\r
-    returnPM (Rec (bndrs `zip` rhss'))\r
-  where\r
-    (bndrs, rhss) = unzip pairs\r
-\end{code}\r
-\r
-\r
-Expressions\r
-~~~~~~~~~~~\r
-\begin{code}\r
-postSimplExpr (Var v)   = returnPM (Var v)\r
-postSimplExpr (Type ty) = returnPM (Type ty)\r
-\r
-postSimplExpr (App fun arg)\r
-  = postSimplExpr fun  `thenPM` \ fun' ->\r
-    postSimplExpr arg  `thenPM` \ arg' ->\r
-    returnPM (App fun' arg')\r
-\r
-postSimplExpr (Con (Literal lit) args)\r
-  = ASSERT( null args )\r
-    litToRep lit       `thenPM` \ (lit_ty, lit_expr) ->\r
-    getInsideLambda    `thenPM` \ in_lam ->\r
-    if in_lam && not (exprIsTrivial lit_expr) then\r
-       -- It must have been a no-rep literal with a\r
-       -- non-trivial representation; and we're inside a lambda;\r
-       -- so float it to the top\r
-       addTopFloat lit_ty lit_expr     `thenPM` \ v ->\r
-       returnPM (Var v)\r
-    else\r
-       returnPM lit_expr\r
-\r
-postSimplExpr (Con con args)\r
-  = mapPM postSimplExpr args   `thenPM` \ args' ->\r
-    returnPM (Con con args')\r
-\r
-postSimplExpr (Lam bndr body)\r
-  = insideLambda bndr          $\r
-    postSimplExpr body         `thenPM` \ body' ->\r
-    returnPM (Lam bndr body')\r
-\r
-postSimplExpr (Let bind body)\r
-  = postSimplBind bind         `thenPM` \ bind' ->\r
-    postSimplExprEta body      `thenPM` \ body' ->\r
-    returnPM (Let bind' body')\r
-\r
-postSimplExpr (Note note body)\r
-  = postSimplExprEta body      `thenPM` \ body' ->\r
-    returnPM (Note note body')\r
-\r
-postSimplExpr (Case scrut case_bndr alts)\r
-  = postSimplExpr scrut                        `thenPM` \ scrut' ->\r
-    mapPM ps_alt alts                  `thenPM` \ alts' ->\r
-    returnPM (Case scrut' case_bndr alts')\r
-  where\r
-    ps_alt (con,bndrs,rhs) = postSimplExprEta rhs      `thenPM` \ rhs' ->\r
-                            returnPM (con, bndrs, rhs')\r
-\r
-postSimplExprEta e = postSimplExpr e   `thenPM` \ e' ->\r
-                    returnPM (etaCoreExpr e')\r
-\end{code}\r
-\r
-\r
-%************************************************************************\r
-%*                                                                     *\r
-\subsection[coreToStg-lits]{Converting literals}\r
-%*                                                                     *\r
-%************************************************************************\r
-\r
-Literals: the NoRep kind need to be de-no-rep'd.\r
-We always replace them with a simple variable, and float a suitable\r
-binding out to the top level.\r
-\r
-\begin{code}\r
-litToRep :: Literal -> PostM (Type, CoreExpr)\r
-\r
-litToRep (NoRepStr s ty)\r
-  = returnPM (ty, rhs)\r
-  where\r
-    rhs = if (any is_NUL (_UNPK_ s))\r
-\r
-         then   -- Must cater for NULs in literal string\r
-               mkApps (Var unpackCString2Id)\r
-                      [mkLit (MachStr s),\r
-                       mkLit (mkMachInt (toInteger (_LENGTH_ s)))]\r
-\r
-         else  -- No NULs in the string\r
-               App (Var unpackCStringId) (mkLit (MachStr s))\r
-\r
-    is_NUL c = c == '\0'\r
-\end{code}\r
-\r
-If an Integer is small enough (Haskell implementations must support\r
-Ints in the range $[-2^29+1, 2^29-1]$), wrap it up in @int2Integer@;\r
-otherwise, wrap with @addr2Integer@.\r
-\r
-\begin{code}\r
-litToRep (NoRepInteger i integer_ty)\r
-  = returnPM (integer_ty, rhs)\r
-  where\r
-    rhs | i > tARGET_MIN_INT &&                -- Small enough, so start from an Int\r
-         i < tARGET_MAX_INT\r
-       = Con (DataCon smallIntegerDataCon) [Con (Literal (mkMachInt i)) []]\r
-  \r
-       | otherwise                     -- Big, so start from a string\r
-       = App (Var addr2IntegerId) (Con (Literal (MachStr (_PK_ (show i)))) [])\r
-\r
-\r
-litToRep (NoRepRational r rational_ty)\r
-  = postSimplExpr (mkLit (NoRepInteger (numerator   r) integer_ty))    `thenPM` \ num_arg ->\r
-    postSimplExpr (mkLit (NoRepInteger (denominator r) integer_ty))    `thenPM` \ denom_arg ->\r
-    returnPM (rational_ty, mkConApp ratio_data_con [Type integer_ty, num_arg, denom_arg])\r
-  where\r
-    (ratio_data_con, integer_ty)\r
-      = case (splitAlgTyConApp_maybe rational_ty) of\r
-         Just (tycon, [i_ty], [con])\r
-           -> ASSERT(isIntegerTy i_ty && getUnique tycon == ratioTyConKey)\r
-              (con, i_ty)\r
-\r
-         _ -> (panic "ratio_data_con", panic "integer_ty")\r
-\r
-litToRep other_lit = returnPM (literalType other_lit, mkLit other_lit)\r
-\end{code}\r
-\r
-\r
-%************************************************************************\r
-%*                                                                     *\r
-\subsection{The monad}\r
-%*                                                                     *\r
-%************************************************************************\r
-\r
-\begin{code}\r
-type PostM a =  Bool                           -- True <=> inside a *value* lambda\r
-            -> (UniqSupply, Bag CoreBind)      -- Unique supply and Floats in \r
-            -> (a, (UniqSupply, Bag CoreBind))\r
-\r
-initPM :: UniqSupply -> PostM a -> a\r
-initPM us m\r
-  = case m False {- not inside lambda -} (us, emptyBag) of \r
-       (result, _) -> result\r
-\r
-returnPM v in_lam usf = (v, usf)\r
-thenPM m k in_lam usf = case m in_lam usf of\r
-                                 (r, usf') -> k r in_lam usf'\r
-\r
-mapPM f []     = returnPM []\r
-mapPM f (x:xs) = f x           `thenPM` \ r ->\r
-                mapPM f xs     `thenPM` \ rs ->\r
-                returnPM (r:rs)\r
-\r
-insideLambda :: CoreBndr -> PostM a -> PostM a\r
-insideLambda bndr m in_lam usf | isId bndr = m True   usf\r
-                              | otherwise = m in_lam usf\r
-\r
-getInsideLambda :: PostM Bool\r
-getInsideLambda in_lam usf = (in_lam, usf)\r
-\r
-getFloatsPM :: PostM a -> PostM (a, Bag CoreBind)\r
-getFloatsPM m in_lam (us, floats)\r
-  = let\r
-       (a, (us', floats')) = m in_lam (us, emptyBag)\r
-    in\r
-    ((a, floats'), (us', floats))\r
-\r
-addTopFloat :: Type -> CoreExpr -> PostM Id\r
-addTopFloat lit_ty lit_rhs in_lam (us, floats)\r
-  = let\r
-        (us1, us2) = splitUniqSupply us\r
-       uniq       = uniqFromSupply us1\r
-        lit_id     = mkSysLocal SLIT("lf") uniq lit_ty\r
-    in\r
-    (lit_id, (us2, floats `snocBag` NonRec lit_id lit_rhs))\r
-\end{code}\r
-\r
-\r
+%
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
+%
+\section[SimplCore]{Driver for simplifying @Core@ programs}
+
+\begin{code}
+module SimplCore ( core2core ) where
+
+#include "HsVersions.h"
+
+import CmdLineOpts     ( CoreToDo(..), SimplifierSwitch(..), 
+                         SwitchResult(..), intSwitchSet,
+                          opt_UsageSPOn,
+                         DynFlags, DynFlag(..), dopt
+                       )
+import CoreLint                ( beginPass, endPass )
+import CoreSyn
+import CoreFVs         ( ruleSomeFreeVars )
+import HscTypes                ( PackageRuleBase, HomeSymbolTable, ModDetails(..) )
+import CSE             ( cseProgram )
+import Rules           ( RuleBase, emptyRuleBase, ruleBaseFVs, ruleBaseIds, extendRuleBaseList, addRuleBaseFVs )
+import Module          ( moduleEnvElts )
+import CoreUnfold
+import PprCore         ( pprCoreBindings, pprIdCoreRule )
+import OccurAnal       ( occurAnalyseBinds )
+import CoreUtils       ( etaReduceExpr, coreBindsSize )
+import Simplify                ( simplTopBinds, simplExpr )
+import SimplUtils      ( simplBinders )
+import SimplMonad
+import ErrUtils                ( dumpIfSet, dumpIfSet_dyn )
+import FloatIn         ( floatInwards )
+import FloatOut                ( floatOutwards )
+import Id              ( Id, isDataConWrapId, setIdNoDiscard )
+import VarSet
+import LiberateCase    ( liberateCase )
+import SAT             ( doStaticArgs )
+import Specialise      ( specProgram)
+import UsageSPInf       ( doUsageSPInf )
+import StrictAnal      ( saBinds )
+import WorkWrap                ( wwTopBinds )
+import CprAnalyse       ( cprAnalyse )
+
+import UniqSupply      ( UniqSupply, mkSplitUniqSupply, splitUniqSupply )
+import IO              ( hPutStr, stderr )
+import Outputable
+
+import List             ( partition )
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{The driver for the simplifier}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+core2core :: DynFlags 
+         -> PackageRuleBase    -- Rule-base accumulated from imported packages
+         -> HomeSymbolTable
+         -> [CoreToDo]         -- Spec of what core-to-core passes to do
+         -> [CoreBind]         -- Binds in
+         -> [IdCoreRule]       -- Rules in
+         -> IO ([CoreBind], [IdCoreRule])  -- binds, local orphan rules out
+
+core2core dflags pkg_rule_base hst core_todos binds rules
+  = do
+       us <-  mkSplitUniqSupply 's'
+       let (cp_us, ru_us) = splitUniqSupply us
+
+               -- COMPUTE THE RULE BASE TO USE
+       (rule_base, binds1, orphan_rules)
+               <- prepareRules dflags pkg_rule_base hst ru_us binds rules
+
+
+               -- DO THE BUSINESS
+       (stats, processed_binds)
+               <- doCorePasses dflags rule_base (zeroSimplCount dflags) cp_us binds1 core_todos
+
+       dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_simpl_stats
+                 "Grand total simplifier statistics"
+                 (pprSimplCount stats)
+
+       -- Return results
+        -- We only return local orphan rules, i.e., local rules not attached to an Id
+       -- The bindings cotain more rules, embedded in the Ids
+       return (processed_binds, orphan_rules)
+
+
+doCorePasses :: DynFlags
+             -> RuleBase        -- the main rule base
+            -> SimplCount      -- simplifier stats
+             -> UniqSupply      -- uniques
+             -> [CoreBind]      -- local binds in (with rules attached)
+             -> [CoreToDo]      -- which passes to do
+             -> IO (SimplCount, [CoreBind])  -- stats, binds, local orphan rules
+
+doCorePasses dflags rb stats us binds []
+  = return (stats, binds)
+
+doCorePasses dflags rb stats us binds (to_do : to_dos) 
+  = do
+       let (us1, us2) = splitUniqSupply us
+
+       (stats1, binds1) <- doCorePass dflags rb us1 binds to_do
+
+       doCorePasses dflags rb (stats `plusSimplCount` stats1) us2 binds1 to_dos
+
+doCorePass dfs rb us binds (CoreDoSimplify sw_chkr) 
+   = _scc_ "Simplify"      simplifyPgm dfs rb sw_chkr us binds
+doCorePass dfs rb us binds CoreCSE                     
+   = _scc_ "CommonSubExpr" noStats dfs (cseProgram dfs binds)
+doCorePass dfs rb us binds CoreLiberateCase            
+   = _scc_ "LiberateCase"  noStats dfs (liberateCase dfs binds)
+doCorePass dfs rb us binds CoreDoFloatInwards       
+   = _scc_ "FloatInwards"  noStats dfs (floatInwards dfs binds)
+doCorePass dfs rb us binds (CoreDoFloatOutwards f)  
+   = _scc_ "FloatOutwards" noStats dfs (floatOutwards dfs f us binds)
+doCorePass dfs rb us binds CoreDoStaticArgs            
+   = _scc_ "StaticArgs"    noStats dfs (doStaticArgs us binds)
+doCorePass dfs rb us binds CoreDoStrictness            
+   = _scc_ "Stranal"       noStats dfs (saBinds dfs binds)
+doCorePass dfs rb us binds CoreDoWorkerWrapper      
+   = _scc_ "WorkWrap"      noStats dfs (wwTopBinds dfs us binds)
+doCorePass dfs rb us binds CoreDoSpecialising       
+   = _scc_ "Specialise"    noStats dfs (specProgram dfs us binds)
+doCorePass dfs rb us binds CoreDoCPResult              
+   = _scc_ "CPResult"      noStats dfs (cprAnalyse dfs binds)
+doCorePass dfs rb us binds CoreDoPrintCore             
+   = _scc_ "PrintCore"     noStats dfs (printCore binds)
+doCorePass dfs rb us binds CoreDoUSPInf             
+   = _scc_ "CoreUsageSPInf" noStats dfs (doUsageSPInf dfs us binds)
+doCorePass dfs rb us binds CoreDoGlomBinds             
+   = noStats dfs (glomBinds dfs binds)
+
+printCore binds = do dumpIfSet True "Print Core"
+                              (pprCoreBindings binds)
+                    return binds
+
+-- most passes return no stats and don't change rules
+noStats dfs thing = do { binds <- thing; return (zeroSimplCount dfs, binds) }
+\end{code}
+
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Dealing with rules}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+-- prepareLocalRuleBase takes the CoreBinds and rules defined in this module.
+-- It attaches those rules that are for local Ids to their binders, and
+-- returns the remainder attached to Ids in an IdSet.  It also returns
+-- Ids mentioned on LHS of some rule; these should be blacklisted.
+
+-- The rule Ids and LHS Ids are black-listed; that is, they aren't inlined
+-- so that the opportunity to apply the rule isn't lost too soon
+
+\begin{code}
+prepareRules :: DynFlags -> PackageRuleBase -> HomeSymbolTable
+            -> UniqSupply
+            -> [CoreBind] -> [IdCoreRule]              -- Local bindings and rules
+            -> IO (RuleBase,                           -- Full rule base
+                   [CoreBind],                         -- Bindings augmented with rules
+                   [IdCoreRule])                       -- Orphan rules
+
+prepareRules dflags pkg_rule_base hst us binds rules
+  = do { let (better_rules,_) = initSmpl dflags sw_chkr us local_ids black_list_all 
+                                         (mapSmpl simplRule rules)
+
+       ; dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_rules "Transformation rules"
+                       (vcat (map pprIdCoreRule better_rules))
+
+       ; let (local_id_rules, orphan_rules) = partition ((`elemVarSet` local_ids) . fst) better_rules
+              (binds1, local_rule_fvs)      = addRulesToBinds binds local_id_rules
+             imp_rule_base                  = foldl add_rules pkg_rule_base (moduleEnvElts hst)
+             rule_base                      = extendRuleBaseList imp_rule_base orphan_rules
+             final_rule_base                = addRuleBaseFVs rule_base local_rule_fvs
+               -- The last step black-lists the free vars of local rules too
+
+       ; return (final_rule_base, binds1, orphan_rules)
+    }
+  where
+    sw_chkr any             = SwBool False                     -- A bit bogus
+    black_list_all v = not (isDataConWrapId v)
+               -- This stops all inlining except the
+               -- wrappers for data constructors
+
+    add_rules rule_base mds = extendRuleBaseList rule_base (md_rules mds)
+
+       -- Boringly, we need to gather the in-scope set.
+       -- Typically this thunk won't even be forced, but the test in
+       -- simpVar fails if it isn't right, and it might conceiveably matter
+    local_ids = foldr (unionVarSet . mkVarSet . bindersOf) emptyVarSet binds
+
+addRulesToBinds :: [CoreBind] -> [(Id,CoreRule)] -> ([CoreBind], IdSet)
+       -- A horrible function
+
+       -- Attach the rules for each locally-defined Id to that Id.
+       --      - This makes the rules easier to look up
+       --      - It means that transformation rules and specialisations for
+       --        locally defined Ids are handled uniformly
+       --      - It keeps alive things that are referred to only from a rule
+       --        (the occurrence analyser knows about rules attached to Ids)
+       --      - It makes sure that, when we apply a rule, the free vars
+       --        of the RHS are more likely to be in scope
+       --
+       -- Both the LHS and RHS Ids are marked 'no-discard'. 
+       -- This means that the binding won't be discarded EVEN if the binding
+       -- ends up being trivial (v = w) -- the simplifier would usually just 
+       -- substitute w for v throughout, but we don't apply the substitution to
+       -- the rules (maybe we should?), so this substitution would make the rule
+       -- bogus.
+
+addRulesToBinds binds local_rules
+  = (map zap_bind binds, rule_lhs_fvs)
+  where
+       -- rule_fvs is the set of all variables mentioned in this module's rules
+    rule_fvs     = unionVarSets [ ruleSomeFreeVars    isId rule | (_,rule) <- local_rules ]
+
+    rule_base    = extendRuleBaseList emptyRuleBase local_rules
+    rule_lhs_fvs = ruleBaseFVs rule_base
+    rule_ids    = ruleBaseIds rule_base
+
+    zap_bind (NonRec b r) = NonRec (zap_bndr b) r
+    zap_bind (Rec prs)    = Rec [(zap_bndr b, r) | (b,r) <- prs]
+
+    zap_bndr bndr = case lookupVarSet rule_ids bndr of
+                         Just bndr'                           -> setIdNoDiscard bndr'
+                         Nothing | bndr `elemVarSet` rule_fvs -> setIdNoDiscard bndr
+                                 | otherwise                  -> bndr
+\end{code}
+
+
+We must do some gentle simplification on the template (but not the RHS)
+of each rule.  The case that forced me to add this was the fold/build rule,
+which without simplification looked like:
+       fold k z (build (/\a. g a))  ==>  ...
+This doesn't match unless you do eta reduction on the build argument.
+
+\begin{code}
+simplRule rule@(id, BuiltinRule _)
+  = returnSmpl rule
+simplRule rule@(id, Rule name bndrs args rhs)
+  = simplBinders bndrs                 $ \ bndrs' -> 
+    mapSmpl simpl_arg args             `thenSmpl` \ args' ->
+    simplExpr rhs                      `thenSmpl` \ rhs' ->
+    returnSmpl (id, Rule name bndrs' args' rhs')
+
+simpl_arg e 
+--  I've seen rules in which a LHS like 
+--     augment g (build h) 
+-- turns into
+--     augment (\a. g a) (build h)
+-- So it's a help to eta-reduce the args as we simplify them.
+-- Otherwise we don't match when given an argument like
+--     (\a. h a a)
+  = simplExpr e        `thenSmpl` \ e' ->
+    returnSmpl (etaReduceExpr e')
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Glomming}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+glomBinds :: DynFlags -> [CoreBind] -> IO [CoreBind]
+-- Glom all binds together in one Rec, in case any
+-- transformations have introduced any new dependencies
+--
+-- NB: the global invariant is this:
+--     *** the top level bindings are never cloned, and are always unique ***
+--
+-- We sort them into dependency order, but applying transformation rules may
+-- make something at the top refer to something at the bottom:
+--     f = \x -> p (q x)
+--     h = \y -> 3
+--     
+--     RULE:  p (q x) = h x
+--
+-- Applying this rule makes f refer to h, 
+-- although it doesn't appear to in the source program.  
+-- This pass lets us control where it happens.
+--
+-- NOTICE that this cannot happen for rules whose head is a locally-defined
+-- function.  It only happens for rules whose head is an imported function
+-- (p in the example above).  So, for example, the rule had been
+--     RULE: f (p x) = h x
+-- then the rule for f would be attached to f itself (in its IdInfo) 
+-- by prepareLocalRuleBase and h would be regarded by the occurrency 
+-- analyser as free in f.
+
+glomBinds dflags binds
+  = do { beginPass dflags "GlomBinds" ;
+        let { recd_binds = [Rec (flattenBinds binds)] } ;
+        return recd_binds }
+       -- Not much point in printing the result... 
+       -- just consumes output bandwidth
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{The driver for the simplifier}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+simplifyPgm :: DynFlags 
+           -> RuleBase
+           -> (SimplifierSwitch -> SwitchResult)
+           -> UniqSupply
+           -> [CoreBind]                   -- Input
+           -> IO (SimplCount, [CoreBind])  -- New bindings
+
+simplifyPgm dflags rule_base
+           sw_chkr us binds
+  = do {
+       beginPass dflags "Simplify";
+
+       (termination_msg, it_count, counts_out, binds') 
+          <- iteration us 1 (zeroSimplCount dflags) binds;
+
+       dumpIfSet (dopt Opt_D_verbose_core2core dflags 
+                   && dopt Opt_D_dump_simpl_stats dflags)
+                 "Simplifier statistics"
+                 (vcat [text termination_msg <+> text "after" <+> ppr it_count <+> text "iterations",
+                        text "",
+                        pprSimplCount counts_out]);
+
+       endPass dflags "Simplify" 
+               (dopt Opt_D_verbose_core2core dflags 
+                 && not (dopt Opt_D_dump_simpl_iterations dflags))
+               binds' ;
+
+       return (counts_out, binds')
+    }
+  where
+    max_iterations    = getSimplIntSwitch sw_chkr MaxSimplifierIterations
+    black_list_fn     = blackListed rule_lhs_fvs (intSwitchSet sw_chkr SimplInlinePhase)
+    imported_rule_ids = ruleBaseIds rule_base
+    rule_lhs_fvs      = ruleBaseFVs rule_base
+    iteration us iteration_no counts binds
+      -- Try and force thunks off the binds; significantly reduces
+      -- space usage, especially with -O.  JRS, 000620.
+      | let sz = coreBindsSize binds in sz == sz
+      = do {
+               -- Occurrence analysis
+          let { tagged_binds = _scc_ "OccAnal" occurAnalyseBinds binds } ;
+
+          dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_occur_anal "Occurrence analysis"
+                    (pprCoreBindings tagged_binds);
+
+               -- SIMPLIFY
+               -- We do this with a *case* not a *let* because lazy pattern
+               -- matching bit us with bad space leak!
+               -- With a let, we ended up with
+               --   let
+               --      t = initSmpl ...
+               --      counts' = snd t
+               --   in
+               --      case t of {(_,counts') -> if counts'=0 then ...
+               -- So the conditional didn't force counts', because the
+               -- selection got duplicated.  Sigh!
+          case initSmpl dflags sw_chkr us1 imported_rule_ids black_list_fn 
+                        (simplTopBinds tagged_binds)
+               of { (binds', counts') -> do {
+                       -- The imported_rule_ids are used by initSmpl to initialise
+                       -- the in-scope set.  That way, the simplifier will change any
+                       -- occurrences of the imported id to the one in the imported_rule_ids
+                       -- set, which are decorated with their rules.
+
+          let { all_counts = counts `plusSimplCount` counts' } ;
+
+               -- Stop if nothing happened; don't dump output
+          if isZeroSimplCount counts' then
+               return ("Simplifier reached fixed point", iteration_no, all_counts, binds')
+          else do {
+
+               -- Dump the result of this iteration
+          dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_simpl_iterations
+                    ("Simplifier iteration " ++ show iteration_no 
+                     ++ " out of " ++ show max_iterations)
+                    (pprSimplCount counts') ;
+
+          if dopt Opt_D_dump_simpl_iterations dflags then
+               endPass dflags 
+                        ("Simplifier iteration " ++ show iteration_no ++ " result")
+                       (dopt Opt_D_verbose_core2core dflags)
+                       binds'
+          else
+               return [] ;
+
+               -- Stop if we've run out of iterations
+          if iteration_no == max_iterations then
+               do {
+#ifdef DEBUG
+                   if  max_iterations > 2 then
+                           hPutStr stderr ("NOTE: Simplifier still going after " ++ 
+                                   show max_iterations ++ 
+                                   " iterations; bailing out.\n")
+                   else 
+#endif
+                       return ();
+
+                   return ("Simplifier baled out", iteration_no, all_counts, binds')
+               }
+
+               -- Else loop
+          else iteration us2 (iteration_no + 1) all_counts binds'
+       }  } } }
+      where
+         (us1, us2) = splitUniqSupply us
+\end{code}