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[ghc-hetmet.git] / compiler / coreSyn / CoreUnfold.lhs
index f374c00..7d04154 100644 (file)
@@ -43,6 +43,7 @@ import PprCore                ()      -- Instances
 import OccurAnal
 import CoreSubst hiding( substTy )
 import CoreFVs         ( exprFreeVars )
+import CoreArity       ( manifestArity )
 import CoreUtils
 import Id
 import DataCon
@@ -140,13 +141,17 @@ mkCompulsoryUnfolding expr           -- Used for things that absolutely must be unfolde
                     expr 0    -- Arity of unfolding doesn't matter
                     (UnfWhen unSaturatedOk boringCxtOk)
 
-mkInlineRule :: Bool -> CoreExpr -> Arity -> Unfolding
-mkInlineRule unsat_ok expr arity 
+mkInlineRule :: CoreExpr -> Maybe Arity -> Unfolding
+mkInlineRule expr mb_arity 
   = mkCoreUnfolding True InlineRule     -- Note [Top-level flag on inline rules]
                    expr' arity 
                    (UnfWhen unsat_ok boring_ok)
   where
     expr' = simpleOptExpr expr
+    (unsat_ok, arity) = case mb_arity of
+                          Nothing -> (unSaturatedOk, manifestArity expr')
+                          Just ar -> (needSaturated, ar)
+              
     boring_ok = case calcUnfoldingGuidance True    -- Treat as cheap
                                           False   -- But not bottoming
                                            (arity+1) expr' of
@@ -181,9 +186,9 @@ calcUnfoldingGuidance expr_is_cheap top_bot bOMB_OUT_SIZE expr
           = case (sizeExpr (iUnbox bOMB_OUT_SIZE) val_bndrs body) of
              TooBig -> UnfNever
              SizeIs size cased_bndrs scrut_discount
-               | uncondInline n_val_bndrs (iBox size) && expr_is_cheap
-               -> UnfWhen needSaturated boringCxtOk
-
+               | uncondInline n_val_bndrs (iBox size)
+                , expr_is_cheap
+               -> UnfWhen unSaturatedOk boringCxtOk   -- Note [INLINE for small functions]
                | top_bot  -- See Note [Do not inline top-level bottoming functions]
                -> UnfNever
 
@@ -239,24 +244,52 @@ Do not re-inline them!  But we *do* still inline if they are very small
 (the uncondInline stuff).
 
 
-Note [Unconditional inlining]
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-We inline *unconditionally* if inlined thing is smaller (using sizeExpr)
-than the thing it's replacing.  Notice that
+Note [INLINE for small functions]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Consider       {-# INLINE f #-}
+                f x = Just x
+                g y = f y
+Then f's RHS is no larger than its LHS, so we should inline it into
+even the most boring context.  In general, f the function is
+sufficiently small that its body is as small as the call itself, the
+inline unconditionally, regardless of how boring the context is.
+
+Things to note:
+
+ * We inline *unconditionally* if inlined thing is smaller (using sizeExpr)
+   than the thing it's replacing.  Notice that
       (f x) --> (g 3)            -- YES, unconditionally
       (f x) --> x : []           -- YES, *even though* there are two
                                  --      arguments to the cons
       x     --> g 3              -- NO
       x            --> Just v            -- NO
 
-It's very important not to unconditionally replace a variable by
-a non-atomic term.
+  It's very important not to unconditionally replace a variable by
+  a non-atomic term.
+
+* We do this even if the thing isn't saturated, else we end up with the
+  silly situation that
+     f x y = x
+     ...map (f 3)...
+  doesn't inline.  Even in a boring context, inlining without being
+  saturated will give a lambda instead of a PAP, and will be more
+  efficient at runtime.
+
+* However, when the function's arity > 0, we do insist that it 
+  has at least one value argument at the call site.  Otherwise we find this:
+       f = /\a \x:a. x
+       d = /\b. MkD (f b)
+  If we inline f here we get
+       d = /\b. MkD (\x:b. x)
+  and then prepareRhs floats out the argument, abstracting the type
+  variables, so we end up with the original again!
+
 
 \begin{code}
 uncondInline :: Arity -> Int -> Bool
 -- Inline unconditionally if there no size increase
 -- Size of call is arity (+1 for the function)
--- See Note [Unconditional inlining]
+-- See Note [INLINE for small functions]
 uncondInline arity size 
   | arity == 0 = size == 0
   | otherwise  = size <= arity + 1
@@ -283,29 +316,27 @@ sizeExpr bOMB_OUT_SIZE top_args expr
                                            -- discounts even on nullary constructors
 
     size_up (App fun (Type _)) = size_up fun
-    size_up (App fun arg)      = size_up_app fun [arg]
-                                 `addSize` nukeScrutDiscount (size_up arg)
+    size_up (App fun arg)      = size_up arg  `addSizeNSD`
+                                 size_up_app fun [arg]
 
     size_up (Lam b e) | isId b    = lamScrutDiscount (size_up e `addSizeN` 1)
                      | otherwise = size_up e
 
     size_up (Let (NonRec binder rhs) body)
-      = nukeScrutDiscount (size_up rhs)                `addSize`
-       size_up body                            `addSizeN`
+      = size_up rhs            `addSizeNSD`
+       size_up body            `addSizeN`
        (if isUnLiftedType (idType binder) then 0 else 1)
                -- For the allocation
                -- If the binder has an unlifted type there is no allocation
 
     size_up (Let (Rec pairs) body)
-      = nukeScrutDiscount rhs_size             `addSize`
-       size_up body                            `addSizeN`
-       length pairs            -- For the allocation
-      where
-       rhs_size = foldr (addSize . size_up . snd) sizeZero pairs
+      = foldr (addSizeNSD . size_up . snd) 
+              (size_up body `addSizeN` length pairs)   -- (length pairs) for the allocation
+              pairs
 
     size_up (Case (Var v) _ _ alts) 
        | v `elem` top_args             -- We are scrutinising an argument variable
-       = alts_size (foldr1 addSize alt_sizes)  -- The 1 is for the case itself
+       = alts_size (foldr1 addAltSize alt_sizes)
                    (foldr1 maxSize alt_sizes)
                -- Good to inline if an arg is scrutinised, because
                -- that may eliminate allocation in the caller
@@ -315,9 +346,9 @@ sizeExpr bOMB_OUT_SIZE top_args expr
 
                -- alts_size tries to compute a good discount for
                -- the case when we are scrutinising an argument variable
-         alts_size (SizeIs tot tot_disc _tot_scrut)           -- Size of all alternatives
-                   (SizeIs max _max_disc  max_scrut)           -- Size of biggest alternative
-               = SizeIs tot (unitBag (v, iBox (_ILIT(2) +# tot -# max)) `unionBags` tot_disc) max_scrut
+         alts_size (SizeIs tot tot_disc tot_scrut)  -- Size of all alternatives
+                   (SizeIs max _        _)          -- Size of biggest alternative
+               = SizeIs tot (unitBag (v, iBox (_ILIT(2) +# tot -# max)) `unionBags` tot_disc) tot_scrut
                        -- If the variable is known, we produce a discount that
                        -- will take us back to 'max', the size of the largest alternative
                        -- The 1+ is a little discount for reduced allocation in the caller
@@ -327,9 +358,8 @@ sizeExpr bOMB_OUT_SIZE top_args expr
 
          alts_size tot_size _ = tot_size
 
-    size_up (Case e _ _ alts) = foldr (addSize . size_up_alt) 
-                                     (nukeScrutDiscount (size_up e))
-                                     alts
+    size_up (Case e _ _ alts) = size_up e  `addSizeNSD` 
+                                foldr (addAltSize . size_up_alt) sizeZero alts
                -- We don't charge for the case itself
                -- It's a strict thing, and the price of the call
                -- is paid by scrut.  Also consider
@@ -342,8 +372,8 @@ sizeExpr bOMB_OUT_SIZE top_args expr
     -- size_up_app is used when there's ONE OR MORE value args
     size_up_app (App fun arg) args 
        | isTypeArg arg            = size_up_app fun args
-       | otherwise                = size_up_app fun (arg:args)
-                                    `addSize` nukeScrutDiscount (size_up arg)
+       | otherwise                = size_up arg  `addSizeNSD`
+                                     size_up_app fun (arg:args)
     size_up_app (Var fun)     args = size_up_call fun args
     size_up_app other         args = size_up other `addSizeN` length args
 
@@ -372,10 +402,22 @@ sizeExpr bOMB_OUT_SIZE top_args expr
     addSizeN TooBig          _  = TooBig
     addSizeN (SizeIs n xs d) m         = mkSizeIs bOMB_OUT_SIZE (n +# iUnbox m) xs d
     
-    addSize TooBig           _                 = TooBig
-    addSize _                TooBig            = TooBig
-    addSize (SizeIs n1 xs d1) (SizeIs n2 ys d2) 
-       = mkSizeIs bOMB_OUT_SIZE (n1 +# n2) (xs `unionBags` ys) (d1 +# d2)
+        -- addAltSize is used to add the sizes of case alternatives
+    addAltSize TooBig           _      = TooBig
+    addAltSize _                TooBig = TooBig
+    addAltSize (SizeIs n1 xs d1) (SizeIs n2 ys d2) 
+       = mkSizeIs bOMB_OUT_SIZE (n1 +# n2) 
+                                 (xs `unionBags` ys) 
+                                 (d1 +# d2)   -- Note [addAltSize result discounts]
+
+        -- This variant ignores the result discount from its LEFT argument
+       -- It's used when the second argument isn't part of the result
+    addSizeNSD TooBig           _      = TooBig
+    addSizeNSD _                TooBig = TooBig
+    addSizeNSD (SizeIs n1 xs _) (SizeIs n2 ys d2) 
+       = mkSizeIs bOMB_OUT_SIZE (n1 +# n2) 
+                                 (xs `unionBags` ys) 
+                                 d2  -- Ignore d1
 \end{code}
 
 \begin{code}
@@ -481,16 +523,21 @@ augmentSize = SizeIs (_ILIT(0)) emptyBag (_ILIT(4))
        -- Ditto (augment t (\cn -> e) ys) should cost only the cost of
        -- e plus ys. The -2 accounts for the \cn 
 
-nukeScrutDiscount :: ExprSize -> ExprSize
-nukeScrutDiscount (SizeIs n vs _) = SizeIs n vs (_ILIT(0))
-nukeScrutDiscount TooBig          = TooBig
-
 -- When we return a lambda, give a discount if it's used (applied)
 lamScrutDiscount :: ExprSize -> ExprSize
 lamScrutDiscount (SizeIs n vs _) = SizeIs n vs (iUnbox opt_UF_FunAppDiscount)
 lamScrutDiscount TooBig          = TooBig
 \end{code}
 
+Note [addAltSize result discounts]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+When adding the size of alternatives, we *add* the result discounts
+too, rather than take the *maximum*.  For a multi-branch case, this
+gives a discount for each branch that returns a constructor, making us
+keener to inline.  I did try using 'max' instead, but it makes nofib 
+'rewrite' and 'puzzle' allocate significantly more, and didn't make
+binary sizes shrink significantly either.
+
 Note [Discounts and thresholds]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 Constants for discounts and thesholds are defined in main/StaticFlags,
@@ -583,9 +630,11 @@ actual arguments.
 \begin{code}
 couldBeSmallEnoughToInline :: Int -> CoreExpr -> Bool
 couldBeSmallEnoughToInline threshold rhs 
-  = case calcUnfoldingGuidance False False threshold rhs of
-       (_, UnfNever) -> False
-       _             -> True
+  = case sizeExpr (iUnbox threshold) [] body of
+       TooBig -> False
+       _      -> True
+  where
+    (_, body) = collectBinders rhs
 
 ----------------
 smallEnoughToInline :: Unfolding -> Bool
@@ -712,10 +761,10 @@ callSiteInline dflags id unfolding lone_variable arg_infos cont_info
          = case guidance of
              UnfNever -> (False, empty)
 
-             UnfWhen unsat_ok boring_ok -> ( (unsat_ok  || saturated)
-                                           && (boring_ok || some_benefit)
-                                            , empty )
-                  -- For the boring_ok part see Note [INLINE for small functions]
+             UnfWhen unsat_ok boring_ok 
+                 -> (enough_args && (boring_ok || some_benefit), empty )
+                 where      -- See Note [INLINE for small functions]
+                   enough_args = saturated || (unsat_ok && n_val_args > 0)
 
              UnfIfGoodArgs { ug_args = arg_discounts, ug_res = res_discount, ug_size = size }
                 -> ( is_cheap && some_benefit && small_enough
@@ -727,7 +776,7 @@ callSiteInline dflags id unfolding lone_variable arg_infos cont_info
                                              res_discount arg_infos cont_info
                
     in    
-    if dopt Opt_D_dump_inlinings dflags then
+    if (dopt Opt_D_dump_inlinings dflags && dopt Opt_D_verbose_core2core dflags) then
        pprTrace ("Considering inlining: " ++ showSDoc (ppr id))
                 (vcat [text "arg infos" <+> ppr arg_infos,
                        text "uf arity" <+> ppr uf_arity,
@@ -781,16 +830,6 @@ We *really* want to inline $dmmin, even though it has arity 3, in
 order to unravel the recursion.
 
 
-Note [INLINE for small functions]
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-Consider       {-# INLINE f #-}
-                f x = Just x
-                g y = f y
-Then f's RHS is no larger than its LHS, so we should inline it
-into even the most boring context.  (We do so if there is no INLINE
-pragma!)  
-
-
 Note [Things to watch]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 *   { y = I# 3; x = y `cast` co; ...case (x `cast` co) of ... }
@@ -1155,21 +1194,16 @@ exprIsConApp_maybe id_unf expr
 
        -- Look through unfoldings, but only cheap ones, because
        -- we are effectively duplicating the unfolding
-       | CoreUnfolding { uf_expandable = expand_me, uf_tmpl = rhs } <- unfolding
-       , expand_me = -- pprTrace "expanding" (ppr fun $$ ppr rhs) $
-                      analyse rhs args
+       | Just rhs <- expandUnfolding_maybe unfolding
+       = -- pprTrace "expanding" (ppr fun $$ ppr rhs) $
+          analyse rhs args
         where
          is_saturated = count isValArg args == idArity fun
-          unfolding = id_unf fun    -- Does not look through loop breakers
-                   -- ToDo: we *may* look through variables that are NOINLINE
-                   --       in this phase, and that is really not right
+         unfolding = id_unf fun
 
     analyse _ _ = Nothing
 
     -----------
-    in_scope = mkInScopeSet (exprFreeVars expr)
-
-    -----------
     beta (Lam v body) pairs (arg : args) 
         | isTypeArg arg
         = beta body ((v,arg):pairs) args 
@@ -1178,13 +1212,13 @@ exprIsConApp_maybe id_unf expr
        = Nothing
 
     beta fun pairs args
-        = case analyse (substExpr subst fun) args of
+        = case analyse (substExpr (text "subst-expr-is-con-app") subst fun) args of
            Nothing  -> -- pprTrace "Bale out! exprIsConApp_maybe" doc $
                        Nothing
            Just ans -> -- pprTrace "Woo-hoo! exprIsConApp_maybe" doc $
                         Just ans
         where
-          subst = mkOpenSubst in_scope pairs
+          subst = mkOpenSubst (mkInScopeSet (exprFreeVars fun)) pairs
          -- doc = vcat [ppr fun, ppr expr, ppr pairs, ppr args]