有约束的专门化

Question

{-# INLINEABLE plusFastCyc #-}
{-# SPECIALIZE plusFastCyc :: 
         forall m . (Factored m Int) => 
              (FastCyc (VT U.Vector m) Int) -> 
                   (FastCyc (VT U.Vector m) Int) -> 
                        (FastCyc (VT U.Vector m) Int) #-}

-- Although the next specialization makes `fcTest` fast,
-- it isn't useful to me in my real program because the phantom type M is reified
-- {-# SPECIALIZE plusFastCyc :: 
--          FastCyc (VT U.Vector M) Int -> 
--               FastCyc (VT U.Vector M) Int -> 
--                    FastCyc (VT U.Vector M) Int #-}

plusFastCyc :: (Num (t r)) => (FastCyc t r) -> (FastCyc t r) -> (FastCyc t r)
plusFastCyc (PowBasis v1) (PowBasis v2) = PowBasis $ v1 + v2

main.hs文件有两个驱动程序:vttest（运行时间为~3秒）和fctest（运行时间为~83秒），当使用forAlld专门化用-O3编译时。

其核心是：对于VtTest测试，加法代码被专用于ints等上的unboxed向量，而对于fctest则使用通用向量代码。在第10行，您可以看到GHC编写了plusFastCyc的专用版本，而不是第167行的通用版本。专门化的规则在第225行。我相信这条规则应该会在270号线上开火。(main6调用迭代main8y，因此main8是plusFastCyc应该专门化的地方。）

我的目标是通过专门化plusFastCyc使fctest与vttest一样快。我找到了两种方法：

1. 在fctest中从ghc.exts中显式调用内联。
2. 删除plusFastCyc上的因子m int约束。

选项1不能令人满意，因为在实际的代码库中，plusfastcyc是一个经常使用的操作，也是一个非常大的函数，因此不应该每次使用都内联它。相反，GHC应该调用plusfastcyc的专用版本。选项2实际上不是一个选项，因为我需要实际代码中的约束。

我尝试了使用（或不使用）inline、inlinable和specialize的各种选项，但似乎都不起作用。（编辑：我可能剥离了太多的plusfastcyc以使示例变小，因此inline可能会导致函数内联。这在我的实际代码中没有发生，因为plusfastcyc太大。）在这个特定的示例中，我没有得到任何match_co:needs more cases或rule:LHS too complexed to desugar警告，尽管在最小化示例之前我得到了许多match_co警告。据推测，“问题”是规则中的因子m int约束；如果更改该约束，fctest的运行速度与vttest一样快。

更新

这个问题在GHC 7.8.2中仍然存在，所以这个问题仍然是相关的。

Answer 1

GHC还提供了specialize类型类实例声明的选项。我使用foo.hs的（扩展）代码进行了尝试，方法是：

instance (Num r, V.Vector v r, Factored m r) => Num (VT v m r) where 
    {-# SPECIALIZE instance ( Factored m Int => Num (VT U.Vector m Int)) #-}
    VT x + VT y = VT $ V.zipWith (+) x y

不过，这一变化并没有达到预期的加速效果。实现性能改进的方法是手动添加具有相同函数定义的vt u.vector m int类型的专用实例，如下所示：

instance (Factored m Int) => Num (VT U.Vector m Int) where 
    VT x + VT y = VT $ V.zipWith (+) x y

这需要在语言中添加overlappinginstances和flexibleinstances。