compiler/vectorise/VectType.hs

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