Modify PA dictionary computation to work with the class-based scheme
[ghc-hetmet.git] / compiler / vectorise / Vectorise.hs
index d662142..c845ea3 100644 (file)
@@ -3,11 +3,16 @@ where
 
 #include "HsVersions.h"
 
+import VectMonad
+import VectUtils
+
 import DynFlags
 import HscTypes
 
 import CoreLint             ( showPass, endPass )
 import CoreSyn
+import CoreUtils
+import CoreFVs
 import TyCon
 import Type
 import TypeRep
@@ -15,14 +20,15 @@ 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        ( liftM2 )
+import Control.Monad        ( liftM, liftM2, mapAndUnzipM )
 
 vectorise :: HscEnv -> ModGuts -> IO ModGuts
 vectorise hsc_env guts
@@ -32,218 +38,134 @@ 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 global variables to their vectorised versions.
-              -- 
-              vect_global_vars :: VarEnv CoreExpr
-
-              -- Mapping from local variables to their vectorised and lifted
-              -- versions.
-              --
-            , vect_local_vars :: VarEnv (CoreExpr, CoreExpr)
-
-              -- Exported variables which have a vectorised version
-              --
-            , vect_exported_vars :: VarEnv (Var, Var)
-
-              -- Mapping from TyCons to their vectorised versions.
-              -- TyCons which do not have to be vectorised are mapped to
-              -- themselves.
-              --
-            , vect_tycons :: NameEnv TyCon
-
-              -- Mapping from TyCons to their PA dictionaries
-              --
-            , vect_tycon_pa :: NameEnv CoreExpr
-
-              -- Mapping from tyvars to their PA dictionaries
-              --
-            , vect_tyvar_pa :: VarEnv CoreExpr
-            }
-
-initVEnv :: VectInfo -> DsM VEnv
-initVEnv info
-  = return $ VEnv {
-               vect_global_vars   = mapVarEnv  (Var . snd) $ vectInfoCCVar   info
-             , vect_local_vars    = emptyVarEnv
-             , vect_exported_vars = emptyVarEnv
-             , vect_tycons        = mapNameEnv snd $ vectInfoCCTyCon info
-             , vect_tycon_pa      = emptyNameEnv
-             , vect_tyvar_pa      = emptyVarEnv
-             }
-
--- FIXME
-updVectInfo :: VEnv -> ModGuts -> ModGuts
-updVectInfo env guts = guts { mg_vect_info = info' }
-  where
-    info' = info {
-              vectInfoCCVar   = vect_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 (vect_tycons env) tc_name]]
-
-data VResult a = Yes VEnv a | No
-
-newtype VM a = VM { runVM :: Builtins -> VEnv -> DsM (VResult a) }
-
-instance Monad VM where
-  return x   = VM $ \bi env -> return (Yes env x)
-  VM p >>= f = VM $ \bi env -> do
-                                 r <- p bi env
-                                 case r of
-                                   Yes env' x -> runVM (f x) bi env'
-                                   No         -> return No
-
-noV :: VM a
-noV = VM $ \bi env -> return No
-
-tryV :: VM a -> VM (Maybe a)
-tryV (VM p) = VM $ \bi env -> do
-                                r <- p bi env
-                                case r of
-                                  Yes env' x -> return (Yes env' (Just x))
-                                  No         -> return (Yes env 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
-
-liftDs :: DsM a -> VM a
-liftDs p = VM $ \bi env -> do { x <- p; return (Yes env x) }
-
-builtin :: (Builtins -> a) -> VM a
-builtin f = VM $ \bi env -> return (Yes env (f bi))
-
-readEnv :: (VEnv -> a) -> VM a
-readEnv f = VM $ \bi env -> return (Yes env (f env))
-
-setEnv :: VEnv -> VM ()
-setEnv env = VM $ \_ _ -> return (Yes env ())
-
-updEnv :: (VEnv -> VEnv) -> VM ()
-updEnv f = VM $ \_ env -> return (Yes (f env) ())
-
-newTyVar :: FastString -> Kind -> VM Var
-newTyVar fs k
-  = do
-      u <- liftDs newUnique
-      return $ mkTyVar (mkSysTvName u fs) k
-
-lookupVar :: Var -> VM CoreExpr
-lookupVar v = maybeV . readEnv $ \env -> lookupVarEnv (vect_vars env) v
-
-lookupTyCon :: TyCon -> VM (Maybe TyCon)
-lookupTyCon tc = readEnv $ \env -> lookupNameEnv (vect_tycons env) (tyConName tc)
+vectModule :: ModGuts -> VM ModGuts
+vectModule guts = return guts
 
 -- ----------------------------------------------------------------------------
 -- Bindings
 
-vectoriseModule :: VectInfo -> ModGuts -> DsM ModGuts
-vectoriseModule info guts
+vectBndr :: Var -> VM (Var, Var)
+vectBndr v
   = do
-      builtins <- initBuiltins
-      env <- initVEnv info
-      r <- runVM (vectModule guts) builtins env
-      case r of
-        Yes env' guts' -> return $ updVectInfo env' guts'
-        No             -> return guts
-
-vectModule :: ModGuts -> VM ModGuts
-vectModule guts = return guts
+      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)
 
 -- ----------------------------------------------------------------------------
--- Types
-
-paArgType :: Type -> Kind -> VM (Maybe Type)
-paArgType ty k
-  | Just k' <- kindView k = paArgType ty k'
+-- Expressions
 
--- 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)
+replicateP :: CoreExpr -> CoreExpr -> VM CoreExpr
+replicateP expr len
   = 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)
+      dict <- paDictOfType ty
+      rep  <- builtin replicatePAVar
+      return $ mkApps (Var rep) [Type ty, dict, expr, len]
+  where
+    ty = exprType expr
 
-paArgType ty k
-  | isLiftedTypeKind k
+capply :: (CoreExpr, CoreExpr) -> (CoreExpr, CoreExpr) -> VM (CoreExpr, CoreExpr)
+capply (vfn, lfn) (varg, larg)
   = do
-      tc <- builtin paTyCon
-      return . Just $ TyConApp tc [ty]
-
-  | otherwise
-  = return Nothing 
+      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
 
-paArgType' :: Type -> Kind -> VM Type
-paArgType' ty k
+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
-      r <- paArgType ty k
-      case r of
-        Just ty' -> return ty'
-        Nothing  -> pprPanic "paArgType'" (ppr ty)
+      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
+      r <- paDictArgType bndr
+      (upd_env, add_lam) <- get_upd r
+      (vbody, lbody) <- localV (upd_env >> vectExpr lc body)
+      return (Lam bndr (add_lam vbody), Lam bndr (add_lam lbody))
+  where
+    get_upd Nothing = return (deleteTyVarPA bndr, id)
+    get_upd (Just pa_ty) = do
+                             pa_var <- newLocalVar FSLIT("dPA") pa_ty
+                             return (extendTyVarPA bndr (Var pa_var),
+                                     Lam pa_var)
+
+-- ----------------------------------------------------------------------------
+-- Types
 
 vectTyCon :: TyCon -> VM TyCon
 vectTyCon tc
@@ -267,9 +189,28 @@ vectType (FunTy ty1 ty2)   = liftM2 TyConApp (builtin closureTyCon)
                                              (mapM vectType [ty1,ty2])
 vectType (ForAllTy tv ty)
   = do
-      r   <- paArgType (TyVarTy tv) (tyVarKind tv)
+      r   <- paDictArgType tv
       ty' <- vectType ty
-      return . ForAllTy tv $ case r of { Just paty -> FunTy paty ty'; Nothing -> ty' }
+      return $ ForAllTy tv (wrap r ty')
+  where
+    wrap Nothing      = id
+    wrap (Just pa_ty) = FunTy pa_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]
+