[project @ 1998-12-02 13:17:09 by simonm]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / stranal / WwLib.lhs
index 8222772..ac3b6ce 100644 (file)
@@ -1,31 +1,35 @@
 %
-% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1993-1996
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1993-1998
 %
 \section[WwLib]{A library for the ``worker/wrapper'' back-end to the strictness analyser}
 
 \begin{code}
-#include "HsVersions.h"
-
 module WwLib (
        WwBinding(..),
 
-       mkWwBodies, mAX_WORKER_ARGS
+       worthSplitting, setUnpackStrategy,
+       mkWwBodies, mkWrapper
     ) where
 
-IMP_Ubiq(){-uitous-}
+#include "HsVersions.h"
 
 import CoreSyn
-import Id              ( idType, mkSysLocal, dataConArgTys )
-import IdInfo          ( mkStrictnessInfo, nonAbsentArgs, Demand(..) )
+import Id              ( Id, idType, mkSysLocal, getIdDemandInfo, setIdDemandInfo )
+import Const           ( Con(..) )
+import DataCon         ( dataConArgTys )
+import Demand          ( Demand(..) )
 import PrelVals                ( aBSENT_ERROR_ID )
-import SrcLoc          ( noSrcLoc )
-import Type            ( isPrimType, mkTyVarTys, mkForAllTys, mkFunTys,
-                         maybeAppDataTyConExpandingDicts
+import TysWiredIn      ( unitTy, unitDataCon )
+import Type            ( isUnLiftedType, mkTyVarTys, mkTyVarTy, mkFunTys,
+                         splitForAllTys, splitFunTys,
+                         splitAlgTyConApp_maybe, 
+                         Type
                        )
-import UniqSupply      ( returnUs, thenUs, thenMaybeUs,
-                         getUniques, SYN_IE(UniqSM)
-                       )
-import Util            ( zipWithEqual, assertPanic, panic )
+import BasicTypes      ( NewOrData(..) )
+import Var              ( TyVar )
+import UniqSupply      ( returnUs, thenUs, getUniqueUs, getUniquesUs, UniqSM )
+import Util            ( zipWithEqual )
+import Outputable
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -40,7 +44,7 @@ an ``intermediate form'' that can later be turned into a \tr{let} or
 
 \begin{code}
 data WwBinding
-  = WwLet  [CoreBinding]
+  = WwLet  [CoreBind]
   | WwCase (CoreExpr -> CoreExpr)
                -- the "case" will be a "strict let" of the form:
                --
@@ -155,255 +159,251 @@ probably slightly paranoid, but OK in practice.)  If it isn't the
 same, we ``revise'' the strictness info, so that we won't propagate
 the unusable strictness-info into the interfaces.
 
-==========================
-
-Here's the real fun... The wrapper's ``deconstructing'' of arguments
-and the worker's putting them back together again are ``duals'' in
-some sense.
 
-What we do is walk along the @Demand@ list, producing two
-expressions (one for wrapper, one for worker...), each with a ``hole''
-in it, where we will later plug in more information.  For our previous
-example, the expressions-with-HOLES are:
-\begin{verbatim}
-\ x ys ->              -- wrapper
-       case x of
-         I# x# -> <<HOLE>> x# ys
-
-\ x# ys ->             -- worker
-       let
-           x = I# x#
-       in
-           <<HOLE>>
-\end{verbatim}
-(Actually, we add the lambda-bound arguments at the end...) (The big
-Lambdas are added on the front later.)
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Functions over Demands}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
 \begin{code}
-mkWwBodies
-       :: Type         -- Type of the *body* of the orig
-                               -- function; i.e. /\ tyvars -> \ vars -> body
-       -> [TyVar]              -- Type lambda vars of original function
-       -> [Id]                 -- Args of original function
-       -> [Demand]             -- Strictness info for those args
-
-       -> UniqSM (Maybe        -- Nothing iff (a) no interesting split possible
-                               --             (b) any unpack on abstract type
-                    (Id -> CoreExpr,           -- Wrapper expr w/
-                                                       --   hole for worker id
-                     CoreExpr -> CoreExpr,     -- Worker expr w/ hole
-                                                       --   for original fn body
-                     StrictnessInfo Id,                -- Worker strictness info
-                     Type -> Type)             -- Worker type w/ hole
-          )                                            --   for type of original fn body
-
-
-mkWwBodies body_ty tyvars args arg_infos
-  = ASSERT(length args == length arg_infos)
-    -- or you can get disastrous user/definer-module mismatches
-    if (all_absent_args_and_unboxed_value body_ty arg_infos)
-    then returnUs Nothing
-
-    else -- the rest...
-    mk_ww_arg_processing args arg_infos 
-                        False          -- Initialise the "useful-split" flag
-                        (mAX_WORKER_ARGS - nonAbsentArgs arg_infos)
-               `thenMaybeUs` \ (wrap_frag, work_args_info, work_frag) ->
-    let
-       (work_args, wrkr_demands) = unzip work_args_info
+mAX_WORKER_ARGS :: Int         -- ToDo: set via flag
+mAX_WORKER_ARGS = 6
 
-       wrkr_strictness = mkStrictnessInfo wrkr_demands Nothing -- no worker-of-worker...
+setUnpackStrategy :: [Demand] -> [Demand]
+setUnpackStrategy ds
+  = snd (go (mAX_WORKER_ARGS - nonAbsentArgs ds) ds)
+  where
+    go :: Int                  -- Max number of args available for sub-components of [Demand]
+       -> [Demand]
+       -> (Int, [Demand])      -- Args remaining after subcomponents of [Demand] are unpacked
+
+    go n (WwUnpack nd _ cs : ds) | n' >= 0
+                                = WwUnpack nd True cs' `cons` go n'' ds
+                                | otherwise
+                                = WwUnpack nd False cs `cons` go n ds
+                                where
+                                  n' = n + 1 - nonAbsentArgs cs
+                                       -- Add one because we don't pass the top-level arg any more
+                                       -- Delete # of non-absent args to which we'll now be committed
+                                  (n'',cs') = go n' cs
+                               
+    go n (d:ds) = d `cons` go n ds
+    go n []     = (n,[])
+
+    cons d (n,ds) = (n, d:ds)
 
-       wrapper_w_hole = \ worker_id ->
-                               mkLam tyvars args (
-                               wrap_frag (
-                               mkTyApp (Var worker_id) (mkTyVarTys tyvars)
-                        ))
+nonAbsentArgs :: [Demand] -> Int
+nonAbsentArgs []                = 0
+nonAbsentArgs (WwLazy True : ds) = nonAbsentArgs ds
+nonAbsentArgs (d          : ds) = 1 + nonAbsentArgs ds
 
-       worker_w_hole = \ orig_body ->
-                               mkLam tyvars work_args (
-                               work_frag orig_body
-                       )
+worthSplitting :: [Demand] -> Bool     -- True <=> the wrapper would not be an identity function
+worthSplitting ds = any worth_it ds
+  where
+    worth_it (WwLazy True)      = True         -- Absent arg
+    worth_it (WwUnpack _ True _) = True                -- Arg to unpack
+    worth_it WwStrict           = True
+    worth_it other              = False
 
-       worker_ty_w_hole = \ body_ty ->
-                               mkForAllTys tyvars $
-                               mkFunTys (map idType work_args) body_ty
-    in
-    returnUs (Just (wrapper_w_hole, worker_w_hole, wrkr_strictness, worker_ty_w_hole))
+allAbsent :: [Demand] -> Bool
+allAbsent ds = all absent ds
   where
-    -- "all_absent_args_and_unboxed_value":
-    -- check for the obscure case of "\ x y z ... -> body" where
-    -- (a) *all* of the args x, y, z,... are absent, and
-    -- (b) the type of body is unboxed
-    -- If these conditions are true, we must *not* play worker/wrapper games!
-
-    all_absent_args_and_unboxed_value body_ty arg_infos
-      = not (null arg_infos)
-       && all is_absent_arg arg_infos
-       && isPrimType body_ty
-
-    is_absent_arg (WwLazy True) = True
-    is_absent_arg _            = False
+    absent (WwLazy is_absent)   = is_absent
+    absent (WwUnpack _ True cs) = allAbsent cs
+    absent other               = False
 \end{code}
 
-Important: mk_ww_arg_processing doesn't check
-for an "interesting" split.  It just races ahead and makes the
-split, even if there's no unpacking at all.  This is important for
-when it calls itself recursively.
 
-It returns Nothing only if it encounters an abstract type in mid-flight.
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{The worker wrapper core}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+@mkWrapper@ is called when importing a function.  We have the type of 
+the function and the name of its worker, and we want to make its body (the wrapper).
 
 \begin{code}
-mAX_WORKER_ARGS :: Int         -- ToDo: set via flag
-mAX_WORKER_ARGS = 6            -- Hmm... but this is an everything-must-
-                               -- be-compiled-with-the-same-val thing...
-
-mk_ww_arg_processing
-       :: [Id]                 -- Args of original function
-       -> [Demand]             -- Strictness info for those args
-                               --   must be at least as long as args
-
-       -> Bool                 -- False <=> we've done nothing useful in an enclosing call
-                               -- If this is False when we hit the end of the arg list, we
-                               -- don't want to do a w/w split... the wrapper would be the identity fn!
-                               -- So we return Nothing
-
-       -> Int                  -- Number of extra args we are prepared to add.
-                               -- This prevents over-eager unpacking, leading
-                               -- to huge-arity functions.
-
-       -> UniqSM (Maybe        -- Nothing iff any unpack on abstract type
-                               -- or if the wrapper would be the identity fn (can happen if we unpack
-                               -- a huge structure, and decide not to do it)
-
-                    (CoreExpr -> CoreExpr,     -- Wrapper expr w/
-                                                       --   hole for worker id
-                                                       --   applied to types
-                     [(Id,Demand)],                    -- Worker's args
-                                                       -- and their strictness info
-                     CoreExpr -> CoreExpr)     -- Worker body expr w/ hole
-          )                                            --   for original fn body
-
-mk_ww_arg_processing [] _ useful_split _ = if useful_split then
-                                               returnUs (Just (id, [], id))
-                                          else
-                                               returnUs Nothing
-
-mk_ww_arg_processing (arg : args) (WwLazy True : infos) useful_split max_extra_args
-  =    -- Absent argument
-       -- So, finish args to the right...
-    --pprTrace "Absent; num_wrkr_args=" (ppInt num_wrkr_args) (
+mkWrapper :: Type              -- Wrapper type
+         -> [Demand]           -- Wrapper strictness info
+         -> UniqSM (Id -> CoreExpr)    -- Wrapper body, missing worker Id
+
+mkWrapper fun_ty demands
+  = let
+       n_wrap_args = length demands
+    in
+    getUniquesUs n_wrap_args   `thenUs` \ wrap_uniqs ->
     let
-       arg_ty = idType arg
+       (tyvars, tau_ty)   = splitForAllTys fun_ty
+       (arg_tys, body_ty) = splitFunTys tau_ty
+               -- The "expanding dicts" part here is important, even for the splitForAll
+               -- The imported thing might be a dictionary, such as Functor Foo
+               -- But Functor Foo = forall a b. (a->b) -> Foo a -> Foo b
+               -- and as such might have some strictness info attached.
+               -- Then we need to have enough args to zip to the strictness info
+       
+       wrap_args          = ASSERT( n_wrap_args <= length arg_tys )
+                            zipWith mk_ww_local wrap_uniqs arg_tys
+
+       leftover_arg_tys   = drop n_wrap_args arg_tys
+       final_body_ty      = mkFunTys leftover_arg_tys body_ty
     in
-    mk_ww_arg_processing args infos True {- useful split -} max_extra_args
-                                   -- We've already discounted for absent args,
-                                   -- so we don't change max_extra_args
-                  `thenMaybeUs` \ (wrap_rest, work_args_info, work_rest) ->
-
-                       -- wrapper doesn't pass this arg to worker:
-    returnUs (Just (
-                -- wrapper:
-                \ hole -> wrap_rest hole,
-
-                -- worker:
-                work_args_info, -- NB: no argument added
-                \ hole -> mk_absent_let arg arg_ty (work_rest hole)
-    ))
-    --)
-  where
-    mk_absent_let arg arg_ty body
-      = if not (isPrimType arg_ty) then
-           Let (NonRec arg (mkTyApp (Var aBSENT_ERROR_ID) [arg_ty])) body
-       else -- quite horrible
-           panic "WwLib: haven't done mk_absent_let for primitives yet"
-
-
-mk_ww_arg_processing (arg : args) (WwUnpack cmpnt_infos : infos) useful_split max_extra_args
-  | new_max_extra_args > 0     -- Check that we are prepared to add arguments
-  =    -- this is the complicated one.
-    --pprTrace "Unpack; num_wrkr_args=" (ppCat [ppInt num_wrkr_args, ppStr "; new_max=", ppInt new_num_wrkr_args, ppStr "; arg=", ppr PprDebug arg, ppr PprDebug (WwUnpack cmpnt_infos)]) $
-
-    case (maybeAppDataTyConExpandingDicts arg_ty) of
-
-         Nothing         ->       -- Not a data type
-                                  panic "mk_ww_arg_processing: not datatype"
-
-         Just (_, _, []) ->       -- An abstract type
-                                  -- We have to give up on the whole idea
-                                  returnUs Nothing
-
-         Just (_, _, (_:_:_)) ->  -- Two or more constructors; that's odd
-                                  panic "mk_ww_arg_processing: multi-constr"
-
-         Just (arg_tycon, tycon_arg_tys, [data_con]) ->
-                       -- The main event: a single-constructor data type
-
-           let
-               inst_con_arg_tys = dataConArgTys data_con tycon_arg_tys
-           in
-           getUniques (length inst_con_arg_tys)    `thenUs` \ uniqs ->
-
-           let
-               unpk_args = zipWithEqual "mk_ww_arg_processing"
-                            (\ u t -> mkSysLocal SLIT("upk") u t noSrcLoc)
-                            uniqs inst_con_arg_tys
-           in
-               -- In processing the rest, push the sub-component args
-               -- and infos on the front of the current bunch
-           mk_ww_arg_processing (unpk_args ++ args) (cmpnt_infos ++ infos) True {- useful split -} new_max_extra_args
-                       `thenMaybeUs` \ (wrap_rest, work_args_info, work_rest) ->
-
-           returnUs (Just (
-             -- wrapper: unpack the value
-             \ hole -> mk_unpk_case arg unpk_args
-                           data_con arg_tycon
-                           (wrap_rest hole),
-
-             -- worker: expect the unpacked value;
-             -- reconstruct the orig value with a "let"
-             work_args_info,
-             \ hole -> work_rest (mk_pk_let arg data_con tycon_arg_tys unpk_args hole)
-           ))
-  where
-    arg_ty = idType arg
+    mkWwBodies tyvars wrap_args final_body_ty demands  `thenUs` \ (wrap_fn, _, _) ->
+    returnUs wrap_fn
+\end{code}
 
-    new_max_extra_args
-      = max_extra_args
-       + 1                         -- We won't pass the original arg now
-       - nonAbsentArgs cmpnt_infos -- But we will pass an arg for each cmpt
+@mkWwBodies@ is called when doing the worker/wrapper split inside a module.
 
-    mk_unpk_case arg unpk_args boxing_con boxing_tycon body
-      = Case (Var arg) (
-         AlgAlts [(boxing_con, unpk_args, body)]
-         NoDefault
-       )
+\begin{code}
+mkWwBodies :: [TyVar] -> [Id] -> Type          -- Original fn args and body type
+          -> [Demand]                          -- Strictness info for original fn; corresp 1-1 with args
+          -> UniqSM (Id -> CoreExpr,           -- Wrapper body, lacking only the worker Id
+                     CoreExpr -> CoreExpr,     -- Worker body, lacking the original function body
+                     [Demand])                 -- Strictness info for worker
+
+mkWwBodies tyvars args body_ty demands
+  | allAbsent demands &&
+    isUnLiftedType body_ty
+  =    -- Horrid special case.  If the worker would have no arguments, and the
+       -- function returns a primitive type value, that would make the worker into
+       -- an unboxed value.  We box it by passing a dummy void argument, thus:
+       --
+       --      f = /\abc. \xyz. fw abc void
+       --      fw = /\abc. \v. body
+       --
+    getUniqueUs                `thenUs` \ void_arg_uniq ->
+    let
+       void_arg = mk_ww_local void_arg_uniq unitTy
+    in
+    returnUs (\ work_id -> mkLams tyvars $ mkLams args $
+                          mkApps (Var work_id) 
+                                 (map (Type . mkTyVarTy) tyvars ++ [mkConApp unitDataCon []]),
+             \ body    -> mkLams (tyvars ++ [void_arg]) body,
+             [WwLazy True])
+
+mkWwBodies tyvars wrap_args body_ty demands
+  | otherwise
+  = let
+       wrap_args_w_demands = zipWithEqual "mkWwBodies" setIdDemandInfo wrap_args demands
+    in
+    mkWW wrap_args_w_demands           `thenUs` \ (wrap_fn, work_args_w_demands, work_fn) ->
+    returnUs (\ work_id -> mkLams tyvars $ mkLams wrap_args_w_demands $
+                          wrap_fn (mkTyApps (Var work_id) (mkTyVarTys tyvars)),
+
+             \ body    -> mkLams tyvars $ mkLams work_args_w_demands $
+                          work_fn body,
+
+             map getIdDemandInfo work_args_w_demands)
+\end{code}    
+
+
+\begin{code}
+mkWW :: [Id]                           -- Wrapper args; have their demand info on them
+     -> UniqSM (CoreExpr -> CoreExpr,  -- Wrapper body, lacking the inner call to the worker
+                                       -- and without its lambdas
+               [Id],                   -- Worker args; have their demand info on them
+               CoreExpr -> CoreExpr)   -- Worker body, lacking the original body of the function
+
+
+       -- Empty case
+mkWW []
+  = returnUs (\ wrapper_body -> wrapper_body,
+             [],
+             \ worker_body  -> worker_body)
+
+
+mkWW (arg : ds)
+  = case getIdDemandInfo arg of
 
-    mk_pk_let arg boxing_con con_tys unpk_args body
-      = Let (NonRec arg (Con boxing_con
-                           (map TyArg con_tys ++ map VarArg unpk_args)))
-             body
+       -- Absent case
+      WwLazy True ->
+       mkWW ds                 `thenUs` \ (wrap_fn, worker_args, work_fn) ->
+       returnUs (\ wrapper_body -> wrap_fn wrapper_body,
+                 worker_args,
+                 \ worker_body  -> mk_absent_let arg (work_fn worker_body))
 
-mk_ww_arg_processing (arg : args) (arg_demand : infos) useful_split max_extra_args
+
+       -- Unpack case
+      WwUnpack new_or_data True cs ->
+       getUniquesUs (length inst_con_arg_tys)          `thenUs` \ uniqs ->
+       let
+         unpk_args      = zipWith mk_ww_local uniqs inst_con_arg_tys
+         unpk_args_w_ds = zipWithEqual "mkWW" setIdDemandInfo unpk_args cs
+       in
+       mkWW (unpk_args_w_ds ++ ds)             `thenUs` \ (wrap_fn, worker_args, work_fn) ->
+       returnUs (\ wrapper_body -> mk_unpk_case new_or_data arg unpk_args data_con arg_tycon
+                                                (wrap_fn wrapper_body),
+                 worker_args,
+                 \ worker_body  -> work_fn (mk_pk_let new_or_data arg data_con 
+                                                      tycon_arg_tys unpk_args worker_body))
+       where
+         inst_con_arg_tys = dataConArgTys data_con tycon_arg_tys
+         (arg_tycon, tycon_arg_tys, data_con)
+            = case (splitAlgTyConApp_maybe (idType arg)) of
+
+                Just (arg_tycon, tycon_arg_tys, [data_con]) ->
+                            -- The main event: a single-constructor data type
+                            (arg_tycon, tycon_arg_tys, data_con)
+
+                Just (_, _, data_cons) ->
+                       pprPanic "mk_ww_arg_processing:" 
+                                (text "not one constr (interface files not consistent/up to date?)"
+                                 $$ (ppr arg <+> ppr (idType arg)))
+
+                Nothing                ->
+                       panic "mk_ww_arg_processing: not datatype"
+
+
+       -- Other cases
+      other_demand ->
+       mkWW ds         `thenUs` \ (wrap_fn, worker_args, work_fn) ->
+       returnUs (\ wrapper_body -> wrap_fn (App wrapper_body (Var arg)),
+                 arg : worker_args, 
+                 work_fn)
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Utilities}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+
+\begin{code}
+mk_absent_let arg body
+  | not (isUnLiftedType arg_ty)
+  = Let (NonRec arg (mkTyApps (Var aBSENT_ERROR_ID) [arg_ty])) body
   | otherwise
-  =    -- For all others at the moment, we just
-       -- pass them to the worker unchanged.
-    --pprTrace "Other; num_wrkr_args=" (ppCat [ppInt num_wrkr_args, ppStr ";arg=", ppr PprDebug arg, ppr PprDebug arg_demand]) (
+  = panic "WwLib: haven't done mk_absent_let for primitives yet"
+  where
+    arg_ty = idType arg
+
+mk_unpk_case NewType arg unpk_args boxing_con boxing_tycon body
+       -- A newtype!  Use a coercion not a case
+  = ASSERT( null other_args )
+    Case (Note (Coerce (idType unpk_arg) (idType arg)) (Var arg))
+        unpk_arg
+        [(DEFAULT,[],body)]
+  where
+    (unpk_arg:other_args) = unpk_args
 
-       -- Finish args to the right...
-    mk_ww_arg_processing args infos useful_split max_extra_args
-                       `thenMaybeUs` \ (wrap_rest, work_args_info, work_rest) ->
+mk_unpk_case DataType arg unpk_args boxing_con boxing_tycon body
+       -- A data type
+  = Case (Var arg) arg [(DataCon boxing_con, unpk_args, body)]
 
-    returnUs (Just (
-             -- wrapper:
-             \ hole -> wrap_rest (App hole (VarArg arg)),
+mk_pk_let NewType arg boxing_con con_tys unpk_args body
+  = ASSERT( null other_args )
+    Let (NonRec arg (Note (Coerce (idType arg) (idType unpk_arg)) (Var unpk_arg))) body
+  where
+    (unpk_arg:other_args) = unpk_args
+
+mk_pk_let DataType arg boxing_con con_tys unpk_args body
+  = Let (NonRec arg (Con (DataCon boxing_con) con_args)) body
+  where
+    con_args = map Type con_tys ++ map Var unpk_args
 
-             -- worker:
-             (arg, arg_demand) : work_args_info,
-             \ hole -> work_rest hole
-    ))
-    --)
 
-nonAbsentArgs :: [Demand] -> Int
-nonAbsentArgs cmpts = length [() | WwLazy True <- cmpts]
+mk_ww_local uniq ty = mkSysLocal uniq ty
 \end{code}