7aa9b220e5b82e8a3b16192613aa2e5539a3b266
[ghc-hetmet.git] / ghc / 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         mkNote, mkInlineMe, mkSCC, mkCoerce, mkCoerce2,
10         bindNonRec, needsCaseBinding,
11         mkIfThenElse, mkAltExpr, mkPiType, mkPiTypes,
12
13         -- Taking expressions apart
14         findDefault, findAlt, hasDefault,
15
16         -- Properties of expressions
17         exprType, coreAltsType, 
18         exprIsBottom, exprIsDupable, exprIsTrivial, exprIsCheap, 
19         exprIsValue,exprOkForSpeculation, exprIsBig, 
20         exprIsConApp_maybe, 
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, eqExpr, applyTypeToArgs, applyTypeToArg
35     ) where
36
37 #include "HsVersions.h"
38
39
40 import GLAEXTS          -- For `xori` 
41
42 import CoreSyn
43 import PprCore          ( pprCoreExpr )
44 import Var              ( Var, isId, isTyVar )
45 import VarEnv
46 import Name             ( hashName, isDllName )
47 import Literal          ( hashLiteral, literalType, litIsDupable, 
48                           litIsTrivial, isZeroLit, isLitLitLit )
49 import DataCon          ( DataCon, dataConRepArity, dataConArgTys,
50                           isExistentialDataCon, dataConTyCon, dataConName )
51 import PrimOp           ( PrimOp(..), primOpOkForSpeculation, primOpIsCheap )
52 import Id               ( Id, idType, globalIdDetails, idNewStrictness, 
53                           mkWildId, idArity, idName, idUnfolding, idInfo,
54                           isOneShotLambda, isDataConWorkId_maybe, mkSysLocal,
55                           isDataConWorkId, isBottomingId
56                         )
57 import IdInfo           ( GlobalIdDetails(..), megaSeqIdInfo )
58 import NewDemand        ( appIsBottom )
59 import Type             ( Type, mkFunTy, mkForAllTy, splitFunTy_maybe,
60                           splitFunTy,
61                           applyTys, isUnLiftedType, seqType, mkTyVarTy,
62                           splitForAllTy_maybe, isForAllTy, splitNewType_maybe, 
63                           splitTyConApp_maybe, eqType, funResultTy, applyTy,
64                           funResultTy, applyTy
65                         )
66 import TyCon            ( tyConArity )
67 import TysWiredIn       ( boolTy, trueDataCon, falseDataCon )
68 import CostCentre       ( CostCentre )
69 import BasicTypes       ( Arity )
70 import Unique           ( Unique )
71 import Outputable
72 import TysPrim          ( alphaTy )     -- Debugging only
73 import Util             ( equalLength, lengthAtLeast )
74 import TysPrim          ( statePrimTyCon )
75 \end{code}
76
77
78 %************************************************************************
79 %*                                                                      *
80 \subsection{Find the type of a Core atom/expression}
81 %*                                                                      *
82 %************************************************************************
83
84 \begin{code}
85 exprType :: CoreExpr -> Type
86
87 exprType (Var var)              = idType var
88 exprType (Lit lit)              = literalType lit
89 exprType (Let _ body)           = exprType body
90 exprType (Case _ _ alts)        = coreAltsType alts
91 exprType (Note (Coerce ty _) e) = ty  -- **! should take usage from e
92 exprType (Note other_note e)    = exprType e
93 exprType (Lam binder expr)      = mkPiType binder (exprType expr)
94 exprType e@(App _ _)
95   = case collectArgs e of
96         (fun, args) -> applyTypeToArgs e (exprType fun) args
97
98 exprType other = pprTrace "exprType" (pprCoreExpr other) alphaTy
99
100 coreAltsType :: [CoreAlt] -> Type
101 coreAltsType ((_,_,rhs) : _) = exprType rhs
102 \end{code}
103
104 @mkPiType@ makes a (->) type or a forall type, depending on whether
105 it is given a type variable or a term variable.  We cleverly use the
106 lbvarinfo field to figure out the right annotation for the arrove in
107 case of a term variable.
108
109 \begin{code}
110 mkPiType  :: Var   -> Type -> Type      -- The more polymorphic version
111 mkPiTypes :: [Var] -> Type -> Type      --    doesn't work...
112
113 mkPiTypes vs ty = foldr mkPiType ty vs
114
115 mkPiType v ty
116    | isId v    = mkFunTy (idType v) ty
117    | otherwise = mkForAllTy v ty
118 \end{code}
119
120 \begin{code}
121 applyTypeToArg :: Type -> CoreExpr -> Type
122 applyTypeToArg fun_ty (Type arg_ty) = applyTy fun_ty arg_ty
123 applyTypeToArg fun_ty other_arg     = funResultTy fun_ty
124
125 applyTypeToArgs :: CoreExpr -> Type -> [CoreExpr] -> Type
126 -- A more efficient version of applyTypeToArg 
127 -- when we have several args
128 -- The first argument is just for debugging
129 applyTypeToArgs e op_ty [] = op_ty
130
131 applyTypeToArgs e op_ty (Type ty : args)
132   =     -- Accumulate type arguments so we can instantiate all at once
133     go [ty] args
134   where
135     go rev_tys (Type ty : args) = go (ty:rev_tys) args
136     go rev_tys rest_args        = applyTypeToArgs e op_ty' rest_args
137                                 where
138                                   op_ty' = applyTys op_ty (reverse rev_tys)
139
140 applyTypeToArgs e op_ty (other_arg : args)
141   = case (splitFunTy_maybe op_ty) of
142         Just (_, res_ty) -> applyTypeToArgs e res_ty args
143         Nothing -> pprPanic "applyTypeToArgs" (pprCoreExpr e)
144 \end{code}
145
146
147
148 %************************************************************************
149 %*                                                                      *
150 \subsection{Attaching notes}
151 %*                                                                      *
152 %************************************************************************
153
154 mkNote removes redundant coercions, and SCCs where possible
155
156 \begin{code}
157 mkNote :: Note -> CoreExpr -> CoreExpr
158 mkNote (Coerce to_ty from_ty) expr = mkCoerce2 to_ty from_ty expr
159 mkNote (SCC cc) expr               = mkSCC cc expr
160 mkNote InlineMe expr               = mkInlineMe expr
161 mkNote note     expr               = Note note expr
162
163 -- Slide InlineCall in around the function
164 --      No longer necessary I think (SLPJ Apr 99)
165 -- mkNote InlineCall (App f a) = App (mkNote InlineCall f) a
166 -- mkNote InlineCall (Var v)   = Note InlineCall (Var v)
167 -- mkNote InlineCall expr      = expr
168 \end{code}
169
170 Drop trivial InlineMe's.  This is somewhat important, because if we have an unfolding
171 that looks like (Note InlineMe (Var v)), the InlineMe doesn't go away because it may
172 not be *applied* to anything.
173
174 We don't use exprIsTrivial here, though, because we sometimes generate worker/wrapper
175 bindings like
176         fw = ...
177         f  = inline_me (coerce t fw)
178 As usual, the inline_me prevents the worker from getting inlined back into the wrapper.
179 We want the split, so that the coerces can cancel at the call site.  
180
181 However, we can get left with tiresome type applications.  Notably, consider
182         f = /\ a -> let t = e in (t, w)
183 Then lifting the let out of the big lambda gives
184         t' = /\a -> e
185         f = /\ a -> let t = inline_me (t' a) in (t, w)
186 The inline_me is to stop the simplifier inlining t' right back
187 into t's RHS.  In the next phase we'll substitute for t (since
188 its rhs is trivial) and *then* we could get rid of the inline_me.
189 But it hardly seems worth it, so I don't bother.
190
191 \begin{code}
192 mkInlineMe (Var v) = Var v
193 mkInlineMe e       = Note InlineMe e
194 \end{code}
195
196
197
198 \begin{code}
199 mkCoerce :: Type -> CoreExpr -> CoreExpr
200 mkCoerce to_ty expr = mkCoerce2 to_ty (exprType expr) expr
201
202 mkCoerce2 :: Type -> Type -> CoreExpr -> CoreExpr
203 mkCoerce2 to_ty from_ty (Note (Coerce to_ty2 from_ty2) expr)
204   = ASSERT( from_ty `eqType` to_ty2 )
205     mkCoerce2 to_ty from_ty2 expr
206
207 mkCoerce2 to_ty from_ty expr
208   | to_ty `eqType` from_ty = expr
209   | otherwise              = ASSERT( from_ty `eqType` exprType expr )
210                              Note (Coerce to_ty from_ty) expr
211 \end{code}
212
213 \begin{code}
214 mkSCC :: CostCentre -> Expr b -> Expr b
215         -- Note: Nested SCC's *are* preserved for the benefit of
216         --       cost centre stack profiling
217 mkSCC cc (Lit lit)          = Lit lit
218 mkSCC cc (Lam x e)          = Lam x (mkSCC cc e)  -- Move _scc_ inside lambda
219 mkSCC cc (Note (SCC cc') e) = Note (SCC cc) (Note (SCC cc') e)
220 mkSCC cc (Note n e)         = Note n (mkSCC cc e) -- Move _scc_ inside notes
221 mkSCC cc expr               = Note (SCC cc) expr
222 \end{code}
223
224
225 %************************************************************************
226 %*                                                                      *
227 \subsection{Other expression construction}
228 %*                                                                      *
229 %************************************************************************
230
231 \begin{code}
232 bindNonRec :: Id -> CoreExpr -> CoreExpr -> CoreExpr
233 -- (bindNonRec x r b) produces either
234 --      let x = r in b
235 -- or
236 --      case r of x { _DEFAULT_ -> b }
237 --
238 -- depending on whether x is unlifted or not
239 -- It's used by the desugarer to avoid building bindings
240 -- that give Core Lint a heart attack.  Actually the simplifier
241 -- deals with them perfectly well.
242 bindNonRec bndr rhs body 
243   | needsCaseBinding (idType bndr) rhs = Case rhs bndr [(DEFAULT,[],body)]
244   | otherwise                          = Let (NonRec bndr rhs) body
245
246 needsCaseBinding ty rhs = isUnLiftedType ty && not (exprOkForSpeculation rhs)
247         -- Make a case expression instead of a let
248         -- These can arise either from the desugarer,
249         -- or from beta reductions: (\x.e) (x +# y)
250 \end{code}
251
252 \begin{code}
253 mkAltExpr :: AltCon -> [CoreBndr] -> [Type] -> CoreExpr
254         -- This guy constructs the value that the scrutinee must have
255         -- when you are in one particular branch of a case
256 mkAltExpr (DataAlt con) args inst_tys
257   = mkConApp con (map Type inst_tys ++ map varToCoreExpr args)
258 mkAltExpr (LitAlt lit) [] []
259   = Lit lit
260
261 mkIfThenElse :: CoreExpr -> CoreExpr -> CoreExpr -> CoreExpr
262 mkIfThenElse guard then_expr else_expr
263   = Case guard (mkWildId boolTy) 
264          [ (DataAlt trueDataCon,  [], then_expr),
265            (DataAlt falseDataCon, [], else_expr) ]
266 \end{code}
267
268
269 %************************************************************************
270 %*                                                                      *
271 \subsection{Taking expressions apart}
272 %*                                                                      *
273 %************************************************************************
274
275 The default alternative must be first, if it exists at all.
276 This makes it easy to find, though it makes matching marginally harder.
277
278 \begin{code}
279 hasDefault :: [CoreAlt] -> Bool
280 hasDefault ((DEFAULT,_,_) : alts) = True
281 hasDefault _                      = False
282
283 findDefault :: [CoreAlt] -> ([CoreAlt], Maybe CoreExpr)
284 findDefault ((DEFAULT,args,rhs) : alts) = ASSERT( null args ) (alts, Just rhs)
285 findDefault alts                        =                     (alts, Nothing)
286
287 findAlt :: AltCon -> [CoreAlt] -> CoreAlt
288 findAlt con alts
289   = case alts of
290         (deflt@(DEFAULT,_,_):alts) -> go alts deflt
291         other                      -> go alts panic_deflt
292
293   where
294     panic_deflt = pprPanic "Missing alternative" (ppr con $$ vcat (map ppr alts))
295
296     go []                      deflt               = deflt
297     go (alt@(con1,_,_) : alts) deflt | con == con1 = alt
298                                      | otherwise   = ASSERT( not (con1 == DEFAULT) )
299                                                      go alts deflt
300 \end{code}
301
302
303 %************************************************************************
304 %*                                                                      *
305 \subsection{Figuring out things about expressions}
306 %*                                                                      *
307 %************************************************************************
308
309 @exprIsTrivial@ is true of expressions we are unconditionally happy to
310                 duplicate; simple variables and constants, and type
311                 applications.  Note that primop Ids aren't considered
312                 trivial unless 
313
314 @exprIsBottom@  is true of expressions that are guaranteed to diverge
315
316
317 There used to be a gruesome test for (hasNoBinding v) in the
318 Var case:
319         exprIsTrivial (Var v) | hasNoBinding v = idArity v == 0
320 The idea here is that a constructor worker, like $wJust, is
321 really short for (\x -> $wJust x), becuase $wJust has no binding.
322 So it should be treated like a lambda.  Ditto unsaturated primops.
323 But now constructor workers are not "have-no-binding" Ids.  And
324 completely un-applied primops and foreign-call Ids are sufficiently
325 rare that I plan to allow them to be duplicated and put up with
326 saturating them.
327
328 \begin{code}
329 exprIsTrivial (Var v)      = True       -- See notes above
330 exprIsTrivial (Type _)     = True
331 exprIsTrivial (Lit lit)    = litIsTrivial lit
332 exprIsTrivial (App e arg)  = not (isRuntimeArg arg) && exprIsTrivial e
333 exprIsTrivial (Note _ e)   = exprIsTrivial e
334 exprIsTrivial (Lam b body) = not (isRuntimeVar b) && exprIsTrivial body
335 exprIsTrivial other        = False
336 \end{code}
337
338
339 @exprIsDupable@ is true of expressions that can be duplicated at a modest
340                 cost in code size.  This will only happen in different case
341                 branches, so there's no issue about duplicating work.
342
343                 That is, exprIsDupable returns True of (f x) even if
344                 f is very very expensive to call.
345
346                 Its only purpose is to avoid fruitless let-binding
347                 and then inlining of case join points
348
349
350 \begin{code}
351 exprIsDupable (Type _)          = True
352 exprIsDupable (Var v)           = True
353 exprIsDupable (Lit lit)         = litIsDupable lit
354 exprIsDupable (Note InlineMe e) = True
355 exprIsDupable (Note _ e)        = exprIsDupable e
356 exprIsDupable expr           
357   = go expr 0
358   where
359     go (Var v)   n_args = True
360     go (App f a) n_args =  n_args < dupAppSize
361                         && exprIsDupable a
362                         && go f (n_args+1)
363     go other n_args     = False
364
365 dupAppSize :: Int
366 dupAppSize = 4          -- Size of application we are prepared to duplicate
367 \end{code}
368
369 @exprIsCheap@ looks at a Core expression and returns \tr{True} if
370 it is obviously in weak head normal form, or is cheap to get to WHNF.
371 [Note that that's not the same as exprIsDupable; an expression might be
372 big, and hence not dupable, but still cheap.]
373
374 By ``cheap'' we mean a computation we're willing to:
375         push inside a lambda, or
376         inline at more than one place
377 That might mean it gets evaluated more than once, instead of being
378 shared.  The main examples of things which aren't WHNF but are
379 ``cheap'' are:
380
381   *     case e of
382           pi -> ei
383         (where e, and all the ei are cheap)
384
385   *     let x = e in b
386         (where e and b are cheap)
387
388   *     op x1 ... xn
389         (where op is a cheap primitive operator)
390
391   *     error "foo"
392         (because we are happy to substitute it inside a lambda)
393
394 Notice that a variable is considered 'cheap': we can push it inside a lambda,
395 because sharing will make sure it is only evaluated once.
396
397 \begin{code}
398 exprIsCheap :: CoreExpr -> Bool
399 exprIsCheap (Lit lit)             = True
400 exprIsCheap (Type _)              = True
401 exprIsCheap (Var _)               = True
402 exprIsCheap (Note InlineMe e)     = True
403 exprIsCheap (Note _ e)            = exprIsCheap e
404 exprIsCheap (Lam x e)             = isRuntimeVar x || exprIsCheap e
405 exprIsCheap (Case e _ alts)       = exprIsCheap e && 
406                                     and [exprIsCheap rhs | (_,_,rhs) <- alts]
407         -- Experimentally, treat (case x of ...) as cheap
408         -- (and case __coerce x etc.)
409         -- This improves arities of overloaded functions where
410         -- there is only dictionary selection (no construction) involved
411 exprIsCheap (Let (NonRec x _) e)  
412       | isUnLiftedType (idType x) = exprIsCheap e
413       | otherwise                 = False
414         -- strict lets always have cheap right hand sides, and
415         -- do no allocation.
416
417 exprIsCheap other_expr 
418   = go other_expr 0 True
419   where
420     go (Var f) n_args args_cheap 
421         = (idAppIsCheap f n_args && args_cheap)
422                         -- A constructor, cheap primop, or partial application
423
424           || idAppIsBottom f n_args 
425                         -- Application of a function which
426                         -- always gives bottom; we treat this as cheap
427                         -- because it certainly doesn't need to be shared!
428         
429     go (App f a) n_args args_cheap 
430         | not (isRuntimeArg a) = go f n_args      args_cheap
431         | otherwise            = go f (n_args + 1) (exprIsCheap a && args_cheap)
432
433     go other   n_args args_cheap = False
434
435 idAppIsCheap :: Id -> Int -> Bool
436 idAppIsCheap id n_val_args 
437   | n_val_args == 0 = True      -- Just a type application of
438                                 -- a variable (f t1 t2 t3)
439                                 -- counts as WHNF
440   | otherwise = case globalIdDetails id of
441                   DataConWorkId _ -> True                       
442                   RecordSelId _   -> True       -- I'm experimenting with making record selection
443                   ClassOpId _     -> True       -- look cheap, so we will substitute it inside a
444                                                 -- lambda.  Particularly for dictionary field selection
445
446                   PrimOpId op   -> primOpIsCheap op     -- In principle we should worry about primops
447                                                         -- that return a type variable, since the result
448                                                         -- might be applied to something, but I'm not going
449                                                         -- to bother to check the number of args
450                   other       -> n_val_args < idArity id
451 \end{code}
452
453 exprOkForSpeculation returns True of an expression that it is
454
455         * safe to evaluate even if normal order eval might not 
456           evaluate the expression at all, or
457
458         * safe *not* to evaluate even if normal order would do so
459
460 It returns True iff
461
462         the expression guarantees to terminate, 
463         soon, 
464         without raising an exception,
465         without causing a side effect (e.g. writing a mutable variable)
466
467 E.G.
468         let x = case y# +# 1# of { r# -> I# r# }
469         in E
470 ==>
471         case y# +# 1# of { r# -> 
472         let x = I# r#
473         in E 
474         }
475
476 We can only do this if the (y+1) is ok for speculation: it has no
477 side effects, and can't diverge or raise an exception.
478
479 \begin{code}
480 exprOkForSpeculation :: CoreExpr -> Bool
481 exprOkForSpeculation (Lit _)    = True
482 exprOkForSpeculation (Type _)   = True
483 exprOkForSpeculation (Var v)    = isUnLiftedType (idType v)
484 exprOkForSpeculation (Note _ e) = exprOkForSpeculation e
485 exprOkForSpeculation other_expr
486   = case collectArgs other_expr of
487         (Var f, args) -> spec_ok (globalIdDetails f) args
488         other         -> False
489  
490   where
491     spec_ok (DataConWorkId _) args
492       = True    -- The strictness of the constructor has already
493                 -- been expressed by its "wrapper", so we don't need
494                 -- to take the arguments into account
495
496     spec_ok (PrimOpId op) args
497       | isDivOp op,             -- Special case for dividing operations that fail
498         [arg1, Lit lit] <- args -- only if the divisor is zero
499       = not (isZeroLit lit) && exprOkForSpeculation arg1
500                 -- Often there is a literal divisor, and this 
501                 -- can get rid of a thunk in an inner looop
502
503       | otherwise
504       = primOpOkForSpeculation op && 
505         all exprOkForSpeculation args
506                                 -- A bit conservative: we don't really need
507                                 -- to care about lazy arguments, but this is easy
508
509     spec_ok other args = False
510
511 isDivOp :: PrimOp -> Bool
512 -- True of dyadic operators that can fail 
513 -- only if the second arg is zero
514 -- This function probably belongs in PrimOp, or even in 
515 -- an automagically generated file.. but it's such a 
516 -- special case I thought I'd leave it here for now.
517 isDivOp IntQuotOp        = True
518 isDivOp IntRemOp         = True
519 isDivOp WordQuotOp       = True
520 isDivOp WordRemOp        = True
521 isDivOp IntegerQuotRemOp = True
522 isDivOp IntegerDivModOp  = True
523 isDivOp FloatDivOp       = True
524 isDivOp DoubleDivOp      = True
525 isDivOp other            = False
526 \end{code}
527
528
529 \begin{code}
530 exprIsBottom :: CoreExpr -> Bool        -- True => definitely bottom
531 exprIsBottom e = go 0 e
532                where
533                 -- n is the number of args
534                  go n (Note _ e)   = go n e
535                  go n (Let _ e)    = go n e
536                  go n (Case e _ _) = go 0 e     -- Just check the scrut
537                  go n (App e _)    = go (n+1) e
538                  go n (Var v)      = idAppIsBottom v n
539                  go n (Lit _)      = False
540                  go n (Lam _ _)    = False
541
542 idAppIsBottom :: Id -> Int -> Bool
543 idAppIsBottom id n_val_args = appIsBottom (idNewStrictness id) n_val_args
544 \end{code}
545
546 @exprIsValue@ returns true for expressions that are certainly *already* 
547 evaluated to *head* normal form.  This is used to decide whether it's ok 
548 to change
549
550         case x of _ -> e   ===>   e
551
552 and to decide whether it's safe to discard a `seq`
553
554 So, it does *not* treat variables as evaluated, unless they say they are.
555
556 But it *does* treat partial applications and constructor applications
557 as values, even if their arguments are non-trivial, provided the argument
558 type is lifted; 
559         e.g.  (:) (f x) (map f xs)      is a value
560               map (...redex...)         is a value
561 Because `seq` on such things completes immediately
562
563 For unlifted argument types, we have to be careful:
564                 C (f x :: Int#)
565 Suppose (f x) diverges; then C (f x) is not a value.  True, but
566 this form is illegal (see the invariants in CoreSyn).  Args of unboxed
567 type must be ok-for-speculation (or trivial).
568
569 \begin{code}
570 exprIsValue :: CoreExpr -> Bool         -- True => Value-lambda, constructor, PAP
571 exprIsValue (Var v)     -- NB: There are no value args at this point
572   =  isDataConWorkId v  -- Catches nullary constructors, 
573                         --      so that [] and () are values, for example
574   || idArity v > 0      -- Catches (e.g.) primops that don't have unfoldings
575   || isEvaldUnfolding (idUnfolding v)
576         -- Check the thing's unfolding; it might be bound to a value
577         -- A worry: what if an Id's unfolding is just itself: 
578         -- then we could get an infinite loop...
579
580 exprIsValue (Lit l)          = True
581 exprIsValue (Type ty)        = True     -- Types are honorary Values; 
582                                         -- we don't mind copying them
583 exprIsValue (Lam b e)        = isRuntimeVar b || exprIsValue e
584 exprIsValue (Note _ e)       = exprIsValue e
585 exprIsValue (App e (Type _)) = exprIsValue e
586 exprIsValue (App e a)        = app_is_value e [a]
587 exprIsValue other            = False
588
589 -- There is at least one value argument
590 app_is_value (Var fun) args
591   |  isDataConWorkId fun                        -- Constructor apps are values
592   || idArity fun > valArgCount args     -- Under-applied function
593   = check_args (idType fun) args
594 app_is_value (App f a) as = app_is_value f (a:as)
595 app_is_value other     as = False
596
597         -- 'check_args' checks that unlifted-type args
598         -- are in fact guaranteed non-divergent
599 check_args fun_ty []              = True
600 check_args fun_ty (Type _ : args) = case splitForAllTy_maybe fun_ty of
601                                       Just (_, ty) -> check_args ty args
602 check_args fun_ty (arg : args)
603   | isUnLiftedType arg_ty = exprOkForSpeculation arg
604   | otherwise             = check_args res_ty args
605   where
606     (arg_ty, res_ty) = splitFunTy fun_ty
607 \end{code}
608
609 \begin{code}
610 exprIsConApp_maybe :: CoreExpr -> Maybe (DataCon, [CoreExpr])
611 exprIsConApp_maybe (Note (Coerce to_ty from_ty) expr)
612   =     -- Maybe this is over the top, but here we try to turn
613         --      coerce (S,T) ( x, y )
614         -- effectively into 
615         --      ( coerce S x, coerce T y )
616         -- This happens in anger in PrelArrExts which has a coerce
617         --      case coerce memcpy a b of
618         --        (# r, s #) -> ...
619         -- where the memcpy is in the IO monad, but the call is in
620         -- the (ST s) monad
621     case exprIsConApp_maybe expr of {
622         Nothing           -> Nothing ;
623         Just (dc, args)   -> 
624   
625     case splitTyConApp_maybe to_ty of {
626         Nothing -> Nothing ;
627         Just (tc, tc_arg_tys) | tc /= dataConTyCon dc   -> Nothing
628                               | isExistentialDataCon dc -> Nothing
629                               | otherwise               ->
630                 -- Type constructor must match
631                 -- We knock out existentials to keep matters simple(r)
632     let
633         arity            = tyConArity tc
634         val_args         = drop arity args
635         to_arg_tys       = dataConArgTys dc tc_arg_tys
636         mk_coerce ty arg = mkCoerce ty arg
637         new_val_args     = zipWith mk_coerce to_arg_tys val_args
638     in
639     ASSERT( all isTypeArg (take arity args) )
640     ASSERT( equalLength val_args to_arg_tys )
641     Just (dc, map Type tc_arg_tys ++ new_val_args)
642     }}
643
644 exprIsConApp_maybe (Note _ expr)
645   = exprIsConApp_maybe expr
646     -- We ignore InlineMe notes in case we have
647     --  x = __inline_me__ (a,b)
648     -- All part of making sure that INLINE pragmas never hurt
649     -- Marcin tripped on this one when making dictionaries more inlinable
650     --
651     -- In fact, we ignore all notes.  For example,
652     --          case _scc_ "foo" (C a b) of
653     --                  C a b -> e
654     -- should be optimised away, but it will be only if we look
655     -- through the SCC note.
656
657 exprIsConApp_maybe expr = analyse (collectArgs expr)
658   where
659     analyse (Var fun, args)
660         | Just con <- isDataConWorkId_maybe fun,
661           args `lengthAtLeast` dataConRepArity con
662                 -- Might be > because the arity excludes type args
663         = Just (con,args)
664
665         -- Look through unfoldings, but only cheap ones, because
666         -- we are effectively duplicating the unfolding
667     analyse (Var fun, [])
668         | let unf = idUnfolding fun,
669           isCheapUnfolding unf
670         = exprIsConApp_maybe (unfoldingTemplate unf)
671
672     analyse other = Nothing
673 \end{code}
674
675
676
677 %************************************************************************
678 %*                                                                      *
679 \subsection{Eta reduction and expansion}
680 %*                                                                      *
681 %************************************************************************
682
683 \begin{code}
684 exprEtaExpandArity :: CoreExpr -> Arity
685 {- The Arity returned is the number of value args the 
686    thing can be applied to without doing much work
687
688 exprEtaExpandArity is used when eta expanding
689         e  ==>  \xy -> e x y
690
691 It returns 1 (or more) to:
692         case x of p -> \s -> ...
693 because for I/O ish things we really want to get that \s to the top.
694 We are prepared to evaluate x each time round the loop in order to get that
695
696 It's all a bit more subtle than it looks:
697
698 1.  One-shot lambdas
699
700 Consider one-shot lambdas
701                 let x = expensive in \y z -> E
702 We want this to have arity 2 if the \y-abstraction is a 1-shot lambda
703 Hence the ArityType returned by arityType
704
705 2.  The state-transformer hack
706
707 The one-shot lambda special cause is particularly important/useful for
708 IO state transformers, where we often get
709         let x = E in \ s -> ...
710
711 and the \s is a real-world state token abstraction.  Such abstractions
712 are almost invariably 1-shot, so we want to pull the \s out, past the
713 let x=E, even if E is expensive.  So we treat state-token lambdas as 
714 one-shot even if they aren't really.  The hack is in Id.isOneShotLambda.
715
716 3.  Dealing with bottom
717
718 Consider also 
719         f = \x -> error "foo"
720 Here, arity 1 is fine.  But if it is
721         f = \x -> case x of 
722                         True  -> error "foo"
723                         False -> \y -> x+y
724 then we want to get arity 2.  Tecnically, this isn't quite right, because
725         (f True) `seq` 1
726 should diverge, but it'll converge if we eta-expand f.  Nevertheless, we
727 do so; it improves some programs significantly, and increasing convergence
728 isn't a bad thing.  Hence the ABot/ATop in ArityType.
729
730 Actually, the situation is worse.  Consider
731         f = \x -> case x of
732                         True  -> \y -> x+y
733                         False -> \y -> x-y
734 Can we eta-expand here?  At first the answer looks like "yes of course", but
735 consider
736         (f bot) `seq` 1
737 This should diverge!  But if we eta-expand, it won't.   Again, we ignore this
738 "problem", because being scrupulous would lose an important transformation for
739 many programs.
740 -}
741
742
743 exprEtaExpandArity e = arityDepth (arityType e)
744
745 -- A limited sort of function type
746 data ArityType = AFun Bool ArityType    -- True <=> one-shot
747                | ATop                   -- Know nothing
748                | ABot                   -- Diverges
749
750 arityDepth :: ArityType -> Arity
751 arityDepth (AFun _ ty) = 1 + arityDepth ty
752 arityDepth ty          = 0
753
754 andArityType ABot           at2           = at2
755 andArityType ATop           at2           = ATop
756 andArityType (AFun t1 at1)  (AFun t2 at2) = AFun (t1 && t2) (andArityType at1 at2)
757 andArityType at1            at2           = andArityType at2 at1
758
759 arityType :: CoreExpr -> ArityType
760         -- (go1 e) = [b1,..,bn]
761         -- means expression can be rewritten \x_b1 -> ... \x_bn -> body
762         -- where bi is True <=> the lambda is one-shot
763
764 arityType (Note n e) = arityType e
765 --      Not needed any more: etaExpand is cleverer
766 --  | ok_note n = arityType e
767 --  | otherwise = ATop
768
769 arityType (Var v) 
770   = mk (idArity v)
771   where
772     mk :: Arity -> ArityType
773     mk 0 | isBottomingId v  = ABot
774          | otherwise        = ATop
775     mk n                    = AFun False (mk (n-1))
776
777                         -- When the type of the Id encodes one-shot-ness,
778                         -- use the idinfo here
779
780         -- Lambdas; increase arity
781 arityType (Lam x e) | isId x    = AFun (isOneShotLambda x || isStateHack x) (arityType e)
782                     | otherwise = arityType e
783
784         -- Applications; decrease arity
785 arityType (App f (Type _)) = arityType f
786 arityType (App f a)        = case arityType f of
787                                 AFun one_shot xs | exprIsCheap a -> xs
788                                 other                            -> ATop
789                                                            
790         -- Case/Let; keep arity if either the expression is cheap
791         -- or it's a 1-shot lambda
792 arityType (Case scrut _ alts) = case foldr1 andArityType [arityType rhs | (_,_,rhs) <- alts] of
793                                   xs@(AFun one_shot _) | one_shot -> xs
794                                   xs | exprIsCheap scrut          -> xs
795                                      | otherwise                  -> ATop
796
797 arityType (Let b e) = case arityType e of
798                         xs@(AFun one_shot _) | one_shot                       -> xs
799                         xs                   | all exprIsCheap (rhssOfBind b) -> xs
800                                              | otherwise                      -> ATop
801
802 arityType other = ATop
803
804 isStateHack id = case splitTyConApp_maybe (idType id) of
805                      Just (tycon,_) | tycon == statePrimTyCon -> True
806                      other                                    -> False
807
808         -- The last clause is a gross hack.  It claims that 
809         -- every function over realWorldStatePrimTy is a one-shot
810         -- function.  This is pretty true in practice, and makes a big
811         -- difference.  For example, consider
812         --      a `thenST` \ r -> ...E...
813         -- The early full laziness pass, if it doesn't know that r is one-shot
814         -- will pull out E (let's say it doesn't mention r) to give
815         --      let lvl = E in a `thenST` \ r -> ...lvl...
816         -- When `thenST` gets inlined, we end up with
817         --      let lvl = E in \s -> case a s of (r, s') -> ...lvl...
818         -- and we don't re-inline E.
819         --
820         -- It would be better to spot that r was one-shot to start with, but
821         -- I don't want to rely on that.
822         --
823         -- Another good example is in fill_in in PrelPack.lhs.  We should be able to
824         -- spot that fill_in has arity 2 (and when Keith is done, we will) but we can't yet.
825
826 {- NOT NEEDED ANY MORE: etaExpand is cleverer
827 ok_note InlineMe = False
828 ok_note other    = True
829     -- Notice that we do not look through __inline_me__
830     -- This may seem surprising, but consider
831     --          f = _inline_me (\x -> e)
832     -- We DO NOT want to eta expand this to
833     --          f = \x -> (_inline_me (\x -> e)) x
834     -- because the _inline_me gets dropped now it is applied, 
835     -- giving just
836     --          f = \x -> e
837     -- A Bad Idea
838 -}
839 \end{code}
840
841
842 \begin{code}
843 etaExpand :: Arity              -- Result should have this number of value args
844           -> [Unique]
845           -> CoreExpr -> Type   -- Expression and its type
846           -> CoreExpr
847 -- (etaExpand n us e ty) returns an expression with 
848 -- the same meaning as 'e', but with arity 'n'.  
849 --
850 -- Given e' = etaExpand n us e ty
851 -- We should have
852 --      ty = exprType e = exprType e'
853 --
854 -- Note that SCCs are not treated specially.  If we have
855 --      etaExpand 2 (\x -> scc "foo" e)
856 --      = (\xy -> (scc "foo" e) y)
857 -- So the costs of evaluating 'e' (not 'e y') are attributed to "foo"
858
859 etaExpand n us expr ty
860   | manifestArity expr >= n = expr              -- The no-op case
861   | otherwise               = eta_expand n us expr ty
862   where
863
864 -- manifestArity sees how many leading value lambdas there are
865 manifestArity :: CoreExpr -> Arity
866 manifestArity (Lam v e) | isId v    = 1 + manifestArity e
867                         | otherwise = manifestArity e
868 manifestArity (Note _ e)            = manifestArity e
869 manifestArity e                     = 0
870
871 -- etaExpand deals with for-alls. For example:
872 --              etaExpand 1 E
873 -- where  E :: forall a. a -> a
874 -- would return
875 --      (/\b. \y::a -> E b y)
876 --
877 -- It deals with coerces too, though they are now rare
878 -- so perhaps the extra code isn't worth it
879
880 eta_expand n us expr ty
881   | n == 0 && 
882     -- The ILX code generator requires eta expansion for type arguments
883     -- too, but alas the 'n' doesn't tell us how many of them there 
884     -- may be.  So we eagerly eta expand any big lambdas, and just
885     -- cross our fingers about possible loss of sharing in the ILX case. 
886     -- The Right Thing is probably to make 'arity' include
887     -- type variables throughout the compiler.  (ToDo.)
888     not (isForAllTy ty) 
889     -- Saturated, so nothing to do
890   = expr
891
892         -- Short cut for the case where there already
893         -- is a lambda; no point in gratuitously adding more
894 eta_expand n us (Lam v body) ty
895   | isTyVar v
896   = Lam v (eta_expand n us body (applyTy ty (mkTyVarTy v)))
897
898   | otherwise
899   = Lam v (eta_expand (n-1) us body (funResultTy ty))
900
901 -- We used to have a special case that stepped inside Coerces here,
902 -- thus:  eta_expand n us (Note note@(Coerce _ ty) e) _  
903 --              = Note note (eta_expand n us e ty)
904 -- BUT this led to an infinite loop
905 -- Example:     newtype T = MkT (Int -> Int)
906 --      eta_expand 1 (coerce (Int->Int) e)
907 --      --> coerce (Int->Int) (eta_expand 1 T e)
908 --              by the bogus eqn
909 --      --> coerce (Int->Int) (coerce T 
910 --              (\x::Int -> eta_expand 1 (coerce (Int->Int) e)))
911 --              by the splitNewType_maybe case below
912 --      and round we go
913
914 eta_expand n us expr ty
915   = case splitForAllTy_maybe ty of { 
916           Just (tv,ty') -> Lam tv (eta_expand n us (App expr (Type (mkTyVarTy tv))) ty')
917
918         ; Nothing ->
919   
920         case splitFunTy_maybe ty of {
921           Just (arg_ty, res_ty) -> Lam arg1 (eta_expand (n-1) us2 (App expr (Var arg1)) res_ty)
922                                 where
923                                    arg1       = mkSysLocal FSLIT("eta") uniq arg_ty
924                                    (uniq:us2) = us
925                                    
926         ; Nothing ->
927
928                 -- Given this:
929                 --      newtype T = MkT (Int -> Int)
930                 -- Consider eta-expanding this
931                 --      eta_expand 1 e T
932                 -- We want to get
933                 --      coerce T (\x::Int -> (coerce (Int->Int) e) x)
934
935         case splitNewType_maybe ty of {
936           Just ty' -> mkCoerce2 ty ty' (eta_expand n us (mkCoerce2 ty' ty expr) ty') ;
937           Nothing  -> pprTrace "Bad eta expand" (ppr expr $$ ppr ty) expr
938         }}}
939 \end{code}
940
941 exprArity is a cheap-and-cheerful version of exprEtaExpandArity.
942 It tells how many things the expression can be applied to before doing
943 any work.  It doesn't look inside cases, lets, etc.  The idea is that
944 exprEtaExpandArity will do the hard work, leaving something that's easy
945 for exprArity to grapple with.  In particular, Simplify uses exprArity to
946 compute the ArityInfo for the Id. 
947
948 Originally I thought that it was enough just to look for top-level lambdas, but
949 it isn't.  I've seen this
950
951         foo = PrelBase.timesInt
952
953 We want foo to get arity 2 even though the eta-expander will leave it
954 unchanged, in the expectation that it'll be inlined.  But occasionally it
955 isn't, because foo is blacklisted (used in a rule).  
956
957 Similarly, see the ok_note check in exprEtaExpandArity.  So 
958         f = __inline_me (\x -> e)
959 won't be eta-expanded.
960
961 And in any case it seems more robust to have exprArity be a bit more intelligent.
962 But note that   (\x y z -> f x y z)
963 should have arity 3, regardless of f's arity.
964
965 \begin{code}
966 exprArity :: CoreExpr -> Arity
967 exprArity e = go e
968             where
969               go (Var v)                   = idArity v
970               go (Lam x e) | isId x        = go e + 1
971                            | otherwise     = go e
972               go (Note n e)                = go e
973               go (App e (Type t))          = go e
974               go (App f a) | exprIsCheap a = (go f - 1) `max` 0
975                 -- NB: exprIsCheap a!  
976                 --      f (fac x) does not have arity 2, 
977                 --      even if f has arity 3!
978                 -- NB: `max 0`!  (\x y -> f x) has arity 2, even if f is
979                 --               unknown, hence arity 0
980               go _                         = 0
981 \end{code}
982
983 %************************************************************************
984 %*                                                                      *
985 \subsection{Equality}
986 %*                                                                      *
987 %************************************************************************
988
989 @cheapEqExpr@ is a cheap equality test which bales out fast!
990         True  => definitely equal
991         False => may or may not be equal
992
993 \begin{code}
994 cheapEqExpr :: Expr b -> Expr b -> Bool
995
996 cheapEqExpr (Var v1)   (Var v2)   = v1==v2
997 cheapEqExpr (Lit lit1) (Lit lit2) = lit1 == lit2
998 cheapEqExpr (Type t1)  (Type t2)  = t1 `eqType` t2
999
1000 cheapEqExpr (App f1 a1) (App f2 a2)
1001   = f1 `cheapEqExpr` f2 && a1 `cheapEqExpr` a2
1002
1003 cheapEqExpr _ _ = False
1004
1005 exprIsBig :: Expr b -> Bool
1006 -- Returns True of expressions that are too big to be compared by cheapEqExpr
1007 exprIsBig (Lit _)      = False
1008 exprIsBig (Var v)      = False
1009 exprIsBig (Type t)     = False
1010 exprIsBig (App f a)    = exprIsBig f || exprIsBig a
1011 exprIsBig other        = True
1012 \end{code}
1013
1014
1015 \begin{code}
1016 eqExpr :: CoreExpr -> CoreExpr -> Bool
1017         -- Works ok at more general type, but only needed at CoreExpr
1018         -- Used in rule matching, so when we find a type we use
1019         -- eqTcType, which doesn't look through newtypes
1020         -- [And it doesn't risk falling into a black hole either.]
1021 eqExpr e1 e2
1022   = eq emptyVarEnv e1 e2
1023   where
1024   -- The "env" maps variables in e1 to variables in ty2
1025   -- So when comparing lambdas etc, 
1026   -- we in effect substitute v2 for v1 in e1 before continuing
1027     eq env (Var v1) (Var v2) = case lookupVarEnv env v1 of
1028                                   Just v1' -> v1' == v2
1029                                   Nothing  -> v1  == v2
1030
1031     eq env (Lit lit1)   (Lit lit2)   = lit1 == lit2
1032     eq env (App f1 a1)  (App f2 a2)  = eq env f1 f2 && eq env a1 a2
1033     eq env (Lam v1 e1)  (Lam v2 e2)  = eq (extendVarEnv env v1 v2) e1 e2
1034     eq env (Let (NonRec v1 r1) e1)
1035            (Let (NonRec v2 r2) e2)   = eq env r1 r2 && eq (extendVarEnv env v1 v2) e1 e2
1036     eq env (Let (Rec ps1) e1)
1037            (Let (Rec ps2) e2)        = equalLength ps1 ps2 &&
1038                                        and (zipWith eq_rhs ps1 ps2) &&
1039                                        eq env' e1 e2
1040                                      where
1041                                        env' = extendVarEnvList env [(v1,v2) | ((v1,_),(v2,_)) <- zip ps1 ps2]
1042                                        eq_rhs (_,r1) (_,r2) = eq env' r1 r2
1043     eq env (Case e1 v1 a1)
1044            (Case e2 v2 a2)           = eq env e1 e2 &&
1045                                        equalLength a1 a2 &&
1046                                        and (zipWith (eq_alt env') a1 a2)
1047                                      where
1048                                        env' = extendVarEnv env v1 v2
1049
1050     eq env (Note n1 e1) (Note n2 e2) = eq_note env n1 n2 && eq env e1 e2
1051     eq env (Type t1)    (Type t2)    = t1 `eqType` t2
1052     eq env e1           e2           = False
1053                                          
1054     eq_list env []       []       = True
1055     eq_list env (e1:es1) (e2:es2) = eq env e1 e2 && eq_list env es1 es2
1056     eq_list env es1      es2      = False
1057     
1058     eq_alt env (c1,vs1,r1) (c2,vs2,r2) = c1==c2 &&
1059                                          eq (extendVarEnvList env (vs1 `zip` vs2)) r1 r2
1060
1061     eq_note env (SCC cc1)      (SCC cc2)      = cc1 == cc2
1062     eq_note env (Coerce t1 f1) (Coerce t2 f2) = t1 `eqType` t2 && f1 `eqType` f2
1063     eq_note env InlineCall     InlineCall     = True
1064     eq_note env (CoreNote s1)  (CoreNote s2)  = s1 == s2
1065     eq_note env other1         other2         = False
1066 \end{code}
1067
1068
1069 %************************************************************************
1070 %*                                                                      *
1071 \subsection{The size of an expression}
1072 %*                                                                      *
1073 %************************************************************************
1074
1075 \begin{code}
1076 coreBindsSize :: [CoreBind] -> Int
1077 coreBindsSize bs = foldr ((+) . bindSize) 0 bs
1078
1079 exprSize :: CoreExpr -> Int
1080         -- A measure of the size of the expressions
1081         -- It also forces the expression pretty drastically as a side effect
1082 exprSize (Var v)       = v `seq` 1
1083 exprSize (Lit lit)     = lit `seq` 1
1084 exprSize (App f a)     = exprSize f + exprSize a
1085 exprSize (Lam b e)     = varSize b + exprSize e
1086 exprSize (Let b e)     = bindSize b + exprSize e
1087 exprSize (Case e b as) = exprSize e + varSize b + foldr ((+) . altSize) 0 as
1088 exprSize (Note n e)    = noteSize n + exprSize e
1089 exprSize (Type t)      = seqType t `seq` 1
1090
1091 noteSize (SCC cc)       = cc `seq` 1
1092 noteSize (Coerce t1 t2) = seqType t1 `seq` seqType t2 `seq` 1
1093 noteSize InlineCall     = 1
1094 noteSize InlineMe       = 1
1095 noteSize (CoreNote s)   = s `seq` 1  -- hdaume: core annotations
1096
1097 varSize :: Var -> Int
1098 varSize b  | isTyVar b = 1
1099            | otherwise = seqType (idType b)             `seq`
1100                          megaSeqIdInfo (idInfo b)       `seq`
1101                          1
1102
1103 varsSize = foldr ((+) . varSize) 0
1104
1105 bindSize (NonRec b e) = varSize b + exprSize e
1106 bindSize (Rec prs)    = foldr ((+) . pairSize) 0 prs
1107
1108 pairSize (b,e) = varSize b + exprSize e
1109
1110 altSize (c,bs,e) = c `seq` varsSize bs + exprSize e
1111 \end{code}
1112
1113
1114 %************************************************************************
1115 %*                                                                      *
1116 \subsection{Hashing}
1117 %*                                                                      *
1118 %************************************************************************
1119
1120 \begin{code}
1121 hashExpr :: CoreExpr -> Int
1122 hashExpr e | hash < 0  = 77     -- Just in case we hit -maxInt
1123            | otherwise = hash
1124            where
1125              hash = abs (hash_expr e)   -- Negative numbers kill UniqFM
1126
1127 hash_expr (Note _ e)              = hash_expr e
1128 hash_expr (Let (NonRec b r) e)    = hashId b
1129 hash_expr (Let (Rec ((b,r):_)) e) = hashId b
1130 hash_expr (Case _ b _)            = hashId b
1131 hash_expr (App f e)               = hash_expr f * fast_hash_expr e
1132 hash_expr (Var v)                 = hashId v
1133 hash_expr (Lit lit)               = hashLiteral lit
1134 hash_expr (Lam b _)               = hashId b
1135 hash_expr (Type t)                = trace "hash_expr: type" 1           -- Shouldn't happen
1136
1137 fast_hash_expr (Var v)          = hashId v
1138 fast_hash_expr (Lit lit)        = hashLiteral lit
1139 fast_hash_expr (App f (Type _)) = fast_hash_expr f
1140 fast_hash_expr (App f a)        = fast_hash_expr a
1141 fast_hash_expr (Lam b _)        = hashId b
1142 fast_hash_expr other            = 1
1143
1144 hashId :: Id -> Int
1145 hashId id = hashName (idName id)
1146 \end{code}
1147
1148 %************************************************************************
1149 %*                                                                      *
1150 \subsection{Determining non-updatable right-hand-sides}
1151 %*                                                                      *
1152 %************************************************************************
1153
1154 Top-level constructor applications can usually be allocated 
1155 statically, but they can't if 
1156    a) the constructor, or any of the arguments, come from another DLL
1157    b) any of the arguments are LitLits
1158 (because we can't refer to static labels in other DLLs).
1159
1160 If this happens we simply make the RHS into an updatable thunk, 
1161 and 'exectute' it rather than allocating it statically.
1162
1163 \begin{code}
1164 rhsIsStatic :: CoreExpr -> Bool
1165 -- This function is called only on *top-level* right-hand sides
1166 -- Returns True if the RHS can be allocated statically, with
1167 -- no thunks involved at all.
1168 --
1169 -- It's called (i) in TidyPgm.hasCafRefs to decide if the rhs is, or
1170 -- refers to, CAFs; and (ii) in CoreToStg to decide whether to put an
1171 -- update flag on it.
1172 --
1173 -- The basic idea is that rhsIsStatic returns True only if the RHS is
1174 --      (a) a value lambda
1175 --      (b) a saturated constructor application with static args
1176 --
1177 -- BUT watch out for
1178 --  (i) Any cross-DLL references kill static-ness completely
1179 --      because they must be 'executed' not statically allocated
1180 --
1181 -- (ii) We treat partial applications as redexes, because in fact we 
1182 --      make a thunk for them that runs and builds a PAP
1183 --      at run-time.  The only appliations that are treated as 
1184 --      static are *saturated* applications of constructors.
1185
1186 -- We used to try to be clever with nested structures like this:
1187 --              ys = (:) w ((:) w [])
1188 -- on the grounds that CorePrep will flatten ANF-ise it later.
1189 -- But supporting this special case made the function much more 
1190 -- complicated, because the special case only applies if there are no 
1191 -- enclosing type lambdas:
1192 --              ys = /\ a -> Foo (Baz ([] a))
1193 -- Here the nested (Baz []) won't float out to top level in CorePrep.
1194 --
1195 -- But in fact, even without -O, nested structures at top level are 
1196 -- flattened by the simplifier, so we don't need to be super-clever here.
1197 --
1198 -- Examples
1199 --
1200 --      f = \x::Int. x+7        TRUE
1201 --      p = (True,False)        TRUE
1202 --
1203 --      d = (fst p, False)      FALSE because there's a redex inside
1204 --                              (this particular one doesn't happen but...)
1205 --
1206 --      h = D# (1.0## /## 2.0##)        FALSE (redex again)
1207 --      n = /\a. Nil a                  TRUE
1208 --
1209 --      t = /\a. (:) (case w a of ...) (Nil a)  FALSE (redex)
1210 --
1211 --
1212 -- This is a bit like CoreUtils.exprIsValue, with the following differences:
1213 --    a) scc "foo" (\x -> ...) is updatable (so we catch the right SCC)
1214 --
1215 --    b) (C x xs), where C is a contructors is updatable if the application is
1216 --         dynamic
1217 -- 
1218 --    c) don't look through unfolding of f in (f x).
1219 --
1220 -- When opt_RuntimeTypes is on, we keep type lambdas and treat
1221 -- them as making the RHS re-entrant (non-updatable).
1222
1223 rhsIsStatic rhs = is_static False rhs
1224
1225 is_static :: Bool       -- True <=> in a constructor argument; must be atomic
1226           -> CoreExpr -> Bool
1227
1228 is_static False (Lam b e) = isRuntimeVar b || is_static False e
1229
1230 is_static in_arg (Note (SCC _) e) = False
1231 is_static in_arg (Note _ e)       = is_static in_arg e
1232
1233 is_static in_arg (Lit lit)        = not (isLitLitLit lit)
1234         -- lit-lit arguments cannot be used in static constructors either.  
1235         -- (litlits are deprecated, so I'm not going to bother cleaning up this infelicity --SDM).
1236
1237 is_static in_arg other_expr = go other_expr 0
1238   where
1239     go (Var f) n_val_args
1240         | not (isDllName (idName f))
1241         = n_val_args == 0 || saturated_data_con f n_val_args
1242
1243     go (App f a) n_val_args
1244         | isTypeArg a                    = go f n_val_args
1245         | not in_arg && is_static True a = go f (n_val_args + 1)
1246         -- The (not in_arg) checks that we aren't in a constructor argument;
1247         -- if we are, we don't allow (value) applications of any sort
1248         -- 
1249         -- NB. In case you wonder, args are sometimes not atomic.  eg.
1250         --   x = D# (1.0## /## 2.0##)
1251         -- can't float because /## can fail.
1252
1253     go (Note (SCC _) f) n_val_args = False
1254     go (Note _ f) n_val_args       = go f n_val_args
1255
1256     go other n_val_args = False
1257
1258     saturated_data_con f n_val_args
1259         = case isDataConWorkId_maybe f of
1260             Just dc -> n_val_args == dataConRepArity dc
1261             Nothing -> False
1262 \end{code}