add -fflatten and -funsafe-skolemize flags
[coq-hetmet.git] / examples / GArrowTikZ.hs
index 1f62969..9961830 100644 (file)
-{-# OPTIONS_GHC -XModalTypes -XMultiParamTypeClasses -ddump-types -XNoMonoPatBinds  #-}
-module GArrowTikZ
+{-# LANGUAGE RankNTypes, MultiParamTypeClasses, GADTs, FlexibleContexts, FlexibleInstances, TypeOperators #-}
+-----------------------------------------------------------------------------
+-- |
+-- Module      :  GArrowTikZ
+-- Copyright   :  none
+-- License     :  public domain
+--
+-- Maintainer  :  Adam Megacz <megacz@acm.org>
+-- Stability   :  experimental
+--
+-- | Renders a @GArrowSkeleton@ using TikZ; the result is LaTeX code.
+-- You must have lp_solve installed in order for this to work.
+--
+
+module GArrowTikZ (tikz)
 where
-import Prelude hiding ( id, (.) )
+import System.Process
+import Prelude hiding ( id, (.), lookup )
+import Control.Category
+import Control.Monad.State
+import GHC.HetMet.GArrow
+import Data.List hiding (lookup, insert)
+import Data.Map hiding (map, (!))
+import Data.Maybe (catMaybes)
+import Unify
+import GArrowSkeleton
+import GArrowPortShape
+import GHC.HetMet.Private
+
+------------------------------------------------------------------------------
+-- Tracks
 
 --
--- Render a fully-polymorphic GArrow term as a boxes-and-wires diagram using TikZ
+-- Figuring out the x-coordinates of the boxes is easy, but we'll need
+-- to use lp_solve to get a nice layout for the y-coordinates of the
+-- wires.  A @Track@ is basically just a y-axis position for one of
+-- the horizontal wires in the boxes-and-wires diagram; we will assign
+-- a unique Int to each visual element that has a y-coordinate, then
+-- generate a big pile of constraints on these y-coordinates and have
+-- lp_solve find a solution.
 --
+type TrackIdentifier = Int
+
+data Tracks = T  TrackIdentifier
+            | TU TrackIdentifier  -- a track known to be of unit type
+            | TT Tracks Tracks
+
+instance Show Tracks where
+ show (T  ti   ) = "(T "++show ti++")"
+ show (TU ti   ) = "(TU "++show ti++")"
+ show (TT t1 t2) = "(TT "++show t1++" "++show t2++")"
+
+--
+-- | TrackPositions maps TrackIdentifiers to actual y-axis positions;
+-- this is what lp_solve gives us
+-- 
+type TrackPositions = TrackIdentifier -> Float
+
+(!) :: TrackPositions -> TrackIdentifier -> Float
+tp ! ti = tp ti
+
+-- | get the uppermost TrackIdentifier in a Tracks
+uppermost  (T x)    = x
+uppermost  (TU x)    = x
+uppermost  (TT x y) = uppermost x
+
+-- | get the lowermost TrackIdentifier in a Tracks
+lowermost (T x)    = x
+lowermost (TU x)    = x
+lowermost (TT x y) = lowermost y
+
+
+
+
+------------------------------------------------------------------------------
+-- Diagrams
+
+-- | A Diagram is the visual representation of a GArrowSkeleton
+data Diagram
+  = DiagramComp      Diagram Diagram
+  | DiagramBox       TrackIdentifier Tracks BoxRenderer Tracks TrackIdentifier
+  | DiagramBypassTop Tracks Diagram
+  | DiagramBypassBot        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 (DiagramBypassTop p f)                = TT p (getOut f)
+getOut (DiagramBypassBot f p)                = TT (getOut f) p
+
+-- | 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 (DiagramBypassTop p f)                 = TT p (getIn f)
+getIn (DiagramBypassBot f p)                 = TT (getIn f) p
+
+-- | 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
+-- code that draws it
+type BoxRenderer =
+    TrackPositions ->  -- resolves the TrackIdentifiers to actual y-coordinates
+    Float          ->  -- x1
+    Float          ->  -- y1
+    Float          ->  -- x2
+    Float          ->  -- y2
+    String             -- TikZ code
+
+
+
+
+
+
+------------------------------------------------------------------------------
+-- Constraints
+
+-- | a constraint (to be dealt with by lp_solve) relates two track identifiers
+data Constraint = C TrackIdentifier Ordering TrackIdentifier {- plus -} Float
+                | EqualSpace TrackIdentifier TrackIdentifier TrackIdentifier TrackIdentifier
+
+-- instance Show Constraint where
+--  show (C t1 LT t2 k s) = "x"++(show t1)++"  = x"++(show t2)++" + "++(show k) ++ ";\n"
+--  show (C t1 GT t2 k s) = "x"++(show t1)++"  = x"++(show t2)++" + "++(show k) ++ ";\n"
+--  show (C t1 EQ t2 k s) = "x"++(show t1)++"  = x"++(show t2)++" + "++(show k) ++ ";\n"
+
+instance Show Constraint where
+ show (C t1 LT t2 k) = "x"++(show t1)++" <= x"++(show t2)++" + "++(show k) ++ ";\n"
+ show (C t1 GT t2 k) = "x"++(show t1)++" >= x"++(show t2)++" + "++(show k) ++ ";\n"
+ show (C t1 EQ t2 k) = "x"++(show t1)++"  = x"++(show t2)++" + "++(show k) ++ ";\n"
+ show (EqualSpace t1a t1b t2a t2b) = "x"++(show t1a)++" = x"++(show t1b)++
+                                     " + x"++(show t2a)++" - x"++(show t2b)++ ";\n"
+
+-- | a monad to accumulate constraints and track the largest TrackIdentifier allocated
+type ConstraintM a = State (TrackIdentifier,[Constraint]) a
+
+-- | pull the constraints out of the monad
+getConstraints :: ConstraintM [Constraint]
+getConstraints = do { (_,c) <- get ; return c }
+
+-- | add a constraint
+constrain :: TrackIdentifier -> Ordering -> TrackIdentifier {- plus -} -> Float -> ConstraintM ()
+constrain t1 ord t2 k = do { (t,c) <- get
+                           ; put (t, (C t1 ord t2 k):c)
+                           ; return ()
+                           }
+
+constrainEqualSpace t1a t1b t2a t2b = do { (t,c) <- get
+                                         ; put (t, (EqualSpace t1a t1b t2a t2b):c)
+                                         ; return ()
+                                         }
+
+-- | simple form for equality constraints
+constrainEq (TT t1a t1b) (TT t2a t2b) = do { constrainEq t1a t2a ; constrainEq t1b t2b ; return () }
+constrainEq (T  t1     ) (T  t2     ) = constrain t1 EQ t2 0
+constrainEq (TU t1     ) (TU t2     ) = constrain t1 EQ t2 0
+constrainEq (TU t1     ) (T  t2     ) = constrain t1 EQ t2 0
+constrainEq (T  t1     ) (TU t2     ) = constrain t1 EQ t2 0
+constrainEq t1 t2                     = error $ "constrainEq mismatch: " ++ show t1 ++ " and " ++ show t2
+
+-- | allocate a TrackIdentifier
+alloc1 :: ConstraintM Tracks
+alloc1 = do { (t,c) <- get
+            ; put (t+1,c)
+            ; return (T t)
+            }
+
+
+mkdiag :: GArrowPortShape m () a b -> ConstraintM Diagram
+mkdiag (GASPortPassthrough  inp outp m) = error "not supported"
+mkdiag (GASPortShapeWrapper inp outp x) = mkdiag' x
+ where
+ mkdiag' :: 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' }
+ mkdiag' (GAS_first  f) = do { (top,(TT _ x),bot) <- alloc inp; f' <- mkdiag' f ; constrainBot f' 1 (uppermost 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_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  }
+ 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  }
+ 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  }
+ 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 [] }
+ mkdiag' (GAS_const i)  = do { (top,    x   ,bot) <- alloc inp
+                             ; (_,      y   ,_)   <- alloc outp
+                             ; constrainEq x y
+                             ; simpleDiag   ("const " ++ show i) top x y bot [] }
+ mkdiag' GAS_copy       = do { (top,(TT y z),bot) <- alloc outp
+                             ; (_  ,      x ,_)   <- alloc inp
+                             ; constrainEqualSpace (lowermost y) (uppermost x) (lowermost x) (uppermost z)
+                             ; let r tp x1 y1 x2 y2 = drawBox x1 y1 x2 y2 "gray!50" "copy" ++
+                                                      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
+                             }
+ mkdiag' GAS_merge      = do { (top,(TT x y),bot) <- alloc inp 
+                             ; simpleDiag     "times" top (TT x y) x bot [] }
+ mkdiag' GAS_swap       = do { (top,(TT x y),bot) <- alloc inp
+                             ; (top,(TT x' y'),bot) <- alloc outp
+                             ; constrainEq (T (lowermost x)) (T (lowermost x'))
+                             ; constrainEq (T (uppermost y)) (T (uppermost y'))
+                             ; simpleDiag'    "swap"  top (TT x y) (TT x' y') bot [(x,y'),(y,x')] "gray!50" }
+ mkdiag' GAS_assoc      =
+     do { (top,(TT (TT x y) z),bot) <- alloc inp
+        ; let r tp x1 y1 x2 y2
+                  = drawBox (x1+0.2*xscale) y1 (x2-0.2*xscale) y2 "white" "assoc" ++
+                    drawLine x1 y1 x2 y1 "gray!50" "-" ++
+                    drawLine x1 y2 x2 y2 "gray!50" "-" ++
+                    drawLine  x1      y1                          x1      ((tp ! uppermost x) - 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine  x1      ((tp ! uppermost x) - 0.5) (x1+0.2) ((tp ! uppermost x) - 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine (x1+0.2) ((tp ! uppermost x) - 0.5) (x1+0.2) ((tp ! lowermost y) + 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine (x1+0.2) ((tp ! lowermost y) + 0.5)  x1      ((tp ! lowermost y) + 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine  x1      ((tp ! lowermost y) + 0.5)  x1      y2                         "gray!50" "-"++
+                    drawLine  x2      y2                          x2      ((tp ! lowermost z) + 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine  x2      ((tp ! lowermost z) + 0.5) (x2-0.2) ((tp ! lowermost z) + 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine (x2-0.2) ((tp ! lowermost z) + 0.5) (x2-0.2) ((tp ! uppermost y) - 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine (x2-0.2) ((tp ! uppermost y) - 0.5)  x2      ((tp ! uppermost y) - 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine  x2      ((tp ! uppermost y) - 0.5)  x2      y1                         "gray!50" "-"++
+                    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
+        }
+ mkdiag' GAS_unassoc    =
+     do { (top,(TT x (TT y z)),bot) <- alloc inp
+        ; let r tp x1 y1 x2 y2
+                  = drawBox (x1+0.2*xscale) y1 (x2-0.2*xscale) y2 "white" "unassoc" ++
+                    drawLine x1 y1 x2 y1 "gray!50" "-" ++
+                    drawLine x1 y2 x2 y2 "gray!50" "-" ++
+                    drawLine  x2      y1                          x2      ((tp ! uppermost x) - 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine  x2      ((tp ! uppermost x) - 0.5) (x2-0.2) ((tp ! uppermost x) - 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine (x2-0.2) ((tp ! uppermost x) - 0.5) (x2-0.2) ((tp ! lowermost y) + 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine (x2-0.2) ((tp ! lowermost y) + 0.5)  x2      ((tp ! lowermost y) + 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine  x2      ((tp ! lowermost y) + 0.5)  x2      y2                         "gray!50" "-"++
+                    drawLine  x1      y2                          x1      ((tp ! lowermost z) + 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine  x1      ((tp ! lowermost z) + 0.5) (x1+0.2) ((tp ! lowermost z) + 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine (x1+0.2) ((tp ! lowermost z) + 0.5) (x1+0.2) ((tp ! uppermost y) - 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine (x1+0.2) ((tp ! uppermost y) - 0.5)  x1      ((tp ! uppermost y) - 0.5) "gray!50" "-"++
+                    drawLine  x1      ((tp ! uppermost y) - 0.5)  x1      y1                         "gray!50" "-"++
+                    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
+        }
+ mkdiag' (GAS_loopl f)  = error "not implemented"
+ mkdiag' (GAS_loopr f)  = error "not implemented"
+ 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)
+                                      ; 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
+                                      }
+ 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"
+
+-- 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)
+
+-- 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
+
+-- | 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
+
+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 _ _ _ _ _                       = error "drawwires fail"
+
+tikZ :: TrackPositions ->
+        Diagram ->
+        Float ->                -- horizontal position
+        String
+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
+                                      let bot = getBot d' in
+                                      drawBox  x top (x+width 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
+                                      let bot = getBot d' in
+                                      drawBox  x top (x+width 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)
+
+  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"
+
+  getTop :: Diagram -> Float
+  getTop (DiagramComp d1 d2)        = min (getTop d1) (getTop d2)
+  getTop (DiagramBox ptop _ _ _ _)  = m ! ptop
+  getTop (DiagramBypassTop p d)     = (m ! uppermost p) - 1
+  getTop (DiagramBypassBot d p)     = getTop d - 1
+
+  getBot :: Diagram -> Float
+  getBot (DiagramComp d1 d2)        = max (getBot d1) (getBot d2)
+  getBot (DiagramBox _ _ _ _ pbot)  = m ! pbot
+  getBot (DiagramBypassTop p d)     = getBot d + 1
+  getBot (DiagramBypassBot 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)
+alloc shape = do { tracks <- alloc' shape
+                 ; T ptop <- alloc1
+                 ; T pbot <- alloc1
+                 ; constrain ptop LT (uppermost tracks) (-1)
+                 ; constrain pbot GT (lowermost tracks) 1
+                 ; return (ptop,tracks,pbot)
+                 }
+ where
+   alloc' :: PortShape a -> ConstraintM Tracks
+   alloc' PortUnit           = do { T x <- alloc1 ; return (TU x) }
+   alloc' (PortFree _)       = do { x <- alloc1 ; return x }
+   alloc' (PortTensor p1 p2) = do { x1 <- alloc' p1
+                                  ; x2 <- alloc' p2
+                                  ; 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
+                   ; stdout <- readProcess "lp_solve" [] stdin
+                   ; return stdout
+                   }
+
+splitWs :: String -> [String]
+splitWs s = splitWs' "" s
+ where
+  splitWs' [] []       = []
+  splitWs' acc []      = [acc]
+  splitWs' []  (' ':k) = splitWs' [] k
+  splitWs' acc (' ':k) = acc:(splitWs' [] k)
+  splitWs' acc (x:k)   = splitWs' (acc++[x]) k
+
+lp_solve_to_trackpos :: String -> TrackPositions
+lp_solve_to_trackpos s = toTrackPos $ map parse $ catMaybes $ map grab $ lines s
+ where
+   grab ('x':k) = Just k
+   grab _       = Nothing
+   parse :: String -> (Int,Float)
+   parse s = case splitWs s of
+               [a,b] -> (read a, read b)
+               _     -> error "parse: should not happen"
+   toTrackPos :: [(Int,Float)] -> TrackPositions
+   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 g = 
+    let cm = do { let g' = detectShape g
+                ; g'' <- mkdiag g'
+                ; return 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
+           }
+
+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' example
+     = do putStrLn "\\documentclass{article}"
+          putStrLn "\\usepackage[paperwidth=\\maxdimen,paperheight=\\maxdimen]{geometry}"
+          putStrLn "\\usepackage{tikz}"
+          putStrLn "\\usepackage{amsmath}"
+          putStrLn "\\usepackage[tightpage,active]{preview}"
+          putStrLn "\\begin{document}"
+          putStrLn "\\setlength\\PreviewBorder{5pt}"
+          putStrLn "\\begin{preview}"
+          putStrLn $ "\\begin{tikzpicture}[every on chain/.style={join=by ->},yscale=-1]"
+          tikz <- toTikZ example
+          putStrLn tikz
+          putStrLn "\\end{tikzpicture}"
+          putStrLn "\\end{preview}"
+          --putStrLn "\\pagebreak"
+          --putStrLn "\\begin{align*}"
+          --putStr   (toTikZ' example)
+          --putStrLn "\\end{align*}"
+          putStrLn "\\end{document}"
+
+-- Random TikZ routines
+textc x y text color = 
+    "\\node[anchor=center,color="++color++"] at ("++show (x*xscale)++"cm,"++show (y*yscale)++"cm) "++
+    "{{\\tt{"++text++"}}};\n"
+
+drawBox x1 y1 x2 y2 color text =
+    "\\node[anchor=north west] at ("++show (x1*xscale)++"cm,"++show (y1*yscale)++"cm) "++
+    "{{\\tt{"++text++"}}};\n"
+    ++
+    "\\path[draw,color="++color++"]"++
+       " ("++show (x1*xscale)++","++show (y1*yscale)++") rectangle ("++
+           show (x2*xscale)++","++show (y2*yscale)++");\n"
+
+drawLine x1 y1 x2 y2 color style =
+  "\\path[draw,color="++color++","++style++"] "++
+  "("++show (x1*xscale)++","++show (y1*yscale)++") -- " ++
+  "("++show (x2*xscale)++","++show (y2*yscale)++");\n"
+
+-- | x scaling factor for the entire diagram, since TikZ doesn't scale font sizes
+xscale = 1
 
-{-
-instance GArrow GArrowTikZ (,) where
-  ga_id            =
-  ga_comp      f g =
-  ga_second    f   =
-  ga_cancell   f   =
-  ga_cancelr   f   =
-  ga_uncancell f   =
-  ga_uncancelr f   =
-  ga_assoc     f   =  
-  ga_unassoc   f   =  
-
-instance GArrowDrop GArrowTikZ (,) where
-  ga_drop      =
-
-instance GArrowCopy GArrowTikZ (,) where
-  ga_copy      =
-
-instance GArrowSwap GArrowTikZ (,) where
-  ga_swap      =
-
-instance GArrowLoop GArrowTikZ (,) where
-  ga_loop      =
-
-instance GArrowLiteral GArrowTikZ (,) where
-  ga_literal   =
--}
+-- | y scaling factor for the entire diagram, since TikZ doesn't scale font sizes
+yscale = 1