Minor refactoring of placeHolderPunRhs
[ghc-hetmet.git] / compiler / vectorise / Vectorise.hs
index 71514e1..c53c638 100644 (file)
+
 module Vectorise( vectorise )
 where
 
-#include "HsVersions.h"
+import VectMonad
+import VectUtils
+import VectType
+import VectCore
 
-import DynFlags
-import HscTypes
+import HscTypes hiding      ( MonadThings(..) )
 
-import CoreLint             ( showPass, endPass )
+import Module               ( PackageId )
 import CoreSyn
 import CoreUtils
+import CoreUnfold           ( mkInlineRule )
+import MkCore               ( mkWildCase )
 import CoreFVs
+import CoreMonad            ( CoreM, getHscEnv )
+import DataCon
 import TyCon
 import Type
-import TypeRep
+import FamInstEnv           ( extendFamInstEnvList )
 import Var
 import VarEnv
-import Name                 ( mkSysTvName )
-import NameEnv
+import VarSet
 import Id
+import OccName
+import BasicTypes           ( isLoopBreaker )
 
-import DsMonad hiding (mapAndUnzipM)
-
-import PrelNames
+import Literal              ( Literal, mkMachInt )
+import TysWiredIn
+import TysPrim              ( intPrimTy )
 
 import Outputable
 import FastString
-import Control.Monad        ( liftM, liftM2, mapAndUnzipM )
+import Util                 ( zipLazy )
+import Control.Monad
+import Data.List            ( sortBy, unzip4 )
+
+vectorise :: PackageId -> ModGuts -> CoreM ModGuts
+vectorise backend guts = do
+    hsc_env <- getHscEnv
+    liftIO $ vectoriseIO backend hsc_env guts
 
-vectorise :: HscEnv -> ModGuts -> IO ModGuts
-vectorise hsc_env guts
-  | not (Opt_Vectorise `dopt` dflags) = return guts
-  | otherwise
+vectoriseIO :: PackageId -> HscEnv -> ModGuts -> IO ModGuts
+vectoriseIO backend hsc_env guts
   = do
-      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)
-      endPass dflags "Vectorisation" Opt_D_dump_vect (mg_binds guts')
-      return guts'
-  where
-    dflags = hsc_dflags hsc_env
+      Just (info', guts') <- initV backend hsc_env guts info (vectModule guts)
+      return (guts' { mg_vect_info = info' })
 
--- ----------------------------------------------------------------------------
--- 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
+vectModule :: ModGuts -> VM ModGuts
+vectModule guts
   = 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 GlobalEnv = GlobalEnv {
-                  -- Mapping from global variables to their vectorised versions.
-                  -- 
-                  global_vars :: VarEnv CoreExpr
-
-                  -- Exported variables which have a vectorised version
-                  --
-                , global_exported_vars :: VarEnv (Var, Var)
-
-                  -- Mapping from TyCons to their vectorised versions.
-                  -- TyCons which do not have to be vectorised are mapped to
-                  -- themselves.
-                  --
-                , global_tycons :: NameEnv TyCon
-
-                  -- Mapping from TyCons to their PA dictionaries
-                  --
-                , global_tycon_pa :: NameEnv CoreExpr
-                }
-
-data LocalEnv = LocalEnv {
-                 -- Mapping from local variables to their vectorised and
-                 -- lifted versions
-                 --
-                 local_vars :: VarEnv (CoreExpr, CoreExpr)
-
-                 -- Mapping from tyvars to their PA dictionaries
-               , local_tyvar_pa :: VarEnv CoreExpr
-               }
-              
-
-initGlobalEnv :: VectInfo -> GlobalEnv
-initGlobalEnv info
-  = GlobalEnv {
-      global_vars          = mapVarEnv  (Var . snd) $ vectInfoCCVar   info
-    , global_exported_vars = emptyVarEnv
-    , global_tycons        = mapNameEnv snd $ vectInfoCCTyCon info
-    , global_tycon_pa      = emptyNameEnv
-    }
-
-emptyLocalEnv = LocalEnv {
-                   local_vars     = emptyVarEnv
-                 , local_tyvar_pa = emptyVarEnv
-                 }
-
--- FIXME
-updVectInfo :: GlobalEnv -> ModGuts -> ModGuts
-updVectInfo env guts = guts { mg_vect_info = info' }
-  where
-    info' = info {
-              vectInfoCCVar   = global_exported_vars env
-            , vectInfoCCTyCon = tc_env
-            }
-
-    info  = mg_vect_info guts
-    tyenv = mg_types guts
-
-    tc_env = mkNameEnv [(tc_name, (tc,tc')) | tc <- typeEnvTyCons tyenv
-                                            , let tc_name = tyConName tc
-                                            , Just tc' <- [lookupNameEnv (global_tycons env) tc_name]]
-
-data VResult a = Yes GlobalEnv LocalEnv a | No
-
-newtype VM a = VM { runVM :: Builtins -> GlobalEnv -> LocalEnv -> DsM (VResult a) }
-
-instance Monad VM where
-  return x   = VM $ \bi genv lenv -> return (Yes genv lenv x)
-  VM p >>= f = VM $ \bi genv lenv -> do
-                                      r <- p bi genv lenv
-                                      case r of
-                                        Yes genv' lenv' x -> runVM (f x) bi genv' lenv'
-                                        No                -> return No
-
-noV :: VM a
-noV = VM $ \_ _ _ -> return No
-
-tryV :: VM a -> VM (Maybe a)
-tryV (VM p) = VM $ \bi genv lenv ->
-  do
-    r <- p bi genv lenv
-    case r of
-      Yes genv' lenv' x -> return (Yes genv' lenv' (Just x))
-      No                -> return (Yes genv  lenv  Nothing)
-
-maybeV :: VM (Maybe a) -> VM a
-maybeV p = maybe noV return =<< p
-
-orElseV :: VM a -> VM a -> VM a
-orElseV p q = maybe q return =<< tryV p
-
-localV :: VM a -> VM a
-localV p = do
-             env <- readLEnv id
-             x <- p
-             setLEnv env
-             return x
-
-liftDs :: DsM a -> VM a
-liftDs p = VM $ \bi genv lenv -> do { x <- p; return (Yes genv lenv x) }
-
-builtin :: (Builtins -> a) -> VM a
-builtin f = VM $ \bi genv lenv -> return (Yes genv lenv (f bi))
-
-readGEnv :: (GlobalEnv -> a) -> VM a
-readGEnv f = VM $ \bi genv lenv -> return (Yes genv lenv (f genv))
-
-setGEnv :: GlobalEnv -> VM ()
-setGEnv genv = VM $ \_ _ lenv -> return (Yes genv lenv ())
-
-updGEnv :: (GlobalEnv -> GlobalEnv) -> VM ()
-updGEnv f = VM $ \_ genv lenv -> return (Yes (f genv) lenv ())
-
-readLEnv :: (LocalEnv -> a) -> VM a
-readLEnv f = VM $ \bi genv lenv -> return (Yes genv lenv (f lenv))
-
-setLEnv :: LocalEnv -> VM ()
-setLEnv lenv = VM $ \_ genv _ -> return (Yes genv lenv ())
-
-updLEnv :: (LocalEnv -> LocalEnv) -> VM ()
-updLEnv f = VM $ \_ genv lenv -> return (Yes genv (f lenv) ())
-
-newLocalVar :: FastString -> Type -> VM Var
-newLocalVar fs ty
+      (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 tc_binds : binds'
+                    , mg_fam_inst_env = fam_inst_env'
+                    , mg_fam_insts    = mg_fam_insts guts ++ fam_insts
+                    }
+
+vectTopBind :: CoreBind -> VM CoreBind
+vectTopBind b@(NonRec var expr)
   = do
-      u <- liftDs newUnique
-      return $ mkSysLocal fs u ty
-
-newTyVar :: FastString -> Kind -> VM Var
-newTyVar fs k
+      (inline, expr') <- vectTopRhs var expr
+      var' <- vectTopBinder var inline expr'
+      hs    <- takeHoisted
+      cexpr <- tryConvert var var' expr
+      return . Rec $ (var, cexpr) : (var', expr') : hs
+  `orElseV`
+    return b
+
+vectTopBind b@(Rec bs)
   = do
-      u <- liftDs newUnique
-      return $ mkTyVar (mkSysTvName u fs) k
+      (vars', _, exprs') <- fixV $ \ ~(_, inlines, rhss) ->
+        do
+          vars' <- sequence [vectTopBinder var inline rhs
+                               | (var, ~(inline, rhs))
+                                 <- zipLazy vars (zip inlines rhss)]
+          (inlines', exprs') <- mapAndUnzipM (uncurry vectTopRhs) bs
+          return (vars', inlines', exprs')
+      hs     <- takeHoisted
+      cexprs <- sequence $ zipWith3 tryConvert vars vars' exprs
+      return . Rec $ zip vars cexprs ++ zip vars' exprs' ++ hs
+  `orElseV`
+    return b
+  where
+    (vars, exprs) = unzip bs
 
-lookupTyCon :: TyCon -> VM (Maybe TyCon)
-lookupTyCon tc = readGEnv $ \env -> lookupNameEnv (global_tycons env) (tyConName tc)
+-- NOTE: vectTopBinder *MUST* be lazy in inline and expr because of how it is
+-- used inside of fixV in vectTopBind
+vectTopBinder :: Var -> Inline -> CoreExpr -> VM Var
+vectTopBinder var inline expr
+  = do
+      vty  <- vectType (idType var)
+      var' <- liftM (`setIdUnfolding` unfolding) $ cloneId mkVectOcc var vty
+      defGlobalVar var var'
+      return var'
+  where
+    unfolding = case inline of
+                  Inline arity -> mkInlineRule expr (Just arity)
+                  DontInline   -> noUnfolding
 
+vectTopRhs :: Var -> CoreExpr -> VM (Inline, CoreExpr)
+vectTopRhs var expr
+  = closedV
+  $ do
+      (inline, vexpr) <- inBind var
+                       $ vectPolyExpr (isLoopBreaker $ idOccInfo var)
+                                      (freeVars expr)
+      return (inline, vectorised vexpr)
 
-extendTyVarPA :: Var -> CoreExpr -> VM ()
-extendTyVarPA tv pa = updLEnv $ \env -> env { local_tyvar_pa = extendVarEnv (local_tyvar_pa env) tv pa }
+tryConvert :: Var -> Var -> CoreExpr -> VM CoreExpr
+tryConvert var vect_var rhs
+  = fromVect (idType var) (Var vect_var) `orElseV` return rhs
 
 -- ----------------------------------------------------------------------------
 -- Bindings
 
-vectoriseModule :: VectInfo -> ModGuts -> DsM ModGuts
-vectoriseModule info guts
-  = do
-      builtins <- initBuiltins
-      r <- runVM (vectModule guts) builtins (initGlobalEnv info) emptyLocalEnv
-      case r of
-        Yes genv _ guts' -> return $ updVectInfo genv guts'
-        No               -> return guts
-
-vectModule :: ModGuts -> VM ModGuts
-vectModule guts = return guts
-
-
-
-vectBndr :: Var -> VM (Var, Var)
+vectBndr :: Var -> VM VVar
 vectBndr v
   = do
-      vty <- vectType (idType v)
-      lty <- mkPArrayTy vty
+      (vty, lty) <- vectAndLiftType (idType v)
       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) }
+    mapTo vv lv env = env { local_vars = extendVarEnv (local_vars env) v (vv, lv) }
 
-vectBndrIn :: Var -> VM a -> VM (Var, Var, a)
+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
   $ do
-      (vv, lv) <- vectBndr v
+      vv <- vectBndr v
       x <- p
-      return (vv, lv, x)
+      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 ([Var], [Var], a)
+vectBndrsIn :: [Var] -> VM a -> VM ([VVar], a)
 vectBndrsIn vs p
   = localV
   $ do
-      (vvs, lvs) <- mapAndUnzipM vectBndr vs
+      vvs <- mapM vectBndr vs
       x <- p
-      return (vvs, lvs, x)
+      return (vvs, x)
 
 -- ----------------------------------------------------------------------------
 -- Expressions
 
-replicateP :: CoreExpr -> CoreExpr -> VM CoreExpr
-replicateP expr len
+vectVar :: Var -> VM VExpr
+vectVar v
   = do
-      pa  <- paOfType ty
-      rep <- builtin replicatePAVar
-      return $ mkApps (Var rep) [Type ty, pa, expr, len]
-  where
-    ty = exprType expr
+      r <- lookupVar v
+      case r of
+        Local (vv,lv) -> return (Var vv, Var lv)
+        Global vv     -> do
+                           let vexpr = Var vv
+                           lexpr <- liftPD vexpr
+                           return (vexpr, lexpr)
+
+vectPolyVar :: Var -> [Type] -> VM VExpr
+vectPolyVar v tys
+  = do
+      vtys <- mapM vectType tys
+      r <- lookupVar v
+      case r of
+        Local (vv, lv) -> liftM2 (,) (polyApply (Var vv) vtys)
+                                     (polyApply (Var lv) vtys)
+        Global poly    -> do
+                            vexpr <- polyApply (Var poly) vtys
+                            lexpr <- liftPD vexpr
+                            return (vexpr, lexpr)
+
+vectLiteral :: Literal -> VM VExpr
+vectLiteral lit
+  = do
+      lexpr <- liftPD (Lit lit)
+      return (Lit lit, lexpr)
 
-capply :: (CoreExpr, CoreExpr) -> (CoreExpr, CoreExpr) -> VM (CoreExpr, CoreExpr)
-capply (vfn, lfn) (varg, larg)
+vectPolyExpr :: Bool -> CoreExprWithFVs -> VM (Inline, VExpr)
+vectPolyExpr loop_breaker (_, AnnNote note expr)
   = 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])
+      (inline, expr') <- vectPolyExpr loop_breaker expr
+      return (inline, vNote note expr')
+vectPolyExpr loop_breaker expr
+  = do
+      arity <- polyArity tvs
+      polyAbstract tvs $ \args ->
+        do
+          (inline, mono') <- vectFnExpr False loop_breaker mono
+          return (addInlineArity inline arity,
+                  mapVect (mkLams $ tvs ++ args) mono')
   where
-    fn_ty            = exprType vfn
-    (arg_ty, res_ty) = splitClosureTy fn_ty
+    (tvs, mono) = collectAnnTypeBinders expr
+
+vectExpr :: CoreExprWithFVs -> VM VExpr
+vectExpr (_, AnnType ty)
+  = liftM vType (vectType ty)
 
-vectVar :: CoreExpr -> Var -> VM (CoreExpr, CoreExpr)
-vectVar lc v = local v `orElseV` global v
+vectExpr (_, AnnVar v) = vectVar v
+
+vectExpr (_, AnnLit lit) = vectLiteral lit
+
+vectExpr (_, AnnNote note expr)
+  = liftM (vNote note) (vectExpr expr)
+
+vectExpr e@(_, AnnApp _ arg)
+  | isAnnTypeArg arg
+  = vectTyAppExpr fn tys
   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)
+    (fn, tys) = collectAnnTypeArgs e
+
+vectExpr (_, AnnApp (_, AnnVar v) (_, AnnLit lit))
+  | Just con <- isDataConId_maybe v
+  , is_special_con con
   = do
-      let vexpr = Lit lit
-      lexpr <- replicateP vexpr lc
+      let vexpr = App (Var v) (Lit lit)
+      lexpr <- liftPD vexpr
       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)
+  where
+    is_special_con con = con `elem` [intDataCon, floatDataCon, doubleDataCon]
+
+
+vectExpr (_, 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)
+      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 (_, 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)
+      vrhs <- localV . inBind bndr . liftM snd $ vectPolyExpr False rhs
+      (vbndr, vbody) <- vectBndrIn bndr (vectExpr body)
+      return $ vLet (vNonRec vbndr vrhs) vbody
+
+vectExpr (_, AnnLet (AnnRec bs) body)
   = do
-      (vbndrs, lbndrs, (vrhss, vbody, lrhss, lbody)) <- vectBndrsIn bndrs vect
-      return (Let (Rec (zip vbndrs vrhss)) vbody,
-              Let (Rec (zip lbndrs lrhss)) lbody)
+      (vbndrs, (vrhss, vbody)) <- vectBndrsIn bndrs
+                                $ liftM2 (,)
+                                  (zipWithM vect_rhs bndrs rhss)
+                                  (vectExpr body)
+      return $ vLet (vRec vbndrs vrhss) vbody
+  where
+    (bndrs, rhss) = unzip bs
+
+    vect_rhs bndr rhs = localV
+                      . inBind bndr
+                      . liftM snd
+                      $ vectPolyExpr (isLoopBreaker $ idOccInfo bndr) rhs
+
+vectExpr e@(_, AnnLam bndr _)
+  | isId bndr = liftM snd $ vectFnExpr True False e
+{-
+onlyIfV (isEmptyVarSet fvs) (vectScalarLam bs $ deAnnotate body)
+                `orElseV` vectLam True fvs bs body
   where
-    (bndrs, rhss) = unzip prs
-    
-    vect = do
-             (vrhss, lrhss) <- mapAndUnzipM (vectExpr lc) rhss
-             (vbody, lbody) <- vectExpr lc body
-             return (vrhss, vbody, lrhss, lbody)
+    (bs,body) = collectAnnValBinders e
+-}
 
--- ----------------------------------------------------------------------------
--- PA dictionaries
+vectExpr e = cantVectorise "Can't vectorise expression" (ppr $ deAnnotate e)
 
-paArgType :: Type -> Kind -> VM (Maybe Type)
-paArgType ty k
-  | Just k' <- kindView k = paArgType ty k'
+vectFnExpr :: Bool -> Bool -> CoreExprWithFVs -> VM (Inline, VExpr)
+vectFnExpr inline loop_breaker e@(fvs, AnnLam bndr _)
+  | isId bndr = onlyIfV (isEmptyVarSet fvs)
+                        (mark DontInline . vectScalarLam bs $ deAnnotate body)
+                `orElseV` mark inlineMe (vectLam inline loop_breaker fvs bs body)
+  where
+    (bs,body) = collectAnnValBinders e
+vectFnExpr _ _ e = mark DontInline $ vectExpr e
 
--- 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)
+mark :: Inline -> VM a -> VM (Inline, a)
+mark b p = do { x <- p; return (b,x) }
 
-paArgType ty k
-  | isLiftedTypeKind k
+vectScalarLam :: [Var] -> CoreExpr -> VM VExpr
+vectScalarLam args body
   = do
-      tc <- builtin paTyCon
-      return . Just $ TyConApp tc [ty]
+      scalars <- globalScalars
+      onlyIfV (all is_scalar_ty arg_tys
+               && is_scalar_ty res_ty
+               && is_scalar (extendVarSetList scalars args) body)
+        $ do
+            fn_var <- hoistExpr (fsLit "fn") (mkLams args body) DontInline
+            zipf <- zipScalars arg_tys res_ty
+            clo <- scalarClosure arg_tys res_ty (Var fn_var)
+                                                (zipf `App` Var fn_var)
+            clo_var <- hoistExpr (fsLit "clo") clo DontInline
+            lclo <- liftPD (Var clo_var)
+            return (Var clo_var, lclo)
+  where
+    arg_tys = map idType args
+    res_ty  = exprType body
 
-  | otherwise
-  = return Nothing 
+    is_scalar_ty ty | Just (tycon, []) <- splitTyConApp_maybe ty
+                    = tycon == intTyCon
+                      || tycon == floatTyCon
+                      || tycon == doubleTyCon
 
-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)
+                    | otherwise = False
 
-paOfTyCon :: TyCon -> VM CoreExpr
--- FIXME: just for now
-paOfTyCon tc = maybeV (readGEnv $ \env -> lookupNameEnv (global_tycon_pa env) (tyConName tc))
+    is_scalar vs (Var v)     = v `elemVarSet` vs
+    is_scalar _ e@(Lit _)    = is_scalar_ty $ exprType e
+    is_scalar vs (App e1 e2) = is_scalar vs e1 && is_scalar vs e2
+    is_scalar _ _            = False
 
-paOfType :: Type -> VM CoreExpr
-paOfType ty | Just ty' <- coreView ty = paOfType ty'
+vectLam :: Bool -> Bool -> VarSet -> [Var] -> CoreExprWithFVs -> VM VExpr
+vectLam inline loop_breaker fvs bs body
+  = do
+      tyvars <- localTyVars
+      (vs, vvs) <- readLEnv $ \env ->
+                   unzip [(var, vv) | var <- varSetElems fvs
+                                    , Just vv <- [lookupVarEnv (local_vars env) var]]
+
+      arg_tys <- mapM (vectType . idType) bs
+      res_ty  <- vectType (exprType $ deAnnotate body)
+
+      buildClosures tyvars vvs arg_tys res_ty
+        . hoistPolyVExpr tyvars (maybe_inline (length vs + length bs))
+        $ do
+            lc <- builtin liftingContext
+            (vbndrs, vbody) <- vectBndrsIn (vs ++ bs)
+                                           (vectExpr body)
+            vbody' <- break_loop lc res_ty vbody
+            return $ vLams lc vbndrs vbody'
+  where
+    maybe_inline n | inline    = Inline n
+                   | otherwise = DontInline
+
+    break_loop lc ty (ve, le)
+      | loop_breaker
+      = do
+          empty <- emptyPD ty
+          lty <- mkPDataType ty
+          return (ve, mkWildCase (Var lc) intPrimTy lty
+                        [(DEFAULT, [], le),
+                         (LitAlt (mkMachInt 0), [], empty)])
+
+      | otherwise = return (ve, le)
+
+vectTyAppExpr :: CoreExprWithFVs -> [Type] -> VM VExpr
+vectTyAppExpr (_, AnnVar v) tys = vectPolyVar v tys
+vectTyAppExpr e tys = cantVectorise "Can't vectorise expression"
+                        (ppr $ deAnnotate e `mkTyApps` tys)
+
+-- 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
 
-paOfType (TyVarTy tv) = maybeV (readLEnv $ \env -> lookupVarEnv (local_tyvar_pa env) tv)
-paOfType (AppTy ty1 ty2)
+vectAlgCase _tycon _ty_args scrut bndr ty [(DataAlt _, [], body)]
   = do
-      e1 <- paOfType ty1
-      e2 <- paOfType ty2
-      return $ mkApps e1 [Type ty2, e2]
-paOfType (TyConApp tc tys)
+      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
-      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)
-        
+      (vty, lty) <- vectAndLiftType ty
+      vexpr      <- vectExpr scrut
+      (vbndr, (vbndrs, (vect_body, lift_body)))
+         <- vect_scrut_bndr
+          . vectBndrsIn bndrs
+          $ vectExpr body
+      let (vect_bndrs, lift_bndrs) = unzip vbndrs
+      (vscrut, lscrut, pdata_tc, _arg_tys) <- mkVScrut (vVar vbndr)
+      vect_dc <- maybeV (lookupDataCon dc)
+      let [pdata_dc] = tyConDataCons pdata_tc
+
+      let vcase = mk_wild_case vscrut vty vect_dc  vect_bndrs vect_body
+          lcase = mk_wild_case lscrut lty pdata_dc lift_bndrs lift_body
+
+      return $ vLet (vNonRec vbndr vexpr) (vcase, lcase)
+  where
+    vect_scrut_bndr | isDeadBinder bndr = vectBndrNewIn bndr (fsLit "scrut")
+                    | otherwise         = vectBndrIn bndr
 
+    mk_wild_case expr ty dc bndrs body
+      = mkWildCase expr (exprType expr) ty [(DataAlt dc, bndrs, body)]
 
--- ----------------------------------------------------------------------------
--- 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)
+vectAlgCase tycon _ty_args scrut bndr ty alts
   = do
-      r   <- paArgType (TyVarTy tv) (tyVarKind tv)
-      ty' <- vectType ty
-      return . ForAllTy tv $ case r of { Just paty -> FunTy paty ty'; Nothing -> ty' }
+      vect_tc     <- maybeV (lookupTyCon tycon)
+      (vty, lty)  <- vectAndLiftType ty
+
+      let arity = length (tyConDataCons vect_tc)
+      sel_ty <- builtin (selTy arity)
+      sel_bndr <- newLocalVar (fsLit "sel") sel_ty
+      let sel = Var sel_bndr
 
-vectType ty = pprPanic "vectType:" (ppr ty)
+      (vbndr, valts) <- vect_scrut_bndr
+                      $ mapM (proc_alt arity sel vty lty) alts'
+      let (vect_dcs, vect_bndrss, lift_bndrss, vbodies) = unzip4 valts
 
-isClosureTyCon :: TyCon -> Bool
-isClosureTyCon tc = tyConUnique tc == closureTyConKey
+      vexpr <- vectExpr scrut
+      (vect_scrut, lift_scrut, pdata_tc, _arg_tys) <- mkVScrut (vVar vbndr)
+      let [pdata_dc] = tyConDataCons pdata_tc
 
-splitClosureTy :: Type -> (Type, Type)
-splitClosureTy ty
-  | Just (tc, [arg_ty, res_ty]) <- splitTyConApp_maybe ty
-  , isClosureTyCon tc
-  = (arg_ty, res_ty)
+      let (vect_bodies, lift_bodies) = unzip vbodies
 
-  | otherwise = pprPanic "splitClosureTy" (ppr ty)
+      vdummy <- newDummyVar (exprType vect_scrut)
+      ldummy <- newDummyVar (exprType lift_scrut)
+      let vect_case = Case vect_scrut vdummy vty
+                           (zipWith3 mk_vect_alt vect_dcs vect_bndrss vect_bodies)
 
-mkPArrayTy :: Type -> VM Type
-mkPArrayTy ty = do
-                  tc <- builtin parrayTyCon
-                  return $ TyConApp tc [ty]
+      lc <- builtin liftingContext
+      lbody <- combinePD vty (Var lc) sel lift_bodies
+      let lift_case = Case lift_scrut ldummy lty
+                           [(DataAlt pdata_dc, sel_bndr : 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 arity sel _ lty (DataAlt dc, bndrs, body)
+      = do
+          vect_dc <- maybeV (lookupDataCon dc)
+          let ntag = dataConTagZ vect_dc
+              tag  = mkDataConTag vect_dc
+              fvs  = freeVarsOf body `delVarSetList` bndrs
+
+          sel_tags  <- liftM (`App` sel) (builtin (selTags arity))
+          lc        <- builtin liftingContext
+          elems     <- builtin (selElements arity ntag)
+
+          (vbndrs, vbody)
+            <- vectBndrsIn bndrs
+             . localV
+             $ do
+                 binds    <- mapM (pack_var (Var lc) sel_tags tag)
+                           . filter isLocalId
+                           $ varSetElems fvs
+                 (ve, le) <- vectExpr body
+                 return (ve, Case (elems `App` sel) lc lty
+                             [(DEFAULT, [], (mkLets (concat binds) le))])
+                 -- empty    <- emptyPD vty
+                 -- return (ve, Case (elems `App` sel) lc lty
+                 --             [(DEFAULT, [], Let (NonRec flags_var flags_expr)
+                 --                             $ mkLets (concat binds) le),
+                 --               (LitAlt (mkMachInt 0), [], empty)])
+          let (vect_bndrs, lift_bndrs) = unzip vbndrs
+          return (vect_dc, vect_bndrs, lift_bndrs, vbody)
+
+    proc_alt _ _ _ _ _ = panic "vectAlgCase/proc_alt"
+
+    mk_vect_alt vect_dc bndrs body = (DataAlt vect_dc, bndrs, body)
+
+    pack_var len tags t v
+      = do
+          r <- lookupVar v
+          case r of
+            Local (vv, lv) ->
+              do
+                lv'  <- cloneVar lv
+                expr <- packByTagPD (idType vv) (Var lv) len tags t
+                updLEnv (\env -> env { local_vars = extendVarEnv
+                                                (local_vars env) v (vv, lv') })
+                return [(NonRec lv' expr)]
+
+            _ -> return []