update to use Control.GArrow instead of GHC.HetMet.GArrow
[coq-hetmet.git] / examples / GArrowTikZ.hs
index 9961830..66b5295 100644 (file)
@@ -18,7 +18,7 @@ import System.Process
 import Prelude hiding ( id, (.), lookup )
 import Control.Category
 import Control.Monad.State
-import GHC.HetMet.GArrow
+import Control.GArrow
 import Data.List hiding (lookup, insert)
 import Data.Map hiding (map, (!))
 import Data.Maybe (catMaybes)
@@ -70,6 +70,28 @@ lowermost (TU x)    = x
 lowermost (TT x y) = lowermost y
 
 
+class ToDiagram g where
+  toDiagram :: GArrowPortShape g () x y -> ConstraintM Diagram
+
+instance (Detect m, ToDiagram m) => ToDiagram (GArrowSkeleton m) where
+  toDiagram s = mkdiag s
+
+data Opaque x y where
+  MkOpaque :: String -> DetectM (GArrowPortShape Opaque UVar x y) -> Opaque x y
+
+instance Detect Opaque where
+  detect' (MkOpaque _ dm) = dm
+
+instance ToDiagram Opaque where
+  toDiagram (GASPortPassthrough  inp outp (MkOpaque s _)) =
+    do { (top,    x   ,bot) <- alloc inp
+       ; (_,      y   ,_)   <- alloc outp
+       --; constrainEq x y
+       ; simpleDiag   s top x y bot [] }
+  toDiagram q = mkdiag q
+
+--    do (top,    x   ,bot) <- alloc inp
+--       simpleDiag' s top x x bot        [(x,x)]  "gray!50"
 
 
 ------------------------------------------------------------------------------
@@ -78,25 +100,29 @@ lowermost (TT x y) = lowermost y
 -- | A Diagram is the visual representation of a GArrowSkeleton
 data Diagram
   = DiagramComp      Diagram Diagram
-  | DiagramBox       TrackIdentifier Tracks BoxRenderer Tracks TrackIdentifier
+  | DiagramBox       Float TrackIdentifier Tracks BoxRenderer Tracks TrackIdentifier
   | DiagramBypassTop Tracks Diagram
   | DiagramBypassBot        Diagram Tracks
-  -- | DiagramLoopTop   Tracks Diagram
-  -- | DiagramLoopBot          Diagram Tracks
+  | DiagramLoopTop   Tracks Diagram
+  | DiagramLoopBot          Diagram Tracks
 
 -- | get the output tracks of a diagram
 getOut :: Diagram -> Tracks
 getOut (DiagramComp f g)                     = getOut g
-getOut (DiagramBox ptop pin q pout pbot)     = pout
+getOut (DiagramBox wid ptop pin q pout pbot)     = pout
 getOut (DiagramBypassTop p f)                = TT p (getOut f)
 getOut (DiagramBypassBot f p)                = TT (getOut f) p
+getOut (DiagramLoopTop t d)                  = case getOut d of { TT z y -> y ; _ -> error "DiagramLoopTop: mismatch" }
+getOut (DiagramLoopBot d t)                  = case getOut d of { TT y z -> y ; _ -> error "DiagramLoopBot: mismatch" }
 
 -- | get the input tracks of a diagram
 getIn :: Diagram -> Tracks
 getIn (DiagramComp f g)                      = getIn f
-getIn (DiagramBox ptop pin q pout pbot)      = pin
+getIn (DiagramBox wid ptop pin q pout pbot)      = pin
 getIn (DiagramBypassTop p f)                 = TT p (getIn f)
 getIn (DiagramBypassBot f p)                 = TT (getIn f) p
+getIn (DiagramLoopTop t d)                   = case getIn d of { TT z x -> x ; _ -> error "DiagramLoopTop: mismatch" }
+getIn (DiagramLoopBot d t)                   = case getIn d of { TT x z -> x ; _ -> error "DiagramLoopBot: mismatch" }
 
 -- | A BoxRenderer is just a routine that, given the dimensions of a
 -- boxes-and-wires box element, knows how to spit out a bunch of TikZ
@@ -108,8 +134,8 @@ type BoxRenderer =
     Float          ->  -- x2
     Float          ->  -- y2
     String             -- TikZ code
-
-
+noRender :: BoxRenderer
+noRender _ _ _ _ _ = ""
 
 
 
@@ -167,12 +193,11 @@ alloc1 = do { (t,c) <- get
             ; return (T t)
             }
 
-
-mkdiag :: GArrowPortShape m () a b -> ConstraintM Diagram
-mkdiag (GASPortPassthrough  inp outp m) = error "not supported"
+mkdiag :: ToDiagram m => GArrowPortShape m () a b -> ConstraintM Diagram
+mkdiag (GASPortPassthrough  inp outp m) = toDiagram (GASPortPassthrough  inp outp m)
 mkdiag (GASPortShapeWrapper inp outp x) = mkdiag' x
  where
- mkdiag' :: GArrowSkeleton (GArrowPortShape m ()) a b -> ConstraintM Diagram
+ mkdiag' :: ToDiagram m => GArrowSkeleton (GArrowPortShape m ()) a b -> ConstraintM Diagram
  
  mkdiag' (GAS_comp f g) = do { f' <- mkdiag' f; g' <- mkdiag' g
                              ; constrainEq (getOut f') (getIn g') ; return $ DiagramComp f' g' }
@@ -180,28 +205,31 @@ mkdiag (GASPortShapeWrapper inp outp x) = mkdiag' x
                              ; return $ DiagramBypassBot f' x  }
  mkdiag' (GAS_second f) = do { (top,(TT x _),bot) <- alloc inp; f' <- mkdiag' f ; constrainTop (lowermost x) 1 f'
                              ; return $ DiagramBypassTop x f'  }
- mkdiag' (GAS_id      ) = do { (top,    x   ,bot) <- alloc inp ; simpleDiag        "id" top x x bot        [(x,x)]      }
+ mkdiag' (GAS_id      ) = do { (top,    x   ,bot) <- alloc inp ; simpleDiag'        "id" top x x bot        [(x,x)]  "gray!50"    }
  mkdiag' GAS_cancell    = do { (top,(TT x y),bot) <- alloc inp
                              ; let r tp x1 y1 x2 y2 = drawBox x1 y1 x2 y2 "gray!50" "cancell" ++
                                                       drawWires tp x1 y x2 y "black" ++
-                                                      drawLine  x1 (tp!lowermost x)  ((x1+x2)/2) (tp!uppermost y) "black" "dashed"
-                             ; return $ DiagramBox top (TT x y) r y bot  }
+                                                      drawLine  x1 (tp!lowermost x)  ((x1+x2)/2) (tp!uppermost y) "gray!50" "dashed"
+                             ; return $ DiagramBox 2 top (TT x y) r y bot  }
  mkdiag' GAS_cancelr    = do { (top,(TT x y),bot) <- alloc inp
                              ; let r tp x1 y1 x2 y2 = drawBox x1 y1 x2 y2 "gray!50" "cancelr" ++
                                                       drawWires tp x1 x x2 x "black" ++
-                                                      drawLine  x1 (tp!uppermost y) ((x1+x2)/2) (tp!lowermost x) "black" "dashed"
-                             ; return $ DiagramBox top (TT x y) r x bot  }
+                                                      drawLine  x1 (tp!uppermost y) ((x1+x2)/2) (tp!lowermost x) "gray!50" "dashed"
+                             ; return $ DiagramBox 2 top (TT x y) r x bot  }
  mkdiag' GAS_uncancell  = do { (top,(TT x y),bot) <- alloc outp
                              ; let r tp x1 y1 x2 y2 = drawBox x1 y1 x2 y2 "gray!50" "uncancell" ++
                                                       drawWires tp x1 y x2 y "black" ++
-                                                      drawLine  ((x1+x2)/2) (tp!uppermost y) x2 (tp!lowermost x) "black" "dashed"
-                             ; return $ DiagramBox top y r (TT x y) bot  }
+                                                      drawLine  ((x1+x2)/2) (tp!uppermost y) x2 (tp!lowermost x) "gray!50" "dashed"
+                             ; return $ DiagramBox 2 top y r (TT x y) bot  }
  mkdiag' GAS_uncancelr  = do { (top,(TT x y),bot) <- alloc outp
                              ; let r tp x1 y1 x2 y2 = drawBox x1 y1 x2 y2 "gray!50" "uncancelr" ++
                                                       drawWires tp x1 x x2 x "black" ++
-                                                      drawLine  ((x1+x2)/2) (tp!lowermost x) x2 (tp!uppermost y) "black" "dashed"
-                             ; return $ DiagramBox top x r (TT x y) bot  }
- mkdiag' GAS_drop       = do { (top,    x   ,bot) <- alloc inp ; simpleDiag      "drop" top x x bot [] }
+                                                      drawLine  ((x1+x2)/2) (tp!lowermost x) x2 (tp!uppermost y) "gray!50" "dashed"
+                             ; return $ DiagramBox 2 top x r (TT x y) bot  }
+ mkdiag' GAS_drop       = do { (top,    x   ,bot) <- alloc inp
+                             ; (_,      y   ,_)   <- alloc outp
+                             ; constrainEq x y
+                             ; simpleDiag   "drop" top x y bot [] }
  mkdiag' (GAS_const i)  = do { (top,    x   ,bot) <- alloc inp
                              ; (_,      y   ,_)   <- alloc outp
                              ; constrainEq x y
@@ -213,7 +241,7 @@ mkdiag (GASPortShapeWrapper inp outp x) = mkdiag' x
                                                       drawWires tp x1 x ((x1+x2)/2) x "black" ++
                                                       drawWires tp ((x1+x2)/2) x x2 y "black" ++
                                                       drawWires tp ((x1+x2)/2) x x2 z "black"
-                             ; return $ DiagramBox top x r (TT y z) bot
+                             ; return $ DiagramBox 2 top x r (TT y z) bot
                              }
  mkdiag' GAS_merge      = do { (top,(TT x y),bot) <- alloc inp 
                              ; simpleDiag     "times" top (TT x y) x bot [] }
@@ -241,7 +269,9 @@ mkdiag (GASPortShapeWrapper inp outp x) = mkdiag' x
                     drawWires tp x1 x x2 x "black" ++
                     drawWires tp x1 y x2 y "black" ++
                     drawWires tp x1 z x2 z "black"
-        ; return $ DiagramBox top (TT (TT x y) z) r (TT x (TT y z)) bot
+        ; let pin = (TT (TT x y) z)
+        ; let pout = (TT x (TT y z))
+        ; return $ if draw_assoc then DiagramBox 2 top pin r pout bot else DiagramBox 0 top pin noRender pout bot
         }
  mkdiag' GAS_unassoc    =
      do { (top,(TT x (TT y z)),bot) <- alloc inp
@@ -262,55 +292,92 @@ mkdiag (GASPortShapeWrapper inp outp x) = mkdiag' x
                     drawWires tp x1 x x2 x "black" ++
                     drawWires tp x1 y x2 y "black" ++
                     drawWires tp x1 z x2 z "black"
-        ; return $ DiagramBox top (TT x (TT y z)) r (TT (TT x y) z) bot
+        ; let pin = (TT x (TT y z))
+        ; let pout = (TT (TT x y) z)
+        ; return $ if draw_assoc then DiagramBox 2 top pin r pout bot else DiagramBox 0 top pin noRender pout bot
         }
- mkdiag' (GAS_loopl f)  = error "not implemented"
- mkdiag' (GAS_loopr f)  = error "not implemented"
+ mkdiag' (GAS_loopl  f) = do { f' <- mkdiag' f
+                             ; l <- allocLoop (case (getIn f') of (TT z _) -> z ; _ -> error "GAS_loopl: mismatch")
+                             ; constrainTop (lowermost l) loopgap f'
+                             ; return $ DiagramLoopTop l f'  }
+ mkdiag' (GAS_loopr  f) = do { f' <- mkdiag' f
+                             ; l <- allocLoop (case (getIn f') of (TT _ z) -> z ; _ -> error "GAS_loopr: mismatch")
+                             ; constrainBot f' loopgap (uppermost l)
+                             ; return $ DiagramLoopBot f' l  }
  mkdiag' (GAS_misc f )  = mkdiag f
 
- diagramBox :: TrackIdentifier -> Tracks -> BoxRenderer -> Tracks -> TrackIdentifier -> ConstraintM Diagram
- diagramBox ptop pin r pout pbot = do { constrain ptop LT (uppermost pin)  (-1)
+diagramBox :: TrackIdentifier -> Tracks -> BoxRenderer -> Tracks -> TrackIdentifier -> ConstraintM Diagram
+diagramBox ptop pin r pout pbot = do { constrain ptop LT (uppermost pin)  (-1)
                                       ; constrain pbot GT (lowermost pin)  1
                                       ; constrain ptop LT (uppermost pout) (-1)
                                       ; constrain pbot GT (lowermost pout) 1
                                       ; constrain ptop LT pbot (-1)
-                                      ; return $ DiagramBox ptop pin r pout pbot
+                                      ; return $ DiagramBox 2 ptop pin r pout pbot
                                       }
- simpleDiag  text ptop pin pout pbot conn = simpleDiag' text ptop pin pout pbot conn "black"
- simpleDiag' text ptop pin pout pbot conn color = diagramBox ptop pin defren pout pbot
+simpleDiag  text ptop pin pout pbot conn = simpleDiag' text ptop pin pout pbot conn "black"
+simpleDiag' text ptop pin pout pbot conn color = diagramBox ptop pin defren pout pbot
   where
    defren tp x1 y1 x2 y2 = drawBox x1 y1 x2 y2 color text ++
                            concat (map (\(x,y) -> drawWires tp x1 x x2 y "black") conn)
    --    ++ wires (x-1) p1  x    "green"
    --    ++ wires  (x+w) p2 (x+w+1) "red"
 
+draw_assoc = False
+draw_first_second = False
+--draw_assoc = True
+--draw_first_second = True
+
 -- constrain that Ports is at least Int units above the topmost portion of Diagram
 constrainTop :: TrackIdentifier -> Float -> Diagram -> ConstraintM ()
 constrainTop v i (DiagramComp d1 d2)                  = do { constrainTop v i d1 ; constrainTop v i d2 ; return () }
 constrainTop v i (DiagramBypassTop p d)               = constrain v LT (uppermost p) (-1 * i)
 constrainTop v i (DiagramBypassBot d p)               = constrainTop v (i+1) d
-constrainTop v i (DiagramBox ptop pin r pout pbot)    = constrain v LT ptop (-1 * i)
+constrainTop v i (DiagramBox wid ptop pin r pout pbot)    = constrain v LT ptop (-1 * i)
+constrainTop v i (DiagramLoopTop p d)                 = constrain v LT (uppermost p) (-1 * i)
+constrainTop v i (DiagramLoopBot d p)                 = constrainTop v (i+1) d
 
 -- constrain that Ports is at least Int units below the bottommost portion of Diagram
 constrainBot :: Diagram -> Float -> TrackIdentifier -> ConstraintM ()
 constrainBot (DiagramComp d1 d2)                  i v = do { constrainBot d1 i v ; constrainBot d2 i v ; return () }
 constrainBot (DiagramBypassTop p d)               i v = constrainBot d (i+1) v
 constrainBot (DiagramBypassBot d p)               i v = constrain v GT (lowermost p) 2
-constrainBot (DiagramBox ptop pin r pout pbot)    i v = constrain v GT pbot i
+constrainBot (DiagramBox wid ptop pin r pout pbot)    i v = constrain v GT pbot i
+constrainBot (DiagramLoopTop p d)                 i v = constrainBot d (i+1) v
+constrainBot (DiagramLoopBot d p)                 i v = constrain v GT (lowermost p) 2
 
 -- | The width of a box is easy to calculate
-width :: Diagram -> Float
-width (DiagramComp d1 d2)               = (width d1) + 1 + (width d2)
-width (DiagramBox ptop pin x pout pbot) = 2
-width (DiagramBypassTop p d)            = (width d) + 2
-width (DiagramBypassBot d p)            = (width d) + 2
+width :: TrackPositions -> Diagram -> Float
+width m (DiagramComp d1 d2)               = (width m d1) + 1 + (width m d2)
+width m (DiagramBox wid ptop pin x pout pbot) = wid
+width m (DiagramBypassTop p d)            = (width m d) + (if draw_first_second then 2 else 0)
+width m (DiagramBypassBot d p)            = (width m d) + (if draw_first_second then 2 else 0)
+width m (DiagramLoopTop p d)              = (width m d) + 2 + 2 * (loopgap + (m ! lowermost p) - (m ! uppermost p))
+width m (DiagramLoopBot d p)              = (width m d) + 2 + 2 * (loopgap + (m ! lowermost p) - (m ! uppermost p))
 
 drawWires :: TrackPositions -> Float -> Tracks -> Float -> Tracks -> String -> String
 drawWires tp x1 (TT a b) x2 (TT a' b') color = drawWires tp x1 a x2 a' color ++ drawWires tp x1 b x2 b' color
-drawWires tp x1 (T a)    x2 (T a')     color = drawLine x1 (tp!a) x2 (tp!a') color "-"
-drawWires tp x1 (TU a)   x2 (TU a')    color = drawLine x1 (tp!a) x2 (tp!a') color "dashed"
+drawWires tp x1 (T a)    x2 (T a')     color = drawLine x1 (tp!a) x2 (tp!a') color     "-"
+drawWires tp x1 (TU a)   x2 (TU a')    color = drawLine x1 (tp!a) x2 (tp!a') "gray!50" "dashed"
 drawWires tp _ _ _ _ _                       = error "drawwires fail"
 
+wirecos :: TrackPositions -> Tracks -> [(Float,Bool)]
+wirecos tp (TT a b) = wirecos tp a ++ wirecos tp b
+wirecos tp (T  a)   = [(tp!a,True)]
+wirecos tp (TU a)   = [(tp!a,False)]
+
+wire90 :: Float -> Float -> (Float,Float,Bool) -> String
+wire90 x y (y1,y2,b) = drawLine' [(x,y1),(x',y1),(x',y2),(x,y2)] color (style++",rounded corners")
+ where
+  color = if b then "black" else "gray!50"
+  style = if b then "-" else "dashed"
+  x'    = x - (y - y1) - loopgap
+
+wire90' x y (y1,y2,b) = drawLine' [(x,y1),(x',y1),(x',y2),(x,y2)] color (style++",rounded corners")
+ where
+  color = if b then "black" else "gray!50"
+  style = if b then "-" else "dashed"
+  x'    = x + (y - y1) + loopgap
+
 tikZ :: TrackPositions ->
         Diagram ->
         Float ->                -- horizontal position
@@ -318,43 +385,70 @@ tikZ :: TrackPositions ->
 tikZ m = tikZ'
  where
   tikZ'  d@(DiagramComp d1 d2)    x = tikZ' d1 x
-                                      ++ wires' (x+width d1) (getOut d1) (x+width d1+0.5) "black" "->"
-                                      ++ wires' (x+width d1+0.5) (getOut d1) (x+width d1+1) "black" "-"
-                                      ++ tikZ' d2 (x + width d1 + 1)
-  tikZ' d'@(DiagramBypassTop p d) x = let top = getTop d' in
+                                      ++ wires' (x+width m d1) (getOut d1) (x+width m d1+0.5) "black" "->"
+                                      ++ wires' (x+width m d1+0.5) (getOut d1) (x+width m d1+1) "black" "-"
+                                      ++ tikZ' d2 (x + width m d1 + 1)
+  tikZ' d'@(DiagramBypassTop p d) x = if not draw_first_second
+                                      then drawWires m x p (x+width m d) p "black" ++ tikZ' d x
+                                      else
+                                      let top = getTop d' in
                                       let bot = getBot d' in
-                                      drawBox  x top (x+width d') bot "gray!50" "second"
+                                      drawBox  x top (x+width m d') bot "gray!50" "second"
                                       ++ drawWires m x (getIn d) (x+1) (getIn d) "black"
                                       ++ tikZ' d (x+1)
-                                      ++ drawWires m (x+1+width d) (getOut d) (x+1+width d+1) (getOut d) "black"
-                                      ++ drawWires m x p (x+1+width d+1) p "black"
-  tikZ' d'@(DiagramBypassBot d p) x = let top = getTop d' in
+                                      ++ drawWires m (x+1+width m d) (getOut d) (x+1+width m d+1) (getOut d) "black"
+                                      ++ drawWires m x p (x+1+width m d+1) p "black"
+  tikZ' d'@(DiagramBypassBot d p) x = if not draw_first_second
+                                      then drawWires m x p (x+width m d) p "black" ++ tikZ' d x
+                                      else
+                                      let top = getTop d' in
                                       let bot = getBot d' in
-                                      drawBox  x top (x+width d') bot "gray!50" "first"
+                                      drawBox  x top (x+width m d') bot "gray!50" "first"
                                       ++ drawWires m x (getIn d) (x+1) (getIn d) "black"
                                       ++ tikZ' d (x+1)
-                                      ++ drawWires m (x+1+width d) (getOut d) (x+1+width d+1) (getOut d) "black"
-                                      ++ drawWires m x p (x+1+width d+1) p "black"
-  tikZ' d@(DiagramBox ptop pin r pout pbot) x = r m x (m ! ptop) (x + width d) (m ! pbot)
+                                      ++ drawWires m (x+1+width m d) (getOut d) (x+1+width m d+1) (getOut d) "black"
+                                      ++ drawWires m x p (x+1+width m d+1) p "black"
+  tikZ' d'@(DiagramLoopTop p d) x   = let top = getTop d' in
+                                      let bot = getBot d' in
+                                      let gap = loopgap + (m ! lowermost p) - (m ! uppermost p) in
+                                      drawBox  x top (x+width m d') bot "gray!50" "loopl"
+                                      ++ tikZ' d (x+1+gap)
+                                      ++ drawWires m (x+1+gap) p (x+1+gap+width m d) p "black"
+                                      ++ let p'   = case getIn d of TT z _ -> z ; _ -> error "DiagramLoopTop: mismatch"
+                                             pzip = map (\((y,b),(y',_)) -> (y,y',b)) $ zip (wirecos m p) (reverse $ wirecos m p')
+                                         in  concatMap (wire90  (x+1+gap) (m ! lowermost p)) pzip
+                                      ++ let p'   = case getOut d of TT z _ -> z ; _ -> error "DiagramLoopTop: mismatch"
+                                             pzip = map (\((y,b),(y',_)) -> (y,y',b)) $ zip (wirecos m p) (reverse $ wirecos m p')
+                                         in  concatMap (wire90' (x+1+gap+width m d) (m ! lowermost p)) pzip
+                                      ++ let rest = case getIn d of TT _ z -> z ; _ -> error "DiagramLoopTop: mismatch"
+                                         in  drawWires m x rest (x+1+gap) rest "black"
+                                      ++ let rest = case getOut d of TT _ z -> z ; _ -> error "DiagramLoopTop: mismatch"
+                                         in  drawWires m (x+1+gap+width m d) rest (x+width m d') rest "black"
+  tikZ' d'@(DiagramLoopBot d p) x_  = error "not implemented"
+  tikZ' d@(DiagramBox wid ptop pin r pout pbot) x = r m x (m ! ptop) (x + width m d) (m ! pbot)
 
   wires x1 t x2 c = wires' x1 t x2 c "-"
 
   wires' :: Float -> Tracks -> Float -> String -> String -> String
   wires' x1 (TT x y) x2 color st = wires' x1 x x2 color st ++ wires' x1 y x2 color st
   wires' x1 (T v)    x2 color st = drawLine x1 (m ! v) x2 (m ! v) color st -- ++ textc ((x1+x2) / 2) (m!v) (show v) "purple"
-  wires' x1 (TU v)   x2 color st = drawLine x1 (m ! v) x2 (m ! v) color "dashed"
+  wires' x1 (TU v)   x2 color st = drawLine x1 (m ! v) x2 (m ! v) "gray!50" "dashed"
 
   getTop :: Diagram -> Float
   getTop (DiagramComp d1 d2)        = min (getTop d1) (getTop d2)
-  getTop (DiagramBox ptop _ _ _ _)  = m ! ptop
+  getTop (DiagramBox wid ptop _ _ _ _)  = m ! ptop
   getTop (DiagramBypassTop p d)     = (m ! uppermost p) - 1
   getTop (DiagramBypassBot d p)     = getTop d - 1
+  getTop (DiagramLoopTop p d)       = (m ! uppermost p) - 1
+  getTop (DiagramLoopBot d p)       = getTop d - 1
 
   getBot :: Diagram -> Float
   getBot (DiagramComp d1 d2)        = max (getBot d1) (getBot d2)
-  getBot (DiagramBox _ _ _ _ pbot)  = m ! pbot
+  getBot (DiagramBox wid _ _ _ _ pbot)  = m ! pbot
   getBot (DiagramBypassTop p d)     = getBot d + 1
   getBot (DiagramBypassBot d p)     = (m ! lowermost p) + 1
+  getBot (DiagramLoopTop p d)       = getBot d + 1
+  getBot (DiagramLoopBot d p)       = (m ! lowermost p) + 1
 
 -- allocates multiple tracks, adding constraints that they are at least one unit apart
 alloc :: PortShape a -> ConstraintM (TrackIdentifier,Tracks,TrackIdentifier)
@@ -375,6 +469,17 @@ alloc shape = do { tracks <- alloc' shape
                                   ; return (TT x1 x2)
                                   }
 
+-- allocates a second set of tracks identical to the first one but constrained only relative to each other (one unit apart)
+-- and upside-down
+allocLoop :: Tracks -> ConstraintM Tracks
+allocLoop (TU _)       = do { T x <- alloc1 ; return (TU x) }
+allocLoop (T  _)       = do { x <- alloc1   ; return x }
+allocLoop (TT t1 t2)   = do { x1 <- allocLoop t2
+                            ; x2 <- allocLoop t1
+                            ; constrain (lowermost x1) LT (uppermost x2) (-1)
+                            ; return (TT x1 x2)
+                            }
+
 do_lp_solve :: [Constraint] -> IO String
 do_lp_solve c = do { let stdin = "min: x1;\n" ++ (foldl (++) "" (map show c)) ++ "\n"
                    ; putStrLn stdin
@@ -404,7 +509,7 @@ lp_solve_to_trackpos s = toTrackPos $ map parse $ catMaybes $ map grab $ lines s
    toTrackPos []           tr = 0 -- error $ "could not find track "++show tr
    toTrackPos ((i,f):rest) tr = if (i==tr) then f else toTrackPos rest tr
 
-toTikZ :: GArrowSkeleton m a b -> IO String
+toTikZ :: (ToDiagram m, Detect m) => GArrowSkeleton m a b -> IO String
 toTikZ g = 
     let cm = do { let g' = detectShape g
                 ; g'' <- mkdiag g'
@@ -412,17 +517,32 @@ toTikZ g =
                 }
      in do { let (_,constraints) = execState cm (0,[])
            ; lps <- do_lp_solve $ constraints
-           ; let trackpos = lp_solve_to_trackpos lps
-           ; return $ tikZ trackpos (evalState cm (0,[])) 0
+           ; let m = lp_solve_to_trackpos lps
+           ; let d = evalState cm (0,[])
+           ; let t = tikZ m d 1
+           ; return (t ++ drawWires m 0             (getIn  d) 1             (getIn  d) "black"
+                       ++ drawWires m (width m d+1) (getOut d) (width m d+2) (getOut d) "black")
            }
-
-tikz :: (forall g a .
-                 (Int -> PGArrow g (GArrowUnit g) a) ->
-                 (
-                   forall b . PGArrow g (GArrowTensor g b b) b) ->
-                     PGArrow g (GArrowUnit g) a) -> IO ()
-
-tikz x = tikz' $ optimize $ unG (x (\c -> PGArrowD { unG = GAS_const c }) (PGArrowD { unG = GAS_merge }) )
+     
+
+tikz :: forall c .
+    (forall g .
+             (Int -> PGArrow g (GArrowUnit g) Int) ->
+             (PGArrow g (GArrowTensor g c c) c) ->
+             PGArrow g c c)
+     -> IO ()
+tikz x = tikz' $ beautify $ optimize $ unG (x (\c -> PGArrowD { unG = GAS_misc (oconst c) })
+                                                        (PGArrowD { unG = GAS_misc omult }))
+
+oconst :: Int -> Opaque () a
+oconst c = MkOpaque ("const "++(show c)) $
+           do x <- freshM
+              return $ GASPortPassthrough PortUnit (PortFree x) (oconst c)
+
+omult :: Opaque (a,a) a
+omult = MkOpaque "mult" $
+           do x <- freshM
+              return $ GASPortPassthrough (PortTensor (PortFree x) (PortFree x)) (PortFree x) omult
 
 tikz' example
      = do putStrLn "\\documentclass{article}"
@@ -462,8 +582,19 @@ drawLine x1 y1 x2 y2 color style =
   "("++show (x1*xscale)++","++show (y1*yscale)++") -- " ++
   "("++show (x2*xscale)++","++show (y2*yscale)++");\n"
 
+drawLine' [] color style = ""
+drawLine' (xy1:xy) color style =
+  "\\path[draw,color="++color++","++style++"] "++
+  foldl (\x y -> x ++ " -- " ++ y) (f xy1) (map f xy)
+  ++ ";\n"
+   where
+     f = (\(x,y) -> "("++show (x*xscale)++","++show (y*yscale)++")")
+
 -- | x scaling factor for the entire diagram, since TikZ doesn't scale font sizes
 xscale = 1
 
 -- | y scaling factor for the entire diagram, since TikZ doesn't scale font sizes
 yscale = 1
+
+-- | extra gap placed between loopback wires and the contents of the loop module
+loopgap = 1
\ No newline at end of file