PA is now a class instead of a record
[ghc-hetmet.git] / compiler / vectorise / Vectorise.hs
index 8266934..29774d1 100644 (file)
@@ -3,18 +3,32 @@ where
 
 #include "HsVersions.h"
 
+import VectMonad
+
 import DynFlags
 import HscTypes
 
-import CoreLint       ( showPass, endPass )
+import CoreLint             ( showPass, endPass )
+import CoreSyn
+import CoreUtils
+import CoreFVs
 import TyCon
+import Type
+import TypeRep
 import Var
 import VarEnv
+import Name                 ( mkSysTvName )
+import NameEnv
+import Id
 
-import DsMonad
+import DsMonad hiding (mapAndUnzipM)
 
 import PrelNames
 
+import Outputable
+import FastString
+import Control.Monad        ( liftM, liftM2, mapAndUnzipM )
+
 vectorise :: HscEnv -> ModGuts -> IO ModGuts
 vectorise hsc_env guts
   | not (Opt_Vectorise `dopt` dflags) = return guts
@@ -23,91 +37,232 @@ vectorise hsc_env guts
       showPass dflags "Vectorisation"
       eps <- hscEPS hsc_env
       let info = hptVectInfo hsc_env `plusVectInfo` eps_vect_info eps
-      Just guts' <- initDs hsc_env (mg_module guts)
-                                   (mg_rdr_env guts)
-                                   (mg_types guts)
-                                   (vectoriseModule info guts)
+      Just (info', guts') <- initV hsc_env guts info (vectModule guts)
       endPass dflags "Vectorisation" Opt_D_dump_vect (mg_binds guts')
-      return guts'
+      return $ guts' { mg_vect_info = info' }
   where
     dflags = hsc_dflags hsc_env
 
--- ----------------------------------------------------------------------------
--- Vectorisation monad
-
-data Builtins = Builtins {
-                  parrayTyCon      :: TyCon
-                , paTyCon          :: TyCon
-                , closureTyCon     :: TyCon
-                , mkClosureVar     :: Var
-                , applyClosureVar  :: Var
-                , mkClosurePVar    :: Var
-                , applyClosurePVar :: Var
-                , closurePAVar     :: Var
-                , lengthPAVar      :: Var
-                , replicatePAVar   :: Var
-                }
-
-initBuiltins :: DsM Builtins
-initBuiltins
-  = do
-      parrayTyCon  <- dsLookupTyCon parrayTyConName
-      paTyCon      <- dsLookupTyCon paTyConName
-      closureTyCon <- dsLookupTyCon closureTyConName
-
-      mkClosureVar     <- dsLookupGlobalId mkClosureName
-      applyClosureVar  <- dsLookupGlobalId applyClosureName
-      mkClosurePVar    <- dsLookupGlobalId mkClosurePName
-      applyClosurePVar <- dsLookupGlobalId applyClosurePName
-      closurePAVar     <- dsLookupGlobalId closurePAName
-      lengthPAVar      <- dsLookupGlobalId lengthPAName
-      replicatePAVar   <- dsLookupGlobalId replicatePAName
-
-      return $ Builtins {
-                 parrayTyCon      = parrayTyCon
-               , paTyCon          = paTyCon
-               , closureTyCon     = closureTyCon
-               , mkClosureVar     = mkClosureVar
-               , applyClosureVar  = applyClosureVar
-               , mkClosurePVar    = mkClosurePVar
-               , applyClosurePVar = applyClosurePVar
-               , closurePAVar     = closurePAVar
-               , lengthPAVar      = lengthPAVar
-               , replicatePAVar   = replicatePAVar
-               }
-
-data VEnv = VEnv {
-              -- Mapping from variables to their vectorised versions
-              --
-              vect_vars :: VarEnv Var
-            }
-
-initVEnv :: VectInfo -> DsM VEnv
-initVEnv info
-  = return $ VEnv {
-               vect_vars = mapVarEnv snd $ vectInfoCCVar info
-             }
-
--- FIXME
-updVectInfo :: VEnv -> VectInfo -> VectInfo
-updVectInfo env info = info
-
-newtype VM a = VM { runVM :: Builtins -> VEnv -> DsM (VEnv, a) }
-
-instance Monad VM where
-  return x   = VM $ \bi env -> return (env, x)
-  VM p >>= f = VM $ \bi env -> do
-                                 (env', x) <- p bi env
-                                 runVM (f x) bi env'
-
-vectoriseModule :: VectInfo -> ModGuts -> DsM ModGuts
-vectoriseModule info guts
-  = do
-      builtins <- initBuiltins
-      env <- initVEnv info
-      (env', guts') <- runVM (vectModule guts) builtins env
-      return $ guts' { mg_vect_info = updVectInfo env' info }
-
 vectModule :: ModGuts -> VM ModGuts
 vectModule guts = return guts
 
+-- ----------------------------------------------------------------------------
+-- Bindings
+
+vectBndr :: Var -> VM (Var, Var)
+vectBndr v
+  = do
+      vty <- vectType (idType v)
+      lty <- mkPArrayTy vty
+      let vv = v `Id.setIdType` vty
+          lv = v `Id.setIdType` lty
+      updLEnv (mapTo vv lv)
+      return (vv, lv)
+  where
+    mapTo vv lv env = env { local_vars = extendVarEnv (local_vars env) v (Var vv, Var lv) }
+
+vectBndrIn :: Var -> VM a -> VM (Var, Var, a)
+vectBndrIn v p
+  = localV
+  $ do
+      (vv, lv) <- vectBndr v
+      x <- p
+      return (vv, lv, x)
+
+vectBndrsIn :: [Var] -> VM a -> VM ([Var], [Var], a)
+vectBndrsIn vs p
+  = localV
+  $ do
+      (vvs, lvs) <- mapAndUnzipM vectBndr vs
+      x <- p
+      return (vvs, lvs, x)
+
+-- ----------------------------------------------------------------------------
+-- Expressions
+
+replicateP :: CoreExpr -> CoreExpr -> VM CoreExpr
+replicateP expr len
+  = do
+      pa  <- paOfType ty
+      rep <- builtin replicatePAVar
+      return $ mkApps (Var rep) [Type ty, pa, expr, len]
+  where
+    ty = exprType expr
+
+capply :: (CoreExpr, CoreExpr) -> (CoreExpr, CoreExpr) -> VM (CoreExpr, CoreExpr)
+capply (vfn, lfn) (varg, larg)
+  = do
+      apply  <- builtin applyClosureVar
+      applyP <- builtin applyClosurePVar
+      return (mkApps (Var apply)  [Type arg_ty, Type res_ty, vfn, varg],
+              mkApps (Var applyP) [Type arg_ty, Type res_ty, lfn, larg])
+  where
+    fn_ty            = exprType vfn
+    (arg_ty, res_ty) = splitClosureTy fn_ty
+
+vectVar :: CoreExpr -> Var -> VM (CoreExpr, CoreExpr)
+vectVar lc v = local v `orElseV` global v
+  where
+    local  v = maybeV (readLEnv $ \env -> lookupVarEnv (local_vars env) v)
+    global v = do
+                 vexpr <- maybeV (readGEnv $ \env -> lookupVarEnv (global_vars env) v)
+                 lexpr <- replicateP vexpr lc
+                 return (vexpr, lexpr)
+                
+vectExpr :: CoreExpr -> CoreExprWithFVs -> VM (CoreExpr, CoreExpr)
+vectExpr lc (_, AnnType ty)
+  = do
+      vty <- vectType ty
+      return (Type vty, Type vty)
+vectExpr lc (_, AnnVar v)   = vectVar lc v
+vectExpr lc (_, AnnLit lit)
+  = do
+      let vexpr = Lit lit
+      lexpr <- replicateP vexpr lc
+      return (vexpr, lexpr)
+vectExpr lc (_, AnnNote note expr)
+  = do
+      (vexpr, lexpr) <- vectExpr lc expr
+      return (Note note vexpr, Note note lexpr)
+vectExpr lc (_, AnnApp fn arg)
+  = do
+      fn'  <- vectExpr lc fn
+      arg' <- vectExpr lc arg
+      capply fn' arg'
+vectExpr lc (_, AnnCase expr bndr ty alts)
+  = panic "vectExpr: case"
+vectExpr lc (_, AnnLet (AnnNonRec bndr rhs) body)
+  = do
+      (vrhs, lrhs) <- vectExpr lc rhs
+      (vbndr, lbndr, (vbody, lbody)) <- vectBndrIn bndr (vectExpr lc body)
+      return (Let (NonRec vbndr vrhs) vbody,
+              Let (NonRec lbndr lrhs) lbody)
+vectExpr lc (_, AnnLet (AnnRec prs) body)
+  = do
+      (vbndrs, lbndrs, (vrhss, vbody, lrhss, lbody)) <- vectBndrsIn bndrs vect
+      return (Let (Rec (zip vbndrs vrhss)) vbody,
+              Let (Rec (zip lbndrs lrhss)) lbody)
+  where
+    (bndrs, rhss) = unzip prs
+    
+    vect = do
+             (vrhss, lrhss) <- mapAndUnzipM (vectExpr lc) rhss
+             (vbody, lbody) <- vectExpr lc body
+             return (vrhss, vbody, lrhss, lbody)
+vectExpr lc (_, AnnLam bndr body)
+  | isTyVar bndr
+  = do
+      pa_ty          <- paArgType' (TyVarTy bndr) (tyVarKind bndr)
+      pa_var         <- newLocalVar FSLIT("dPA") pa_ty
+      (vbody, lbody) <- localV
+                      $ do
+                          extendTyVarPA bndr (Var pa_var)
+                          -- FIXME: what about shadowing here (bndr in lc)?
+                          vectExpr lc body
+      return (mkLams [bndr, pa_var] vbody,
+              mkLams [bndr, pa_var] lbody)
+
+-- ----------------------------------------------------------------------------
+-- PA dictionaries
+
+paArgType :: Type -> Kind -> VM (Maybe Type)
+paArgType ty k
+  | Just k' <- kindView k = paArgType ty k'
+
+-- Here, we assume that for a kind (k1 -> k2) to be valid, k1 and k2 can only
+-- be made up of * and (->), i.e., they can't be coercion kinds or #.
+paArgType ty (FunTy k1 k2)
+  = do
+      tv  <- newTyVar FSLIT("a") k1
+      ty1 <- paArgType' (TyVarTy tv) k1
+      ty2 <- paArgType' (AppTy ty (TyVarTy tv)) k2
+      return . Just $ ForAllTy tv (FunTy ty1 ty2)
+
+paArgType ty k
+  | isLiftedTypeKind k
+  = do
+      tc <- builtin paDictTyCon
+      return . Just $ TyConApp tc [ty]
+
+  | otherwise
+  = return Nothing 
+
+paArgType' :: Type -> Kind -> VM Type
+paArgType' ty k
+  = do
+      r <- paArgType ty k
+      case r of
+        Just ty' -> return ty'
+        Nothing  -> pprPanic "paArgType'" (ppr ty)
+
+paOfTyCon :: TyCon -> VM CoreExpr
+-- FIXME: just for now
+paOfTyCon tc = maybeV (readGEnv $ \env -> lookupNameEnv (global_tycon_pa env) (tyConName tc))
+
+paOfType :: Type -> VM CoreExpr
+paOfType ty | Just ty' <- coreView ty = paOfType ty'
+
+paOfType (TyVarTy tv) = maybeV (readLEnv $ \env -> lookupVarEnv (local_tyvar_pa env) tv)
+paOfType (AppTy ty1 ty2)
+  = do
+      e1 <- paOfType ty1
+      e2 <- paOfType ty2
+      return $ mkApps e1 [Type ty2, e2]
+paOfType (TyConApp tc tys)
+  = do
+      e  <- paOfTyCon tc
+      es <- mapM paOfType tys
+      return $ mkApps e [arg | (t,e) <- zip tys es, arg <- [Type t, e]]
+paOfType (FunTy ty1 ty2) = paOfType (TyConApp funTyCon [ty1,ty2])
+paOfType t@(ForAllTy tv ty) = pprPanic "paOfType:" (ppr t)
+paOfType ty = pprPanic "paOfType:" (ppr ty)
+        
+
+
+-- ----------------------------------------------------------------------------
+-- Types
+
+vectTyCon :: TyCon -> VM TyCon
+vectTyCon tc
+  | isFunTyCon tc        = builtin closureTyCon
+  | isBoxedTupleTyCon tc = return tc
+  | isUnLiftedTyCon tc   = return tc
+  | otherwise = do
+                  r <- lookupTyCon tc
+                  case r of
+                    Just tc' -> return tc'
+
+                    -- FIXME: just for now
+                    Nothing  -> pprTrace "ccTyCon:" (ppr tc) $ return tc
+
+vectType :: Type -> VM Type
+vectType ty | Just ty' <- coreView ty = vectType ty
+vectType (TyVarTy tv) = return $ TyVarTy tv
+vectType (AppTy ty1 ty2) = liftM2 AppTy (vectType ty1) (vectType ty2)
+vectType (TyConApp tc tys) = liftM2 TyConApp (vectTyCon tc) (mapM vectType tys)
+vectType (FunTy ty1 ty2)   = liftM2 TyConApp (builtin closureTyCon)
+                                             (mapM vectType [ty1,ty2])
+vectType (ForAllTy tv ty)
+  = do
+      r   <- paArgType (TyVarTy tv) (tyVarKind tv)
+      ty' <- vectType ty
+      return . ForAllTy tv $ case r of { Just paty -> FunTy paty ty'; Nothing -> ty' }
+
+vectType ty = pprPanic "vectType:" (ppr ty)
+
+isClosureTyCon :: TyCon -> Bool
+isClosureTyCon tc = tyConUnique tc == closureTyConKey
+
+splitClosureTy :: Type -> (Type, Type)
+splitClosureTy ty
+  | Just (tc, [arg_ty, res_ty]) <- splitTyConApp_maybe ty
+  , isClosureTyCon tc
+  = (arg_ty, res_ty)
+
+  | otherwise = pprPanic "splitClosureTy" (ppr ty)
+
+mkPArrayTy :: Type -> VM Type
+mkPArrayTy ty = do
+                  tc <- builtin parrayTyCon
+                  return $ TyConApp tc [ty]
+