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