compiler/vectorise/VectType.hs

   1 module VectType ( vectTyCon, vectAndLiftType, vectType, vectTypeEnv,
   2                   -- arrSumArity, pdataCompTys, pdataCompVars,
   3                   buildPADict,
   4                   fromVect )
   5 where
   6
   7 import VectMonad
   8 import VectUtils
   9 import VectCore
  10
  11 import HscTypes          ( TypeEnv, extendTypeEnvList, typeEnvTyCons )
  12 import CoreSyn
  13 import CoreUtils
  14 import MkCore            ( mkWildCase )
  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 Name              ( Name, getOccName )
  27 import NameEnv
  28
  29 import Unique
  30 import UniqFM
  31 import UniqSet
  32 import Util
  33 import Digraph           ( SCC(..), stronglyConnCompFromEdgedVertices )
  34
  35 import Outputable
  36 import FastString
  37
  38 import MonadUtils     ( zipWith3M, foldrM, concatMapM )
  39 import Control.Monad  ( liftM, liftM2, zipWithM, zipWithM_, mapAndUnzipM )
  40 import Data.List      ( inits, tails, zipWith4, zipWith6 )
  41
  42 -- ----------------------------------------------------------------------------
  43 -- Types
  44
  45 vectTyCon :: TyCon -> VM TyCon
  46 vectTyCon tc
  47   | isFunTyCon tc        = builtin closureTyCon
  48   | isBoxedTupleTyCon tc = return tc
  49   | isUnLiftedTyCon tc   = return tc
  50   | otherwise            = maybeCantVectoriseM "Tycon not vectorised:" (ppr tc)
  51                          $ lookupTyCon tc
  52
  53 vectAndLiftType :: Type -> VM (Type, Type)
  54 vectAndLiftType ty | Just ty' <- coreView ty = vectAndLiftType ty'
  55 vectAndLiftType ty
  56   = do
  57       mdicts   <- mapM paDictArgType tyvars
  58       let dicts = [dict | Just dict <- mdicts]
  59       vmono_ty <- vectType mono_ty
  60       lmono_ty <- mkPDataType vmono_ty
  61       return (abstractType tyvars dicts vmono_ty,
  62               abstractType tyvars dicts lmono_ty)
  63   where
  64     (tyvars, mono_ty) = splitForAllTys ty
  65
  66
  67 vectType :: Type -> VM Type
  68 vectType ty | Just ty' <- coreView ty = vectType ty'
  69 vectType (TyVarTy tv) = return $ TyVarTy tv
  70 vectType (AppTy ty1 ty2) = liftM2 AppTy (vectType ty1) (vectType ty2)
  71 vectType (TyConApp tc tys) = liftM2 TyConApp (vectTyCon tc) (mapM vectType tys)
  72 vectType (FunTy ty1 ty2)   = liftM2 TyConApp (builtin closureTyCon)
  73                                              (mapM vectAndBoxType [ty1,ty2])
  74 vectType ty@(ForAllTy _ _)
  75   = do
  76       mdicts   <- mapM paDictArgType tyvars
  77       mono_ty' <- vectType mono_ty
  78       return $ abstractType tyvars [dict | Just dict <- mdicts] mono_ty'
  79   where
  80     (tyvars, mono_ty) = splitForAllTys ty
  81
  82 vectType ty = cantVectorise "Can't vectorise type" (ppr ty)
  83
  84 vectAndBoxType :: Type -> VM Type
  85 vectAndBoxType ty = vectType ty >>= boxType
  86
  87 abstractType :: [TyVar] -> [Type] -> Type -> Type
  88 abstractType tyvars dicts = mkForAllTys tyvars . mkFunTys dicts
  89
  90 -- ----------------------------------------------------------------------------
  91 -- Boxing
  92
  93 boxType :: Type -> VM Type
  94 boxType ty
  95   | Just (tycon, []) <- splitTyConApp_maybe ty
  96   , isUnLiftedTyCon tycon
  97   = do
  98       r <- lookupBoxedTyCon tycon
  99       case r of
 100         Just tycon' -> return $ mkTyConApp tycon' []
 101         Nothing     -> return ty
 102 boxType ty = return ty
 103
 104 -- ----------------------------------------------------------------------------
 105 -- Type definitions
 106
 107 type TyConGroup = ([TyCon], UniqSet TyCon)
 108
 109 vectTypeEnv :: TypeEnv -> VM (TypeEnv, [FamInst], [(Var, CoreExpr)])
 110 vectTypeEnv env
 111   = do
 112       cs <- readGEnv $ mk_map . global_tycons
 113       let (conv_tcs, keep_tcs) = classifyTyCons cs groups
 114           keep_dcs             = concatMap tyConDataCons keep_tcs
 115       zipWithM_ defTyCon   keep_tcs keep_tcs
 116       zipWithM_ defDataCon keep_dcs keep_dcs
 117       new_tcs <- vectTyConDecls conv_tcs
 118
 119       let orig_tcs = keep_tcs ++ conv_tcs
 120           vect_tcs = keep_tcs ++ new_tcs
 121
 122       dfuns <- mapM mkPADFun vect_tcs
 123       defTyConPAs (zip vect_tcs dfuns)
 124       reprs <- mapM tyConRepr vect_tcs
 125       repr_tcs  <- zipWith3M buildPReprTyCon orig_tcs vect_tcs reprs
 126       pdata_tcs <- zipWith3M buildPDataTyCon orig_tcs vect_tcs reprs
 127       binds    <- sequence (zipWith6 buildTyConBindings orig_tcs
 128                                                         vect_tcs
 129                                                         repr_tcs
 130                                                         pdata_tcs
 131                                                         dfuns
 132                                                         reprs)
 133
 134       let all_new_tcs = new_tcs ++ repr_tcs ++ pdata_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 ++ pdata_tcs), concat binds)
 142   where
 143     tycons = typeEnvTyCons env
 144     groups = tyConGroups tycons
 145
 146     mk_map env = listToUFM_Directly [(u, getUnique n /= u) | (u,n) <- nameEnvUniqueElts env]
 147
 148
 149 vectTyConDecls :: [TyCon] -> VM [TyCon]
 150 vectTyConDecls tcs = fixV $ \tcs' ->
 151   do
 152     mapM_ (uncurry defTyCon) (zipLazy tcs tcs')
 153     mapM vectTyConDecl tcs
 154
 155 vectTyConDecl :: TyCon -> VM TyCon
 156 vectTyConDecl tc
 157   = do
 158       name' <- cloneName mkVectTyConOcc name
 159       rhs'  <- vectAlgTyConRhs tc (algTyConRhs tc)
 160
 161       liftDs $ buildAlgTyCon name'
 162                              tyvars
 163                              []           -- no stupid theta
 164                              rhs'
 165                              rec_flag     -- FIXME: is this ok?
 166                              False        -- FIXME: no generics
 167                              False        -- not GADT syntax
 168                              Nothing      -- not a family instance
 169   where
 170     name   = tyConName tc
 171     tyvars = tyConTyVars tc
 172     rec_flag = boolToRecFlag (isRecursiveTyCon tc)
 173
 174 vectAlgTyConRhs :: TyCon -> AlgTyConRhs -> VM AlgTyConRhs
 175 vectAlgTyConRhs _ (DataTyCon { data_cons = data_cons
 176                              , is_enum   = is_enum
 177                              })
 178   = do
 179       data_cons' <- mapM vectDataCon data_cons
 180       zipWithM_ defDataCon data_cons data_cons'
 181       return $ DataTyCon { data_cons = data_cons'
 182                          , is_enum   = is_enum
 183                          }
 184 vectAlgTyConRhs tc _ = cantVectorise "Can't vectorise type definition:" (ppr tc)
 185
 186 vectDataCon :: DataCon -> VM DataCon
 187 vectDataCon dc
 188   | not . null $ dataConExTyVars dc
 189         = cantVectorise "Can't vectorise constructor (existentials):" (ppr dc)
 190   | not . null $ dataConEqSpec   dc
 191         = cantVectorise "Can't vectorise constructor (eq spec):" (ppr dc)
 192   | otherwise
 193   = do
 194       name'    <- cloneName mkVectDataConOcc name
 195       tycon'   <- vectTyCon tycon
 196       arg_tys  <- mapM vectType rep_arg_tys
 197
 198       liftDs $ buildDataCon name'
 199                             False           -- not infix
 200                             (map (const NotMarkedStrict) arg_tys)
 201                             []              -- no labelled fields
 202                             univ_tvs
 203                             []              -- no existential tvs for now
 204                             []              -- no eq spec for now
 205                             []              -- no context
 206                             arg_tys
 207                             (mkFamilyTyConApp tycon' (mkTyVarTys univ_tvs))
 208                             tycon'
 209   where
 210     name        = dataConName dc
 211     univ_tvs    = dataConUnivTyVars dc
 212     rep_arg_tys = dataConRepArgTys dc
 213     tycon       = dataConTyCon dc
 214
 215 mk_fam_inst :: TyCon -> TyCon -> (TyCon, [Type])
 216 mk_fam_inst fam_tc arg_tc
 217   = (fam_tc, [mkTyConApp arg_tc . mkTyVarTys $ tyConTyVars arg_tc])
 218
 219
 220 buildPReprTyCon :: TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM TyCon
 221 buildPReprTyCon orig_tc vect_tc repr
 222   = do
 223       name     <- cloneName mkPReprTyConOcc (tyConName orig_tc)
 224       -- rhs_ty   <- buildPReprType vect_tc
 225       rhs_ty   <- sumReprType repr
 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 data CompRepr = Keep Type
 236                      CoreExpr     -- PR dictionary for the type
 237               | Wrap Type
 238
 239 data ProdRepr = EmptyProd
 240               | UnaryProd CompRepr
 241               | Prod { repr_tup_tc   :: TyCon  -- representation tuple tycon
 242                      , repr_ptup_tc  :: TyCon  -- PData representation tycon
 243                      , repr_comp_tys :: [Type] -- representation types of
 244                      , repr_comps    :: [CompRepr]          -- components
 245                      }
 246 data ConRepr  = ConRepr DataCon ProdRepr
 247
 248 data SumRepr  = EmptySum
 249               | UnarySum ConRepr
 250               | Sum  { repr_sum_tc   :: TyCon  -- representation sum tycon
 251                      , repr_psum_tc  :: TyCon  -- PData representation tycon
 252                      , repr_sel_ty   :: Type   -- type of selector
 253                      , repr_con_tys :: [Type]  -- representation types of
 254                      , repr_cons     :: [ConRepr]           -- components
 255                      }
 256
 257 tyConRepr :: TyCon -> VM SumRepr
 258 tyConRepr tc = sum_repr (tyConDataCons tc)
 259   where
 260     sum_repr []    = return EmptySum
 261     sum_repr [con] = liftM UnarySum (con_repr con)
 262     sum_repr cons  = do
 263                        rs     <- mapM con_repr cons
 264                        sum_tc <- builtin (sumTyCon arity)
 265                        tys    <- mapM conReprType rs
 266                        (psum_tc, _) <- pdataReprTyCon (mkTyConApp sum_tc tys)
 267                        sel_ty <- builtin (selTy arity)
 268                        return $ Sum { repr_sum_tc  = sum_tc
 269                                     , repr_psum_tc = psum_tc
 270                                     , repr_sel_ty  = sel_ty
 271                                     , repr_con_tys = tys
 272                                     , repr_cons    = rs
 273                                     }
 274       where
 275         arity = length cons
 276
 277     con_repr con = liftM (ConRepr con) (prod_repr (dataConRepArgTys con))
 278
 279     prod_repr []   = return EmptyProd
 280     prod_repr [ty] = liftM UnaryProd (comp_repr ty)
 281     prod_repr tys  = do
 282                        rs <- mapM comp_repr tys
 283                        tup_tc <- builtin (prodTyCon arity)
 284                        tys'    <- mapM compReprType rs
 285                        (ptup_tc, _) <- pdataReprTyCon (mkTyConApp tup_tc tys')
 286                        return $ Prod { repr_tup_tc   = tup_tc
 287                                      , repr_ptup_tc  = ptup_tc
 288                                      , repr_comp_tys = tys'
 289                                      , repr_comps    = rs
 290                                      }
 291       where
 292         arity = length tys
 293
 294     comp_repr ty = liftM (Keep ty) (prDictOfType ty)
 295                    `orElseV` return (Wrap ty)
 296
 297 sumReprType :: SumRepr -> VM Type
 298 sumReprType EmptySum = voidType
 299 sumReprType (UnarySum r) = conReprType r
 300 sumReprType (Sum { repr_sum_tc  = sum_tc, repr_con_tys = tys })
 301   = return $ mkTyConApp sum_tc tys
 302
 303 conReprType :: ConRepr -> VM Type
 304 conReprType (ConRepr _ r) = prodReprType r
 305
 306 prodReprType :: ProdRepr -> VM Type
 307 prodReprType EmptyProd = voidType
 308 prodReprType (UnaryProd r) = compReprType r
 309 prodReprType (Prod { repr_tup_tc = tup_tc, repr_comp_tys = tys })
 310   = return $ mkTyConApp tup_tc tys
 311
 312 compReprType :: CompRepr -> VM Type
 313 compReprType (Keep ty _) = return ty
 314 compReprType (Wrap ty) = do
 315                              wrap_tc <- builtin wrapTyCon
 316                              return $ mkTyConApp wrap_tc [ty]
 317
 318 compOrigType :: CompRepr -> Type
 319 compOrigType (Keep ty _) = ty
 320 compOrigType (Wrap ty) = ty
 321
 322 buildToPRepr :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM CoreExpr
 323 buildToPRepr vect_tc repr_tc _ repr
 324   = do
 325       let arg_ty = mkTyConApp vect_tc ty_args
 326       res_ty <- mkPReprType arg_ty
 327       arg    <- newLocalVar (fsLit "x") arg_ty
 328       result <- to_sum (Var arg) arg_ty res_ty repr
 329       return $ Lam arg result
 330   where
 331     ty_args = mkTyVarTys (tyConTyVars vect_tc)
 332
 333     wrap_repr_inst = wrapFamInstBody repr_tc ty_args
 334
 335     to_sum _ _ _ EmptySum
 336       = do
 337           void <- builtin voidVar
 338           return $ wrap_repr_inst $ Var void
 339
 340     to_sum arg arg_ty res_ty (UnarySum r)
 341       = do
 342           (pat, vars, body) <- con_alt r
 343           return $ mkWildCase arg arg_ty res_ty
 344                    [(pat, vars, wrap_repr_inst body)]
 345
 346     to_sum arg arg_ty res_ty (Sum { repr_sum_tc  = sum_tc
 347                                   , repr_con_tys = tys
 348                                   , repr_cons    =  cons })
 349       = do
 350           alts <- mapM con_alt cons
 351           let alts' = [(pat, vars, wrap_repr_inst
 352                                    $ mkConApp sum_con (map Type tys ++ [body]))
 353                         | ((pat, vars, body), sum_con)
 354                             <- zip alts (tyConDataCons sum_tc)]
 355           return $ mkWildCase arg arg_ty res_ty alts'
 356
 357     con_alt (ConRepr con r)
 358       = do
 359           (vars, body) <- to_prod r
 360           return (DataAlt con, vars, body)
 361
 362     to_prod EmptyProd
 363       = do
 364           void <- builtin voidVar
 365           return ([], Var void)
 366
 367     to_prod (UnaryProd comp)
 368       = do
 369           var  <- newLocalVar (fsLit "x") (compOrigType comp)
 370           body <- to_comp (Var var) comp
 371           return ([var], body)
 372
 373     to_prod(Prod { repr_tup_tc   = tup_tc
 374                  , repr_comp_tys = tys
 375                  , repr_comps    = comps })
 376       = do
 377           vars  <- newLocalVars (fsLit "x") (map compOrigType comps)
 378           exprs <- zipWithM to_comp (map Var vars) comps
 379           return (vars, mkConApp tup_con (map Type tys ++ exprs))
 380       where
 381         [tup_con] = tyConDataCons tup_tc
 382
 383     to_comp expr (Keep _ _) = return expr
 384     to_comp expr (Wrap ty)  = do
 385                                 wrap_tc <- builtin wrapTyCon
 386                                 return $ wrapNewTypeBody wrap_tc [ty] expr
 387
 388
 389 buildFromPRepr :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM CoreExpr
 390 buildFromPRepr vect_tc repr_tc _ repr
 391   = do
 392       arg_ty <- mkPReprType res_ty
 393       arg <- newLocalVar (fsLit "x") arg_ty
 394
 395       result <- from_sum (unwrapFamInstScrut repr_tc ty_args (Var arg))
 396                          repr
 397       return $ Lam arg result
 398   where
 399     ty_args = mkTyVarTys (tyConTyVars vect_tc)
 400     res_ty  = mkTyConApp vect_tc ty_args
 401
 402     from_sum _ EmptySum
 403       = do
 404           dummy <- builtin fromVoidVar
 405           return $ Var dummy `App` Type res_ty
 406
 407     from_sum expr (UnarySum r) = from_con expr r
 408     from_sum expr (Sum { repr_sum_tc  = sum_tc
 409                        , repr_con_tys = tys
 410                        , repr_cons    = cons })
 411       = do
 412           vars  <- newLocalVars (fsLit "x") tys
 413           es    <- zipWithM from_con (map Var vars) cons
 414           return $ mkWildCase expr (exprType expr) res_ty
 415                    [(DataAlt con, [var], e)
 416                       | (con, var, e) <- zip3 (tyConDataCons sum_tc) vars es]
 417
 418     from_con expr (ConRepr con r)
 419       = from_prod expr (mkConApp con $ map Type ty_args) r
 420
 421     from_prod _ con EmptyProd = return con
 422     from_prod expr con (UnaryProd r)
 423       = do
 424           e <- from_comp expr r
 425           return $ con `App` e
 426
 427     from_prod expr con (Prod { repr_tup_tc   = tup_tc
 428                              , repr_comp_tys = tys
 429                              , repr_comps    = comps
 430                              })
 431       = do
 432           vars <- newLocalVars (fsLit "y") tys
 433           es   <- zipWithM from_comp (map Var vars) comps
 434           return $ mkWildCase expr (exprType expr) res_ty
 435                    [(DataAlt tup_con, vars, con `mkApps` es)]
 436       where
 437         [tup_con] = tyConDataCons tup_tc
 438
 439     from_comp expr (Keep _ _) = return expr
 440     from_comp expr (Wrap ty)
 441       = do
 442           wrap <- builtin wrapTyCon
 443           return $ unwrapNewTypeBody wrap [ty] expr
 444
 445
 446 buildToArrPRepr :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM CoreExpr
 447 buildToArrPRepr vect_tc prepr_tc pdata_tc r
 448   = do
 449       arg_ty <- mkPDataType el_ty
 450       res_ty <- mkPDataType =<< mkPReprType el_ty
 451       arg    <- newLocalVar (fsLit "xs") arg_ty
 452
 453       pdata_co <- mkBuiltinCo pdataTyCon
 454       let Just repr_co = tyConFamilyCoercion_maybe prepr_tc
 455           co           = mkAppCoercion pdata_co
 456                        . mkSymCoercion
 457                        $ mkTyConApp repr_co ty_args
 458
 459           scrut   = unwrapFamInstScrut pdata_tc ty_args (Var arg)
 460
 461       (vars, result) <- to_sum r
 462
 463       return . Lam arg
 464              $ mkWildCase scrut (mkTyConApp pdata_tc ty_args) res_ty
 465                [(DataAlt pdata_dc, vars, mkCoerce co result)]
 466   where
 467     ty_args = mkTyVarTys $ tyConTyVars vect_tc
 468     el_ty   = mkTyConApp vect_tc ty_args
 469
 470     [pdata_dc] = tyConDataCons pdata_tc
 471
 472
 473     to_sum EmptySum = do
 474                         pvoid <- builtin pvoidVar
 475                         return ([], Var pvoid)
 476     to_sum (UnarySum r) = to_con r
 477     to_sum (Sum { repr_psum_tc = psum_tc
 478                 , repr_sel_ty  = sel_ty
 479                 , repr_con_tys = tys
 480                 , repr_cons    = cons
 481                 })
 482       = do
 483           (vars, exprs) <- mapAndUnzipM to_con cons
 484           sel <- newLocalVar (fsLit "sel") sel_ty
 485           return (sel : concat vars, mk_result (Var sel) exprs)
 486       where
 487         [psum_con] = tyConDataCons psum_tc
 488         mk_result sel exprs = wrapFamInstBody psum_tc tys
 489                             $ mkConApp psum_con
 490                             $ map Type tys ++ (sel : exprs)
 491
 492     to_con (ConRepr _ r) = to_prod r
 493
 494     to_prod EmptyProd = do
 495                           pvoid <- builtin pvoidVar
 496                           return ([], Var pvoid)
 497     to_prod (UnaryProd r)
 498       = do
 499           pty  <- mkPDataType (compOrigType r)
 500           var  <- newLocalVar (fsLit "x") pty
 501           expr <- to_comp (Var var) r
 502           return ([var], expr)
 503
 504     to_prod (Prod { repr_ptup_tc  = ptup_tc
 505                   , repr_comp_tys = tys
 506                   , repr_comps    = comps })
 507       = do
 508           ptys <- mapM (mkPDataType . compOrigType) comps
 509           vars <- newLocalVars (fsLit "x") ptys
 510           es   <- zipWithM to_comp (map Var vars) comps
 511           return (vars, mk_result es)
 512       where
 513         [ptup_con] = tyConDataCons ptup_tc
 514         mk_result exprs = wrapFamInstBody ptup_tc tys
 515                         $ mkConApp ptup_con
 516                         $ map Type tys ++ exprs
 517
 518     to_comp expr (Keep _ _) = return expr
 519
 520     -- FIXME: this is bound to be wrong!
 521     to_comp expr (Wrap ty)
 522       = do
 523           wrap_tc  <- builtin wrapTyCon
 524           (pwrap_tc, _) <- pdataReprTyCon (mkTyConApp wrap_tc [ty])
 525           return $ wrapNewTypeBody pwrap_tc [ty] expr
 526
 527
 528 buildFromArrPRepr :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM CoreExpr
 529 buildFromArrPRepr vect_tc prepr_tc pdata_tc r
 530   = do
 531       arg_ty <- mkPDataType =<< mkPReprType el_ty
 532       res_ty <- mkPDataType el_ty
 533       arg    <- newLocalVar (fsLit "xs") arg_ty
 534
 535       pdata_co <- mkBuiltinCo pdataTyCon
 536       let Just repr_co = tyConFamilyCoercion_maybe prepr_tc
 537           co           = mkAppCoercion pdata_co
 538                        $ mkTyConApp repr_co var_tys
 539
 540           scrut  = mkCoerce co (Var arg)
 541
 542           mk_result args = wrapFamInstBody pdata_tc var_tys
 543                          $ mkConApp pdata_con
 544                          $ map Type var_tys ++ args
 545
 546       (expr, _) <- fixV $ \ ~(_, args) ->
 547                      from_sum res_ty (mk_result args) scrut r
 548
 549       return $ Lam arg expr
 550
 551       -- (args, mk) <- from_sum res_ty scrut r
 552
 553       -- let result = wrapFamInstBody pdata_tc var_tys
 554       --           . mkConApp pdata_dc
 555       --           $ map Type var_tys ++ args
 556
 557       -- return $ Lam arg (mk result)
 558   where
 559     var_tys = mkTyVarTys $ tyConTyVars vect_tc
 560     el_ty   = mkTyConApp vect_tc var_tys
 561
 562     [pdata_con] = tyConDataCons pdata_tc
 563
 564     from_sum _ res _ EmptySum = return (res, [])
 565     from_sum res_ty res expr (UnarySum r) = from_con res_ty res expr r
 566     from_sum res_ty res expr (Sum { repr_psum_tc = psum_tc
 567                                   , repr_sel_ty  = sel_ty
 568                                   , repr_con_tys = tys
 569                                   , repr_cons    = cons })
 570       = do
 571           sel  <- newLocalVar (fsLit "sel") sel_ty
 572           ptys <- mapM mkPDataType tys
 573           vars <- newLocalVars (fsLit "xs") ptys
 574           (res', args) <- fold from_con res_ty res (map Var vars) cons
 575           let scrut = unwrapFamInstScrut psum_tc tys expr
 576               body  = mkWildCase scrut (exprType scrut) res_ty
 577                       [(DataAlt psum_con, sel : vars, res')]
 578           return (body, Var sel : args)
 579       where
 580         [psum_con] = tyConDataCons psum_tc
 581
 582
 583     from_con res_ty res expr (ConRepr _ r) = from_prod res_ty res expr r
 584
 585     from_prod _ res _ EmptyProd = return (res, [])
 586     from_prod res_ty res expr (UnaryProd r)
 587       = from_comp res_ty res expr r
 588     from_prod res_ty res expr (Prod { repr_ptup_tc  = ptup_tc
 589                                     , repr_comp_tys = tys
 590                                     , repr_comps    = comps })
 591       = do
 592           ptys <- mapM mkPDataType tys
 593           vars <- newLocalVars (fsLit "ys") ptys
 594           (res', args) <- fold from_comp res_ty res (map Var vars) comps
 595           let scrut = unwrapFamInstScrut ptup_tc tys expr
 596               body  = mkWildCase scrut (exprType scrut) res_ty
 597                       [(DataAlt ptup_con, vars, res')]
 598           return (body, args)
 599       where
 600         [ptup_con] = tyConDataCons ptup_tc
 601
 602     from_comp _ res expr (Keep _ _) = return (res, [expr])
 603     from_comp _ res expr (Wrap ty)
 604       = do
 605           wrap_tc  <- builtin wrapTyCon
 606           (pwrap_tc, _) <- pdataReprTyCon (mkTyConApp wrap_tc [ty])
 607           return (res, [unwrapNewTypeBody pwrap_tc [ty]
 608                         $ unwrapFamInstScrut pwrap_tc [ty] expr])
 609
 610     fold f res_ty res exprs rs = foldrM f' (res, []) (zip exprs rs)
 611       where
 612         f' (expr, r) (res, args) = do
 613                                      (res', args') <- f res_ty res expr r
 614                                      return (res', args' ++ args)
 615
 616 buildPRDict :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM CoreExpr
 617 buildPRDict vect_tc prepr_tc _ r
 618   = do
 619       dict <- sum_dict r
 620       pr_co <- mkBuiltinCo prTyCon
 621       let co = mkAppCoercion pr_co
 622              . mkSymCoercion
 623              $ mkTyConApp arg_co ty_args
 624       return (mkCoerce co dict)
 625   where
 626     ty_args = mkTyVarTys (tyConTyVars vect_tc)
 627     Just arg_co = tyConFamilyCoercion_maybe prepr_tc
 628
 629     sum_dict EmptySum = prDFunOfTyCon =<< builtin voidTyCon
 630     sum_dict (UnarySum r) = con_dict r
 631     sum_dict (Sum { repr_sum_tc  = sum_tc
 632                   , repr_con_tys = tys
 633                   , repr_cons    = cons
 634                   })
 635       = do
 636           dicts <- mapM con_dict cons
 637           dfun  <- prDFunOfTyCon sum_tc
 638           return $ dfun `mkTyApps` tys `mkApps` dicts
 639
 640     con_dict (ConRepr _ r) = prod_dict r
 641
 642     prod_dict EmptyProd = prDFunOfTyCon =<< builtin voidTyCon
 643     prod_dict (UnaryProd r) = comp_dict r
 644     prod_dict (Prod { repr_tup_tc   = tup_tc
 645                     , repr_comp_tys = tys
 646                     , repr_comps    = comps })
 647       = do
 648           dicts <- mapM comp_dict comps
 649           dfun <- prDFunOfTyCon tup_tc
 650           return $ dfun `mkTyApps` tys `mkApps` dicts
 651
 652     comp_dict (Keep _ pr) = return pr
 653     comp_dict (Wrap ty)   = wrapPR ty
 654
 655
 656 buildPDataTyCon :: TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM TyCon
 657 buildPDataTyCon orig_tc vect_tc repr = fixV $ \repr_tc ->
 658   do
 659     name' <- cloneName mkPDataTyConOcc orig_name
 660     rhs   <- buildPDataTyConRhs orig_name vect_tc repr_tc repr
 661     pdata <- builtin pdataTyCon
 662
 663     liftDs $ buildAlgTyCon name'
 664                            tyvars
 665                            []          -- no stupid theta
 666                            rhs
 667                            rec_flag    -- FIXME: is this ok?
 668                            False       -- FIXME: no generics
 669                            False       -- not GADT syntax
 670                            (Just $ mk_fam_inst pdata vect_tc)
 671   where
 672     orig_name = tyConName orig_tc
 673     tyvars = tyConTyVars vect_tc
 674     rec_flag = boolToRecFlag (isRecursiveTyCon vect_tc)
 675
 676
 677 buildPDataTyConRhs :: Name -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM AlgTyConRhs
 678 buildPDataTyConRhs orig_name vect_tc repr_tc repr
 679   = do
 680       data_con <- buildPDataDataCon orig_name vect_tc repr_tc repr
 681       return $ DataTyCon { data_cons = [data_con], is_enum = False }
 682
 683 buildPDataDataCon :: Name -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM DataCon
 684 buildPDataDataCon orig_name vect_tc repr_tc repr
 685   = do
 686       dc_name  <- cloneName mkPDataDataConOcc orig_name
 687       comp_tys <- sum_tys repr
 688
 689       liftDs $ buildDataCon dc_name
 690                             False                  -- not infix
 691                             (map (const NotMarkedStrict) comp_tys)
 692                             []                     -- no field labels
 693                             tvs
 694                             []                     -- no existentials
 695                             []                     -- no eq spec
 696                             []                     -- no context
 697                             comp_tys
 698                             (mkFamilyTyConApp repr_tc (mkTyVarTys tvs))
 699                             repr_tc
 700   where
 701     tvs   = tyConTyVars vect_tc
 702
 703     sum_tys EmptySum = return []
 704     sum_tys (UnarySum r) = con_tys r
 705     sum_tys (Sum { repr_sel_ty = sel_ty
 706                  , repr_cons   = cons })
 707       = liftM (sel_ty :) (concatMapM con_tys cons)
 708
 709     con_tys (ConRepr _ r) = prod_tys r
 710
 711     prod_tys EmptyProd = return []
 712     prod_tys (UnaryProd r) = liftM singleton (comp_ty r)
 713     prod_tys (Prod { repr_comps = comps }) = mapM comp_ty comps
 714
 715     comp_ty r = mkPDataType (compOrigType r)
 716
 717
 718 mkPADFun :: TyCon -> VM Var
 719 mkPADFun vect_tc
 720   = newExportedVar (mkPADFunOcc $ getOccName vect_tc) =<< paDFunType vect_tc
 721
 722 buildTyConBindings :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> TyCon -> Var -> SumRepr
 723                    -> VM [(Var, CoreExpr)]
 724 buildTyConBindings orig_tc vect_tc prepr_tc pdata_tc dfun repr
 725   = do
 726       vectDataConWorkers orig_tc vect_tc pdata_tc
 727       dict <- buildPADict vect_tc prepr_tc pdata_tc repr
 728       binds <- takeHoisted
 729       return $ (dfun, dict) : binds
 730
 731 vectDataConWorkers :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> VM ()
 732 vectDataConWorkers orig_tc vect_tc arr_tc
 733   = do
 734       bs <- sequence
 735           . zipWith3 def_worker  (tyConDataCons orig_tc) rep_tys
 736           $ zipWith4 mk_data_con (tyConDataCons vect_tc)
 737                                  rep_tys
 738                                  (inits rep_tys)
 739                                  (tail $ tails rep_tys)
 740       mapM_ (uncurry hoistBinding) bs
 741   where
 742     tyvars   = tyConTyVars vect_tc
 743     var_tys  = mkTyVarTys tyvars
 744     ty_args  = map Type var_tys
 745     res_ty   = mkTyConApp vect_tc var_tys
 746
 747     cons     = tyConDataCons vect_tc
 748     arity    = length cons
 749     [arr_dc] = tyConDataCons arr_tc
 750
 751     rep_tys  = map dataConRepArgTys $ tyConDataCons vect_tc
 752
 753
 754     mk_data_con con tys pre post
 755       = liftM2 (,) (vect_data_con con)
 756                    (lift_data_con tys pre post (mkDataConTag con))
 757
 758     sel_replicate len tag
 759       | arity > 1 = do
 760                       rep <- builtin (selReplicate arity)
 761                       return [rep `mkApps` [len, tag]]
 762
 763       | otherwise = return []
 764
 765     vect_data_con con = return $ mkConApp con ty_args
 766     lift_data_con tys pre_tys post_tys tag
 767       = do
 768           len  <- builtin liftingContext
 769           args <- mapM (newLocalVar (fsLit "xs"))
 770                   =<< mapM mkPDataType tys
 771
 772           sel  <- sel_replicate (Var len) tag
 773
 774           pre   <- mapM emptyPD (concat pre_tys)
 775           post  <- mapM emptyPD (concat post_tys)
 776
 777           return . mkLams (len : args)
 778                  . wrapFamInstBody arr_tc var_tys
 779                  . mkConApp arr_dc
 780                  $ ty_args ++ sel ++ pre ++ map Var args ++ post
 781
 782     def_worker data_con arg_tys mk_body
 783       = do
 784           body <- closedV
 785                 . inBind orig_worker
 786                 . polyAbstract tyvars $ \abstract ->
 787                   liftM (abstract . vectorised)
 788                 $ buildClosures tyvars [] arg_tys res_ty mk_body
 789
 790           vect_worker <- cloneId mkVectOcc orig_worker (exprType body)
 791           defGlobalVar orig_worker vect_worker
 792           return (vect_worker, body)
 793       where
 794         orig_worker = dataConWorkId data_con
 795
 796 buildPADict :: TyCon -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM CoreExpr
 797 buildPADict vect_tc prepr_tc arr_tc repr
 798   = polyAbstract tvs $ \abstract ->
 799     do
 800       meth_binds <- mapM mk_method paMethods
 801       let meth_exprs = map (Var . fst) meth_binds
 802
 803       pa_dc <- builtin paDataCon
 804       let dict = mkConApp pa_dc (Type (mkTyConApp vect_tc arg_tys) : meth_exprs)
 805           body = Let (Rec meth_binds) dict
 806       return . mkInlineMe $ abstract body
 807   where
 808     tvs = tyConTyVars arr_tc
 809     arg_tys = mkTyVarTys tvs
 810
 811     mk_method (name, build)
 812       = localV
 813       $ do
 814           body <- build vect_tc prepr_tc arr_tc repr
 815           var  <- newLocalVar name (exprType body)
 816           return (var, mkInlineMe body)
 817
 818 paMethods :: [(FastString, TyCon -> TyCon -> TyCon -> SumRepr -> VM CoreExpr)]
 819 paMethods = [(fsLit "dictPRepr",    buildPRDict),
 820              (fsLit "toPRepr",      buildToPRepr),
 821              (fsLit "fromPRepr",    buildFromPRepr),
 822              (fsLit "toArrPRepr",   buildToArrPRepr),
 823              (fsLit "fromArrPRepr", buildFromArrPRepr)]
 824
 825 -- | Split the given tycons into two sets depending on whether they have to be
 826 -- converted (first list) or not (second list). The first argument contains
 827 -- information about the conversion status of external tycons:
 828 --
 829 --   * tycons which have converted versions are mapped to True
 830 --   * tycons which are not changed by vectorisation are mapped to False
 831 --   * tycons which can't be converted are not elements of the map
 832 --
 833 classifyTyCons :: UniqFM Bool -> [TyConGroup] -> ([TyCon], [TyCon])
 834 classifyTyCons = classify [] []
 835   where
 836     classify conv keep _  [] = (conv, keep)
 837     classify conv keep cs ((tcs, ds) : rs)
 838       | can_convert && must_convert
 839         = classify (tcs ++ conv) keep (cs `addListToUFM` [(tc,True) | tc <- tcs]) rs
 840       | can_convert
 841         = classify conv (tcs ++ keep) (cs `addListToUFM` [(tc,False) | tc <- tcs]) rs
 842       | otherwise
 843         = classify conv keep cs rs
 844       where
 845         refs = ds `delListFromUniqSet` tcs
 846
 847         can_convert  = isNullUFM (refs `minusUFM` cs) && all convertable tcs
 848         must_convert = foldUFM (||) False (intersectUFM_C const cs refs)
 849
 850         convertable tc = isDataTyCon tc && all isVanillaDataCon (tyConDataCons tc)
 851
 852 -- | Compute mutually recursive groups of tycons in topological order
 853 --
 854 tyConGroups :: [TyCon] -> [TyConGroup]
 855 tyConGroups tcs = map mk_grp (stronglyConnCompFromEdgedVertices edges)
 856   where
 857     edges = [((tc, ds), tc, uniqSetToList ds) | tc <- tcs
 858                                 , let ds = tyConsOfTyCon tc]
 859
 860     mk_grp (AcyclicSCC (tc, ds)) = ([tc], ds)
 861     mk_grp (CyclicSCC els)       = (tcs, unionManyUniqSets dss)
 862       where
 863         (tcs, dss) = unzip els
 864
 865 tyConsOfTyCon :: TyCon -> UniqSet TyCon
 866 tyConsOfTyCon
 867   = tyConsOfTypes . concatMap dataConRepArgTys . tyConDataCons
 868
 869 tyConsOfType :: Type -> UniqSet TyCon
 870 tyConsOfType ty
 871   | Just ty' <- coreView ty    = tyConsOfType ty'
 872 tyConsOfType (TyVarTy _)       = emptyUniqSet
 873 tyConsOfType (TyConApp tc tys) = extend (tyConsOfTypes tys)
 874   where
 875     extend | isUnLiftedTyCon tc
 876            || isTupleTyCon   tc = id
 877
 878            | otherwise          = (`addOneToUniqSet` tc)
 879
 880 tyConsOfType (AppTy a b)       = tyConsOfType a `unionUniqSets` tyConsOfType b
 881 tyConsOfType (FunTy a b)       = (tyConsOfType a `unionUniqSets` tyConsOfType b)
 882                                  `addOneToUniqSet` funTyCon
 883 tyConsOfType (ForAllTy _ ty)   = tyConsOfType ty
 884 tyConsOfType other             = pprPanic "ClosureConv.tyConsOfType" $ ppr other
 885
 886 tyConsOfTypes :: [Type] -> UniqSet TyCon
 887 tyConsOfTypes = unionManyUniqSets . map tyConsOfType
 888
 889
 890 -- ----------------------------------------------------------------------------
 891 -- Conversions
 892
 893 fromVect :: Type -> CoreExpr -> VM CoreExpr
 894 fromVect ty expr | Just ty' <- coreView ty = fromVect ty' expr
 895 fromVect (FunTy arg_ty res_ty) expr
 896   = do
 897       arg     <- newLocalVar (fsLit "x") arg_ty
 898       varg    <- toVect arg_ty (Var arg)
 899       varg_ty <- vectType arg_ty
 900       vres_ty <- vectType res_ty
 901       apply   <- builtin applyVar
 902       body    <- fromVect res_ty
 903                $ Var apply `mkTyApps` [varg_ty, vres_ty] `mkApps` [expr, varg]
 904       return $ Lam arg body
 905 fromVect ty expr
 906   = identityConv ty >> return expr
 907
 908 toVect :: Type -> CoreExpr -> VM CoreExpr
 909 toVect ty expr = identityConv ty >> return expr
 910
 911 identityConv :: Type -> VM ()
 912 identityConv ty | Just ty' <- coreView ty = identityConv ty'
 913 identityConv (TyConApp tycon tys)
 914   = do
 915       mapM_ identityConv tys
 916       identityConvTyCon tycon
 917 identityConv _ = noV
 918
 919 identityConvTyCon :: TyCon -> VM ()
 920 identityConvTyCon tc
 921   | isBoxedTupleTyCon tc = return ()
 922   | isUnLiftedTyCon tc   = return ()
 923   | otherwise            = do
 924                              tc' <- maybeV (lookupTyCon tc)
 925                              if tc == tc' then return () else noV
 926