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