peval: visit operands on-demand, to inline mutually recursive bindings
[bpt/guile.git] / test-suite / tests / tree-il.test
index cb609aa..4b17cb5 100644 (file)
@@ -23,6 +23,7 @@
   #:use-module (system base pmatch)
   #:use-module (system base message)
   #:use-module (language tree-il)
+  #:use-module (language tree-il primitives)
   #:use-module (language glil)
   #:use-module (srfi srfi-13))
 
   (post-order! (lambda (x) (set! (tree-il-src x) #f))
                x))
 
-(define-syntax assert-scheme->glil
-  (syntax-rules ()
-    ((_ in out)
-     (let ((tree-il (strip-source
-                     (compile 'in #:from 'scheme #:to 'tree-il))))
-       (pass-if 'in
-                (equal? (unparse-glil (compile tree-il #:from 'tree-il #:to 'glil))
-                        'out))))))
-
 (define-syntax assert-tree-il->glil
-  (syntax-rules ()
-    ((_ in pat test ...)
+  (syntax-rules (with-partial-evaluation without-partial-evaluation
+                 with-options)
+    ((_ with-partial-evaluation in pat test ...)
+     (assert-tree-il->glil with-options (#:partial-eval? #t)
+                           in pat test ...))
+    ((_ without-partial-evaluation in pat test ...)
+     (assert-tree-il->glil with-options (#:partial-eval? #f)
+                           in pat test ...))
+    ((_ with-options opts in pat test ...)
      (let ((exp 'in))
        (pass-if 'in
          (let ((glil (unparse-glil
                       (compile (strip-source (parse-tree-il exp))
-                               #:from 'tree-il #:to 'glil))))
+                               #:from 'tree-il #:to 'glil
+                               #:opts 'opts))))
            (pmatch glil
              (pat (guard test ...) #t)
-             (else #f))))))))
+             (else #f))))))
+    ((_ in pat test ...)
+     (assert-tree-il->glil with-partial-evaluation
+                           in pat test ...))))
 
 (define-syntax pass-if-tree-il->scheme
   (syntax-rules ()
          (pat (guard guard-exp) #t)
          (_ #f))))))
 
+(define peval
+  ;; The partial evaluator.
+  (@@ (language tree-il optimize) peval))
+
+(define-syntax pass-if-peval
+  (syntax-rules (resolve-primitives)
+    ((_ in pat)
+     (pass-if-peval in pat
+                    (compile 'in #:from 'scheme #:to 'tree-il)))
+    ((_ resolve-primitives in pat)
+     (pass-if-peval in pat
+                    (expand-primitives!
+                     (resolve-primitives!
+                      (compile 'in #:from 'scheme #:to 'tree-il)
+                      (current-module)))))
+    ((_ in pat code)
+     (pass-if 'in
+       (let ((evaled (unparse-tree-il (peval code))))
+         (pmatch evaled
+           (pat #t)
+           (_   (pk 'peval-mismatch)
+                ((@ (ice-9 pretty-print) pretty-print)
+                    'in)
+                (newline)
+                ((@ (ice-9 pretty-print) pretty-print)
+                    evaled)
+                (newline)
+                ((@ (ice-9 pretty-print) pretty-print)
+                    'pat)
+                (newline)
+                #f)))))))
+
+\f
 (with-test-prefix "tree-il->scheme"
   (pass-if-tree-il->scheme
    (case-lambda ((a) a) ((b c) (list b c)))
             (const 1) (call return 1)
             (label ,l2) (const 2) (call return 1))
    (eq? l1 l2))
-  
-  (assert-tree-il->glil
+
+  (assert-tree-il->glil without-partial-evaluation
    (begin (if (toplevel foo) (const 1) (const 2)) (const #f))
    (program () (std-prelude 0 0 #f) (label _) (toplevel ref foo) (branch br-if-not ,l1) (branch br ,l2)
             (label ,l3) (label ,l4) (const #f) (call return 1))
             (call return 1))))
 
 (with-test-prefix "lexical refs"
-  (assert-tree-il->glil
+  (assert-tree-il->glil without-partial-evaluation
    (let (x) (y) ((const 1)) (lexical x y))
    (program () (std-prelude 0 1 #f) (label _)
             (const 1) (bind (x #f 0)) (lexical #t #f set 0)
             (lexical #t #f ref 0) (call return 1)
             (unbind)))
 
-  (assert-tree-il->glil
+  (assert-tree-il->glil without-partial-evaluation
    (let (x) (y) ((const 1)) (begin (lexical x y) (const #f)))
    (program () (std-prelude 0 1 #f) (label _)
             (const 1) (bind (x #f 0)) (lexical #t #f set 0)
             (const #f) (call return 1)
             (unbind)))
 
-  (assert-tree-il->glil
+  (assert-tree-il->glil without-partial-evaluation
    (let (x) (y) ((const 1)) (apply (primitive null?) (lexical x y)))
    (program () (std-prelude 0 1 #f) (label _)
             (const 1) (bind (x #f 0)) (lexical #t #f set 0)
             (toplevel ref bar)
             (call return 1)))
 
-  (assert-tree-il->glil
+  (assert-tree-il->glil without-partial-evaluation
    (begin (toplevel bar) (const #f))
    (program () (std-prelude 0 0 #f) (label _)
             (toplevel ref bar) (call drop 1)
             (const #f) (call return 1)))
 
   (assert-tree-il->glil
+   ;; This gets simplified by `peval'.
    (apply (primitive null?) (const 2))
    (program () (std-prelude 0 0 #f) (label _)
-            (const 2) (call null? 1) (call return 1))))
+            (const #f) (call return 1))))
 
 (with-test-prefix "letrec"
   ;; simple bindings -> let
-  (assert-tree-il->glil
+  (assert-tree-il->glil without-partial-evaluation
    (letrec (x y) (x1 y1) ((const 10) (const 20))
            (apply (toplevel foo) (lexical x x1) (lexical y y1)))
    (program () (std-prelude 0 2 #f) (label _)
             (unbind)))
 
   ;; complex bindings -> box and set! within let
-  (assert-tree-il->glil
+  (assert-tree-il->glil without-partial-evaluation
    (letrec (x y) (x1 y1) ((apply (toplevel foo)) (apply (toplevel bar)))
            (apply (primitive +) (lexical x x1) (lexical y y1)))
    (program () (std-prelude 0 4 #f) (label _)
             (call add 2) (call return 1) (unbind)))
   
   ;; complex bindings in letrec* -> box and set! in order
-  (assert-tree-il->glil
+  (assert-tree-il->glil without-partial-evaluation
    (letrec* (x y) (x1 y1) ((apply (toplevel foo)) (apply (toplevel bar)))
             (apply (primitive +) (lexical x x1) (lexical y y1)))
    (program () (std-prelude 0 2 #f) (label _)
             (call add 2) (call return 1) (unbind)))
 
   ;; simple bindings in letrec* -> equivalent to letrec
-  (assert-tree-il->glil
+  (assert-tree-il->glil without-partial-evaluation
    (letrec* (x y) (xx yy) ((const 1) (const 2))
             (lexical y yy))
    (program () (std-prelude 0 1 #f) (label _)
             (const #t) (call return 1)))
 
   (assert-tree-il->glil
+   ;; This gets simplified by `peval'.
    (apply (primitive null?) (begin (const #f) (const 2)))
    (program () (std-prelude 0 0 #f) (label _)
-            (const 2) (call null? 1) (call return 1))))
+            (const #f) (call return 1))))
 
 (with-test-prefix "values"
   (assert-tree-il->glil
 ;; FIXME: binding info for or-hacked locals might bork the disassembler,
 ;; and could be tightened in any case
 (with-test-prefix "the or hack"
-  (assert-tree-il->glil
+  (assert-tree-il->glil without-partial-evaluation
    (let (x) (y) ((const 1))
         (if (lexical x y)
             (lexical x y)
    (eq? l1 l2))
 
   ;; second bound var is unreferenced
-  (assert-tree-il->glil
+  (assert-tree-il->glil without-partial-evaluation
    (let (x) (y) ((const 1))
         (if (lexical x y)
             (lexical x y)
             (call tail-call 1))))
 
 \f
+(with-test-prefix "partial evaluation"
+
+  (pass-if-peval
+    ;; First order, primitive.
+    (let ((x 1) (y 2)) (+ x y))
+    (const 3))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; First order, thunk.
+    (let ((x 1) (y 2))
+      (let ((f (lambda () (+ x y))))
+        (f)))
+    (const 3))
+
+  (pass-if-peval resolve-primitives
+    ;; First order, let-values (requires primitive expansion for
+    ;; `call-with-values'.)
+    (let ((x 0))
+      (call-with-values
+          (lambda () (if (zero? x) (values 1 2) (values 3 4)))
+        (lambda (a b)
+          (+ a b))))
+    (const 3))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; First order, coalesced, mutability preserved.
+    (cons 0 (cons 1 (cons 2 (list 3 4 5))))
+    (apply (primitive list)
+           (const 0) (const 1) (const 2) (const 3) (const 4) (const 5)))
+
+  (pass-if-peval
+   ;; First order, coalesced, mutability preserved.
+   (cons 0 (cons 1 (cons 2 (list 3 4 5))))
+   ;; This must not be a constant.
+   (apply (primitive list)
+          (const 0) (const 1) (const 2) (const 3) (const 4) (const 5)))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; First order, coalesced, immutability preserved.
+    (cons 0 (cons 1 (cons 2 '(3 4 5))))
+    (apply (primitive cons) (const 0)
+           (apply (primitive cons) (const 1)
+                  (apply (primitive cons) (const 2)
+                         (const (3 4 5))))))
+
+  ;; These two tests doesn't work any more because we changed the way we
+  ;; deal with constants -- now the algorithm will see a construction as
+  ;; being bound to the lexical, so it won't propagate it.  It can't
+  ;; even propagate it in the case that it is only referenced once,
+  ;; because:
+  ;;
+  ;;   (let ((x (cons 1 2))) (lambda () x))
+  ;;
+  ;; is not the same as
+  ;;
+  ;;   (lambda () (cons 1 2))
+  ;;
+  ;; Perhaps if we determined that not only was it only referenced once,
+  ;; it was not closed over by a lambda, then we could propagate it, and
+  ;; re-enable these two tests.
+  ;;
+  #;
+  (pass-if-peval
+   ;; First order, mutability preserved.
+   (let loop ((i 3) (r '()))
+     (if (zero? i)
+         r
+         (loop (1- i) (cons (cons i i) r))))
+   (apply (primitive list)
+          (apply (primitive cons) (const 1) (const 1))
+          (apply (primitive cons) (const 2) (const 2))
+          (apply (primitive cons) (const 3) (const 3))))
+  ;;
+  ;; See above.
+  #;
+  (pass-if-peval
+   ;; First order, evaluated.
+   (let loop ((i 7)
+              (r '()))
+     (if (<= i 0)
+         (car r)
+         (loop (1- i) (cons i r))))
+   (const 1))
+
+  ;; Instead here are tests for what happens for the above cases: they
+  ;; unroll but they don't fold.
+  (pass-if-peval
+   (let loop ((i 3) (r '()))
+     (if (zero? i)
+         r
+         (loop (1- i) (cons (cons i i) r))))
+   (let (r) (_)
+        ((apply (primitive list)
+                (apply (primitive cons) (const 3) (const 3))))
+        (let (r) (_)
+             ((apply (primitive cons)
+                     (apply (primitive cons) (const 2) (const 2))
+                     (lexical r _)))
+             (apply (primitive cons)
+                    (apply (primitive cons) (const 1) (const 1))
+                    (lexical r _)))))
+
+  ;; See above.
+  (pass-if-peval
+   (let loop ((i 4)
+              (r '()))
+     (if (<= i 0)
+         (car r)
+         (loop (1- i) (cons i r))))
+   (let (r) (_)
+        ((apply (primitive list) (const 4)))
+        (let (r) (_)
+             ((apply (primitive cons)
+                     (const 3)
+                     (lexical r _)))
+             (let (r) (_)
+                  ((apply (primitive cons)
+                          (const 2)
+                          (lexical r _)))
+                  (let (r) (_)
+                       ((apply (primitive cons)
+                               (const 1)
+                               (lexical r _)))
+                       (apply (primitive car)
+                              (lexical r _)))))))
+
+   ;; Static sums.
+  (pass-if-peval
+   (let loop ((l '(1 2 3 4)) (sum 0))
+     (if (null? l)
+         sum
+         (loop (cdr l) (+ sum (car l)))))
+   (const 10))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Primitives in module-refs are resolved (the expansion of `pmatch'
+    ;; below leads to calls to (@@ (system base pmatch) car) and
+    ;; similar, which is what we want to be inlined.)
+    (begin
+      (use-modules (system base pmatch))
+      (pmatch '(a b c d)
+        ((a b . _)
+         #t)))
+    (begin
+      (apply . _)
+      (const #t)))
+
+  (pass-if-peval
+   ;; Mutability preserved.
+   ((lambda (x y z) (list x y z)) 1 2 3)
+   (apply (primitive list) (const 1) (const 2) (const 3)))
+
+  (pass-if-peval
+   ;; Don't propagate effect-free expressions that operate on mutable
+   ;; objects.
+   (let* ((x (list 1))
+          (y (car x)))
+     (set-car! x 0)
+     y)
+   (let (x) (_) ((apply (primitive list) (const 1)))
+        (let (y) (_) ((apply (primitive car) (lexical x _)))
+             (begin
+               (apply (toplevel set-car!) (lexical x _) (const 0))
+               (lexical y _)))))
+  
+  (pass-if-peval
+   ;; Don't propagate effect-free expressions that operate on objects we
+   ;; don't know about.
+   (let ((y (car x)))
+     (set-car! x 0)
+     y)
+   (let (y) (_) ((apply (primitive car) (toplevel x)))
+        (begin
+          (apply (toplevel set-car!) (toplevel x) (const 0))
+          (lexical y _))))
+  
+  (pass-if-peval
+   ;; Infinite recursion
+   ((lambda (x) (x x)) (lambda (x) (x x)))
+   (let (x) (_)
+        ((lambda _
+           (lambda-case
+            (((x) _ _ _ _ _)
+             (apply (lexical x _) (lexical x _))))))
+        (apply (lexical x _) (lexical x _))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; First order, aliased primitive.
+    (let* ((x *) (y (x 1 2))) y)
+    (const 2))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; First order, shadowed primitive.
+    (begin
+      (define (+ x y) (pk x y))
+      (+ 1 2))
+    (begin
+      (define +
+        (lambda (_)
+          (lambda-case
+           (((x y) #f #f #f () (_ _))
+            (apply (toplevel pk) (lexical x _) (lexical y _))))))
+      (apply (toplevel +) (const 1) (const 2))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; First-order, effects preserved.
+    (let ((x 2))
+      (do-something!)
+      x)
+    (begin
+      (apply (toplevel do-something!))
+      (const 2)))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; First order, residual bindings removed.
+    (let ((x 2) (y 3))
+      (* (+ x y) z))
+    (apply (primitive *) (const 5) (toplevel z)))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; First order, with lambda.
+    (define (foo x)
+      (define (bar z) (* z z))
+      (+ x (bar 3)))
+    (define foo
+      (lambda (_)
+        (lambda-case
+         (((x) #f #f #f () (_))
+          (apply (primitive +) (lexical x _) (const 9)))))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; First order, with lambda inlined & specialized twice.
+    (let ((f (lambda (x y)
+               (+ (* x top) y)))
+          (x 2)
+          (y 3))
+      (+ (* x (f x y))
+         (f something x)))
+    (apply (primitive +)
+           (apply (primitive *)
+                  (const 2)
+                  (apply (primitive +)  ; (f 2 3)
+                         (apply (primitive *)
+                                (const 2)
+                                (toplevel top))
+                         (const 3)))
+           (let (x) (_) ((toplevel something))                    ; (f something 2)
+                ;; `something' is not const, so preserve order of
+                ;; effects with a lexical binding.
+                (apply (primitive +)
+                       (apply (primitive *)
+                              (lexical x _)
+                              (toplevel top))
+                       (const 2)))))
+  
+  (pass-if-peval
+   ;; First order, with lambda inlined & specialized 3 times.
+   (let ((f (lambda (x y) (if (> x 0) y x))))
+     (+ (f -1 0)
+        (f 1 0)
+        (f -1 y)
+        (f 2 y)
+        (f z y)))
+   (apply (primitive +)
+          (const -1)                      ; (f -1 0)
+          (const 0)                       ; (f 1 0)
+          (begin (toplevel y) (const -1)) ; (f -1 y)
+          (toplevel y)                    ; (f 2 y)
+          (let (x y) (_ _) ((toplevel z) (toplevel y)) ; (f z y)
+               (if (apply (primitive >) (lexical x _) (const 0))
+                   (lexical y _)
+                   (lexical x _)))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; First order, conditional.
+    (let ((y 2))
+      (lambda (x)
+        (if (> y 0)
+            (display x)
+            'never-reached)))
+    (lambda ()
+      (lambda-case
+       (((x) #f #f #f () (_))
+        (apply (toplevel display) (lexical x _))))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; First order, recursive procedure.
+    (letrec ((fibo (lambda (n)
+                     (if (<= n 1)
+                         n
+                         (+ (fibo (- n 1))
+                            (fibo (- n 2)))))))
+      (fibo 4))
+    (const 3))
+
+  (pass-if-peval
+   ;; Don't propagate toplevel references, as intervening expressions
+   ;; could alter their bindings.
+   (let ((x top))
+     (foo)
+     x)
+   (let (x) (_) ((toplevel top))
+        (begin
+          (apply (toplevel foo))
+          (lexical x _))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Higher order.
+    ((lambda (f x)
+       (f (* (car x) (cadr x))))
+     (lambda (x)
+       (+ x 1))
+     '(2 3))
+    (const 7))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Higher order with optional argument (default value).
+    ((lambda* (f x #:optional (y 0))
+       (+ y (f (* (car x) (cadr x)))))
+     (lambda (x)
+       (+ x 1))
+     '(2 3))
+    (const 7))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Higher order with optional argument (caller-supplied value).
+    ((lambda* (f x #:optional (y 0))
+       (+ y (f (* (car x) (cadr x)))))
+     (lambda (x)
+       (+ x 1))
+     '(2 3)
+     35)
+    (const 42))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Higher order with optional argument (side-effecting default
+    ;; value).
+    ((lambda* (f x #:optional (y (foo)))
+       (+ y (f (* (car x) (cadr x)))))
+     (lambda (x)
+       (+ x 1))
+     '(2 3))
+    (let (y) (_) ((apply (toplevel foo)))
+         (apply (primitive +) (lexical y _) (const 7))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Higher order with optional argument (caller-supplied value).
+    ((lambda* (f x #:optional (y (foo)))
+       (+ y (f (* (car x) (cadr x)))))
+     (lambda (x)
+       (+ x 1))
+     '(2 3)
+     35)
+    (const 42))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Higher order.
+    ((lambda (f) (f x)) (lambda (x) x))
+    (toplevel x))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Bug reported at
+    ;; <https://lists.gnu.org/archive/html/bug-guile/2011-09/msg00019.html>.
+    (let ((fold (lambda (f g) (f (g top)))))
+      (fold 1+ (lambda (x) x)))
+    (apply (primitive 1+) (toplevel top)))
+  
+  (pass-if-peval
+    ;; Procedure not inlined when residual code contains recursive calls.
+    ;; <http://debbugs.gnu.org/9542>
+    (letrec ((fold (lambda (f x3 b null? car cdr)
+                     (if (null? x3)
+                         b
+                         (f (car x3) (fold f (cdr x3) b null? car cdr))))))
+      (fold * x 1 zero? (lambda (x1) x1) (lambda (x2) (- x2 1))))
+    (letrec (fold) (_) (_)
+            (apply (lexical fold _)
+                   (primitive *)
+                   (toplevel x)
+                   (const 1)
+                   (primitive zero?)
+                   (lambda ()
+                     (lambda-case
+                      (((x1) #f #f #f () (_))
+                       (lexical x1 _))))
+                   (lambda ()
+                     (lambda-case
+                      (((x2) #f #f #f () (_))
+                       (apply (primitive -) (lexical x2 _) (const 1))))))))
+
+  (pass-if "inlined lambdas are alpha-renamed"
+    ;; In this example, `make-adder' is inlined more than once; thus,
+    ;; they should use different gensyms for their arguments, because
+    ;; the various optimization passes assume uniquely-named variables.
+    ;;
+    ;; Bug reported at
+    ;; <https://lists.gnu.org/archive/html/bug-guile/2011-09/msg00019.html> and
+    ;; <https://lists.gnu.org/archive/html/bug-guile/2011-09/msg00029.html>.
+    (pmatch (unparse-tree-il
+             (peval (compile
+                     '(let ((make-adder
+                             (lambda (x) (lambda (y) (+ x y)))))
+                        (cons (make-adder 1) (make-adder 2)))
+                     #:to 'tree-il)))
+      ((apply (primitive cons)
+              (lambda ()
+                (lambda-case
+                 (((y) #f #f #f () (,gensym1))
+                  (apply (primitive +)
+                         (const 1)
+                         (lexical y ,ref1)))))
+              (lambda ()
+                (lambda-case
+                 (((y) #f #f #f () (,gensym2))
+                  (apply (primitive +)
+                         (const 2)
+                         (lexical y ,ref2))))))
+       (and (eq? gensym1 ref1)
+            (eq? gensym2 ref2)
+            (not (eq? gensym1 gensym2))))
+      (_ #f)))
+
+  (pass-if-peval
+   ;; Unused letrec bindings are pruned.
+   (letrec ((a (lambda () (b)))
+            (b (lambda () (a)))
+            (c (lambda (x) x)))
+     (c 10))
+   (const 10))
+
+  (pass-if-peval
+   ;; Unused letrec bindings are pruned.
+   (letrec ((a (foo!))
+            (b (lambda () (a)))
+            (c (lambda (x) x)))
+     (c 10))
+   (begin (apply (toplevel foo!))
+          (const 10)))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Higher order, mutually recursive procedures.
+    (letrec ((even? (lambda (x)
+                      (or (= 0 x)
+                          (odd? (- x 1)))))
+             (odd?  (lambda (x)
+                      (not (even? x)))))
+      (and (even? 4) (odd? 7)))
+    (const #t))
+
+  ;;
+  ;; Below are cases where constant propagation should bail out.
+  ;;
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Non-constant lexical is not propagated.
+    (let ((v (make-vector 6 #f)))
+      (lambda (n)
+        (vector-set! v n n)))
+    (let (v) (_)
+         ((apply (toplevel make-vector) (const 6) (const #f)))
+         (lambda ()
+           (lambda-case
+            (((n) #f #f #f () (_))
+             (apply (toplevel vector-set!)
+                    (lexical v _) (lexical n _) (lexical n _)))))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Mutable lexical is not propagated.
+    (let ((v (vector 1 2 3)))
+      (lambda ()
+        v))
+    (let (v) (_)
+         ((apply (primitive vector) (const 1) (const 2) (const 3)))
+         (lambda ()
+           (lambda-case
+            ((() #f #f #f () ())
+             (lexical v _))))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Lexical that is not provably pure is not inlined nor propagated.
+    (let* ((x (if (> p q) (frob!) (display 'chbouib)))
+           (y (* x 2)))
+      (+ x x y))
+    (let (x) (_) ((if (apply (primitive >) (toplevel p) (toplevel q))
+                      (apply (toplevel frob!))
+                      (apply (toplevel display) (const chbouib))))
+         (let (y) (_) ((apply (primitive *) (lexical x _) (const 2)))
+              (apply (primitive +)
+                     (lexical x _) (lexical x _) (lexical y _)))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Non-constant arguments not propagated to lambdas.
+    ((lambda (x y z)
+       (vector-set! x 0 0)
+       (set-car! y 0)
+       (set-cdr! z '()))
+     (vector 1 2 3)
+     (make-list 10)
+     (list 1 2 3))
+    (let (x y z) (_ _ _)
+         ((apply (primitive vector) (const 1) (const 2) (const 3))
+          (apply (toplevel make-list) (const 10))
+          (apply (primitive list) (const 1) (const 2) (const 3)))
+         (begin
+           (apply (toplevel vector-set!)
+                  (lexical x _) (const 0) (const 0))
+           (apply (toplevel set-car!)
+                  (lexical y _) (const 0))
+           (apply (toplevel set-cdr!)
+                  (lexical z _) (const ())))))
+
+  (pass-if-peval
+   (let ((foo top-foo) (bar top-bar))
+     (let* ((g (lambda (x y) (+ x y)))
+            (f (lambda (g x) (g x x))))
+       (+ (f g foo) (f g bar))))
+   (let (foo bar) (_ _) ((toplevel top-foo) (toplevel top-bar))
+        (apply (primitive +)
+               (apply (primitive +) (lexical foo _) (lexical foo _))
+               (apply (primitive +) (lexical bar _) (lexical bar _)))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Fresh objects are not turned into constants, nor are constants
+    ;; turned into fresh objects.
+    (let* ((c '(2 3))
+           (x (cons 1 c))
+           (y (cons 0 x)))
+      y)
+    (let (x) (_) ((apply (primitive cons) (const 1) (const (2 3))))
+         (apply (primitive cons) (const 0) (lexical x _))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Bindings mutated.
+    (let ((x 2))
+      (set! x 3)
+      x)
+    (let (x) (_) ((const 2))
+         (begin
+           (set! (lexical x _) (const 3))
+           (lexical x _))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Bindings mutated.
+    (letrec ((x 0)
+             (f (lambda ()
+                  (set! x (+ 1 x))
+                  x)))
+      (frob f) ; may mutate `x'
+      x)
+    (letrec (x) (_) ((const 0))
+            (begin
+              (apply (toplevel frob) (lambda _ _))
+              (lexical x _))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Bindings mutated.
+    (letrec ((f (lambda (x)
+                  (set! f (lambda (_) x))
+                  x)))
+      (f 2))
+    (letrec _ . _))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Bindings possibly mutated.
+    (let ((x (make-foo)))
+      (frob! x) ; may mutate `x'
+      x)
+    (let (x) (_) ((apply (toplevel make-foo)))
+         (begin
+           (apply (toplevel frob!) (lexical x _))
+           (lexical x _))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Inlining stops at recursive calls with dynamic arguments.
+    (let loop ((x x))
+      (if (< x 0) x (loop (1- x))))
+    (letrec (loop) (_) ((lambda (_)
+                          (lambda-case
+                           (((x) #f #f #f () (_))
+                            (if _ _
+                                (apply (lexical loop _)
+                                       (apply (primitive 1-)
+                                              (lexical x _))))))))
+            (apply (lexical loop _) (toplevel x))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Recursion on the 2nd argument is fully evaluated.
+    (let ((x (top)))
+      (let loop ((x x) (y 10))
+        (if (> y 0)
+            (loop x (1- y))
+            (foo x y))))
+    (let (x) (_) ((apply (toplevel top)))
+         (apply (toplevel foo) (lexical x _) (const 0))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Inlining aborted when residual code contains recursive calls.
+    ;;
+    ;; <http://debbugs.gnu.org/9542>
+    (let loop ((x x) (y 0))
+      (if (> y 0)
+          (loop (1- x) (1- y))
+          (if (< x 0)
+              x
+              (loop (1+ x) (1+ y)))))
+    (letrec (loop) (_) ((lambda (_)
+                          (lambda-case
+                           (((x y) #f #f #f () (_ _))
+                            (if (apply (primitive >)
+                                       (lexical y _) (const 0))
+                                _ _)))))
+            (apply (lexical loop _) (toplevel x) (const 0))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Infinite recursion: `peval' gives up and leaves it as is.
+    (letrec ((f (lambda (x) (g (1- x))))
+             (g (lambda (x) (h (1+ x))))
+             (h (lambda (x) (f x))))
+      (f 0))
+    (letrec _ . _))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; Infinite recursion: all the arguments to `loop' are static, but
+    ;; unrolling it would lead `peval' to enter an infinite loop.
+    (let loop ((x 0))
+      (and (< x top)
+           (loop (1+ x))))
+    (letrec (loop) (_) ((lambda . _))
+            (apply (lexical loop _) (const 0))))
+
+  (pass-if-peval
+    ;; This test checks that the `start' binding is indeed residualized.
+    ;; See the `referenced?' procedure in peval's `prune-bindings'.
+    (let ((pos 0))
+      (set! pos 1) ;; Cause references to `pos' to residualize.
+      (let ((here (let ((start pos)) (lambda () start))))
+        (here)))
+    (let (pos) (_) ((const 0))
+         (begin
+           (set! (lexical pos _) (const 1))
+           (let (here) (_) (_)
+                (apply (lexical here _))))))
+  
+  (pass-if-peval
+   ;; FIXME: should this one residualize the binding?
+   (letrec ((a a))
+     1)
+   (const 1))
+
+  (pass-if-peval
+   ;; This is a fun one for peval to handle.
+   (letrec ((a a))
+     a)
+   (letrec (a) (_) ((lexical a _))
+           (lexical a _)))
+
+  (pass-if-peval
+   ;; Another interesting recursive case.
+   (letrec ((a b) (b a))
+     a)
+   (letrec (a) (_) ((lexical a _))
+           (lexical a _)))
+
+  (pass-if-peval
+   ;; Another pruning case, that `a' is residualized.
+   (letrec ((a (lambda () (a)))
+            (b (lambda () (a)))
+            (c (lambda (x) x)))
+     (let ((d (foo b)))
+       (c d)))
+
+   ;; "b c a" is the current order that we get with unordered letrec,
+   ;; but it's not important to this test, so if it changes, just adapt
+   ;; the test.
+   (letrec (b c a) (_ _ _)
+     ((lambda _
+        (lambda-case
+         ((() #f #f #f () ())
+          (apply (lexical a _)))))
+      (lambda _
+        (lambda-case
+         (((x) #f #f #f () (_))
+          (lexical x _))))
+      (lambda _
+        (lambda-case
+         ((() #f #f #f () ())
+          (apply (lexical a _))))))
+     (let (d)
+       (_)
+       ((apply (toplevel foo) (lexical b _)))
+       (apply (lexical c _)
+              (lexical d _)))))
+
+  (pass-if-peval
+   ;; In this case, we can prune the bindings.  `a' ends up being copied
+   ;; because it is only referenced once in the source program.  Oh
+   ;; well.
+   (letrec* ((a (lambda (x) (top x)))
+             (b (lambda () a)))
+     (foo (b) (b)))
+   (apply (toplevel foo)
+          (lambda _
+            (lambda-case
+             (((x) #f #f #f () (_))
+              (apply (toplevel top) (lexical x _)))))
+          (lambda _
+            (lambda-case
+             (((x) #f #f #f () (_))
+              (apply (toplevel top) (lexical x _)))))))
+  
+  (pass-if-peval
+    ;; Constant folding: cons
+   (begin (cons 1 2) #f)
+   (const #f))
+  
+  (pass-if-peval
+    ;; Constant folding: cons
+   (begin (cons (foo) 2) #f)
+   (begin (apply (toplevel foo)) (const #f)))
+  
+  (pass-if-peval
+    ;; Constant folding: cons
+   (if (cons 0 0) 1 2)
+   (const 1))
+  
+  (pass-if-peval
+   ;; Constant folding: car+cons
+   (car (cons 1 0))
+   (const 1))
+  
+  (pass-if-peval
+   ;; Constant folding: cdr+cons
+   (cdr (cons 1 0))
+   (const 0))
+  
+  (pass-if-peval
+   ;; Constant folding: car+cons, impure
+   (car (cons 1 (bar)))
+   (begin (apply (toplevel bar)) (const 1)))
+  
+  (pass-if-peval
+   ;; Constant folding: cdr+cons, impure
+   (cdr (cons (bar) 0))
+   (begin (apply (toplevel bar)) (const 0)))
+  
+  (pass-if-peval
+   ;; Constant folding: car+list
+   (car (list 1 0))
+   (const 1))
+  
+  (pass-if-peval
+   ;; Constant folding: cdr+list
+   (cdr (list 1 0))
+   (apply (primitive list) (const 0)))
+  
+  (pass-if-peval
+   ;; Constant folding: car+list, impure
+   (car (list 1 (bar)))
+   (begin (apply (toplevel bar)) (const 1)))
+  
+  (pass-if-peval
+   ;; Constant folding: cdr+list, impure
+   (cdr (list (bar) 0))
+   (begin (apply (toplevel bar)) (apply (primitive list) (const 0))))
+  
+  (pass-if-peval
+   resolve-primitives
+   ;; Prompt is removed if tag is unreferenced
+   (let ((tag (make-prompt-tag)))
+     (call-with-prompt tag
+                       (lambda () 1)
+                       (lambda args args)))
+   (const 1))
+  
+  (pass-if-peval
+   resolve-primitives
+   ;; Prompt is removed if tag is unreferenced, with explicit stem
+   (let ((tag (make-prompt-tag "foo")))
+     (call-with-prompt tag
+                       (lambda () 1)
+                       (lambda args args)))
+   (const 1))
+
+  (pass-if-peval
+   resolve-primitives
+   ;; `while' without `break' or `continue' has no prompts and gets its
+   ;; condition folded.  Unfortunately the outer `lp' does not yet get
+   ;; elided.
+   (while #t #t)
+   (letrec (lp) (_)
+           ((lambda _
+              (lambda-case
+               ((() #f #f #f () ())
+                (letrec (loop) (_)
+                        ((lambda _
+                           (lambda-case
+                            ((() #f #f #f () ())
+                             (apply (lexical loop _))))))
+                        (apply (lexical loop _)))))))
+           (apply (lexical lp _)))))
+
+
+\f
 (with-test-prefix "tree-il-fold"
 
   (pass-if "empty tree"