Added a VECTORISE pragma
[ghc-hetmet.git] / compiler / vectorise / Vectorise.hs
index e3e9646..72cca6e 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 {-# OPTIONS -fno-warn-missing-signatures #-}
 
-module Vectorise( vectorise )
+module Vectorise ( vectorise )
 where
 
 import Vectorise.Type.Env
@@ -13,14 +13,16 @@ import Vectorise.Env
 import Vectorise.Monad
 
 import HscTypes hiding      ( MonadThings(..) )
-import Module               ( PackageId )
-import CoreSyn
 import CoreUnfold           ( mkInlineUnfolding )
 import CoreFVs
+import PprCore
+import CoreSyn
 import CoreMonad            ( CoreM, getHscEnv )
+import Type
 import Var
 import Id
 import OccName
+import DynFlags
 import BasicTypes           ( isLoopBreaker )
 import Outputable
 import Util                 ( zipLazy )
@@ -28,53 +30,58 @@ import MonadUtils
 
 import Control.Monad
 
-debug          = False
-dtrace s x     = if debug then pprTrace "Vectorise" s x else x
 
 -- | Vectorise a single module.
---   Takes the package containing the DPH backend we're using. Eg either dph-par or dph-seq.
-vectorise :: PackageId -> ModGuts -> CoreM ModGuts
-vectorise backend guts 
- = do hsc_env <- getHscEnv
-      liftIO $ vectoriseIO backend hsc_env guts
-
-
--- | Vectorise a single monad, given its HscEnv (code gen environment).
-vectoriseIO :: PackageId -> HscEnv -> ModGuts -> IO ModGuts
-vectoriseIO backend hsc_env guts
- = do -- Get information about currently loaded external packages.
-      eps <- hscEPS hsc_env
+--
+vectorise :: ModGuts -> CoreM ModGuts
+vectorise guts
+ = do { hsc_env <- getHscEnv
+      ; liftIO $ vectoriseIO hsc_env guts
+      }
 
-      -- Combine vectorisation info from the current module, and external ones.
-      let info = hptVectInfo hsc_env `plusVectInfo` eps_vect_info eps
+-- | Vectorise a single monad, given the dynamic compiler flags and HscEnv.
+--
+vectoriseIO :: HscEnv -> ModGuts -> IO ModGuts
+vectoriseIO hsc_env guts
+ = do {   -- Get information about currently loaded external packages.
+      ; eps <- hscEPS hsc_env
 
-      -- Run the main VM computation.
-      Just (info', guts') <- initV backend hsc_env guts info (vectModule guts)
-      return (guts' { mg_vect_info = info' })
+          -- Combine vectorisation info from the current module, and external ones.
+      ; let info = hptVectInfo hsc_env `plusVectInfo` eps_vect_info eps
 
+          -- Run the main VM computation.
+      ; Just (info', guts') <- initV hsc_env guts info (vectModule guts)
+      ; return (guts' { mg_vect_info = info' })
+      }
 
 -- | Vectorise a single module, in the VM monad.
+--
 vectModule :: ModGuts -> VM ModGuts
-vectModule guts
- = do -- Vectorise the type environment.
-      -- This may add new TyCons and DataCons.
-      -- TODO: What new binds do we get back here?
-      (types', fam_insts, tc_binds) <- vectTypeEnv (mg_types guts)
-
-      (_, fam_inst_env) <- readGEnv global_fam_inst_env
+vectModule guts@(ModGuts { mg_types     = types
+                         , mg_binds     = binds
+                         , mg_fam_insts = fam_insts
+                         })
+ = do { dumpOptVt Opt_D_dump_vt_trace "Before vectorisation" $ 
+          pprCoreBindings binds
+          -- Vectorise the type environment.
+          -- This may add new TyCons and DataCons.
+      ; (types', new_fam_insts, tc_binds) <- vectTypeEnv types
+
+      ; (_, fam_inst_env) <- readGEnv global_fam_inst_env
 
       -- dicts   <- mapM buildPADict pa_insts
       -- workers <- mapM vectDataConWorkers pa_insts
 
-      -- Vectorise all the top level bindings.
-      binds'  <- mapM vectTopBind (mg_binds guts)
-
-      return $ guts { mg_types        = types'
-                    , mg_binds        = Rec tc_binds : binds'
-                    , mg_fam_inst_env = fam_inst_env
-                    , mg_fam_insts    = mg_fam_insts guts ++ fam_insts
-                    }
+          -- Vectorise all the top level bindings.
+      ; binds'  <- mapM vectTopBind binds
 
+      ; return $ guts { mg_types        = types'
+                      , mg_binds        = Rec tc_binds : binds'
+                      , mg_fam_inst_env = fam_inst_env
+                      , mg_fam_insts    = fam_insts ++ new_fam_insts
+                      }
+      }
 
 -- | Try to vectorise a top-level binding.
 --   If it doesn't vectorise then return it unharmed.
@@ -116,14 +123,14 @@ vectTopBind :: CoreBind -> VM CoreBind
 vectTopBind b@(NonRec var expr)
  = do
       (inline, _, expr')       <- vectTopRhs [] var expr
-      var'             <- vectTopBinder var inline expr'
+      var' <- vectTopBinder var inline expr'
 
       -- Vectorising the body may create other top-level bindings.
-      hs       <- takeHoisted
+      hs <- takeHoisted
 
       -- To get the same functionality as the original body we project
       -- out its vectorised version from the closure.
-      cexpr    <- tryConvert var var' expr
+      cexpr <- tryConvert var var' expr
 
       return . Rec $ (var, cexpr) : (var', expr') : hs
   `orElseV`
@@ -132,7 +139,7 @@ vectTopBind b@(NonRec var expr)
 vectTopBind b@(Rec bs)
  = do
       (vars', _, exprs') 
-       <- fixV $ \ ~(_, inlines, rhss) ->
+        <- fixV $ \ ~(_, inlines, rhss) ->
             do vars' <- sequence [vectTopBinder var inline rhs
                                       | (var, ~(inline, rhs)) <- zipLazy vars (zip inlines rhss)]
                (inlines', areScalars', exprs') 
@@ -152,67 +159,109 @@ vectTopBind b@(Rec bs)
     return b
   where
     (vars, exprs) = unzip bs
-    mapAndUnzip3M f xs = do
-       ys <- mapM f xs
-       return $ unzip3 ys
-
+    
 -- | Make the vectorised version of this top level binder, and add the mapping
 --   between it and the original to the state. For some binder @foo@ the vectorised
 --   version is @$v_foo@
 --
 --   NOTE: vectTopBinder *MUST* be lazy in inline and expr because of how it is
 --   used inside of fixV in vectTopBind
-vectTopBinder 
-       :: Var          -- ^ Name of the binding.
-       -> Inline       -- ^ Whether it should be inlined, used to annotate it.
-       -> CoreExpr     -- ^ RHS of the binding, used to set the `Unfolding` of the returned `Var`.
-       -> VM Var       -- ^ Name of the vectorised binding.
-
+--
+vectTopBinder :: Var      -- ^ Name of the binding.
+              -> Inline   -- ^ Whether it should be inlined, used to annotate it.
+              -> CoreExpr -- ^ RHS of binding, used to set the 'Unfolding' of the returned 'Var'.
+              -> VM Var   -- ^ Name of the vectorised binding.
 vectTopBinder var inline expr
- = do
-      -- Vectorise the type attached to the var.
-      vty  <- vectType (idType var)
-
-      -- Make the vectorised version of binding's name, and set the unfolding used for inlining.
-      var' <- liftM (`setIdUnfoldingLazily` unfolding) 
-           $  cloneId mkVectOcc var vty
-
-      -- Add the mapping between the plain and vectorised name to the state.
-      defGlobalVar var var'
-
-      return var'
+ = do {   -- Vectorise the type attached to the var.
+      ; vty  <- vectType (idType var)
+      
+          -- If there is a vectorisation declartion for this binding, make sure that its type
+          --  matches
+      ; vectDecl <- lookupVectDecl var
+      ; case vectDecl of
+          Nothing                 -> return ()
+          Just (vdty, _) 
+            | coreEqType vty vdty -> return ()
+            | otherwise           -> 
+              cantVectorise ("Type mismatch in vectorisation pragma for " ++ show var) $
+                (text "Expected type" <+> ppr vty)
+                $$
+                (text "Inferred type" <+> ppr vdty)
+
+          -- Make the vectorised version of binding's name, and set the unfolding used for inlining
+      ; var' <- liftM (`setIdUnfoldingLazily` unfolding) 
+                $  cloneId mkVectOcc var vty
+
+          -- Add the mapping between the plain and vectorised name to the state.
+      ; defGlobalVar var var'
+
+      ; return var'
+    }
   where
     unfolding = case inline of
                   Inline arity -> mkInlineUnfolding (Just arity) expr
                   DontInline   -> noUnfolding
 
-
 -- | Vectorise the RHS of a top-level binding, in an empty local environment.
-vectTopRhs 
-       :: [Var]    -- ^ Names of all functions in the rec block
-       -> Var          -- ^ Name of the binding.
-       -> CoreExpr     -- ^ Body of the binding.
-       -> VM (Inline, Bool, CoreExpr)
-
+--
+-- We need to distinguish three cases:
+--
+-- (1) We have a (non-scalar) vectorisation declaration for the variable (which explicitly provides
+--     vectorised code implemented by the user)
+--     => no automatic vectorisation & instead use the user-supplied code
+-- 
+-- (2) We have a scalar vectorisation declaration for the variable
+--     => generate vectorised code that uses a scalar 'map'/'zipWith' to lift the computation
+-- 
+-- (3) There is no vectorisation declaration for the variable
+--     => perform automatic vectorisation of the RHS
+--
+vectTopRhs :: [Var]           -- ^ Names of all functions in the rec block
+           -> Var             -- ^ Name of the binding.
+           -> CoreExpr        -- ^ Body of the binding.
+           -> VM ( Inline     -- (1) inline specification for the binding
+                 , Bool       -- (2) whether the right-hand side is a scalar computation
+                 , CoreExpr)  -- (3) the vectorised right-hand side
 vectTopRhs recFs var expr
- = dtrace (vcat [text "vectTopRhs", ppr expr])
- $ closedV
- $ do (inline, isScalar, vexpr) <- 
-           inBind var $ vectPolyExpr  (isLoopBreaker $ idOccInfo var) recFs (freeVars expr)
-      if isScalar 
-         then addGlobalScalar var
-         else deleteGlobalScalar var
-      return (inline, isScalar, vectorised vexpr)
-
+  = closedV
+  $ do { traceVt ("vectTopRhs of " ++ show var) $ ppr expr
+  
+       ; globalScalar <- isGlobalScalar var
+       ; vectDecl     <- lookupVectDecl var
+       ; rhs globalScalar vectDecl
+       }
+  where
+    rhs _globalScalar (Just (_, expr'))               -- Case (1)
+      = return (inlineMe, False, expr')
+    rhs True          _vectDecl                       -- Case (2)
+      = return (inlineMe, True, scalarRHS)
+                          -- FIXME: that True is not enough to register scalarness
+    rhs False         _vectDecl                       -- Case (3)
+      = do { let fvs = freeVars expr
+           ; (inline, isScalar, vexpr) <- inBind var $
+                                            vectPolyExpr (isLoopBreaker $ idOccInfo var) recFs fvs
+           ; if isScalar 
+             then addGlobalScalar var
+             else deleteGlobalScalar var
+           ; return (inline, isScalar, vectorised vexpr)
+           }
+      
+    -- For scalar right-hand sides, we know that the original binding will remain unaltered
+    -- (hence, we can refer to it without risk of cycles) - cf, 'tryConvert'.
+    scalarRHS = panic "Vectorise.scalarRHS: not implemented yet"
 
 -- | Project out the vectorised version of a binding from some closure,
---     or return the original body if that doesn't work.       
-tryConvert 
-       :: Var          -- ^ Name of the original binding (eg @foo@)
-       -> Var          -- ^ Name of vectorised version of binding (eg @$vfoo@)
-       -> CoreExpr     -- ^ The original body of the binding.
-       -> VM CoreExpr
-
+--   or return the original body if that doesn't work or the binding is scalar. 
+--
+tryConvert :: Var       -- ^ Name of the original binding (eg @foo@)
+           -> Var       -- ^ Name of vectorised version of binding (eg @$vfoo@)
+           -> CoreExpr  -- ^ The original body of the binding.
+           -> VM CoreExpr
 tryConvert var vect_var rhs
-  = fromVect (idType var) (Var vect_var) `orElseV` return rhs
-
+  = do { globalScalar <- isGlobalScalar var
+       ; if globalScalar
+         then
+           return rhs
+         else
+           fromVect (idType var) (Var vect_var) `orElseV` return rhs
+       }