add -fsimpleopt-before-flatten
[ghc-hetmet.git] / compiler / simplCore / OccurAnal.lhs
1 %
2 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
3 %
4 %************************************************************************
5 %*                                                                      *
6 \section[OccurAnal]{Occurrence analysis pass}
7 %*                                                                      *
8 %************************************************************************
9
10 The occurrence analyser re-typechecks a core expression, returning a new
11 core expression with (hopefully) improved usage information.
12
13 \begin{code}
14 module OccurAnal (
15         occurAnalysePgm, occurAnalyseExpr
16     ) where
17
18 #include "HsVersions.h"
19
20 import CoreSyn
21 import CoreFVs
22 import Type             ( tyVarsOfType )
23 import CoreUtils        ( exprIsTrivial, isDefaultAlt, mkCoerceI, isExpandableApp )
24 import Coercion         ( CoercionI(..), mkSymCoI )
25 import Id
26 import NameEnv
27 import NameSet
28 import Name             ( Name, localiseName )
29 import BasicTypes
30 import VarSet
31 import VarEnv
32 import Var              ( varUnique )
33 import Maybes           ( orElse )
34 import Digraph          ( SCC(..), stronglyConnCompFromEdgedVerticesR )
35 import PrelNames        ( buildIdKey, foldrIdKey, runSTRepIdKey, augmentIdKey )
36 import Unique
37 import UniqFM
38 import Util             ( mapAndUnzip, filterOut )
39 import Bag
40 import Outputable
41 import FastString
42 import Data.List
43 \end{code}
44
45
46 %************************************************************************
47 %*                                                                      *
48 \subsection[OccurAnal-main]{Counting occurrences: main function}
49 %*                                                                      *
50 %************************************************************************
51
52 Here's the externally-callable interface:
53
54 \begin{code}
55 occurAnalysePgm :: Maybe (Activation -> Bool) -> [CoreRule]
56                 -> [CoreBind] -> [CoreBind]
57 occurAnalysePgm active_rule imp_rules binds
58   = snd (go (initOccEnv active_rule imp_rules) binds)
59   where
60     initial_uds = addIdOccs emptyDetails (rulesFreeVars imp_rules)
61     -- The RULES keep things alive!
62
63     go :: OccEnv -> [CoreBind] -> (UsageDetails, [CoreBind])
64     go _ []
65         = (initial_uds, [])
66     go env (bind:binds)
67         = (final_usage, bind' ++ binds')
68         where
69            (bs_usage, binds')   = go env binds
70            (final_usage, bind') = occAnalBind env env bind bs_usage
71
72 occurAnalyseExpr :: CoreExpr -> CoreExpr
73         -- Do occurrence analysis, and discard occurence info returned
74 occurAnalyseExpr expr 
75   = snd (occAnal (initOccEnv all_active_rules []) expr)
76   where
77     -- To be conservative, we say that all inlines and rules are active
78     all_active_rules = Just (\_ -> True)
79 \end{code}
80
81
82 %************************************************************************
83 %*                                                                      *
84 \subsection[OccurAnal-main]{Counting occurrences: main function}
85 %*                                                                      *
86 %************************************************************************
87
88 Bindings
89 ~~~~~~~~
90
91 \begin{code}
92 occAnalBind :: OccEnv           -- The incoming OccEnv
93             -> OccEnv           -- Same, but trimmed by (binderOf bind)
94             -> CoreBind
95             -> UsageDetails             -- Usage details of scope
96             -> (UsageDetails,           -- Of the whole let(rec)
97                 [CoreBind])
98
99 occAnalBind env _ (NonRec binder rhs) body_usage
100   | isTyCoVar binder                    -- A type let; we don't gather usage info
101   = (body_usage, [NonRec binder rhs])
102
103   | not (binder `usedIn` body_usage)    -- It's not mentioned
104   = (body_usage, [])
105
106   | otherwise                   -- It's mentioned in the body
107   = (body_usage' +++ rhs_usage3, [NonRec tagged_binder rhs'])
108   where
109     (body_usage', tagged_binder) = tagBinder body_usage binder
110     (rhs_usage1, rhs')           = occAnalRhs env (Just tagged_binder) rhs
111     rhs_usage2 = addIdOccs rhs_usage1 (idUnfoldingVars binder)
112     rhs_usage3 = addIdOccs rhs_usage2 (idRuleVars binder)
113        -- See Note [Rules are extra RHSs] and Note [Rule dependency info]
114 \end{code}
115
116 Note [Dead code]
117 ~~~~~~~~~~~~~~~~
118 Dropping dead code for recursive bindings is done in a very simple way:
119
120         the entire set of bindings is dropped if none of its binders are
121         mentioned in its body; otherwise none are.
122
123 This seems to miss an obvious improvement.
124
125         letrec  f = ...g...
126                 g = ...f...
127         in
128         ...g...
129 ===>
130         letrec f = ...g...
131                g = ...(...g...)...
132         in
133         ...g...
134
135 Now 'f' is unused! But it's OK!  Dependency analysis will sort this
136 out into a letrec for 'g' and a 'let' for 'f', and then 'f' will get
137 dropped.  It isn't easy to do a perfect job in one blow.  Consider
138
139         letrec f = ...g...
140                g = ...h...
141                h = ...k...
142                k = ...m...
143                m = ...m...
144         in
145         ...m...
146
147
148 Note [Loop breaking and RULES]
149 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
150 Loop breaking is surprisingly subtle.  First read the section 4 of
151 "Secrets of the GHC inliner".  This describes our basic plan.
152
153 However things are made quite a bit more complicated by RULES.  Remember
154
155   * Note [Rules are extra RHSs]
156     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
157     A RULE for 'f' is like an extra RHS for 'f'. That way the "parent"
158     keeps the specialised "children" alive.  If the parent dies
159     (because it isn't referenced any more), then the children will die
160     too (unless they are already referenced directly).
161
162     To that end, we build a Rec group for each cyclic strongly
163     connected component,
164         *treating f's rules as extra RHSs for 'f'*.
165     More concretely, the SCC analysis runs on a graph with an edge
166     from f -> g iff g is mentioned in
167         (a) f's rhs
168         (b) f's RULES
169     These are rec_edges.
170
171     Under (b) we include variables free in *either* LHS *or* RHS of
172     the rule.  The former might seems silly, but see Note [Rule
173     dependency info].  So in Example [eftInt], eftInt and eftIntFB
174     will be put in the same Rec, even though their 'main' RHSs are
175     both non-recursive.
176
177   * Note [Rules are visible in their own rec group]
178     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
179     We want the rules for 'f' to be visible in f's right-hand side.
180     And we'd like them to be visible in other functions in f's Rec
181     group.  E.g. in Example [Specialisation rules] we want f' rule
182     to be visible in both f's RHS, and fs's RHS.
183
184     This means that we must simplify the RULEs first, before looking
185     at any of the definitions.  This is done by Simplify.simplRecBind,
186     when it calls addLetIdInfo.
187
188   * Note [Choosing loop breakers]
189     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
190     We avoid infinite inlinings by choosing loop breakers, and
191     ensuring that a loop breaker cuts each loop.  But what is a
192     "loop"?  In particular, a RULE is like an equation for 'f' that
193     is *always* inlined if it is applicable.  We do *not* disable
194     rules for loop-breakers.  It's up to whoever makes the rules to
195     make sure that the rules themselves always terminate.  See Note
196     [Rules for recursive functions] in Simplify.lhs
197
198     Hence, if
199         f's RHS (or its INLINE template if it has one) mentions g, and
200         g has a RULE that mentions h, and
201         h has a RULE that mentions f
202
203     then we *must* choose f to be a loop breaker.  In general, take the
204     free variables of f's RHS, and augment it with all the variables
205     reachable by RULES from those starting points.  That is the whole
206     reason for computing rule_fv_env in occAnalBind.  (Of course we
207     only consider free vars that are also binders in this Rec group.)
208     See also Note [Finding rule RHS free vars]
209
210     Note that when we compute this rule_fv_env, we only consider variables
211     free in the *RHS* of the rule, in contrast to the way we build the
212     Rec group in the first place (Note [Rule dependency info])
213
214     Note that if 'g' has RHS that mentions 'w', we should add w to
215     g's loop-breaker edges.  More concretely there is an edge from f -> g 
216     iff
217         (a) g is mentioned in f's RHS
218         (b) h is mentioned in f's RHS, and 
219             g appears in the RHS of a RULE of h
220             or a transitive sequence of rules starting with h
221
222     Note that in Example [eftInt], *neither* eftInt *nor* eftIntFB is
223     chosen as a loop breaker, because their RHSs don't mention each other.
224     And indeed both can be inlined safely.
225
226     Note that the edges of the graph we use for computing loop breakers
227     are not the same as the edges we use for computing the Rec blocks.
228     That's why we compute
229         rec_edges          for the Rec block analysis
230         loop_breaker_edges for the loop breaker analysis
231
232   * Note [Finding rule RHS free vars]
233     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
234     Consider this real example from Data Parallel Haskell
235          tagZero :: Array Int -> Array Tag
236          {-# INLINE [1] tagZeroes #-}
237          tagZero xs = pmap (\x -> fromBool (x==0)) xs
238
239          {-# RULES "tagZero" [~1] forall xs n.
240              pmap fromBool <blah blah> = tagZero xs #-}     
241     So tagZero's RHS mentions pmap, and pmap's RULE mentions tagZero.
242     However, tagZero can only be inlined in phase 1 and later, while
243     the RULE is only active *before* phase 1.  So there's no problem.
244
245     To make this work, we look for the RHS free vars only for
246     *active* rules.  That's the reason for the is_active argument
247     to idRhsRuleVars, and the occ_rule_act field of the OccEnv.
248  
249   * Note [Weak loop breakers]
250     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
251     There is a last nasty wrinkle.  Suppose we have
252
253         Rec { f = f_rhs
254               RULE f [] = g
255
256               h = h_rhs
257               g = h
258               ...more...
259         }
260
261     Remember that we simplify the RULES before any RHS (see Note
262     [Rules are visible in their own rec group] above).
263
264     So we must *not* postInlineUnconditionally 'g', even though
265     its RHS turns out to be trivial.  (I'm assuming that 'g' is
266     not choosen as a loop breaker.)  Why not?  Because then we
267     drop the binding for 'g', which leaves it out of scope in the
268     RULE!
269
270     We "solve" this by making g a "weak" or "rules-only" loop breaker,
271     with OccInfo = IAmLoopBreaker True.  A normal "strong" loop breaker
272     has IAmLoopBreaker False.  So
273
274                                 Inline  postInlineUnconditionally
275         IAmLoopBreaker False    no      no
276         IAmLoopBreaker True     yes     no
277         other                   yes     yes
278
279     The **sole** reason for this kind of loop breaker is so that
280     postInlineUnconditionally does not fire.  Ugh.
281
282   * Note [Rule dependency info]
283     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
284     The VarSet in a SpecInfo is used for dependency analysis in the
285     occurrence analyser.  We must track free vars in *both* lhs and rhs.  
286     Hence use of idRuleVars, rather than idRuleRhsVars in occAnalBind.
287     Why both? Consider
288         x = y
289         RULE f x = 4
290     Then if we substitute y for x, we'd better do so in the
291     rule's LHS too, so we'd better ensure the dependency is respected
292
293
294   * Note [Inline rules]
295     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
296     None of the above stuff about RULES applies to Inline Rules,
297     stored in a CoreUnfolding.  The unfolding, if any, is simplified
298     at the same time as the regular RHS of the function, so it should
299     be treated *exactly* like an extra RHS.
300
301     There is a danger that we'll be sub-optimal if we see this
302          f = ...f...
303          [INLINE f = ..no f...]
304     where f is recursive, but the INLINE is not. This can just about
305     happen with a sufficiently odd set of rules; eg
306
307         foo :: Int -> Int
308         {-# INLINE [1] foo #-}
309         foo x = x+1
310
311         bar :: Int -> Int
312         {-# INLINE [1] bar #-}
313         bar x = foo x + 1
314
315         {-# RULES "foo" [~1] forall x. foo x = bar x #-}
316
317     Here the RULE makes bar recursive; but it's INLINE pragma remains
318     non-recursive. It's tempting to then say that 'bar' should not be
319     a loop breaker, but an attempt to do so goes wrong in two ways:
320        a) We may get
321              $df = ...$cfoo...
322              $cfoo = ...$df....
323              [INLINE $cfoo = ...no-$df...]
324           But we want $cfoo to depend on $df explicitly so that we
325           put the bindings in the right order to inline $df in $cfoo
326           and perhaps break the loop altogether.  (Maybe this
327        b)
328
329
330
331 Example [eftInt]
332 ~~~~~~~~~~~~~~~
333 Example (from GHC.Enum):
334
335   eftInt :: Int# -> Int# -> [Int]
336   eftInt x y = ...(non-recursive)...
337
338   {-# INLINE [0] eftIntFB #-}
339   eftIntFB :: (Int -> r -> r) -> r -> Int# -> Int# -> r
340   eftIntFB c n x y = ...(non-recursive)...
341
342   {-# RULES
343   "eftInt"  [~1] forall x y. eftInt x y = build (\ c n -> eftIntFB c n x y)
344   "eftIntList"  [1] eftIntFB  (:) [] = eftInt
345    #-}
346
347 Example [Specialisation rules]
348 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
349 Consider this group, which is typical of what SpecConstr builds:
350
351    fs a = ....f (C a)....
352    f  x = ....f (C a)....
353    {-# RULE f (C a) = fs a #-}
354
355 So 'f' and 'fs' are in the same Rec group (since f refers to fs via its RULE).
356
357 But watch out!  If 'fs' is not chosen as a loop breaker, we may get an infinite loop:
358         - the RULE is applied in f's RHS (see Note [Self-recursive rules] in Simplify
359         - fs is inlined (say it's small)
360         - now there's another opportunity to apply the RULE
361
362 This showed up when compiling Control.Concurrent.Chan.getChanContents.
363
364
365 \begin{code}
366 occAnalBind _ env (Rec pairs) body_usage
367   = foldr (occAnalRec env) (body_usage, []) sccs
368         -- For a recursive group, we 
369         --      * occ-analyse all the RHSs
370         --      * compute strongly-connected components
371         --      * feed those components to occAnalRec
372   where
373     -------------Dependency analysis ------------------------------
374     bndr_set = mkVarSet (map fst pairs)
375
376     sccs :: [SCC (Node Details)]
377     sccs = {-# SCC "occAnalBind.scc" #-} stronglyConnCompFromEdgedVerticesR rec_edges
378
379     rec_edges :: [Node Details]
380     rec_edges = {-# SCC "occAnalBind.assoc" #-}  map make_node pairs
381     
382     make_node (bndr, rhs)
383         = (details, varUnique bndr, keysUFM out_edges)
384         where
385           details = ND { nd_bndr = bndr, nd_rhs = rhs'
386                        , nd_uds = rhs_usage3, nd_inl = inl_fvs}
387
388           (rhs_usage1, rhs') = occAnalRhs env Nothing rhs
389           rhs_usage2 = addIdOccs rhs_usage1 rule_fvs -- Note [Rules are extra RHSs]
390           rhs_usage3 = addIdOccs rhs_usage2 unf_fvs
391           unf        = realIdUnfolding bndr     -- Ignore any current loop-breaker flag
392           unf_fvs    = stableUnfoldingVars unf
393           rule_fvs   = idRuleVars bndr          -- See Note [Rule dependency info]
394
395           inl_fvs   = rhs_fvs `unionVarSet` unf_fvs
396           rhs_fvs   = intersectUFM_C (\b _ -> b) bndr_set rhs_usage1
397           out_edges = intersectUFM_C (\b _ -> b) bndr_set rhs_usage3
398         -- (a -> b) means a mentions b
399         -- Given the usage details (a UFM that gives occ info for each free var of
400         -- the RHS) we can get the list of free vars -- or rather their Int keys --
401         -- by just extracting the keys from the finite map.  Grimy, but fast.
402         -- Previously we had this:
403         --      [ bndr | bndr <- bndrs,
404         --               maybeToBool (lookupVarEnv rhs_usage bndr)]
405         -- which has n**2 cost, and this meant that edges_from alone
406         -- consumed 10% of total runtime!
407
408 -----------------------------
409 occAnalRec :: OccEnv -> SCC (Node Details)
410            -> (UsageDetails, [CoreBind])
411            -> (UsageDetails, [CoreBind])
412
413         -- The NonRec case is just like a Let (NonRec ...) above
414 occAnalRec _ (AcyclicSCC (ND { nd_bndr = bndr, nd_rhs = rhs, nd_uds = rhs_usage}, _, _))
415              (body_usage, binds)
416   | not (bndr `usedIn` body_usage) 
417   = (body_usage, binds)
418
419   | otherwise                   -- It's mentioned in the body
420   = (body_usage' +++ rhs_usage, 
421      NonRec tagged_bndr rhs : binds)
422   where
423     (body_usage', tagged_bndr) = tagBinder body_usage bndr
424
425
426         -- The Rec case is the interesting one
427         -- See Note [Loop breaking]
428 occAnalRec env (CyclicSCC nodes) (body_usage, binds)
429   | not (any (`usedIn` body_usage) bndrs)       -- NB: look at body_usage, not total_usage
430   = (body_usage, binds)                         -- Dead code
431
432   | otherwise   -- At this point we always build a single Rec
433   = (final_usage, Rec pairs : binds)
434
435   where
436     bndrs    = [b | (ND { nd_bndr = b }, _, _) <- nodes]
437     bndr_set = mkVarSet bndrs
438     non_boring bndr = isId bndr &&
439                       (isStableUnfolding (realIdUnfolding bndr) || idHasRules bndr)
440
441         ----------------------------
442         -- Tag the binders with their occurrence info
443     total_usage = foldl add_usage body_usage nodes
444     add_usage usage_so_far (ND { nd_uds = rhs_usage }, _, _) = usage_so_far +++ rhs_usage
445     (final_usage, tagged_nodes) = mapAccumL tag_node total_usage nodes
446
447     tag_node :: UsageDetails -> Node Details -> (UsageDetails, Node Details)
448         -- (a) Tag the binders in the details with occ info
449         -- (b) Mark the binder with "weak loop-breaker" OccInfo 
450         --      saying "no preInlineUnconditionally" if it is used
451         --      in any rule (lhs or rhs) of the recursive group
452         --      See Note [Weak loop breakers]
453     tag_node usage (details@ND { nd_bndr = bndr }, k, ks)
454       = (usage `delVarEnv` bndr, (details { nd_bndr = bndr2 }, k, ks))
455       where
456         bndr2 | bndr `elemVarSet` all_rule_fvs = makeLoopBreaker True bndr1
457               | otherwise                      = bndr1
458         bndr1 = setBinderOcc usage bndr
459     all_rule_fvs = bndr_set `intersectVarSet` foldr (unionVarSet . idRuleVars) 
460                                                     emptyVarSet bndrs
461
462         ----------------------------
463         -- Now reconstruct the cycle
464     pairs | any non_boring bndrs
465           = foldr (reOrderRec 0) [] $
466             stronglyConnCompFromEdgedVerticesR loop_breaker_edges
467           | otherwise
468           = reOrderCycle 0 tagged_nodes []
469
470         -- See Note [Choosing loop breakers] for loop_breaker_edges
471     loop_breaker_edges = map mk_node tagged_nodes
472     mk_node (details@(ND { nd_inl = inl_fvs }), k, _) = (details, k, new_ks)
473         where
474           new_ks = keysUFM (fst (extendFvs rule_fv_env inl_fvs))
475
476     ------------------------------------
477     rule_fv_env :: IdEnv IdSet  -- Variables from this group mentioned in RHS of rules
478                                 -- Domain is *subset* of bound vars (others have no rule fvs)
479     rule_fv_env = transClosureFV init_rule_fvs
480     init_rule_fvs
481       | Just is_active <- occ_rule_act env  -- See Note [Finding rule RHS free vars]
482       = [ (b, rule_fvs)
483         | b <- bndrs
484         , isId b
485         , let rule_fvs = idRuleRhsVars is_active b
486                          `intersectVarSet` bndr_set
487         , not (isEmptyVarSet rule_fvs)]
488       | otherwise 
489       = []
490 \end{code}
491
492 @reOrderRec@ is applied to the list of (binder,rhs) pairs for a cyclic
493 strongly connected component (there's guaranteed to be a cycle).  It returns the
494 same pairs, but
495         a) in a better order,
496         b) with some of the Ids having a IAmALoopBreaker pragma
497
498 The "loop-breaker" Ids are sufficient to break all cycles in the SCC.  This means
499 that the simplifier can guarantee not to loop provided it never records an inlining
500 for these no-inline guys.
501
502 Furthermore, the order of the binds is such that if we neglect dependencies
503 on the no-inline Ids then the binds are topologically sorted.  This means
504 that the simplifier will generally do a good job if it works from top bottom,
505 recording inlinings for any Ids which aren't marked as "no-inline" as it goes.
506
507 ==============
508 [June 98: I don't understand the following paragraphs, and I've
509           changed the a=b case again so that it isn't a special case any more.]
510
511 Here's a case that bit me:
512
513         letrec
514                 a = b
515                 b = \x. BIG
516         in
517         ...a...a...a....
518
519 Re-ordering doesn't change the order of bindings, but there was no loop-breaker.
520
521 My solution was to make a=b bindings record b as Many, rather like INLINE bindings.
522 Perhaps something cleverer would suffice.
523 ===============
524
525
526 \begin{code}
527 type Node details = (details, Unique, [Unique]) -- The Ints are gotten from the Unique,
528                                                 -- which is gotten from the Id.
529 data Details
530   = ND { nd_bndr :: Id          -- Binder
531        , nd_rhs  :: CoreExpr    -- RHS
532
533        , nd_uds  :: UsageDetails  -- Usage from RHS,
534                                   -- including RULES and InlineRule unfolding
535
536        , nd_inl  :: IdSet       -- Other binders *from this Rec group* mentioned in
537        }                        --   its InlineRule unfolding (if present)
538                                 --   AND the  RHS
539                                 -- but *excluding* any RULES
540                                 -- This is the IdSet that may be used if the Id is inlined
541
542 reOrderRec :: Int -> SCC (Node Details)
543            -> [(Id,CoreExpr)] -> [(Id,CoreExpr)]
544 -- Sorted into a plausible order.  Enough of the Ids have
545 --      IAmALoopBreaker pragmas that there are no loops left.
546 reOrderRec _ (AcyclicSCC (ND { nd_bndr = bndr, nd_rhs = rhs }, _, _))
547                                    pairs = (bndr, rhs) : pairs
548 reOrderRec depth (CyclicSCC cycle) pairs = reOrderCycle depth cycle pairs
549
550 reOrderCycle :: Int -> [Node Details] -> [(Id,CoreExpr)] -> [(Id,CoreExpr)]
551 reOrderCycle _ [] _
552   = panic "reOrderCycle"
553 reOrderCycle _ [(ND { nd_bndr = bndr, nd_rhs = rhs }, _, _)] pairs
554   =    -- Common case of simple self-recursion
555     (makeLoopBreaker False bndr, rhs) : pairs
556
557 reOrderCycle depth (bind : binds) pairs
558   =     -- Choose a loop breaker, mark it no-inline,
559         -- do SCC analysis on the rest, and recursively sort them out
560 --    pprTrace "reOrderCycle" (ppr [b | (ND { nd_bndr = b }, _, _) <- bind:binds]) $
561     foldr (reOrderRec new_depth)
562           ([ (makeLoopBreaker False bndr, rhs) 
563            | (ND { nd_bndr = bndr, nd_rhs = rhs }, _, _) <- chosen_binds] ++ pairs)
564           (stronglyConnCompFromEdgedVerticesR unchosen) 
565   where
566     (chosen_binds, unchosen) = choose_loop_breaker [bind] (score bind) [] binds
567
568     approximate_loop_breaker = depth >= 2
569     new_depth | approximate_loop_breaker = 0
570               | otherwise                = depth+1
571         -- After two iterations (d=0, d=1) give up
572         -- and approximate, returning to d=0
573
574         -- This loop looks for the bind with the lowest score
575         -- to pick as the loop  breaker.  The rest accumulate in
576     choose_loop_breaker loop_binds _loop_sc acc []
577         = (loop_binds, acc)        -- Done
578
579         -- If approximate_loop_breaker is True, we pick *all*
580         -- nodes with lowest score, else just one
581         -- See Note [Complexity of loop breaking]
582     choose_loop_breaker loop_binds loop_sc acc (bind : binds)
583         | sc < loop_sc  -- Lower score so pick this new one
584         = choose_loop_breaker [bind] sc (loop_binds ++ acc) binds
585
586         | approximate_loop_breaker && sc == loop_sc
587         = choose_loop_breaker (bind : loop_binds) loop_sc acc binds
588         
589         | otherwise     -- Higher score so don't pick it
590         = choose_loop_breaker loop_binds loop_sc (bind : acc) binds
591         where
592           sc = score bind
593
594     score :: Node Details -> Int        -- Higher score => less likely to be picked as loop breaker
595     score (ND { nd_bndr = bndr, nd_rhs = rhs }, _, _)
596         | not (isId bndr) = 100     -- A type or cercion variable is never a loop breaker
597
598         | isDFunId bndr = 9   -- Never choose a DFun as a loop breaker
599                               -- Note [DFuns should not be loop breakers]
600
601         | Just inl_source <- isStableCoreUnfolding_maybe (idUnfolding bndr)
602         = case inl_source of
603              InlineWrapper {} -> 10  -- Note [INLINE pragmas]
604              _other           ->  3  -- Data structures are more important than this
605                                      -- so that dictionary/method recursion unravels
606                 -- Note that this case hits all InlineRule things, so we
607                 -- never look at 'rhs for InlineRule stuff. That's right, because
608                 -- 'rhs' is irrelevant for inlining things with an InlineRule
609                 
610         | is_con_app rhs = 5  -- Data types help with cases: Note [Constructor applications]
611                 
612         | exprIsTrivial rhs = 10  -- Practically certain to be inlined
613                 -- Used to have also: && not (isExportedId bndr)
614                 -- But I found this sometimes cost an extra iteration when we have
615                 --      rec { d = (a,b); a = ...df...; b = ...df...; df = d }
616                 -- where df is the exported dictionary. Then df makes a really
617                 -- bad choice for loop breaker
618
619         
620 -- If an Id is marked "never inline" then it makes a great loop breaker
621 -- The only reason for not checking that here is that it is rare
622 -- and I've never seen a situation where it makes a difference,
623 -- so it probably isn't worth the time to test on every binder
624 --      | isNeverActive (idInlinePragma bndr) = -10
625
626         | isOneOcc (idOccInfo bndr) = 2  -- Likely to be inlined
627
628         | canUnfold (realIdUnfolding bndr) = 1
629                 -- The Id has some kind of unfolding
630                 -- Ignore loop-breaker-ness here because that is what we are setting!
631
632         | otherwise = 0
633
634         -- Checking for a constructor application
635         -- Cheap and cheerful; the simplifer moves casts out of the way
636         -- The lambda case is important to spot x = /\a. C (f a)
637         -- which comes up when C is a dictionary constructor and
638         -- f is a default method.
639         -- Example: the instance for Show (ST s a) in GHC.ST
640         --
641         -- However we *also* treat (\x. C p q) as a con-app-like thing,
642         --      Note [Closure conversion]
643     is_con_app (Var v)    = isConLikeId v
644     is_con_app (App f _)  = is_con_app f
645     is_con_app (Lam _ e)  = is_con_app e
646     is_con_app (Note _ e) = is_con_app e
647     is_con_app _          = False
648
649 makeLoopBreaker :: Bool -> Id -> Id
650 -- Set the loop-breaker flag: see Note [Weak loop breakers]
651 makeLoopBreaker weak bndr 
652   = ASSERT2( isId bndr, ppr bndr ) setIdOccInfo bndr (IAmALoopBreaker weak)
653 \end{code}
654
655 Note [Complexity of loop breaking]
656 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
657 The loop-breaking algorithm knocks out one binder at a time, and 
658 performs a new SCC analysis on the remaining binders.  That can
659 behave very badly in tightly-coupled groups of bindings; in the
660 worst case it can be (N**2)*log N, because it does a full SCC
661 on N, then N-1, then N-2 and so on.
662
663 To avoid this, we switch plans after 2 (or whatever) attempts:
664   Plan A: pick one binder with the lowest score, make it
665           a loop breaker, and try again
666   Plan B: pick *all* binders with the lowest score, make them
667           all loop breakers, and try again 
668 Since there are only a small finite number of scores, this will
669 terminate in a constant number of iterations, rather than O(N)
670 iterations.
671
672 You might thing that it's very unlikely, but RULES make it much
673 more likely.  Here's a real example from Trac #1969:
674   Rec { $dm = \d.\x. op d
675         {-# RULES forall d. $dm Int d  = $s$dm1
676                   forall d. $dm Bool d = $s$dm2 #-}
677         
678         dInt = MkD .... opInt ...
679         dInt = MkD .... opBool ...
680         opInt  = $dm dInt
681         opBool = $dm dBool
682
683         $s$dm1 = \x. op dInt
684         $s$dm2 = \x. op dBool }
685 The RULES stuff means that we can't choose $dm as a loop breaker
686 (Note [Choosing loop breakers]), so we must choose at least (say)
687 opInt *and* opBool, and so on.  The number of loop breakders is
688 linear in the number of instance declarations.
689
690 Note [INLINE pragmas]
691 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
692 Avoid choosing a function with an INLINE pramga as the loop breaker!  
693 If such a function is mutually-recursive with a non-INLINE thing,
694 then the latter should be the loop-breaker.
695
696 Usually this is just a question of optimisation. But a particularly
697 bad case is wrappers generated by the demand analyser: if you make
698 then into a loop breaker you may get an infinite inlining loop.  For
699 example:
700   rec {
701         $wfoo x = ....foo x....
702
703         {-loop brk-} foo x = ...$wfoo x...
704   }
705 The interface file sees the unfolding for $wfoo, and sees that foo is
706 strict (and hence it gets an auto-generated wrapper).  Result: an
707 infinite inlining in the importing scope.  So be a bit careful if you
708 change this.  A good example is Tree.repTree in
709 nofib/spectral/minimax. If the repTree wrapper is chosen as the loop
710 breaker then compiling Game.hs goes into an infinite loop.  This
711 happened when we gave is_con_app a lower score than inline candidates:
712
713   Tree.repTree
714     = __inline_me (/\a. \w w1 w2 -> 
715                    case Tree.$wrepTree @ a w w1 w2 of
716                     { (# ww1, ww2 #) -> Branch @ a ww1 ww2 })
717   Tree.$wrepTree
718     = /\a w w1 w2 -> 
719       (# w2_smP, map a (Tree a) (Tree.repTree a w1 w) (w w2) #)
720
721 Here we do *not* want to choose 'repTree' as the loop breaker.
722
723 Note [DFuns should not be loop breakers]
724 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
725 It's particularly bad to make a DFun into a loop breaker.  See
726 Note [How instance declarations are translated] in TcInstDcls
727
728 We give DFuns a higher score than ordinary CONLIKE things because 
729 if there's a choice we want the DFun to be the non-looop breker. Eg
730  
731 rec { sc = /\ a \$dC. $fBWrap (T a) ($fCT @ a $dC)
732
733       $fCT :: forall a_afE. (Roman.C a_afE) => Roman.C (Roman.T a_afE)
734       {-# DFUN #-}
735       $fCT = /\a \$dC. MkD (T a) ((sc @ a $dC) |> blah) ($ctoF @ a $dC)
736     }
737
738 Here 'sc' (the superclass) looks CONLIKE, but we'll never get to it
739 if we can't unravel the DFun first.
740
741 Note [Constructor applications]
742 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
743 It's really really important to inline dictionaries.  Real
744 example (the Enum Ordering instance from GHC.Base):
745
746      rec     f = \ x -> case d of (p,q,r) -> p x
747              g = \ x -> case d of (p,q,r) -> q x
748              d = (v, f, g)
749
750 Here, f and g occur just once; but we can't inline them into d.
751 On the other hand we *could* simplify those case expressions if
752 we didn't stupidly choose d as the loop breaker.
753 But we won't because constructor args are marked "Many".
754 Inlining dictionaries is really essential to unravelling
755 the loops in static numeric dictionaries, see GHC.Float.
756
757 Note [Closure conversion]
758 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
759 We treat (\x. C p q) as a high-score candidate in the letrec scoring algorithm.
760 The immediate motivation came from the result of a closure-conversion transformation
761 which generated code like this:
762
763     data Clo a b = forall c. Clo (c -> a -> b) c
764
765     ($:) :: Clo a b -> a -> b
766     Clo f env $: x = f env x
767
768     rec { plus = Clo plus1 ()
769
770         ; plus1 _ n = Clo plus2 n
771
772         ; plus2 Zero     n = n
773         ; plus2 (Succ m) n = Succ (plus $: m $: n) }
774
775 If we inline 'plus' and 'plus1', everything unravels nicely.  But if
776 we choose 'plus1' as the loop breaker (which is entirely possible
777 otherwise), the loop does not unravel nicely.
778
779
780 @occAnalRhs@ deals with the question of bindings where the Id is marked
781 by an INLINE pragma.  For these we record that anything which occurs
782 in its RHS occurs many times.  This pessimistically assumes that ths
783 inlined binder also occurs many times in its scope, but if it doesn't
784 we'll catch it next time round.  At worst this costs an extra simplifier pass.
785 ToDo: try using the occurrence info for the inline'd binder.
786
787 [March 97] We do the same for atomic RHSs.  Reason: see notes with reOrderRec.
788 [June 98, SLPJ]  I've undone this change; I don't understand it.  See notes with reOrderRec.
789
790
791 \begin{code}
792 occAnalRhs :: OccEnv
793            -> Maybe Id -> CoreExpr    -- Binder and rhs
794                  -- Just b  => non-rec, and alrady tagged with occurrence info
795                  -- Nothing => Rec, no occ info
796            -> (UsageDetails, CoreExpr)
797               -- Returned usage details covers only the RHS,
798               -- and *not* the RULE or INLINE template for the Id
799 occAnalRhs env mb_bndr rhs
800   = occAnal ctxt rhs
801   where
802     -- See Note [Cascading inlines]
803     ctxt = case mb_bndr of
804              Just b | certainly_inline b -> env
805              _other                      -> rhsCtxt env
806
807     certainly_inline bndr  -- See Note [Cascading inlines]
808       = case idOccInfo bndr of
809           OneOcc in_lam one_br _ -> not in_lam && one_br && active && not_stable
810           _                      -> False
811       where
812         active     = isAlwaysActive (idInlineActivation bndr)
813         not_stable = not (isStableUnfolding (idUnfolding bndr))
814
815 addIdOccs :: UsageDetails -> VarSet -> UsageDetails
816 addIdOccs usage id_set = foldVarSet add usage id_set
817   where
818     add v u | isId v    = addOneOcc u v NoOccInfo
819             | otherwise = u
820         -- Give a non-committal binder info (i.e NoOccInfo) because
821         --   a) Many copies of the specialised thing can appear
822         --   b) We don't want to substitute a BIG expression inside a RULE
823         --      even if that's the only occurrence of the thing
824         --      (Same goes for INLINE.)
825 \end{code}
826
827 Note [Cascading inlines]
828 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
829 By default we use an rhsCtxt for the RHS of a binding.  This tells the
830 occ anal n that it's looking at an RHS, which has an effect in
831 occAnalApp.  In particular, for constructor applications, it makes
832 the arguments appear to have NoOccInfo, so that we don't inline into
833 them. Thus    x = f y
834               k = Just x
835 we do not want to inline x.
836
837 But there's a problem.  Consider
838      x1 = a0 : []
839      x2 = a1 : x1
840      x3 = a2 : x2
841      g  = f x3
842 First time round, it looks as if x1 and x2 occur as an arg of a
843 let-bound constructor ==> give them a many-occurrence.
844 But then x3 is inlined (unconditionally as it happens) and
845 next time round, x2 will be, and the next time round x1 will be
846 Result: multiple simplifier iterations.  Sigh.
847
848 So, when analysing the RHS of x3 we notice that x3 will itself
849 definitely inline the next time round, and so we analyse x3's rhs in
850 an ordinary context, not rhsCtxt.  Hence the "certainly_inline" stuff.
851
852 Annoyingly, we have to approximiate SimplUtils.preInlineUnconditionally.
853 If we say "yes" when preInlineUnconditionally says "no" the simplifier iterates
854 indefinitely:
855         x = f y
856         k = Just x
857 inline ==>
858         k = Just (f y)
859 float ==>
860         x1 = f y
861         k = Just x1
862
863 This is worse than the slow cascade, so we only want to say "certainly_inline"
864 if it really is certain.  Look at the note with preInlineUnconditionally
865 for the various clauses.
866
867 Expressions
868 ~~~~~~~~~~~
869 \begin{code}
870 occAnal :: OccEnv
871         -> CoreExpr
872         -> (UsageDetails,       -- Gives info only about the "interesting" Ids
873             CoreExpr)
874
875 occAnal _   (Type t)  = (emptyDetails, Type t)
876 occAnal env (Var v)   = (mkOneOcc env v False, Var v)
877     -- At one stage, I gathered the idRuleVars for v here too,
878     -- which in a way is the right thing to do.
879     -- But that went wrong right after specialisation, when
880     -- the *occurrences* of the overloaded function didn't have any
881     -- rules in them, so the *specialised* versions looked as if they
882     -- weren't used at all.
883 \end{code}
884
885 We regard variables that occur as constructor arguments as "dangerousToDup":
886
887 \begin{verbatim}
888 module A where
889 f x = let y = expensive x in
890       let z = (True,y) in
891       (case z of {(p,q)->q}, case z of {(p,q)->q})
892 \end{verbatim}
893
894 We feel free to duplicate the WHNF (True,y), but that means
895 that y may be duplicated thereby.
896
897 If we aren't careful we duplicate the (expensive x) call!
898 Constructors are rather like lambdas in this way.
899
900 \begin{code}
901 occAnal _   expr@(Lit _) = (emptyDetails, expr)
902 \end{code}
903
904 \begin{code}
905 occAnal env (Note note@(SCC _) body)
906   = case occAnal env body of { (usage, body') ->
907     (mapVarEnv markInsideSCC usage, Note note body')
908     }
909
910 occAnal env (Note note body)
911   = case occAnal env body of { (usage, body') ->
912     (usage, Note note body')
913     }
914
915 occAnal env (Cast expr co)
916   = case occAnal env expr of { (usage, expr') ->
917       (markManyIf (isRhsEnv env) usage, Cast expr' co)
918         -- If we see let x = y `cast` co
919         -- then mark y as 'Many' so that we don't
920         -- immediately inline y again.
921     }
922 \end{code}
923
924 \begin{code}
925 occAnal env app@(App _ _)
926   = occAnalApp env (collectArgs app)
927
928 -- Ignore type variables altogether
929 --   (a) occurrences inside type lambdas only not marked as InsideLam
930 --   (b) type variables not in environment
931
932 occAnal env (Lam x body) | isTyCoVar x
933   = case occAnal env body of { (body_usage, body') ->
934     (body_usage, Lam x body')
935     }
936
937 -- For value lambdas we do a special hack.  Consider
938 --      (\x. \y. ...x...)
939 -- If we did nothing, x is used inside the \y, so would be marked
940 -- as dangerous to dup.  But in the common case where the abstraction
941 -- is applied to two arguments this is over-pessimistic.
942 -- So instead, we just mark each binder with its occurrence
943 -- info in the *body* of the multiple lambda.
944 -- Then, the simplifier is careful when partially applying lambdas.
945
946 occAnal env expr@(Lam _ _)
947   = case occAnal env_body body of { (body_usage, body') ->
948     let
949         (final_usage, tagged_binders) = tagLamBinders body_usage binders'
950                       -- Use binders' to put one-shot info on the lambdas
951
952         --      URGH!  Sept 99: we don't seem to be able to use binders' here, because
953         --      we get linear-typed things in the resulting program that we can't handle yet.
954         --      (e.g. PrelShow)  TODO
955
956         really_final_usage = if linear then
957                                 final_usage
958                              else
959                                 mapVarEnv markInsideLam final_usage
960     in
961     (really_final_usage,
962      mkLams tagged_binders body') }
963   where
964     env_body        = vanillaCtxt (trimOccEnv env binders)
965                         -- Body is (no longer) an RhsContext
966     (binders, body) = collectBinders expr
967     binders'        = oneShotGroup env binders
968     linear          = all is_one_shot binders'
969     is_one_shot b   = isId b && isOneShotBndr b
970
971 occAnal env (Case scrut bndr ty alts)
972   = case occ_anal_scrut scrut alts     of { (scrut_usage, scrut') ->
973     case mapAndUnzip occ_anal_alt alts of { (alts_usage_s, alts')   ->
974     let
975         alts_usage  = foldr1 combineAltsUsageDetails alts_usage_s
976         (alts_usage1, tagged_bndr) = tag_case_bndr alts_usage bndr
977         total_usage = scrut_usage +++ alts_usage1
978     in
979     total_usage `seq` (total_usage, Case scrut' tagged_bndr ty alts') }}
980   where
981         -- Note [Case binder usage]     
982         -- ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
983         -- The case binder gets a usage of either "many" or "dead", never "one".
984         -- Reason: we like to inline single occurrences, to eliminate a binding,
985         -- but inlining a case binder *doesn't* eliminate a binding.
986         -- We *don't* want to transform
987         --      case x of w { (p,q) -> f w }
988         -- into
989         --      case x of w { (p,q) -> f (p,q) }
990     tag_case_bndr usage bndr
991       = case lookupVarEnv usage bndr of
992           Nothing -> (usage,                  setIdOccInfo bndr IAmDead)
993           Just _  -> (usage `delVarEnv` bndr, setIdOccInfo bndr NoOccInfo)
994
995     alt_env      = mkAltEnv env scrut bndr
996     occ_anal_alt = occAnalAlt alt_env bndr
997
998     occ_anal_scrut (Var v) (alt1 : other_alts)
999         | not (null other_alts) || not (isDefaultAlt alt1)
1000         = (mkOneOcc env v True, Var v)  -- The 'True' says that the variable occurs
1001                                         -- in an interesting context; the case has
1002                                         -- at least one non-default alternative
1003     occ_anal_scrut scrut _alts  
1004         = occAnal (vanillaCtxt env) scrut    -- No need for rhsCtxt
1005
1006 occAnal env (Let bind body)
1007   = case occAnal env_body body                    of { (body_usage, body') ->
1008     case occAnalBind env env_body bind body_usage of { (final_usage, new_binds) ->
1009        (final_usage, mkLets new_binds body') }}
1010   where
1011     env_body = trimOccEnv env (bindersOf bind)
1012
1013 occAnalArgs :: OccEnv -> [CoreExpr] -> (UsageDetails, [CoreExpr])
1014 occAnalArgs env args
1015   = case mapAndUnzip (occAnal arg_env) args of  { (arg_uds_s, args') ->
1016     (foldr (+++) emptyDetails arg_uds_s, args')}
1017   where
1018     arg_env = vanillaCtxt env
1019 \end{code}
1020
1021 Applications are dealt with specially because we want
1022 the "build hack" to work.
1023
1024 \begin{code}
1025 occAnalApp :: OccEnv
1026            -> (Expr CoreBndr, [Arg CoreBndr])
1027            -> (UsageDetails, Expr CoreBndr)
1028 occAnalApp env (Var fun, args)
1029   = case args_stuff of { (args_uds, args') ->
1030     let
1031        final_args_uds = markManyIf (isRhsEnv env && is_exp) args_uds
1032           -- We mark the free vars of the argument of a constructor or PAP
1033           -- as "many", if it is the RHS of a let(rec).
1034           -- This means that nothing gets inlined into a constructor argument
1035           -- position, which is what we want.  Typically those constructor
1036           -- arguments are just variables, or trivial expressions.
1037           --
1038           -- This is the *whole point* of the isRhsEnv predicate
1039     in
1040     (fun_uds +++ final_args_uds, mkApps (Var fun) args') }
1041   where
1042     fun_uniq = idUnique fun
1043     fun_uds  = mkOneOcc env fun (valArgCount args > 0)
1044     is_exp = isExpandableApp fun (valArgCount args)
1045            -- See Note [CONLIKE pragma] in BasicTypes
1046            -- The definition of is_exp should match that in
1047            -- Simplify.prepareRhs
1048
1049                 -- Hack for build, fold, runST
1050     args_stuff  | fun_uniq == buildIdKey    = appSpecial env 2 [True,True]  args
1051                 | fun_uniq == augmentIdKey  = appSpecial env 2 [True,True]  args
1052                 | fun_uniq == foldrIdKey    = appSpecial env 3 [False,True] args
1053                 | fun_uniq == runSTRepIdKey = appSpecial env 2 [True]       args
1054                         -- (foldr k z xs) may call k many times, but it never
1055                         -- shares a partial application of k; hence [False,True]
1056                         -- This means we can optimise
1057                         --      foldr (\x -> let v = ...x... in \y -> ...v...) z xs
1058                         -- by floating in the v
1059
1060                 | otherwise = occAnalArgs env args
1061
1062
1063 occAnalApp env (fun, args)
1064   = case occAnal (addAppCtxt env args) fun of   { (fun_uds, fun') ->
1065         -- The addAppCtxt is a bit cunning.  One iteration of the simplifier
1066         -- often leaves behind beta redexs like
1067         --      (\x y -> e) a1 a2
1068         -- Here we would like to mark x,y as one-shot, and treat the whole
1069         -- thing much like a let.  We do this by pushing some True items
1070         -- onto the context stack.
1071
1072     case occAnalArgs env args of        { (args_uds, args') ->
1073     let
1074         final_uds = fun_uds +++ args_uds
1075     in
1076     (final_uds, mkApps fun' args') }}
1077
1078
1079 markManyIf :: Bool              -- If this is true
1080            -> UsageDetails      -- Then do markMany on this
1081            -> UsageDetails
1082 markManyIf True  uds = mapVarEnv markMany uds
1083 markManyIf False uds = uds
1084
1085 appSpecial :: OccEnv
1086            -> Int -> CtxtTy     -- Argument number, and context to use for it
1087            -> [CoreExpr]
1088            -> (UsageDetails, [CoreExpr])
1089 appSpecial env n ctxt args
1090   = go n args
1091   where
1092     arg_env = vanillaCtxt env
1093
1094     go _ [] = (emptyDetails, [])        -- Too few args
1095
1096     go 1 (arg:args)                     -- The magic arg
1097       = case occAnal (setCtxtTy arg_env ctxt) arg of    { (arg_uds, arg') ->
1098         case occAnalArgs env args of                    { (args_uds, args') ->
1099         (arg_uds +++ args_uds, arg':args') }}
1100
1101     go n (arg:args)
1102       = case occAnal arg_env arg of     { (arg_uds, arg') ->
1103         case go (n-1) args of           { (args_uds, args') ->
1104         (arg_uds +++ args_uds, arg':args') }}
1105 \end{code}
1106
1107
1108 Note [Binders in case alternatives]
1109 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1110 Consider
1111     case x of y { (a,b) -> f y }
1112 We treat 'a', 'b' as dead, because they don't physically occur in the
1113 case alternative.  (Indeed, a variable is dead iff it doesn't occur in
1114 its scope in the output of OccAnal.)  It really helps to know when
1115 binders are unused.  See esp the call to isDeadBinder in
1116 Simplify.mkDupableAlt
1117
1118 In this example, though, the Simplifier will bring 'a' and 'b' back to
1119 life, beause it binds 'y' to (a,b) (imagine got inlined and
1120 scrutinised y).
1121
1122 \begin{code}
1123 occAnalAlt :: OccEnv
1124            -> CoreBndr
1125            -> CoreAlt
1126            -> (UsageDetails, Alt IdWithOccInfo)
1127 occAnalAlt env case_bndr (con, bndrs, rhs)
1128   = let 
1129         env' = trimOccEnv env bndrs
1130     in 
1131     case occAnal env' rhs of { (rhs_usage1, rhs1) ->
1132     let
1133         proxies = getProxies env' case_bndr 
1134         (rhs_usage2, rhs2) = foldrBag wrapProxy (rhs_usage1, rhs1) proxies
1135         (alt_usg, tagged_bndrs) = tagLamBinders rhs_usage2 bndrs
1136         bndrs' = tagged_bndrs      -- See Note [Binders in case alternatives]
1137     in
1138     (alt_usg, (con, bndrs', rhs2)) }
1139
1140 wrapProxy :: ProxyBind -> (UsageDetails, CoreExpr) -> (UsageDetails, CoreExpr)
1141 wrapProxy (bndr, rhs_var, co) (body_usg, body)
1142   | not (bndr `usedIn` body_usg) 
1143   = (body_usg, body)
1144   | otherwise
1145   = (body_usg' +++ rhs_usg, Let (NonRec tagged_bndr rhs) body)
1146   where
1147     (body_usg', tagged_bndr) = tagBinder body_usg bndr
1148     rhs_usg = unitVarEnv rhs_var NoOccInfo      -- We don't need exact info
1149     rhs = mkCoerceI co (Var (zapIdOccInfo rhs_var)) -- See Note [Zap case binders in proxy bindings]
1150 \end{code}
1151
1152
1153 %************************************************************************
1154 %*                                                                      *
1155                     OccEnv                                                                      
1156 %*                                                                      *
1157 %************************************************************************
1158
1159 \begin{code}
1160 data OccEnv
1161   = OccEnv { occ_encl     :: !OccEncl      -- Enclosing context information
1162            , occ_ctxt     :: !CtxtTy       -- Tells about linearity
1163            , occ_proxy    :: ProxyEnv
1164            , occ_rule_fvs :: ImpRuleUsage
1165            , occ_rule_act :: Maybe (Activation -> Bool) -- Nothing => Rules are inactive
1166              -- See Note [Finding rule RHS free vars]
1167     }
1168
1169
1170 -----------------------------
1171 -- OccEncl is used to control whether to inline into constructor arguments
1172 -- For example:
1173 --      x = (p,q)               -- Don't inline p or q
1174 --      y = /\a -> (p a, q a)   -- Still don't inline p or q
1175 --      z = f (p,q)             -- Do inline p,q; it may make a rule fire
1176 -- So OccEncl tells enought about the context to know what to do when
1177 -- we encounter a contructor application or PAP.
1178
1179 data OccEncl
1180   = OccRhs              -- RHS of let(rec), albeit perhaps inside a type lambda
1181                         -- Don't inline into constructor args here
1182   | OccVanilla          -- Argument of function, body of lambda, scruintee of case etc.
1183                         -- Do inline into constructor args here
1184
1185 instance Outputable OccEncl where
1186   ppr OccRhs     = ptext (sLit "occRhs")
1187   ppr OccVanilla = ptext (sLit "occVanilla")
1188
1189 type CtxtTy = [Bool]
1190         -- []           No info
1191         --
1192         -- True:ctxt    Analysing a function-valued expression that will be
1193         --                      applied just once
1194         --
1195         -- False:ctxt   Analysing a function-valued expression that may
1196         --                      be applied many times; but when it is,
1197         --                      the CtxtTy inside applies
1198
1199 initOccEnv :: Maybe (Activation -> Bool) -> [CoreRule] 
1200            -> OccEnv
1201 initOccEnv active_rule imp_rules
1202   = OccEnv { occ_encl  = OccVanilla
1203            , occ_ctxt  = []
1204            , occ_proxy = PE emptyVarEnv emptyVarSet
1205            , occ_rule_fvs = findImpRuleUsage active_rule imp_rules
1206            , occ_rule_act = active_rule }
1207
1208 vanillaCtxt :: OccEnv -> OccEnv
1209 vanillaCtxt env = env { occ_encl = OccVanilla, occ_ctxt = [] }
1210
1211 rhsCtxt :: OccEnv -> OccEnv
1212 rhsCtxt env = env { occ_encl = OccRhs, occ_ctxt = [] }
1213
1214 setCtxtTy :: OccEnv -> CtxtTy -> OccEnv
1215 setCtxtTy env ctxt = env { occ_ctxt = ctxt }
1216
1217 isRhsEnv :: OccEnv -> Bool
1218 isRhsEnv (OccEnv { occ_encl = OccRhs })     = True
1219 isRhsEnv (OccEnv { occ_encl = OccVanilla }) = False
1220
1221 oneShotGroup :: OccEnv -> [CoreBndr] -> [CoreBndr]
1222         -- The result binders have one-shot-ness set that they might not have had originally.
1223         -- This happens in (build (\cn -> e)).  Here the occurrence analyser
1224         -- linearity context knows that c,n are one-shot, and it records that fact in
1225         -- the binder. This is useful to guide subsequent float-in/float-out tranformations
1226
1227 oneShotGroup (OccEnv { occ_ctxt = ctxt }) bndrs
1228   = go ctxt bndrs []
1229   where
1230     go _ [] rev_bndrs = reverse rev_bndrs
1231
1232     go (lin_ctxt:ctxt) (bndr:bndrs) rev_bndrs
1233         | isId bndr = go ctxt bndrs (bndr':rev_bndrs)
1234         where
1235           bndr' | lin_ctxt  = setOneShotLambda bndr
1236                 | otherwise = bndr
1237
1238     go ctxt (bndr:bndrs) rev_bndrs = go ctxt bndrs (bndr:rev_bndrs)
1239
1240 addAppCtxt :: OccEnv -> [Arg CoreBndr] -> OccEnv
1241 addAppCtxt env@(OccEnv { occ_ctxt = ctxt }) args
1242   = env { occ_ctxt = replicate (valArgCount args) True ++ ctxt }
1243 \end{code}
1244
1245 %************************************************************************
1246 %*                                                                      *
1247                     ImpRuleUsage
1248 %*                                                                      *
1249 %************************************************************************
1250
1251 \begin{code}
1252 type ImpRuleUsage = NameEnv UsageDetails
1253   -- Maps an *imported* Id f to the UsageDetails for *local* Ids
1254   -- used on the RHS for a *local* rule for f.
1255 \end{code}
1256
1257 Note [ImpRuleUsage]
1258 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1259 Consider this, where A.g is an imported Id
1260  
1261    f x = A.g x
1262    {-# RULE "foo" forall x. A.g x = f x #-}
1263
1264 Obviously there's a loop, but the danger is that the occurrence analyser
1265 will say that 'f' is not a loop breaker.  Then the simplifier will 
1266 optimise 'f' to
1267    f x = f x
1268 and then gaily inline 'f'.  Result infinite loop.  More realistically, 
1269 these kind of rules are generated when specialising imported INLINABLE Ids.
1270
1271 Solution: treat an occurrence of A.g as an occurrence of all the local Ids
1272 that occur on the RULE's RHS.  This mapping from imported Id to local Ids
1273 is held in occ_rule_fvs.
1274
1275 \begin{code}
1276 findImpRuleUsage :: Maybe (Activation -> Bool) -> [CoreRule] -> ImpRuleUsage
1277 -- Find the *local* Ids that can be reached transitively,
1278 -- via local rules, from each *imported* Id.  
1279 -- Sigh: this function seems more complicated than it is really worth
1280 findImpRuleUsage Nothing _ = emptyNameEnv
1281 findImpRuleUsage (Just is_active) rules
1282   = mkNameEnv [ (f, mapUFM (\_ -> NoOccInfo) ls)
1283               | f <- rule_names 
1284               , let ls = find_lcl_deps f
1285               , not (isEmptyVarSet ls) ]
1286   where
1287     rule_names    = map ru_fn rules
1288     rule_name_set = mkNameSet rule_names
1289
1290     imp_deps :: NameEnv VarSet
1291       -- (f,g) means imported Id 'g' appears in RHS of 
1292       --       rule for imported Id 'f', *or* does so transitively
1293     imp_deps = foldr add_imp emptyNameEnv rules
1294     add_imp rule acc 
1295       | is_active (ruleActivation rule)
1296       = extendNameEnv_C unionVarSet acc (ru_fn rule)
1297                         (exprSomeFreeVars keep_imp (ru_rhs rule))
1298       | otherwise = acc
1299     keep_imp v = isId v && (idName v `elemNameSet` rule_name_set)
1300     full_imp_deps = transClosureFV (ufmToList imp_deps)
1301
1302     lcl_deps :: NameEnv VarSet
1303       -- (f, l) means localId 'l' appears immediately 
1304       --        in the RHS of a rule for imported Id 'f'
1305       -- Remember, many rules might have the same ru_fn
1306       -- so we do need to fold 
1307     lcl_deps = foldr add_lcl emptyNameEnv rules
1308     add_lcl rule acc = extendNameEnv_C unionVarSet acc (ru_fn rule)
1309                                        (exprFreeIds (ru_rhs rule))
1310
1311     find_lcl_deps :: Name -> VarSet
1312     find_lcl_deps f 
1313       = foldVarSet (unionVarSet . lookup_lcl . idName) (lookup_lcl f) 
1314                    (lookupNameEnv full_imp_deps f `orElse` emptyVarSet)
1315     lookup_lcl :: Name -> VarSet
1316     lookup_lcl g = lookupNameEnv lcl_deps g `orElse` emptyVarSet
1317
1318 -------------
1319 transClosureFV :: Uniquable a => [(a, VarSet)] -> UniqFM VarSet
1320 -- If (f,g), (g,h) are in the input, then (f,h) is in the output
1321 transClosureFV fv_list
1322   | no_change = env
1323   | otherwise = transClosureFV new_fv_list
1324   where
1325     env = listToUFM fv_list
1326     (no_change, new_fv_list) = mapAccumL bump True fv_list
1327     bump no_change (b,fvs)
1328       | no_change_here = (no_change, (b,fvs))
1329       | otherwise      = (False,     (b,new_fvs))
1330       where
1331         (new_fvs, no_change_here) = extendFvs env fvs
1332
1333 -------------
1334 extendFvs :: UniqFM VarSet -> VarSet -> (VarSet, Bool)
1335 -- (extendFVs env s) returns 
1336 --     (s `union` env(s), env(s) `subset` s)
1337 extendFvs env s
1338   = foldVarSet add (s, True) s
1339   where
1340     add v (vs, no_change_so_far)
1341         = case lookupUFM env v of
1342             Just fvs | not (fvs `subVarSet` s) 
1343                      -> (vs `unionVarSet` fvs, False)
1344             _        -> (vs, no_change_so_far)
1345 \end{code}
1346
1347
1348 %************************************************************************
1349 %*                                                                      *
1350                     ProxyEnv                                                                    
1351 %*                                                                      *
1352 %************************************************************************
1353
1354 \begin{code}
1355 data ProxyEnv   -- See Note [ProxyEnv]
1356    = PE (IdEnv  -- Domain = scrutinee variables
1357            (Id,                  -- The scrutinee variable again
1358             [(Id,CoercionI)]))   -- The case binders that it maps to
1359         VarSet  -- Free variables of both range and domain
1360 \end{code}
1361
1362 Note [ProxyEnv]
1363 ~~~~~~~~~~~~~~~
1364 The ProxyEnv keeps track of the connection between case binders and
1365 scrutinee.  Specifically, if
1366      sc |-> (sc, [...(cb, co)...])
1367 is a binding in the ProxyEnv, then
1368      cb = sc |> coi
1369 Typically we add such a binding when encountering the case expression
1370      case (sc |> coi) of cb { ... }
1371
1372 Things to note:
1373   * The domain of the ProxyEnv is the variable (or casted variable) 
1374     scrutinees of enclosing cases.  This is additionally used
1375     to ensure we gather occurrence info even for GlobalId scrutinees;
1376     see Note [Binder swap for GlobalId scrutinee]
1377
1378   * The ProxyEnv is just an optimisation; you can throw away any 
1379     element without losing correctness.  And we do so when pushing
1380     it inside a binding (see trimProxyEnv).
1381
1382   * One scrutinee might map to many case binders:  Eg
1383       case sc of cb1 { DEFAULT -> ....case sc of cb2 { ... } .. }
1384
1385 INVARIANTS
1386  * If sc1 |-> (sc2, [...(cb, co)...]), then sc1==sc2
1387    It's a UniqFM and we sometimes need the domain Id
1388
1389  * Any particular case binder 'cb' occurs only once in entire range
1390
1391  * No loops
1392
1393 The Main Reason for having a ProxyEnv is so that when we encounter
1394     case e of cb { pi -> ri }
1395 we can find all the in-scope variables derivable from 'cb', 
1396 and effectively add let-bindings for them (or at least for the
1397 ones *mentioned* in ri) thus:
1398     case e of cb { pi -> let { x = ..cb..; y = ...cb.. }
1399                          in ri }
1400 In this way we'll replace occurrences of 'x', 'y' with 'cb',
1401 which implements the Binder-swap idea (see Note [Binder swap])
1402
1403 The function getProxies finds these bindings; then we 
1404 add just the necessary ones, using wrapProxy. 
1405
1406 Note [Binder swap]
1407 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1408 We do these two transformations right here:
1409
1410  (1)   case x of b { pi -> ri }
1411     ==>
1412       case x of b { pi -> let x=b in ri }
1413
1414  (2)  case (x |> co) of b { pi -> ri }
1415     ==>
1416       case (x |> co) of b { pi -> let x = b |> sym co in ri }
1417
1418     Why (2)?  See Note [Case of cast]
1419
1420 In both cases, in a particular alternative (pi -> ri), we only 
1421 add the binding if
1422   (a) x occurs free in (pi -> ri)
1423         (ie it occurs in ri, but is not bound in pi)
1424   (b) the pi does not bind b (or the free vars of co)
1425 We need (a) and (b) for the inserted binding to be correct.
1426
1427 For the alternatives where we inject the binding, we can transfer
1428 all x's OccInfo to b.  And that is the point.
1429
1430 Notice that 
1431   * The deliberate shadowing of 'x'. 
1432   * That (a) rapidly becomes false, so no bindings are injected.
1433
1434 The reason for doing these transformations here is because it allows
1435 us to adjust the OccInfo for 'x' and 'b' as we go.
1436
1437   * Suppose the only occurrences of 'x' are the scrutinee and in the
1438     ri; then this transformation makes it occur just once, and hence
1439     get inlined right away.
1440
1441   * If we do this in the Simplifier, we don't know whether 'x' is used
1442     in ri, so we are forced to pessimistically zap b's OccInfo even
1443     though it is typically dead (ie neither it nor x appear in the
1444     ri).  There's nothing actually wrong with zapping it, except that
1445     it's kind of nice to know which variables are dead.  My nose
1446     tells me to keep this information as robustly as possible.
1447
1448 The Maybe (Id,CoreExpr) passed to occAnalAlt is the extra let-binding
1449 {x=b}; it's Nothing if the binder-swap doesn't happen.
1450
1451 There is a danger though.  Consider
1452       let v = x +# y
1453       in case (f v) of w -> ...v...v...
1454 And suppose that (f v) expands to just v.  Then we'd like to
1455 use 'w' instead of 'v' in the alternative.  But it may be too
1456 late; we may have substituted the (cheap) x+#y for v in the 
1457 same simplifier pass that reduced (f v) to v.
1458
1459 I think this is just too bad.  CSE will recover some of it.
1460
1461 Note [Case of cast]
1462 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1463 Consider        case (x `cast` co) of b { I# ->
1464                 ... (case (x `cast` co) of {...}) ...
1465 We'd like to eliminate the inner case.  That is the motivation for
1466 equation (2) in Note [Binder swap].  When we get to the inner case, we
1467 inline x, cancel the casts, and away we go.
1468
1469 Note [Binder swap on GlobalId scrutinees]
1470 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1471 When the scrutinee is a GlobalId we must take care in two ways
1472
1473  i) In order to *know* whether 'x' occurs free in the RHS, we need its
1474     occurrence info. BUT, we don't gather occurrence info for
1475     GlobalIds.  That's one use for the (small) occ_proxy env in OccEnv is
1476     for: it says "gather occurrence info for these.
1477
1478  ii) We must call localiseId on 'x' first, in case it's a GlobalId, or
1479      has an External Name. See, for example, SimplEnv Note [Global Ids in
1480      the substitution].
1481
1482 Note [getProxies is subtle]
1483 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1484 The code for getProxies isn't all that obvious. Consider
1485
1486   case v |> cov  of x { DEFAULT ->
1487   case x |> cox1 of y { DEFAULT ->
1488   case x |> cox2 of z { DEFAULT -> r
1489
1490 These will give us a ProxyEnv looking like:
1491   x |-> (x, [(y, cox1), (z, cox2)])
1492   v |-> (v, [(x, cov)])
1493
1494 From this we want to extract the bindings
1495     x = z |> sym cox2
1496     v = x |> sym cov
1497     y = x |> cox1
1498
1499 Notice that later bindings may mention earlier ones, and that
1500 we need to go "both ways".
1501
1502 Note [Zap case binders in proxy bindings]
1503 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1504 From the original
1505      case x of cb(dead) { p -> ...x... }
1506 we will get
1507      case x of cb(live) { p -> let x = cb in ...x... }
1508
1509 Core Lint never expects to find an *occurence* of an Id marked
1510 as Dead, so we must zap the OccInfo on cb before making the 
1511 binding x = cb.  See Trac #5028.
1512
1513 Historical note [no-case-of-case]
1514 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1515 We *used* to suppress the binder-swap in case expressions when 
1516 -fno-case-of-case is on.  Old remarks:
1517     "This happens in the first simplifier pass,
1518     and enhances full laziness.  Here's the bad case:
1519             f = \ y -> ...(case x of I# v -> ...(case x of ...) ... )
1520     If we eliminate the inner case, we trap it inside the I# v -> arm,
1521     which might prevent some full laziness happening.  I've seen this
1522     in action in spectral/cichelli/Prog.hs:
1523              [(m,n) | m <- [1..max], n <- [1..max]]
1524     Hence the check for NoCaseOfCase."
1525 However, now the full-laziness pass itself reverses the binder-swap, so this
1526 check is no longer necessary.
1527
1528 Historical note [Suppressing the case binder-swap]
1529 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1530 This old note describes a problem that is also fixed by doing the
1531 binder-swap in OccAnal:
1532
1533     There is another situation when it might make sense to suppress the
1534     case-expression binde-swap. If we have
1535
1536         case x of w1 { DEFAULT -> case x of w2 { A -> e1; B -> e2 }
1537                        ...other cases .... }
1538
1539     We'll perform the binder-swap for the outer case, giving
1540
1541         case x of w1 { DEFAULT -> case w1 of w2 { A -> e1; B -> e2 }
1542                        ...other cases .... }
1543
1544     But there is no point in doing it for the inner case, because w1 can't
1545     be inlined anyway.  Furthermore, doing the case-swapping involves
1546     zapping w2's occurrence info (see paragraphs that follow), and that
1547     forces us to bind w2 when doing case merging.  So we get
1548
1549         case x of w1 { A -> let w2 = w1 in e1
1550                        B -> let w2 = w1 in e2
1551                        ...other cases .... }
1552
1553     This is plain silly in the common case where w2 is dead.
1554
1555     Even so, I can't see a good way to implement this idea.  I tried
1556     not doing the binder-swap if the scrutinee was already evaluated
1557     but that failed big-time:
1558
1559             data T = MkT !Int
1560
1561             case v of w  { MkT x ->
1562             case x of x1 { I# y1 ->
1563             case x of x2 { I# y2 -> ...
1564
1565     Notice that because MkT is strict, x is marked "evaluated".  But to
1566     eliminate the last case, we must either make sure that x (as well as
1567     x1) has unfolding MkT y1.  THe straightforward thing to do is to do
1568     the binder-swap.  So this whole note is a no-op.
1569
1570 It's fixed by doing the binder-swap in OccAnal because we can do the
1571 binder-swap unconditionally and still get occurrence analysis
1572 information right.
1573
1574 \begin{code}
1575 extendProxyEnv :: ProxyEnv -> Id -> CoercionI -> Id -> ProxyEnv
1576 -- (extendPE x co y) typically arises from 
1577 --                case (x |> co) of y { ... }
1578 -- It extends the proxy env with the binding 
1579 --                     y = x |> co
1580 extendProxyEnv pe scrut co case_bndr
1581   | scrut == case_bndr = PE env1 fvs1   -- If case_bndr shadows scrut,
1582   | otherwise          = PE env2 fvs2   --   don't extend
1583   where
1584     PE env1 fvs1 = trimProxyEnv pe [case_bndr]
1585     env2 = extendVarEnv_Acc add single env1 scrut1 (case_bndr,co)
1586     single cb_co = (scrut1, [cb_co]) 
1587     add cb_co (x, cb_cos) = (x, cb_co:cb_cos)
1588     fvs2 = fvs1 `unionVarSet`  freeVarsCoI co
1589                 `extendVarSet` case_bndr
1590                 `extendVarSet` scrut1
1591
1592     scrut1 = mkLocalId (localiseName (idName scrut)) (idType scrut)
1593         -- Localise the scrut_var before shadowing it; we're making a 
1594         -- new binding for it, and it might have an External Name, or
1595         -- even be a GlobalId; Note [Binder swap on GlobalId scrutinees]
1596         -- Also we don't want any INLINE or NOINLINE pragmas!
1597
1598 -----------
1599 type ProxyBind = (Id, Id, CoercionI)
1600      -- (scrut variable, case-binder variable, coercion)
1601
1602 getProxies :: OccEnv -> Id -> Bag ProxyBind
1603 -- Return a bunch of bindings [...(xi,ei)...] 
1604 -- such that  let { ...; xi=ei; ... } binds the xi using y alone
1605 -- See Note [getProxies is subtle]
1606 getProxies (OccEnv { occ_proxy = PE pe _ }) case_bndr
1607   = -- pprTrace "wrapProxies" (ppr case_bndr) $
1608     go_fwd case_bndr
1609   where
1610     fwd_pe :: IdEnv (Id, CoercionI)
1611     fwd_pe = foldVarEnv add1 emptyVarEnv pe
1612            where
1613              add1 (x,ycos) env = foldr (add2 x) env ycos
1614              add2 x (y,co) env = extendVarEnv env y (x,co)
1615
1616     go_fwd :: Id -> Bag ProxyBind
1617         -- Return bindings derivable from case_bndr
1618     go_fwd case_bndr = -- pprTrace "go_fwd" (vcat [ppr case_bndr, text "fwd_pe =" <+> ppr fwd_pe, 
1619                        --                         text "pe =" <+> ppr pe]) $ 
1620                        go_fwd' case_bndr
1621
1622     go_fwd' case_bndr
1623         | Just (scrut, co) <- lookupVarEnv fwd_pe case_bndr
1624         = unitBag (scrut,  case_bndr, mkSymCoI co)
1625           `unionBags` go_fwd scrut
1626           `unionBags` go_bwd scrut [pr | pr@(cb,_) <- lookup_bwd scrut
1627                                        , cb /= case_bndr]
1628         | otherwise 
1629         = emptyBag
1630
1631     lookup_bwd :: Id -> [(Id, CoercionI)]
1632         -- Return case_bndrs that are connected to scrut 
1633     lookup_bwd scrut = case lookupVarEnv pe scrut of
1634                           Nothing          -> []
1635                           Just (_, cb_cos) -> cb_cos
1636
1637     go_bwd :: Id -> [(Id, CoercionI)] -> Bag ProxyBind
1638     go_bwd scrut cb_cos = foldr (unionBags . go_bwd1 scrut) emptyBag cb_cos
1639
1640     go_bwd1 :: Id -> (Id, CoercionI) -> Bag ProxyBind
1641     go_bwd1 scrut (case_bndr, co) 
1642        = -- pprTrace "go_bwd1" (ppr case_bndr) $
1643          unitBag (case_bndr, scrut, co)
1644          `unionBags` go_bwd case_bndr (lookup_bwd case_bndr)
1645
1646 -----------
1647 mkAltEnv :: OccEnv -> CoreExpr -> Id -> OccEnv
1648 -- Does two things: a) makes the occ_ctxt = OccVanilla
1649 --                  b) extends the ProxyEnv if possible
1650 mkAltEnv env scrut cb
1651   = env { occ_encl  = OccVanilla, occ_proxy = pe' }
1652   where
1653     pe  = occ_proxy env
1654     pe' = case scrut of
1655              Var v           -> extendProxyEnv pe v (IdCo (idType v)) cb
1656              Cast (Var v) co -> extendProxyEnv pe v (ACo co)          cb
1657              _other          -> trimProxyEnv pe [cb]
1658
1659 -----------
1660 trimOccEnv :: OccEnv -> [CoreBndr] -> OccEnv
1661 trimOccEnv env bndrs = env { occ_proxy = trimProxyEnv (occ_proxy env) bndrs }
1662
1663 -----------
1664 trimProxyEnv :: ProxyEnv -> [CoreBndr] -> ProxyEnv
1665 -- We are about to push this ProxyEnv inside a binding for 'bndrs'
1666 -- So dump any ProxyEnv bindings which mention any of the bndrs
1667 trimProxyEnv (PE pe fvs) bndrs 
1668   | not (bndr_set `intersectsVarSet` fvs) 
1669   = PE pe fvs
1670   | otherwise
1671   = PE pe' (fvs `minusVarSet` bndr_set)
1672   where
1673     pe' = mapVarEnv trim pe
1674     bndr_set = mkVarSet bndrs
1675     trim (scrut, cb_cos) | scrut `elemVarSet` bndr_set = (scrut, [])
1676                          | otherwise = (scrut, filterOut discard cb_cos)
1677     discard (cb,co) = bndr_set `intersectsVarSet` 
1678                       extendVarSet (freeVarsCoI co) cb
1679                              
1680 -----------
1681 freeVarsCoI :: CoercionI -> VarSet
1682 freeVarsCoI (IdCo t) = tyVarsOfType t
1683 freeVarsCoI (ACo co) = tyVarsOfType co
1684 \end{code}
1685
1686
1687 %************************************************************************
1688 %*                                                                      *
1689 \subsection[OccurAnal-types]{OccEnv}
1690 %*                                                                      *
1691 %************************************************************************
1692
1693 \begin{code}
1694 type UsageDetails = IdEnv OccInfo       -- A finite map from ids to their usage
1695                 -- INVARIANT: never IAmDead
1696                 -- (Deadness is signalled by not being in the map at all)
1697
1698 (+++), combineAltsUsageDetails
1699         :: UsageDetails -> UsageDetails -> UsageDetails
1700
1701 (+++) usage1 usage2
1702   = plusVarEnv_C addOccInfo usage1 usage2
1703
1704 combineAltsUsageDetails usage1 usage2
1705   = plusVarEnv_C orOccInfo usage1 usage2
1706
1707 addOneOcc :: UsageDetails -> Id -> OccInfo -> UsageDetails
1708 addOneOcc usage id info
1709   = plusVarEnv_C addOccInfo usage (unitVarEnv id info)
1710         -- ToDo: make this more efficient
1711
1712 emptyDetails :: UsageDetails
1713 emptyDetails = (emptyVarEnv :: UsageDetails)
1714
1715 usedIn :: Id -> UsageDetails -> Bool
1716 v `usedIn` details = isExportedId v || v `elemVarEnv` details
1717
1718 type IdWithOccInfo = Id
1719
1720 tagLamBinders :: UsageDetails          -- Of scope
1721               -> [Id]                  -- Binders
1722               -> (UsageDetails,        -- Details with binders removed
1723                  [IdWithOccInfo])    -- Tagged binders
1724 -- Used for lambda and case binders
1725 -- It copes with the fact that lambda bindings can have InlineRule 
1726 -- unfoldings, used for join points
1727 tagLamBinders usage binders = usage' `seq` (usage', bndrs')
1728   where
1729     (usage', bndrs') = mapAccumR tag_lam usage binders
1730     tag_lam usage bndr = (usage2, setBinderOcc usage bndr)
1731       where
1732         usage1 = usage `delVarEnv` bndr
1733         usage2 | isId bndr = addIdOccs usage1 (idUnfoldingVars bndr)
1734                | otherwise = usage1
1735
1736 tagBinder :: UsageDetails           -- Of scope
1737           -> Id                     -- Binders
1738           -> (UsageDetails,         -- Details with binders removed
1739               IdWithOccInfo)        -- Tagged binders
1740
1741 tagBinder usage binder
1742  = let
1743      usage'  = usage `delVarEnv` binder
1744      binder' = setBinderOcc usage binder
1745    in
1746    usage' `seq` (usage', binder')
1747
1748 setBinderOcc :: UsageDetails -> CoreBndr -> CoreBndr
1749 setBinderOcc usage bndr
1750   | isTyCoVar bndr    = bndr
1751   | isExportedId bndr = case idOccInfo bndr of
1752                           NoOccInfo -> bndr
1753                           _         -> setIdOccInfo bndr NoOccInfo
1754             -- Don't use local usage info for visible-elsewhere things
1755             -- BUT *do* erase any IAmALoopBreaker annotation, because we're
1756             -- about to re-generate it and it shouldn't be "sticky"
1757
1758   | otherwise = setIdOccInfo bndr occ_info
1759   where
1760     occ_info = lookupVarEnv usage bndr `orElse` IAmDead
1761 \end{code}
1762
1763
1764 %************************************************************************
1765 %*                                                                      *
1766 \subsection{Operations over OccInfo}
1767 %*                                                                      *
1768 %************************************************************************
1769
1770 \begin{code}
1771 mkOneOcc :: OccEnv -> Id -> InterestingCxt -> UsageDetails
1772 mkOneOcc env id int_cxt
1773   | isLocalId id = unitVarEnv id (OneOcc False True int_cxt)
1774   | PE env _ <- occ_proxy env
1775   , id `elemVarEnv` env = unitVarEnv id NoOccInfo
1776   | Just uds <- lookupNameEnv (occ_rule_fvs env) (idName id)
1777   = uds
1778   | otherwise           = emptyDetails
1779
1780 markMany, markInsideLam, markInsideSCC :: OccInfo -> OccInfo
1781
1782 markMany _  = NoOccInfo
1783
1784 markInsideSCC occ = markMany occ
1785
1786 markInsideLam (OneOcc _ one_br int_cxt) = OneOcc True one_br int_cxt
1787 markInsideLam occ                       = occ
1788
1789 addOccInfo, orOccInfo :: OccInfo -> OccInfo -> OccInfo
1790
1791 addOccInfo a1 a2  = ASSERT( not (isDeadOcc a1 || isDeadOcc a2) )
1792                     NoOccInfo   -- Both branches are at least One
1793                                 -- (Argument is never IAmDead)
1794
1795 -- (orOccInfo orig new) is used
1796 -- when combining occurrence info from branches of a case
1797
1798 orOccInfo (OneOcc in_lam1 _ int_cxt1)
1799           (OneOcc in_lam2 _ int_cxt2)
1800   = OneOcc (in_lam1 || in_lam2)
1801            False        -- False, because it occurs in both branches
1802            (int_cxt1 && int_cxt2)
1803 orOccInfo a1 a2 = ASSERT( not (isDeadOcc a1 || isDeadOcc a2) )
1804                   NoOccInfo
1805 \end{code}