Break out conversion functions to own module
[ghc-hetmet.git] / compiler / vectorise / VectType.hs
index dfebe18..96d48b5 100644 (file)
-module VectType ( vectTyCon, vectType, vectTypeEnv )
-where
+{-# OPTIONS -fno-warn-missing-signatures #-}
 
-#include "HsVersions.h"
+module VectType ( vectTyCon, vectAndLiftType, vectType, vectTypeEnv,
+                  -- arrSumArity, pdataCompTys, pdataCompVars,
+                  buildPADict,
+                  fromVect )
+where
 
-import VectMonad
 import VectUtils
+import Vectorise.Env
+import Vectorise.Convert
+import Vectorise.Vect
+import Vectorise.Monad
+import Vectorise.Builtins
+import Vectorise.Type.Type
+import Vectorise.Type.TyConDecl
+import Vectorise.Type.Classify
+import Vectorise.Utils.Closure
+import Vectorise.Utils.Hoisting
 
 import HscTypes          ( TypeEnv, extendTypeEnvList, typeEnvTyCons )
+import BasicTypes
+import CoreSyn
+import CoreUtils
+import CoreUnfold
+import MkCore           ( mkWildCase )
+import BuildTyCl
 import DataCon
 import TyCon
 import Type
-import TypeRep
 import Coercion
 import FamInstEnv        ( FamInst, mkLocalFamInst )
-import InstEnv           ( Instance )
 import OccName
+import Id
 import MkId
-import BasicTypes        ( StrictnessMark(..), boolToRecFlag )
-import Name              ( Name )
+import Var
+import Name              ( Name, getOccName )
 import NameEnv
-import TysWiredIn        ( intTy )
 
 import Unique
 import UniqFM
-import UniqSet
-import Digraph           ( SCC(..), stronglyConnComp )
+import Util
 
 import Outputable
+import FastString
 
-import Control.Monad  ( liftM2, zipWithM, zipWithM_ )
-
--- ----------------------------------------------------------------------------
--- Types
-
-vectTyCon :: TyCon -> VM TyCon
-vectTyCon tc
-  | isFunTyCon tc        = builtin closureTyCon
-  | isBoxedTupleTyCon tc = return tc
-  | isUnLiftedTyCon tc   = return tc
-  | otherwise = do
-                  r <- lookupTyCon tc
-                  case r of
-                    Just tc' -> return tc'
-
-                    -- FIXME: just for now
-                    Nothing  -> pprTrace "ccTyCon:" (ppr tc) $ return tc
-
-vectType :: Type -> VM Type
-vectType ty | Just ty' <- coreView ty = vectType ty'
-vectType (TyVarTy tv) = return $ TyVarTy tv
-vectType (AppTy ty1 ty2) = liftM2 AppTy (vectType ty1) (vectType ty2)
-vectType (TyConApp tc tys) = liftM2 TyConApp (vectTyCon tc) (mapM vectType tys)
-vectType (FunTy ty1 ty2)   = liftM2 TyConApp (builtin closureTyCon)
-                                             (mapM vectType [ty1,ty2])
-vectType ty@(ForAllTy _ _)
-  = do
-      mdicts   <- mapM paDictArgType tyvars
-      mono_ty' <- vectType mono_ty
-      return $ tyvars `mkForAllTys` ([dict | Just dict <- mdicts] `mkFunTys` mono_ty')
-  where
-    (tyvars, mono_ty) = splitForAllTys ty
-
-vectType ty = pprPanic "vectType:" (ppr ty)
+import MonadUtils     ( zipWith3M, foldrM, concatMapM )
+import Control.Monad  ( liftM, liftM2, zipWithM, zipWithM_, mapAndUnzipM )
+import Data.List
 
--- ----------------------------------------------------------------------------
--- Type definitions
+debug          = False
+dtrace s x     = if debug then pprTrace "VectType" s x else x
 
-type TyConGroup = ([TyCon], UniqSet TyCon)
 
-vectTypeEnv :: TypeEnv -> VM (TypeEnv, [FamInst], [Instance])
+-- | Vectorise a type environment.
+--   The type environment contains all the type things defined in a module.
+vectTypeEnv 
+       :: TypeEnv
+       -> VM ( TypeEnv                 -- Vectorised type environment.
+             , [FamInst]               -- New type family instances.
+             , [(Var, CoreExpr)])      -- New top level bindings.
+       
 vectTypeEnv env
-  = do
+ = dtrace (ppr env)
+ $ do
       cs <- readGEnv $ mk_map . global_tycons
+
+      -- Split the list of TyCons into the ones we have to vectorise vs the
+      -- ones we can pass through unchanged. We also pass through algebraic 
+      -- types that use non Haskell98 features, as we don't handle those.
       let (conv_tcs, keep_tcs) = classifyTyCons cs groups
           keep_dcs             = concatMap tyConDataCons keep_tcs
+
       zipWithM_ defTyCon   keep_tcs keep_tcs
       zipWithM_ defDataCon keep_dcs keep_dcs
-      vect_tcs <- vectTyConDecls conv_tcs
-      parr_tcs1 <- zipWithM buildPArrayTyCon keep_tcs keep_tcs
-      parr_tcs2 <- zipWithM buildPArrayTyCon conv_tcs vect_tcs
-      let new_tcs = vect_tcs ++ parr_tcs1 ++ parr_tcs2
+
+      new_tcs <- vectTyConDecls conv_tcs
+
+      let orig_tcs = keep_tcs ++ conv_tcs
+
+      -- We don't need to make new representation types for dictionary
+      -- constructors. The constructors are always fully applied, and we don't 
+      -- need to lift them to arrays as a dictionary of a particular type
+      -- always has the same value.
+      let vect_tcs = filter (not . isClassTyCon) 
+                   $ keep_tcs ++ new_tcs
+
+      (_, binds, inst_tcs) <- fixV $ \ ~(dfuns', _, _) ->
+        do
+          defTyConPAs (zipLazy vect_tcs dfuns')
+          reprs     <- mapM tyConRepr vect_tcs
+          repr_tcs  <- zipWith3M buildPReprTyCon orig_tcs vect_tcs reprs
+          pdata_tcs <- zipWith3M buildPDataTyCon orig_tcs vect_tcs reprs
+
+          dfuns     <- sequence 
+                    $  zipWith5 buildTyConBindings
+                               orig_tcs
+                               vect_tcs
+                               repr_tcs
+                               pdata_tcs
+                               reprs
+
+          binds     <- takeHoisted
+          return (dfuns, binds, repr_tcs ++ pdata_tcs)
+
+      let all_new_tcs = new_tcs ++ inst_tcs
 
       let new_env = extendTypeEnvList env
-                       (map ATyCon new_tcs
-                        ++ [ADataCon dc | tc <- new_tcs
+                       (map ATyCon all_new_tcs
+                        ++ [ADataCon dc | tc <- all_new_tcs
                                         , dc <- tyConDataCons tc])
 
-      return (new_env, map mkLocalFamInst (parr_tcs1 ++ parr_tcs2), [])
+      return (new_env, map mkLocalFamInst inst_tcs, binds)
   where
     tycons = typeEnvTyCons env
     groups = tyConGroups tycons
 
     mk_map env = listToUFM_Directly [(u, getUnique n /= u) | (u,n) <- nameEnvUniqueElts env]
 
-    keep_tc tc = let dcs = tyConDataCons tc
-                 in
-                 defTyCon tc tc >> zipWithM_ defDataCon dcs dcs
 
+mk_fam_inst :: TyCon -> TyCon -> (TyCon, [Type])
+mk_fam_inst fam_tc arg_tc
+  = (fam_tc, [mkTyConApp arg_tc . mkTyVarTys $ tyConTyVars arg_tc])
 
-vectTyConDecls :: [TyCon] -> VM [TyCon]
-vectTyConDecls tcs = fixV $ \tcs' ->
-  do
-    mapM_ (uncurry defTyCon) (lazy_zip tcs tcs')
-    mapM vectTyConDecl tcs
+
+buildPReprTyCon :: TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM TyCon
+buildPReprTyCon orig_tc vect_tc repr
+  = do
+      name     <- cloneName mkPReprTyConOcc (tyConName orig_tc)
+      -- rhs_ty   <- buildPReprType vect_tc
+      rhs_ty   <- sumReprType repr
+      prepr_tc <- builtin preprTyCon
+      liftDs $ buildSynTyCon name
+                             tyvars
+                             (SynonymTyCon rhs_ty)
+                            (typeKind rhs_ty)
+                             (Just $ mk_fam_inst prepr_tc vect_tc)
   where
-    lazy_zip [] _ = []
-    lazy_zip (x:xs) ~(y:ys) = (x,y) : lazy_zip xs ys
+    tyvars = tyConTyVars vect_tc
 
-vectTyConDecl :: TyCon -> VM TyCon
-vectTyConDecl tc
+data CompRepr = Keep Type
+                     CoreExpr     -- PR dictionary for the type
+              | Wrap Type
+
+data ProdRepr = EmptyProd
+              | UnaryProd CompRepr
+              | Prod { repr_tup_tc   :: TyCon  -- representation tuple tycon
+                     , repr_ptup_tc  :: TyCon  -- PData representation tycon
+                     , repr_comp_tys :: [Type] -- representation types of
+                     , repr_comps    :: [CompRepr]          -- components
+                     }
+data ConRepr  = ConRepr DataCon ProdRepr
+
+data SumRepr  = EmptySum
+              | UnarySum ConRepr
+              | Sum  { repr_sum_tc   :: TyCon  -- representation sum tycon
+                     , repr_psum_tc  :: TyCon  -- PData representation tycon
+                     , repr_sel_ty   :: Type   -- type of selector
+                     , repr_con_tys :: [Type]  -- representation types of
+                     , repr_cons     :: [ConRepr]           -- components
+                     }
+
+tyConRepr :: TyCon -> VM SumRepr
+tyConRepr tc = sum_repr (tyConDataCons tc)
+  where
+    sum_repr []    = return EmptySum
+    sum_repr [con] = liftM UnarySum (con_repr con)
+    sum_repr cons  = do
+                       rs     <- mapM con_repr cons
+                       sum_tc <- builtin (sumTyCon arity)
+                       tys    <- mapM conReprType rs
+                       (psum_tc, _) <- pdataReprTyCon (mkTyConApp sum_tc tys)
+                       sel_ty <- builtin (selTy arity)
+                       return $ Sum { repr_sum_tc  = sum_tc
+                                    , repr_psum_tc = psum_tc
+                                    , repr_sel_ty  = sel_ty
+                                    , repr_con_tys = tys
+                                    , repr_cons    = rs
+                                    }
+      where
+        arity = length cons
+
+    con_repr con = liftM (ConRepr con) (prod_repr (dataConRepArgTys con))
+
+    prod_repr []   = return EmptyProd
+    prod_repr [ty] = liftM UnaryProd (comp_repr ty)
+    prod_repr tys  = do
+                       rs <- mapM comp_repr tys
+                       tup_tc <- builtin (prodTyCon arity)
+                       tys'    <- mapM compReprType rs
+                       (ptup_tc, _) <- pdataReprTyCon (mkTyConApp tup_tc tys')
+                       return $ Prod { repr_tup_tc   = tup_tc
+                                     , repr_ptup_tc  = ptup_tc
+                                     , repr_comp_tys = tys'
+                                     , repr_comps    = rs
+                                     }
+      where
+        arity = length tys
+    
+    comp_repr ty = liftM (Keep ty) (prDictOfType ty)
+                   `orElseV` return (Wrap ty)
+
+sumReprType :: SumRepr -> VM Type
+sumReprType EmptySum = voidType
+sumReprType (UnarySum r) = conReprType r
+sumReprType (Sum { repr_sum_tc  = sum_tc, repr_con_tys = tys })
+  = return $ mkTyConApp sum_tc tys
+
+conReprType :: ConRepr -> VM Type
+conReprType (ConRepr _ r) = prodReprType r
+
+prodReprType :: ProdRepr -> VM Type
+prodReprType EmptyProd = voidType
+prodReprType (UnaryProd r) = compReprType r
+prodReprType (Prod { repr_tup_tc = tup_tc, repr_comp_tys = tys })
+  = return $ mkTyConApp tup_tc tys
+
+compReprType :: CompRepr -> VM Type
+compReprType (Keep ty _) = return ty
+compReprType (Wrap ty) = do
+                             wrap_tc <- builtin wrapTyCon
+                             return $ mkTyConApp wrap_tc [ty]
+
+compOrigType :: CompRepr -> Type
+compOrigType (Keep ty _) = ty
+compOrigType (Wrap ty) = ty
+
+buildToPRepr :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM CoreExpr
+buildToPRepr vect_tc repr_tc _ repr
   = do
-      name' <- cloneName mkVectTyConOcc name
-      rhs'  <- vectAlgTyConRhs (algTyConRhs tc)
-
-      return $ mkAlgTyCon name'
-                          kind
-                          tyvars
-                          []              -- no stupid theta
-                          rhs'
-                          []              -- no selector ids
-                          NoParentTyCon   -- FIXME
-                          rec_flag        -- FIXME: is this ok?
-                          False           -- FIXME: no generics
-                          False           -- not GADT syntax
+      let arg_ty = mkTyConApp vect_tc ty_args
+      res_ty <- mkPReprType arg_ty
+      arg    <- newLocalVar (fsLit "x") arg_ty
+      result <- to_sum (Var arg) arg_ty res_ty repr
+      return $ Lam arg result
   where
-    name   = tyConName tc
-    kind   = tyConKind tc
-    tyvars = tyConTyVars tc
-    rec_flag = boolToRecFlag (isRecursiveTyCon tc)
-
-vectAlgTyConRhs :: AlgTyConRhs -> VM AlgTyConRhs
-vectAlgTyConRhs (DataTyCon { data_cons = data_cons
-                           , is_enum   = is_enum
-                           })
+    ty_args = mkTyVarTys (tyConTyVars vect_tc)
+
+    wrap_repr_inst = wrapFamInstBody repr_tc ty_args
+
+    to_sum _ _ _ EmptySum
+      = do
+          void <- builtin voidVar
+          return $ wrap_repr_inst $ Var void
+
+    to_sum arg arg_ty res_ty (UnarySum r)
+      = do
+          (pat, vars, body) <- con_alt r
+          return $ mkWildCase arg arg_ty res_ty
+                   [(pat, vars, wrap_repr_inst body)]
+
+    to_sum arg arg_ty res_ty (Sum { repr_sum_tc  = sum_tc
+                                  , repr_con_tys = tys
+                                  , repr_cons    =  cons })
+      = do
+          alts <- mapM con_alt cons
+          let alts' = [(pat, vars, wrap_repr_inst
+                                   $ mkConApp sum_con (map Type tys ++ [body]))
+                        | ((pat, vars, body), sum_con)
+                            <- zip alts (tyConDataCons sum_tc)]
+          return $ mkWildCase arg arg_ty res_ty alts'
+
+    con_alt (ConRepr con r)
+      = do
+          (vars, body) <- to_prod r
+          return (DataAlt con, vars, body)
+
+    to_prod EmptyProd
+      = do
+          void <- builtin voidVar
+          return ([], Var void)
+
+    to_prod (UnaryProd comp)
+      = do
+          var  <- newLocalVar (fsLit "x") (compOrigType comp)
+          body <- to_comp (Var var) comp
+          return ([var], body)
+
+    to_prod(Prod { repr_tup_tc   = tup_tc
+                 , repr_comp_tys = tys
+                 , repr_comps    = comps })
+      = do
+          vars  <- newLocalVars (fsLit "x") (map compOrigType comps)
+          exprs <- zipWithM to_comp (map Var vars) comps
+          return (vars, mkConApp tup_con (map Type tys ++ exprs))
+      where
+        [tup_con] = tyConDataCons tup_tc
+
+    to_comp expr (Keep _ _) = return expr
+    to_comp expr (Wrap ty)  = do
+                                wrap_tc <- builtin wrapTyCon
+                                return $ wrapNewTypeBody wrap_tc [ty] expr
+
+
+buildFromPRepr :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM CoreExpr
+buildFromPRepr vect_tc repr_tc _ repr
   = do
-      data_cons' <- mapM vectDataCon data_cons
-      zipWithM_ defDataCon data_cons data_cons'
-      return $ DataTyCon { data_cons = data_cons'
-                         , is_enum   = is_enum
-                         }
-
-vectDataCon :: DataCon -> VM DataCon
-vectDataCon dc
-  | not . null $ dataConExTyVars dc = pprPanic "vectDataCon: existentials" (ppr dc)
-  | not . null $ dataConEqSpec   dc = pprPanic "vectDataCon: eq spec" (ppr dc)
-  | otherwise
+      arg_ty <- mkPReprType res_ty
+      arg <- newLocalVar (fsLit "x") arg_ty
+
+      result <- from_sum (unwrapFamInstScrut repr_tc ty_args (Var arg))
+                         repr
+      return $ Lam arg result
+  where
+    ty_args = mkTyVarTys (tyConTyVars vect_tc)
+    res_ty  = mkTyConApp vect_tc ty_args
+
+    from_sum _ EmptySum
+      = do
+          dummy <- builtin fromVoidVar
+          return $ Var dummy `App` Type res_ty
+
+    from_sum expr (UnarySum r) = from_con expr r
+    from_sum expr (Sum { repr_sum_tc  = sum_tc
+                       , repr_con_tys = tys
+                       , repr_cons    = cons })
+      = do
+          vars  <- newLocalVars (fsLit "x") tys
+          es    <- zipWithM from_con (map Var vars) cons
+          return $ mkWildCase expr (exprType expr) res_ty
+                   [(DataAlt con, [var], e)
+                      | (con, var, e) <- zip3 (tyConDataCons sum_tc) vars es]
+
+    from_con expr (ConRepr con r)
+      = from_prod expr (mkConApp con $ map Type ty_args) r
+
+    from_prod _ con EmptyProd = return con
+    from_prod expr con (UnaryProd r)
+      = do
+          e <- from_comp expr r
+          return $ con `App` e
+     
+    from_prod expr con (Prod { repr_tup_tc   = tup_tc
+                             , repr_comp_tys = tys
+                             , repr_comps    = comps
+                             })
+      = do
+          vars <- newLocalVars (fsLit "y") tys
+          es   <- zipWithM from_comp (map Var vars) comps
+          return $ mkWildCase expr (exprType expr) res_ty
+                   [(DataAlt tup_con, vars, con `mkApps` es)]
+      where
+        [tup_con] = tyConDataCons tup_tc  
+
+    from_comp expr (Keep _ _) = return expr
+    from_comp expr (Wrap ty)
+      = do
+          wrap <- builtin wrapTyCon
+          return $ unwrapNewTypeBody wrap [ty] expr
+
+
+buildToArrPRepr :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM CoreExpr
+buildToArrPRepr vect_tc prepr_tc pdata_tc r
   = do
-      name'    <- cloneName mkVectDataConOcc name
-      tycon'   <- vectTyCon tycon
-      arg_tys  <- mapM vectType rep_arg_tys
-      wrk_name <- cloneName mkDataConWorkerOcc name'
-
-      let ids      = mkDataConIds (panic "vectDataCon: wrapper id")
-                                  wrk_name
-                                  data_con
-          data_con = mkDataCon name'
-                               False           -- not infix
-                               (map (const NotMarkedStrict) arg_tys)
-                               []              -- no labelled fields
-                               univ_tvs
-                               []              -- no existential tvs for now
-                               []              -- no eq spec for now
-                               []              -- no theta
-                               arg_tys
-                               tycon'
-                               []              -- no stupid theta
-                               ids
-      return data_con
+      arg_ty <- mkPDataType el_ty
+      res_ty <- mkPDataType =<< mkPReprType el_ty
+      arg    <- newLocalVar (fsLit "xs") arg_ty
+
+      pdata_co <- mkBuiltinCo pdataTyCon
+      let Just repr_co = tyConFamilyCoercion_maybe prepr_tc
+          co           = mkAppCoercion pdata_co
+                       . mkSymCoercion
+                       $ mkTyConApp repr_co ty_args
+
+          scrut   = unwrapFamInstScrut pdata_tc ty_args (Var arg)
+
+      (vars, result) <- to_sum r
+
+      return . Lam arg
+             $ mkWildCase scrut (mkTyConApp pdata_tc ty_args) res_ty
+               [(DataAlt pdata_dc, vars, mkCoerce co result)]
   where
-    name        = dataConName dc
-    univ_tvs    = dataConUnivTyVars dc
-    rep_arg_tys = dataConRepArgTys dc
-    tycon       = dataConTyCon dc
+    ty_args = mkTyVarTys $ tyConTyVars vect_tc
+    el_ty   = mkTyConApp vect_tc ty_args
+
+    [pdata_dc] = tyConDataCons pdata_tc
+
+
+    to_sum EmptySum = do
+                        pvoid <- builtin pvoidVar
+                        return ([], Var pvoid)
+    to_sum (UnarySum r) = to_con r
+    to_sum (Sum { repr_psum_tc = psum_tc
+                , repr_sel_ty  = sel_ty
+                , repr_con_tys = tys
+                , repr_cons    = cons
+                })
+      = do
+          (vars, exprs) <- mapAndUnzipM to_con cons
+          sel <- newLocalVar (fsLit "sel") sel_ty
+          return (sel : concat vars, mk_result (Var sel) exprs)
+      where
+        [psum_con] = tyConDataCons psum_tc
+        mk_result sel exprs = wrapFamInstBody psum_tc tys
+                            $ mkConApp psum_con
+                            $ map Type tys ++ (sel : exprs)
+
+    to_con (ConRepr _ r) = to_prod r
+
+    to_prod EmptyProd = do
+                          pvoid <- builtin pvoidVar
+                          return ([], Var pvoid)
+    to_prod (UnaryProd r)
+      = do
+          pty  <- mkPDataType (compOrigType r)
+          var  <- newLocalVar (fsLit "x") pty
+          expr <- to_comp (Var var) r
+          return ([var], expr)
+
+    to_prod (Prod { repr_ptup_tc  = ptup_tc
+                  , repr_comp_tys = tys
+                  , repr_comps    = comps })
+      = do
+          ptys <- mapM (mkPDataType . compOrigType) comps
+          vars <- newLocalVars (fsLit "x") ptys
+          es   <- zipWithM to_comp (map Var vars) comps
+          return (vars, mk_result es)
+      where
+        [ptup_con] = tyConDataCons ptup_tc
+        mk_result exprs = wrapFamInstBody ptup_tc tys
+                        $ mkConApp ptup_con
+                        $ map Type tys ++ exprs
+
+    to_comp expr (Keep _ _) = return expr
 
-buildPArrayTyCon :: TyCon -> TyCon -> VM TyCon
-buildPArrayTyCon orig_tc vect_tc = fixV $ \repr_tc ->
+    -- FIXME: this is bound to be wrong!
+    to_comp expr (Wrap ty)
+      = do
+          wrap_tc  <- builtin wrapTyCon
+          (pwrap_tc, _) <- pdataReprTyCon (mkTyConApp wrap_tc [ty])
+          return $ wrapNewTypeBody pwrap_tc [ty] expr
+
+
+buildFromArrPRepr :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM CoreExpr
+buildFromArrPRepr vect_tc prepr_tc pdata_tc r
+  = do
+      arg_ty <- mkPDataType =<< mkPReprType el_ty
+      res_ty <- mkPDataType el_ty
+      arg    <- newLocalVar (fsLit "xs") arg_ty
+
+      pdata_co <- mkBuiltinCo pdataTyCon
+      let Just repr_co = tyConFamilyCoercion_maybe prepr_tc
+          co           = mkAppCoercion pdata_co
+                       $ mkTyConApp repr_co var_tys
+
+          scrut  = mkCoerce co (Var arg)
+
+          mk_result args = wrapFamInstBody pdata_tc var_tys
+                         $ mkConApp pdata_con
+                         $ map Type var_tys ++ args
+
+      (expr, _) <- fixV $ \ ~(_, args) ->
+                     from_sum res_ty (mk_result args) scrut r
+
+      return $ Lam arg expr
+    
+      -- (args, mk) <- from_sum res_ty scrut r
+      
+      -- let result = wrapFamInstBody pdata_tc var_tys
+      --           . mkConApp pdata_dc
+      --           $ map Type var_tys ++ args
+
+      -- return $ Lam arg (mk result)
+  where
+    var_tys = mkTyVarTys $ tyConTyVars vect_tc
+    el_ty   = mkTyConApp vect_tc var_tys
+
+    [pdata_con] = tyConDataCons pdata_tc
+
+    from_sum _ res _ EmptySum = return (res, [])
+    from_sum res_ty res expr (UnarySum r) = from_con res_ty res expr r
+    from_sum res_ty res expr (Sum { repr_psum_tc = psum_tc
+                                  , repr_sel_ty  = sel_ty
+                                  , repr_con_tys = tys
+                                  , repr_cons    = cons })
+      = do
+          sel  <- newLocalVar (fsLit "sel") sel_ty
+          ptys <- mapM mkPDataType tys
+          vars <- newLocalVars (fsLit "xs") ptys
+          (res', args) <- fold from_con res_ty res (map Var vars) cons
+          let scrut = unwrapFamInstScrut psum_tc tys expr
+              body  = mkWildCase scrut (exprType scrut) res_ty
+                      [(DataAlt psum_con, sel : vars, res')]
+          return (body, Var sel : args)
+      where
+        [psum_con] = tyConDataCons psum_tc
+
+
+    from_con res_ty res expr (ConRepr _ r) = from_prod res_ty res expr r
+
+    from_prod _ res _ EmptyProd = return (res, [])
+    from_prod res_ty res expr (UnaryProd r)
+      = from_comp res_ty res expr r
+    from_prod res_ty res expr (Prod { repr_ptup_tc  = ptup_tc
+                                    , repr_comp_tys = tys
+                                    , repr_comps    = comps })
+      = do
+          ptys <- mapM mkPDataType tys
+          vars <- newLocalVars (fsLit "ys") ptys
+          (res', args) <- fold from_comp res_ty res (map Var vars) comps
+          let scrut = unwrapFamInstScrut ptup_tc tys expr
+              body  = mkWildCase scrut (exprType scrut) res_ty
+                      [(DataAlt ptup_con, vars, res')]
+          return (body, args)
+      where
+        [ptup_con] = tyConDataCons ptup_tc
+
+    from_comp _ res expr (Keep _ _) = return (res, [expr])
+    from_comp _ res expr (Wrap ty)
+      = do
+          wrap_tc  <- builtin wrapTyCon
+          (pwrap_tc, _) <- pdataReprTyCon (mkTyConApp wrap_tc [ty])
+          return (res, [unwrapNewTypeBody pwrap_tc [ty]
+                        $ unwrapFamInstScrut pwrap_tc [ty] expr])
+
+    fold f res_ty res exprs rs = foldrM f' (res, []) (zip exprs rs)
+      where
+        f' (expr, r) (res, args) = do
+                                     (res', args') <- f res_ty res expr r
+                                     return (res', args' ++ args)
+
+buildPRDict :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM CoreExpr
+buildPRDict vect_tc prepr_tc _ r
+  = do
+      dict <- sum_dict r
+      pr_co <- mkBuiltinCo prTyCon
+      let co = mkAppCoercion pr_co
+             . mkSymCoercion
+             $ mkTyConApp arg_co ty_args
+      return (mkCoerce co dict)
+  where
+    ty_args = mkTyVarTys (tyConTyVars vect_tc)
+    Just arg_co = tyConFamilyCoercion_maybe prepr_tc
+
+    sum_dict EmptySum = prDFunOfTyCon =<< builtin voidTyCon
+    sum_dict (UnarySum r) = con_dict r
+    sum_dict (Sum { repr_sum_tc  = sum_tc
+                  , repr_con_tys = tys
+                  , repr_cons    = cons
+                  })
+      = do
+          dicts <- mapM con_dict cons
+          dfun  <- prDFunOfTyCon sum_tc
+          return $ dfun `mkTyApps` tys `mkApps` dicts
+
+    con_dict (ConRepr _ r) = prod_dict r
+
+    prod_dict EmptyProd = prDFunOfTyCon =<< builtin voidTyCon
+    prod_dict (UnaryProd r) = comp_dict r
+    prod_dict (Prod { repr_tup_tc   = tup_tc
+                    , repr_comp_tys = tys
+                    , repr_comps    = comps })
+      = do
+          dicts <- mapM comp_dict comps
+          dfun <- prDFunOfTyCon tup_tc
+          return $ dfun `mkTyApps` tys `mkApps` dicts
+
+    comp_dict (Keep _ pr) = return pr
+    comp_dict (Wrap ty)   = wrapPR ty
+
+
+buildPDataTyCon :: TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM TyCon
+buildPDataTyCon orig_tc vect_tc repr = fixV $ \repr_tc ->
   do
-    name'  <- cloneName mkPArrayTyConOcc orig_name
-    parent <- buildPArrayParentInfo orig_name vect_tc repr_tc
-    rhs    <- buildPArrayTyConRhs orig_name vect_tc repr_tc
-
-    return $ mkAlgTyCon name'
-                        kind
-                        tyvars
-                        []              -- no stupid theta
-                        rhs
-                        []              -- no selector ids
-                        parent
-                        rec_flag        -- FIXME: is this ok?
-                        False           -- FIXME: no generics
-                        False           -- not GADT syntax
+    name' <- cloneName mkPDataTyConOcc orig_name
+    rhs   <- buildPDataTyConRhs orig_name vect_tc repr_tc repr
+    pdata <- builtin pdataTyCon
+
+    liftDs $ buildAlgTyCon name'
+                           tyvars
+                           []          -- no stupid theta
+                           rhs
+                           rec_flag    -- FIXME: is this ok?
+                           False       -- FIXME: no generics
+                           False       -- not GADT syntax
+                           (Just $ mk_fam_inst pdata vect_tc)
   where
     orig_name = tyConName orig_tc
-    name   = tyConName vect_tc
-    kind   = tyConKind vect_tc
     tyvars = tyConTyVars vect_tc
     rec_flag = boolToRecFlag (isRecursiveTyCon vect_tc)
-    
 
-buildPArrayParentInfo :: Name -> TyCon -> TyCon -> VM TyConParent
-buildPArrayParentInfo orig_name vect_tc repr_tc
-  = do
-      parray_tc <- builtin parrayTyCon
-      co_name <- cloneName mkInstTyCoOcc (tyConName repr_tc)
 
-      let inst_tys = [mkTyConApp vect_tc (map mkTyVarTy tyvars)]
+buildPDataTyConRhs :: Name -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM AlgTyConRhs
+buildPDataTyConRhs orig_name vect_tc repr_tc repr
+  = do
+      data_con <- buildPDataDataCon orig_name vect_tc repr_tc repr
+      return $ DataTyCon { data_cons = [data_con], is_enum = False }
 
-      return . FamilyTyCon parray_tc inst_tys
-             $ mkFamInstCoercion co_name
-                                 tyvars
-                                 parray_tc
-                                 inst_tys
-                                 repr_tc
+buildPDataDataCon :: Name -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM DataCon
+buildPDataDataCon orig_name vect_tc repr_tc repr
+  = do
+      dc_name  <- cloneName mkPDataDataConOcc orig_name
+      comp_tys <- sum_tys repr
+
+      liftDs $ buildDataCon dc_name
+                            False                  -- not infix
+                            (map (const HsNoBang) comp_tys)
+                            []                     -- no field labels
+                            tvs
+                            []                     -- no existentials
+                            []                     -- no eq spec
+                            []                     -- no context
+                            comp_tys
+                           (mkFamilyTyConApp repr_tc (mkTyVarTys tvs))
+                            repr_tc
   where
-    tyvars = tyConTyVars vect_tc
+    tvs   = tyConTyVars vect_tc
+
+    sum_tys EmptySum = return []
+    sum_tys (UnarySum r) = con_tys r
+    sum_tys (Sum { repr_sel_ty = sel_ty
+                 , repr_cons   = cons })
+      = liftM (sel_ty :) (concatMapM con_tys cons)
+
+    con_tys (ConRepr _ r) = prod_tys r
+
+    prod_tys EmptyProd = return []
+    prod_tys (UnaryProd r) = liftM singleton (comp_ty r)
+    prod_tys (Prod { repr_comps = comps }) = mapM comp_ty comps
+
+    comp_ty r = mkPDataType (compOrigType r)
+
 
-buildPArrayTyConRhs :: Name -> TyCon -> TyCon -> VM AlgTyConRhs
-buildPArrayTyConRhs orig_name vect_tc repr_tc
+buildTyConBindings :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> TyCon -> SumRepr 
+                   -> VM Var
+buildTyConBindings orig_tc vect_tc prepr_tc pdata_tc repr
   = do
-      data_con <- buildPArrayDataCon orig_name vect_tc repr_tc
-      return $ DataTyCon { data_cons = [data_con], is_enum = False }
+      vectDataConWorkers orig_tc vect_tc pdata_tc
+      buildPADict vect_tc prepr_tc pdata_tc repr
 
-buildPArrayDataCon :: Name -> TyCon -> TyCon -> VM DataCon
-buildPArrayDataCon orig_name vect_tc repr_tc
+vectDataConWorkers :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> VM ()
+vectDataConWorkers orig_tc vect_tc arr_tc
   = do
-      dc_name  <- cloneName mkPArrayDataConOcc orig_name
-      shape_ty <- mkPArrayType intTy   -- FIXME: we want to unbox this!
-      repr_tys <- mapM mkPArrayType types
-      wrk_name <- cloneName mkDataConWorkerOcc  dc_name
-      wrp_name <- cloneName mkDataConWrapperOcc dc_name
-
-      let ids      = mkDataConIds wrp_name wrk_name data_con
-          data_con = mkDataCon dc_name
-                               False
-                               (MarkedStrict : map (const NotMarkedStrict) repr_tys)
-                               []
-                               (tyConTyVars vect_tc)
-                               []
-                               []
-                               []
-                               (shape_ty : repr_tys)
-                               repr_tc
-                               []
-                               ids
-
-      return data_con
-  where
-    types = [ty | dc <- tyConDataCons vect_tc
-                , ty <- dataConRepArgTys dc]
-
--- | Split the given tycons into two sets depending on whether they have to be
--- converted (first list) or not (second list). The first argument contains
--- information about the conversion status of external tycons:
--- 
---   * tycons which have converted versions are mapped to True
---   * tycons which are not changed by vectorisation are mapped to False
---   * tycons which can't be converted are not elements of the map
---
-classifyTyCons :: UniqFM Bool -> [TyConGroup] -> ([TyCon], [TyCon])
-classifyTyCons = classify [] []
+      bs <- sequence
+          . zipWith3 def_worker  (tyConDataCons orig_tc) rep_tys
+          $ zipWith4 mk_data_con (tyConDataCons vect_tc)
+                                 rep_tys
+                                 (inits rep_tys)
+                                 (tail $ tails rep_tys)
+      mapM_ (uncurry hoistBinding) bs
   where
-    classify conv keep cs [] = (conv, keep)
-    classify conv keep cs ((tcs, ds) : rs)
-      | can_convert && must_convert
-        = classify (tcs ++ conv) keep (cs `addListToUFM` [(tc,True) | tc <- tcs]) rs
-      | can_convert
-        = classify conv (tcs ++ keep) (cs `addListToUFM` [(tc,False) | tc <- tcs]) rs
-      | otherwise
-        = classify conv keep cs rs
+    tyvars   = tyConTyVars vect_tc
+    var_tys  = mkTyVarTys tyvars
+    ty_args  = map Type var_tys
+    res_ty   = mkTyConApp vect_tc var_tys
+
+    cons     = tyConDataCons vect_tc
+    arity    = length cons
+    [arr_dc] = tyConDataCons arr_tc
+
+    rep_tys  = map dataConRepArgTys $ tyConDataCons vect_tc
+
+
+    mk_data_con con tys pre post
+      = liftM2 (,) (vect_data_con con)
+                   (lift_data_con tys pre post (mkDataConTag con))
+
+    sel_replicate len tag
+      | arity > 1 = do
+                      rep <- builtin (selReplicate arity)
+                      return [rep `mkApps` [len, tag]]
+
+      | otherwise = return []
+
+    vect_data_con con = return $ mkConApp con ty_args
+    lift_data_con tys pre_tys post_tys tag
+      = do
+          len  <- builtin liftingContext
+          args <- mapM (newLocalVar (fsLit "xs"))
+                  =<< mapM mkPDataType tys
+
+          sel  <- sel_replicate (Var len) tag
+
+          pre   <- mapM emptyPD (concat pre_tys)
+          post  <- mapM emptyPD (concat post_tys)
+
+          return . mkLams (len : args)
+                 . wrapFamInstBody arr_tc var_tys
+                 . mkConApp arr_dc
+                 $ ty_args ++ sel ++ pre ++ map Var args ++ post
+
+    def_worker data_con arg_tys mk_body
+      = do
+          arity <- polyArity tyvars
+          body <- closedV
+                . inBind orig_worker
+                . polyAbstract tyvars $ \args ->
+                  liftM (mkLams (tyvars ++ args) . vectorised)
+                $ buildClosures tyvars [] arg_tys res_ty mk_body
+
+          raw_worker <- cloneId mkVectOcc orig_worker (exprType body)
+          let vect_worker = raw_worker `setIdUnfolding`
+                              mkInlineRule body (Just arity)
+          defGlobalVar orig_worker vect_worker
+          return (vect_worker, body)
       where
-        refs = ds `delListFromUniqSet` tcs
+        orig_worker = dataConWorkId data_con
 
-        can_convert  = isNullUFM (refs `minusUFM` cs) && all convertable tcs
-        must_convert = foldUFM (||) False (intersectUFM_C const cs refs)
+buildPADict :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM Var
+buildPADict vect_tc prepr_tc arr_tc repr
+  = polyAbstract tvs $ \args ->
+    do
+      method_ids <- mapM (method args) paMethods
 
-        convertable tc = isDataTyCon tc && all isVanillaDataCon (tyConDataCons tc)
-    
--- | Compute mutually recursive groups of tycons in topological order
---
-tyConGroups :: [TyCon] -> [TyConGroup]
-tyConGroups tcs = map mk_grp (stronglyConnComp edges)
-  where
-    edges = [((tc, ds), tc, uniqSetToList ds) | tc <- tcs
-                                , let ds = tyConsOfTyCon tc]
+      pa_tc  <- builtin paTyCon
+      pa_dc  <- builtin paDataCon
+      let dict = mkLams (tvs ++ args)
+               $ mkConApp pa_dc
+               $ Type inst_ty : map (method_call args) method_ids
 
-    mk_grp (AcyclicSCC (tc, ds)) = ([tc], ds)
-    mk_grp (CyclicSCC els)       = (tcs, unionManyUniqSets dss)
-      where
-        (tcs, dss) = unzip els
+          dfun_ty = mkForAllTys tvs
+                  $ mkFunTys (map varType args) (mkTyConApp pa_tc [inst_ty])
 
-tyConsOfTyCon :: TyCon -> UniqSet TyCon
-tyConsOfTyCon 
-  = tyConsOfTypes . concatMap dataConRepArgTys . tyConDataCons
+      raw_dfun <- newExportedVar dfun_name dfun_ty
+      let dfun = raw_dfun `setIdUnfolding` mkDFunUnfolding dfun_ty (map Var method_ids)
+                          `setInlinePragma` dfunInlinePragma
 
-tyConsOfType :: Type -> UniqSet TyCon
-tyConsOfType ty
-  | Just ty' <- coreView ty    = tyConsOfType ty'
-tyConsOfType (TyVarTy v)       = emptyUniqSet
-tyConsOfType (TyConApp tc tys) = extend (tyConsOfTypes tys)
+      hoistBinding dfun dict
+      return dfun
   where
-    extend | isUnLiftedTyCon tc
-           || isTupleTyCon   tc = id
+    tvs = tyConTyVars vect_tc
+    arg_tys = mkTyVarTys tvs
+    inst_ty = mkTyConApp vect_tc arg_tys
+
+    dfun_name = mkPADFunOcc (getOccName vect_tc)
+
+    method args (name, build)
+      = localV
+      $ do
+          expr <- build vect_tc prepr_tc arr_tc repr
+          let body = mkLams (tvs ++ args) expr
+          raw_var <- newExportedVar (method_name name) (exprType body)
+          let var = raw_var
+                      `setIdUnfolding` mkInlineRule body (Just (length args))
+                      `setInlinePragma` alwaysInlinePragma
+          hoistBinding var body
+          return var
+
+    method_call args id = mkApps (Var id) (map Type arg_tys ++ map Var args)
+
+    method_name name = mkVarOcc $ occNameString dfun_name ++ ('$' : name)
 
-           | otherwise          = (`addOneToUniqSet` tc)
 
-tyConsOfType (AppTy a b)       = tyConsOfType a `unionUniqSets` tyConsOfType b
-tyConsOfType (FunTy a b)       = (tyConsOfType a `unionUniqSets` tyConsOfType b)
-                                 `addOneToUniqSet` funTyCon
-tyConsOfType (ForAllTy _ ty)   = tyConsOfType ty
-tyConsOfType other             = pprPanic "ClosureConv.tyConsOfType" $ ppr other
+paMethods :: [(String, TyCon -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM CoreExpr)]
+paMethods = [("dictPRepr",    buildPRDict),
+             ("toPRepr",      buildToPRepr),
+             ("fromPRepr",    buildFromPRepr),
+             ("toArrPRepr",   buildToArrPRepr),
+             ("fromArrPRepr", buildFromArrPRepr)]
 
-tyConsOfTypes :: [Type] -> UniqSet TyCon
-tyConsOfTypes = unionManyUniqSets . map tyConsOfType