Add comments about the ForceSpecConstr mechanism
[ghc-hetmet.git] / compiler / specialise / SpecConstr.lhs
index 5357a53..219e758 100644 (file)
@@ -11,7 +11,7 @@
 -- for details
 
 module SpecConstr(
 -- for details
 
 module SpecConstr(
-       specConstrProgram       
+       specConstrProgram, SpecConstrAnnotation(..)
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
@@ -21,8 +21,12 @@ import CoreSubst
 import CoreUtils
 import CoreUnfold      ( couldBeSmallEnoughToInline )
 import CoreFVs                 ( exprsFreeVars )
 import CoreUtils
 import CoreUnfold      ( couldBeSmallEnoughToInline )
 import CoreFVs                 ( exprsFreeVars )
+import CoreMonad
+import HscTypes         ( ModGuts(..) )
 import WwLib           ( mkWorkerArgs )
 import WwLib           ( mkWorkerArgs )
-import DataCon         ( dataConRepArity, dataConUnivTyVars )
+import DataCon         ( dataConTyCon, dataConRepArity, dataConUnivTyVars )
+import TyCon            ( TyCon )
+import Literal          ( literalType )
 import Coercion        
 import Rules
 import Type            hiding( substTy )
 import Coercion        
 import Rules
 import Type            hiding( substTy )
@@ -34,17 +38,24 @@ import VarSet
 import Name
 import DynFlags                ( DynFlags(..) )
 import StaticFlags     ( opt_PprStyle_Debug )
 import Name
 import DynFlags                ( DynFlags(..) )
 import StaticFlags     ( opt_PprStyle_Debug )
-import StaticFlags     ( opt_SpecInlineJoinPoints )
-import BasicTypes      ( Activation(..) )
 import Maybes          ( orElse, catMaybes, isJust, isNothing )
 import Maybes          ( orElse, catMaybes, isJust, isNothing )
+import Demand
+import DmdAnal         ( both )
+import Serialized       ( deserializeWithData )
 import Util
 import Util
-import List            ( nubBy, partition )
 import UniqSupply
 import Outputable
 import FastString
 import UniqFM
 import UniqSupply
 import Outputable
 import FastString
 import UniqFM
+import qualified LazyUniqFM as L
 import MonadUtils
 import Control.Monad   ( zipWithM )
 import MonadUtils
 import Control.Monad   ( zipWithM )
+import Data.List
+#if __GLASGOW_HASKELL__ > 609
+import Data.Data        ( Data, Typeable )
+#else
+import Data.Generics    ( Data, Typeable )
+#endif
 \end{code}
 
 -----------------------------------------------------
 \end{code}
 
 -----------------------------------------------------
@@ -378,6 +389,38 @@ But fspec doesn't have decent strictnes info.  As it happened,
 and hence f.  But now f's strictness is less than its arity, which
 breaks an invariant.
 
 and hence f.  But now f's strictness is less than its arity, which
 breaks an invariant.
 
+Note [Forcing specialisation]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+With stream fusion and in other similar cases, we want to fully specialise
+some (but not necessarily all!) loops regardless of their size and the
+number of specialisations. We allow a library to specify this by annotating
+a type with ForceSpecConstr and then adding a parameter of that type to the
+loop. Here is a (simplified) example from the vector library:
+
+  data SPEC = SPEC | SPEC2
+  {-# ANN type SPEC ForceSpecConstr #-}
+
+  foldl :: (a -> b -> a) -> a -> Stream b -> a
+  {-# INLINE foldl #-}
+  foldl f z (Stream step s _) = foldl_loop SPEC z s
+    where
+      foldl_loop SPEC z s = case step s of
+                              Yield x s' -> foldl_loop SPEC (f z x) s'
+                              Skip       -> foldl_loop SPEC z s'
+                              Done       -> z
+
+SpecConstr will spot the SPEC parameter and always fully specialise
+foldl_loop. Note that we can't just annotate foldl_loop since it isn't a
+top-level function but even if we could, inlining etc. could easily drop the
+annotation. We also have to prevent the SPEC argument from being removed by
+w/w which is why SPEC is a sum type. This is all quite ugly; we ought to come
+up with a better design.
+
+ForceSpecConstr arguments are spotted in scExpr' and scTopBinds which then set
+force_spec to True when calling specLoop. This flag makes specLoop and
+specialise ignore specConstrCount and specConstrThreshold when deciding
+whether to specialise a function.
+
 -----------------------------------------------------
                Stuff not yet handled
 -----------------------------------------------------
 -----------------------------------------------------
                Stuff not yet handled
 -----------------------------------------------------
@@ -453,7 +496,19 @@ But perhaps the first one isn't good.  After all, we know that tpl_B2 is
 a T (I# x) really, because T is strict and Int has one constructor.  (We can't
 unbox the strict fields, becuase T is polymorphic!)
 
 a T (I# x) really, because T is strict and Int has one constructor.  (We can't
 unbox the strict fields, becuase T is polymorphic!)
 
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Annotations}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+Annotating a type with NoSpecConstr will make SpecConstr not specialise
+for arguments of that type.
 
 
+\begin{code}
+data SpecConstrAnnotation = NoSpecConstr | ForceSpecConstr
+                deriving( Data, Typeable, Eq )
+\end{code}
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -462,8 +517,14 @@ unbox the strict fields, becuase T is polymorphic!)
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-specConstrProgram :: DynFlags -> UniqSupply -> [CoreBind] -> [CoreBind]
-specConstrProgram dflags us binds = fst $ initUs us (go (initScEnv dflags) binds)
+specConstrProgram :: ModGuts -> CoreM ModGuts
+specConstrProgram guts
+  = do
+      dflags <- getDynFlags
+      us     <- getUniqueSupplyM
+      annos  <- getFirstAnnotations deserializeWithData guts
+      let binds' = fst $ initUs us (go (initScEnv dflags annos) (mg_binds guts))
+      return (guts { mg_binds = binds' })
   where
     go _   []          = return []
     go env (bind:binds) = do (env', bind') <- scTopBind env bind
   where
     go _   []          = return []
     go env (bind:binds) = do (env', bind') <- scTopBind env bind
@@ -481,6 +542,7 @@ specConstrProgram dflags us binds = fst $ initUs us (go (initScEnv dflags) binds
 \begin{code}
 data ScEnv = SCE { sc_size  :: Maybe Int,      -- Size threshold
                   sc_count :: Maybe Int,       -- Max # of specialisations for any one fn
 \begin{code}
 data ScEnv = SCE { sc_size  :: Maybe Int,      -- Size threshold
                   sc_count :: Maybe Int,       -- Max # of specialisations for any one fn
+                                               -- See Note [Avoiding exponential blowup]
 
                   sc_subst :: Subst,           -- Current substitution
                                                -- Maps InIds to OutExprs
 
                   sc_subst :: Subst,           -- Current substitution
                                                -- Maps InIds to OutExprs
@@ -489,14 +551,17 @@ data ScEnv = SCE { sc_size  :: Maybe Int, -- Size threshold
                        -- Binds interesting non-top-level variables
                        -- Domain is OutVars (*after* applying the substitution)
 
                        -- Binds interesting non-top-level variables
                        -- Domain is OutVars (*after* applying the substitution)
 
-                  sc_vals  :: ValueEnv
+                  sc_vals  :: ValueEnv,
                        -- Domain is OutIds (*after* applying the substitution)
                        -- Used even for top-level bindings (but not imported ones)
                        -- Domain is OutIds (*after* applying the substitution)
                        -- Used even for top-level bindings (but not imported ones)
+
+                   sc_annotations :: L.UniqFM SpecConstrAnnotation
             }
 
 ---------------------
 -- As we go, we apply a substitution (sc_subst) to the current term
 type InExpr = CoreExpr         -- _Before_ applying the subst
             }
 
 ---------------------
 -- As we go, we apply a substitution (sc_subst) to the current term
 type InExpr = CoreExpr         -- _Before_ applying the subst
+type InVar  = Var
 
 type OutExpr = CoreExpr                -- _After_ applying the subst
 type OutId   = Id
 
 type OutExpr = CoreExpr                -- _After_ applying the subst
 type OutId   = Id
@@ -515,13 +580,14 @@ instance Outputable Value where
    ppr LambdaVal        = ptext (sLit "<Lambda>")
 
 ---------------------
    ppr LambdaVal        = ptext (sLit "<Lambda>")
 
 ---------------------
-initScEnv :: DynFlags -> ScEnv
-initScEnv dflags
+initScEnv :: DynFlags -> L.UniqFM SpecConstrAnnotation -> ScEnv
+initScEnv dflags anns
   = SCE { sc_size = specConstrThreshold dflags,
          sc_count = specConstrCount dflags,
          sc_subst = emptySubst, 
          sc_how_bound = emptyVarEnv, 
   = SCE { sc_size = specConstrThreshold dflags,
          sc_count = specConstrCount dflags,
          sc_subst = emptySubst, 
          sc_how_bound = emptyVarEnv, 
-         sc_vals = emptyVarEnv }
+         sc_vals = emptyVarEnv,
+          sc_annotations = anns }
 
 data HowBound = RecFun -- These are the recursive functions for which 
                        -- we seek interesting call patterns
 
 data HowBound = RecFun -- These are the recursive functions for which 
                        -- we seek interesting call patterns
@@ -537,7 +603,7 @@ lookupHowBound :: ScEnv -> Id -> Maybe HowBound
 lookupHowBound env id = lookupVarEnv (sc_how_bound env) id
 
 scSubstId :: ScEnv -> Id -> CoreExpr
 lookupHowBound env id = lookupVarEnv (sc_how_bound env) id
 
 scSubstId :: ScEnv -> Id -> CoreExpr
-scSubstId env v = lookupIdSubst (sc_subst env) v
+scSubstId env v = lookupIdSubst (text "scSubstId") (sc_subst env) v
 
 scSubstTy :: ScEnv -> Type -> Type
 scSubstTy env ty = substTy (sc_subst env) ty
 
 scSubstTy :: ScEnv -> Type -> Type
 scSubstTy env ty = substTy (sc_subst env) ty
@@ -620,8 +686,72 @@ extendCaseBndrs env case_bndr con alt_bndrs
                      where
                        vanilla_args = map Type (tyConAppArgs (idType case_bndr)) ++
                                       varsToCoreExprs alt_bndrs
                      where
                        vanilla_args = map Type (tyConAppArgs (idType case_bndr)) ++
                                       varsToCoreExprs alt_bndrs
+
+ignoreTyCon :: ScEnv -> TyCon -> Bool
+ignoreTyCon env tycon
+  = L.lookupUFM (sc_annotations env) tycon == Just NoSpecConstr
+
+ignoreType :: ScEnv -> Type -> Bool
+ignoreType env ty
+  = case splitTyConApp_maybe ty of
+      Just (tycon, _) -> ignoreTyCon env tycon
+      _               -> False
+
+ignoreAltCon :: ScEnv -> AltCon -> Bool
+ignoreAltCon env (DataAlt dc) = ignoreTyCon env (dataConTyCon dc)
+ignoreAltCon env (LitAlt lit) = ignoreType env (literalType lit)
+ignoreAltCon _   DEFAULT      = True
+
+forceSpecBndr :: ScEnv -> Var -> Bool
+forceSpecBndr env var = forceSpecFunTy env . snd . splitForAllTys . varType $ var
+
+forceSpecFunTy :: ScEnv -> Type -> Bool
+forceSpecFunTy env = any (forceSpecArgTy env) . fst . splitFunTys
+
+forceSpecArgTy :: ScEnv -> Type -> Bool
+forceSpecArgTy env ty
+  | Just ty' <- coreView ty = forceSpecArgTy env ty'
+
+forceSpecArgTy env ty
+  | Just (tycon, tys) <- splitTyConApp_maybe ty
+  , tycon /= funTyCon
+      = L.lookupUFM (sc_annotations env) tycon == Just ForceSpecConstr
+        || any (forceSpecArgTy env) tys
+
+forceSpecArgTy _ _ = False
+
+decreaseSpecCount :: ScEnv -> Int -> ScEnv
+-- See Note [Avoiding exponential blowup]
+decreaseSpecCount env n_specs 
+  = env { sc_count = case sc_count env of
+                       Nothing -> Nothing
+                       Just n  -> Just (n `div` (n_specs + 1)) }
+       -- The "+1" takes account of the original function; 
+       -- See Note [Avoiding exponential blowup]
 \end{code}
 
 \end{code}
 
+Note [Avoiding exponential blowup]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+The sc_count field of the ScEnv says how many times we are prepared to
+duplicate a single function.  But we must take care with recursive
+specialiations.  Consider
+
+       let $j1 = let $j2 = let $j3 = ...
+                            in 
+                            ...$j3...
+                  in 
+                  ...$j2...
+        in 
+        ...$j1...
+
+If we specialise $j1 then in each specialisation (as well as the original)
+we can specialise $j2, and similarly $j3.  Even if we make just *one*
+specialisation of each, becuase we also have the original we'll get 2^n
+copies of $j3, which is not good.
+
+So when recursively specialising we divide the sc_count by the number of
+copies we are making at this level, including the original.
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -812,59 +942,73 @@ scExpr' env (Case scrut b ty alts)
 scExpr' env (Let (NonRec bndr rhs) body)
   | isTyVar bndr       -- Type-lets may be created by doBeta
   = scExpr' (extendScSubst env bndr rhs) body
 scExpr' env (Let (NonRec bndr rhs) body)
   | isTyVar bndr       -- Type-lets may be created by doBeta
   = scExpr' (extendScSubst env bndr rhs) body
-  | otherwise
-  = do { let (body_env, bndr') = extendBndr env bndr
-       ; (rhs_usg, (_, args', rhs_body', _)) <- scRecRhs env (bndr',rhs)
-       ; let rhs' = mkLams args' rhs_body'
-
-       ; if not opt_SpecInlineJoinPoints || null args' || isEmptyVarEnv (scu_calls rhs_usg) then do
-           do  {       -- Vanilla case
-                 let body_env2 = extendValEnv body_env bndr' (isValue (sc_vals env) rhs')
-                       -- Record if the RHS is a value
-               ; (body_usg, body') <- scExpr body_env2 body
-               ; return (body_usg `combineUsage` rhs_usg, Let (NonRec bndr' rhs') body') }
-         else  -- For now, just brutally inline the join point
-           do { let body_env2 = extendScSubst env bndr rhs'
-              ; scExpr body_env2 body } }
-       
 
 
-{-  Old code
-           do  {       -- Join-point case
-                 let body_env2 = extendHowBound body_env [bndr'] RecFun
-                       -- If the RHS of this 'let' contains calls
-                       -- to recursive functions that we're trying
-                       -- to specialise, then treat this let too
-                       -- as one to specialise
-               ; (body_usg, body') <- scExpr body_env2 body
-
-               ; (spec_usg, _, specs) <- specialise env (scu_calls body_usg) ([], rhs_info)
-
-               ; return (body_usg { scu_calls = scu_calls body_usg `delVarEnv` bndr' } 
-                         `combineUsage` rhs_usg `combineUsage` spec_usg,
-                         mkLets [NonRec b r | (b,r) <- specInfoBinds rhs_info specs] body')
+  | otherwise             -- Note [Local let bindings]
+  = do { let (body_env, bndr') = extendBndr env bndr
+             body_env2 = extendHowBound body_env [bndr'] RecFun
+       ; (body_usg, body') <- scExpr body_env2 body
+
+       ; (rhs_usg, rhs_info) <- scRecRhs env (bndr',rhs)
+
+          -- NB: We don't use the ForceSpecConstr mechanism (see
+          -- Note [Forcing specialisation]) for non-recursive bindings
+          -- at the moment. I'm not sure if this is the right thing to do.
+       ; let force_spec = False
+       ; (spec_usg, specs) <- specialise env force_spec 
+                                          (scu_calls body_usg) 
+                                         rhs_info
+                                          (SI [] 0 (Just rhs_usg))
+
+       ; return (body_usg { scu_calls = scu_calls body_usg `delVarEnv` bndr' } 
+                   `combineUsage` spec_usg,
+                 mkLets [NonRec b r | (b,r) <- specInfoBinds rhs_info specs] body')
        }
        }
--}
+
 
 -- A *local* recursive group: see Note [Local recursive groups]
 scExpr' env (Let (Rec prs) body)
   = do { let (bndrs,rhss) = unzip prs
              (rhs_env1,bndrs') = extendRecBndrs env bndrs
              rhs_env2 = extendHowBound rhs_env1 bndrs' RecFun
 
 -- A *local* recursive group: see Note [Local recursive groups]
 scExpr' env (Let (Rec prs) body)
   = do { let (bndrs,rhss) = unzip prs
              (rhs_env1,bndrs') = extendRecBndrs env bndrs
              rhs_env2 = extendHowBound rhs_env1 bndrs' RecFun
+              force_spec = any (forceSpecBndr env) bndrs'
+                -- Note [Forcing specialisation]
 
        ; (rhs_usgs, rhs_infos) <- mapAndUnzipM (scRecRhs rhs_env2) (bndrs' `zip` rhss)
        ; (body_usg, body')     <- scExpr rhs_env2 body
 
        -- NB: start specLoop from body_usg
 
        ; (rhs_usgs, rhs_infos) <- mapAndUnzipM (scRecRhs rhs_env2) (bndrs' `zip` rhss)
        ; (body_usg, body')     <- scExpr rhs_env2 body
 
        -- NB: start specLoop from body_usg
-       ; (spec_usg, specs) <- specLoop rhs_env2 (scu_calls body_usg) rhs_infos nullUsage
+       ; (spec_usg, specs) <- specLoop rhs_env2 force_spec
+                                        (scu_calls body_usg) rhs_infos nullUsage
                                        [SI [] 0 (Just usg) | usg <- rhs_usgs]
                                        [SI [] 0 (Just usg) | usg <- rhs_usgs]
+               -- Do not unconditionally use rhs_usgs. 
+               -- Instead use them only if we find an unspecialised call
+               -- See Note [Local recursive groups]
 
        ; let all_usg = spec_usg `combineUsage` body_usg
              bind'   = Rec (concat (zipWith specInfoBinds rhs_infos specs))
 
        ; return (all_usg { scu_calls = scu_calls all_usg `delVarEnvList` bndrs' },
                  Let bind' body') }
 
        ; let all_usg = spec_usg `combineUsage` body_usg
              bind'   = Rec (concat (zipWith specInfoBinds rhs_infos specs))
 
        ; return (all_usg { scu_calls = scu_calls all_usg `delVarEnvList` bndrs' },
                  Let bind' body') }
+\end{code}
+
+Note [Local let bindings]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+It is not uncommon to find this
+
+   let $j = \x. <blah> in ...$j True...$j True...
+
+Here $j is an arbitrary let-bound function, but it often comes up for
+join points.  We might like to specialise $j for its call patterns.
+Notice the difference from a letrec, where we look for call patterns
+in the *RHS* of the function.  Here we look for call patterns in the
+*body* of the let.
+
+At one point I predicated this on the RHS mentioning the outer
+recursive function, but that's not essential and might even be
+harmful.  I'm not sure.
 
 
------------------------------------
+
+\begin{code}
 scApp :: ScEnv -> (InExpr, [InExpr]) -> UniqSM (ScUsage, CoreExpr)
 
 scApp env (Var fn, args)       -- Function is a variable
 scApp :: ScEnv -> (InExpr, [InExpr]) -> UniqSM (ScUsage, CoreExpr)
 
 scApp env (Var fn, args)       -- Function is a variable
@@ -909,6 +1053,7 @@ scApp env (other_fn, args)
 scTopBind :: ScEnv -> CoreBind -> UniqSM (ScEnv, CoreBind)
 scTopBind env (Rec prs)
   | Just threshold <- sc_size env
 scTopBind :: ScEnv -> CoreBind -> UniqSM (ScEnv, CoreBind)
 scTopBind env (Rec prs)
   | Just threshold <- sc_size env
+  , not force_spec
   , not (all (couldBeSmallEnoughToInline threshold) rhss)
                -- No specialisation
   = do { let (rhs_env,bndrs') = extendRecBndrs env bndrs
   , not (all (couldBeSmallEnoughToInline threshold) rhss)
                -- No specialisation
   = do { let (rhs_env,bndrs') = extendRecBndrs env bndrs
@@ -921,13 +1066,16 @@ scTopBind env (Rec prs)
        ; (rhs_usgs, rhs_infos) <- mapAndUnzipM (scRecRhs rhs_env2) (bndrs' `zip` rhss)
        ; let rhs_usg = combineUsages rhs_usgs
 
        ; (rhs_usgs, rhs_infos) <- mapAndUnzipM (scRecRhs rhs_env2) (bndrs' `zip` rhss)
        ; let rhs_usg = combineUsages rhs_usgs
 
-       ; (_, specs) <- specLoop rhs_env2 (scu_calls rhs_usg) rhs_infos nullUsage
+       ; (_, specs) <- specLoop rhs_env2 force_spec
+                                 (scu_calls rhs_usg) rhs_infos nullUsage
                                 [SI [] 0 Nothing | _ <- bndrs]
 
        ; return (rhs_env1,  -- For the body of the letrec, delete the RecFun business
                  Rec (concat (zipWith specInfoBinds rhs_infos specs))) }
   where
     (bndrs,rhss) = unzip prs
                                 [SI [] 0 Nothing | _ <- bndrs]
 
        ; return (rhs_env1,  -- For the body of the letrec, delete the RecFun business
                  Rec (concat (zipWith specInfoBinds rhs_infos specs))) }
   where
     (bndrs,rhss) = unzip prs
+    force_spec = any (forceSpecBndr env) bndrs
+      -- Note [Forcing specialisation]
 
 scTopBind env (NonRec bndr rhs)
   = do { (_, rhs') <- scExpr env rhs
 
 scTopBind env (NonRec bndr rhs)
   = do { (_, rhs') <- scExpr env rhs
@@ -942,8 +1090,8 @@ scRecRhs env (bndr,rhs)
              (body_env, arg_bndrs') = extendBndrsWith RecArg env arg_bndrs
        ; (body_usg, body') <- scExpr body_env body
        ; let (rhs_usg, arg_occs) = lookupOccs body_usg arg_bndrs'
              (body_env, arg_bndrs') = extendBndrsWith RecArg env arg_bndrs
        ; (body_usg, body') <- scExpr body_env body
        ; let (rhs_usg, arg_occs) = lookupOccs body_usg arg_bndrs'
-       ; return (rhs_usg, (bndr, arg_bndrs', body', arg_occs)) }
-
+       ; return (rhs_usg, RI bndr (mkLams arg_bndrs' body')
+                                   arg_bndrs body arg_occs) }
                -- The arg_occs says how the visible,
                -- lambda-bound binders of the RHS are used
                -- (including the TyVar binders)
                -- The arg_occs says how the visible,
                -- lambda-bound binders of the RHS are used
                -- (including the TyVar binders)
@@ -951,9 +1099,9 @@ scRecRhs env (bndr,rhs)
 
 ----------------------
 specInfoBinds :: RhsInfo -> SpecInfo -> [(Id,CoreExpr)]
 
 ----------------------
 specInfoBinds :: RhsInfo -> SpecInfo -> [(Id,CoreExpr)]
-specInfoBinds (fn, args, body, _) (SI specs _ _)
+specInfoBinds (RI fn new_rhs _ _ _) (SI specs _ _)
   = [(id,rhs) | OS _ _ id rhs <- specs] ++ 
   = [(id,rhs) | OS _ _ id rhs <- specs] ++ 
-    [(fn `addIdSpecialisations` rules, mkLams args body)]
+    [(fn `addIdSpecialisations` rules, new_rhs)]
   where
     rules = [r | OS _ r _ _ <- specs]
 
   where
     rules = [r | OS _ r _ _ <- specs]
 
@@ -973,17 +1121,21 @@ varUsage env v use
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-type RhsInfo = (OutId, [OutVar], OutExpr, [ArgOcc])
-       -- Info about the *original* RHS of a binding we are specialising
-       -- Original binding f = \xs.body
-       -- Plus info about usage of arguments
+data RhsInfo = RI OutId                -- The binder
+                  OutExpr              -- The new RHS
+                 [InVar] InExpr        -- The *original* RHS (\xs.body)
+                                       --   Note [Specialise original body]
+                  [ArgOcc]             -- Info on how the xs occur in body
 
 data SpecInfo = SI [OneSpec]           -- The specialisations we have generated
 
 data SpecInfo = SI [OneSpec]           -- The specialisations we have generated
+
                   Int                  -- Length of specs; used for numbering them
                   Int                  -- Length of specs; used for numbering them
+
                   (Maybe ScUsage)      -- Nothing => we have generated specialisations
                                        --            from calls in the *original* RHS
                                        -- Just cs => we haven't, and this is the usage
                                        --            of the original RHS
                   (Maybe ScUsage)      -- Nothing => we have generated specialisations
                                        --            from calls in the *original* RHS
                                        -- Just cs => we haven't, and this is the usage
                                        --            of the original RHS
+                                       -- See Note [Local recursive groups]
 
        -- One specialisation: Rule plus definition
 data OneSpec  = OS CallPat             -- Call pattern that generated this specialisation
 
        -- One specialisation: Rule plus definition
 data OneSpec  = OS CallPat             -- Call pattern that generated this specialisation
@@ -992,12 +1144,14 @@ data OneSpec  = OS CallPat               -- Call pattern that generated this specialisation
 
 
 specLoop :: ScEnv
 
 
 specLoop :: ScEnv
+         -> Bool                                -- force specialisation?
+                                                -- Note [Forcing specialisation]
         -> CallEnv
         -> [RhsInfo]
         -> ScUsage -> [SpecInfo]               -- One per binder; acccumulating parameter
         -> UniqSM (ScUsage, [SpecInfo])        -- ...ditto...
         -> CallEnv
         -> [RhsInfo]
         -> ScUsage -> [SpecInfo]               -- One per binder; acccumulating parameter
         -> UniqSM (ScUsage, [SpecInfo])        -- ...ditto...
-specLoop env all_calls rhs_infos usg_so_far specs_so_far
-  = do { specs_w_usg <- zipWithM (specialise env all_calls) rhs_infos specs_so_far
+specLoop env force_spec all_calls rhs_infos usg_so_far specs_so_far
+  = do { specs_w_usg <- zipWithM (specialise env force_spec all_calls) rhs_infos specs_so_far
        ; let (new_usg_s, all_specs) = unzip specs_w_usg
              new_usg   = combineUsages new_usg_s
              new_calls = scu_calls new_usg
        ; let (new_usg_s, all_specs) = unzip specs_w_usg
              new_usg   = combineUsages new_usg_s
              new_calls = scu_calls new_usg
@@ -1005,10 +1159,12 @@ specLoop env all_calls rhs_infos usg_so_far specs_so_far
        ; if isEmptyVarEnv new_calls then
                return (all_usg, all_specs) 
          else 
        ; if isEmptyVarEnv new_calls then
                return (all_usg, all_specs) 
          else 
-               specLoop env new_calls rhs_infos all_usg all_specs }
+               specLoop env force_spec new_calls rhs_infos all_usg all_specs }
 
 specialise 
    :: ScEnv
 
 specialise 
    :: ScEnv
+   -> Bool                              -- force specialisation?
+                                        --   Note [Forcing specialisation]
    -> CallEnv                          -- Info on calls
    -> RhsInfo
    -> SpecInfo                         -- Original RHS plus patterns dealt with
    -> CallEnv                          -- Info on calls
    -> RhsInfo
    -> SpecInfo                         -- Original RHS plus patterns dealt with
@@ -1018,26 +1174,30 @@ specialise
 -- So when we make a specialised copy of the RHS, we're starting
 -- from an RHS whose nested functions have been optimised already.
 
 -- So when we make a specialised copy of the RHS, we're starting
 -- from an RHS whose nested functions have been optimised already.
 
-specialise env bind_calls (fn, arg_bndrs, body, arg_occs) 
+specialise env force_spec bind_calls (RI fn _ arg_bndrs body arg_occs) 
                          spec_info@(SI specs spec_count mb_unspec)
   | not (isBottomingId fn)      -- Note [Do not specialise diverging functions]
   , notNull arg_bndrs          -- Only specialise functions
   , Just all_calls <- lookupVarEnv bind_calls fn
   = do { (boring_call, pats) <- callsToPats env specs arg_occs all_calls
                          spec_info@(SI specs spec_count mb_unspec)
   | not (isBottomingId fn)      -- Note [Do not specialise diverging functions]
   , notNull arg_bndrs          -- Only specialise functions
   , Just all_calls <- lookupVarEnv bind_calls fn
   = do { (boring_call, pats) <- callsToPats env specs arg_occs all_calls
---     ; pprTrace "specialise" (vcat [ppr fn <+> ppr arg_occs,
---                                     text "calls" <+> ppr all_calls,
---                                     text "good pats" <+> ppr pats])  $
+--     ; pprTrace "specialise" (vcat [ ppr fn <+> text "with" <+> int (length pats) <+> text "good patterns"
+--                                      , text "arg_occs" <+> ppr arg_occs
+--                                   , text "calls" <+> ppr all_calls
+--                                   , text "good pats" <+> ppr pats])  $
 --       return ()
 
                -- Bale out if too many specialisations
 --       return ()
 
                -- Bale out if too many specialisations
-               -- Rather a hacky way to do so, but it'll do for now
-       ; let spec_count' = length pats + spec_count
+       ; let n_pats      = length pats
+              spec_count' = n_pats + spec_count
        ; case sc_count env of
        ; case sc_count env of
-           Just max | spec_count' > max
-               -> WARN( True, msg ) return (nullUsage, spec_info)
+           Just max | not force_spec && spec_count' > max
+               -> pprTrace "SpecConstr" msg $  
+                   return (nullUsage, spec_info)
                where
                where
-                  msg = vcat [ sep [ ptext (sLit "SpecConstr: specialisation of") <+> quotes (ppr fn)
-                                   , nest 2 (ptext (sLit "limited by bound of")) <+> int max ]
+                  msg = vcat [ sep [ ptext (sLit "Function") <+> quotes (ppr fn)
+                                   , nest 2 (ptext (sLit "has") <+> 
+                                              speakNOf spec_count' (ptext (sLit "call pattern")) <> comma <+>
+                                              ptext (sLit "but the limit is") <+> int max) ]
                              , ptext (sLit "Use -fspec-constr-count=n to set the bound")
                              , extra ]
                   extra | not opt_PprStyle_Debug = ptext (sLit "Use -dppr-debug to see specialisations")
                              , ptext (sLit "Use -fspec-constr-count=n to set the bound")
                              , extra ]
                   extra | not opt_PprStyle_Debug = ptext (sLit "Use -dppr-debug to see specialisations")
@@ -1045,8 +1205,10 @@ specialise env bind_calls (fn, arg_bndrs, body, arg_occs)
 
            _normal_case -> do {
 
 
            _normal_case -> do {
 
-         (spec_usgs, new_specs) <- mapAndUnzipM (spec_one env fn arg_bndrs body)
+          let spec_env = decreaseSpecCount env n_pats
+       ; (spec_usgs, new_specs) <- mapAndUnzipM (spec_one spec_env fn arg_bndrs body)
                                                 (pats `zip` [spec_count..])
                                                 (pats `zip` [spec_count..])
+               -- See Note [Specialise original body]
 
        ; let spec_usg = combineUsages spec_usgs
              (new_usg, mb_unspec')
 
        ; let spec_usg = combineUsages spec_usgs
              (new_usg, mb_unspec')
@@ -1062,8 +1224,8 @@ specialise env bind_calls (fn, arg_bndrs, body, arg_occs)
 ---------------------
 spec_one :: ScEnv
         -> OutId       -- Function
 ---------------------
 spec_one :: ScEnv
         -> OutId       -- Function
-        -> [Var]       -- Lambda-binders of RHS; should match patterns
-        -> CoreExpr    -- Body of the original function
+        -> [InVar]     -- Lambda-binders of RHS; should match patterns
+        -> InExpr      -- Body of the original function
         -> (CallPat, Int)
         -> UniqSM (ScUsage, OneSpec)   -- Rule and binding
 
         -> (CallPat, Int)
         -> UniqSM (ScUsage, OneSpec)   -- Rule and binding
 
@@ -1090,44 +1252,102 @@ spec_one :: ScEnv
 -}
 
 spec_one env fn arg_bndrs body (call_pat@(qvars, pats), rule_number)
 -}
 
 spec_one env fn arg_bndrs body (call_pat@(qvars, pats), rule_number)
-  = do {       -- Specialise the body
-         let spec_env = extendScSubstList (extendScInScope env qvars)
+  = do { spec_uniq <- getUniqueUs
+        ; let spec_env = extendScSubstList (extendScInScope env qvars)
                                           (arg_bndrs `zip` pats)
                                           (arg_bndrs `zip` pats)
+             fn_name    = idName fn
+             fn_loc     = nameSrcSpan fn_name
+             spec_occ   = mkSpecOcc (nameOccName fn_name)
+             rule_name  = mkFastString ("SC:" ++ showSDoc (ppr fn <> int rule_number))
+             spec_name  = mkInternalName spec_uniq spec_occ fn_loc
+--     ; pprTrace "{spec_one" (ppr (sc_count env) <+> ppr fn <+> ppr pats <+> text "-->" <+> ppr spec_name) $ 
+--       return ()
+
+       -- Specialise the body
        ; (spec_usg, spec_body) <- scExpr spec_env body
 
        ; (spec_usg, spec_body) <- scExpr spec_env body
 
---     ; pprTrace "spec_one" (ppr fn <+> vcat [text "pats" <+> ppr pats,
---                     text "calls" <+> (ppr (scu_calls spec_usg))])
---       (return ())
+--     ; pprTrace "done spec_one}" (ppr fn) $ 
+--       return ()
 
                -- And build the results
 
                -- And build the results
-       ; spec_uniq <- getUniqueUs
-       ; let (spec_lam_args, spec_call_args) = mkWorkerArgs qvars body_ty
+       ; let spec_id = mkLocalId spec_name (mkPiTypes spec_lam_args body_ty) 
+                            `setIdStrictness` spec_str         -- See Note [Transfer strictness]
+                            `setIdArity` count isId spec_lam_args
+             spec_str   = calcSpecStrictness fn spec_lam_args pats
+             (spec_lam_args, spec_call_args) = mkWorkerArgs qvars body_ty
                -- Usual w/w hack to avoid generating 
                -- a spec_rhs of unlifted type and no args
                -- Usual w/w hack to avoid generating 
                -- a spec_rhs of unlifted type and no args
-       
-             fn_name   = idName fn
-             fn_loc    = nameSrcSpan fn_name
-             spec_occ  = mkSpecOcc (nameOccName fn_name)
-             rule_name = mkFastString ("SC:" ++ showSDoc (ppr fn <> int rule_number))
-             spec_rhs  = mkLams spec_lam_args spec_body
-             spec_id   = mkUserLocal spec_occ spec_uniq (mkPiTypes spec_lam_args body_ty) fn_loc
-             body_ty   = exprType spec_body
-             rule_rhs  = mkVarApps (Var spec_id) spec_call_args
-             rule      = mkLocalRule rule_name specConstrActivation fn_name qvars pats rule_rhs
+
+              spec_rhs   = mkLams spec_lam_args spec_body
+             body_ty    = exprType spec_body
+             rule_rhs   = mkVarApps (Var spec_id) spec_call_args
+              inline_act = idInlineActivation fn
+             rule       = mkLocalRule rule_name inline_act fn_name qvars pats rule_rhs
        ; return (spec_usg, OS call_pat rule spec_id spec_rhs) }
 
        ; return (spec_usg, OS call_pat rule spec_id spec_rhs) }
 
--- In which phase should the specialise-constructor rules be active?
--- Originally I made them always-active, but Manuel found that
--- this defeated some clever user-written rules.  So Plan B
--- is to make them active only in Phase 0; after all, currently,
--- the specConstr transformation is only run after the simplifier
--- has reached Phase 0.  In general one would want it to be 
--- flag-controllable, but for now I'm leaving it baked in
---                                     [SLPJ Oct 01]
-specConstrActivation :: Activation
-specConstrActivation = ActiveAfter 0   -- Baked in; see comments above
+calcSpecStrictness :: Id                    -- The original function
+                   -> [Var] -> [CoreExpr]    -- Call pattern
+                  -> StrictSig              -- Strictness of specialised thing
+-- See Note [Transfer strictness]
+calcSpecStrictness fn qvars pats
+  = StrictSig (mkTopDmdType spec_dmds TopRes)
+  where
+    spec_dmds = [ lookupVarEnv dmd_env qv `orElse` lazyDmd | qv <- qvars, isId qv ]
+    StrictSig (DmdType _ dmds _) = idStrictness fn
+
+    dmd_env = go emptyVarEnv dmds pats
+
+    go env ds (Type {} : pats) = go env ds pats
+    go env (d:ds) (pat : pats) = go (go_one env d pat) ds pats
+    go env _      _            = env
+
+    go_one env d   (Var v) = extendVarEnv_C both env v d
+    go_one env (Box d)   e = go_one env d e
+    go_one env (Eval (Prod ds)) e 
+          | (Var _, args) <- collectArgs e = go env ds args
+    go_one env _         _ = env
+
 \end{code}
 
 \end{code}
 
+Note [Specialise original body]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+The RhsInfo for a binding keeps the *original* body of the binding.  We
+must specialise that, *not* the result of applying specExpr to the RHS
+(which is also kept in RhsInfo). Otherwise we end up specialising a
+specialised RHS, and that can lead directly to exponential behaviour.
+
+Note [Transfer activation]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+In which phase should the specialise-constructor rules be active?
+Originally I made them always-active, but Manuel found that this
+defeated some clever user-written rules.  Then I made them active only
+in Phase 0; after all, currently, the specConstr transformation is
+only run after the simplifier has reached Phase 0, but that meant
+that specialisations didn't fire inside wrappers; see test
+simplCore/should_compile/spec-inline.
+
+So now I just use the inline-activation of the parent Id, as the
+activation for the specialiation RULE, just like the main specialiser;
+see Note [Auto-specialisation and RULES] in Specialise.
+
+
+Note [Transfer strictness]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+We must transfer strictness information from the original function to
+the specialised one.  Suppose, for example
+
+  f has strictness     SS
+        and a RULE     f (a:as) b = f_spec a as b
+
+Now we want f_spec to have strictess  LLS, otherwise we'll use call-by-need
+when calling f_spec instead of call-by-value.  And that can result in 
+unbounded worsening in space (cf the classic foldl vs foldl')
+
+See Trac #3437 for a good example.
+
+The function calcSpecStrictness performs the calculation.
+
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{Argument analysis}
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{Argument analysis}
@@ -1167,7 +1387,7 @@ callToPats env bndr_occs (con_env, args)
   = return Nothing
   | otherwise
   = do { let in_scope = substInScope (sc_subst env)
   = return Nothing
   | otherwise
   = do { let in_scope = substInScope (sc_subst env)
-       ; prs <- argsToPats in_scope con_env (args `zip` bndr_occs)
+       ; prs <- argsToPats env in_scope con_env (args `zip` bndr_occs)
        ; let (interesting_s, pats) = unzip prs
              pat_fvs = varSetElems (exprsFreeVars pats)
              qvars   = filterOut (`elemInScopeSet` in_scope) pat_fvs
        ; let (interesting_s, pats) = unzip prs
              pat_fvs = varSetElems (exprsFreeVars pats)
              qvars   = filterOut (`elemInScopeSet` in_scope) pat_fvs
@@ -1191,7 +1411,8 @@ callToPats env bndr_occs (con_env, args)
     -- placeholder variables.  For example:
     --    C a (D (f x) (g y))  ==>  C p1 (D p2 p3)
 
     -- placeholder variables.  For example:
     --    C a (D (f x) (g y))  ==>  C p1 (D p2 p3)
 
-argToPat :: InScopeSet                 -- What's in scope at the fn defn site
+argToPat :: ScEnv
+         -> InScopeSet                 -- What's in scope at the fn defn site
         -> ValueEnv                    -- ValueEnv at the call site
         -> CoreArg                     -- A call arg (or component thereof)
         -> ArgOcc
         -> ValueEnv                    -- ValueEnv at the call site
         -> CoreArg                     -- A call arg (or component thereof)
         -> ArgOcc
@@ -1206,11 +1427,11 @@ argToPat :: InScopeSet                  -- What's in scope at the fn defn site
 --             lvl7         --> (True, lvl7)      if lvl7 is bound 
 --                                                somewhere further out
 
 --             lvl7         --> (True, lvl7)      if lvl7 is bound 
 --                                                somewhere further out
 
-argToPat _in_scope _val_env arg@(Type {}) _arg_occ
+argToPat _env _in_scope _val_env arg@(Type {}) _arg_occ
   = return (False, arg)
 
   = return (False, arg)
 
-argToPat in_scope val_env (Note _ arg) arg_occ
-  = argToPat in_scope val_env arg arg_occ
+argToPat env in_scope val_env (Note _ arg) arg_occ
+  = argToPat env in_scope val_env arg arg_occ
        -- Note [Notes in call patterns]
        -- ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
        -- Ignore Notes.  In particular, we want to ignore any InlineMe notes
        -- Note [Notes in call patterns]
        -- ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
        -- Ignore Notes.  In particular, we want to ignore any InlineMe notes
@@ -1218,16 +1439,16 @@ argToPat in_scope val_env (Note _ arg) arg_occ
        -- ride roughshod over them all for now.
        --- See Note [Notes in RULE matching] in Rules
 
        -- ride roughshod over them all for now.
        --- See Note [Notes in RULE matching] in Rules
 
-argToPat in_scope val_env (Let _ arg) arg_occ
-  = argToPat in_scope val_env arg arg_occ
+argToPat env in_scope val_env (Let _ arg) arg_occ
+  = argToPat env in_scope val_env arg arg_occ
        -- Look through let expressions
        -- e.g.         f (let v = rhs in \y -> ...v...)
        -- Here we can specialise for f (\y -> ...)
        -- because the rule-matcher will look through the let.
 
        -- Look through let expressions
        -- e.g.         f (let v = rhs in \y -> ...v...)
        -- Here we can specialise for f (\y -> ...)
        -- because the rule-matcher will look through the let.
 
-argToPat in_scope val_env (Cast arg co) arg_occ
-  = do { (interesting, arg') <- argToPat in_scope val_env arg arg_occ
-       ; let (ty1,ty2) = coercionKind co
+argToPat env in_scope val_env (Cast arg co) arg_occ
+  | not (ignoreType env ty2)
+  = do { (interesting, arg') <- argToPat env in_scope val_env arg arg_occ
        ; if not interesting then 
                wildCardPat ty2
          else do
        ; if not interesting then 
                wildCardPat ty2
          else do
@@ -1236,6 +1457,10 @@ argToPat in_scope val_env (Cast arg co) arg_occ
        ; let co_name = mkSysTvName uniq (fsLit "sg")
              co_var = mkCoVar co_name (mkCoKind ty1 ty2)
        ; return (interesting, Cast arg' (mkTyVarTy co_var)) } }
        ; let co_name = mkSysTvName uniq (fsLit "sg")
              co_var = mkCoVar co_name (mkCoKind ty1 ty2)
        ; return (interesting, Cast arg' (mkTyVarTy co_var)) } }
+  where
+    (ty1, ty2) = coercionKind co
+
+    
 
 {-     Disabling lambda specialisation for now
        It's fragile, and the spec_loop can be infinite
 
 {-     Disabling lambda specialisation for now
        It's fragile, and the spec_loop can be infinite
@@ -1251,15 +1476,16 @@ argToPat in_scope val_env arg arg_occ
 
   -- Check for a constructor application
   -- NB: this *precedes* the Var case, so that we catch nullary constrs
 
   -- Check for a constructor application
   -- NB: this *precedes* the Var case, so that we catch nullary constrs
-argToPat in_scope val_env arg arg_occ
+argToPat env in_scope val_env arg arg_occ
   | Just (ConVal dc args) <- isValue val_env arg
   | Just (ConVal dc args) <- isValue val_env arg
+  , not (ignoreAltCon env dc)
   , case arg_occ of
        ScrutOcc _ -> True              -- Used only by case scrutinee
        BothOcc    -> case arg of       -- Used elsewhere
                        App {} -> True  --     see Note [Reboxing]
                        _other -> False
        _other     -> False     -- No point; the arg is not decomposed
   , case arg_occ of
        ScrutOcc _ -> True              -- Used only by case scrutinee
        BothOcc    -> case arg of       -- Used elsewhere
                        App {} -> True  --     see Note [Reboxing]
                        _other -> False
        _other     -> False     -- No point; the arg is not decomposed
-  = do { args' <- argsToPats in_scope val_env (args `zip` conArgOccs arg_occ dc)
+  = do { args' <- argsToPats env in_scope val_env (args `zip` conArgOccs arg_occ dc)
        ; return (True, mk_con_app dc (map snd args')) }
 
   -- Check if the argument is a variable that 
        ; return (True, mk_con_app dc (map snd args')) }
 
   -- Check if the argument is a variable that 
@@ -1267,9 +1493,10 @@ argToPat in_scope val_env arg arg_occ
   -- It's worth specialising on this if
   --   (a) it's used in an interesting way in the body
   --   (b) we know what its value is
   -- It's worth specialising on this if
   --   (a) it's used in an interesting way in the body
   --   (b) we know what its value is
-argToPat in_scope val_env (Var v) arg_occ
+argToPat env in_scope val_env (Var v) arg_occ
   | case arg_occ of { UnkOcc -> False; _other -> True },       -- (a)
   | case arg_occ of { UnkOcc -> False; _other -> True },       -- (a)
-    is_value                                                   -- (b)
+    is_value,                                                  -- (b)
+    not (ignoreType env (varType v))
   = return (True, Var v)
   where
     is_value 
   = return (True, Var v)
   where
     is_value 
@@ -1298,7 +1525,7 @@ argToPat in_scope val_env (Var v) arg_occ
        -- We don't want to specialise for that *particular* x,y
 
   -- The default case: make a wild-card
        -- We don't want to specialise for that *particular* x,y
 
   -- The default case: make a wild-card
-argToPat _in_scope _val_env arg _arg_occ
+argToPat _env _in_scope _val_env arg _arg_occ
   = wildCardPat (exprType arg)
 
 wildCardPat :: Type -> UniqSM (Bool, CoreArg)
   = wildCardPat (exprType arg)
 
 wildCardPat :: Type -> UniqSM (Bool, CoreArg)
@@ -1306,13 +1533,13 @@ wildCardPat ty = do { uniq <- getUniqueUs
                    ; let id = mkSysLocal (fsLit "sc") uniq ty
                    ; return (False, Var id) }
 
                    ; let id = mkSysLocal (fsLit "sc") uniq ty
                    ; return (False, Var id) }
 
-argsToPats :: InScopeSet -> ValueEnv
+argsToPats :: ScEnv -> InScopeSet -> ValueEnv
           -> [(CoreArg, ArgOcc)]
           -> UniqSM [(Bool, CoreArg)]
           -> [(CoreArg, ArgOcc)]
           -> UniqSM [(Bool, CoreArg)]
-argsToPats in_scope val_env args
+argsToPats env in_scope val_env args
   = mapM do_one args
   where
   = mapM do_one args
   where
-    do_one (arg,occ) = argToPat in_scope val_env arg occ
+    do_one (arg,occ) = argToPat env in_scope val_env arg occ
 \end{code}
 
 
 \end{code}