Make Vectorise warning-free
[ghc-hetmet.git] / compiler / vectorise / Vectorise.hs
index 055137a..46aa9a8 100644 (file)
@@ -1,8 +1,7 @@
+
 module Vectorise( vectorise )
 where
 
-#include "HsVersions.h"
-
 import VectMonad
 import VectUtils
 import VectType
@@ -21,28 +20,21 @@ import DataCon
 import TyCon
 import Type
 import FamInstEnv           ( extendFamInstEnvList )
-import InstEnv              ( extendInstEnvList )
 import Var
 import VarEnv
 import VarSet
-import Name                 ( mkSysTvName, getName )
-import NameEnv
 import Id
-import MkId                 ( unwrapFamInstScrut )
 import OccName
 
-import DsMonad hiding (mapAndUnzipM)
-import DsUtils              ( mkCoreTup, mkCoreTupTy )
+import DsMonad
 
-import Literal              ( Literal )
-import PrelNames
+import Literal              ( Literal, mkMachInt )
 import TysWiredIn
-import TysPrim              ( intPrimTy )
-import BasicTypes           ( Boxity(..) )
 
 import Outputable
 import FastString
-import Control.Monad        ( liftM, liftM2, mapAndUnzipM )
+import Control.Monad        ( liftM, liftM2, zipWithM )
+import Data.List            ( sortBy, unzip4 )
 
 vectorise :: HscEnv -> UniqSupply -> RuleBase -> ModGuts
           -> IO (SimplCount, ModGuts)
@@ -60,20 +52,17 @@ vectorise hsc_env _ _ guts
 vectModule :: ModGuts -> VM ModGuts
 vectModule guts
   = do
-      (types', fam_insts, pa_insts) <- vectTypeEnv (mg_types guts)
-      
-      let insts         = map painstInstance pa_insts
-          fam_inst_env' = extendFamInstEnvList (mg_fam_inst_env guts) fam_insts
-          inst_env'     = extendInstEnvList (mg_inst_env guts) insts
-      updGEnv (setInstEnvs inst_env' fam_inst_env')
-     
-      dicts  <- mapM buildPADict pa_insts 
-      binds' <- mapM vectTopBind (mg_binds guts)
+      (types', fam_insts, tc_binds) <- vectTypeEnv (mg_types guts)
+
+      let fam_inst_env' = extendFamInstEnvList (mg_fam_inst_env guts) fam_insts
+      updGEnv (setFamInstEnv fam_inst_env')
+
+      -- dicts   <- mapM buildPADict pa_insts
+      -- workers <- mapM vectDataConWorkers pa_insts
+      binds'  <- mapM vectTopBind (mg_binds guts)
       return $ guts { mg_types        = types'
-                    , mg_binds        = Rec (concat dicts) : binds'
-                    , mg_inst_env     = inst_env'
+                    , mg_binds        = Rec tc_binds : binds'
                     , mg_fam_inst_env = fam_inst_env'
-                    , mg_insts        = mg_insts guts ++ insts
                     , mg_fam_insts    = mg_fam_insts guts ++ fam_insts
                     }
 
@@ -81,18 +70,20 @@ vectTopBind :: CoreBind -> VM CoreBind
 vectTopBind b@(NonRec var expr)
   = do
       var'  <- vectTopBinder var
-      expr' <- vectTopRhs expr
+      expr' <- vectTopRhs var expr
       hs    <- takeHoisted
-      return . Rec $ (var, expr) : (var', expr') : hs
+      cexpr <- tryConvert var var' expr
+      return . Rec $ (var, cexpr) : (var', expr') : hs
   `orElseV`
     return b
 
 vectTopBind b@(Rec bs)
   = do
       vars'  <- mapM vectTopBinder vars
-      exprs' <- mapM vectTopRhs exprs
+      exprs' <- zipWithM vectTopRhs vars exprs
       hs     <- takeHoisted
-      return . Rec $ bs ++ zip vars' exprs' ++ hs
+      cexprs <- sequence $ zipWith3 tryConvert vars vars' exprs
+      return . Rec $ zip vars cexprs ++ zip vars' exprs' ++ hs
   `orElseV`
     return b
   where
@@ -101,19 +92,21 @@ vectTopBind b@(Rec bs)
 vectTopBinder :: Var -> VM Var
 vectTopBinder var
   = do
-      vty <- vectType (idType var)
-      name <- cloneName mkVectOcc (getName var)
-      let var' | isExportedId var = Id.mkExportedLocalId name vty
-               | otherwise        = Id.mkLocalId         name vty
+      vty  <- vectType (idType var)
+      var' <- cloneId mkVectOcc var vty
       defGlobalVar var var'
       return var'
-    
-vectTopRhs :: CoreExpr -> VM CoreExpr
-vectTopRhs expr
+
+vectTopRhs :: Var -> CoreExpr -> VM CoreExpr
+vectTopRhs var expr
   = do
-      lc <- newLocalVar FSLIT("lc") intPrimTy
       closedV . liftM vectorised
-              $ vectPolyExpr lc (freeVars expr)
+              . inBind var
+              $ vectPolyExpr (freeVars expr)
+
+tryConvert :: Var -> Var -> CoreExpr -> VM CoreExpr
+tryConvert var vect_var rhs
+  = fromVect (idType var) (Var vect_var) `orElseV` return rhs
 
 -- ----------------------------------------------------------------------------
 -- Bindings
@@ -121,8 +114,7 @@ vectTopRhs expr
 vectBndr :: Var -> VM VVar
 vectBndr v
   = do
-      vty <- vectType (idType v)
-      lty <- mkPArrayType vty
+      (vty, lty) <- vectAndLiftType (idType v)
       let vv = v `Id.setIdType` vty
           lv = v `Id.setIdType` lty
       updLEnv (mapTo vv lv)
@@ -130,6 +122,16 @@ vectBndr v
   where
     mapTo vv lv env = env { local_vars = extendVarEnv (local_vars env) v (vv, lv) }
 
+vectBndrNew :: Var -> FastString -> VM VVar
+vectBndrNew v fs
+  = do
+      vty <- vectType (idType v)
+      vv  <- newLocalVVar fs vty
+      updLEnv (upd vv)
+      return vv
+  where
+    upd vv env = env { local_vars = extendVarEnv (local_vars env) v vv }
+
 vectBndrIn :: Var -> VM a -> VM (VVar, a)
 vectBndrIn v p
   = localV
@@ -138,6 +140,14 @@ vectBndrIn v p
       x <- p
       return (vv, x)
 
+vectBndrNewIn :: Var -> FastString -> VM a -> VM (VVar, a)
+vectBndrNewIn v fs p
+  = localV
+  $ do
+      vv <- vectBndrNew v fs
+      x  <- p
+      return (vv, x)
+
 vectBndrsIn :: [Var] -> VM a -> VM ([VVar], a)
 vectBndrsIn vs p
   = localV
@@ -149,30 +159,19 @@ vectBndrsIn vs p
 -- ----------------------------------------------------------------------------
 -- Expressions
 
-capply :: VExpr -> VExpr -> VM VExpr
-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 :: Var -> Var -> VM VExpr
-vectVar lc v
+vectVar :: Var -> VM VExpr
+vectVar v
   = do
       r <- lookupVar v
       case r of
         Local (vv,lv) -> return (Var vv, Var lv)
         Global vv     -> do
                            let vexpr = Var vv
-                           lexpr <- replicatePA vexpr (Var lc)
+                           lexpr <- liftPA vexpr
                            return (vexpr, lexpr)
 
-vectPolyVar :: Var -> Var -> [Type] -> VM VExpr
-vectPolyVar lc v tys
+vectPolyVar :: Var -> [Type] -> VM VExpr
+vectPolyVar v tys
   = do
       vtys <- mapM vectType tys
       r <- lookupVar v
@@ -181,88 +180,286 @@ vectPolyVar lc v tys
                                      (polyApply (Var lv) vtys)
         Global poly    -> do
                             vexpr <- polyApply (Var poly) vtys
-                            lexpr <- replicatePA vexpr (Var lc)
+                            lexpr <- liftPA vexpr
                             return (vexpr, lexpr)
 
-vectLiteral :: Var -> Literal -> VM VExpr
-vectLiteral lc lit
+vectLiteral :: Literal -> VM VExpr
+vectLiteral lit
   = do
-      lexpr <- replicatePA (Lit lit) (Var lc)
+      lexpr <- liftPA (Lit lit)
       return (Lit lit, lexpr)
 
-vectPolyExpr :: Var -> CoreExprWithFVs -> VM VExpr
-vectPolyExpr lc expr
+vectPolyExpr :: CoreExprWithFVs -> VM VExpr
+vectPolyExpr (_, AnnNote note expr)
+  = liftM (vNote note) $ vectPolyExpr expr
+vectPolyExpr expr
   = polyAbstract tvs $ \abstract ->
-    -- FIXME: shadowing (tvs in lc)
     do
-      mono' <- vectExpr lc mono
+      mono' <- vectExpr mono
       return $ mapVect abstract mono'
   where
-    (tvs, mono) = collectAnnTypeBinders expr  
-                
-vectExpr :: Var -> CoreExprWithFVs -> VM VExpr
-vectExpr lc (_, AnnType ty)
+    (tvs, mono) = collectAnnTypeBinders expr
+
+vectExpr :: CoreExprWithFVs -> VM VExpr
+vectExpr (_, AnnType ty)
   = liftM vType (vectType ty)
 
-vectExpr lc (_, AnnVar v) = vectVar lc v
+vectExpr (_, AnnVar v) = vectVar v
 
-vectExpr lc (_, AnnLit lit) = vectLiteral lc lit
+vectExpr (_, AnnLit lit) = vectLiteral lit
 
-vectExpr lc (_, AnnNote note expr)
-  = liftM (vNote note) (vectExpr lc expr)
+vectExpr (_, AnnNote note expr)
+  = liftM (vNote note) (vectExpr expr)
 
-vectExpr lc e@(_, AnnApp _ arg)
+vectExpr e@(_, AnnApp _ arg)
   | isAnnTypeArg arg
-  = vectTyAppExpr lc fn tys
+  = vectTyAppExpr fn tys
   where
     (fn, tys) = collectAnnTypeArgs e
 
-vectExpr lc (_, AnnApp fn arg)
+vectExpr (_, AnnApp (_, AnnVar v) (_, AnnLit lit))
+  | Just con <- isDataConId_maybe v
+  , is_special_con con
   = do
-      fn'  <- vectExpr lc fn
-      arg' <- vectExpr lc arg
-      capply fn' arg'
+      let vexpr = App (Var v) (Lit lit)
+      lexpr <- liftPA vexpr
+      return (vexpr, lexpr)
+  where
+    is_special_con con = con `elem` [intDataCon, floatDataCon, doubleDataCon]
+
+
+vectExpr (_, AnnApp fn arg)
+  = do
+      arg_ty' <- vectType arg_ty
+      res_ty' <- vectType res_ty
+      fn'     <- vectExpr fn
+      arg'    <- vectExpr arg
+      mkClosureApp arg_ty' res_ty' fn' arg'
+  where
+    (arg_ty, res_ty) = splitFunTy . exprType $ deAnnotate fn
+
+vectExpr (_, AnnCase scrut bndr ty alts)
+  | Just (tycon, ty_args) <- splitTyConApp_maybe scrut_ty
+  , isAlgTyCon tycon
+  = vectAlgCase tycon ty_args scrut bndr ty alts
+  where
+    scrut_ty = exprType (deAnnotate scrut)
 
-vectExpr lc (_, AnnCase expr bndr ty alts)
+vectExpr (_, AnnCase _ _ _ _)
   = panic "vectExpr: case"
 
-vectExpr lc (_, AnnLet (AnnNonRec bndr rhs) body)
+vectExpr (_, AnnLet (AnnNonRec bndr rhs) body)
   = do
-      vrhs <- vectPolyExpr lc rhs
-      (vbndr, vbody) <- vectBndrIn bndr (vectExpr lc body)
+      vrhs <- localV . inBind bndr $ vectPolyExpr rhs
+      (vbndr, vbody) <- vectBndrIn bndr (vectExpr body)
       return $ vLet (vNonRec vbndr vrhs) vbody
 
-vectExpr lc (_, AnnLet (AnnRec bs) body)
+vectExpr (_, AnnLet (AnnRec bs) body)
   = do
       (vbndrs, (vrhss, vbody)) <- vectBndrsIn bndrs
                                 $ liftM2 (,)
-                                  (mapM (vectExpr lc) rhss)
-                                  (vectPolyExpr lc body)
+                                  (zipWithM vect_rhs bndrs rhss)
+                                  (vectPolyExpr body)
       return $ vLet (vRec vbndrs vrhss) vbody
   where
     (bndrs, rhss) = unzip bs
 
-vectExpr lc e@(_, AnnLam bndr body)
-  | isTyVar bndr = pprPanic "vectExpr" (ppr $ deAnnotate e)
+    vect_rhs bndr rhs = localV
+                      . inBind bndr
+                      $ vectExpr rhs
+
+vectExpr e@(fvs, AnnLam bndr _)
+  | not (isId bndr) = pprPanic "vectExpr" (ppr $ deAnnotate e)
+  | otherwise = vectLam fvs bs body
+  where
+    (bs,body) = collectAnnValBinders e
+
+vectExpr e = pprPanic "vectExpr" (ppr $ deAnnotate e)
 
-vectExpr lc (fvs, AnnLam bndr body)
+vectLam :: VarSet -> [Var] -> CoreExprWithFVs -> VM VExpr
+vectLam fvs bs body
   = do
       tyvars <- localTyVars
       (vs, vvs) <- readLEnv $ \env ->
                    unzip [(var, vv) | var <- varSetElems fvs
                                     , Just vv <- [lookupVarEnv (local_vars env) var]]
 
-      arg_ty <- vectType (idType bndr)
-      res_ty <- vectType (exprType $ deAnnotate body)
-      buildClosure tyvars lc vvs arg_ty res_ty
-        . hoistPolyVExpr FSLIT("fn") tyvars
+      arg_tys <- mapM (vectType . idType) bs
+      res_ty  <- vectType (exprType $ deAnnotate body)
+
+      buildClosures tyvars vvs arg_tys res_ty
+        . hoistPolyVExpr tyvars
         $ do
-            new_lc <- newLocalVar FSLIT("lc") intPrimTy
-            (vbndrs, vbody) <- vectBndrsIn (vs ++ [bndr])
-                                           (vectExpr new_lc body)
-            return $ vLams new_lc vbndrs vbody
-
-vectTyAppExpr :: Var -> CoreExprWithFVs -> [Type] -> VM (CoreExpr, CoreExpr)
-vectTyAppExpr lc (_, AnnVar v) tys = vectPolyVar lc v tys
-vectTyAppExpr lc e tys = pprPanic "vectTyAppExpr" (ppr $ deAnnotate e)
+            lc <- builtin liftingContext
+            (vbndrs, vbody) <- vectBndrsIn (vs ++ bs)
+                                           (vectExpr body)
+            return $ vLams lc vbndrs vbody
+
+vectTyAppExpr :: CoreExprWithFVs -> [Type] -> VM VExpr
+vectTyAppExpr (_, AnnVar v) tys = vectPolyVar v tys
+vectTyAppExpr e _ = pprPanic "vectTyAppExpr" (ppr $ deAnnotate e)
+
+-- We convert
+--
+--   case e :: t of v { ... }
+--
+-- to
+--
+--   V:    let v' = e in case v' of _ { ... }
+--   L:    let v' = e in case v' `cast` ... of _ { ... }
+--
+-- When lifting, we have to do it this way because v must have the type
+-- [:V(T):] but the scrutinee must be cast to the representation type. We also
+-- have to handle the case where v is a wild var correctly.
+--
+
+-- FIXME: this is too lazy
+vectAlgCase :: TyCon -> [Type] -> CoreExprWithFVs -> Var -> Type
+            -> [(AltCon, [Var], CoreExprWithFVs)]
+            -> VM VExpr
+vectAlgCase _tycon _ty_args scrut bndr ty [(DEFAULT, [], body)]
+  = do
+      vscrut         <- vectExpr scrut
+      (vty, lty)     <- vectAndLiftType ty
+      (vbndr, vbody) <- vectBndrIn bndr (vectExpr body)
+      return $ vCaseDEFAULT vscrut vbndr vty lty vbody
+
+vectAlgCase _tycon _ty_args scrut bndr ty [(DataAlt _, [], body)]
+  = do
+      vscrut         <- vectExpr scrut
+      (vty, lty)     <- vectAndLiftType ty
+      (vbndr, vbody) <- vectBndrIn bndr (vectExpr body)
+      return $ vCaseDEFAULT vscrut vbndr vty lty vbody
+
+vectAlgCase tycon _ty_args scrut bndr ty [(DataAlt dc, bndrs, body)]
+  = do
+      vect_tc    <- maybeV (lookupTyCon tycon)
+      (vty, lty) <- vectAndLiftType ty
+      vexpr      <- vectExpr scrut
+      (vbndr, (vbndrs, vbody)) <- vect_scrut_bndr
+                                . vectBndrsIn bndrs
+                                $ vectExpr body
+
+      (vscrut, arr_tc, _arg_tys) <- mkVScrut (vVar vbndr)
+      vect_dc <- maybeV (lookupDataCon dc)
+      let [arr_dc] = tyConDataCons arr_tc
+      repr <- mkRepr vect_tc
+      shape_bndrs <- arrShapeVars repr
+      return . vLet (vNonRec vbndr vexpr)
+             $ vCaseProd vscrut vty lty vect_dc arr_dc shape_bndrs vbndrs vbody
+  where
+    vect_scrut_bndr | isDeadBinder bndr = vectBndrNewIn bndr (fsLit "scrut")
+                    | otherwise         = vectBndrIn bndr
+
+vectAlgCase tycon _ty_args scrut bndr ty alts
+  = do
+      vect_tc     <- maybeV (lookupTyCon tycon)
+      (vty, lty)  <- vectAndLiftType ty
+      repr        <- mkRepr vect_tc
+      shape_bndrs <- arrShapeVars repr
+      (len, sel, indices) <- arrSelector repr (map Var shape_bndrs)
+
+      (vbndr, valts) <- vect_scrut_bndr $ mapM (proc_alt sel vty lty) alts'
+      let (vect_dcs, vect_bndrss, lift_bndrss, vbodies) = unzip4 valts
+
+      vexpr <- vectExpr scrut
+      (vscrut, arr_tc, _arg_tys) <- mkVScrut (vVar vbndr)
+      let [arr_dc] = tyConDataCons arr_tc
+
+      let (vect_scrut,  lift_scrut)  = vscrut
+          (vect_bodies, lift_bodies) = unzip vbodies
+
+      let vect_case = Case vect_scrut (mkWildId (exprType vect_scrut)) vty
+                           (zipWith3 mk_vect_alt vect_dcs vect_bndrss vect_bodies)
+
+      lbody <- combinePA vty len sel indices lift_bodies
+      let lift_case = Case lift_scrut (mkWildId (exprType lift_scrut)) lty
+                           [(DataAlt arr_dc, shape_bndrs ++ concat lift_bndrss,
+                             lbody)]
+
+      return . vLet (vNonRec vbndr vexpr)
+             $ (vect_case, lift_case)
+  where
+    vect_scrut_bndr | isDeadBinder bndr = vectBndrNewIn bndr (fsLit "scrut")
+                    | otherwise         = vectBndrIn bndr
+
+    alts' = sortBy (\(alt1, _, _) (alt2, _, _) -> cmp alt1 alt2) alts
+
+    cmp (DataAlt dc1) (DataAlt dc2) = dataConTag dc1 `compare` dataConTag dc2
+    cmp DEFAULT       DEFAULT       = EQ
+    cmp DEFAULT       _             = LT
+    cmp _             DEFAULT       = GT
+    cmp _             _             = panic "vectAlgCase/cmp"
+
+    proc_alt sel vty lty (DataAlt dc, bndrs, body)
+      = do
+          vect_dc <- maybeV (lookupDataCon dc)
+          let tag = mkDataConTag vect_dc
+              fvs = freeVarsOf body `delVarSetList` bndrs
+          (vect_bndrs, lift_bndrs, vbody)
+            <- vect_alt_bndrs bndrs
+             $ \len -> packLiftingContext len sel tag fvs vty lty
+             $ vectExpr body
+
+          return (vect_dc, vect_bndrs, lift_bndrs, vbody)
+    proc_alt _ _ _ _ = panic "vectAlgCase/proc_alt"
+
+    vect_alt_bndrs [] p
+      = do
+          void_tc <- builtin voidTyCon
+          let void_ty = mkTyConApp void_tc []
+          arr_ty <- mkPArrayType void_ty
+          bndr   <- newLocalVar (fsLit "voids") arr_ty
+          len    <- lengthPA void_ty (Var bndr)
+          e      <- p len
+          return ([], [bndr], e)
+
+    vect_alt_bndrs bndrs p
+       = localV
+       $ do
+           vbndrs <- mapM vectBndr bndrs
+           let (vect_bndrs, lift_bndrs) = unzip vbndrs
+               vv : _ = vect_bndrs
+               lv : _ = lift_bndrs
+           len <- lengthPA (idType vv) (Var lv)
+           e   <- p len
+           return (vect_bndrs, lift_bndrs, e)
+
+    mk_vect_alt vect_dc bndrs body = (DataAlt vect_dc, bndrs, body)
+
+packLiftingContext :: CoreExpr -> CoreExpr -> CoreExpr -> VarSet
+                   -> Type -> Type -> VM VExpr -> VM VExpr
+packLiftingContext len shape tag fvs vty lty p
+  = do
+      select <- builtin selectPAIntPrimVar
+      let sel_expr = mkApps (Var select) [shape, tag]
+      sel_var <- newLocalVar (fsLit "sel#") (exprType sel_expr)
+      lc_var <- builtin liftingContext
+      localV $
+        do
+          bnds <- mapM (packFreeVar (Var lc_var) (Var sel_var))
+                . filter isLocalId
+                $ varSetElems fvs
+          (vexpr, lexpr) <- p
+          empty <- emptyPA vty
+          return (vexpr, Let (NonRec sel_var sel_expr)
+                         $ Case len lc_var lty
+                             [(DEFAULT, [], mkLets (concat bnds) lexpr),
+                              (LitAlt (mkMachInt 0), [], empty)])
+
+packFreeVar :: CoreExpr -> CoreExpr -> Var -> VM [CoreBind]
+packFreeVar len sel v
+  = do
+      r <- lookupVar v
+      case r of
+        Local (vv,lv) ->
+          do
+            lv' <- cloneVar lv
+            expr <- packPA (idType vv) (Var lv) len sel
+            updLEnv (upd vv lv')
+            return [(NonRec lv' expr)]
+
+        _  -> return []
+  where
+    upd vv lv' env = env { local_vars = extendVarEnv (local_vars env) v (vv, lv') }