Fix recursive superclasses (again). Fixes Trac #4809.
[ghc-hetmet.git] / compiler / coreSyn / CoreSubst.lhs
index efd573d..a229b8c 100644 (file)
@@ -20,15 +20,16 @@ module CoreSubst (
        emptySubst, mkEmptySubst, mkSubst, mkOpenSubst, substInScope, isEmptySubst, 
        extendIdSubst, extendIdSubstList, extendTvSubst, extendTvSubstList,
        extendSubst, extendSubstList, zapSubstEnv,
-       extendInScope, extendInScopeList, extendInScopeIds, 
-       isInScope,
+        addInScopeSet, extendInScope, extendInScopeList, extendInScopeIds,
+        isInScope, setInScope,
+        delBndr, delBndrs,
 
        -- ** Substituting and cloning binders
        substBndr, substBndrs, substRecBndrs,
        cloneIdBndr, cloneIdBndrs, cloneRecIdBndrs,
 
        -- ** Simple expression optimiser
-       simpleOptExpr
+        simpleOptPgm, simpleOptExpr, simpleOptExprWith
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
@@ -36,10 +37,12 @@ module CoreSubst (
 import CoreSyn
 import CoreFVs
 import CoreUtils
-import OccurAnal( occurAnalyseExpr )
+import PprCore
+import OccurAnal( occurAnalyseExpr, occurAnalysePgm )
 
 import qualified Type
 import Type     ( Type, TvSubst(..), TvSubstEnv )
+import Coercion           ( isIdentityCoercion )
 import OptCoercion ( optCoercion )
 import VarSet
 import VarEnv
@@ -50,6 +53,8 @@ import IdInfo
 import Unique
 import UniqSupply
 import Maybes
+import ErrUtils
+import DynFlags   ( DynFlags, DynFlag(..) )
 import BasicTypes ( isAlwaysActive )
 import Outputable
 import PprCore         ()              -- Instances
@@ -112,12 +117,14 @@ For Ids, we have a different invariant
 
 In consequence:
 
-* In substIdBndr, we extend the IdSubstEnv only when the unique changes
+* If the TvSubstEnv and IdSubstEnv are both empty, substExpr would be a
+  no-op, so substExprSC ("short cut") does nothing.
+
+  However, substExpr still goes ahead and substitutes.  Reason: we may
+  want to replace existing Ids with new ones from the in-scope set, to
+  avoid space leaks.
 
-* If the TvSubstEnv and IdSubstEnv are both empty, substExpr does nothing
-  (Note that the above rule for substIdBndr maintains this property.  If
-   the incoming envts are both empty, then substituting the type and
-   IdInfo can't change anything.)
+* In substIdBndr, we extend the IdSubstEnv only when the unique changes
 
 * In lookupIdSubst, we *must* look up the Id in the in-scope set, because
   it may contain non-trivial changes.  Example:
@@ -127,7 +134,7 @@ In consequence:
   set when we find the occurrence of x.
 
 * The requirement to look up the Id in the in-scope set means that we
-  must NOT take no-op short cut in the case the substitution is empty.
+  must NOT take no-op short cut when the IdSubst is empty.
   We must still look up every Id in the in-scope set.
 
 * (However, we don't need to do so for expressions found in the IdSubst
@@ -203,7 +210,7 @@ extendTvSubstList (Subst in_scope ids tvs) prs = Subst in_scope ids (extendVarEn
 -- 'extendIdSubst' and 'extendTvSubst'
 extendSubst :: Subst -> Var -> CoreArg -> Subst
 extendSubst (Subst in_scope ids tvs) tv (Type ty)
-  = ASSERT( isTyVar tv ) Subst in_scope ids (extendVarEnv tvs tv ty)
+  = ASSERT( isTyCoVar tv ) Subst in_scope ids (extendVarEnv tvs tv ty)
 extendSubst (Subst in_scope ids tvs) id expr
   = ASSERT( isId id ) Subst in_scope (extendVarEnv ids id expr) tvs
 
@@ -226,6 +233,17 @@ lookupIdSubst doc (Subst in_scope ids _) v
 lookupTvSubst :: Subst -> TyVar -> Type
 lookupTvSubst (Subst _ _ tvs) v = lookupVarEnv tvs v `orElse` Type.mkTyVarTy v
 
+delBndr :: Subst -> Var -> Subst
+delBndr (Subst in_scope tvs ids) v
+  | isId v    = Subst in_scope tvs (delVarEnv ids v)
+  | otherwise = Subst in_scope (delVarEnv tvs v) ids
+
+delBndrs :: Subst -> [Var] -> Subst
+delBndrs (Subst in_scope tvs ids) vs
+  = Subst in_scope (delVarEnvList tvs vs_tv) (delVarEnvList ids vs_id)
+  where
+    (vs_id, vs_tv) = partition isId vs
+
 -- | Simultaneously substitute for a bunch of variables
 --   No left-right shadowing
 --   ie the substitution for   (\x \y. e) a1 a2
@@ -239,7 +257,14 @@ mkOpenSubst in_scope pairs = Subst in_scope
 isInScope :: Var -> Subst -> Bool
 isInScope v (Subst in_scope _ _) = v `elemInScopeSet` in_scope
 
--- | Add the 'Var' to the in-scope set: as a side effect, removes any existing substitutions for it
+-- | Add the 'Var' to the in-scope set, but do not remove
+-- any existing substitutions for it
+addInScopeSet :: Subst -> VarSet -> Subst
+addInScopeSet (Subst in_scope ids tvs) vs
+  = Subst (in_scope `extendInScopeSetSet` vs) ids tvs
+
+-- | Add the 'Var' to the in-scope set: as a side effect,
+-- and remove any existing substitutions for it
 extendInScope :: Subst -> Var -> Subst
 extendInScope (Subst in_scope ids tvs) v
   = Subst (in_scope `extendInScopeSet` v) 
@@ -257,6 +282,9 @@ extendInScopeIds :: Subst -> [Id] -> Subst
 extendInScopeIds (Subst in_scope ids tvs) vs 
   = Subst (in_scope `extendInScopeSetList` vs) 
          (ids `delVarEnvList` vs) tvs
+
+setInScope :: Subst -> InScopeSet -> Subst
+setInScope (Subst _ ids tvs) in_scope = Subst in_scope ids tvs
 \end{code}
 
 Pretty printing, for debugging only
@@ -302,8 +330,11 @@ subst_expr subst expr
     go (App fun arg)   = App (go fun) (go arg)
     go (Note note e)   = Note (go_note note) (go e)
     go (Cast e co)     = Cast (go e) (optCoercion (getTvSubst subst) co)
-       -- Optimise coercions as we go; this is good, for example
-       -- in the RHS of rules, which are only substituted in
+       -- Do not optimise even identity coercions
+       -- Reason: substitution applies to the LHS of RULES, and
+       --         if you "optimise" an identity coercion, you may
+       --         lose a binder. We optimise the LHS of rules at
+       --         construction time
 
     go (Lam bndr body) = Lam bndr' (subst_expr subst' body)
                       where
@@ -385,8 +416,8 @@ preserve occ info in rules.
 -- 'IdInfo' is preserved by this process, although it is substituted into appropriately.
 substBndr :: Subst -> Var -> (Subst, Var)
 substBndr subst bndr
-  | isTyVar bndr  = substTyVarBndr subst bndr
-  | otherwise     = substIdBndr (text "var-bndr") subst subst bndr
+  | isTyCoVar bndr  = substTyVarBndr subst bndr
+  | otherwise       = substIdBndr (text "var-bndr") subst subst bndr
 
 -- | Applies 'substBndr' to a number of 'Var's, accumulating a new 'Subst' left-to-right
 substBndrs :: Subst -> [Var] -> (Subst, [Var])
@@ -442,7 +473,7 @@ It also unconditionally zaps the OccInfo.
 
 \begin{code}
 -- | Very similar to 'substBndr', but it always allocates a new 'Unique' for
--- each variable in its output and removes all 'IdInfo'
+-- each variable in its output.  It substitutes the IdInfo though.
 cloneIdBndr :: Subst -> UniqSupply -> Id -> (Subst, Id)
 cloneIdBndr subst us old_id
   = clone_id subst subst (old_id, uniqFromSupply us)
@@ -521,7 +552,6 @@ substIdType subst@(Subst _ _ tv_env) id
 
 ------------------
 -- | Substitute into some 'IdInfo' with regard to the supplied new 'Id'.
--- Always zaps the unfolding, to save substitution work
 substIdInfo :: Subst -> Id -> IdInfo -> Maybe IdInfo
 substIdInfo subst new_id info
   | nothing_to_do = Nothing
@@ -543,14 +573,16 @@ substUnfoldingSC subst unf         -- Short-cut version
   | isEmptySubst subst = unf
   | otherwise          = substUnfolding subst unf
 
-substUnfolding subst (DFunUnfolding con args)
-  = DFunUnfolding con (map (substExpr (text "dfun-unf") subst) args)
+substUnfolding subst (DFunUnfolding ar con args)
+  = DFunUnfolding ar con (map subst_arg args)
+  where
+    subst_arg = fmap (substExpr (text "dfun-unf") subst)
 
 substUnfolding subst unf@(CoreUnfolding { uf_tmpl = tmpl, uf_src = src })
        -- Retain an InlineRule!
-  | not (isInlineRuleSource src)  -- Always zap a CoreUnfolding, to save substitution work
+  | not (isStableSource src)  -- Zap an unstable unfolding, to save substitution work
   = NoUnfolding
-  | otherwise                     -- But keep an InlineRule!
+  | otherwise                 -- But keep a stable one!
   = seqExpr new_tmpl `seq` 
     new_src `seq`
     unf { uf_tmpl = new_tmpl, uf_src = new_src }
@@ -569,7 +601,7 @@ substUnfoldingSource (Subst in_scope ids _) (InlineWrapper wkr)
       _other -> -- WARN( True, text "Interesting! CoreSubst.substWorker1:" <+> ppr wkr 
                 --             <+> ifPprDebug (equals <+> ppr wkr_expr) )   
                              -- Note [Worker inlining]
-                InlineRule    -- It's not a wrapper any more, but still inline it!
+                InlineStable  -- It's not a wrapper any more, but still inline it!
 
   | Just w1  <- lookupInScope in_scope wkr = InlineWrapper w1
   | otherwise = -- WARN( True, text "Interesting! CoreSubst.substWorker2:" <+> ppr wkr )
@@ -577,7 +609,7 @@ substUnfoldingSource (Subst in_scope ids _) (InlineWrapper wkr)
                -- dropped as dead code, because we don't treat the UnfoldingSource
                -- as an "occurrence".
                 -- Note [Worker inlining]
-               InlineRule
+               InlineStable
 
 substUnfoldingSource _ src = src
 
@@ -601,7 +633,9 @@ substSpec subst new_id (SpecInfo rules rhs_fvs)
 ------------------
 substRulesForImportedIds :: Subst -> [CoreRule] -> [CoreRule]
 substRulesForImportedIds subst rules 
-  = map (substRule subst (\name -> name)) rules
+  = map (substRule subst not_needed) rules
+  where
+    not_needed name = pprPanic "substRulesForImportedIds" (ppr name)
 
 ------------------
 substRule :: Subst -> (Name -> Name) -> CoreRule -> CoreRule
@@ -615,11 +649,16 @@ substRule :: Subst -> (Name -> Name) -> CoreRule -> CoreRule
 
 substRule _ _ rule@(BuiltinRule {}) = rule
 substRule subst subst_ru_fn rule@(Rule { ru_bndrs = bndrs, ru_args = args
-                                       , ru_fn = fn_name, ru_rhs = rhs })
+                                       , ru_fn = fn_name, ru_rhs = rhs
+                                       , ru_local = is_local })
   = rule { ru_bndrs = bndrs', 
-          ru_fn    = subst_ru_fn fn_name,
+          ru_fn    = if is_local 
+                       then subst_ru_fn fn_name 
+                       else fn_name,
           ru_args  = map (substExpr (text "subst-rule" <+> ppr fn_name) subst') args,
-          ru_rhs   = substExpr (text "subst-rule" <+> ppr fn_name) subst' rhs }
+           ru_rhs   = simpleOptExprWith subst' rhs }
+           -- Do simple optimisation on RHS, in case substitution lets
+           -- you improve it.  The real simplifier never gets to look at it.
   where
     (subst', bndrs') = substBndrs subst bndrs
 
@@ -664,7 +703,7 @@ simpleOptExpr :: CoreExpr -> CoreExpr
 
 simpleOptExpr expr
   = -- pprTrace "simpleOptExpr" (ppr init_subst $$ ppr expr)
-    go init_subst (occurAnalyseExpr expr)
+    simpleOptExprWith init_subst expr
   where
     init_subst = mkEmptySubst (mkInScopeSet (exprFreeVars expr))
        -- It's potentially important to make a proper in-scope set
@@ -677,74 +716,189 @@ simpleOptExpr expr
        -- It's a bit painful to call exprFreeVars, because it makes
        -- three passes instead of two (occ-anal, and go)
 
-    go subst (Var v)          = lookupIdSubst (text "simpleOptExpr") subst v
-    go subst (App e1 e2)      = App (go subst e1) (go subst e2)
-    go subst (Type ty)        = Type (substTy subst ty)
-    go _     (Lit lit)        = Lit lit
-    go subst (Note note e)    = Note note (go subst e)
-    go subst (Cast e co)      = Cast (go subst e) (substTy subst co)
-    go subst (Let bind body)  = go_let subst bind body
-    go subst (Lam bndr body)  = Lam bndr' (go subst' body)
-                             where
-                               (subst', bndr') = substBndr subst bndr
-
-    go subst (Case e b ty as) = Case (go subst e) b' 
-                                    (substTy subst ty)
-                                    (map (go_alt subst') as)
-                             where
-                                (subst', b') = substBndr subst b
+simpleOptExprWith :: Subst -> InExpr -> OutExpr
+simpleOptExprWith subst expr = simple_opt_expr subst (occurAnalyseExpr expr)
 
+----------------------
+simpleOptPgm :: DynFlags -> [CoreBind] -> [CoreRule] -> IO ([CoreBind], [CoreRule])
+simpleOptPgm dflags binds rules
+  = do { dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_occur_anal "Occurrence analysis"
+                      (pprCoreBindings occ_anald_binds);
 
-    ----------------------
-    go_alt subst (con, bndrs, rhs) = (con, bndrs', go subst' rhs)
-                                where
-                                  (subst', bndrs') = substBndrs subst bndrs
-
-    ----------------------
-    go_let subst (Rec prs) body
-      = Let (Rec (reverse rev_prs')) (go subst'' body)
-      where
-       (subst', bndrs')    = substRecBndrs subst (map fst prs)
-       (subst'', rev_prs') = foldl do_pr (subst', []) (prs `zip` bndrs')
-       do_pr (subst, prs) ((b,r), b') = case go_bind subst b r of
-                                          Left subst' -> (subst', prs)
-                                          Right r'    -> (subst,  (b',r'):prs)
-
-    go_let subst (NonRec b r) body
-      = case go_bind subst b r of
-          Left subst' -> go subst' body
-         Right r'    -> Let (NonRec b' r') (go subst' body)
-                     where
-                        (subst', b') = substBndr subst b
-
+       ; return (reverse binds', substRulesForImportedIds subst' rules) }
+  where
+    occ_anald_binds  = occurAnalysePgm Nothing {- No rules active -}
+                                       rules binds
+    (subst', binds') = foldl do_one (emptySubst, []) occ_anald_binds
+                       
+    do_one (subst, binds') bind 
+      = case simple_opt_bind subst bind of
+          (subst', Nothing)    -> (subst', binds')
+          (subst', Just bind') -> (subst', bind':binds')
+
+----------------------
+type InVar   = Var
+type OutVar  = Var
+type InId    = Id
+type OutId   = Id
+type InExpr  = CoreExpr
+type OutExpr = CoreExpr
+
+-- In these functions the substitution maps InVar -> OutExpr
+
+----------------------
+simple_opt_expr :: Subst -> InExpr -> OutExpr
+simple_opt_expr subst expr
+  = go expr
+  where
+    go (Var v)          = lookupIdSubst (text "simpleOptExpr") subst v
+    go (App e1 e2)      = simple_app subst e1 [go e2]
+    go (Type ty)        = Type (substTy subst ty)
+    go (Lit lit)        = Lit lit
+    go (Note note e)    = Note note (go e)
+    go (Cast e co)      | isIdentityCoercion co' = go e
+                               | otherwise              = Cast (go e) co' 
+                        where
+                          co' = substTy subst co
+
+    go (Let bind body) = case simple_opt_bind subst bind of
+                           (subst', Nothing)   -> simple_opt_expr subst' body
+                           (subst', Just bind) -> Let bind (simple_opt_expr subst' body)
+
+    go lam@(Lam {})     = go_lam [] subst lam
+    go (Case e b ty as) = Case (go e) b' (substTy subst ty)
+                                      (map (go_alt subst') as)
+                               where
+                                 (subst', b') = subst_opt_bndr subst b
 
     ----------------------
-    go_bind :: Subst -> Var -> CoreExpr -> Either Subst CoreExpr
-        -- (go_bind subst old_var old_rhs)  
-       --   either extends subst with (old_var -> new_rhs)
-       --   or     return new_rhs for a binding new_var = new_rhs
-    go_bind subst b r
-      | Type ty <- r
-      , isTyVar b      -- let a::* = TYPE ty in <body>
-      = Left (extendTvSubst subst b (substTy subst ty))
-
-      | isId b         -- let x = e in <body>
-      , safe_to_inline (idOccInfo b) || exprIsTrivial r'
-      , isAlwaysActive (idInlineActivation b)  -- Note [Inline prag in simplOpt]
-      = Left (extendIdSubst subst b r')
-      
-      | otherwise
-      = Right r'
+    go_alt subst (con, bndrs, rhs) 
+      = (con, bndrs', simple_opt_expr subst' rhs)
       where
-        r' = go subst r
+       (subst', bndrs') = subst_opt_bndrs subst bndrs
 
     ----------------------
+    -- go_lam tries eta reduction
+    go_lam bs' subst (Lam b e) 
+       = go_lam (b':bs') subst' e
+       where
+         (subst', b') = subst_opt_bndr subst b
+    go_lam bs' subst e 
+       | Just etad_e <- tryEtaReduce bs e' = etad_e
+       | otherwise                         = mkLams bs e'
+       where
+         bs = reverse bs'
+         e' = simple_opt_expr subst e
+
+----------------------
+-- simple_app collects arguments for beta reduction
+simple_app :: Subst -> InExpr -> [OutExpr] -> CoreExpr
+simple_app subst (App e1 e2) as   
+  = simple_app subst e1 (simple_opt_expr subst e2 : as)
+simple_app subst (Lam b e) (a:as) 
+  = case maybe_substitute subst b a of
+      Just ext_subst -> simple_app ext_subst e as
+      Nothing        -> Let (NonRec b2 a) (simple_app subst' e as)
+  where
+    (subst', b') = subst_opt_bndr subst b
+    b2 = add_info subst' b b'
+simple_app subst e as
+  = foldl App (simple_opt_expr subst e) as
+
+----------------------
+simple_opt_bind :: Subst -> CoreBind -> (Subst, Maybe CoreBind)
+simple_opt_bind subst (Rec prs)
+  = (subst'', Just (Rec (reverse rev_prs')))
+  where
+    (subst', bndrs')    = subst_opt_bndrs subst (map fst prs)
+    (subst'', rev_prs') = foldl do_pr (subst', []) (prs `zip` bndrs')
+    do_pr (subst, prs) ((b,r), b') 
+       = case maybe_substitute subst b r2 of
+           Just subst' -> (subst', prs)
+          Nothing     -> (subst,  (b2,r2):prs)
+       where
+         b2 = add_info subst b b'
+         r2 = simple_opt_expr subst r
+
+simple_opt_bind subst (NonRec b r)
+  = case maybe_substitute subst b r' of
+      Just ext_subst -> (ext_subst, Nothing)
+      Nothing        -> (subst', Just (NonRec b2 r'))
+  where
+    r' = simple_opt_expr subst r
+    (subst', b') = subst_opt_bndr subst b
+    b2 = add_info subst' b b'
+
+----------------------
+maybe_substitute :: Subst -> InVar -> OutExpr -> Maybe Subst
+    -- (maybe_substitute subst in_var out_rhs)  
+    --   either extends subst with (in_var -> out_rhs)
+    --   or     returns Nothing
+maybe_substitute subst b r
+  | Type ty <- r       -- let a::* = TYPE ty in <body>
+  = ASSERT( isTyCoVar b )
+    Just (extendTvSubst subst b ty)
+
+  | isId b             -- let x = e in <body>
+  , safe_to_inline (idOccInfo b) 
+  , isAlwaysActive (idInlineActivation b)      -- Note [Inline prag in simplOpt]
+  , not (isStableUnfolding (idUnfolding b))
+  , not (isExportedId b)
+  = Just (extendIdSubst subst b r)
+  
+  | otherwise
+  = Nothing
+  where
        -- Unconditionally safe to inline
     safe_to_inline :: OccInfo -> Bool
-    safe_to_inline IAmDead                  = True
-    safe_to_inline (OneOcc in_lam one_br _) = not in_lam && one_br
     safe_to_inline (IAmALoopBreaker {})     = False
-    safe_to_inline NoOccInfo                = False
+    safe_to_inline IAmDead                  = True
+    safe_to_inline (OneOcc in_lam one_br _) = (not in_lam && one_br) || exprIsTrivial r
+    safe_to_inline NoOccInfo                = exprIsTrivial r
+
+----------------------
+subst_opt_bndr :: Subst -> InVar -> (Subst, OutVar)
+subst_opt_bndr subst bndr
+  | isTyCoVar bndr  = substTyVarBndr subst bndr
+  | otherwise       = subst_opt_id_bndr subst bndr
+
+subst_opt_id_bndr :: Subst -> InId -> (Subst, OutId)
+-- Nuke all fragile IdInfo, unfolding, and RULES; 
+--    it gets added back later by add_info
+-- Rather like SimplEnv.substIdBndr
+--
+-- It's important to zap fragile OccInfo (which CoreSubst.SubstIdBndr 
+-- carefully does not do) because simplOptExpr invalidates it
+
+subst_opt_id_bndr subst@(Subst in_scope id_subst tv_subst) old_id
+  = (Subst new_in_scope new_id_subst tv_subst, new_id)
+  where
+    id1           = uniqAway in_scope old_id
+    id2    = setIdType id1 (substTy subst (idType old_id))
+    new_id = zapFragileIdInfo id2      -- Zaps rules, worker-info, unfolding
+                                       -- and fragile OccInfo
+    new_in_scope = in_scope `extendInScopeSet` new_id
+
+       -- Extend the substitution if the unique has changed,
+       -- or there's some useful occurrence information
+       -- See the notes with substTyVarBndr for the delSubstEnv
+    new_id_subst | new_id /= old_id
+                = extendVarEnv id_subst old_id (Var new_id)
+                | otherwise 
+                = delVarEnv id_subst old_id
+
+----------------------
+subst_opt_bndrs :: Subst -> [InVar] -> (Subst, [OutVar])
+subst_opt_bndrs subst bndrs
+  = mapAccumL subst_opt_bndr subst bndrs
+
+----------------------
+add_info :: Subst -> InVar -> OutVar -> OutVar
+add_info subst old_bndr new_bndr 
+ | isTyCoVar old_bndr = new_bndr
+ | otherwise          = maybeModifyIdInfo mb_new_info new_bndr
+ where
+   mb_new_info = substIdInfo subst new_bndr (idInfo old_bndr)
 \end{code}
 
 Note [Inline prag in simplOpt]
@@ -764,4 +918,5 @@ we don't know what phase we're in.  Here's an example
   bar n = foo n 1
 
 When inlining 'foo' in 'bar' we want the let-binding for 'inner' 
-to remain visible until Phase 1
\ No newline at end of file
+to remain visible until Phase 1
+