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(..), 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 = 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                              (typeKind rhs_ty)
 231                              (Just $ mk_fam_inst prepr_tc vect_tc)
 232   where
 233     tyvars = tyConTyVars vect_tc
 234
 235
 236 data Repr = ProdRepr {
 237               prod_components   :: [Type]
 238             , prod_tycon        :: TyCon
 239             , prod_data_con     :: DataCon
 240             , prod_arr_tycon    :: TyCon
 241             , prod_arr_data_con :: DataCon
 242             }
 243
 244           | SumRepr {
 245               sum_components    :: [Repr]
 246             , sum_tycon         :: TyCon
 247             , sum_arr_tycon     :: TyCon
 248             , sum_arr_data_con  :: DataCon
 249             }
 250
 251           | IdRepr Type
 252
 253           | VoidRepr {
 254               void_tycon        :: TyCon
 255             , void_bottom       :: CoreExpr
 256             }
 257
 258           | EnumRepr {
 259               enum_tycon        :: TyCon
 260             , enum_data_con     :: DataCon
 261             , enum_arr_tycon    :: TyCon
 262             , enum_arr_data_con :: DataCon
 263             }
 264
 265 voidRepr :: VM Repr
 266 voidRepr
 267   = do
 268       tycon <- builtin voidTyCon
 269       var   <- builtin voidVar
 270       return $ VoidRepr {
 271                  void_tycon  = tycon
 272                , void_bottom = Var var
 273                }
 274
 275 {-
 276 enumRepr :: VM Repr
 277 enumRepr
 278   = do
 279       tycon <- builtin enumerationTyCon
 280       let [data_con] = tyConDataCons tycon
 281       (arr_tycon, _) <- parrayReprTyCon (mkTyConApp tycon [])
 282       let [arr_data_con] = tyConDataCons arr_tycon
 283
 284       return $ EnumRepr {
 285                  enum_tycon       = tycon
 286                , enum_data_con     = data_con
 287                , enum_arr_tycon    = arr_tycon
 288                , enum_arr_data_con = arr_data_con
 289                }
 290 -}
 291
 292 unboxedProductRepr :: [Type] -> VM Repr
 293 unboxedProductRepr []   = voidRepr
 294 unboxedProductRepr [ty] = return $ IdRepr ty
 295 unboxedProductRepr tys  = boxedProductRepr tys
 296
 297 boxedProductRepr :: [Type] -> VM Repr
 298 boxedProductRepr tys
 299   = do
 300       tycon <- builtin (prodTyCon arity)
 301       let [data_con] = tyConDataCons tycon
 302
 303       tys' <- mapM boxType tys
 304       (arr_tycon, _) <- parrayReprTyCon $ mkTyConApp tycon tys'
 305       let [arr_data_con] = tyConDataCons arr_tycon
 306
 307       return $ ProdRepr {
 308                  prod_components   = tys
 309                , prod_tycon        = tycon
 310                , prod_data_con     = data_con
 311                , prod_arr_tycon    = arr_tycon
 312                , prod_arr_data_con = arr_data_con
 313                }
 314   where
 315     arity = length tys
 316
 317 sumRepr :: [Repr] -> VM Repr
 318 sumRepr []     = voidRepr
 319 sumRepr [repr] = boxRepr repr
 320 sumRepr reprs
 321   = do
 322       tycon <- builtin (sumTyCon arity)
 323       (arr_tycon, _) <- parrayReprTyCon
 324                       . mkTyConApp tycon
 325                       $ map reprType reprs
 326
 327       let [arr_data_con] = tyConDataCons arr_tycon
 328
 329       return $ SumRepr {
 330                  sum_components   = reprs
 331                , sum_tycon        = tycon
 332                , sum_arr_tycon    = arr_tycon
 333                , sum_arr_data_con = arr_data_con
 334                }
 335   where
 336     arity = length reprs
 337
 338 splitSumRepr :: Repr -> [Repr]
 339 splitSumRepr (SumRepr { sum_components = reprs }) = reprs
 340 splitSumRepr repr                                 = [repr]
 341
 342 boxRepr :: Repr -> VM Repr
 343 boxRepr (VoidRepr {}) = boxedProductRepr []
 344 boxRepr (IdRepr ty)   = boxedProductRepr [ty]
 345 boxRepr repr          = return repr
 346
 347 reprType :: Repr -> Type
 348 reprType (ProdRepr { prod_tycon = tycon, prod_components = tys })
 349   = mkTyConApp tycon tys
 350 reprType (SumRepr { sum_tycon = tycon, sum_components = reprs })
 351   = mkTyConApp tycon (map reprType reprs)
 352 reprType (IdRepr ty) = ty
 353 reprType (VoidRepr { void_tycon = tycon }) = mkTyConApp tycon []
 354 reprType (EnumRepr { enum_tycon = tycon }) = mkTyConApp tycon []
 355
 356 arrReprType :: Repr -> VM Type
 357 arrReprType = mkPArrayType . reprType
 358
 359 arrShapeTys :: Repr -> VM [Type]
 360 arrShapeTys (SumRepr  {}) = sumShapeTys
 361 arrShapeTys (ProdRepr {}) = return [intPrimTy]
 362 arrShapeTys (IdRepr _)    = return []
 363 arrShapeTys (VoidRepr {}) = return [intPrimTy]
 364 arrShapeTys (EnumRepr {}) = sumShapeTys
 365
 366 sumShapeTys :: VM [Type]
 367 sumShapeTys = do
 368                 int_arr <- builtin intPrimArrayTy
 369                 return [intPrimTy, int_arr, int_arr]
 370
 371
 372 arrShapeVars :: Repr -> VM [Var]
 373 arrShapeVars repr = mapM (newLocalVar (fsLit "sh")) =<< arrShapeTys repr
 374
 375 replicateShape :: Repr -> CoreExpr -> CoreExpr -> VM [CoreExpr]
 376 replicateShape (ProdRepr {}) len _   = return [len]
 377 replicateShape (SumRepr {})  len tag = replicateSumShape len tag
 378 replicateShape (IdRepr _) _ _        = return []
 379 replicateShape (VoidRepr {}) len _   = return [len]
 380 replicateShape (EnumRepr {}) len tag = replicateSumShape len tag
 381
 382 replicateSumShape :: CoreExpr -> CoreExpr -> VM [CoreExpr]
 383 replicateSumShape len tag
 384   = do
 385       rep <- builtin replicatePAIntPrimVar
 386       up  <- builtin upToPAIntPrimVar
 387       return [len, Var rep `mkApps` [len, tag], Var up `App` len]
 388
 389 arrSelector :: Repr -> [CoreExpr] -> VM (CoreExpr, CoreExpr, CoreExpr)
 390 arrSelector (SumRepr {})  [len, sel, is] = return (len, sel, is)
 391 arrSelector (EnumRepr {}) [len, sel, is] = return (len, sel, is)
 392 arrSelector _             _              = panic "arrSelector"
 393
 394 emptyArrRepr :: Repr -> VM [CoreExpr]
 395 emptyArrRepr (SumRepr { sum_components = prods })
 396   = liftM concat $ mapM emptyArrRepr prods
 397 emptyArrRepr (ProdRepr { prod_components = [] })
 398   = return [Var unitDataConId]
 399 emptyArrRepr (ProdRepr { prod_components = tys })
 400   = mapM emptyPA tys
 401 emptyArrRepr (IdRepr ty)
 402   = liftM singleton $ emptyPA ty
 403 emptyArrRepr (VoidRepr { void_tycon = tycon })
 404   = liftM singleton $ emptyPA (mkTyConApp tycon [])
 405 emptyArrRepr (EnumRepr {})
 406   = return []
 407
 408 arrReprTys :: Repr -> VM [Type]
 409 arrReprTys (SumRepr { sum_components = reprs })
 410   = liftM concat $ mapM arrReprTys reprs
 411 arrReprTys (ProdRepr { prod_components = [] })
 412   = return [unitTy]
 413 arrReprTys (ProdRepr { prod_components = tys })
 414   = mapM mkPArrayType tys
 415 arrReprTys (IdRepr ty)
 416   = liftM singleton $ mkPArrayType ty
 417 arrReprTys (VoidRepr { void_tycon = tycon })
 418   = liftM singleton $ mkPArrayType (mkTyConApp tycon [])
 419 arrReprTys (EnumRepr {})
 420   = return []
 421
 422 arrReprTys' :: Repr -> VM [[Type]]
 423 arrReprTys' (SumRepr { sum_components = reprs })
 424   = mapM arrReprTys reprs
 425 arrReprTys' repr = liftM singleton $ arrReprTys repr
 426
 427 arrReprVars :: Repr -> VM [[Var]]
 428 arrReprVars repr
 429   = mapM (mapM (newLocalVar (fsLit "rs"))) =<< arrReprTys' repr
 430
 431 mkRepr :: TyCon -> VM Repr
 432 mkRepr vect_tc
 433   | [tys] <- rep_tys = boxedProductRepr tys
 434   -- removed: | all null rep_tys = enumRepr
 435   | otherwise        = sumRepr =<< mapM unboxedProductRepr rep_tys
 436   where
 437     rep_tys = map dataConRepArgTys $ tyConDataCons vect_tc
 438
 439 buildPReprType :: TyCon -> VM Type
 440 buildPReprType = liftM reprType . mkRepr
 441
 442 buildToPRepr :: Repr -> TyCon -> TyCon -> TyCon -> VM CoreExpr
 443 buildToPRepr repr vect_tc prepr_tc _
 444   = do
 445       arg    <- newLocalVar (fsLit "x") arg_ty
 446       result <- to_repr repr (Var arg)
 447
 448       return . Lam arg
 449              . wrapFamInstBody prepr_tc var_tys
 450              $ result
 451   where
 452     var_tys = mkTyVarTys $ tyConTyVars vect_tc
 453     arg_ty  = mkTyConApp vect_tc var_tys
 454     res_ty  = reprType repr
 455
 456     cons    = tyConDataCons vect_tc
 457     [con]   = cons
 458
 459     to_repr (SumRepr { sum_components = prods
 460                      , sum_tycon      = tycon })
 461             expr
 462       = do
 463           (vars, bodies) <- mapAndUnzipM to_unboxed prods
 464           return . Case expr (mkWildId (exprType expr)) res_ty
 465                  $ zipWith4 mk_alt cons vars (tyConDataCons tycon) bodies
 466       where
 467         mk_alt con vars sum_con body
 468           = (DataAlt con, vars, mkConApp sum_con (ty_args ++ [body]))
 469
 470         ty_args = map (Type . reprType) prods
 471
 472     to_repr (EnumRepr { enum_data_con = data_con }) expr
 473       = return . Case expr (mkWildId (exprType expr)) res_ty
 474                $ map mk_alt cons
 475       where
 476         mk_alt con = (DataAlt con, [], mkConApp data_con [mkDataConTag con])
 477
 478     to_repr prod expr
 479       = do
 480           (vars, body) <- to_unboxed prod
 481           return $ Case expr (mkWildId (exprType expr)) res_ty
 482                    [(DataAlt con, vars, body)]
 483
 484     to_unboxed (ProdRepr { prod_components = tys
 485                          , prod_data_con   = data_con })
 486       = do
 487           vars <- mapM (newLocalVar (fsLit "r")) tys
 488           return (vars, mkConApp data_con (map Type tys ++ map Var vars))
 489
 490     to_unboxed (IdRepr ty)
 491       = do
 492           var <- newLocalVar (fsLit "y") ty
 493           return ([var], Var var)
 494
 495     to_unboxed (VoidRepr { void_bottom = bottom })
 496       = return ([], bottom)
 497
 498     to_unboxed _ = panic "buildToPRepr/to_unboxed"
 499
 500
 501 buildFromPRepr :: Repr -> TyCon -> TyCon -> TyCon -> VM CoreExpr
 502 buildFromPRepr repr vect_tc prepr_tc _
 503   = do
 504       arg_ty <- mkPReprType res_ty
 505       arg    <- newLocalVar (fsLit "x") arg_ty
 506
 507       liftM (Lam arg)
 508            . from_repr repr
 509            $ unwrapFamInstScrut prepr_tc var_tys (Var arg)
 510   where
 511     var_tys = mkTyVarTys $ tyConTyVars vect_tc
 512     res_ty  = mkTyConApp vect_tc var_tys
 513
 514     cons    = map (`mkConApp` map Type var_tys) (tyConDataCons vect_tc)
 515     [con]   = cons
 516
 517     from_repr repr@(SumRepr { sum_components = prods
 518                             , sum_tycon      = tycon })
 519               expr
 520       = do
 521           vars   <- mapM (newLocalVar (fsLit "x")) (map reprType prods)
 522           bodies <- sequence . zipWith3 from_unboxed prods cons
 523                              $ map Var vars
 524           return . Case expr (mkWildId (reprType repr)) res_ty
 525                  $ zipWith3 sum_alt (tyConDataCons tycon) vars bodies
 526       where
 527         sum_alt data_con var body = (DataAlt data_con, [var], body)
 528
 529     from_repr repr@(EnumRepr { enum_data_con = data_con }) expr
 530       = do
 531           var <- newLocalVar (fsLit "n") intPrimTy
 532
 533           let res = Case (Var var) (mkWildId intPrimTy) res_ty
 534                   $ (DEFAULT, [], error_expr)
 535                   : zipWith mk_alt (tyConDataCons vect_tc) cons
 536
 537           return $ Case expr (mkWildId (reprType repr)) res_ty
 538                    [(DataAlt data_con, [var], res)]
 539       where
 540         mk_alt data_con con = (LitAlt (mkDataConTagLit data_con), [], con)
 541
 542         error_expr = mkRuntimeErrorApp rUNTIME_ERROR_ID res_ty
 543                    . showSDoc
 544                    $ sep [text "Invalid NDP representation of", ppr vect_tc]
 545
 546     from_repr repr expr = from_unboxed repr con expr
 547
 548     from_unboxed prod@(ProdRepr { prod_components = tys
 549                                 , prod_data_con   = data_con })
 550               con
 551               expr
 552       = do
 553           vars <- mapM (newLocalVar (fsLit "y")) tys
 554           return $ Case expr (mkWildId (reprType prod)) res_ty
 555                    [(DataAlt data_con, vars, con `mkVarApps` vars)]
 556
 557     from_unboxed (IdRepr _) con expr
 558        = return $ con `App` expr
 559
 560     from_unboxed (VoidRepr {}) con _
 561        = return con
 562
 563     from_unboxed _ _ _ = panic "buildFromPRepr/from_unboxed"
 564
 565 buildToArrPRepr :: Repr -> TyCon -> TyCon -> TyCon -> VM CoreExpr
 566 buildToArrPRepr repr vect_tc prepr_tc arr_tc
 567   = do
 568       arg_ty     <- mkPArrayType el_ty
 569       arg        <- newLocalVar (fsLit "xs") arg_ty
 570
 571       res_ty     <- mkPArrayType (reprType repr)
 572
 573       shape_vars <- arrShapeVars repr
 574       repr_vars  <- arrReprVars  repr
 575
 576       parray_co  <- mkBuiltinCo parrayTyCon
 577
 578       let Just repr_co = tyConFamilyCoercion_maybe prepr_tc
 579           co           = mkAppCoercion parray_co
 580                        . mkSymCoercion
 581                        $ mkTyConApp repr_co var_tys
 582
 583           scrut   = unwrapFamInstScrut arr_tc var_tys (Var arg)
 584
 585       result <- to_repr shape_vars repr_vars repr
 586
 587       return . Lam arg
 588              . mkCoerce co
 589              $ Case scrut (mkWildId (mkTyConApp arr_tc var_tys)) res_ty
 590                [(DataAlt arr_dc, shape_vars ++ concat repr_vars, result)]
 591   where
 592     var_tys = mkTyVarTys $ tyConTyVars vect_tc
 593     el_ty   = mkTyConApp vect_tc var_tys
 594
 595     [arr_dc] = tyConDataCons arr_tc
 596
 597     to_repr shape_vars@(_ : _)
 598             repr_vars
 599             (SumRepr { sum_components   = prods
 600                      , sum_arr_tycon    = tycon
 601                      , sum_arr_data_con = data_con })
 602       = do
 603           exprs <- zipWithM to_prod repr_vars prods
 604
 605           return . wrapFamInstBody tycon tys
 606                  . mkConApp data_con
 607                  $ map Type tys ++ map Var shape_vars ++ exprs
 608       where
 609         tys = map reprType prods
 610
 611     to_repr [len_var]
 612             [repr_vars]
 613             (ProdRepr { prod_components   = tys
 614                       , prod_arr_tycon    = tycon
 615                       , prod_arr_data_con = data_con })
 616        = return . wrapFamInstBody tycon tys
 617                 . mkConApp data_con
 618                 $ map Type tys ++ map Var (len_var : repr_vars)
 619
 620     to_repr shape_vars
 621             _
 622             (EnumRepr { enum_arr_tycon    = tycon
 623                       , enum_arr_data_con = data_con })
 624       = return . wrapFamInstBody tycon []
 625                . mkConApp data_con
 626                 $ map Var shape_vars
 627
 628     to_repr _ _ _ = panic "buildToArrPRepr/to_repr"
 629
 630     to_prod repr_vars@(r : _)
 631             (ProdRepr { prod_components   = tys@(ty : _)
 632                       , prod_arr_tycon    = tycon
 633                       , prod_arr_data_con = data_con })
 634       = do
 635           len <- lengthPA ty (Var r)
 636           return . wrapFamInstBody tycon tys
 637                  . mkConApp data_con
 638                  $ map Type tys ++ len : map Var repr_vars
 639
 640     to_prod [var] (IdRepr _)    = return (Var var)
 641     to_prod [var] (VoidRepr {}) = return (Var var)
 642     to_prod _     _             = panic "buildToArrPRepr/to_prod"
 643
 644
 645 buildFromArrPRepr :: Repr -> TyCon -> TyCon -> TyCon -> VM CoreExpr
 646 buildFromArrPRepr repr vect_tc prepr_tc arr_tc
 647   = do
 648       arg_ty     <- mkPArrayType =<< mkPReprType el_ty
 649       arg        <- newLocalVar (fsLit "xs") arg_ty
 650
 651       res_ty     <- mkPArrayType el_ty
 652
 653       shape_vars <- arrShapeVars repr
 654       repr_vars  <- arrReprVars  repr
 655
 656       parray_co  <- mkBuiltinCo parrayTyCon
 657
 658       let Just repr_co = tyConFamilyCoercion_maybe prepr_tc
 659           co           = mkAppCoercion parray_co
 660                        $ mkTyConApp repr_co var_tys
 661
 662           scrut  = mkCoerce co (Var arg)
 663
 664           result = wrapFamInstBody arr_tc var_tys
 665                  . mkConApp arr_dc
 666                  $ map Type var_tys ++ map Var (shape_vars ++ concat repr_vars)
 667
 668       liftM (Lam arg)
 669             (from_repr repr scrut shape_vars repr_vars res_ty result)
 670   where
 671     var_tys = mkTyVarTys $ tyConTyVars vect_tc
 672     el_ty   = mkTyConApp vect_tc var_tys
 673
 674     [arr_dc] = tyConDataCons arr_tc
 675
 676     from_repr (SumRepr { sum_components   = prods
 677                        , sum_arr_tycon    = tycon
 678                        , sum_arr_data_con = data_con })
 679               expr
 680               shape_vars
 681               repr_vars
 682               res_ty
 683               body
 684       = do
 685           vars <- mapM (newLocalVar (fsLit "xs")) =<< mapM arrReprType prods
 686           result <- go prods repr_vars vars body
 687
 688           let scrut = unwrapFamInstScrut tycon ty_args expr
 689           return . Case scrut (mkWildId scrut_ty) res_ty
 690                  $ [(DataAlt data_con, shape_vars ++ vars, result)]
 691       where
 692         ty_args  = map reprType prods
 693         scrut_ty = mkTyConApp tycon ty_args
 694
 695         go [] [] [] body = return body
 696         go (prod : prods) (repr_vars : rss) (var : vars) body
 697           = do
 698               shape_vars <- mapM (newLocalVar (fsLit "s")) =<< arrShapeTys prod
 699
 700               from_prod prod (Var var) shape_vars repr_vars res_ty
 701                 =<< go prods rss vars body
 702         go _ _ _ _ = panic "buildFromArrPRepr/go"
 703
 704     from_repr repr expr shape_vars [repr_vars] res_ty body
 705       = from_prod repr expr shape_vars repr_vars res_ty body
 706
 707     from_repr _ _ _ _ _ _ = panic "buildFromArrPRepr/from_repr"
 708
 709     from_prod (ProdRepr { prod_components = tys
 710                         , prod_arr_tycon  = tycon
 711                         , prod_arr_data_con = data_con })
 712               expr
 713               shape_vars
 714               repr_vars
 715               res_ty
 716               body
 717       = do
 718           let scrut    = unwrapFamInstScrut tycon tys expr
 719               scrut_ty = mkTyConApp tycon tys
 720
 721           return $ Case scrut (mkWildId scrut_ty) res_ty
 722                    [(DataAlt data_con, shape_vars ++ repr_vars, body)]
 723
 724     from_prod (EnumRepr { enum_arr_tycon = tycon
 725                         , enum_arr_data_con = data_con })
 726               expr
 727               shape_vars
 728               _
 729               res_ty
 730               body
 731       = let scrut    = unwrapFamInstScrut tycon [] expr
 732             scrut_ty = mkTyConApp tycon []
 733         in
 734         return $ Case scrut (mkWildId scrut_ty) res_ty
 735                  [(DataAlt data_con, shape_vars, body)]
 736
 737     from_prod (IdRepr _)
 738               expr
 739               _shape_vars
 740               [repr_var]
 741               _res_ty
 742               body
 743       = return $ Let (NonRec repr_var expr) body
 744
 745     from_prod (VoidRepr {})
 746               expr
 747               _shape_vars
 748               [repr_var]
 749               _res_ty
 750               body
 751       = return $ Let (NonRec repr_var expr) body
 752
 753     from_prod _ _ _ _ _ _ = panic "buildFromArrPRepr/from_prod"
 754
 755 buildPRDictRepr :: Repr -> VM CoreExpr
 756 buildPRDictRepr (VoidRepr { void_tycon = tycon })
 757   = prDFunOfTyCon tycon
 758 buildPRDictRepr (IdRepr ty) = mkPR ty
 759 buildPRDictRepr (ProdRepr {
 760                    prod_components = tys
 761                  , prod_tycon      = tycon
 762                  })
 763   = do
 764       prs  <- mapM mkPR tys
 765       dfun <- prDFunOfTyCon tycon
 766       return $ dfun `mkTyApps` tys `mkApps` prs
 767
 768 buildPRDictRepr (SumRepr {
 769                    sum_components = prods
 770                  , sum_tycon      = tycon })
 771   = do
 772       prs  <- mapM buildPRDictRepr prods
 773       dfun <- prDFunOfTyCon tycon
 774       return $ dfun `mkTyApps` map reprType prods `mkApps` prs
 775
 776 buildPRDictRepr (EnumRepr { enum_tycon = tycon })
 777   = prDFunOfTyCon tycon
 778
 779 buildPRDict :: Repr -> TyCon -> TyCon -> TyCon -> VM CoreExpr
 780 buildPRDict repr vect_tc prepr_tc _
 781   = do
 782       dict  <- buildPRDictRepr repr
 783
 784       pr_co <- mkBuiltinCo prTyCon
 785       let co = mkAppCoercion pr_co
 786              . mkSymCoercion
 787              $ mkTyConApp arg_co var_tys
 788
 789       return $ mkCoerce co dict
 790   where
 791     var_tys = mkTyVarTys $ tyConTyVars vect_tc
 792
 793     Just arg_co = tyConFamilyCoercion_maybe prepr_tc
 794
 795 buildPArrayTyCon :: TyCon -> TyCon -> VM TyCon
 796 buildPArrayTyCon orig_tc vect_tc = fixV $ \repr_tc ->
 797   do
 798     name'  <- cloneName mkPArrayTyConOcc orig_name
 799     rhs    <- buildPArrayTyConRhs orig_name vect_tc repr_tc
 800     parray <- builtin parrayTyCon
 801
 802     liftDs $ buildAlgTyCon name'
 803                            tyvars
 804                            []          -- no stupid theta
 805                            rhs
 806                            rec_flag    -- FIXME: is this ok?
 807                            False       -- FIXME: no generics
 808                            False       -- not GADT syntax
 809                            (Just $ mk_fam_inst parray vect_tc)
 810   where
 811     orig_name = tyConName orig_tc
 812     tyvars = tyConTyVars vect_tc
 813     rec_flag = boolToRecFlag (isRecursiveTyCon vect_tc)
 814
 815
 816 buildPArrayTyConRhs :: Name -> TyCon -> TyCon -> VM AlgTyConRhs
 817 buildPArrayTyConRhs orig_name vect_tc repr_tc
 818   = do
 819       data_con <- buildPArrayDataCon orig_name vect_tc repr_tc
 820       return $ DataTyCon { data_cons = [data_con], is_enum = False }
 821
 822 buildPArrayDataCon :: Name -> TyCon -> TyCon -> VM DataCon
 823 buildPArrayDataCon orig_name vect_tc repr_tc
 824   = do
 825       dc_name  <- cloneName mkPArrayDataConOcc orig_name
 826       repr     <- mkRepr vect_tc
 827
 828       shape_tys <- arrShapeTys repr
 829       repr_tys  <- arrReprTys  repr
 830
 831       let tys = shape_tys ++ repr_tys
 832
 833       liftDs $ buildDataCon dc_name
 834                             False                  -- not infix
 835                             (map (const NotMarkedStrict) tys)
 836                             []                     -- no field labels
 837                             (tyConTyVars vect_tc)
 838                             []                     -- no existentials
 839                             []                     -- no eq spec
 840                             []                     -- no context
 841                             tys
 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