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