Simon's big boxy-type commit
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / deSugar / DsBinds.lhs
index c0d1f77..8f3006d 100644 (file)
@@ -8,34 +8,44 @@ in that the @Rec@/@NonRec@/etc structure is thrown away (whereas at
 lower levels it is preserved with @let@/@letrec@s).
 
 \begin{code}
-module DsBinds ( dsMonoBinds ) where
+module DsBinds ( dsTopLHsBinds, dsLHsBinds, decomposeRuleLhs, 
+                dsCoercion,
+                AutoScc(..)
+  ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
 
-import {-# SOURCE #-}  DsExpr( dsExpr )
+import {-# SOURCE #-}  DsExpr( dsLExpr, dsExpr )
+import {-# SOURCE #-}  Match( matchWrapper )
 
-import HsSyn           -- lots of things
-import CoreSyn         -- lots of things
-import CoreUtils       ( coreExprType )
-import TcHsSyn         ( TypecheckedMonoBinds )
 import DsMonad
 import DsGRHSs         ( dsGuarded )
 import DsUtils
-import Match           ( matchWrapper )
-
-import BasicTypes       ( RecFlag(..) )
-import CmdLineOpts     ( opt_SccProfilingOn, opt_AutoSccsOnAllToplevs, 
-                         opt_AutoSccsOnExportedToplevs
-                       )
-import CostCentre      ( mkAutoCC, IsCafCC(..), mkAllDictsCC )
-import Id              ( idType, Id )
+
+import HsSyn           -- lots of things
+import CoreSyn         -- lots of things
+import CoreUtils       ( exprType, mkInlineMe, mkSCC )
+
+import StaticFlags     ( opt_AutoSccsOnAllToplevs,
+                         opt_AutoSccsOnExportedToplevs )
+import OccurAnal       ( occurAnalyseExpr )
+import CostCentre      ( mkAutoCC, IsCafCC(..) )
+import Id              ( Id, DictId, idType, idName, isExportedId, mkLocalId, setInlinePragma )
+import Rules           ( addIdSpecialisations, mkLocalRule )
+import Var             ( TyVar, Var, isGlobalId, setIdNotExported )
 import VarEnv
-import Name            ( isExported )
-import Type            ( mkTyVarTy, isDictTy, substTy
-                       )
+import Type            ( mkTyVarTy, substTyWith )
 import TysWiredIn      ( voidTy )
 import Outputable
+import SrcLoc          ( Located(..) )
+import Maybes          ( isJust, catMaybes, orElse )
+import Bag             ( bagToList )
+import BasicTypes      ( Activation(..), InlineSpec(..), isAlwaysActive, defaultInlineSpec )
+import Monad           ( foldM )
+import FastString      ( mkFastString )
+import List            ( (\\) )
+import Util            ( mapSnd )
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -45,96 +55,280 @@ import Outputable
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-dsMonoBinds :: Bool            -- False => don't (auto-)annotate scc on toplevs.
-           -> TypecheckedMonoBinds
-           -> [(Id,CoreExpr)]          -- Put this on the end (avoid quadratic append)
-           -> DsM [(Id,CoreExpr)]      -- Result
+dsTopLHsBinds :: AutoScc -> LHsBinds Id -> DsM [(Id,CoreExpr)]
+dsTopLHsBinds auto_scc binds = ds_lhs_binds auto_scc binds
+
+dsLHsBinds :: LHsBinds Id -> DsM [(Id,CoreExpr)]
+dsLHsBinds binds = ds_lhs_binds NoSccs binds
+
 
-dsMonoBinds _ EmptyMonoBinds rest = returnDs rest
+------------------------
+ds_lhs_binds :: AutoScc -> LHsBinds Id -> DsM [(Id,CoreExpr)]
+        -- scc annotation policy (see below)
+ds_lhs_binds auto_scc binds =  foldM (dsLHsBind auto_scc) [] (bagToList binds)
 
-dsMonoBinds auto_scc (AndMonoBinds  binds_1 binds_2) rest
-  = dsMonoBinds auto_scc binds_2 rest  `thenDs` \ rest' ->
-    dsMonoBinds auto_scc binds_1 rest'
+dsLHsBind :: AutoScc
+        -> [(Id,CoreExpr)]     -- Put this on the end (avoid quadratic append)
+        -> LHsBind Id
+        -> DsM [(Id,CoreExpr)] -- Result
+dsLHsBind auto_scc rest (L loc bind)
+  = putSrcSpanDs loc $ dsHsBind auto_scc rest bind
 
-dsMonoBinds _ (CoreMonoBind var core_expr) rest
-  = returnDs ((var, core_expr) : rest)
+dsHsBind :: AutoScc
+        -> [(Id,CoreExpr)]     -- Put this on the end (avoid quadratic append)
+        -> HsBind Id
+        -> DsM [(Id,CoreExpr)] -- Result
 
-dsMonoBinds _ (VarMonoBind var expr) rest
-  = dsExpr expr                        `thenDs` \ core_expr ->
+dsHsBind auto_scc rest (VarBind var expr)
+  = dsLExpr expr               `thenDs` \ core_expr ->
 
        -- Dictionary bindings are always VarMonoBinds, so
        -- we only need do this here
     addDictScc var core_expr   `thenDs` \ core_expr' ->
-
     returnDs ((var, core_expr') : rest)
 
-dsMonoBinds auto_scc (FunMonoBind fun _ matches locn) rest
-  = putSrcLocDs locn   $
-    matchWrapper (FunMatch fun) matches error_string   `thenDs` \ (args, body) ->
-    addAutoScc auto_scc (fun, mkLams args body)                `thenDs` \ pair ->
+dsHsBind auto_scc rest (FunBind { fun_id = L _ fun, fun_matches = matches, fun_co_fn = co_fn })
+  = matchWrapper (FunRhs (idName fun)) matches         `thenDs` \ (args, body) ->
+    dsCoercion co_fn (return (mkLams args body))       `thenDs` \ rhs ->
+    addAutoScc auto_scc (fun, rhs)                     `thenDs` \ pair ->
     returnDs (pair : rest)
-  where
-    error_string = "function " ++ showSDoc (ppr fun)
 
-dsMonoBinds _ (PatMonoBind pat grhss locn) rest
-  = putSrcLocDs locn $
-    dsGuarded grhss                    `thenDs` \ body_expr ->
-    mkSelectorBinds pat body_expr      `thenDs` \ sel_binds ->
+dsHsBind auto_scc rest (PatBind { pat_lhs = pat, pat_rhs = grhss, pat_rhs_ty = ty })
+  = dsGuarded grhss ty                         `thenDs` \ body_expr ->
+    mkSelectorBinds pat body_expr              `thenDs` \ sel_binds ->
+    mappM (addAutoScc auto_scc) sel_binds      `thenDs` \ sel_binds ->
     returnDs (sel_binds ++ rest)
 
        -- Common special case: no type or dictionary abstraction
-dsMonoBinds auto_scc (AbsBinds [] [] exports binds) rest
-  = mapDs (addAutoScc auto_scc) [(global, Var local) | (_, global, local) <- exports] `thenDs` \ exports' ->
-    dsMonoBinds False binds (exports' ++ rest)
+       -- For the (rare) case when there are some mixed-up
+       -- dictionary bindings (for which a Rec is convenient)
+       -- we reply on the enclosing dsBind to wrap a Rec around.
+dsHsBind auto_scc rest (AbsBinds [] [] exports binds)
+  = ds_lhs_binds (addSccs auto_scc exports) binds      `thenDs` \ core_prs ->
+    let
+       core_prs' = addLocalInlines exports core_prs
+       exports'  = [(global, Var local) | (_, global, local, _) <- exports]
+    in
+    returnDs (core_prs' ++ exports' ++ rest)
 
        -- Another common case: one exported variable
-       -- All non-recursive bindings come through this way
-dsMonoBinds auto_scc (AbsBinds all_tyvars dicts [(tyvars, global, local)] binds) rest
+       -- Non-recursive bindings come through this way
+dsHsBind auto_scc rest
+     (AbsBinds all_tyvars dicts exports@[(tyvars, global, local, prags)] binds)
   = ASSERT( all (`elem` tyvars) all_tyvars )
-    dsMonoBinds False binds []                 `thenDs` \ core_prs ->
+    ds_lhs_binds (addSccs auto_scc exports) binds      `thenDs` \ core_prs ->
     let 
        -- Always treat the binds as recursive, because the typechecker
        -- makes rather mixed-up dictionary bindings
-       core_binds = [Rec core_prs]
+       core_bind = Rec core_prs
     in
-    addAutoScc auto_scc (global, mkLams tyvars $ mkLams dicts $ 
-                                mkLets core_binds (Var local)) `thenDs` \ global' ->
-    returnDs (global' : rest)
+    mappM (dsSpec all_tyvars dicts tyvars global local core_bind) 
+         prags                         `thenDs` \ mb_specs ->
+    let
+       (spec_binds, rules) = unzip (catMaybes mb_specs)
+       global' = addIdSpecialisations global rules
+       rhs'    = mkLams tyvars $ mkLams dicts $ Let core_bind (Var local)
+       inl     = case [inl | InlinePrag inl <- prags] of
+                       []      -> defaultInlineSpec 
+                       (inl:_) -> inl
+    in
+    returnDs (addInlineInfo inl global' rhs' : spec_binds ++ rest)
 
-dsMonoBinds auto_scc (AbsBinds all_tyvars dicts exports binds) rest
-  = dsMonoBinds False binds []                 `thenDs` \ core_prs ->
-    let 
-       core_binds = [Rec core_prs]
+dsHsBind auto_scc rest (AbsBinds all_tyvars dicts exports binds)
+  = ds_lhs_binds (addSccs auto_scc exports) binds      `thenDs` \ core_prs ->
+     let 
+       -- Rec because of mixed-up dictionary bindings
+       core_bind = Rec (addLocalInlines exports core_prs)
 
        tup_expr      = mkTupleExpr locals
-       tup_ty        = coreExprType tup_expr
+       tup_ty        = exprType tup_expr
        poly_tup_expr = mkLams all_tyvars $ mkLams dicts $
-                       mkLets core_binds tup_expr
-       locals        = [local | (_, _, local) <- exports]
+                       Let core_bind tup_expr
+       locals        = [local | (_, _, local, _) <- exports]
        local_tys     = map idType locals
     in
-    newSysLocalDs (coreExprType poly_tup_expr)         `thenDs` \ poly_tup_id ->
+    newSysLocalDs (exprType poly_tup_expr)             `thenDs` \ poly_tup_id ->
     let
        dict_args = map Var dicts
 
-       mk_bind (tyvars, global, local) n       -- locals !! n == local
+       mk_bind ((tyvars, global, local, prags), n)     -- locals !! n == local
          =     -- Need to make fresh locals to bind in the selector, because
                -- some of the tyvars will be bound to voidTy
-           newSysLocalsDs (map (substTy env) local_tys)        `thenDs` \ locals' ->
-           newSysLocalDs  (substTy env tup_ty)                 `thenDs` \ tup_id ->
-           addAutoScc auto_scc
-                      (global, mkLams tyvars $ mkLams dicts $
-                               mkTupleSelector locals' (locals' !! n) tup_id $
-                               mkApps (mkTyApps (Var poly_tup_id) ty_args) dict_args)
+           newSysLocalsDs (map substitute local_tys)   `thenDs` \ locals' ->
+           newSysLocalDs  (substitute tup_ty)          `thenDs` \ tup_id ->
+           mapM (dsSpec all_tyvars dicts tyvars global local core_bind) 
+                prags                          `thenDs` \ mb_specs ->
+           let
+               (spec_binds, rules) = unzip (catMaybes mb_specs)
+               global' = addIdSpecialisations global rules
+               rhs = mkLams tyvars $ mkLams dicts $
+                     mkTupleSelector locals' (locals' !! n) tup_id $
+                     mkApps (mkTyApps (Var poly_tup_id) ty_args) dict_args
+           in
+           returnDs ((global', rhs) : spec_binds)
          where
            mk_ty_arg all_tyvar | all_tyvar `elem` tyvars = mkTyVarTy all_tyvar
                                | otherwise               = voidTy
-           ty_args = map mk_ty_arg all_tyvars
-           env     = all_tyvars `zipVarEnv` ty_args
+           ty_args    = map mk_ty_arg all_tyvars
+           substitute = substTyWith all_tyvars ty_args
     in
-    zipWithDs mk_bind exports [0..]            `thenDs` \ export_binds ->
+    mappM mk_bind (exports `zip` [0..])                `thenDs` \ export_binds_s ->
      -- don't scc (auto-)annotate the tuple itself.
-    returnDs ((poly_tup_id, poly_tup_expr) : (export_binds ++ rest))
+
+    returnDs ((poly_tup_id, poly_tup_expr) : (concat export_binds_s ++ rest))
+
+dsSpec :: [TyVar] -> [DictId] -> [TyVar]
+       -> Id -> Id             -- Global, local
+       -> CoreBind -> Prag
+       -> DsM (Maybe ((Id,CoreExpr),   -- Binding for specialised Id
+                     CoreRule))        -- Rule for the Global Id
+
+-- Example:
+--     f :: (Eq a, Ix b) => a -> b -> b
+--     {-# SPECIALISE f :: Ix b => Int -> b -> b #-}
+--
+--     AbsBinds [ab] [d1,d2] [([ab], f, f_mono, prags)] binds
+-- 
+--     SpecPrag (/\b.\(d:Ix b). f Int b dInt d) 
+--              (forall b. Ix b => Int -> b -> b)
+--
+-- Rule:       forall b,(d:Ix b). f Int b dInt d = f_spec b d
+--
+-- Spec bind:  f_spec = Let f = /\ab \(d1:Eq a)(d2:Ix b). let binds in f_mono 
+--                      /\b.\(d:Ix b). in f Int b dInt d
+--             The idea is that f occurs just once, so it'll be 
+--             inlined and specialised
+
+dsSpec all_tvs dicts tvs poly_id mono_id mono_bind (InlinePrag {})
+  = return Nothing
+
+dsSpec all_tvs dicts tvs poly_id mono_id mono_bind
+       (SpecPrag spec_expr spec_ty const_dicts inl)
+  = do { let poly_name = idName poly_id
+       ; spec_name <- newLocalName poly_name
+       ; ds_spec_expr  <- dsExpr spec_expr
+       ; let (bndrs, body) = collectBinders ds_spec_expr
+             mb_lhs        = decomposeRuleLhs (bndrs ++ const_dicts) body
+
+       ; case mb_lhs of
+           Nothing -> do { dsWarn msg; return Nothing }
+
+           Just (bndrs', var, args) -> return (Just (addInlineInfo inl spec_id spec_rhs, rule))
+               where
+                 local_poly  = setIdNotExported poly_id
+                       -- Very important to make the 'f' non-exported,
+                       -- else it won't be inlined!
+                 spec_id     = mkLocalId spec_name spec_ty
+                 spec_rhs    = Let (NonRec local_poly poly_f_body) ds_spec_expr
+                 poly_f_body = mkLams (tvs ++ dicts) $
+                               fix_up (Let mono_bind (Var mono_id))
+
+                       -- Quantify over constant dicts on the LHS, since
+                       -- their value depends only on their type
+                       -- The ones we are interested in may even be imported
+                       -- e.g. GHC.Base.dEqInt
+
+                 rule =  mkLocalRule (mkFastString ("SPEC " ++ showSDoc (ppr poly_name)))
+                               AlwaysActive poly_name
+                               bndrs'  -- Includes constant dicts
+                               args
+                               (mkVarApps (Var spec_id) bndrs)
+       }
+  where
+       -- Bind to voidTy any of all_ptvs that aren't 
+       -- relevant for this particular function 
+    fix_up body | null void_tvs = body
+               | otherwise     = mkTyApps (mkLams void_tvs body) 
+                                          (map (const voidTy) void_tvs)
+    void_tvs = all_tvs \\ tvs
+
+    msg = hang (ptext SLIT("Specialisation too complicated to desugar; ignored"))
+            2 (ppr spec_expr)
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Adding inline pragmas}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+decomposeRuleLhs :: [Var] -> CoreExpr -> Maybe ([Var], Id, [CoreExpr])
+-- Returns Nothing if the LHS isn't of the expected shape
+-- The argument 'all_bndrs' includes the "constant dicts" of the LHS,
+-- and they may be GlobalIds, which we can't forall-ify. 
+-- So we substitute them out instead
+decomposeRuleLhs all_bndrs lhs 
+  = go init_env (occurAnalyseExpr lhs) -- Occurrence analysis sorts out the dict
+                                       -- bindings so we know if they are recursive
+  where
+
+       -- all_bndrs may include top-level imported dicts, 
+       -- imported things with a for-all.  
+       -- So we localise them and subtitute them out
+    bndr_prs = [ (id, Var (localise id)) | id <- all_bndrs, isGlobalId id ]
+    localise d = mkLocalId (idName d) (idType d)
+
+    init_env = mkVarEnv bndr_prs
+    all_bndrs' = map subst_bndr all_bndrs
+    subst_bndr bndr = case lookupVarEnv init_env bndr of
+                       Just (Var bndr') -> bndr'
+                       Just other       -> panic "decomposeRuleLhs"
+                       Nothing          -> bndr
+
+       -- Substitute dicts in the LHS args, so that there 
+       -- aren't any lets getting in the way
+       -- Note that we substitute the function too; we might have this as
+       -- a LHS:       let f71 = M.f Int in f71
+    go env (Let (NonRec dict rhs) body) 
+       = go (extendVarEnv env dict (simpleSubst env rhs)) body
+    go env body 
+       = case collectArgs (simpleSubst env body) of
+           (Var fn, args) -> Just (all_bndrs', fn, args)
+           other          -> Nothing
+
+simpleSubst :: IdEnv CoreExpr -> CoreExpr -> CoreExpr
+-- Similar to CoreSubst.substExpr, except that 
+-- (a) takes no account of capture; dictionary bindings use new names
+-- (b) can have a GlobalId (imported) in its domain
+-- (c) Ids only; no types are substituted
+
+simpleSubst subst expr
+  = go expr
+  where
+    go (Var v)        = lookupVarEnv subst v `orElse` Var v
+    go (Type ty)       = Type ty
+    go (Lit lit)       = Lit lit
+    go (App fun arg)   = App (go fun) (go arg)
+    go (Note note e)   = Note note (go e)
+    go (Lam bndr body) = Lam bndr (go body)
+    go (Let (NonRec bndr rhs) body) = Let (NonRec bndr (go rhs)) (go body)
+    go (Let (Rec pairs) body)       = Let (Rec (mapSnd go pairs)) (go body)
+    go (Case scrut bndr ty alts)    = Case (go scrut) bndr ty 
+                                          [(c,bs,go r) | (c,bs,r) <- alts]
+
+addLocalInlines exports core_prs
+  = map add_inline core_prs
+  where
+    add_inline (bndr,rhs) | Just inl <- lookupVarEnv inline_env bndr
+                         = addInlineInfo inl bndr rhs
+                         | otherwise 
+                         = (bndr,rhs)
+    inline_env = mkVarEnv [(mono_id, prag) 
+                         | (_, _, mono_id, prags) <- exports,
+                           InlinePrag prag <- prags]
+                                          
+addInlineInfo :: InlineSpec -> Id -> CoreExpr -> (Id,CoreExpr)
+addInlineInfo (Inline phase is_inline) bndr rhs
+  = (attach_phase bndr phase, wrap_inline is_inline rhs)
+  where
+    attach_phase bndr phase 
+       | isAlwaysActive phase = bndr   -- Default phase
+       | otherwise            = bndr `setInlinePragma` phase
+
+    wrap_inline True  body = mkInlineMe body
+    wrap_inline False body = body
 \end{code}
 
 
@@ -145,35 +339,79 @@ dsMonoBinds auto_scc (AbsBinds all_tyvars dicts exports binds) rest
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-addAutoScc :: Bool             -- if needs be, decorate toplevs?
+data AutoScc
+       = TopLevel
+       | TopLevelAddSccs (Id -> Maybe Id)
+       | NoSccs
+
+addSccs :: AutoScc -> [(a,Id,Id,[Prag])] -> AutoScc
+addSccs auto_scc@(TopLevelAddSccs _) exports = auto_scc
+addSccs NoSccs   exports = NoSccs
+addSccs TopLevel exports 
+  = TopLevelAddSccs (\id -> case [ exp | (_,exp,loc,_) <- exports, loc == id ] of
+                               (exp:_)  | opt_AutoSccsOnAllToplevs || 
+                                           (isExportedId exp && 
+                                            opt_AutoSccsOnExportedToplevs)
+                                       -> Just exp
+                               _ -> Nothing)
+
+addAutoScc :: AutoScc          -- if needs be, decorate toplevs?
           -> (Id, CoreExpr)
           -> DsM (Id, CoreExpr)
 
-addAutoScc auto_scc_candidate pair@(bndr, core_expr) 
- | auto_scc_candidate && worthSCC core_expr && 
-   (opt_AutoSccsOnAllToplevs || (isExported bndr && opt_AutoSccsOnExportedToplevs))
-     = getModuleAndGroupDs `thenDs` \ (mod,grp) ->
-       returnDs (bndr, Note (SCC (mkAutoCC bndr mod grp NotCafCC)) core_expr)
- | otherwise 
-     = returnDs pair
+addAutoScc (TopLevelAddSccs auto_scc_fn) pair@(bndr, core_expr) 
+ | do_auto_scc
+     = getModuleDs `thenDs` \ mod ->
+       returnDs (bndr, mkSCC (mkAutoCC top_bndr mod NotCafCC) core_expr)
+ where do_auto_scc = isJust maybe_auto_scc
+       maybe_auto_scc = auto_scc_fn bndr
+       (Just top_bndr) = maybe_auto_scc
 
-worthSCC (Note (SCC _) _) = False
-worthSCC (Con _ _)        = False
-worthSCC core_expr        = True
+addAutoScc _ pair
+     = returnDs pair
 \end{code}
 
-If profiling and dealing with a dict binding, wrap the dict in "_scc_ DICT <dict>":
+If profiling and dealing with a dict binding,
+wrap the dict in @_scc_ DICT <dict>@:
 
 \begin{code}
-addDictScc var rhs
-  | not ( opt_SccProfilingOn || opt_AutoSccsOnAllToplevs)
-           -- the latter is so that -unprof-auto-scc-all adds dict sccs
-    || not (isDictTy (idType var))
+addDictScc var rhs = returnDs rhs
+
+{- DISABLED for now (need to somehow make up a name for the scc) -- SDM
+  | not ( opt_SccProfilingOn && opt_AutoSccsOnDicts)
+    || not (isDictId var)
   = returnDs rhs                               -- That's easy: do nothing
 
   | otherwise
   = getModuleAndGroupDs        `thenDs` \ (mod, grp) ->
-
        -- ToDo: do -dicts-all flag (mark dict things with individual CCs)
     returnDs (Note (SCC (mkAllDictsCC mod grp False)) rhs)
+-}
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+               Desugaring coercions
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+
+\begin{code}
+dsCoercion :: ExprCoFn -> DsM CoreExpr -> DsM CoreExpr
+dsCoercion CoHole           thing_inside = thing_inside
+dsCoercion (CoCompose c1 c2) thing_inside = dsCoercion c1 (dsCoercion c2 thing_inside)
+dsCoercion (CoLams ids c)    thing_inside = do { expr <- dsCoercion c thing_inside
+                                              ; return (mkLams ids expr) }
+dsCoercion (CoTyLams tvs c)  thing_inside = do { expr <- dsCoercion c thing_inside
+                                              ; return (mkLams tvs expr) }
+dsCoercion (CoApps c ids)    thing_inside = do { expr <- dsCoercion c thing_inside
+                                              ; return (mkVarApps expr ids) }
+dsCoercion (CoTyApps c tys)  thing_inside = do { expr <- dsCoercion c thing_inside
+                                              ; return (mkTyApps expr tys) }
+dsCoercion (CoLet bs c)      thing_inside = do { prs <- dsLHsBinds bs
+                                              ; expr <- dsCoercion c thing_inside
+                                              ; return (Let (Rec prs) expr) }
 \end{code}
+
+