compiler/vectorise/Vectorise.hs

   1 module Vectorise( vectorise )
   2 where
   3
   4 #include "HsVersions.h"
   5
   6 import VectMonad
   7 import VectUtils
   8 import VectType
   9 import VectCore
  10
  11 import DynFlags
  12 import HscTypes
  13
  14 import CoreLint             ( showPass, endPass )
  15 import CoreSyn
  16 import CoreUtils
  17 import CoreFVs
  18 import SimplMonad           ( SimplCount, zeroSimplCount )
  19 import Rules                ( RuleBase )
  20 import DataCon
  21 import TyCon
  22 import Type
  23 import FamInstEnv           ( extendFamInstEnvList )
  24 import InstEnv              ( extendInstEnvList )
  25 import Var
  26 import VarEnv
  27 import VarSet
  28 import Name                 ( Name, mkSysTvName, getName )
  29 import NameEnv
  30 import Id
  31 import MkId                 ( unwrapFamInstScrut )
  32 import OccName
  33 import Module               ( Module )
  34
  35 import DsMonad hiding (mapAndUnzipM)
  36 import DsUtils              ( mkCoreTup, mkCoreTupTy )
  37
  38 import Literal              ( Literal )
  39 import PrelNames
  40 import TysWiredIn
  41 import TysPrim              ( intPrimTy )
  42 import BasicTypes           ( Boxity(..) )
  43
  44 import Outputable
  45 import FastString
  46 import Control.Monad        ( liftM, liftM2, zipWithM, mapAndUnzipM )
  47
  48 builtin_PAs :: [(Name, Module, FastString)]
  49 builtin_PAs = [
  50                 (closureTyConName, nDP_CLOSURE, FSLIT("dPA_Clo"))
  51               , mk intTyConName     FSLIT("dPA_Int")
  52               ]
  53               ++ tups
  54   where
  55     mk name fs = (name, nDP_INSTANCES, fs)
  56
  57     tups = mk_tup 0 : map mk_tup [2..3]
  58     mk_tup n   = (getName $ tupleTyCon Boxed n, nDP_INSTANCES,
  59                   mkFastString $ "dPA_" ++ show n)
  60
  61 vectorise :: HscEnv -> UniqSupply -> RuleBase -> ModGuts
  62           -> IO (SimplCount, ModGuts)
  63 vectorise hsc_env _ _ guts
  64   = do
  65       showPass dflags "Vectorisation"
  66       eps <- hscEPS hsc_env
  67       let info = hptVectInfo hsc_env `plusVectInfo` eps_vect_info eps
  68       Just (info', guts') <- initV hsc_env guts info (vectModule guts)
  69       endPass dflags "Vectorisation" Opt_D_dump_vect (mg_binds guts')
  70       return (zeroSimplCount dflags, guts' { mg_vect_info = info' })
  71   where
  72     dflags = hsc_dflags hsc_env
  73
  74 vectModule :: ModGuts -> VM ModGuts
  75 vectModule guts
  76   = do
  77       defTyConBuiltinPAs builtin_PAs
  78       (types', fam_insts, tc_binds) <- vectTypeEnv (mg_types guts)
  79
  80       let fam_inst_env' = extendFamInstEnvList (mg_fam_inst_env guts) fam_insts
  81       updGEnv (setFamInstEnv fam_inst_env')
  82
  83       -- dicts   <- mapM buildPADict pa_insts
  84       -- workers <- mapM vectDataConWorkers pa_insts
  85       binds'  <- mapM vectTopBind (mg_binds guts)
  86       return $ guts { mg_types        = types'
  87                     , mg_binds        = Rec tc_binds : binds'
  88                     , mg_fam_inst_env = fam_inst_env'
  89                     , mg_fam_insts    = mg_fam_insts guts ++ fam_insts
  90                     }
  91
  92 vectTopBind :: CoreBind -> VM CoreBind
  93 vectTopBind b@(NonRec var expr)
  94   = do
  95       var'  <- vectTopBinder var
  96       expr' <- vectTopRhs var expr
  97       hs    <- takeHoisted
  98       return . Rec $ (var, expr) : (var', expr') : hs
  99   `orElseV`
 100     return b
 101
 102 vectTopBind b@(Rec bs)
 103   = do
 104       vars'  <- mapM vectTopBinder vars
 105       exprs' <- zipWithM vectTopRhs vars exprs
 106       hs     <- takeHoisted
 107       return . Rec $ bs ++ zip vars' exprs' ++ hs
 108   `orElseV`
 109     return b
 110   where
 111     (vars, exprs) = unzip bs
 112
 113 vectTopBinder :: Var -> VM Var
 114 vectTopBinder var
 115   = do
 116       vty  <- vectType (idType var)
 117       var' <- cloneId mkVectOcc var vty
 118       defGlobalVar var var'
 119       return var'
 120
 121 vectTopRhs :: Var -> CoreExpr -> VM CoreExpr
 122 vectTopRhs var expr
 123   = do
 124       closedV . liftM vectorised
 125               . inBind var
 126               $ vectPolyExpr (freeVars expr)
 127
 128 -- ----------------------------------------------------------------------------
 129 -- Bindings
 130
 131 vectBndr :: Var -> VM VVar
 132 vectBndr v
 133   = do
 134       vty <- vectType (idType v)
 135       lty <- mkPArrayType vty
 136       let vv = v `Id.setIdType` vty
 137           lv = v `Id.setIdType` lty
 138       updLEnv (mapTo vv lv)
 139       return (vv, lv)
 140   where
 141     mapTo vv lv env = env { local_vars = extendVarEnv (local_vars env) v (vv, lv) }
 142
 143 vectBndrIn :: Var -> VM a -> VM (VVar, a)
 144 vectBndrIn v p
 145   = localV
 146   $ do
 147       vv <- vectBndr v
 148       x <- p
 149       return (vv, x)
 150
 151 vectBndrIn' :: Var -> (VVar -> VM a) -> VM (VVar, a)
 152 vectBndrIn' v p
 153   = localV
 154   $ do
 155       vv <- vectBndr v
 156       x  <- p vv
 157       return (vv, x)
 158
 159 vectBndrsIn :: [Var] -> VM a -> VM ([VVar], a)
 160 vectBndrsIn vs p
 161   = localV
 162   $ do
 163       vvs <- mapM vectBndr vs
 164       x <- p
 165       return (vvs, x)
 166
 167 -- ----------------------------------------------------------------------------
 168 -- Expressions
 169
 170 vectVar :: Var -> VM VExpr
 171 vectVar v
 172   = do
 173       r <- lookupVar v
 174       case r of
 175         Local (vv,lv) -> return (Var vv, Var lv)
 176         Global vv     -> do
 177                            let vexpr = Var vv
 178                            lexpr <- liftPA vexpr
 179                            return (vexpr, lexpr)
 180
 181 vectPolyVar :: Var -> [Type] -> VM VExpr
 182 vectPolyVar v tys
 183   = do
 184       vtys <- mapM vectType tys
 185       r <- lookupVar v
 186       case r of
 187         Local (vv, lv) -> liftM2 (,) (polyApply (Var vv) vtys)
 188                                      (polyApply (Var lv) vtys)
 189         Global poly    -> do
 190                             vexpr <- polyApply (Var poly) vtys
 191                             lexpr <- liftPA vexpr
 192                             return (vexpr, lexpr)
 193
 194 vectLiteral :: Literal -> VM VExpr
 195 vectLiteral lit
 196   = do
 197       lexpr <- liftPA (Lit lit)
 198       return (Lit lit, lexpr)
 199
 200 vectPolyExpr :: CoreExprWithFVs -> VM VExpr
 201 vectPolyExpr expr
 202   = polyAbstract tvs $ \abstract ->
 203     do
 204       mono' <- vectExpr mono
 205       return $ mapVect abstract mono'
 206   where
 207     (tvs, mono) = collectAnnTypeBinders expr
 208
 209 vectExpr :: CoreExprWithFVs -> VM VExpr
 210 vectExpr (_, AnnType ty)
 211   = liftM vType (vectType ty)
 212
 213 vectExpr (_, AnnVar v) = vectVar v
 214
 215 vectExpr (_, AnnLit lit) = vectLiteral lit
 216
 217 vectExpr (_, AnnNote note expr)
 218   = liftM (vNote note) (vectExpr expr)
 219
 220 vectExpr e@(_, AnnApp _ arg)
 221   | isAnnTypeArg arg
 222   = vectTyAppExpr fn tys
 223   where
 224     (fn, tys) = collectAnnTypeArgs e
 225
 226 vectExpr (_, AnnApp fn arg)
 227   = do
 228       fn'  <- vectExpr fn
 229       arg' <- vectExpr arg
 230       mkClosureApp fn' arg'
 231
 232 vectExpr (_, AnnCase scrut bndr ty alts)
 233   | isAlgType scrut_ty
 234   = vectAlgCase scrut bndr ty alts
 235   where
 236     scrut_ty = exprType (deAnnotate scrut)
 237
 238 vectExpr (_, AnnCase expr bndr ty alts)
 239   = panic "vectExpr: case"
 240
 241 vectExpr (_, AnnLet (AnnNonRec bndr rhs) body)
 242   = do
 243       vrhs <- localV . inBind bndr $ vectPolyExpr rhs
 244       (vbndr, vbody) <- vectBndrIn bndr (vectExpr body)
 245       return $ vLet (vNonRec vbndr vrhs) vbody
 246
 247 vectExpr (_, AnnLet (AnnRec bs) body)
 248   = do
 249       (vbndrs, (vrhss, vbody)) <- vectBndrsIn bndrs
 250                                 $ liftM2 (,)
 251                                   (zipWithM vect_rhs bndrs rhss)
 252                                   (vectPolyExpr body)
 253       return $ vLet (vRec vbndrs vrhss) vbody
 254   where
 255     (bndrs, rhss) = unzip bs
 256
 257     vect_rhs bndr rhs = localV
 258                       . inBind bndr
 259                       $ vectExpr rhs
 260
 261 vectExpr e@(fvs, AnnLam bndr _)
 262   | not (isId bndr) = pprPanic "vectExpr" (ppr $ deAnnotate e)
 263   | otherwise = vectLam fvs bs body
 264   where
 265     (bs,body) = collectAnnValBinders e
 266
 267 vectLam :: VarSet -> [Var] -> CoreExprWithFVs -> VM VExpr
 268 vectLam fvs bs body
 269   = do
 270       tyvars <- localTyVars
 271       (vs, vvs) <- readLEnv $ \env ->
 272                    unzip [(var, vv) | var <- varSetElems fvs
 273                                     , Just vv <- [lookupVarEnv (local_vars env) var]]
 274
 275       arg_tys <- mapM (vectType . idType) bs
 276       res_ty  <- vectType (exprType $ deAnnotate body)
 277
 278       buildClosures tyvars vvs arg_tys res_ty
 279         . hoistPolyVExpr tyvars
 280         $ do
 281             lc <- builtin liftingContext
 282             (vbndrs, vbody) <- vectBndrsIn (vs ++ bs)
 283                                            (vectExpr body)
 284             return $ vLams lc vbndrs vbody
 285
 286 vectTyAppExpr :: CoreExprWithFVs -> [Type] -> VM VExpr
 287 vectTyAppExpr (_, AnnVar v) tys = vectPolyVar v tys
 288 vectTyAppExpr e tys = pprPanic "vectTyAppExpr" (ppr $ deAnnotate e)
 289
 290 type CoreAltWithFVs = AnnAlt Id VarSet
 291
 292 -- We convert
 293 --
 294 --   case e :: t of v { ... }
 295 --
 296 -- to
 297 --
 298 --   V:    let v = e in case v of _ { ... }
 299 --   L:    let v = e in case v `cast` ... of _ { ... }
 300 --
 301 -- When lifting, we have to do it this way because v must have the type
 302 -- [:V(T):] but the scrutinee must be cast to the representation type.
 303 --
 304
 305 -- FIXME: this is too lazy
 306 vectAlgCase scrut bndr ty [(DEFAULT, [], body)]
 307   = do
 308       vscrut <- vectExpr scrut
 309       vty    <- vectType ty
 310       lty    <- mkPArrayType vty
 311       (vbndr, vbody) <- vectBndrIn bndr (vectExpr body)
 312       return $ vCaseDEFAULT vscrut vbndr vty lty vbody
 313
 314 vectAlgCase scrut bndr ty [(DataAlt dc, bndrs, body)]
 315   = do
 316       vty <- vectType ty
 317       lty <- mkPArrayType vty
 318       vexpr <- vectExpr scrut
 319       (vbndr, (vbndrs, vbody)) <- vectBndrIn bndr
 320                                 . vectBndrsIn bndrs
 321                                 $ vectExpr body
 322
 323       (vscrut, arr_tc, arg_tys) <- mkVScrut (vVar vbndr)
 324       vect_dc <- maybeV (lookupDataCon dc)
 325       let [arr_dc] = tyConDataCons arr_tc
 326       let shape_tys = take (dataConRepArity arr_dc - length bndrs)
 327                            (dataConRepArgTys arr_dc)
 328       shape_bndrs <- mapM (newLocalVar FSLIT("s")) shape_tys
 329       return . vLet (vNonRec vbndr vexpr)
 330              $ vCaseProd vscrut vty lty vect_dc arr_dc shape_bndrs vbndrs vbody