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