compiler/vectorise/VectType.hs

   1
   2 module VectType ( vectTyCon, vectAndLiftType, vectType, vectTypeEnv,
   3                   mkRepr, arrShapeTys, arrShapeVars, arrSelector,
   4                   buildPADict,
   5                   fromVect )
   6 where
   7
   8 import VectMonad
   9 import VectUtils
  10 import VectCore
  11
  12 import HscTypes          ( TypeEnv, extendTypeEnvList, typeEnvTyCons )
  13 import CoreSyn
  14 import CoreUtils
  15 import MkCore            ( mkWildCase )
  16 import BuildTyCl
  17 import DataCon
  18 import TyCon
  19 import Type
  20 import TypeRep
  21 import Coercion
  22 import FamInstEnv        ( FamInst, mkLocalFamInst )
  23 import OccName
  24 import MkId
  25 import BasicTypes        ( StrictnessMark(..), boolToRecFlag )
  26 import Var               ( Var, TyVar )
  27 import Name              ( Name, getOccName )
  28 import NameEnv
  29 import TysWiredIn
  30 import TysPrim           ( intPrimTy )
  31
  32 import Unique
  33 import UniqFM
  34 import UniqSet
  35 import Util
  36 import Digraph           ( SCC(..), stronglyConnCompFromEdgedVertices )
  37
  38 import Outputable
  39 import FastString
  40
  41 import Control.Monad  ( liftM, liftM2, zipWithM, zipWithM_, mapAndUnzipM )
  42 import Data.List      ( inits, tails, zipWith4, zipWith5 )
  43
  44 -- ----------------------------------------------------------------------------
  45 -- Types
  46
  47 vectTyCon :: TyCon -> VM TyCon
  48 vectTyCon tc
  49   | isFunTyCon tc        = builtin closureTyCon
  50   | isBoxedTupleTyCon tc = return tc
  51   | isUnLiftedTyCon tc   = return tc
  52   | otherwise            = maybeCantVectoriseM "Tycon not vectorised:" (ppr tc)
  53                          $ lookupTyCon tc
  54
  55 vectAndLiftType :: Type -> VM (Type, Type)
  56 vectAndLiftType ty | Just ty' <- coreView ty = vectAndLiftType ty'
  57 vectAndLiftType ty
  58   = do
  59       mdicts   <- mapM paDictArgType tyvars
  60       let dicts = [dict | Just dict <- mdicts]
  61       vmono_ty <- vectType mono_ty
  62       lmono_ty <- mkPArrayType vmono_ty
  63       return (abstractType tyvars dicts vmono_ty,
  64               abstractType tyvars dicts lmono_ty)
  65   where
  66     (tyvars, mono_ty) = splitForAllTys ty
  67
  68
  69 vectType :: Type -> VM Type
  70 vectType ty | Just ty' <- coreView ty = vectType ty'
  71 vectType (TyVarTy tv) = return $ TyVarTy tv
  72 vectType (AppTy ty1 ty2) = liftM2 AppTy (vectType ty1) (vectType ty2)
  73 vectType (TyConApp tc tys) = liftM2 TyConApp (vectTyCon tc) (mapM vectType tys)
  74 vectType (FunTy ty1 ty2)   = liftM2 TyConApp (builtin closureTyCon)
  75                                              (mapM vectAndBoxType [ty1,ty2])
  76 vectType ty@(ForAllTy _ _)
  77   = do
  78       mdicts   <- mapM paDictArgType tyvars
  79       mono_ty' <- vectType mono_ty
  80       return $ abstractType tyvars [dict | Just dict <- mdicts] mono_ty'
  81   where
  82     (tyvars, mono_ty) = splitForAllTys ty
  83
  84 vectType ty = cantVectorise "Can't vectorise type" (ppr ty)
  85
  86 vectAndBoxType :: Type -> VM Type
  87 vectAndBoxType ty = vectType ty >>= boxType
  88
  89 abstractType :: [TyVar] -> [Type] -> Type -> Type
  90 abstractType tyvars dicts = mkForAllTys tyvars . mkFunTys dicts
  91
  92 -- ----------------------------------------------------------------------------
  93 -- Boxing
  94
  95 boxType :: Type -> VM Type
  96 boxType ty
  97   | Just (tycon, []) <- splitTyConApp_maybe ty
  98   , isUnLiftedTyCon tycon
  99   = do
 100       r <- lookupBoxedTyCon tycon
 101       case r of
 102         Just tycon' -> return $ mkTyConApp tycon' []
 103         Nothing     -> return ty
 104 boxType ty = return ty
 105
 106 -- ----------------------------------------------------------------------------
 107 -- Type definitions
 108
 109 type TyConGroup = ([TyCon], UniqSet TyCon)
 110
 111 vectTypeEnv :: TypeEnv -> VM (TypeEnv, [FamInst], [(Var, CoreExpr)])
 112 vectTypeEnv env
 113   = do
 114       cs <- readGEnv $ mk_map . global_tycons
 115       let (conv_tcs, keep_tcs) = classifyTyCons cs groups
 116           keep_dcs             = concatMap tyConDataCons keep_tcs
 117       zipWithM_ defTyCon   keep_tcs keep_tcs
 118       zipWithM_ defDataCon keep_dcs keep_dcs
 119       new_tcs <- vectTyConDecls conv_tcs
 120
 121       let orig_tcs = keep_tcs ++ conv_tcs
 122           vect_tcs  = keep_tcs ++ new_tcs
 123
 124       repr_tcs <- zipWithM buildPReprTyCon   orig_tcs vect_tcs
 125       parr_tcs <- zipWithM buildPArrayTyCon orig_tcs vect_tcs
 126       dfuns    <- mapM mkPADFun vect_tcs
 127       defTyConPAs (zip vect_tcs dfuns)
 128       binds    <- sequence (zipWith5 buildTyConBindings orig_tcs
 129                                                         vect_tcs
 130                                                         repr_tcs
 131                                                         parr_tcs
 132                                                         dfuns)
 133
 134       let all_new_tcs = new_tcs ++ repr_tcs ++ parr_tcs
 135
 136       let new_env = extendTypeEnvList env
 137                        (map ATyCon all_new_tcs
 138                         ++ [ADataCon dc | tc <- all_new_tcs
 139                                         , dc <- tyConDataCons tc])
 140
 141       return (new_env, map mkLocalFamInst (repr_tcs ++ parr_tcs), concat binds)
 142   where
 143     tycons = typeEnvTyCons env
 144     groups = tyConGroups tycons
 145
 146     mk_map env = listToUFM_Directly [(u, getUnique n /= u) | (u,n) <- nameEnvUniqueElts env]
 147
 148
 149 vectTyConDecls :: [TyCon] -> VM [TyCon]
 150 vectTyConDecls tcs = fixV $ \tcs' ->
 151   do
 152     mapM_ (uncurry defTyCon) (zipLazy tcs tcs')
 153     mapM vectTyConDecl tcs
 154
 155 vectTyConDecl :: TyCon -> VM TyCon
 156 vectTyConDecl tc
 157   = do
 158       name' <- cloneName mkVectTyConOcc name
 159       rhs'  <- vectAlgTyConRhs tc (algTyConRhs tc)
 160
 161       liftDs $ buildAlgTyCon name'
 162                              tyvars
 163                              []           -- no stupid theta
 164                              rhs'
 165                              rec_flag     -- FIXME: is this ok?
 166                              False        -- FIXME: no generics
 167                              False        -- not GADT syntax
 168                              Nothing      -- not a family instance
 169   where
 170     name   = tyConName tc
 171     tyvars = tyConTyVars tc
 172     rec_flag = boolToRecFlag (isRecursiveTyCon tc)
 173
 174 vectAlgTyConRhs :: TyCon -> AlgTyConRhs -> VM AlgTyConRhs
 175 vectAlgTyConRhs _ (DataTyCon { data_cons = data_cons
 176                              , is_enum   = is_enum
 177                              })
 178   = do
 179       data_cons' <- mapM vectDataCon data_cons
 180       zipWithM_ defDataCon data_cons data_cons'
 181       return $ DataTyCon { data_cons = data_cons'
 182                          , is_enum   = is_enum
 183                          }
 184 vectAlgTyConRhs tc _ = cantVectorise "Can't vectorise type definition:" (ppr tc)
 185
 186 vectDataCon :: DataCon -> VM DataCon
 187 vectDataCon dc
 188   | not . null $ dataConExTyVars dc
 189         = cantVectorise "Can't vectorise constructor (existentials):" (ppr dc)
 190   | not . null $ dataConEqSpec   dc
 191         = cantVectorise "Can't vectorise constructor (eq spec):" (ppr dc)
 192   | otherwise
 193   = do
 194       name'    <- cloneName mkVectDataConOcc name
 195       tycon'   <- vectTyCon tycon
 196       arg_tys  <- mapM vectType rep_arg_tys
 197
 198       liftDs $ buildDataCon name'
 199                             False           -- not infix
 200                             (map (const NotMarkedStrict) arg_tys)
 201                             []              -- no labelled fields
 202                             univ_tvs
 203                             []              -- no existential tvs for now
 204                             []              -- no eq spec for now
 205                             []              -- no context
 206                             arg_tys
 207                             (mkFamilyTyConApp tycon' (mkTyVarTys univ_tvs))
 208                             tycon'
 209   where
 210     name        = dataConName dc
 211     univ_tvs    = dataConUnivTyVars dc
 212     rep_arg_tys = dataConRepArgTys dc
 213     tycon       = dataConTyCon dc
 214
 215 mk_fam_inst :: TyCon -> TyCon -> (TyCon, [Type])
 216 mk_fam_inst fam_tc arg_tc
 217   = (fam_tc, [mkTyConApp arg_tc . mkTyVarTys $ tyConTyVars arg_tc])
 218
 219 buildPReprTyCon :: TyCon -> TyCon -> VM TyCon
 220 buildPReprTyCon orig_tc vect_tc
 221   = do
 222       name     <- cloneName mkPReprTyConOcc (tyConName orig_tc)
 223       rhs_ty   <- buildPReprType vect_tc
 224       prepr_tc <- builtin preprTyCon
 225       liftDs $ buildSynTyCon name
 226                              tyvars
 227                              (SynonymTyCon rhs_ty)
 228                              (typeKind rhs_ty)
 229                              (Just $ mk_fam_inst prepr_tc vect_tc)
 230   where
 231     tyvars = tyConTyVars vect_tc
 232
 233
 234 data Repr = ProdRepr {
 235               prod_components   :: [Type]
 236             , prod_tycon        :: TyCon
 237             , prod_data_con     :: DataCon
 238             , prod_arr_tycon    :: TyCon
 239             , prod_arr_data_con :: DataCon
 240             }
 241
 242           | SumRepr {
 243               sum_components    :: [Repr]
 244             , sum_tycon         :: TyCon
 245             , sum_arr_tycon     :: TyCon
 246             , sum_arr_data_con  :: DataCon
 247             }
 248
 249           | IdRepr Type
 250
 251           | VoidRepr {
 252               void_tycon        :: TyCon
 253             , void_bottom       :: CoreExpr
 254             }
 255
 256           | EnumRepr {
 257               enum_tycon        :: TyCon
 258             , enum_data_con     :: DataCon
 259             , enum_arr_tycon    :: TyCon
 260             , enum_arr_data_con :: DataCon
 261             }
 262
 263 voidRepr :: VM Repr
 264 voidRepr
 265   = do
 266       tycon <- builtin voidTyCon
 267       var   <- builtin voidVar
 268       return $ VoidRepr {
 269                  void_tycon  = tycon
 270                , void_bottom = Var var
 271                }
 272
 273 {-
 274 enumRepr :: VM Repr
 275 enumRepr
 276   = do
 277       tycon <- builtin enumerationTyCon
 278       let [data_con] = tyConDataCons tycon
 279       (arr_tycon, _) <- parrayReprTyCon (mkTyConApp tycon [])
 280       let [arr_data_con] = tyConDataCons arr_tycon
 281
 282       return $ EnumRepr {
 283                  enum_tycon       = tycon
 284                , enum_data_con     = data_con
 285                , enum_arr_tycon    = arr_tycon
 286                , enum_arr_data_con = arr_data_con
 287                }
 288 -}
 289
 290 unboxedProductRepr :: [Type] -> VM Repr
 291 unboxedProductRepr []   = voidRepr
 292 unboxedProductRepr [ty] = return $ IdRepr ty
 293 unboxedProductRepr tys  = boxedProductRepr tys
 294
 295 boxedProductRepr :: [Type] -> VM Repr
 296 boxedProductRepr tys
 297   = do
 298       tycon <- builtin (prodTyCon arity)
 299       let [data_con] = tyConDataCons tycon
 300
 301       tys' <- mapM boxType tys
 302       (arr_tycon, _) <- parrayReprTyCon $ mkTyConApp tycon tys'
 303       let [arr_data_con] = tyConDataCons arr_tycon
 304
 305       return $ ProdRepr {
 306                  prod_components   = tys
 307                , prod_tycon        = tycon
 308                , prod_data_con     = data_con
 309                , prod_arr_tycon    = arr_tycon
 310                , prod_arr_data_con = arr_data_con
 311                }
 312   where
 313     arity = length tys
 314
 315 sumRepr :: [Repr] -> VM Repr
 316 sumRepr []     = voidRepr
 317 sumRepr [repr] = boxRepr repr
 318 sumRepr reprs
 319   = do
 320       tycon <- builtin (sumTyCon arity)
 321       (arr_tycon, _) <- parrayReprTyCon
 322                       . mkTyConApp tycon
 323                       $ map reprType reprs
 324
 325       let [arr_data_con] = tyConDataCons arr_tycon
 326
 327       return $ SumRepr {
 328                  sum_components   = reprs
 329                , sum_tycon        = tycon
 330                , sum_arr_tycon    = arr_tycon
 331                , sum_arr_data_con = arr_data_con
 332                }
 333   where
 334     arity = length reprs
 335
 336 splitSumRepr :: Repr -> [Repr]
 337 splitSumRepr (SumRepr { sum_components = reprs }) = reprs
 338 splitSumRepr repr                                 = [repr]
 339
 340 boxRepr :: Repr -> VM Repr
 341 boxRepr (VoidRepr {}) = boxedProductRepr []
 342 boxRepr (IdRepr ty)   = boxedProductRepr [ty]
 343 boxRepr repr          = return repr
 344
 345 reprType :: Repr -> Type
 346 reprType (ProdRepr { prod_tycon = tycon, prod_components = tys })
 347   = mkTyConApp tycon tys
 348 reprType (SumRepr { sum_tycon = tycon, sum_components = reprs })
 349   = mkTyConApp tycon (map reprType reprs)
 350 reprType (IdRepr ty) = ty
 351 reprType (VoidRepr { void_tycon = tycon }) = mkTyConApp tycon []
 352 reprType (EnumRepr { enum_tycon = tycon }) = mkTyConApp tycon []
 353
 354 arrReprType :: Repr -> VM Type
 355 arrReprType = mkPArrayType . reprType
 356
 357 arrShapeTys :: Repr -> VM [Type]
 358 arrShapeTys (SumRepr  {}) = sumShapeTys
 359 arrShapeTys (ProdRepr {}) = return [intPrimTy]
 360 arrShapeTys (IdRepr _)    = return []
 361 arrShapeTys (VoidRepr {}) = return [intPrimTy]
 362 arrShapeTys (EnumRepr {}) = sumShapeTys
 363
 364 sumShapeTys :: VM [Type]
 365 sumShapeTys = do
 366                 int_arr <- builtin intPrimArrayTy
 367                 return [intPrimTy, int_arr, int_arr]
 368
 369
 370 arrShapeVars :: Repr -> VM [Var]
 371 arrShapeVars repr = mapM (newLocalVar (fsLit "sh")) =<< arrShapeTys repr
 372
 373 replicateShape :: Repr -> CoreExpr -> CoreExpr -> VM [CoreExpr]
 374 replicateShape (ProdRepr {}) len _   = return [len]
 375 replicateShape (SumRepr {})  len tag = replicateSumShape len tag
 376 replicateShape (IdRepr _) _ _        = return []
 377 replicateShape (VoidRepr {}) len _   = return [len]
 378 replicateShape (EnumRepr {}) len tag = replicateSumShape len tag
 379
 380 replicateSumShape :: CoreExpr -> CoreExpr -> VM [CoreExpr]
 381 replicateSumShape len tag
 382   = do
 383       rep <- builtin replicatePAIntPrimVar
 384       up  <- builtin upToPAIntPrimVar
 385       return [len, Var rep `mkApps` [len, tag], Var up `App` len]
 386
 387 arrSelector :: Repr -> [CoreExpr] -> VM (CoreExpr, CoreExpr, CoreExpr)
 388 arrSelector (SumRepr {})  [len, sel, is] = return (len, sel, is)
 389 arrSelector (EnumRepr {}) [len, sel, is] = return (len, sel, is)
 390 arrSelector _             _              = panic "arrSelector"
 391
 392 emptyArrRepr :: Repr -> VM [CoreExpr]
 393 emptyArrRepr (SumRepr { sum_components = prods })
 394   = liftM concat $ mapM emptyArrRepr prods
 395 emptyArrRepr (ProdRepr { prod_components = [] })
 396   = return [Var unitDataConId]
 397 emptyArrRepr (ProdRepr { prod_components = tys })
 398   = mapM emptyPA tys
 399 emptyArrRepr (IdRepr ty)
 400   = liftM singleton $ emptyPA ty
 401 emptyArrRepr (VoidRepr { void_tycon = tycon })
 402   = liftM singleton $ emptyPA (mkTyConApp tycon [])
 403 emptyArrRepr (EnumRepr {})
 404   = return []
 405
 406 arrReprTys :: Repr -> VM [Type]
 407 arrReprTys (SumRepr { sum_components = reprs })
 408   = liftM concat $ mapM arrReprTys reprs
 409 arrReprTys (ProdRepr { prod_components = [] })
 410   = return [unitTy]
 411 arrReprTys (ProdRepr { prod_components = tys })
 412   = mapM mkPArrayType tys
 413 arrReprTys (IdRepr ty)
 414   = liftM singleton $ mkPArrayType ty
 415 arrReprTys (VoidRepr { void_tycon = tycon })
 416   = liftM singleton $ mkPArrayType (mkTyConApp tycon [])
 417 arrReprTys (EnumRepr {})
 418   = return []
 419
 420 arrReprTys' :: Repr -> VM [[Type]]
 421 arrReprTys' (SumRepr { sum_components = reprs })
 422   = mapM arrReprTys reprs
 423 arrReprTys' repr = liftM singleton $ arrReprTys repr
 424
 425 arrReprVars :: Repr -> VM [[Var]]
 426 arrReprVars repr
 427   = mapM (mapM (newLocalVar (fsLit "rs"))) =<< arrReprTys' repr
 428
 429 mkRepr :: TyCon -> VM Repr
 430 mkRepr vect_tc
 431   | [tys] <- rep_tys = boxedProductRepr tys
 432   -- removed: | all null rep_tys = enumRepr
 433   | otherwise        = sumRepr =<< mapM unboxedProductRepr rep_tys
 434   where
 435     rep_tys = map dataConRepArgTys $ tyConDataCons vect_tc
 436
 437 buildPReprType :: TyCon -> VM Type
 438 buildPReprType = liftM reprType . mkRepr
 439
 440 buildToPRepr :: Repr -> TyCon -> TyCon -> TyCon -> VM CoreExpr
 441 buildToPRepr repr vect_tc prepr_tc _
 442   = do
 443       arg    <- newLocalVar (fsLit "x") arg_ty
 444       result <- to_repr repr (Var arg)
 445
 446       return . Lam arg
 447              . wrapFamInstBody prepr_tc var_tys
 448              $ result
 449   where
 450     var_tys = mkTyVarTys $ tyConTyVars vect_tc
 451     arg_ty  = mkTyConApp vect_tc var_tys
 452     res_ty  = reprType repr
 453
 454     cons    = tyConDataCons vect_tc
 455     [con]   = cons
 456
 457     to_repr (SumRepr { sum_components = prods
 458                      , sum_tycon      = tycon })
 459             expr
 460       = do
 461           (vars, bodies) <- mapAndUnzipM to_unboxed prods
 462           return . mkWildCase expr (exprType expr) res_ty
 463                  $ zipWith4 mk_alt cons vars (tyConDataCons tycon) bodies
 464       where
 465         mk_alt con vars sum_con body
 466           = (DataAlt con, vars, mkConApp sum_con (ty_args ++ [body]))
 467
 468         ty_args = map (Type . reprType) prods
 469
 470     to_repr (EnumRepr { enum_data_con = data_con }) expr
 471       = return . mkWildCase expr (exprType expr) res_ty
 472                $ map mk_alt cons
 473       where
 474         mk_alt con = (DataAlt con, [], mkConApp data_con [mkDataConTag con])
 475
 476     to_repr prod expr
 477       = do
 478           (vars, body) <- to_unboxed prod
 479           return $ mkWildCase expr (exprType expr) res_ty
 480                    [(DataAlt con, vars, body)]
 481
 482     to_unboxed (ProdRepr { prod_components = tys
 483                          , prod_data_con   = data_con })
 484       = do
 485           vars <- mapM (newLocalVar (fsLit "r")) tys
 486           return (vars, mkConApp data_con (map Type tys ++ map Var vars))
 487
 488     to_unboxed (IdRepr ty)
 489       = do
 490           var <- newLocalVar (fsLit "y") ty
 491           return ([var], Var var)
 492
 493     to_unboxed (VoidRepr { void_bottom = bottom })
 494       = return ([], bottom)
 495
 496     to_unboxed _ = panic "buildToPRepr/to_unboxed"
 497
 498
 499 buildFromPRepr :: Repr -> TyCon -> TyCon -> TyCon -> VM CoreExpr
 500 buildFromPRepr repr vect_tc prepr_tc _
 501   = do
 502       arg_ty <- mkPReprType res_ty
 503       arg    <- newLocalVar (fsLit "x") arg_ty
 504
 505       liftM (Lam arg)
 506            . from_repr repr
 507            $ unwrapFamInstScrut prepr_tc var_tys (Var arg)
 508   where
 509     var_tys = mkTyVarTys $ tyConTyVars vect_tc
 510     res_ty  = mkTyConApp vect_tc var_tys
 511
 512     cons    = map (`mkConApp` map Type var_tys) (tyConDataCons vect_tc)
 513     [con]   = cons
 514
 515     from_repr repr@(SumRepr { sum_components = prods
 516                             , sum_tycon      = tycon })
 517               expr
 518       = do
 519           vars   <- mapM (newLocalVar (fsLit "x")) (map reprType prods)
 520           bodies <- sequence . zipWith3 from_unboxed prods cons
 521                              $ map Var vars
 522           return . mkWildCase expr (reprType repr) res_ty
 523                  $ zipWith3 sum_alt (tyConDataCons tycon) vars bodies
 524       where
 525         sum_alt data_con var body = (DataAlt data_con, [var], body)
 526
 527     from_repr repr@(EnumRepr { enum_data_con = data_con }) expr
 528       = do
 529           var <- newLocalVar (fsLit "n") intPrimTy
 530
 531           let res = mkWildCase (Var var) intPrimTy res_ty
 532                   $ (DEFAULT, [], error_expr)
 533                   : zipWith mk_alt (tyConDataCons vect_tc) cons
 534
 535           return $ mkWildCase expr (reprType repr) res_ty
 536                    [(DataAlt data_con, [var], res)]
 537       where
 538         mk_alt data_con con = (LitAlt (mkDataConTagLit data_con), [], con)
 539
 540         error_expr = mkRuntimeErrorApp rUNTIME_ERROR_ID res_ty
 541                    . showSDoc
 542                    $ sep [text "Invalid NDP representation of", ppr vect_tc]
 543
 544     from_repr repr expr = from_unboxed repr con expr
 545
 546     from_unboxed prod@(ProdRepr { prod_components = tys
 547                                 , prod_data_con   = data_con })
 548               con
 549               expr
 550       = do
 551           vars <- mapM (newLocalVar (fsLit "y")) tys
 552           return $ mkWildCase expr (reprType prod) res_ty
 553                    [(DataAlt data_con, vars, con `mkVarApps` vars)]
 554
 555     from_unboxed (IdRepr _) con expr
 556        = return $ con `App` expr
 557
 558     from_unboxed (VoidRepr {}) con _
 559        = return con
 560
 561     from_unboxed _ _ _ = panic "buildFromPRepr/from_unboxed"
 562
 563 buildToArrPRepr :: Repr -> TyCon -> TyCon -> TyCon -> VM CoreExpr
 564 buildToArrPRepr repr vect_tc prepr_tc arr_tc
 565   = do
 566       arg_ty     <- mkPArrayType el_ty
 567       arg        <- newLocalVar (fsLit "xs") arg_ty
 568
 569       res_ty     <- mkPArrayType (reprType repr)
 570
 571       shape_vars <- arrShapeVars repr
 572       repr_vars  <- arrReprVars  repr
 573
 574       parray_co  <- mkBuiltinCo parrayTyCon
 575
 576       let Just repr_co = tyConFamilyCoercion_maybe prepr_tc
 577           co           = mkAppCoercion parray_co
 578                        . mkSymCoercion
 579                        $ mkTyConApp repr_co var_tys
 580
 581           scrut   = unwrapFamInstScrut arr_tc var_tys (Var arg)
 582
 583       result <- to_repr shape_vars repr_vars repr
 584
 585       return . Lam arg
 586              . mkCoerce co
 587              $ mkWildCase scrut (mkTyConApp arr_tc var_tys) res_ty
 588                [(DataAlt arr_dc, shape_vars ++ concat repr_vars, result)]
 589   where
 590     var_tys = mkTyVarTys $ tyConTyVars vect_tc
 591     el_ty   = mkTyConApp vect_tc var_tys
 592
 593     [arr_dc] = tyConDataCons arr_tc
 594
 595     to_repr shape_vars@(_ : _)
 596             repr_vars
 597             (SumRepr { sum_components   = prods
 598                      , sum_arr_tycon    = tycon
 599                      , sum_arr_data_con = data_con })
 600       = do
 601           exprs <- zipWithM to_prod repr_vars prods
 602
 603           return . wrapFamInstBody tycon tys
 604                  . mkConApp data_con
 605                  $ map Type tys ++ map Var shape_vars ++ exprs
 606       where
 607         tys = map reprType prods
 608
 609     to_repr [len_var]
 610             [repr_vars]
 611             (ProdRepr { prod_components   = tys
 612                       , prod_arr_tycon    = tycon
 613                       , prod_arr_data_con = data_con })
 614        = return . wrapFamInstBody tycon tys
 615                 . mkConApp data_con
 616                 $ map Type tys ++ map Var (len_var : repr_vars)
 617
 618     to_repr shape_vars
 619             _
 620             (EnumRepr { enum_arr_tycon    = tycon
 621                       , enum_arr_data_con = data_con })
 622       = return . wrapFamInstBody tycon []
 623                . mkConApp data_con
 624                 $ map Var shape_vars
 625
 626     to_repr _ _ _ = panic "buildToArrPRepr/to_repr"
 627
 628     to_prod repr_vars@(r : _)
 629             (ProdRepr { prod_components   = tys@(ty : _)
 630                       , prod_arr_tycon    = tycon
 631                       , prod_arr_data_con = data_con })
 632       = do
 633           len <- lengthPA ty (Var r)
 634           return . wrapFamInstBody tycon tys
 635                  . mkConApp data_con
 636                  $ map Type tys ++ len : map Var repr_vars
 637
 638     to_prod [var] (IdRepr _)    = return (Var var)
 639     to_prod [var] (VoidRepr {}) = return (Var var)
 640     to_prod _     _             = panic "buildToArrPRepr/to_prod"
 641
 642
 643 buildFromArrPRepr :: Repr -> TyCon -> TyCon -> TyCon -> VM CoreExpr
 644 buildFromArrPRepr repr vect_tc prepr_tc arr_tc
 645   = do
 646       arg_ty     <- mkPArrayType =<< mkPReprType el_ty
 647       arg        <- newLocalVar (fsLit "xs") arg_ty
 648
 649       res_ty     <- mkPArrayType el_ty
 650
 651       shape_vars <- arrShapeVars repr
 652       repr_vars  <- arrReprVars  repr
 653
 654       parray_co  <- mkBuiltinCo parrayTyCon
 655
 656       let Just repr_co = tyConFamilyCoercion_maybe prepr_tc
 657           co           = mkAppCoercion parray_co
 658                        $ mkTyConApp repr_co var_tys
 659
 660           scrut  = mkCoerce co (Var arg)
 661
 662           result = wrapFamInstBody arr_tc var_tys
 663                  . mkConApp arr_dc
 664                  $ map Type var_tys ++ map Var (shape_vars ++ concat repr_vars)
 665
 666       liftM (Lam arg)
 667             (from_repr repr scrut shape_vars repr_vars res_ty result)
 668   where
 669     var_tys = mkTyVarTys $ tyConTyVars vect_tc
 670     el_ty   = mkTyConApp vect_tc var_tys
 671
 672     [arr_dc] = tyConDataCons arr_tc
 673
 674     from_repr (SumRepr { sum_components   = prods
 675                        , sum_arr_tycon    = tycon
 676                        , sum_arr_data_con = data_con })
 677               expr
 678               shape_vars
 679               repr_vars
 680               res_ty
 681               body
 682       = do
 683           vars <- mapM (newLocalVar (fsLit "xs")) =<< mapM arrReprType prods
 684           result <- go prods repr_vars vars body
 685
 686           let scrut = unwrapFamInstScrut tycon ty_args expr
 687           return . mkWildCase scrut scrut_ty res_ty
 688                  $ [(DataAlt data_con, shape_vars ++ vars, result)]
 689       where
 690         ty_args  = map reprType prods
 691         scrut_ty = mkTyConApp tycon ty_args
 692
 693         go [] [] [] body = return body
 694         go (prod : prods) (repr_vars : rss) (var : vars) body
 695           = do
 696               shape_vars <- mapM (newLocalVar (fsLit "s")) =<< arrShapeTys prod
 697
 698               from_prod prod (Var var) shape_vars repr_vars res_ty
 699                 =<< go prods rss vars body
 700         go _ _ _ _ = panic "buildFromArrPRepr/go"
 701
 702     from_repr repr expr shape_vars [repr_vars] res_ty body
 703       = from_prod repr expr shape_vars repr_vars res_ty body
 704
 705     from_repr _ _ _ _ _ _ = panic "buildFromArrPRepr/from_repr"
 706
 707     from_prod (ProdRepr { prod_components = tys
 708                         , prod_arr_tycon  = tycon
 709                         , prod_arr_data_con = data_con })
 710               expr
 711               shape_vars
 712               repr_vars
 713               res_ty
 714               body
 715       = do
 716           let scrut    = unwrapFamInstScrut tycon tys expr
 717               scrut_ty = mkTyConApp tycon tys
 718
 719           return $ mkWildCase scrut scrut_ty res_ty
 720                    [(DataAlt data_con, shape_vars ++ repr_vars, body)]
 721
 722     from_prod (EnumRepr { enum_arr_tycon = tycon
 723                         , enum_arr_data_con = data_con })
 724               expr
 725               shape_vars
 726               _
 727               res_ty
 728               body
 729       = let scrut    = unwrapFamInstScrut tycon [] expr
 730             scrut_ty = mkTyConApp tycon []
 731         in
 732         return $ mkWildCase scrut scrut_ty res_ty
 733                  [(DataAlt data_con, shape_vars, body)]
 734
 735     from_prod (IdRepr _)
 736               expr
 737               _shape_vars
 738               [repr_var]
 739               _res_ty
 740               body
 741       = return $ Let (NonRec repr_var expr) body
 742
 743     from_prod (VoidRepr {})
 744               expr
 745               _shape_vars
 746               [repr_var]
 747               _res_ty
 748               body
 749       = return $ Let (NonRec repr_var expr) body
 750
 751     from_prod _ _ _ _ _ _ = panic "buildFromArrPRepr/from_prod"
 752
 753 buildPRDictRepr :: Repr -> VM CoreExpr
 754 buildPRDictRepr (VoidRepr { void_tycon = tycon })
 755   = prDFunOfTyCon tycon
 756 buildPRDictRepr (IdRepr ty) = mkPR ty
 757 buildPRDictRepr (ProdRepr {
 758                    prod_components = tys
 759                  , prod_tycon      = tycon
 760                  })
 761   = do
 762       prs  <- mapM mkPR tys
 763       dfun <- prDFunOfTyCon tycon
 764       return $ dfun `mkTyApps` tys `mkApps` prs
 765
 766 buildPRDictRepr (SumRepr {
 767                    sum_components = prods
 768                  , sum_tycon      = tycon })
 769   = do
 770       prs  <- mapM buildPRDictRepr prods
 771       dfun <- prDFunOfTyCon tycon
 772       return $ dfun `mkTyApps` map reprType prods `mkApps` prs
 773
 774 buildPRDictRepr (EnumRepr { enum_tycon = tycon })
 775   = prDFunOfTyCon tycon
 776
 777 buildPRDict :: Repr -> TyCon -> TyCon -> TyCon -> VM CoreExpr
 778 buildPRDict repr vect_tc prepr_tc _
 779   = do
 780       dict  <- buildPRDictRepr repr
 781
 782       pr_co <- mkBuiltinCo prTyCon
 783       let co = mkAppCoercion pr_co
 784              . mkSymCoercion
 785              $ mkTyConApp arg_co var_tys
 786
 787       return $ mkCoerce co dict
 788   where
 789     var_tys = mkTyVarTys $ tyConTyVars vect_tc
 790
 791     Just arg_co = tyConFamilyCoercion_maybe prepr_tc
 792
 793 buildPArrayTyCon :: TyCon -> TyCon -> VM TyCon
 794 buildPArrayTyCon orig_tc vect_tc = fixV $ \repr_tc ->
 795   do
 796     name'  <- cloneName mkPArrayTyConOcc orig_name
 797     rhs    <- buildPArrayTyConRhs orig_name vect_tc repr_tc
 798     parray <- builtin parrayTyCon
 799
 800     liftDs $ buildAlgTyCon name'
 801                            tyvars
 802                            []          -- no stupid theta
 803                            rhs
 804                            rec_flag    -- FIXME: is this ok?
 805                            False       -- FIXME: no generics
 806                            False       -- not GADT syntax
 807                            (Just $ mk_fam_inst parray vect_tc)
 808   where
 809     orig_name = tyConName orig_tc
 810     tyvars = tyConTyVars vect_tc
 811     rec_flag = boolToRecFlag (isRecursiveTyCon vect_tc)
 812
 813
 814 buildPArrayTyConRhs :: Name -> TyCon -> TyCon -> VM AlgTyConRhs
 815 buildPArrayTyConRhs orig_name vect_tc repr_tc
 816   = do
 817       data_con <- buildPArrayDataCon orig_name vect_tc repr_tc
 818       return $ DataTyCon { data_cons = [data_con], is_enum = False }
 819
 820 buildPArrayDataCon :: Name -> TyCon -> TyCon -> VM DataCon
 821 buildPArrayDataCon orig_name vect_tc repr_tc
 822   = do
 823       dc_name  <- cloneName mkPArrayDataConOcc orig_name
 824       repr     <- mkRepr vect_tc
 825
 826       shape_tys <- arrShapeTys repr
 827       repr_tys  <- arrReprTys  repr
 828
 829       let tys = shape_tys ++ repr_tys
 830           tvs = tyConTyVars vect_tc
 831
 832       liftDs $ buildDataCon dc_name
 833                             False                  -- not infix
 834                             (map (const NotMarkedStrict) tys)
 835                             []                     -- no field labels
 836                             tvs
 837                             []                     -- no existentials
 838                             []                     -- no eq spec
 839                             []                     -- no context
 840                             tys
 841                             (mkFamilyTyConApp repr_tc (mkTyVarTys tvs))
 842                             repr_tc
 843
 844 mkPADFun :: TyCon -> VM Var
 845 mkPADFun vect_tc
 846   = newExportedVar (mkPADFunOcc $ getOccName vect_tc) =<< paDFunType vect_tc
 847
 848 buildTyConBindings :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> TyCon -> Var
 849                    -> VM [(Var, CoreExpr)]
 850 buildTyConBindings orig_tc vect_tc prepr_tc arr_tc dfun
 851   = do
 852       repr  <- mkRepr vect_tc
 853       vectDataConWorkers repr orig_tc vect_tc arr_tc
 854       dict <- buildPADict repr vect_tc prepr_tc arr_tc dfun
 855       binds <- takeHoisted
 856       return $ (dfun, dict) : binds
 857
 858 vectDataConWorkers :: Repr -> TyCon -> TyCon -> TyCon
 859                    -> VM ()
 860 vectDataConWorkers repr orig_tc vect_tc arr_tc
 861   = do
 862       bs <- sequence
 863           . zipWith3 def_worker  (tyConDataCons orig_tc) rep_tys
 864           $ zipWith4 mk_data_con (tyConDataCons vect_tc)
 865                                  rep_tys
 866                                  (inits reprs)
 867                                  (tail $ tails reprs)
 868       mapM_ (uncurry hoistBinding) bs
 869   where
 870     tyvars   = tyConTyVars vect_tc
 871     var_tys  = mkTyVarTys tyvars
 872     ty_args  = map Type var_tys
 873
 874     res_ty   = mkTyConApp vect_tc var_tys
 875
 876     rep_tys  = map dataConRepArgTys $ tyConDataCons vect_tc
 877     reprs    = splitSumRepr repr
 878
 879     [arr_dc] = tyConDataCons arr_tc
 880
 881     mk_data_con con tys pre post
 882       = liftM2 (,) (vect_data_con con)
 883                    (lift_data_con tys pre post (mkDataConTag con))
 884
 885     vect_data_con con = return $ mkConApp con ty_args
 886     lift_data_con tys pre_reprs post_reprs tag
 887       = do
 888           len  <- builtin liftingContext
 889           args <- mapM (newLocalVar (fsLit "xs"))
 890                   =<< mapM mkPArrayType tys
 891
 892           shape <- replicateShape repr (Var len) tag
 893           repr  <- mk_arr_repr (Var len) (map Var args)
 894
 895           pre   <- liftM concat $ mapM emptyArrRepr pre_reprs
 896           post  <- liftM concat $ mapM emptyArrRepr post_reprs
 897
 898           return . mkLams (len : args)
 899                  . wrapFamInstBody arr_tc var_tys
 900                  . mkConApp arr_dc
 901                  $ ty_args ++ shape ++ pre ++ repr ++ post
 902
 903     mk_arr_repr len []
 904       = do
 905           units <- replicatePA len (Var unitDataConId)
 906           return [units]
 907
 908     mk_arr_repr _ arrs = return arrs
 909
 910     def_worker data_con arg_tys mk_body
 911       = do
 912           body <- closedV
 913                 . inBind orig_worker
 914                 . polyAbstract tyvars $ \abstract ->
 915                   liftM (abstract . vectorised)
 916                 $ buildClosures tyvars [] arg_tys res_ty mk_body
 917
 918           vect_worker <- cloneId mkVectOcc orig_worker (exprType body)
 919           defGlobalVar orig_worker vect_worker
 920           return (vect_worker, body)
 921       where
 922         orig_worker = dataConWorkId data_con
 923
 924 buildPADict :: Repr -> TyCon -> TyCon -> TyCon -> Var -> VM CoreExpr
 925 buildPADict repr vect_tc prepr_tc arr_tc _
 926   = polyAbstract tvs $ \abstract ->
 927     do
 928       meth_binds <- mapM (mk_method repr) paMethods
 929       let meth_exprs = map (Var . fst) meth_binds
 930
 931       pa_dc <- builtin paDataCon
 932       let dict = mkConApp pa_dc (Type (mkTyConApp vect_tc arg_tys) : meth_exprs)
 933           body = Let (Rec meth_binds) dict
 934       return . mkInlineMe $ abstract body
 935   where
 936     tvs = tyConTyVars arr_tc
 937     arg_tys = mkTyVarTys tvs
 938
 939     mk_method repr (name, build)
 940       = localV
 941       $ do
 942           body <- build repr vect_tc prepr_tc arr_tc
 943           var  <- newLocalVar name (exprType body)
 944           return (var, mkInlineMe body)
 945
 946 paMethods :: [(FastString, Repr -> TyCon -> TyCon -> TyCon -> VM CoreExpr)]
 947 paMethods = [(fsLit "toPRepr",      buildToPRepr),
 948              (fsLit "fromPRepr",    buildFromPRepr),
 949              (fsLit "toArrPRepr",   buildToArrPRepr),
 950              (fsLit "fromArrPRepr", buildFromArrPRepr),
 951              (fsLit "dictPRepr",    buildPRDict)]
 952
 953 -- | Split the given tycons into two sets depending on whether they have to be
 954 -- converted (first list) or not (second list). The first argument contains
 955 -- information about the conversion status of external tycons:
 956 --
 957 --   * tycons which have converted versions are mapped to True
 958 --   * tycons which are not changed by vectorisation are mapped to False
 959 --   * tycons which can't be converted are not elements of the map
 960 --
 961 classifyTyCons :: UniqFM Bool -> [TyConGroup] -> ([TyCon], [TyCon])
 962 classifyTyCons = classify [] []
 963   where
 964     classify conv keep _  [] = (conv, keep)
 965     classify conv keep cs ((tcs, ds) : rs)
 966       | can_convert && must_convert
 967         = classify (tcs ++ conv) keep (cs `addListToUFM` [(tc,True) | tc <- tcs]) rs
 968       | can_convert
 969         = classify conv (tcs ++ keep) (cs `addListToUFM` [(tc,False) | tc <- tcs]) rs
 970       | otherwise
 971         = classify conv keep cs rs
 972       where
 973         refs = ds `delListFromUniqSet` tcs
 974
 975         can_convert  = isNullUFM (refs `minusUFM` cs) && all convertable tcs
 976         must_convert = foldUFM (||) False (intersectUFM_C const cs refs)
 977
 978         convertable tc = isDataTyCon tc && all isVanillaDataCon (tyConDataCons tc)
 979
 980 -- | Compute mutually recursive groups of tycons in topological order
 981 --
 982 tyConGroups :: [TyCon] -> [TyConGroup]
 983 tyConGroups tcs = map mk_grp (stronglyConnCompFromEdgedVertices edges)
 984   where
 985     edges = [((tc, ds), tc, uniqSetToList ds) | tc <- tcs
 986                                 , let ds = tyConsOfTyCon tc]
 987
 988     mk_grp (AcyclicSCC (tc, ds)) = ([tc], ds)
 989     mk_grp (CyclicSCC els)       = (tcs, unionManyUniqSets dss)
 990       where
 991         (tcs, dss) = unzip els
 992
 993 tyConsOfTyCon :: TyCon -> UniqSet TyCon
 994 tyConsOfTyCon
 995   = tyConsOfTypes . concatMap dataConRepArgTys . tyConDataCons
 996
 997 tyConsOfType :: Type -> UniqSet TyCon
 998 tyConsOfType ty
 999   | Just ty' <- coreView ty    = tyConsOfType ty'
1000 tyConsOfType (TyVarTy _)       = emptyUniqSet
1001 tyConsOfType (TyConApp tc tys) = extend (tyConsOfTypes tys)
1002   where
1003     extend | isUnLiftedTyCon tc
1004            || isTupleTyCon   tc = id
1005
1006            | otherwise          = (`addOneToUniqSet` tc)
1007
1008 tyConsOfType (AppTy a b)       = tyConsOfType a `unionUniqSets` tyConsOfType b
1009 tyConsOfType (FunTy a b)       = (tyConsOfType a `unionUniqSets` tyConsOfType b)
1010                                  `addOneToUniqSet` funTyCon
1011 tyConsOfType (ForAllTy _ ty)   = tyConsOfType ty
1012 tyConsOfType other             = pprPanic "ClosureConv.tyConsOfType" $ ppr other
1013
1014 tyConsOfTypes :: [Type] -> UniqSet TyCon
1015 tyConsOfTypes = unionManyUniqSets . map tyConsOfType
1016
1017
1018 -- ----------------------------------------------------------------------------
1019 -- Conversions
1020
1021 fromVect :: Type -> CoreExpr -> VM CoreExpr
1022 fromVect ty expr | Just ty' <- coreView ty = fromVect ty' expr
1023 fromVect (FunTy arg_ty res_ty) expr
1024   = do
1025       arg     <- newLocalVar (fsLit "x") arg_ty
1026       varg    <- toVect arg_ty (Var arg)
1027       varg_ty <- vectType arg_ty
1028       vres_ty <- vectType res_ty
1029       apply   <- builtin applyClosureVar
1030       body    <- fromVect res_ty
1031                $ Var apply `mkTyApps` [varg_ty, vres_ty] `mkApps` [expr, varg]
1032       return $ Lam arg body
1033 fromVect ty expr
1034   = identityConv ty >> return expr
1035
1036 toVect :: Type -> CoreExpr -> VM CoreExpr
1037 toVect ty expr = identityConv ty >> return expr
1038
1039 identityConv :: Type -> VM ()
1040 identityConv ty | Just ty' <- coreView ty = identityConv ty'
1041 identityConv (TyConApp tycon tys)
1042   = do
1043       mapM_ identityConv tys
1044       identityConvTyCon tycon
1045 identityConv _ = noV
1046
1047 identityConvTyCon :: TyCon -> VM ()
1048 identityConvTyCon tc
1049   | isBoxedTupleTyCon tc = return ()
1050   | isUnLiftedTyCon tc   = return ()
1051   | otherwise            = do
1052                              tc' <- maybeV (lookupTyCon tc)
1053                              if tc == tc' then return () else noV
1054