Improve pruning of case alternatives to account for GADTs
[ghc-hetmet.git] / compiler / coreSyn / CoreUtils.lhs
1 %
2 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
3 %
4 \section[CoreUtils]{Utility functions on @Core@ syntax}
5
6 \begin{code}
7 module CoreUtils (
8         -- Construction
9         mkInlineMe, mkSCC, mkCoerce, mkCoerce2,
10         bindNonRec, needsCaseBinding,
11         mkIfThenElse, mkAltExpr, mkPiType, mkPiTypes,
12
13         -- Taking expressions apart
14         findDefault, findAlt, isDefaultAlt, mergeAlts,
15
16         -- Properties of expressions
17         exprType, coreAltType,
18         exprIsDupable, exprIsTrivial, exprIsCheap, 
19         exprIsHNF,exprOkForSpeculation, exprIsBig, 
20         exprIsConApp_maybe, exprIsBottom,
21         rhsIsStatic,
22
23         -- Arity and eta expansion
24         manifestArity, exprArity, 
25         exprEtaExpandArity, etaExpand, 
26
27         -- Size
28         coreBindsSize,
29
30         -- Hashing
31         hashExpr,
32
33         -- Equality
34         cheapEqExpr, tcEqExpr, tcEqExprX, applyTypeToArgs, applyTypeToArg
35     ) where
36
37 #include "HsVersions.h"
38
39
40 import GLAEXTS          -- For `xori` 
41
42 import CoreSyn
43 import CoreFVs          ( exprFreeVars )
44 import PprCore          ( pprCoreExpr )
45 import Var              ( Var )
46 import VarSet           ( unionVarSet )
47 import VarEnv
48 import Name             ( hashName )
49 import Packages         ( HomeModules )
50 #if mingw32_TARGET_OS
51 import Packages         ( isDllName )
52 #endif
53 import Literal          ( hashLiteral, literalType, litIsDupable, 
54                           litIsTrivial, isZeroLit, Literal( MachLabel ) )
55 import DataCon          ( DataCon, dataConRepArity, dataConInstArgTys,
56                           isVanillaDataCon, dataConTyCon )
57 import PrimOp           ( PrimOp(..), primOpOkForSpeculation, primOpIsCheap )
58 import Id               ( Id, idType, globalIdDetails, idNewStrictness, 
59                           mkWildId, idArity, idName, idUnfolding, idInfo,
60                           isOneShotBndr, isStateHackType, isDataConWorkId_maybe, mkSysLocal,
61                           isDataConWorkId, isBottomingId
62                         )
63 import IdInfo           ( GlobalIdDetails(..), megaSeqIdInfo )
64 import NewDemand        ( appIsBottom )
65 import Type             ( Type, mkFunTy, mkForAllTy, splitFunTy_maybe,
66                           splitFunTy, tcEqTypeX,
67                           applyTys, isUnLiftedType, seqType, mkTyVarTy,
68                           splitForAllTy_maybe, isForAllTy, splitRecNewType_maybe, 
69                           splitTyConApp_maybe, coreEqType, funResultTy, applyTy
70                         )
71 import TyCon            ( tyConArity )
72 import TysWiredIn       ( boolTy, trueDataCon, falseDataCon )
73 import CostCentre       ( CostCentre )
74 import BasicTypes       ( Arity )
75 import Unique           ( Unique )
76 import Outputable
77 import TysPrim          ( alphaTy )     -- Debugging only
78 import Util             ( equalLength, lengthAtLeast, foldl2 )
79 \end{code}
80
81
82 %************************************************************************
83 %*                                                                      *
84 \subsection{Find the type of a Core atom/expression}
85 %*                                                                      *
86 %************************************************************************
87
88 \begin{code}
89 exprType :: CoreExpr -> Type
90
91 exprType (Var var)              = idType var
92 exprType (Lit lit)              = literalType lit
93 exprType (Let _ body)           = exprType body
94 exprType (Case _ _ ty alts)     = ty
95 exprType (Note (Coerce ty _) e) = ty  --  **! should take usage from e
96 exprType (Note other_note e)    = exprType e
97 exprType (Lam binder expr)      = mkPiType binder (exprType expr)
98 exprType e@(App _ _)
99   = case collectArgs e of
100         (fun, args) -> applyTypeToArgs e (exprType fun) args
101
102 exprType other = pprTrace "exprType" (pprCoreExpr other) alphaTy
103
104 coreAltType :: CoreAlt -> Type
105 coreAltType (_,_,rhs) = exprType rhs
106 \end{code}
107
108 @mkPiType@ makes a (->) type or a forall type, depending on whether
109 it is given a type variable or a term variable.  We cleverly use the
110 lbvarinfo field to figure out the right annotation for the arrove in
111 case of a term variable.
112
113 \begin{code}
114 mkPiType  :: Var   -> Type -> Type      -- The more polymorphic version
115 mkPiTypes :: [Var] -> Type -> Type      --    doesn't work...
116
117 mkPiTypes vs ty = foldr mkPiType ty vs
118
119 mkPiType v ty
120    | isId v    = mkFunTy (idType v) ty
121    | otherwise = mkForAllTy v ty
122 \end{code}
123
124 \begin{code}
125 applyTypeToArg :: Type -> CoreExpr -> Type
126 applyTypeToArg fun_ty (Type arg_ty) = applyTy fun_ty arg_ty
127 applyTypeToArg fun_ty other_arg     = funResultTy fun_ty
128
129 applyTypeToArgs :: CoreExpr -> Type -> [CoreExpr] -> Type
130 -- A more efficient version of applyTypeToArg 
131 -- when we have several args
132 -- The first argument is just for debugging
133 applyTypeToArgs e op_ty [] = op_ty
134
135 applyTypeToArgs e op_ty (Type ty : args)
136   =     -- Accumulate type arguments so we can instantiate all at once
137     go [ty] args
138   where
139     go rev_tys (Type ty : args) = go (ty:rev_tys) args
140     go rev_tys rest_args        = applyTypeToArgs e op_ty' rest_args
141                                 where
142                                   op_ty' = applyTys op_ty (reverse rev_tys)
143
144 applyTypeToArgs e op_ty (other_arg : args)
145   = case (splitFunTy_maybe op_ty) of
146         Just (_, res_ty) -> applyTypeToArgs e res_ty args
147         Nothing -> pprPanic "applyTypeToArgs" (pprCoreExpr e)
148 \end{code}
149
150
151
152 %************************************************************************
153 %*                                                                      *
154 \subsection{Attaching notes}
155 %*                                                                      *
156 %************************************************************************
157
158 mkNote removes redundant coercions, and SCCs where possible
159
160 \begin{code}
161 #ifdef UNUSED
162 mkNote :: Note -> CoreExpr -> CoreExpr
163 mkNote (Coerce to_ty from_ty) expr = mkCoerce2 to_ty from_ty expr
164 mkNote (SCC cc) expr               = mkSCC cc expr
165 mkNote InlineMe expr               = mkInlineMe expr
166 mkNote note     expr               = Note note expr
167 #endif
168
169 -- Slide InlineCall in around the function
170 --      No longer necessary I think (SLPJ Apr 99)
171 -- mkNote InlineCall (App f a) = App (mkNote InlineCall f) a
172 -- mkNote InlineCall (Var v)   = Note InlineCall (Var v)
173 -- mkNote InlineCall expr      = expr
174 \end{code}
175
176 Drop trivial InlineMe's.  This is somewhat important, because if we have an unfolding
177 that looks like (Note InlineMe (Var v)), the InlineMe doesn't go away because it may
178 not be *applied* to anything.
179
180 We don't use exprIsTrivial here, though, because we sometimes generate worker/wrapper
181 bindings like
182         fw = ...
183         f  = inline_me (coerce t fw)
184 As usual, the inline_me prevents the worker from getting inlined back into the wrapper.
185 We want the split, so that the coerces can cancel at the call site.  
186
187 However, we can get left with tiresome type applications.  Notably, consider
188         f = /\ a -> let t = e in (t, w)
189 Then lifting the let out of the big lambda gives
190         t' = /\a -> e
191         f = /\ a -> let t = inline_me (t' a) in (t, w)
192 The inline_me is to stop the simplifier inlining t' right back
193 into t's RHS.  In the next phase we'll substitute for t (since
194 its rhs is trivial) and *then* we could get rid of the inline_me.
195 But it hardly seems worth it, so I don't bother.
196
197 \begin{code}
198 mkInlineMe (Var v) = Var v
199 mkInlineMe e       = Note InlineMe e
200 \end{code}
201
202
203
204 \begin{code}
205 mkCoerce :: Type -> CoreExpr -> CoreExpr
206 mkCoerce to_ty expr = mkCoerce2 to_ty (exprType expr) expr
207
208 mkCoerce2 :: Type -> Type -> CoreExpr -> CoreExpr
209 mkCoerce2 to_ty from_ty (Note (Coerce to_ty2 from_ty2) expr)
210   = ASSERT( from_ty `coreEqType` to_ty2 )
211     mkCoerce2 to_ty from_ty2 expr
212
213 mkCoerce2 to_ty from_ty expr
214   | to_ty `coreEqType` from_ty = expr
215   | otherwise              = ASSERT( from_ty `coreEqType` exprType expr )
216                              Note (Coerce to_ty from_ty) expr
217 \end{code}
218
219 \begin{code}
220 mkSCC :: CostCentre -> Expr b -> Expr b
221         -- Note: Nested SCC's *are* preserved for the benefit of
222         --       cost centre stack profiling
223 mkSCC cc (Lit lit)          = Lit lit
224 mkSCC cc (Lam x e)          = Lam x (mkSCC cc e)  -- Move _scc_ inside lambda
225 mkSCC cc (Note (SCC cc') e) = Note (SCC cc) (Note (SCC cc') e)
226 mkSCC cc (Note n e)         = Note n (mkSCC cc e) -- Move _scc_ inside notes
227 mkSCC cc expr               = Note (SCC cc) expr
228 \end{code}
229
230
231 %************************************************************************
232 %*                                                                      *
233 \subsection{Other expression construction}
234 %*                                                                      *
235 %************************************************************************
236
237 \begin{code}
238 bindNonRec :: Id -> CoreExpr -> CoreExpr -> CoreExpr
239 -- (bindNonRec x r b) produces either
240 --      let x = r in b
241 -- or
242 --      case r of x { _DEFAULT_ -> b }
243 --
244 -- depending on whether x is unlifted or not
245 -- It's used by the desugarer to avoid building bindings
246 -- that give Core Lint a heart attack.  Actually the simplifier
247 -- deals with them perfectly well.
248
249 bindNonRec bndr rhs body 
250   | needsCaseBinding (idType bndr) rhs = Case rhs bndr (exprType body) [(DEFAULT,[],body)]
251   | otherwise                          = Let (NonRec bndr rhs) body
252
253 needsCaseBinding ty rhs = isUnLiftedType ty && not (exprOkForSpeculation rhs)
254         -- Make a case expression instead of a let
255         -- These can arise either from the desugarer,
256         -- or from beta reductions: (\x.e) (x +# y)
257 \end{code}
258
259 \begin{code}
260 mkAltExpr :: AltCon -> [CoreBndr] -> [Type] -> CoreExpr
261         -- This guy constructs the value that the scrutinee must have
262         -- when you are in one particular branch of a case
263 mkAltExpr (DataAlt con) args inst_tys
264   = mkConApp con (map Type inst_tys ++ map varToCoreExpr args)
265 mkAltExpr (LitAlt lit) [] []
266   = Lit lit
267
268 mkIfThenElse :: CoreExpr -> CoreExpr -> CoreExpr -> CoreExpr
269 mkIfThenElse guard then_expr else_expr
270 -- Not going to be refining, so okay to take the type of the "then" clause
271   = Case guard (mkWildId boolTy) (exprType then_expr) 
272          [ (DataAlt falseDataCon, [], else_expr),       -- Increasing order of tag!
273            (DataAlt trueDataCon,  [], then_expr) ]
274 \end{code}
275
276
277 %************************************************************************
278 %*                                                                      *
279 \subsection{Taking expressions apart}
280 %*                                                                      *
281 %************************************************************************
282
283 The default alternative must be first, if it exists at all.
284 This makes it easy to find, though it makes matching marginally harder.
285
286 \begin{code}
287 findDefault :: [CoreAlt] -> ([CoreAlt], Maybe CoreExpr)
288 findDefault ((DEFAULT,args,rhs) : alts) = ASSERT( null args ) (alts, Just rhs)
289 findDefault alts                        =                     (alts, Nothing)
290
291 findAlt :: AltCon -> [CoreAlt] -> CoreAlt
292 findAlt con alts
293   = case alts of
294         (deflt@(DEFAULT,_,_):alts) -> go alts deflt
295         other                      -> go alts panic_deflt
296   where
297     panic_deflt = pprPanic "Missing alternative" (ppr con $$ vcat (map ppr alts))
298
299     go []                      deflt = deflt
300     go (alt@(con1,_,_) : alts) deflt
301       = case con `cmpAltCon` con1 of
302           LT -> deflt   -- Missed it already; the alts are in increasing order
303           EQ -> alt
304           GT -> ASSERT( not (con1 == DEFAULT) ) go alts deflt
305
306 isDefaultAlt :: CoreAlt -> Bool
307 isDefaultAlt (DEFAULT, _, _) = True
308 isDefaultAlt other           = False
309
310 ---------------------------------
311 mergeAlts :: [CoreAlt] -> [CoreAlt] -> [CoreAlt]
312 -- Merge preserving order; alternatives in the first arg
313 -- shadow ones in the second
314 mergeAlts [] as2 = as2
315 mergeAlts as1 [] = as1
316 mergeAlts (a1:as1) (a2:as2)
317   = case a1 `cmpAlt` a2 of
318         LT -> a1 : mergeAlts as1      (a2:as2)
319         EQ -> a1 : mergeAlts as1      as2       -- Discard a2
320         GT -> a2 : mergeAlts (a1:as1) as2
321 \end{code}
322
323
324 %************************************************************************
325 %*                                                                      *
326 \subsection{Figuring out things about expressions}
327 %*                                                                      *
328 %************************************************************************
329
330 @exprIsTrivial@ is true of expressions we are unconditionally happy to
331                 duplicate; simple variables and constants, and type
332                 applications.  Note that primop Ids aren't considered
333                 trivial unless 
334
335 @exprIsBottom@  is true of expressions that are guaranteed to diverge
336
337
338 There used to be a gruesome test for (hasNoBinding v) in the
339 Var case:
340         exprIsTrivial (Var v) | hasNoBinding v = idArity v == 0
341 The idea here is that a constructor worker, like $wJust, is
342 really short for (\x -> $wJust x), becuase $wJust has no binding.
343 So it should be treated like a lambda.  Ditto unsaturated primops.
344 But now constructor workers are not "have-no-binding" Ids.  And
345 completely un-applied primops and foreign-call Ids are sufficiently
346 rare that I plan to allow them to be duplicated and put up with
347 saturating them.
348
349 SCC notes.  We do not treat (_scc_ "foo" x) as trivial, because 
350   a) it really generates code, (and a heap object when it's 
351      a function arg) to capture the cost centre
352   b) see the note [SCC-and-exprIsTrivial] in Simplify.simplLazyBind
353
354 \begin{code}
355 exprIsTrivial (Var v)      = True       -- See notes above
356 exprIsTrivial (Type _)     = True
357 exprIsTrivial (Lit lit)    = litIsTrivial lit
358 exprIsTrivial (App e arg)  = not (isRuntimeArg arg) && exprIsTrivial e
359 exprIsTrivial (Note (SCC _) e) = False          -- See notes above
360 exprIsTrivial (Note _       e) = exprIsTrivial e
361 exprIsTrivial (Lam b body) = not (isRuntimeVar b) && exprIsTrivial body
362 exprIsTrivial other        = False
363 \end{code}
364
365
366 @exprIsDupable@ is true of expressions that can be duplicated at a modest
367                 cost in code size.  This will only happen in different case
368                 branches, so there's no issue about duplicating work.
369
370                 That is, exprIsDupable returns True of (f x) even if
371                 f is very very expensive to call.
372
373                 Its only purpose is to avoid fruitless let-binding
374                 and then inlining of case join points
375
376
377 \begin{code}
378 exprIsDupable (Type _)          = True
379 exprIsDupable (Var v)           = True
380 exprIsDupable (Lit lit)         = litIsDupable lit
381 exprIsDupable (Note InlineMe e) = True
382 exprIsDupable (Note _ e)        = exprIsDupable e
383 exprIsDupable expr           
384   = go expr 0
385   where
386     go (Var v)   n_args = True
387     go (App f a) n_args =  n_args < dupAppSize
388                         && exprIsDupable a
389                         && go f (n_args+1)
390     go other n_args     = False
391
392 dupAppSize :: Int
393 dupAppSize = 4          -- Size of application we are prepared to duplicate
394 \end{code}
395
396 @exprIsCheap@ looks at a Core expression and returns \tr{True} if
397 it is obviously in weak head normal form, or is cheap to get to WHNF.
398 [Note that that's not the same as exprIsDupable; an expression might be
399 big, and hence not dupable, but still cheap.]
400
401 By ``cheap'' we mean a computation we're willing to:
402         push inside a lambda, or
403         inline at more than one place
404 That might mean it gets evaluated more than once, instead of being
405 shared.  The main examples of things which aren't WHNF but are
406 ``cheap'' are:
407
408   *     case e of
409           pi -> ei
410         (where e, and all the ei are cheap)
411
412   *     let x = e in b
413         (where e and b are cheap)
414
415   *     op x1 ... xn
416         (where op is a cheap primitive operator)
417
418   *     error "foo"
419         (because we are happy to substitute it inside a lambda)
420
421 Notice that a variable is considered 'cheap': we can push it inside a lambda,
422 because sharing will make sure it is only evaluated once.
423
424 \begin{code}
425 exprIsCheap :: CoreExpr -> Bool
426 exprIsCheap (Lit lit)               = True
427 exprIsCheap (Type _)                = True
428 exprIsCheap (Var _)                 = True
429 exprIsCheap (Note InlineMe e)       = True
430 exprIsCheap (Note _ e)              = exprIsCheap e
431 exprIsCheap (Lam x e)               = isRuntimeVar x || exprIsCheap e
432 exprIsCheap (Case e _ _ alts)       = exprIsCheap e && 
433                                     and [exprIsCheap rhs | (_,_,rhs) <- alts]
434         -- Experimentally, treat (case x of ...) as cheap
435         -- (and case __coerce x etc.)
436         -- This improves arities of overloaded functions where
437         -- there is only dictionary selection (no construction) involved
438 exprIsCheap (Let (NonRec x _) e)  
439       | isUnLiftedType (idType x) = exprIsCheap e
440       | otherwise                 = False
441         -- strict lets always have cheap right hand sides, and
442         -- do no allocation.
443
444 exprIsCheap other_expr 
445   = go other_expr 0 True
446   where
447     go (Var f) n_args args_cheap 
448         = (idAppIsCheap f n_args && args_cheap)
449                         -- A constructor, cheap primop, or partial application
450
451           || idAppIsBottom f n_args 
452                         -- Application of a function which
453                         -- always gives bottom; we treat this as cheap
454                         -- because it certainly doesn't need to be shared!
455         
456     go (App f a) n_args args_cheap 
457         | not (isRuntimeArg a) = go f n_args      args_cheap
458         | otherwise            = go f (n_args + 1) (exprIsCheap a && args_cheap)
459
460     go other   n_args args_cheap = False
461
462 idAppIsCheap :: Id -> Int -> Bool
463 idAppIsCheap id n_val_args 
464   | n_val_args == 0 = True      -- Just a type application of
465                                 -- a variable (f t1 t2 t3)
466                                 -- counts as WHNF
467   | otherwise 
468   = case globalIdDetails id of
469         DataConWorkId _ -> True
470         RecordSelId {}  -> n_val_args == 1      -- I'm experimenting with making record selection
471         ClassOpId _     -> n_val_args == 1      -- look cheap, so we will substitute it inside a
472                                                 -- lambda.  Particularly for dictionary field selection.
473                 -- BUT: Take care with (sel d x)!  The (sel d) might be cheap, but
474                 --      there's no guarantee that (sel d x) will be too.  Hence (n_val_args == 1)
475
476         PrimOpId op   -> primOpIsCheap op       -- In principle we should worry about primops
477                                                 -- that return a type variable, since the result
478                                                 -- might be applied to something, but I'm not going
479                                                 -- to bother to check the number of args
480         other         -> n_val_args < idArity id
481 \end{code}
482
483 exprOkForSpeculation returns True of an expression that it is
484
485         * safe to evaluate even if normal order eval might not 
486           evaluate the expression at all, or
487
488         * safe *not* to evaluate even if normal order would do so
489
490 It returns True iff
491
492         the expression guarantees to terminate, 
493         soon, 
494         without raising an exception,
495         without causing a side effect (e.g. writing a mutable variable)
496
497 E.G.
498         let x = case y# +# 1# of { r# -> I# r# }
499         in E
500 ==>
501         case y# +# 1# of { r# -> 
502         let x = I# r#
503         in E 
504         }
505
506 We can only do this if the (y+1) is ok for speculation: it has no
507 side effects, and can't diverge or raise an exception.
508
509 \begin{code}
510 exprOkForSpeculation :: CoreExpr -> Bool
511 exprOkForSpeculation (Lit _)    = True
512 exprOkForSpeculation (Type _)   = True
513 exprOkForSpeculation (Var v)    = isUnLiftedType (idType v)
514 exprOkForSpeculation (Note _ e) = exprOkForSpeculation e
515 exprOkForSpeculation other_expr
516   = case collectArgs other_expr of
517         (Var f, args) -> spec_ok (globalIdDetails f) args
518         other         -> False
519  
520   where
521     spec_ok (DataConWorkId _) args
522       = True    -- The strictness of the constructor has already
523                 -- been expressed by its "wrapper", so we don't need
524                 -- to take the arguments into account
525
526     spec_ok (PrimOpId op) args
527       | isDivOp op,             -- Special case for dividing operations that fail
528         [arg1, Lit lit] <- args -- only if the divisor is zero
529       = not (isZeroLit lit) && exprOkForSpeculation arg1
530                 -- Often there is a literal divisor, and this 
531                 -- can get rid of a thunk in an inner looop
532
533       | otherwise
534       = primOpOkForSpeculation op && 
535         all exprOkForSpeculation args
536                                 -- A bit conservative: we don't really need
537                                 -- to care about lazy arguments, but this is easy
538
539     spec_ok other args = False
540
541 isDivOp :: PrimOp -> Bool
542 -- True of dyadic operators that can fail 
543 -- only if the second arg is zero
544 -- This function probably belongs in PrimOp, or even in 
545 -- an automagically generated file.. but it's such a 
546 -- special case I thought I'd leave it here for now.
547 isDivOp IntQuotOp        = True
548 isDivOp IntRemOp         = True
549 isDivOp WordQuotOp       = True
550 isDivOp WordRemOp        = True
551 isDivOp IntegerQuotRemOp = True
552 isDivOp IntegerDivModOp  = True
553 isDivOp FloatDivOp       = True
554 isDivOp DoubleDivOp      = True
555 isDivOp other            = False
556 \end{code}
557
558
559 \begin{code}
560 exprIsBottom :: CoreExpr -> Bool        -- True => definitely bottom
561 exprIsBottom e = go 0 e
562                where
563                 -- n is the number of args
564                  go n (Note _ e)     = go n e
565                  go n (Let _ e)      = go n e
566                  go n (Case e _ _ _) = go 0 e   -- Just check the scrut
567                  go n (App e _)      = go (n+1) e
568                  go n (Var v)        = idAppIsBottom v n
569                  go n (Lit _)        = False
570                  go n (Lam _ _)      = False
571                  go n (Type _)       = False
572
573 idAppIsBottom :: Id -> Int -> Bool
574 idAppIsBottom id n_val_args = appIsBottom (idNewStrictness id) n_val_args
575 \end{code}
576
577 @exprIsHNF@ returns true for expressions that are certainly *already* 
578 evaluated to *head* normal form.  This is used to decide whether it's ok 
579 to change
580
581         case x of _ -> e   ===>   e
582
583 and to decide whether it's safe to discard a `seq`
584
585 So, it does *not* treat variables as evaluated, unless they say they are.
586
587 But it *does* treat partial applications and constructor applications
588 as values, even if their arguments are non-trivial, provided the argument
589 type is lifted; 
590         e.g.  (:) (f x) (map f xs)      is a value
591               map (...redex...)         is a value
592 Because `seq` on such things completes immediately
593
594 For unlifted argument types, we have to be careful:
595                 C (f x :: Int#)
596 Suppose (f x) diverges; then C (f x) is not a value.  True, but
597 this form is illegal (see the invariants in CoreSyn).  Args of unboxed
598 type must be ok-for-speculation (or trivial).
599
600 \begin{code}
601 exprIsHNF :: CoreExpr -> Bool           -- True => Value-lambda, constructor, PAP
602 exprIsHNF (Var v)       -- NB: There are no value args at this point
603   =  isDataConWorkId v  -- Catches nullary constructors, 
604                         --      so that [] and () are values, for example
605   || idArity v > 0      -- Catches (e.g.) primops that don't have unfoldings
606   || isEvaldUnfolding (idUnfolding v)
607         -- Check the thing's unfolding; it might be bound to a value
608         -- A worry: what if an Id's unfolding is just itself: 
609         -- then we could get an infinite loop...
610
611 exprIsHNF (Lit l)            = True
612 exprIsHNF (Type ty)          = True     -- Types are honorary Values; 
613                                         -- we don't mind copying them
614 exprIsHNF (Lam b e)          = isRuntimeVar b || exprIsHNF e
615 exprIsHNF (Note _ e)         = exprIsHNF e
616 exprIsHNF (App e (Type _)) = exprIsHNF e
617 exprIsHNF (App e a)        = app_is_value e [a]
618 exprIsHNF other      = False
619
620 -- There is at least one value argument
621 app_is_value (Var fun) args
622   |  isDataConWorkId fun                        -- Constructor apps are values
623   || idArity fun > valArgCount args     -- Under-applied function
624   = check_args (idType fun) args
625 app_is_value (App f a) as = app_is_value f (a:as)
626 app_is_value other     as = False
627
628         -- 'check_args' checks that unlifted-type args
629         -- are in fact guaranteed non-divergent
630 check_args fun_ty []              = True
631 check_args fun_ty (Type _ : args) = case splitForAllTy_maybe fun_ty of
632                                       Just (_, ty) -> check_args ty args
633 check_args fun_ty (arg : args)
634   | isUnLiftedType arg_ty = exprOkForSpeculation arg
635   | otherwise             = check_args res_ty args
636   where
637     (arg_ty, res_ty) = splitFunTy fun_ty
638 \end{code}
639
640 \begin{code}
641 exprIsConApp_maybe :: CoreExpr -> Maybe (DataCon, [CoreExpr])
642 exprIsConApp_maybe (Note (Coerce to_ty from_ty) expr)
643   =     -- Maybe this is over the top, but here we try to turn
644         --      coerce (S,T) ( x, y )
645         -- effectively into 
646         --      ( coerce S x, coerce T y )
647         -- This happens in anger in PrelArrExts which has a coerce
648         --      case coerce memcpy a b of
649         --        (# r, s #) -> ...
650         -- where the memcpy is in the IO monad, but the call is in
651         -- the (ST s) monad
652     case exprIsConApp_maybe expr of {
653         Nothing           -> Nothing ;
654         Just (dc, args)   -> 
655   
656     case splitTyConApp_maybe to_ty of {
657         Nothing -> Nothing ;
658         Just (tc, tc_arg_tys) | tc /= dataConTyCon dc     -> Nothing
659                               | not (isVanillaDataCon dc) -> Nothing
660                               | otherwise                 ->
661                 -- Type constructor must match
662                 -- We knock out existentials to keep matters simple(r)
663     let
664         arity            = tyConArity tc
665         val_args         = drop arity args
666         to_arg_tys       = dataConInstArgTys dc tc_arg_tys
667         mk_coerce ty arg = mkCoerce ty arg
668         new_val_args     = zipWith mk_coerce to_arg_tys val_args
669     in
670     ASSERT( all isTypeArg (take arity args) )
671     ASSERT( equalLength val_args to_arg_tys )
672     Just (dc, map Type tc_arg_tys ++ new_val_args)
673     }}
674
675 exprIsConApp_maybe (Note _ expr)
676   = exprIsConApp_maybe expr
677     -- We ignore InlineMe notes in case we have
678     --  x = __inline_me__ (a,b)
679     -- All part of making sure that INLINE pragmas never hurt
680     -- Marcin tripped on this one when making dictionaries more inlinable
681     --
682     -- In fact, we ignore all notes.  For example,
683     --          case _scc_ "foo" (C a b) of
684     --                  C a b -> e
685     -- should be optimised away, but it will be only if we look
686     -- through the SCC note.
687
688 exprIsConApp_maybe expr = analyse (collectArgs expr)
689   where
690     analyse (Var fun, args)
691         | Just con <- isDataConWorkId_maybe fun,
692           args `lengthAtLeast` dataConRepArity con
693                 -- Might be > because the arity excludes type args
694         = Just (con,args)
695
696         -- Look through unfoldings, but only cheap ones, because
697         -- we are effectively duplicating the unfolding
698     analyse (Var fun, [])
699         | let unf = idUnfolding fun,
700           isCheapUnfolding unf
701         = exprIsConApp_maybe (unfoldingTemplate unf)
702
703     analyse other = Nothing
704 \end{code}
705
706
707
708 %************************************************************************
709 %*                                                                      *
710 \subsection{Eta reduction and expansion}
711 %*                                                                      *
712 %************************************************************************
713
714 \begin{code}
715 exprEtaExpandArity :: CoreExpr -> Arity
716 {- The Arity returned is the number of value args the 
717    thing can be applied to without doing much work
718
719 exprEtaExpandArity is used when eta expanding
720         e  ==>  \xy -> e x y
721
722 It returns 1 (or more) to:
723         case x of p -> \s -> ...
724 because for I/O ish things we really want to get that \s to the top.
725 We are prepared to evaluate x each time round the loop in order to get that
726
727 It's all a bit more subtle than it looks:
728
729 1.  One-shot lambdas
730
731 Consider one-shot lambdas
732                 let x = expensive in \y z -> E
733 We want this to have arity 2 if the \y-abstraction is a 1-shot lambda
734 Hence the ArityType returned by arityType
735
736 2.  The state-transformer hack
737
738 The one-shot lambda special cause is particularly important/useful for
739 IO state transformers, where we often get
740         let x = E in \ s -> ...
741
742 and the \s is a real-world state token abstraction.  Such abstractions
743 are almost invariably 1-shot, so we want to pull the \s out, past the
744 let x=E, even if E is expensive.  So we treat state-token lambdas as 
745 one-shot even if they aren't really.  The hack is in Id.isOneShotBndr.
746
747 3.  Dealing with bottom
748
749 Consider also 
750         f = \x -> error "foo"
751 Here, arity 1 is fine.  But if it is
752         f = \x -> case x of 
753                         True  -> error "foo"
754                         False -> \y -> x+y
755 then we want to get arity 2.  Tecnically, this isn't quite right, because
756         (f True) `seq` 1
757 should diverge, but it'll converge if we eta-expand f.  Nevertheless, we
758 do so; it improves some programs significantly, and increasing convergence
759 isn't a bad thing.  Hence the ABot/ATop in ArityType.
760
761 Actually, the situation is worse.  Consider
762         f = \x -> case x of
763                         True  -> \y -> x+y
764                         False -> \y -> x-y
765 Can we eta-expand here?  At first the answer looks like "yes of course", but
766 consider
767         (f bot) `seq` 1
768 This should diverge!  But if we eta-expand, it won't.   Again, we ignore this
769 "problem", because being scrupulous would lose an important transformation for
770 many programs.
771
772
773 4. Newtypes
774
775 Non-recursive newtypes are transparent, and should not get in the way.
776 We do (currently) eta-expand recursive newtypes too.  So if we have, say
777
778         newtype T = MkT ([T] -> Int)
779
780 Suppose we have
781         e = coerce T f
782 where f has arity 1.  Then: etaExpandArity e = 1; 
783 that is, etaExpandArity looks through the coerce.
784
785 When we eta-expand e to arity 1: eta_expand 1 e T
786 we want to get:                  coerce T (\x::[T] -> (coerce ([T]->Int) e) x)
787
788 HOWEVER, note that if you use coerce bogusly you can ge
789         coerce Int negate
790 And since negate has arity 2, you might try to eta expand.  But you can't
791 decopose Int to a function type.   Hence the final case in eta_expand.
792 -}
793
794
795 exprEtaExpandArity e = arityDepth (arityType e)
796
797 -- A limited sort of function type
798 data ArityType = AFun Bool ArityType    -- True <=> one-shot
799                | ATop                   -- Know nothing
800                | ABot                   -- Diverges
801
802 arityDepth :: ArityType -> Arity
803 arityDepth (AFun _ ty) = 1 + arityDepth ty
804 arityDepth ty          = 0
805
806 andArityType ABot           at2           = at2
807 andArityType ATop           at2           = ATop
808 andArityType (AFun t1 at1)  (AFun t2 at2) = AFun (t1 && t2) (andArityType at1 at2)
809 andArityType at1            at2           = andArityType at2 at1
810
811 arityType :: CoreExpr -> ArityType
812         -- (go1 e) = [b1,..,bn]
813         -- means expression can be rewritten \x_b1 -> ... \x_bn -> body
814         -- where bi is True <=> the lambda is one-shot
815
816 arityType (Note n e) = arityType e
817 --      Not needed any more: etaExpand is cleverer
818 --  | ok_note n = arityType e
819 --  | otherwise = ATop
820
821 arityType (Var v) 
822   = mk (idArity v) (arg_tys (idType v))
823   where
824     mk :: Arity -> [Type] -> ArityType
825         -- The argument types are only to steer the "state hack"
826         -- Consider case x of
827         --              True  -> foo
828         --              False -> \(s:RealWorld) -> e
829         -- where foo has arity 1.  Then we want the state hack to
830         -- apply to foo too, so we can eta expand the case.
831     mk 0 tys | isBottomingId v  = ABot
832              | otherwise        = ATop
833     mk n (ty:tys) = AFun (isStateHackType ty) (mk (n-1) tys)
834     mk n []       = AFun False                (mk (n-1) [])
835
836     arg_tys :: Type -> [Type]   -- Ignore for-alls
837     arg_tys ty 
838         | Just (_, ty')  <- splitForAllTy_maybe ty = arg_tys ty'
839         | Just (arg,res) <- splitFunTy_maybe ty    = arg : arg_tys res
840         | otherwise                                = []
841
842         -- Lambdas; increase arity
843 arityType (Lam x e) | isId x    = AFun (isOneShotBndr x) (arityType e)
844                     | otherwise = arityType e
845
846         -- Applications; decrease arity
847 arityType (App f (Type _)) = arityType f
848 arityType (App f a)        = case arityType f of
849                                 AFun one_shot xs | exprIsCheap a -> xs
850                                 other                            -> ATop
851                                                            
852         -- Case/Let; keep arity if either the expression is cheap
853         -- or it's a 1-shot lambda
854         -- The former is not really right for Haskell
855         --      f x = case x of { (a,b) -> \y. e }
856         --  ===>
857         --      f x y = case x of { (a,b) -> e }
858         -- The difference is observable using 'seq'
859 arityType (Case scrut _ _ alts) = case foldr1 andArityType [arityType rhs | (_,_,rhs) <- alts] of
860                                   xs@(AFun one_shot _) | one_shot -> xs
861                                   xs | exprIsCheap scrut          -> xs
862                                      | otherwise                  -> ATop
863
864 arityType (Let b e) = case arityType e of
865                         xs@(AFun one_shot _) | one_shot                       -> xs
866                         xs                   | all exprIsCheap (rhssOfBind b) -> xs
867                                              | otherwise                      -> ATop
868
869 arityType other = ATop
870
871 {- NOT NEEDED ANY MORE: etaExpand is cleverer
872 ok_note InlineMe = False
873 ok_note other    = True
874     -- Notice that we do not look through __inline_me__
875     -- This may seem surprising, but consider
876     --          f = _inline_me (\x -> e)
877     -- We DO NOT want to eta expand this to
878     --          f = \x -> (_inline_me (\x -> e)) x
879     -- because the _inline_me gets dropped now it is applied, 
880     -- giving just
881     --          f = \x -> e
882     -- A Bad Idea
883 -}
884 \end{code}
885
886
887 \begin{code}
888 etaExpand :: Arity              -- Result should have this number of value args
889           -> [Unique]
890           -> CoreExpr -> Type   -- Expression and its type
891           -> CoreExpr
892 -- (etaExpand n us e ty) returns an expression with 
893 -- the same meaning as 'e', but with arity 'n'.  
894 --
895 -- Given e' = etaExpand n us e ty
896 -- We should have
897 --      ty = exprType e = exprType e'
898 --
899 -- Note that SCCs are not treated specially.  If we have
900 --      etaExpand 2 (\x -> scc "foo" e)
901 --      = (\xy -> (scc "foo" e) y)
902 -- So the costs of evaluating 'e' (not 'e y') are attributed to "foo"
903
904 etaExpand n us expr ty
905   | manifestArity expr >= n = expr              -- The no-op case
906   | otherwise               = eta_expand n us expr ty
907   where
908
909 -- manifestArity sees how many leading value lambdas there are
910 manifestArity :: CoreExpr -> Arity
911 manifestArity (Lam v e) | isId v    = 1 + manifestArity e
912                         | otherwise = manifestArity e
913 manifestArity (Note _ e)            = manifestArity e
914 manifestArity e                     = 0
915
916 -- etaExpand deals with for-alls. For example:
917 --              etaExpand 1 E
918 -- where  E :: forall a. a -> a
919 -- would return
920 --      (/\b. \y::a -> E b y)
921 --
922 -- It deals with coerces too, though they are now rare
923 -- so perhaps the extra code isn't worth it
924
925 eta_expand n us expr ty
926   | n == 0 && 
927     -- The ILX code generator requires eta expansion for type arguments
928     -- too, but alas the 'n' doesn't tell us how many of them there 
929     -- may be.  So we eagerly eta expand any big lambdas, and just
930     -- cross our fingers about possible loss of sharing in the ILX case. 
931     -- The Right Thing is probably to make 'arity' include
932     -- type variables throughout the compiler.  (ToDo.)
933     not (isForAllTy ty) 
934     -- Saturated, so nothing to do
935   = expr
936
937         -- Short cut for the case where there already
938         -- is a lambda; no point in gratuitously adding more
939 eta_expand n us (Lam v body) ty
940   | isTyVar v
941   = Lam v (eta_expand n us body (applyTy ty (mkTyVarTy v)))
942
943   | otherwise
944   = Lam v (eta_expand (n-1) us body (funResultTy ty))
945
946 -- We used to have a special case that stepped inside Coerces here,
947 -- thus:  eta_expand n us (Note note@(Coerce _ ty) e) _  
948 --              = Note note (eta_expand n us e ty)
949 -- BUT this led to an infinite loop
950 -- Example:     newtype T = MkT (Int -> Int)
951 --      eta_expand 1 (coerce (Int->Int) e)
952 --      --> coerce (Int->Int) (eta_expand 1 T e)
953 --              by the bogus eqn
954 --      --> coerce (Int->Int) (coerce T 
955 --              (\x::Int -> eta_expand 1 (coerce (Int->Int) e)))
956 --              by the splitNewType_maybe case below
957 --      and round we go
958
959 eta_expand n us expr ty
960   = case splitForAllTy_maybe ty of { 
961           Just (tv,ty') -> Lam tv (eta_expand n us (App expr (Type (mkTyVarTy tv))) ty')
962
963         ; Nothing ->
964   
965         case splitFunTy_maybe ty of {
966           Just (arg_ty, res_ty) -> Lam arg1 (eta_expand (n-1) us2 (App expr (Var arg1)) res_ty)
967                                 where
968                                    arg1       = mkSysLocal FSLIT("eta") uniq arg_ty
969                                    (uniq:us2) = us
970                                    
971         ; Nothing ->
972
973                 -- Given this:
974                 --      newtype T = MkT ([T] -> Int)
975                 -- Consider eta-expanding this
976                 --      eta_expand 1 e T
977                 -- We want to get
978                 --      coerce T (\x::[T] -> (coerce ([T]->Int) e) x)
979                 -- Only try this for recursive newtypes; the non-recursive kind
980                 -- are transparent anyway
981
982         case splitRecNewType_maybe ty of {
983           Just ty' -> mkCoerce2 ty ty' (eta_expand n us (mkCoerce2 ty' ty expr) ty') ;
984           Nothing  -> 
985
986         -- We have an expression of arity > 0, but its type isn't a function
987         -- This *can* legitmately happen: e.g.  coerce Int (\x. x)
988         -- Essentially the programmer is playing fast and loose with types
989         -- (Happy does this a lot).  So we simply decline to eta-expand.
990         expr
991         }}}
992 \end{code}
993
994 exprArity is a cheap-and-cheerful version of exprEtaExpandArity.
995 It tells how many things the expression can be applied to before doing
996 any work.  It doesn't look inside cases, lets, etc.  The idea is that
997 exprEtaExpandArity will do the hard work, leaving something that's easy
998 for exprArity to grapple with.  In particular, Simplify uses exprArity to
999 compute the ArityInfo for the Id. 
1000
1001 Originally I thought that it was enough just to look for top-level lambdas, but
1002 it isn't.  I've seen this
1003
1004         foo = PrelBase.timesInt
1005
1006 We want foo to get arity 2 even though the eta-expander will leave it
1007 unchanged, in the expectation that it'll be inlined.  But occasionally it
1008 isn't, because foo is blacklisted (used in a rule).  
1009
1010 Similarly, see the ok_note check in exprEtaExpandArity.  So 
1011         f = __inline_me (\x -> e)
1012 won't be eta-expanded.
1013
1014 And in any case it seems more robust to have exprArity be a bit more intelligent.
1015 But note that   (\x y z -> f x y z)
1016 should have arity 3, regardless of f's arity.
1017
1018 \begin{code}
1019 exprArity :: CoreExpr -> Arity
1020 exprArity e = go e
1021             where
1022               go (Var v)                   = idArity v
1023               go (Lam x e) | isId x        = go e + 1
1024                            | otherwise     = go e
1025               go (Note n e)                = go e
1026               go (App e (Type t))          = go e
1027               go (App f a) | exprIsCheap a = (go f - 1) `max` 0
1028                 -- NB: exprIsCheap a!  
1029                 --      f (fac x) does not have arity 2, 
1030                 --      even if f has arity 3!
1031                 -- NB: `max 0`!  (\x y -> f x) has arity 2, even if f is
1032                 --               unknown, hence arity 0
1033               go _                         = 0
1034 \end{code}
1035
1036 %************************************************************************
1037 %*                                                                      *
1038 \subsection{Equality}
1039 %*                                                                      *
1040 %************************************************************************
1041
1042 @cheapEqExpr@ is a cheap equality test which bales out fast!
1043         True  => definitely equal
1044         False => may or may not be equal
1045
1046 \begin{code}
1047 cheapEqExpr :: Expr b -> Expr b -> Bool
1048
1049 cheapEqExpr (Var v1)   (Var v2)   = v1==v2
1050 cheapEqExpr (Lit lit1) (Lit lit2) = lit1 == lit2
1051 cheapEqExpr (Type t1)  (Type t2)  = t1 `coreEqType` t2
1052
1053 cheapEqExpr (App f1 a1) (App f2 a2)
1054   = f1 `cheapEqExpr` f2 && a1 `cheapEqExpr` a2
1055
1056 cheapEqExpr _ _ = False
1057
1058 exprIsBig :: Expr b -> Bool
1059 -- Returns True of expressions that are too big to be compared by cheapEqExpr
1060 exprIsBig (Lit _)      = False
1061 exprIsBig (Var v)      = False
1062 exprIsBig (Type t)     = False
1063 exprIsBig (App f a)    = exprIsBig f || exprIsBig a
1064 exprIsBig other        = True
1065 \end{code}
1066
1067
1068 \begin{code}
1069 tcEqExpr :: CoreExpr -> CoreExpr -> Bool
1070 -- Used in rule matching, so does *not* look through 
1071 -- newtypes, predicate types; hence tcEqExpr
1072
1073 tcEqExpr e1 e2 = tcEqExprX rn_env e1 e2
1074   where
1075     rn_env = mkRnEnv2 (mkInScopeSet (exprFreeVars e1 `unionVarSet` exprFreeVars e2))
1076
1077 tcEqExprX :: RnEnv2 -> CoreExpr -> CoreExpr -> Bool
1078 tcEqExprX env (Var v1)     (Var v2)     = rnOccL env v1 == rnOccR env v2
1079 tcEqExprX env (Lit lit1)   (Lit lit2)   = lit1 == lit2
1080 tcEqExprX env (App f1 a1)  (App f2 a2)  = tcEqExprX env f1 f2 && tcEqExprX env a1 a2
1081 tcEqExprX env (Lam v1 e1)  (Lam v2 e2)  = tcEqExprX (rnBndr2 env v1 v2) e1 e2
1082 tcEqExprX env (Let (NonRec v1 r1) e1)
1083               (Let (NonRec v2 r2) e2)   = tcEqExprX env r1 r2 
1084                                        && tcEqExprX (rnBndr2 env v1 v2) e1 e2
1085 tcEqExprX env (Let (Rec ps1) e1)
1086               (Let (Rec ps2) e2)        =  equalLength ps1 ps2
1087                                         && and (zipWith eq_rhs ps1 ps2)
1088                                         && tcEqExprX env' e1 e2
1089                                      where
1090                                        env' = foldl2 rn_bndr2 env ps2 ps2
1091                                        rn_bndr2 env (b1,_) (b2,_) = rnBndr2 env b1 b2
1092                                        eq_rhs       (_,r1) (_,r2) = tcEqExprX env' r1 r2
1093 tcEqExprX env (Case e1 v1 t1 a1)
1094               (Case e2 v2 t2 a2)     =  tcEqExprX env e1 e2
1095                                      && tcEqTypeX env t1 t2                      
1096                                      && equalLength a1 a2
1097                                      && and (zipWith (eq_alt env') a1 a2)
1098                                      where
1099                                        env' = rnBndr2 env v1 v2
1100
1101 tcEqExprX env (Note n1 e1) (Note n2 e2) = eq_note env n1 n2 && tcEqExprX env e1 e2
1102 tcEqExprX env (Type t1)    (Type t2)    = tcEqTypeX env t1 t2
1103 tcEqExprX env e1                e2      = False
1104                                          
1105 eq_alt env (c1,vs1,r1) (c2,vs2,r2) = c1==c2 && tcEqExprX (rnBndrs2 env vs1  vs2) r1 r2
1106
1107 eq_note env (SCC cc1)      (SCC cc2)      = cc1 == cc2
1108 eq_note env (Coerce t1 f1) (Coerce t2 f2) = tcEqTypeX env t1 t2 && tcEqTypeX env f1 f2
1109 eq_note env InlineCall     InlineCall     = True
1110 eq_note env (CoreNote s1)  (CoreNote s2)  = s1 == s2
1111 eq_note env other1             other2     = False
1112 \end{code}
1113
1114
1115 %************************************************************************
1116 %*                                                                      *
1117 \subsection{The size of an expression}
1118 %*                                                                      *
1119 %************************************************************************
1120
1121 \begin{code}
1122 coreBindsSize :: [CoreBind] -> Int
1123 coreBindsSize bs = foldr ((+) . bindSize) 0 bs
1124
1125 exprSize :: CoreExpr -> Int
1126         -- A measure of the size of the expressions
1127         -- It also forces the expression pretty drastically as a side effect
1128 exprSize (Var v)         = v `seq` 1
1129 exprSize (Lit lit)       = lit `seq` 1
1130 exprSize (App f a)       = exprSize f + exprSize a
1131 exprSize (Lam b e)       = varSize b + exprSize e
1132 exprSize (Let b e)       = bindSize b + exprSize e
1133 exprSize (Case e b t as) = seqType t `seq` exprSize e + varSize b + 1 + foldr ((+) . altSize) 0 as
1134 exprSize (Note n e)      = noteSize n + exprSize e
1135 exprSize (Type t)        = seqType t `seq` 1
1136
1137 noteSize (SCC cc)       = cc `seq` 1
1138 noteSize (Coerce t1 t2) = seqType t1 `seq` seqType t2 `seq` 1
1139 noteSize InlineCall     = 1
1140 noteSize InlineMe       = 1
1141 noteSize (CoreNote s)   = s `seq` 1  -- hdaume: core annotations
1142
1143 varSize :: Var -> Int
1144 varSize b  | isTyVar b = 1
1145            | otherwise = seqType (idType b)             `seq`
1146                          megaSeqIdInfo (idInfo b)       `seq`
1147                          1
1148
1149 varsSize = foldr ((+) . varSize) 0
1150
1151 bindSize (NonRec b e) = varSize b + exprSize e
1152 bindSize (Rec prs)    = foldr ((+) . pairSize) 0 prs
1153
1154 pairSize (b,e) = varSize b + exprSize e
1155
1156 altSize (c,bs,e) = c `seq` varsSize bs + exprSize e
1157 \end{code}
1158
1159
1160 %************************************************************************
1161 %*                                                                      *
1162 \subsection{Hashing}
1163 %*                                                                      *
1164 %************************************************************************
1165
1166 \begin{code}
1167 hashExpr :: CoreExpr -> Int
1168 hashExpr e | hash < 0  = 77     -- Just in case we hit -maxInt
1169            | otherwise = hash
1170            where
1171              hash = abs (hash_expr e)   -- Negative numbers kill UniqFM
1172
1173 hash_expr (Note _ e)              = hash_expr e
1174 hash_expr (Let (NonRec b r) e)    = hashId b
1175 hash_expr (Let (Rec ((b,r):_)) e) = hashId b
1176 hash_expr (Case _ b _ _)          = hashId b
1177 hash_expr (App f e)               = hash_expr f * fast_hash_expr e
1178 hash_expr (Var v)                 = hashId v
1179 hash_expr (Lit lit)               = hashLiteral lit
1180 hash_expr (Lam b _)               = hashId b
1181 hash_expr (Type t)                = trace "hash_expr: type" 1           -- Shouldn't happen
1182
1183 fast_hash_expr (Var v)          = hashId v
1184 fast_hash_expr (Lit lit)        = hashLiteral lit
1185 fast_hash_expr (App f (Type _)) = fast_hash_expr f
1186 fast_hash_expr (App f a)        = fast_hash_expr a
1187 fast_hash_expr (Lam b _)        = hashId b
1188 fast_hash_expr other            = 1
1189
1190 hashId :: Id -> Int
1191 hashId id = hashName (idName id)
1192 \end{code}
1193
1194 %************************************************************************
1195 %*                                                                      *
1196 \subsection{Determining non-updatable right-hand-sides}
1197 %*                                                                      *
1198 %************************************************************************
1199
1200 Top-level constructor applications can usually be allocated
1201 statically, but they can't if the constructor, or any of the
1202 arguments, come from another DLL (because we can't refer to static
1203 labels in other DLLs).
1204
1205 If this happens we simply make the RHS into an updatable thunk, 
1206 and 'exectute' it rather than allocating it statically.
1207
1208 \begin{code}
1209 rhsIsStatic :: HomeModules -> CoreExpr -> Bool
1210 -- This function is called only on *top-level* right-hand sides
1211 -- Returns True if the RHS can be allocated statically, with
1212 -- no thunks involved at all.
1213 --
1214 -- It's called (i) in TidyPgm.hasCafRefs to decide if the rhs is, or
1215 -- refers to, CAFs; and (ii) in CoreToStg to decide whether to put an
1216 -- update flag on it.
1217 --
1218 -- The basic idea is that rhsIsStatic returns True only if the RHS is
1219 --      (a) a value lambda
1220 --      (b) a saturated constructor application with static args
1221 --
1222 -- BUT watch out for
1223 --  (i) Any cross-DLL references kill static-ness completely
1224 --      because they must be 'executed' not statically allocated
1225 --      ("DLL" here really only refers to Windows DLLs, on other platforms,
1226 --      this is not necessary)
1227 --
1228 -- (ii) We treat partial applications as redexes, because in fact we 
1229 --      make a thunk for them that runs and builds a PAP
1230 --      at run-time.  The only appliations that are treated as 
1231 --      static are *saturated* applications of constructors.
1232
1233 -- We used to try to be clever with nested structures like this:
1234 --              ys = (:) w ((:) w [])
1235 -- on the grounds that CorePrep will flatten ANF-ise it later.
1236 -- But supporting this special case made the function much more 
1237 -- complicated, because the special case only applies if there are no 
1238 -- enclosing type lambdas:
1239 --              ys = /\ a -> Foo (Baz ([] a))
1240 -- Here the nested (Baz []) won't float out to top level in CorePrep.
1241 --
1242 -- But in fact, even without -O, nested structures at top level are 
1243 -- flattened by the simplifier, so we don't need to be super-clever here.
1244 --
1245 -- Examples
1246 --
1247 --      f = \x::Int. x+7        TRUE
1248 --      p = (True,False)        TRUE
1249 --
1250 --      d = (fst p, False)      FALSE because there's a redex inside
1251 --                              (this particular one doesn't happen but...)
1252 --
1253 --      h = D# (1.0## /## 2.0##)        FALSE (redex again)
1254 --      n = /\a. Nil a                  TRUE
1255 --
1256 --      t = /\a. (:) (case w a of ...) (Nil a)  FALSE (redex)
1257 --
1258 --
1259 -- This is a bit like CoreUtils.exprIsHNF, with the following differences:
1260 --    a) scc "foo" (\x -> ...) is updatable (so we catch the right SCC)
1261 --
1262 --    b) (C x xs), where C is a contructors is updatable if the application is
1263 --         dynamic
1264 -- 
1265 --    c) don't look through unfolding of f in (f x).
1266 --
1267 -- When opt_RuntimeTypes is on, we keep type lambdas and treat
1268 -- them as making the RHS re-entrant (non-updatable).
1269
1270 rhsIsStatic hmods rhs = is_static False rhs
1271   where
1272   is_static :: Bool     -- True <=> in a constructor argument; must be atomic
1273           -> CoreExpr -> Bool
1274   
1275   is_static False (Lam b e) = isRuntimeVar b || is_static False e
1276   
1277   is_static in_arg (Note (SCC _) e) = False
1278   is_static in_arg (Note _ e)       = is_static in_arg e
1279   
1280   is_static in_arg (Lit lit)
1281     = case lit of
1282         MachLabel _ _ -> False
1283         other         -> True
1284         -- A MachLabel (foreign import "&foo") in an argument
1285         -- prevents a constructor application from being static.  The
1286         -- reason is that it might give rise to unresolvable symbols
1287         -- in the object file: under Linux, references to "weak"
1288         -- symbols from the data segment give rise to "unresolvable
1289         -- relocation" errors at link time This might be due to a bug
1290         -- in the linker, but we'll work around it here anyway. 
1291         -- SDM 24/2/2004
1292   
1293   is_static in_arg other_expr = go other_expr 0
1294    where
1295     go (Var f) n_val_args
1296 #if mingw32_TARGET_OS
1297         | not (isDllName hmods (idName f))
1298 #endif
1299         =  saturated_data_con f n_val_args
1300         || (in_arg && n_val_args == 0)  
1301                 -- A naked un-applied variable is *not* deemed a static RHS
1302                 -- E.g.         f = g
1303                 -- Reason: better to update so that the indirection gets shorted
1304                 --         out, and the true value will be seen
1305                 -- NB: if you change this, you'll break the invariant that THUNK_STATICs
1306                 --     are always updatable.  If you do so, make sure that non-updatable
1307                 --     ones have enough space for their static link field!
1308
1309     go (App f a) n_val_args
1310         | isTypeArg a                    = go f n_val_args
1311         | not in_arg && is_static True a = go f (n_val_args + 1)
1312         -- The (not in_arg) checks that we aren't in a constructor argument;
1313         -- if we are, we don't allow (value) applications of any sort
1314         -- 
1315         -- NB. In case you wonder, args are sometimes not atomic.  eg.
1316         --   x = D# (1.0## /## 2.0##)
1317         -- can't float because /## can fail.
1318
1319     go (Note (SCC _) f) n_val_args = False
1320     go (Note _ f) n_val_args       = go f n_val_args
1321
1322     go other n_val_args = False
1323
1324     saturated_data_con f n_val_args
1325         = case isDataConWorkId_maybe f of
1326             Just dc -> n_val_args == dataConRepArity dc
1327             Nothing -> False
1328 \end{code}