GHC中自动专门化的传递性

Question

来自GHC 7.6的文档：

[Y]你通常甚至不需要一开始的专业语用。当编译一个模块M时，GHC的优化器（with-o）会自动考虑在M中声明的每个顶级重载函数，并针对在M中调用它的不同类型对其进行专门化。优化器还会考虑每个导入的内联重载函数，并针对在M中调用它的不同类型对其进行专门化。

和

import Data.Vector.Unboxed as U
import Foo

main =
    let y = Bar $ Qux $ U.replicate 11221184 0 :: Foo (Qux Int)
        (Bar (Qux ans)) = iterate (plus y) y !! 100
    in putStr $ show $ foldl1' (*) ans

foo.hs：

module Foo (Qux(..), Foo(..), plus) where

import Data.Vector.Unboxed as U

newtype Qux r = Qux (Vector r)
-- GHC inlines `plus` if I remove the bangs or the Baz constructor
data Foo t = Bar !t
           | Baz !t

instance (Num r, Unbox r) => Num (Qux r) where
    {-# INLINABLE (+) #-}
    (Qux x) + (Qux y) = Qux $ U.zipWith (+) x y

{-# INLINABLE plus #-}
plus :: (Num t) => (Foo t) -> (Foo t) -> (Foo t)
plus (Bar v1) (Bar v2) = Bar $ v1 + v2

GHC专门用于调用plus，但在quxnum实例中不专门用于调用(+)，这会降低性能。

但是，一个显式的杂注

{-# SPECIALIZE plus :: Foo (Qux Int) -> Foo (Qux Int) -> Foo (Qux Int) #-}

Answer 1

根据我的理解，这个问题的要点如下：

• “自动专门化是传递的吗？”
• 我应该只期望(+)用显式的杂注进行传递性专门化吗？
• （显然是有意的）这是GHC的bug吗？是否与文档不一致？

阿法克，答案是否定的，大部分是肯定的，但还有其他方法，没有。

假设F是一个函数，其类型包括一个类型变量a，该变量受类型类C a约束。默认情况下，GHC将针对一个类型应用程序的F专门化（将a替换为T)如果F在(a)同一模块中的任何函数的源代码中用该类型应用程序调用，或者(b)如果F标记为inlinable，则从b导入F的任何其他模块。因此，自动专门化是不可传递的，它只涉及在A的源代码中导入和调用的inlinable函数。

在您的示例中，如果按以下方式重写num实例：

instance (Num r, Unbox r) => Num (Qux r) where
    (+) = quxAdd

quxAdd (Qux x) (Qux y) = Qux $ U.zipWith (+) x y

• quxadd不是由main专门导入的。main导入num（Qux Int)的实例字典，该字典在(+)的记录中包含quxadd。但是，尽管导入了字典，但字典中使用的内容却没有。
• plus不调用quxadd，它使用为num t实例字典中的(+)记录存储的函数。编译器在调用站点(main)中设置此字典。