Simplify the IdInfo before any RHSs
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / simplCore / OccurAnal.lhs
1 %
2 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
3 %
4 %************************************************************************
5 %*                                                                      *
6 \section[OccurAnal]{Occurrence analysis pass}
7 %*                                                                      *
8 %************************************************************************
9
10 The occurrence analyser re-typechecks a core expression, returning a new
11 core expression with (hopefully) improved usage information.
12
13 \begin{code}
14 module OccurAnal (
15         occurAnalysePgm, occurAnalyseExpr
16     ) where
17
18 #include "HsVersions.h"
19
20 import CoreSyn
21 import CoreFVs          ( idRuleVars )
22 import CoreUtils        ( exprIsTrivial, isDefaultAlt )
23 import Id               ( isDataConWorkId, isOneShotBndr, setOneShotLambda, 
24                           idOccInfo, setIdOccInfo, isLocalId,
25                           isExportedId, idArity, 
26                           idType, idUnique, Id
27                         )
28 import BasicTypes       ( OccInfo(..), isOneOcc, InterestingCxt )
29
30 import VarSet
31 import VarEnv
32
33 import Type             ( isFunTy, dropForAlls )
34 import Maybes           ( orElse )
35 import Digraph          ( stronglyConnCompR, SCC(..) )
36 import PrelNames        ( buildIdKey, foldrIdKey, runSTRepIdKey, augmentIdKey )
37 import Unique           ( Unique )
38 import UniqFM           ( keysUFM )  
39 import Util             ( zipWithEqual, mapAndUnzip )
40 import Outputable
41 \end{code}
42
43
44 %************************************************************************
45 %*                                                                      *
46 \subsection[OccurAnal-main]{Counting occurrences: main function}
47 %*                                                                      *
48 %************************************************************************
49
50 Here's the externally-callable interface:
51
52 \begin{code}
53 occurAnalysePgm :: [CoreBind] -> [CoreBind]
54 occurAnalysePgm binds
55   = snd (go initOccEnv binds)
56   where
57     go :: OccEnv -> [CoreBind] -> (UsageDetails, [CoreBind])
58     go env [] 
59         = (emptyDetails, [])
60     go env (bind:binds) 
61         = (final_usage, bind' ++ binds')
62         where
63            (bs_usage, binds')   = go env binds
64            (final_usage, bind') = occAnalBind env bind bs_usage
65
66 occurAnalyseExpr :: CoreExpr -> CoreExpr
67         -- Do occurrence analysis, and discard occurence info returned
68 occurAnalyseExpr expr = snd (occAnal initOccEnv expr)
69 \end{code}
70
71
72 %************************************************************************
73 %*                                                                      *
74 \subsection[OccurAnal-main]{Counting occurrences: main function}
75 %*                                                                      *
76 %************************************************************************
77
78 Bindings
79 ~~~~~~~~
80
81 \begin{code}
82 type IdWithOccInfo = Id                 -- An Id with fresh PragmaInfo attached
83
84 type Node details = (details, Unique, [Unique]) -- The Ints are gotten from the Unique,
85                                                 -- which is gotten from the Id.
86 type Details1     = (Id, UsageDetails, CoreExpr)
87 type Details2     = (IdWithOccInfo, CoreExpr)
88
89
90 occAnalBind :: OccEnv
91             -> CoreBind
92             -> UsageDetails             -- Usage details of scope
93             -> (UsageDetails,           -- Of the whole let(rec)
94                 [CoreBind])
95
96 occAnalBind env (NonRec binder rhs) body_usage
97   | not (binder `usedIn` body_usage)            -- It's not mentioned
98   = (body_usage, [])
99
100   | otherwise                   -- It's mentioned in the body
101   = (final_body_usage `combineUsageDetails` rhs_usage,
102      [NonRec tagged_binder rhs'])
103
104   where
105     (final_body_usage, tagged_binder) = tagBinder body_usage binder
106     (rhs_usage, rhs')                 = occAnalRhs env tagged_binder rhs
107 \end{code}
108
109 Dropping dead code for recursive bindings is done in a very simple way:
110
111         the entire set of bindings is dropped if none of its binders are
112         mentioned in its body; otherwise none are.
113
114 This seems to miss an obvious improvement.
115 @
116         letrec  f = ...g...
117                 g = ...f...
118         in
119         ...g...
120
121 ===>
122
123         letrec f = ...g...
124                g = ...(...g...)...
125         in
126         ...g...
127 @
128
129 Now @f@ is unused. But dependency analysis will sort this out into a
130 @letrec@ for @g@ and a @let@ for @f@, and then @f@ will get dropped.
131 It isn't easy to do a perfect job in one blow.  Consider
132
133 @
134         letrec f = ...g...
135                g = ...h...
136                h = ...k...
137                k = ...m...
138                m = ...m...
139         in
140         ...m...
141 @
142
143
144 \begin{code}
145 occAnalBind env (Rec pairs) body_usage
146   = foldr (_scc_ "occAnalBind.dofinal" do_final_bind) (body_usage, []) sccs
147   where
148     analysed_pairs :: [Details1]
149     analysed_pairs  = [ (bndr, rhs_usage, rhs')
150                       | (bndr, rhs) <- pairs,
151                         let (rhs_usage, rhs') = occAnalRhs env bndr rhs
152                       ]
153
154     sccs :: [SCC (Node Details1)]
155     sccs = _scc_ "occAnalBind.scc" stronglyConnCompR edges
156
157
158     ---- stuff for dependency analysis of binds -------------------------------
159     edges :: [Node Details1]
160     edges = _scc_ "occAnalBind.assoc"
161             [ (details, idUnique id, edges_from rhs_usage)
162             | details@(id, rhs_usage, rhs) <- analysed_pairs
163             ]
164
165         -- (a -> b) means a mentions b
166         -- Given the usage details (a UFM that gives occ info for each free var of
167         -- the RHS) we can get the list of free vars -- or rather their Int keys --
168         -- by just extracting the keys from the finite map.  Grimy, but fast.
169         -- Previously we had this:
170         --      [ bndr | bndr <- bndrs,
171         --               maybeToBool (lookupVarEnv rhs_usage bndr)]
172         -- which has n**2 cost, and this meant that edges_from alone 
173         -- consumed 10% of total runtime!
174     edges_from :: UsageDetails -> [Unique]
175     edges_from rhs_usage = _scc_ "occAnalBind.edges_from"
176                            keysUFM rhs_usage
177
178     ---- stuff to "re-constitute" bindings from dependency-analysis info ------
179
180         -- Non-recursive SCC
181     do_final_bind (AcyclicSCC ((bndr, rhs_usage, rhs'), _, _)) (body_usage, binds_so_far)
182       | not (bndr `usedIn` body_usage)
183       = (body_usage, binds_so_far)                      -- Dead code
184       | otherwise
185       = (combined_usage, new_bind : binds_so_far)       
186       where
187         total_usage                   = combineUsageDetails body_usage rhs_usage
188         (combined_usage, tagged_bndr) = tagBinder total_usage bndr
189         new_bind                      = NonRec tagged_bndr rhs'
190
191         -- Recursive SCC
192     do_final_bind (CyclicSCC cycle) (body_usage, binds_so_far)
193       | not (any (`usedIn` body_usage) bndrs)           -- NB: look at body_usage, not total_usage
194       = (body_usage, binds_so_far)                      -- Dead code
195       | otherwise
196       = (combined_usage, final_bind:binds_so_far)
197       where
198         details                        = [details   | (details, _, _) <- cycle]
199         bndrs                          = [bndr      | (bndr, _, _)      <- details]
200         rhs_usages                     = [rhs_usage | (_, rhs_usage, _) <- details]
201         total_usage                    = foldr combineUsageDetails body_usage rhs_usages
202         (combined_usage, tagged_bndrs) = tagBinders total_usage bndrs
203         final_bind                     = Rec (reOrderRec env new_cycle)
204
205         new_cycle = CyclicSCC (zipWithEqual "occAnalBind" mk_new_bind tagged_bndrs cycle)
206         mk_new_bind tagged_bndr ((_, _, rhs'), key, keys) = ((tagged_bndr, rhs'), key, keys)
207 \end{code}
208
209 @reOrderRec@ is applied to the list of (binder,rhs) pairs for a cyclic
210 strongly connected component (there's guaranteed to be a cycle).  It returns the
211 same pairs, but 
212         a) in a better order,
213         b) with some of the Ids having a IMustNotBeINLINEd pragma
214
215 The "no-inline" Ids are sufficient to break all cycles in the SCC.  This means
216 that the simplifier can guarantee not to loop provided it never records an inlining
217 for these no-inline guys.
218
219 Furthermore, the order of the binds is such that if we neglect dependencies
220 on the no-inline Ids then the binds are topologically sorted.  This means
221 that the simplifier will generally do a good job if it works from top bottom,
222 recording inlinings for any Ids which aren't marked as "no-inline" as it goes.
223
224 ==============
225 [June 98: I don't understand the following paragraphs, and I've 
226           changed the a=b case again so that it isn't a special case any more.]
227
228 Here's a case that bit me:
229
230         letrec
231                 a = b
232                 b = \x. BIG
233         in
234         ...a...a...a....
235
236 Re-ordering doesn't change the order of bindings, but there was no loop-breaker.
237
238 My solution was to make a=b bindings record b as Many, rather like INLINE bindings.
239 Perhaps something cleverer would suffice.
240 ===============
241
242 You might think that you can prevent non-termination simply by making
243 sure that we simplify a recursive binding's RHS in an environment that
244 simply clones the recursive Id.  But no.  Consider
245
246                 letrec f = \x -> let z = f x' in ...
247
248                 in
249                 let n = f y
250                 in
251                 case n of { ... }
252
253 We bind n to its *simplified* RHS, we then *re-simplify* it when
254 we inline n.  Then we may well inline f; and then the same thing
255 happens with z!
256
257 I don't think it's possible to prevent non-termination by environment
258 manipulation in this way.  Apart from anything else, successive
259 iterations of the simplifier may unroll recursive loops in cases like
260 that above.  The idea of beaking every recursive loop with an
261 IMustNotBeINLINEd pragma is much much better.
262
263
264 \begin{code}
265 reOrderRec
266         :: OccEnv
267         -> SCC (Node Details2)
268         -> [Details2]
269                         -- Sorted into a plausible order.  Enough of the Ids have
270                         --      dontINLINE pragmas that there are no loops left.
271
272         -- Non-recursive case
273 reOrderRec env (AcyclicSCC (bind, _, _)) = [bind]
274
275         -- Common case of simple self-recursion
276 reOrderRec env (CyclicSCC [bind])
277   = [(setIdOccInfo tagged_bndr IAmALoopBreaker, rhs)]
278   where
279     ((tagged_bndr, rhs), _, _) = bind
280
281 reOrderRec env (CyclicSCC (bind : binds))
282   =     -- Choose a loop breaker, mark it no-inline,
283         -- do SCC analysis on the rest, and recursively sort them out
284     concat (map (reOrderRec env) (stronglyConnCompR unchosen))
285     ++ 
286     [(setIdOccInfo tagged_bndr IAmALoopBreaker, rhs)]
287
288   where
289     (chosen_pair, unchosen) = choose_loop_breaker bind (score bind) [] binds
290     (tagged_bndr, rhs)      = chosen_pair
291
292         -- This loop looks for the bind with the lowest score
293         -- to pick as the loop  breaker.  The rest accumulate in 
294     choose_loop_breaker (details,_,_) loop_sc acc []
295         = (details, acc)        -- Done
296
297     choose_loop_breaker loop_bind loop_sc acc (bind : binds)
298         | sc < loop_sc  -- Lower score so pick this new one
299         = choose_loop_breaker bind sc (loop_bind : acc) binds
300
301         | otherwise     -- No lower so don't pick it
302         = choose_loop_breaker loop_bind loop_sc (bind : acc) binds
303         where
304           sc = score bind
305           
306     score :: Node Details2 -> Int       -- Higher score => less likely to be picked as loop breaker
307     score ((bndr, rhs), _, _)
308         | exprIsTrivial rhs        = 4  -- Practically certain to be inlined
309                 -- Used to have also: && not (isExportedId bndr)
310                 -- But I found this sometimes cost an extra iteration when we have
311                 --      rec { d = (a,b); a = ...df...; b = ...df...; df = d }
312                 -- where df is the exported dictionary. Then df makes a really
313                 -- bad choice for loop breaker
314           
315         | not_fun_ty (idType bndr) = 3  -- Data types help with cases
316                 -- This used to have a lower score than inlineCandidate, but
317                 -- it's *really* helpful if dictionaries get inlined fast,
318                 -- so I'm experimenting with giving higher priority to data-typed things
319
320         | inlineCandidate bndr rhs = 2  -- Likely to be inlined
321
322 -- NOT NEEDED ANY MORE [Feb06]
323 -- We make all rules available in all bindings, by substituting
324 -- the IdInfo before looking at any RHSs.  I'm just leaving this
325 -- snippet in as a commment so we can find it again if necessary.
326 --
327 --      | not (isEmptySpecInfo (idSpecialisation bndr)) = 1
328 --              -- Avoid things with specialisations; we'd like
329 --              -- to take advantage of them in the subsequent bindings
330
331         | otherwise = 0
332
333     inlineCandidate :: Id -> CoreExpr -> Bool
334     inlineCandidate id (Note InlineMe _) = True
335     inlineCandidate id rhs               = isOneOcc (idOccInfo id)
336
337         -- Real example (the Enum Ordering instance from PrelBase):
338         --      rec     f = \ x -> case d of (p,q,r) -> p x
339         --              g = \ x -> case d of (p,q,r) -> q x
340         --              d = (v, f, g)
341         --
342         -- Here, f and g occur just once; but we can't inline them into d.
343         -- On the other hand we *could* simplify those case expressions if
344         -- we didn't stupidly choose d as the loop breaker.
345         -- But we won't because constructor args are marked "Many".
346
347     not_fun_ty ty = not (isFunTy (dropForAlls ty))
348 \end{code}
349
350 @occAnalRhs@ deals with the question of bindings where the Id is marked
351 by an INLINE pragma.  For these we record that anything which occurs
352 in its RHS occurs many times.  This pessimistically assumes that ths
353 inlined binder also occurs many times in its scope, but if it doesn't
354 we'll catch it next time round.  At worst this costs an extra simplifier pass.
355 ToDo: try using the occurrence info for the inline'd binder.
356
357 [March 97] We do the same for atomic RHSs.  Reason: see notes with reOrderRec.
358 [June 98, SLPJ]  I've undone this change; I don't understand it.  See notes with reOrderRec.
359
360
361 \begin{code}
362 occAnalRhs :: OccEnv
363            -> Id -> CoreExpr    -- Binder and rhs
364                                 -- For non-recs the binder is alrady tagged
365                                 -- with occurrence info
366            -> (UsageDetails, CoreExpr)
367
368 occAnalRhs env id rhs
369   = (final_usage, rhs')
370   where
371     (rhs_usage, rhs') = occAnal ctxt rhs
372     ctxt | certainly_inline id = env
373          | otherwise           = rhsCtxt
374         -- Note that we generally use an rhsCtxt.  This tells the occ anal n
375         -- that it's looking at an RHS, which has an effect in occAnalApp
376         --
377         -- But there's a problem.  Consider
378         --      x1 = a0 : []
379         --      x2 = a1 : x1
380         --      x3 = a2 : x2
381         --      g  = f x3
382         -- First time round, it looks as if x1 and x2 occur as an arg of a 
383         -- let-bound constructor ==> give them a many-occurrence.
384         -- But then x3 is inlined (unconditionally as it happens) and
385         -- next time round, x2 will be, and the next time round x1 will be
386         -- Result: multiple simplifier iterations.  Sigh.  
387         -- Crude solution: use rhsCtxt for things that occur just once...
388
389     certainly_inline id = case idOccInfo id of
390                             OneOcc in_lam one_br _ -> not in_lam && one_br
391                             other                  -> False
392
393         -- [March 98] A new wrinkle is that if the binder has specialisations inside
394         -- it then we count the specialised Ids as "extra rhs's".  That way
395         -- the "parent" keeps the specialised "children" alive.  If the parent
396         -- dies (because it isn't referenced any more), then the children will
397         -- die too unless they are already referenced directly.
398
399     final_usage = addRuleUsage rhs_usage id
400
401 addRuleUsage :: UsageDetails -> Id -> UsageDetails
402 -- Add the usage from RULES in Id to the usage
403 addRuleUsage usage id
404   = foldVarSet add usage (idRuleVars id)
405   where
406     add v u = addOneOcc u v NoOccInfo           -- Give a non-committal binder info
407                                                 -- (i.e manyOcc) because many copies
408                                                 -- of the specialised thing can appear
409 \end{code}
410
411 Expressions
412 ~~~~~~~~~~~
413 \begin{code}
414 occAnal :: OccEnv
415         -> CoreExpr
416         -> (UsageDetails,       -- Gives info only about the "interesting" Ids
417             CoreExpr)
418
419 occAnal env (Type t)  = (emptyDetails, Type t)
420 occAnal env (Var v)   = (mkOneOcc env v False, Var v)
421     -- At one stage, I gathered the idRuleVars for v here too,
422     -- which in a way is the right thing to do.
423     -- Btu that went wrong right after specialisation, when
424     -- the *occurrences* of the overloaded function didn't have any
425     -- rules in them, so the *specialised* versions looked as if they
426     -- weren't used at all.
427 \end{code}
428
429 We regard variables that occur as constructor arguments as "dangerousToDup":
430
431 \begin{verbatim}
432 module A where
433 f x = let y = expensive x in 
434       let z = (True,y) in 
435       (case z of {(p,q)->q}, case z of {(p,q)->q})
436 \end{verbatim}
437
438 We feel free to duplicate the WHNF (True,y), but that means
439 that y may be duplicated thereby.
440
441 If we aren't careful we duplicate the (expensive x) call!
442 Constructors are rather like lambdas in this way.
443
444 \begin{code}
445 occAnal env expr@(Lit lit) = (emptyDetails, expr)
446 \end{code}
447
448 \begin{code}
449 occAnal env (Note InlineMe body)
450   = case occAnal env body of { (usage, body') -> 
451     (mapVarEnv markMany usage, Note InlineMe body')
452     }
453
454 occAnal env (Note note@(SCC cc) body)
455   = case occAnal env body of { (usage, body') ->
456     (mapVarEnv markInsideSCC usage, Note note body')
457     }
458
459 occAnal env (Note note body)
460   = case occAnal env body of { (usage, body') ->
461     (usage, Note note body')
462     }
463 \end{code}
464
465 \begin{code}
466 occAnal env app@(App fun arg)
467   = occAnalApp env (collectArgs app) False
468
469 -- Ignore type variables altogether
470 --   (a) occurrences inside type lambdas only not marked as InsideLam
471 --   (b) type variables not in environment
472
473 occAnal env expr@(Lam x body) | isTyVar x
474   = case occAnal env body of { (body_usage, body') ->
475     (body_usage, Lam x body')
476     }
477
478 -- For value lambdas we do a special hack.  Consider
479 --      (\x. \y. ...x...)
480 -- If we did nothing, x is used inside the \y, so would be marked
481 -- as dangerous to dup.  But in the common case where the abstraction
482 -- is applied to two arguments this is over-pessimistic.
483 -- So instead, we just mark each binder with its occurrence
484 -- info in the *body* of the multiple lambda.
485 -- Then, the simplifier is careful when partially applying lambdas.
486
487 occAnal env expr@(Lam _ _)
488   = case occAnal env_body body of { (body_usage, body') ->
489     let
490         (final_usage, tagged_binders) = tagBinders body_usage binders
491         --      URGH!  Sept 99: we don't seem to be able to use binders' here, because
492         --      we get linear-typed things in the resulting program that we can't handle yet.
493         --      (e.g. PrelShow)  TODO 
494
495         really_final_usage = if linear then
496                                 final_usage
497                              else
498                                 mapVarEnv markInsideLam final_usage
499     in
500     (really_final_usage,
501      mkLams tagged_binders body') }
502   where
503     env_body        = vanillaCtxt                       -- Body is (no longer) an RhsContext
504     (binders, body) = collectBinders expr
505     binders'        = oneShotGroup env binders
506     linear          = all is_one_shot binders'
507     is_one_shot b   = isId b && isOneShotBndr b
508
509 occAnal env (Case scrut bndr ty alts)
510   = case occ_anal_scrut scrut alts              of { (scrut_usage, scrut') ->
511     case mapAndUnzip (occAnalAlt env bndr) alts of { (alts_usage_s, alts')   -> 
512     let
513         alts_usage  = foldr1 combineAltsUsageDetails alts_usage_s
514         alts_usage' = addCaseBndrUsage alts_usage
515         (alts_usage1, tagged_bndr) = tagBinder alts_usage' bndr
516         total_usage = scrut_usage `combineUsageDetails` alts_usage1
517     in
518     total_usage `seq` (total_usage, Case scrut' tagged_bndr ty alts') }}
519   where
520         -- The case binder gets a usage of either "many" or "dead", never "one".
521         -- Reason: we like to inline single occurrences, to eliminate a binding,
522         -- but inlining a case binder *doesn't* eliminate a binding.
523         -- We *don't* want to transform
524         --      case x of w { (p,q) -> f w }
525         -- into
526         --      case x of w { (p,q) -> f (p,q) }
527     addCaseBndrUsage usage = case lookupVarEnv usage bndr of
528                                 Nothing  -> usage
529                                 Just occ -> extendVarEnv usage bndr (markMany occ)
530
531     occ_anal_scrut (Var v) (alt1 : other_alts)
532                                 | not (null other_alts) || not (isDefaultAlt alt1)
533                                 = (mkOneOcc env v True, Var v)
534     occ_anal_scrut scrut alts   = occAnal vanillaCtxt scrut
535                                         -- No need for rhsCtxt
536
537 occAnal env (Let bind body)
538   = case occAnal env body                of { (body_usage, body') ->
539     case occAnalBind env bind body_usage of { (final_usage, new_binds) ->
540        (final_usage, mkLets new_binds body') }}
541
542 occAnalArgs env args
543   = case mapAndUnzip (occAnal arg_env) args of  { (arg_uds_s, args') ->
544     (foldr combineUsageDetails emptyDetails arg_uds_s, args')}
545   where
546     arg_env = vanillaCtxt
547 \end{code}
548
549 Applications are dealt with specially because we want
550 the "build hack" to work.
551
552 \begin{code}
553 -- Hack for build, fold, runST
554 occAnalApp env (Var fun, args) is_rhs
555   = case args_stuff of { (args_uds, args') ->
556     let
557         -- We mark the free vars of the argument of a constructor or PAP 
558         -- as "many", if it is the RHS of a let(rec).
559         -- This means that nothing gets inlined into a constructor argument
560         -- position, which is what we want.  Typically those constructor
561         -- arguments are just variables, or trivial expressions.
562         --
563         -- This is the *whole point* of the isRhsEnv predicate
564         final_args_uds
565                 | isRhsEnv env,
566                   isDataConWorkId fun || valArgCount args < idArity fun
567                 = mapVarEnv markMany args_uds
568                 | otherwise = args_uds
569     in
570     (fun_uds `combineUsageDetails` final_args_uds, mkApps (Var fun) args') }
571   where
572     fun_uniq = idUnique fun
573     fun_uds  = mkOneOcc env fun (valArgCount args > 0)
574     args_stuff  | fun_uniq == buildIdKey    = appSpecial env 2 [True,True]  args
575                 | fun_uniq == augmentIdKey  = appSpecial env 2 [True,True]  args
576                 | fun_uniq == foldrIdKey    = appSpecial env 3 [False,True] args
577                 | fun_uniq == runSTRepIdKey = appSpecial env 2 [True]       args
578                         -- (foldr k z xs) may call k many times, but it never
579                         -- shares a partial application of k; hence [False,True]
580                         -- This means we can optimise
581                         --      foldr (\x -> let v = ...x... in \y -> ...v...) z xs
582                         -- by floating in the v
583
584                 | otherwise = occAnalArgs env args
585
586
587 occAnalApp env (fun, args) is_rhs
588   = case occAnal (addAppCtxt env args) fun of   { (fun_uds, fun') ->
589         -- The addAppCtxt is a bit cunning.  One iteration of the simplifier
590         -- often leaves behind beta redexs like
591         --      (\x y -> e) a1 a2
592         -- Here we would like to mark x,y as one-shot, and treat the whole
593         -- thing much like a let.  We do this by pushing some True items
594         -- onto the context stack.
595
596     case occAnalArgs env args of        { (args_uds, args') ->
597     let
598         final_uds = fun_uds `combineUsageDetails` args_uds
599     in
600     (final_uds, mkApps fun' args') }}
601     
602 appSpecial :: OccEnv 
603            -> Int -> CtxtTy     -- Argument number, and context to use for it
604            -> [CoreExpr]
605            -> (UsageDetails, [CoreExpr])
606 appSpecial env n ctxt args
607   = go n args
608   where
609     arg_env = vanillaCtxt
610
611     go n [] = (emptyDetails, [])        -- Too few args
612
613     go 1 (arg:args)                     -- The magic arg
614       = case occAnal (setCtxt arg_env ctxt) arg of      { (arg_uds, arg') ->
615         case occAnalArgs env args of                    { (args_uds, args') ->
616         (combineUsageDetails arg_uds args_uds, arg':args') }}
617     
618     go n (arg:args)
619       = case occAnal arg_env arg of     { (arg_uds, arg') ->
620         case go (n-1) args of           { (args_uds, args') ->
621         (combineUsageDetails arg_uds args_uds, arg':args') }}
622 \end{code}
623
624     
625 Case alternatives
626 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
627 If the case binder occurs at all, the other binders effectively do too.  
628 For example
629         case e of x { (a,b) -> rhs }
630 is rather like
631         let x = (a,b) in rhs
632 If e turns out to be (e1,e2) we indeed get something like
633         let a = e1; b = e2; x = (a,b) in rhs
634
635 \begin{code}
636 occAnalAlt env case_bndr (con, bndrs, rhs)
637   = case occAnal env rhs of { (rhs_usage, rhs') ->
638     let
639         (final_usage, tagged_bndrs) = tagBinders rhs_usage bndrs
640         final_bndrs | case_bndr `elemVarEnv` final_usage = bndrs
641                     | otherwise                         = tagged_bndrs
642                 -- Leave the binders untagged if the case 
643                 -- binder occurs at all; see note above
644     in
645     (final_usage, (con, final_bndrs, rhs')) }
646 \end{code}
647
648
649 %************************************************************************
650 %*                                                                      *
651 \subsection[OccurAnal-types]{OccEnv}
652 %*                                                                      *
653 %************************************************************************
654
655 \begin{code}
656 data OccEnv
657   = OccEnv OccEncl      -- Enclosing context information
658            CtxtTy       -- Tells about linearity
659
660 -- OccEncl is used to control whether to inline into constructor arguments
661 -- For example:
662 --      x = (p,q)               -- Don't inline p or q
663 --      y = /\a -> (p a, q a)   -- Still don't inline p or q
664 --      z = f (p,q)             -- Do inline p,q; it may make a rule fire
665 -- So OccEncl tells enought about the context to know what to do when
666 -- we encounter a contructor application or PAP.
667
668 data OccEncl
669   = OccRhs              -- RHS of let(rec), albeit perhaps inside a type lambda
670                         -- Don't inline into constructor args here
671   | OccVanilla          -- Argument of function, body of lambda, scruintee of case etc.
672                         -- Do inline into constructor args here
673
674 type CtxtTy = [Bool]
675         -- []           No info
676         --
677         -- True:ctxt    Analysing a function-valued expression that will be
678         --                      applied just once
679         --
680         -- False:ctxt   Analysing a function-valued expression that may
681         --                      be applied many times; but when it is, 
682         --                      the CtxtTy inside applies
683
684 initOccEnv :: OccEnv
685 initOccEnv = OccEnv OccRhs []
686
687 vanillaCtxt = OccEnv OccVanilla []
688 rhsCtxt     = OccEnv OccRhs     []
689
690 isRhsEnv (OccEnv OccRhs     _) = True
691 isRhsEnv (OccEnv OccVanilla _) = False
692
693 setCtxt :: OccEnv -> CtxtTy -> OccEnv
694 setCtxt (OccEnv encl _) ctxt = OccEnv encl ctxt
695
696 oneShotGroup :: OccEnv -> [CoreBndr] -> [CoreBndr]
697         -- The result binders have one-shot-ness set that they might not have had originally.
698         -- This happens in (build (\cn -> e)).  Here the occurrence analyser
699         -- linearity context knows that c,n are one-shot, and it records that fact in
700         -- the binder. This is useful to guide subsequent float-in/float-out tranformations
701
702 oneShotGroup (OccEnv encl ctxt) bndrs 
703   = go ctxt bndrs []
704   where
705     go ctxt [] rev_bndrs = reverse rev_bndrs
706
707     go (lin_ctxt:ctxt) (bndr:bndrs) rev_bndrs
708         | isId bndr = go ctxt bndrs (bndr':rev_bndrs)
709         where
710           bndr' | lin_ctxt  = setOneShotLambda bndr
711                 | otherwise = bndr
712
713     go ctxt (bndr:bndrs) rev_bndrs = go ctxt bndrs (bndr:rev_bndrs)
714
715 addAppCtxt (OccEnv encl ctxt) args 
716   = OccEnv encl (replicate (valArgCount args) True ++ ctxt)
717 \end{code}
718
719 %************************************************************************
720 %*                                                                      *
721 \subsection[OccurAnal-types]{OccEnv}
722 %*                                                                      *
723 %************************************************************************
724
725 \begin{code}
726 type UsageDetails = IdEnv OccInfo       -- A finite map from ids to their usage
727
728 combineUsageDetails, combineAltsUsageDetails
729         :: UsageDetails -> UsageDetails -> UsageDetails
730
731 combineUsageDetails usage1 usage2
732   = plusVarEnv_C addOccInfo usage1 usage2
733
734 combineAltsUsageDetails usage1 usage2
735   = plusVarEnv_C orOccInfo usage1 usage2
736
737 addOneOcc :: UsageDetails -> Id -> OccInfo -> UsageDetails
738 addOneOcc usage id info
739   = plusVarEnv_C addOccInfo usage (unitVarEnv id info)
740         -- ToDo: make this more efficient
741
742 emptyDetails = (emptyVarEnv :: UsageDetails)
743
744 usedIn :: Id -> UsageDetails -> Bool
745 v `usedIn` details =  isExportedId v || v `elemVarEnv` details
746
747 tagBinders :: UsageDetails          -- Of scope
748            -> [Id]                  -- Binders
749            -> (UsageDetails,        -- Details with binders removed
750               [IdWithOccInfo])    -- Tagged binders
751
752 tagBinders usage binders
753  = let
754      usage' = usage `delVarEnvList` binders
755      uss    = map (setBinderOcc usage) binders
756    in
757    usage' `seq` (usage', uss)
758
759 tagBinder :: UsageDetails           -- Of scope
760           -> Id                     -- Binders
761           -> (UsageDetails,         -- Details with binders removed
762               IdWithOccInfo)        -- Tagged binders
763
764 tagBinder usage binder
765  = let
766      usage'  = usage `delVarEnv` binder
767      binder' = setBinderOcc usage binder
768    in
769    usage' `seq` (usage', binder')
770
771 setBinderOcc :: UsageDetails -> CoreBndr -> CoreBndr
772 setBinderOcc usage bndr
773   | isTyVar bndr      = bndr
774   | isExportedId bndr = case idOccInfo bndr of
775                           NoOccInfo -> bndr
776                           other     -> setIdOccInfo bndr NoOccInfo
777             -- Don't use local usage info for visible-elsewhere things
778             -- BUT *do* erase any IAmALoopBreaker annotation, because we're
779             -- about to re-generate it and it shouldn't be "sticky"
780                           
781   | otherwise = setIdOccInfo bndr occ_info
782   where
783     occ_info = lookupVarEnv usage bndr `orElse` IAmDead
784 \end{code}
785
786
787 %************************************************************************
788 %*                                                                      *
789 \subsection{Operations over OccInfo}
790 %*                                                                      *
791 %************************************************************************
792
793 \begin{code}
794 mkOneOcc :: OccEnv -> Id -> InterestingCxt -> UsageDetails
795 mkOneOcc env id int_cxt
796   | isLocalId id = unitVarEnv id (OneOcc False True int_cxt)
797   | otherwise    = emptyDetails
798
799 markMany, markInsideLam, markInsideSCC :: OccInfo -> OccInfo
800
801 markMany IAmDead = IAmDead
802 markMany other   = NoOccInfo
803
804 markInsideSCC occ = markMany occ
805
806 markInsideLam (OneOcc _ one_br int_cxt) = OneOcc True one_br int_cxt
807 markInsideLam occ                       = occ
808
809 addOccInfo, orOccInfo :: OccInfo -> OccInfo -> OccInfo
810
811 addOccInfo IAmDead info2 = info2
812 addOccInfo info1 IAmDead = info1
813 addOccInfo info1 info2   = NoOccInfo
814
815 -- (orOccInfo orig new) is used
816 -- when combining occurrence info from branches of a case
817
818 orOccInfo IAmDead info2 = info2
819 orOccInfo info1 IAmDead = info1
820 orOccInfo (OneOcc in_lam1 one_branch1 int_cxt1)
821           (OneOcc in_lam2 one_branch2 int_cxt2)
822   = OneOcc (in_lam1 || in_lam2)
823            False        -- False, because it occurs in both branches
824            (int_cxt1 && int_cxt2)
825
826 orOccInfo info1 info2 = NoOccInfo
827 \end{code}