swap <[]> and <{}> syntax
[ghc-hetmet.git] / compiler / coreSyn / CoreFVs.lhs
index 57316c7..3301722 100644 (file)
@@ -12,26 +12,33 @@ Taken quite directly from the Peyton Jones/Lester paper.
 --     http://hackage.haskell.org/trac/ghc/wiki/Commentary/CodingStyle#Warnings
 -- for details
 
+-- | A module concerned with finding the free variables of an expression.
 module CoreFVs (
-       exprFreeVars,   -- CoreExpr   -> VarSet -- Find all locally-defined free Ids or tyvars
-       exprsFreeVars,  -- [CoreExpr] -> VarSet
-       bindFreeVars,   -- CoreBind   -> VarSet
-
-       exprSomeFreeVars, exprsSomeFreeVars,
-       exprFreeNames, exprsFreeNames,
-
-       idRuleVars, idFreeVars, varTypeTyVars, 
-       ruleRhsFreeVars, rulesFreeVars,
-       ruleLhsFreeNames, ruleLhsFreeIds, 
-
-       CoreExprWithFVs,        -- = AnnExpr Id VarSet
-       CoreBindWithFVs,        -- = AnnBind Id VarSet
-       freeVars,               -- CoreExpr -> CoreExprWithFVs
-       freeVarsOf              -- CoreExprWithFVs -> IdSet
+        -- * Free variables of expressions and binding groups
+        exprFreeVars,   -- CoreExpr   -> VarSet -- Find all locally-defined free Ids or tyvars
+        exprFreeIds,    -- CoreExpr   -> IdSet  -- Find all locally-defined free Ids
+        exprsFreeVars,  -- [CoreExpr] -> VarSet
+        bindFreeVars,   -- CoreBind   -> VarSet
+
+        -- * Selective free variables of expressions
+        InterestingVarFun,
+        exprSomeFreeVars, exprsSomeFreeVars,
+
+        -- * Free variables of Rules, Vars and Ids
+        varTypeTyVars, varTypeTcTyVars, 
+        idUnfoldingVars, idFreeVars, idRuleAndUnfoldingVars,
+        idRuleVars, idRuleRhsVars, stableUnfoldingVars,
+        ruleRhsFreeVars, rulesFreeVars,
+        ruleLhsOrphNames, ruleLhsFreeIds, 
+        vectsFreeVars,
+
+        -- * Core syntax tree annotation with free variables
+        CoreExprWithFVs,        -- = AnnExpr Id VarSet
+        CoreBindWithFVs,        -- = AnnBind Id VarSet
+        freeVars,               -- CoreExpr -> CoreExprWithFVs
+        freeVarsOf              -- CoreExprWithFVs -> IdSet
     ) where
 
--- XXX This define is a bit of a hack, and should be done more nicely
-#define FAST_STRING_NOT_NEEDED 1
 #include "HsVersions.h"
 
 import CoreSyn
@@ -43,7 +50,9 @@ import Name
 import VarSet
 import Var
 import TcType
+import Coercion
 import Util
+import BasicTypes( Activation )
 import Outputable
 \end{code}
 
@@ -63,29 +72,39 @@ So far as type variables are concerned, it only finds tyvars that are
 but not those that are free in the type of variable occurrence.
 
 \begin{code}
-exprFreeVars :: CoreExpr -> VarSet     -- Find all locally-defined free Ids or tyvars
+-- | Find all locally-defined free Ids or type variables in an expression
+exprFreeVars :: CoreExpr -> VarSet
 exprFreeVars = exprSomeFreeVars isLocalVar
 
+-- | Find all locally-defined free Ids in an expression
+exprFreeIds :: CoreExpr -> IdSet       -- Find all locally-defined free Ids
+exprFreeIds = exprSomeFreeVars isLocalId
+
+-- | Find all locally-defined free Ids or type variables in several expressions
 exprsFreeVars :: [CoreExpr] -> VarSet
 exprsFreeVars = foldr (unionVarSet . exprFreeVars) emptyVarSet
 
+-- | Find all locally defined free Ids in a binding group
 bindFreeVars :: CoreBind -> VarSet
 bindFreeVars (NonRec _ r) = exprFreeVars r
 bindFreeVars (Rec prs)    = addBndrs (map fst prs) 
                                     (foldr (union . rhs_fvs) noVars prs)
                                     isLocalVar emptyVarSet
 
-exprSomeFreeVars :: InterestingVarFun  -- Says which Vars are interesting
+-- | Finds free variables in an expression selected by a predicate
+exprSomeFreeVars :: InterestingVarFun  -- ^ Says which 'Var's are interesting
                 -> CoreExpr
                 -> VarSet
 exprSomeFreeVars fv_cand e = expr_fvs e fv_cand emptyVarSet
 
-exprsSomeFreeVars :: InterestingVarFun         -- Says which Vars are interesting
+-- | Finds free variables in several expressions selected by a predicate
+exprsSomeFreeVars :: InterestingVarFun         -- Says which 'Var's are interesting
                  -> [CoreExpr]
                  -> VarSet
 exprsSomeFreeVars fv_cand = foldr (unionVarSet . exprSomeFreeVars fv_cand) emptyVarSet
 
-type InterestingVarFun = Var -> Bool   -- True <=> interesting
+-- | Predicate on possible free variables: returns @True@ iff the variable is interesting
+type InterestingVarFun = Var -> Bool
 \end{code}
 
 
@@ -162,12 +181,13 @@ addBndrs bndrs fv = foldr addBndr fv bndrs
 expr_fvs :: CoreExpr -> FV
 
 expr_fvs (Type ty)      = someVars (tyVarsOfType ty)
+expr_fvs (Coercion co)   = someVars (tyCoVarsOfCo co)
 expr_fvs (Var var)      = oneVar var
 expr_fvs (Lit _)         = noVars
 expr_fvs (Note _ expr)   = expr_fvs expr
 expr_fvs (App fun arg)   = expr_fvs fun `union` expr_fvs arg
 expr_fvs (Lam bndr body) = addBndr bndr (expr_fvs body)
-expr_fvs (Cast expr co)  = expr_fvs expr `union` someVars (tyVarsOfType co)
+expr_fvs (Cast expr co)  = expr_fvs expr `union` someVars (tyCoVarsOfCo co)
 
 expr_fvs (Case scrut bndr ty alts)
   = expr_fvs scrut `union` someVars (tyVarsOfType ty) `union` addBndr bndr  
@@ -184,7 +204,8 @@ expr_fvs (Let (Rec pairs) body)
 
 ---------
 rhs_fvs :: (Id,CoreExpr) -> FV
-rhs_fvs (bndr, rhs) = expr_fvs rhs `union` someVars (idRuleVars bndr)
+rhs_fvs (bndr, rhs) = expr_fvs rhs `union` 
+                      someVars (bndrRuleAndUnfoldingVars bndr)
        -- Treat any RULES as extra RHSs of the binding
 
 ---------
@@ -199,27 +220,29 @@ exprs_fvs exprs = foldr (union . expr_fvs) noVars exprs
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-exprFreeNames finds the free *external* *names* of an expression, notably
-including the names of type constructors (which of course do not show
-up in exprFreeVars).  Similarly ruleLhsFreeNames.  The latter is used
-when deciding whether a rule is an orphan.  In particular, suppose that
-T is defined in this module; we want to avoid declaring that a rule like
-       fromIntegral T = fromIntegral_T
-is an orphan.  Of course it isn't, an declaring it an orphan would
-make the whole module an orphan module, which is bad.
-
-There's no need to delete local binders, because they will all
-be *internal* names.
-
 \begin{code}
-ruleLhsFreeNames :: CoreRule -> NameSet
-ruleLhsFreeNames (BuiltinRule { ru_fn = fn }) = unitNameSet fn
-ruleLhsFreeNames (Rule { ru_fn = fn, ru_args = tpl_args })
-  = addOneToNameSet (exprsFreeNames tpl_args) fn
-
-exprFreeNames :: CoreExpr -> NameSet
--- Find the free *external* names of an expression
-exprFreeNames e
+-- | ruleLhsOrphNames is used when deciding whether 
+-- a rule is an orphan.  In particular, suppose that T is defined in this 
+-- module; we want to avoid declaring that a rule like:
+-- 
+-- > fromIntegral T = fromIntegral_T
+--
+-- is an orphan. Of course it isn't, and declaring it an orphan would
+-- make the whole module an orphan module, which is bad.
+ruleLhsOrphNames :: CoreRule -> NameSet
+ruleLhsOrphNames (BuiltinRule { ru_fn = fn }) = unitNameSet fn
+ruleLhsOrphNames (Rule { ru_fn = fn, ru_args = tpl_args })
+  = addOneToNameSet (exprsOrphNames tpl_args) fn
+               -- No need to delete bndrs, because
+               -- exprsOrphNames finds only External names
+
+-- | Finds the free /external/ names of an expression, notably
+-- including the names of type constructors (which of course do not show
+-- up in 'exprFreeVars').
+exprOrphNames :: CoreExpr -> NameSet
+-- There's no need to delete local binders, because they will all
+-- be /internal/ names.
+exprOrphNames e
   = go e
   where
     go (Var v) 
@@ -227,78 +250,113 @@ exprFreeNames e
       | otherwise          = emptyNameSet
       where n = idName v
     go (Lit _)                     = emptyNameSet
-    go (Type ty)           = tyClsNamesOfType ty       -- Don't need free tyvars
+    go (Type ty)           = orphNamesOfType ty        -- Don't need free tyvars
+    go (Coercion co)        = orphNamesOfCo co
     go (App e1 e2)         = go e1 `unionNameSets` go e2
     go (Lam v e)           = go e `delFromNameSet` idName v
     go (Note _ e)           = go e
-    go (Cast e co)          = go e `unionNameSets` tyClsNamesOfType co
+    go (Cast e co)          = go e `unionNameSets` orphNamesOfCo co
     go (Let (NonRec _ r) e) = go e `unionNameSets` go r
-    go (Let (Rec prs) e)    = exprsFreeNames (map snd prs) `unionNameSets` go e
-    go (Case e _ ty as)     = go e `unionNameSets` tyClsNamesOfType ty
+    go (Let (Rec prs) e)    = exprsOrphNames (map snd prs) `unionNameSets` go e
+    go (Case e _ ty as)     = go e `unionNameSets` orphNamesOfType ty
                               `unionNameSets` unionManyNameSets (map go_alt as)
 
     go_alt (_,_,r) = go r
 
-exprsFreeNames :: [CoreExpr] -> NameSet
-exprsFreeNames es = foldr (unionNameSets . exprFreeNames) emptyNameSet es
+-- | Finds the free /external/ names of several expressions: see 'exprOrphNames' for details
+exprsOrphNames :: [CoreExpr] -> NameSet
+exprsOrphNames es = foldr (unionNameSets . exprOrphNames) emptyNameSet es
 \end{code}
 
 %************************************************************************
-%*                                                                     *
+%*                                                                      *
 \section[freevars-everywhere]{Attaching free variables to every sub-expression}
-%*                                                                     *
+%*                                                                      *
 %************************************************************************
 
-
 \begin{code}
+-- | Those variables free in the right hand side of a rule
 ruleRhsFreeVars :: CoreRule -> VarSet
 ruleRhsFreeVars (BuiltinRule {}) = noFVs
 ruleRhsFreeVars (Rule { ru_fn = fn, ru_bndrs = bndrs, ru_rhs = rhs })
-  = delFromUFM fvs fn   -- Note [Rule free var hack]
+  = delFromUFM fvs fn    -- Note [Rule free var hack]
   where
     fvs = addBndrs bndrs (expr_fvs rhs) isLocalVar emptyVarSet
 
-ruleFreeVars :: CoreRule -> VarSet     -- All free variables, both left and right
+-- | Those variables free in the both the left right hand sides of a rule
+ruleFreeVars :: CoreRule -> VarSet
+ruleFreeVars (BuiltinRule {}) = noFVs
 ruleFreeVars (Rule { ru_fn = fn, ru_bndrs = bndrs, ru_rhs = rhs, ru_args = args })
-  = delFromUFM fvs fn  -- Note [Rule free var hack]
+  = delFromUFM fvs fn   -- Note [Rule free var hack]
   where
     fvs = addBndrs bndrs (exprs_fvs (rhs:args)) isLocalVar emptyVarSet
 
+idRuleRhsVars :: (Activation -> Bool) -> Id -> VarSet
+-- Just the variables free on the *rhs* of a rule
+idRuleRhsVars is_active id 
+  = foldr (unionVarSet . get_fvs) emptyVarSet (idCoreRules id)
+  where
+    get_fvs (Rule { ru_fn = fn, ru_bndrs = bndrs
+                  , ru_rhs = rhs, ru_act = act })
+      | is_active act
+            -- See Note [Finding rule RHS free vars] in OccAnal.lhs
+      = delFromUFM fvs fn        -- Note [Rule free var hack]
+      where
+        fvs = addBndrs bndrs (expr_fvs rhs) isLocalVar emptyVarSet
+    get_fvs _ = noFVs
+
+-- | Those variables free in the right hand side of several rules
 rulesFreeVars :: [CoreRule] -> VarSet
 rulesFreeVars rules = foldr (unionVarSet . ruleFreeVars) emptyVarSet rules
 
 ruleLhsFreeIds :: CoreRule -> VarSet
--- This finds all locally-defined free Ids on the LHS of the rule
+-- ^ This finds all locally-defined free Ids on the left hand side of a rule
 ruleLhsFreeIds (BuiltinRule {}) = noFVs
 ruleLhsFreeIds (Rule { ru_bndrs = bndrs, ru_args = args })
   = addBndrs bndrs (exprs_fvs args) isLocalId emptyVarSet
 \end{code}
 
+
 Note [Rule free var hack]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 Don't include the Id in its own rhs free-var set.
 Otherwise the occurrence analyser makes bindings recursive
 that shoudn't be.  E.g.
-       RULE:  f (f x y) z  ==>  f x (f y z)
+        RULE:  f (f x y) z  ==>  f x (f y z)
 
 Also since rule_fn is a Name, not a Var, we have to use the grungy delUFM.
 
+
+\begin{code}
+-- |Free variables of a vectorisation declaration
+vectsFreeVars :: [CoreVect] -> VarSet
+vectsFreeVars = foldr (unionVarSet . vectFreeVars) emptyVarSet
+  where
+    vectFreeVars (Vect   _ Nothing)    = noFVs
+    vectFreeVars (Vect   _ (Just rhs)) = expr_fvs rhs isLocalId emptyVarSet
+    vectFreeVars (NoVect _)            = noFVs
+\end{code}
+
+
 %************************************************************************
-%*                                                                     *
+%*                                                                      *
 \section[freevars-everywhere]{Attaching free variables to every sub-expression}
-%*                                                                     *
+%*                                                                      *
 %************************************************************************
 
 The free variable pass annotates every node in the expression with its
 NON-GLOBAL free variables and type variables.
 
 \begin{code}
+-- | Every node in a binding group annotated with its 
+-- (non-global) free variables, both Ids and TyVars
 type CoreBindWithFVs = AnnBind Id VarSet
+-- | Every node in an expression annotated with its 
+-- (non-global) free variables, both Ids and TyVars
 type CoreExprWithFVs = AnnExpr Id VarSet
-       -- Every node annotated with its free variables,
-       -- both Ids and TyVars
 
 freeVarsOf :: CoreExprWithFVs -> IdSet
+-- ^ Inverse function to 'freeVars'
 freeVarsOf (free_vars, _) = free_vars
 
 noFVs :: VarSet
@@ -318,8 +376,8 @@ delBinderFV :: Var -> VarSet -> VarSet
 
 -- (b `delBinderFV` s) removes the binder b from the free variable set s,
 -- but *adds* to s
---     (a) the free variables of b's type
---     (b) the idSpecVars of b
+--
+--     the free variables of b's type
 --
 -- This is really important for some lambdas:
 --     In (\x::a -> x) the only mention of "a" is in the binder.
@@ -351,14 +409,49 @@ varTypeTyVars :: Var -> TyVarSet
 -- Find the type variables free in the type of the variable
 -- Remember, coercion variables can mention type variables...
 varTypeTyVars var
-  | isLocalId var || isCoVar var = tyVarsOfType (idType var)
-  | otherwise = emptyVarSet    -- Global Ids and non-coercion TyVars
+  | isLocalId var = tyVarsOfType (idType var)
+  | otherwise     = emptyVarSet        -- Global Ids and non-coercion TyVars
 
-idFreeVars :: Id -> VarSet
-idFreeVars id = ASSERT( isId id) idRuleVars id `unionVarSet` varTypeTyVars id
+varTypeTcTyVars :: Var -> TyVarSet
+-- Find the type variables free in the type of the variable
+-- Remember, coercion variables can mention type variables...
+varTypeTcTyVars var
+  | isLocalId var = tcTyVarsOfType (idType var)
+  | otherwise     = emptyVarSet        -- Global Ids and non-coercion TyVars
 
-idRuleVars ::Id -> VarSet
+idFreeVars :: Id -> VarSet
+-- Type variables, rule variables, and inline variables
+idFreeVars id = ASSERT( isId id) 
+               varTypeTyVars id `unionVarSet`
+               idRuleAndUnfoldingVars id
+
+bndrRuleAndUnfoldingVars ::Var -> VarSet
+-- A 'let' can bind a type variable, and idRuleVars assumes 
+-- it's seeing an Id. This function tests first.
+bndrRuleAndUnfoldingVars v | isTyVar v = emptyVarSet
+                          | otherwise = idRuleAndUnfoldingVars v
+
+idRuleAndUnfoldingVars :: Id -> VarSet
+idRuleAndUnfoldingVars id = ASSERT( isId id) 
+                           idRuleVars id    `unionVarSet` 
+                           idUnfoldingVars id
+
+idRuleVars ::Id -> VarSet  -- Does *not* include CoreUnfolding vars
 idRuleVars id = ASSERT( isId id) specInfoFreeVars (idSpecialisation id)
+
+idUnfoldingVars :: Id -> VarSet
+-- Produce free vars for an unfolding, but NOT for an ordinary
+-- (non-inline) unfolding, since it is a dup of the rhs
+-- and we'll get exponential behaviour if we look at both unf and rhs!
+-- But do look at the *real* unfolding, even for loop breakers, else
+-- we might get out-of-scope variables
+idUnfoldingVars id = stableUnfoldingVars (realIdUnfolding id)
+
+stableUnfoldingVars :: Unfolding -> VarSet
+stableUnfoldingVars (CoreUnfolding { uf_tmpl = rhs, uf_src = src })
+  | isStableSource src                       = exprFreeVars rhs
+stableUnfoldingVars (DFunUnfolding _ _ args) = exprsFreeVars (dfunArgExprs args)
+stableUnfoldingVars _                        = emptyVarSet
 \end{code}
 
 
@@ -370,7 +463,7 @@ idRuleVars id = ASSERT( isId id) specInfoFreeVars (idSpecialisation id)
 
 \begin{code}
 freeVars :: CoreExpr -> CoreExprWithFVs
-
+-- ^ Annotate a 'CoreExpr' with its (non-global) free type and value variables at every tree node
 freeVars (Var v)
   = (fvs, AnnVar v)
   where
@@ -409,7 +502,9 @@ freeVars (Case scrut bndr ty alts)
                             rhs2 = freeVars rhs
 
 freeVars (Let (NonRec binder rhs) body)
-  = (freeVarsOf rhs2 `unionFVs` body_fvs `unionFVs` idRuleVars binder,
+  = (freeVarsOf rhs2 
+       `unionFVs` body_fvs 
+       `unionFVs` bndrRuleAndUnfoldingVars binder,
                -- Remember any rules; cf rhs_fvs above
      AnnLet (AnnNonRec binder rhs2) body2)
   where
@@ -425,19 +520,18 @@ freeVars (Let (Rec binds) body)
 
     rhss2     = map freeVars rhss
     rhs_body_fvs = foldr (unionFVs . freeVarsOf) body_fvs rhss2
-    all_fvs      = foldr (unionFVs . idRuleVars) rhs_body_fvs binders
+    all_fvs      = foldr (unionFVs . idRuleAndUnfoldingVars) rhs_body_fvs binders
        -- The "delBinderFV" happens after adding the idSpecVars,
        -- since the latter may add some of the binders as fvs
 
     body2     = freeVars body
     body_fvs  = freeVarsOf body2
 
-
 freeVars (Cast expr co)
-  = (freeVarsOf expr2 `unionFVs` cfvs, AnnCast expr2 co)
+  = (freeVarsOf expr2 `unionFVs` cfvs, AnnCast expr2 (cfvs, co))
   where
     expr2 = freeVars expr
-    cfvs  = tyVarsOfType co
+    cfvs  = tyCoVarsOfCo co
 
 freeVars (Note other_note expr)
   = (freeVarsOf expr2, AnnNote other_note expr2)
@@ -445,5 +539,7 @@ freeVars (Note other_note expr)
     expr2 = freeVars expr
 
 freeVars (Type ty) = (tyVarsOfType ty, AnnType ty)
+
+freeVars (Coercion co) = (tyCoVarsOfCo co, AnnCoercion co)
 \end{code}