Trim imports
[darcs-mirrors/vector.git] / Data / Vector / Fusion / Stream / Monadic.hs
index 601ff8a..efa6b21 100644 (file)
@@ -9,7 +9,7 @@
 -- Stability   : experimental
 -- Portability : non-portable
 --
--- Monadic streams
+-- Monadic stream combinators.
 --
 
 module Data.Vector.Fusion.Stream.Monadic (
@@ -22,19 +22,22 @@ module Data.Vector.Fusion.Stream.Monadic (
   length, null,
 
   -- * Construction
-  empty, singleton, cons, snoc, replicate, (++),
+  empty, singleton, cons, snoc, replicate, generate, generateM, (++),
 
   -- * Accessing elements
   head, last, (!!),
 
   -- * Substreams
-  extract, init, tail, take, drop,
+  slice, init, tail, take, drop,
 
   -- * Mapping
   map, mapM, mapM_, trans, unbox, concatMap,
   
   -- * Zipping
-  zipWith, zipWithM, zipWith3, zipWith3M,
+  indexed, indexedR,
+  zipWithM, zipWith3M, zipWith4M, zipWith5M, zipWith6M,
+  zipWith, zipWith3, zipWith4, zipWith5, zipWith6,
+  zip, zip3, zip4, zip5, zip6,
 
   -- * Filtering
   filter, filterM, takeWhile, takeWhileM, dropWhile, dropWhileM,
@@ -52,6 +55,7 @@ module Data.Vector.Fusion.Stream.Monadic (
 
   -- * Unfolding
   unfoldr, unfoldrM,
+  unfoldrN, unfoldrNM,
 
   -- * Scans
   prescanl, prescanlM, prescanl', prescanlM',
@@ -60,35 +64,46 @@ module Data.Vector.Fusion.Stream.Monadic (
   scanl1, scanl1M, scanl1', scanl1M',
 
   -- * Enumerations
-  enumFromTo, enumFromThenTo,
+  enumFromStepN, enumFromTo, enumFromThenTo,
 
   -- * Conversions
-  toList, fromList
+  toList, fromList, fromListN
 ) where
 
 import Data.Vector.Fusion.Stream.Size
-import Data.Vector.Fusion.Util ( Box(..) )
+import Data.Vector.Fusion.Util ( Box(..), delay_inline )
 
+import Data.Char      ( ord )
+import GHC.Base       ( unsafeChr )
 import Control.Monad  ( liftM )
 import Prelude hiding ( length, null,
                         replicate, (++),
                         head, last, (!!),
                         init, tail, take, drop,
                         map, mapM, mapM_, concatMap,
-                        zipWith, zipWith3,
+                        zipWith, zipWith3, zip, zip3,
                         filter, takeWhile, dropWhile,
                         elem, notElem,
                         foldl, foldl1, foldr, foldr1,
                         and, or,
                         scanl, scanl1,
                         enumFromTo, enumFromThenTo )
-import qualified Prelude
 
 import Data.Int  ( Int8, Int16, Int32, Int64 )
 import Data.Word ( Word8, Word16, Word32, Word, Word64 )
 
+#if __GLASGOW_HASKELL__ >= 613
+import SpecConstr ( SpecConstrAnnotation(..) )
+#endif
+
 #include "vector.h"
 
+data SPEC = SPEC | SPEC2
+#if __GLASGOW_HASKELL__ >= 613
+{-# ANN type SPEC ForceSpecConstr #-}
+#endif
+
+
 -- | Result of taking a single step in a stream
 data Step s a = Yield a s  -- ^ a new element and a new seed
               | Skip    s  -- ^ just a new seed
@@ -141,11 +156,28 @@ singleton x = Stream (return . step) True (Exact 1)
 -- | Replicate a value to a given length
 replicate :: Monad m => Int -> a -> Stream m a
 {-# INLINE_STREAM replicate #-}
-replicate n x = Stream (return . step) n (Exact (max n 0))
+-- NOTE: We delay inlining max here because GHC will create a join point for
+-- the call to newArray# otherwise which is not really nice.
+replicate n x = Stream (return . step) n (Exact (delay_inline max n 0))
+  where
+    {-# INLINE_INNER step #-}
+    step i | i <= 0    = Done
+           | otherwise = Yield x (i-1)
+
+generate :: Monad m => Int -> (Int -> a) -> Stream m a
+{-# INLINE generate #-}
+generate n f = generateM n (return . f)
+
+-- | Generate a stream from its indices
+generateM :: Monad m => Int -> (Int -> m a) -> Stream m a
+{-# INLINE_STREAM generateM #-}
+generateM n f = n `seq` Stream step 0 (Exact (delay_inline max n 0))
   where
     {-# INLINE_INNER step #-}
-    step i | i > 0     = Yield x (i-1)
-           | otherwise = Done
+    step i | i < n     = do
+                           x <- f i
+                           return $ Yield x (i+1)
+           | otherwise = return Done
 
 -- | Prepend an element
 cons :: Monad m => a -> Stream m a -> Stream m a
@@ -183,58 +215,65 @@ Stream stepa sa na ++ Stream stepb sb nb = Stream step (Left sa) (na + nb)
 -- | First element of the 'Stream' or error if empty
 head :: Monad m => Stream m a -> m a
 {-# INLINE_STREAM head #-}
-head (Stream step s _) = head_loop s
+head (Stream step s _) = head_loop SPEC s
   where
-    head_loop s = do
-                    r <- step s
-                    case r of
-                      Yield x _  -> return x
-                      Skip    s' -> head_loop s'
-                      Done       -> BOUNDS_ERROR(emptyStream) "head"
+    head_loop SPEC s
+      = do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield x _  -> return x
+            Skip    s' -> head_loop SPEC s'
+            Done       -> BOUNDS_ERROR(emptyStream) "head"
+
+
 
 -- | Last element of the 'Stream' or error if empty
 last :: Monad m => Stream m a -> m a
 {-# INLINE_STREAM last #-}
-last (Stream step s _) = last_loop0 s
+last (Stream step s _) = last_loop0 SPEC s
   where
-    last_loop0 s = do
-                     r <- step s
-                     case r of
-                       Yield x s' -> last_loop1 x s'
-                       Skip    s' -> last_loop0   s'
-                       Done       -> BOUNDS_ERROR(emptyStream) "last"
-
-    last_loop1 x s = do
-                       r <- step s
-                       case r of
-                         Yield y s' -> last_loop1 y s'
-                         Skip    s' -> last_loop1 x s'
-                         Done       -> return x
+    last_loop0 SPEC s
+      = do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield x s' -> last_loop1 SPEC x s'
+            Skip    s' -> last_loop0 SPEC   s'
+            Done       -> BOUNDS_ERROR(emptyStream) "last"
+
+    last_loop1 SPEC x s
+      = do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield y s' -> last_loop1 SPEC y s'
+            Skip    s' -> last_loop1 SPEC x s'
+            Done       -> return x
 
 -- | Element at the given position
 (!!) :: Monad m => Stream m a -> Int -> m a
 {-# INLINE (!!) #-}
 Stream step s _ !! i | i < 0     = BOUNDS_ERROR(error) "!!" "negative index"
-                     | otherwise = loop s i
+                     | otherwise = index_loop SPEC s i
   where
-    loop s i = i `seq`
-               do
-                 r <- step s
-                 case r of
-                   Yield x s' | i == 0    -> return x
-                              | otherwise -> loop s' (i-1)
-                   Skip    s'             -> loop s' i
-                   Done                   -> BOUNDS_ERROR(emptyStream) "!!"
+    index_loop SPEC s i
+      = i `seq`
+        do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield x s' | i == 0    -> return x
+                       | otherwise -> index_loop SPEC s' (i-1)
+            Skip    s'             -> index_loop SPEC s' i
+            Done                   -> BOUNDS_ERROR(emptyStream) "!!"
 
 -- Substreams
 -- ----------
 
 -- | Extract a substream of the given length starting at the given position.
-extract :: Monad m => Stream m a -> Int   -- ^ starting index
-                                 -> Int   -- ^ length
-                                 -> Stream m a
-{-# INLINE extract #-}
-extract s i n = take n (drop i s)
+slice :: Monad m => Int   -- ^ starting index
+                 -> Int   -- ^ length
+                 -> Stream m a
+                 -> Stream m a
+{-# INLINE slice #-}
+slice i n s = take n (drop i s)
 
 -- | All but the last element
 init :: Monad m => Stream m a -> Stream m a
@@ -324,6 +363,7 @@ map :: Monad m => (a -> b) -> Stream m a -> Stream m b
 {-# INLINE map #-}
 map f = mapM (return . f)
 
+
 -- | Map a monadic function over a 'Stream'
 mapM :: Monad m => (a -> m b) -> Stream m a -> Stream m b
 {-# INLINE_STREAM mapM #-}
@@ -340,14 +380,15 @@ mapM f (Stream step s n) = Stream step' s n
 -- | Execute a monadic action for each element of the 'Stream'
 mapM_ :: Monad m => (a -> m b) -> Stream m a -> m ()
 {-# INLINE_STREAM mapM_ #-}
-mapM_ m (Stream step s _) = mapM_go s
+mapM_ m (Stream step s _) = mapM_loop SPEC s
   where
-    mapM_go s = do
-                  r <- step s
-                  case r of
-                    Yield x s' -> do { m x; mapM_go s' }
-                    Skip    s' -> mapM_go s'
-                    Done       -> return ()
+    mapM_loop SPEC s
+      = do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield x s' -> do { m x; mapM_loop SPEC s' }
+            Skip    s' -> mapM_loop SPEC s'
+            Done       -> return ()
 
 -- | Transform a 'Stream' to use a different monad
 trans :: (Monad m, Monad m') => (forall a. m a -> m' a)
@@ -370,10 +411,36 @@ unbox (Stream step s n) = Stream step' s n
 -- Zipping
 -- -------
 
--- | Zip two 'Stream's with the given function
-zipWith :: Monad m => (a -> b -> c) -> Stream m a -> Stream m b -> Stream m c
-{-# INLINE zipWith #-}
-zipWith f = zipWithM (\a b -> return (f a b))
+-- | Pair each element in a 'Stream' with its index
+indexed :: Monad m => Stream m a -> Stream m (Int,a)
+{-# INLINE_STREAM indexed #-}
+indexed (Stream step s n) = Stream step' (s,0) n
+  where
+    {-# INLINE_INNER step' #-}
+    step' (s,i) = i `seq`
+                  do
+                    r <- step s
+                    case r of
+                      Yield x s' -> return $ Yield (i,x) (s', i+1)
+                      Skip    s' -> return $ Skip        (s', i)
+                      Done       -> return Done
+
+-- | Pair each element in a 'Stream' with its index, starting from the right
+-- and counting down
+indexedR :: Monad m => Int -> Stream m a -> Stream m (Int,a)
+{-# INLINE_STREAM indexedR #-}
+indexedR m (Stream step s n) = Stream step' (s,m) n
+  where
+    {-# INLINE_INNER step' #-}
+    step' (s,i) = i `seq`
+                  do
+                    r <- step s
+                    case r of
+                      Yield x s' -> let i' = i-1
+                                    in
+                                    return $ Yield (i',x) (s', i')
+                      Skip    s' -> return $ Skip         (s', i)
+                      Done       -> return Done
 
 -- | Zip two 'Stream's with the given monadic function
 zipWithM :: Monad m => (a -> b -> m c) -> Stream m a -> Stream m b -> Stream m c
@@ -407,12 +474,6 @@ zipWithM f (Stream stepa sa na) (Stream stepb sb nb)
 
   #-}
 
--- | Zip three 'Stream's with the given function
-zipWith3 :: Monad m => (a -> b -> c -> d) -> Stream m a -> Stream m b -> Stream m c -> Stream m d
-{-# INLINE zipWith3 #-}
-zipWith3 f = zipWith3M (\a b c -> return (f a b c))
-
--- | Zip three 'Stream's with the given monadic function
 zipWith3M :: Monad m => (a -> b -> c -> m d) -> Stream m a -> Stream m b -> Stream m c -> Stream m d
 {-# INLINE_STREAM zipWith3M #-}
 zipWith3M f (Stream stepa sa na) (Stream stepb sb nb) (Stream stepc sc nc)
@@ -440,6 +501,78 @@ zipWith3M f (Stream stepa sa na) (Stream stepb sb nb) (Stream stepc sc nc)
             Skip    sc' -> return $ Skip (sa, sb, sc', Just (x, Just y))
             Done        -> return $ Done
 
+zipWith4M :: Monad m => (a -> b -> c -> d -> m e)
+                     -> Stream m a -> Stream m b -> Stream m c -> Stream m d
+                     -> Stream m e
+{-# INLINE zipWith4M #-}
+zipWith4M f sa sb sc sd
+  = zipWithM (\(a,b) (c,d) -> f a b c d) (zip sa sb) (zip sc sd)
+
+zipWith5M :: Monad m => (a -> b -> c -> d -> e -> m f)
+                     -> Stream m a -> Stream m b -> Stream m c -> Stream m d
+                     -> Stream m e -> Stream m f
+{-# INLINE zipWith5M #-}
+zipWith5M f sa sb sc sd se
+  = zipWithM (\(a,b,c) (d,e) -> f a b c d e) (zip3 sa sb sc) (zip sd se)
+
+zipWith6M :: Monad m => (a -> b -> c -> d -> e -> f -> m g)
+                     -> Stream m a -> Stream m b -> Stream m c -> Stream m d
+                     -> Stream m e -> Stream m f -> Stream m g
+{-# INLINE zipWith6M #-}
+zipWith6M fn sa sb sc sd se sf
+  = zipWithM (\(a,b,c) (d,e,f) -> fn a b c d e f) (zip3 sa sb sc)
+                                                  (zip3 sd se sf)
+
+zipWith :: Monad m => (a -> b -> c) -> Stream m a -> Stream m b -> Stream m c
+{-# INLINE zipWith #-}
+zipWith f = zipWithM (\a b -> return (f a b))
+
+zipWith3 :: Monad m => (a -> b -> c -> d)
+                    -> Stream m a -> Stream m b -> Stream m c -> Stream m d
+{-# INLINE zipWith3 #-}
+zipWith3 f = zipWith3M (\a b c -> return (f a b c))
+
+zipWith4 :: Monad m => (a -> b -> c -> d -> e)
+                    -> Stream m a -> Stream m b -> Stream m c -> Stream m d
+                    -> Stream m e
+{-# INLINE zipWith4 #-}
+zipWith4 f = zipWith4M (\a b c d -> return (f a b c d))
+
+zipWith5 :: Monad m => (a -> b -> c -> d -> e -> f)
+                    -> Stream m a -> Stream m b -> Stream m c -> Stream m d
+                    -> Stream m e -> Stream m f
+{-# INLINE zipWith5 #-}
+zipWith5 f = zipWith5M (\a b c d e -> return (f a b c d e))
+
+zipWith6 :: Monad m => (a -> b -> c -> d -> e -> f -> g)
+                    -> Stream m a -> Stream m b -> Stream m c -> Stream m d
+                    -> Stream m e -> Stream m f -> Stream m g
+{-# INLINE zipWith6 #-}
+zipWith6 fn = zipWith6M (\a b c d e f -> return (fn a b c d e f))
+
+zip :: Monad m => Stream m a -> Stream m b -> Stream m (a,b)
+{-# INLINE zip #-}
+zip = zipWith (,)
+
+zip3 :: Monad m => Stream m a -> Stream m b -> Stream m c -> Stream m (a,b,c)
+{-# INLINE zip3 #-}
+zip3 = zipWith3 (,,)
+
+zip4 :: Monad m => Stream m a -> Stream m b -> Stream m c -> Stream m d
+                -> Stream m (a,b,c,d)
+{-# INLINE zip4 #-}
+zip4 = zipWith4 (,,,)
+
+zip5 :: Monad m => Stream m a -> Stream m b -> Stream m c -> Stream m d
+                -> Stream m e -> Stream m (a,b,c,d,e)
+{-# INLINE zip5 #-}
+zip5 = zipWith5 (,,,,)
+
+zip6 :: Monad m => Stream m a -> Stream m b -> Stream m c -> Stream m d
+                -> Stream m e -> Stream m f -> Stream m (a,b,c,d,e,f)
+{-# INLINE zip6 #-}
+zip6 = zipWith6 (,,,,,)
+
 -- Filtering
 -- ---------
 
@@ -528,15 +661,16 @@ infix 4 `elem`
 -- | Check whether the 'Stream' contains an element
 elem :: (Monad m, Eq a) => a -> Stream m a -> m Bool
 {-# INLINE_STREAM elem #-}
-elem x (Stream step s _) = elem_loop s
+elem x (Stream step s _) = elem_loop SPEC s
   where
-    elem_loop s = do
-                    r <- step s
-                    case r of
-                      Yield y s' | x == y    -> return True
-                                 | otherwise -> elem_loop s'
-                      Skip    s'             -> elem_loop s'
-                      Done                   -> return False
+    elem_loop SPEC s
+      = do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield y s' | x == y    -> return True
+                       | otherwise -> elem_loop SPEC s'
+            Skip    s'             -> elem_loop SPEC s'
+            Done                   -> return False
 
 infix 4 `notElem`
 -- | Inverse of `elem`
@@ -554,17 +688,18 @@ find f = findM (return . f)
 -- 'Nothing' if no such element exists.
 findM :: Monad m => (a -> m Bool) -> Stream m a -> m (Maybe a)
 {-# INLINE_STREAM findM #-}
-findM f (Stream step s _) = find_loop s
+findM f (Stream step s _) = find_loop SPEC s
   where
-    find_loop s = do
-                    r <- step s
-                    case r of
-                      Yield x s' -> do
-                                      b <- f x
-                                      if b then return $ Just x
-                                           else find_loop s'
-                      Skip    s' -> find_loop s'
-                      Done       -> return Nothing
+    find_loop SPEC s
+      = do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield x s' -> do
+                            b <- f x
+                            if b then return $ Just x
+                                 else find_loop SPEC s'
+            Skip    s' -> find_loop SPEC s'
+            Done       -> return Nothing
 
 -- | Yield 'Just' the index of the first element that satisfies the predicate
 -- or 'Nothing' if no such element exists.
@@ -576,17 +711,18 @@ findIndex f = findIndexM (return . f)
 -- predicate or 'Nothing' if no such element exists.
 findIndexM :: Monad m => (a -> m Bool) -> Stream m a -> m (Maybe Int)
 {-# INLINE_STREAM findIndexM #-}
-findIndexM f (Stream step s _) = findIndex_loop s 0
+findIndexM f (Stream step s _) = findIndex_loop SPEC s 0
   where
-    findIndex_loop s i = do
-                           r <- step s
-                           case r of
-                             Yield x s' -> do
-                                             b <- f x
-                                             if b then return $ Just i
-                                                  else findIndex_loop s' (i+1)
-                             Skip    s' -> findIndex_loop s' i
-                             Done       -> return Nothing
+    findIndex_loop SPEC s i
+      = do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield x s' -> do
+                            b <- f x
+                            if b then return $ Just i
+                                 else findIndex_loop SPEC s' (i+1)
+            Skip    s' -> findIndex_loop SPEC s' i
+            Done       -> return Nothing
 
 -- Folding
 -- -------
@@ -599,14 +735,15 @@ foldl f = foldlM (\a b -> return (f a b))
 -- | Left fold with a monadic operator
 foldlM :: Monad m => (a -> b -> m a) -> a -> Stream m b -> m a
 {-# INLINE_STREAM foldlM #-}
-foldlM m z (Stream step s _) = foldlM_go z s
+foldlM m z (Stream step s _) = foldlM_loop SPEC z s
   where
-    foldlM_go z s = do
-                      r <- step s
-                      case r of
-                        Yield x s' -> do { z' <- m z x; foldlM_go z' s' }
-                        Skip    s' -> foldlM_go z s'
-                        Done       -> return z
+    foldlM_loop SPEC z s
+      = do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield x s' -> do { z' <- m z x; foldlM_loop SPEC z' s' }
+            Skip    s' -> foldlM_loop SPEC z s'
+            Done       -> return z
 
 -- | Same as 'foldlM'
 foldM :: Monad m => (a -> b -> m a) -> a -> Stream m b -> m a
@@ -621,14 +758,15 @@ foldl1 f = foldl1M (\a b -> return (f a b))
 -- | Left fold over a non-empty 'Stream' with a monadic operator
 foldl1M :: Monad m => (a -> a -> m a) -> Stream m a -> m a
 {-# INLINE_STREAM foldl1M #-}
-foldl1M f (Stream step s sz) = foldl1M_go s
+foldl1M f (Stream step s sz) = foldl1M_loop SPEC s
   where
-    foldl1M_go s = do
-                     r <- step s
-                     case r of
-                       Yield x s' -> foldlM f x (Stream step s' (sz - 1))
-                       Skip    s' -> foldl1M_go s'
-                       Done       -> BOUNDS_ERROR(emptyStream) "foldl1M"
+    foldl1M_loop SPEC s
+      = do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield x s' -> foldlM f x (Stream step s' (sz - 1))
+            Skip    s' -> foldl1M_loop SPEC s'
+            Done       -> BOUNDS_ERROR(emptyStream) "foldl1M"
 
 -- | Same as 'foldl1M'
 fold1M :: Monad m => (a -> a -> m a) -> Stream m a -> m a
@@ -643,15 +781,16 @@ foldl' f = foldlM' (\a b -> return (f a b))
 -- | Left fold with a strict accumulator and a monadic operator
 foldlM' :: Monad m => (a -> b -> m a) -> a -> Stream m b -> m a
 {-# INLINE_STREAM foldlM' #-}
-foldlM' m z (Stream step s _) = foldlM'_go z s
+foldlM' m z (Stream step s _) = foldlM'_loop SPEC z s
   where
-    foldlM'_go z s = z `seq`
-                     do
-                       r <- step s
-                       case r of
-                         Yield x s' -> do { z' <- m z x; foldlM'_go z' s' }
-                         Skip    s' -> foldlM'_go z s'
-                         Done       -> return z
+    foldlM'_loop SPEC z s
+      = z `seq`
+        do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield x s' -> do { z' <- m z x; foldlM'_loop SPEC z' s' }
+            Skip    s' -> foldlM'_loop SPEC z s'
+            Done       -> return z
 
 -- | Same as 'foldlM''
 foldM' :: Monad m => (a -> b -> m a) -> a -> Stream m b -> m a
@@ -667,14 +806,15 @@ foldl1' f = foldl1M' (\a b -> return (f a b))
 -- monadic operator
 foldl1M' :: Monad m => (a -> a -> m a) -> Stream m a -> m a
 {-# INLINE_STREAM foldl1M' #-}
-foldl1M' f (Stream step s sz) = foldl1M'_go s
+foldl1M' f (Stream step s sz) = foldl1M'_loop SPEC s
   where
-    foldl1M'_go s = do
-                      r <- step s
-                      case r of
-                        Yield x s' -> foldlM' f x (Stream step s' (sz - 1))
-                        Skip    s' -> foldl1M'_go s'
-                        Done       -> BOUNDS_ERROR(emptyStream) "foldl1M'"
+    foldl1M'_loop SPEC s
+      = do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield x s' -> foldlM' f x (Stream step s' (sz - 1))
+            Skip    s' -> foldl1M'_loop SPEC s'
+            Done       -> BOUNDS_ERROR(emptyStream) "foldl1M'"
 
 -- | Same as 'foldl1M''
 fold1M' :: Monad m => (a -> a -> m a) -> Stream m a -> m a
@@ -689,14 +829,15 @@ foldr f = foldrM (\a b -> return (f a b))
 -- | Right fold with a monadic operator
 foldrM :: Monad m => (a -> b -> m b) -> b -> Stream m a -> m b
 {-# INLINE_STREAM foldrM #-}
-foldrM f z (Stream step s _) = foldrM_go s
+foldrM f z (Stream step s _) = foldrM_loop SPEC s
   where
-    foldrM_go s = do
-                    r <- step s
-                    case r of
-                      Yield x s' -> f x =<< foldrM_go s'
-                      Skip    s' -> foldrM_go s'
-                      Done       -> return z
+    foldrM_loop SPEC s
+      = do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield x s' -> f x =<< foldrM_loop SPEC s'
+            Skip    s' -> foldrM_loop SPEC s'
+            Done       -> return z
 
 -- | Right fold over a non-empty stream
 foldr1 :: Monad m => (a -> a -> a) -> Stream m a -> m a
@@ -706,48 +847,52 @@ foldr1 f = foldr1M (\a b -> return (f a b))
 -- | Right fold over a non-empty stream with a monadic operator
 foldr1M :: Monad m => (a -> a -> m a) -> Stream m a -> m a
 {-# INLINE_STREAM foldr1M #-}
-foldr1M f (Stream step s _) = foldr1M_go0 s
+foldr1M f (Stream step s _) = foldr1M_loop0 SPEC s
   where
-    foldr1M_go0 s = do
-                      r <- step s
-                      case r of
-                        Yield x s' -> foldr1M_go1 x s'
-                        Skip    s' -> foldr1M_go0   s'
-                        Done       -> BOUNDS_ERROR(emptyStream) "foldr1M"
-
-    foldr1M_go1 x s = do
-                        r <- step s
-                        case r of
-                          Yield y s' -> f x =<< foldr1M_go1 y s'
-                          Skip    s' -> foldr1M_go1 x s'
-                          Done       -> return x
+    foldr1M_loop0 SPEC s
+      = do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield x s' -> foldr1M_loop1 SPEC x s'
+            Skip    s' -> foldr1M_loop0 SPEC   s'
+            Done       -> BOUNDS_ERROR(emptyStream) "foldr1M"
+
+    foldr1M_loop1 SPEC x s
+      = do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield y s' -> f x =<< foldr1M_loop1 SPEC y s'
+            Skip    s' -> foldr1M_loop1 SPEC x s'
+            Done       -> return x
 
 -- Specialised folds
 -- -----------------
 
 and :: Monad m => Stream m Bool -> m Bool
 {-# INLINE_STREAM and #-}
-and (Stream step s _) = and_go s
+and (Stream step s _) = and_loop SPEC s
   where
-    and_go s = do
-                 r <- step s
-                 case r of
-                   Yield False _  -> return False
-                   Yield True  s' -> and_go s'
-                   Skip        s' -> and_go s'
-                   Done           -> return True
+    and_loop SPEC s
+      = do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield False _  -> return False
+            Yield True  s' -> and_loop SPEC s'
+            Skip        s' -> and_loop SPEC s'
+            Done           -> return True
 
 or :: Monad m => Stream m Bool -> m Bool
 {-# INLINE_STREAM or #-}
-or (Stream step s _) = or_go s
+or (Stream step s _) = or_loop SPEC s
   where
-    or_go s = do
-                r <- step s
-                case r of
-                  Yield False s' -> or_go s'
-                  Yield True  _  -> return True
-                  Skip        s' -> or_go s'
-                  Done           -> return False
+    or_loop SPEC s
+      = do
+          r <- step s
+          case r of
+            Yield False s' -> or_loop SPEC s'
+            Yield True  _  -> return True
+            Skip        s' -> or_loop SPEC s'
+            Done           -> return False
 
 concatMap :: Monad m => (a -> Stream m b) -> Stream m a -> Stream m b
 {-# INLINE concatMap #-}
@@ -792,6 +937,24 @@ unfoldrM f s = Stream step s Unknown
                  Nothing      -> Done
              ) (f s)
 
+-- | Unfold at most @n@ elements
+unfoldrN :: Monad m => Int -> (s -> Maybe (a, s)) -> s -> Stream m a
+{-# INLINE_STREAM unfoldrN #-}
+unfoldrN n f = unfoldrNM n (return . f)
+
+-- | Unfold at most @n@ elements with a monadic functions
+unfoldrNM :: Monad m => Int -> (s -> m (Maybe (a, s))) -> s -> Stream m a
+{-# INLINE_STREAM unfoldrNM #-}
+unfoldrNM n f s = Stream step (s,n) (Max (delay_inline max n 0))
+  where
+    {-# INLINE_INNER step #-}
+    step (s,n) | n <= 0    = return Done
+               | otherwise = liftM (\r ->
+                               case r of
+                                 Just (x,s') -> Yield x (s',n-1)
+                                 Nothing     -> Done
+                             ) (f s)
+
 -- Scans
 -- -----
 
@@ -956,43 +1119,50 @@ scanl1M' f (Stream step s sz) = Stream step' (s, Nothing) sz
 -- Enumerations
 -- ------------
 
--- FIXME: The Enum class is broken for this, there just doesn't seem to be a
--- way to implement this generically. We have to either specialise (which
--- doesn't help in polymorphic loops) or define a new Enum-like class with a
--- proper interface.
+-- The Enum class is broken for this, there just doesn't seem to be a
+-- way to implement this generically. We have to specialise for as many types
+-- as we can but this doesn't help in polymorphic loops.
+
+-- | Yield a 'Stream' of the given length containing the values @x@, @x+y@,
+-- @x+y+y@ etc.
+enumFromStepN :: (Num a, Monad m) => a -> a -> Int -> Stream m a
+{-# INLINE_STREAM enumFromStepN #-}
+enumFromStepN x y n = n `seq` Stream step (x,n) (Exact (delay_inline max n 0))
+  where
+    {-# INLINE_INNER step #-}
+    step (x,n) | n > 0     = return $ Yield x (x+y,n-1)
+               | otherwise = return $ Done
 
--- | Enumerate values from @x@ to @y@
+-- | Enumerate values
+--
+-- /WARNING:/ This operation can be very inefficient. If at all possible, use
+-- 'enumFromStepN' instead.
 enumFromTo :: (Enum a, Monad m) => a -> a -> Stream m a
 {-# INLINE_STREAM enumFromTo #-}
 enumFromTo x y = fromList [x .. y]
 
-enumFromTo_small :: (Enum a, Ord a, Monad m) => a -> a -> Stream m a
+-- NOTE: We use (x+1) instead of (succ x) below because the latter checks for
+-- overflow which can't happen here.
+
+-- FIXME: add "too large" test for Int
+enumFromTo_small :: (Integral a, Monad m) => a -> a -> Stream m a
 {-# INLINE_STREAM enumFromTo_small #-}
 enumFromTo_small x y = Stream step x (Exact n)
   where
-    n = max (fromEnum y - fromEnum x + 1) 0
+    n = delay_inline max (fromIntegral y - fromIntegral x + 1) 0
 
     {-# INLINE_INNER step #-}
-    step x | x <= y    = return $ Yield x (succ x)
+    step x | x <= y    = return $ Yield x (x+1)
            | otherwise = return $ Done
 
 {-# RULES
 
-"enumFromTo<Int> [Stream]"
-  enumFromTo = enumFromTo_small :: Monad m => Int -> Int -> Stream m Int
-
-"enumFromTo<Char> [Stream]"
-  enumFromTo = enumFromTo_small :: Monad m => Char -> Char -> Stream m Char
-
 "enumFromTo<Int8> [Stream]"
   enumFromTo = enumFromTo_small :: Monad m => Int8 -> Int8 -> Stream m Int8
 
 "enumFromTo<Int16> [Stream]"
   enumFromTo = enumFromTo_small :: Monad m => Int16 -> Int16 -> Stream m Int16
 
-"enumFromTo<Int32> [Stream]"
-  enumFromTo = enumFromTo_small :: Monad m => Int32 -> Int32 -> Stream m Int32
-
 "enumFromTo<Word8> [Stream]"
   enumFromTo = enumFromTo_small :: Monad m => Word8 -> Word8 -> Stream m Word8
 
@@ -1001,40 +1171,198 @@ enumFromTo_small x y = Stream step x (Exact n)
 
   #-}
 
-enumFromTo_big :: (Enum a, Integral a, Monad m) => a -> a -> Stream m a
-{-# INLINE_STREAM enumFromTo_big #-}
-enumFromTo_big x y = Stream step x (Exact n)
+#if WORD_SIZE_IN_BITS > 32
+
+{-# RULES
+
+"enumFromTo<Int32> [Stream]"
+  enumFromTo = enumFromTo_small :: Monad m => Int32 -> Int32 -> Stream m Int32
+
+"enumFromTo<Word32> [Stream]"
+  enumFromTo = enumFromTo_small :: Monad m => Word32 -> Word32 -> Stream m Word32
+
+  #-}
+
+#endif
+
+-- NOTE: We could implement a generic "too large" test:
+--
+-- len x y | x > y = 0
+--         | n > 0 && n <= fromIntegral (maxBound :: Int) = fromIntegral n
+--         | otherwise = error
+--   where
+--     n = y-x+1
+--
+-- Alas, GHC won't eliminate unnecessary comparisons (such as n >= 0 for
+-- unsigned types). See http://hackage.haskell.org/trac/ghc/ticket/3744
+--
+
+enumFromTo_int :: (Integral a, Monad m) => a -> a -> Stream m a
+{-# INLINE_STREAM enumFromTo_int #-}
+enumFromTo_int x y = Stream step x (Exact (len x y))
   where
-    n | x > y = 0
-      | y - x < fromIntegral (maxBound :: Int) = fromIntegral (y-x+1)
-      | otherwise = error $ "vector.enumFromTo_big: Array too large"
+    {-# INLINE [0] len #-}
+    len x y | x > y     = 0
+            | otherwise = BOUNDS_CHECK(check) "enumFromTo" "vector too large"
+                          (n > 0)
+                        $ fromIntegral n
+      where
+        n = y-x+1
 
     {-# INLINE_INNER step #-}
-    step x | x <= y    = return $ Yield x (succ x)
+    step x | x <= y    = return $ Yield x (x+1)
            | otherwise = return $ Done
 
 {-# RULES
 
+"enumFromTo<Int> [Stream]"
+  enumFromTo = enumFromTo_int :: Monad m => Int -> Int -> Stream m Int
+
+#if WORD_SIZE_IN_BITS > 32
 
 "enumFromTo<Int64> [Stream]"
-  enumFromTo = enumFromTo_big :: Monad m => Int64 -> Int64 -> Stream m Int64
+  enumFromTo = enumFromTo_int :: Monad m => Int64 -> Int64 -> Stream m Int64
 
-"enumFromTo<Word32> [Stream]"
-  enumFromTo = enumFromTo_big :: Monad m => Word32 -> Word32 -> Stream m Word32
+#else
+
+"enumFromTo<Int32> [Stream]"
+  enumFromTo = enumFromTo_int :: Monad m => Int32 -> Int32 -> Stream m Int32
+
+#endif
+
+  #-}
+
+enumFromTo_big_word :: (Integral a, Monad m) => a -> a -> Stream m a
+{-# INLINE_STREAM enumFromTo_big_word #-}
+enumFromTo_big_word x y = Stream step x (Exact (len x y))
+  where
+    {-# INLINE [0] len #-}
+    len x y | x > y     = 0
+            | otherwise = BOUNDS_CHECK(check) "enumFromTo" "vector too large"
+                          (n < fromIntegral (maxBound :: Int))
+                        $ fromIntegral (n+1)
+      where
+        n = y-x
+
+    {-# INLINE_INNER step #-}
+    step x | x <= y    = return $ Yield x (x+1)
+           | otherwise = return $ Done
+
+{-# RULES
+
+"enumFromTo<Word> [Stream]"
+  enumFromTo = enumFromTo_big_word :: Monad m => Word -> Word -> Stream m Word
 
 "enumFromTo<Word64> [Stream]"
-  enumFromTo = enumFromTo_big :: Monad m => Word64 -> Word64 -> Stream m Word64
+  enumFromTo = enumFromTo_big_word
+                        :: Monad m => Word64 -> Word64 -> Stream m Word64
+
+#if WORD_SIZE_IN_BITS == 32
+
+"enumFromTo<Word32> [Stream]"
+  enumFromTo = enumFromTo_big_word
+                        :: Monad m => Word32 -> Word32 -> Stream m Word32
+
+#endif
 
 "enumFromTo<Integer> [Stream]"
-  enumFromTo = enumFromTo_big :: Monad m => Integer -> Integer -> Stream m Integer
+  enumFromTo = enumFromTo_big_word
+                        :: Monad m => Integer -> Integer -> Stream m Integer
+
+  #-}
+
+-- FIXME: the "too large" test is totally wrong
+enumFromTo_big_int :: (Integral a, Monad m) => a -> a -> Stream m a
+{-# INLINE_STREAM enumFromTo_big_int #-}
+enumFromTo_big_int x y = Stream step x (Exact (len x y))
+  where
+    {-# INLINE [0] len #-}
+    len x y | x > y     = 0
+            | otherwise = BOUNDS_CHECK(check) "enumFromTo" "vector too large"
+                          (n > 0 && n <= fromIntegral (maxBound :: Int))
+                        $ fromIntegral n
+      where
+        n = y-x+1
+
+    {-# INLINE_INNER step #-}
+    step x | x <= y    = return $ Yield x (x+1)
+           | otherwise = return $ Done
+
+#if WORD_SIZE_IN_BITS > 32
+
+{-# RULES
+
+"enumFromTo<Int64> [Stream]"
+  enumFromTo = enumFromTo_big :: Monad m => Int64 -> Int64 -> Stream m Int64
+
+  #-}
+
+#endif
+
+enumFromTo_char :: Monad m => Char -> Char -> Stream m Char
+{-# INLINE_STREAM enumFromTo_char #-}
+enumFromTo_char x y = Stream step xn (Exact n)
+  where
+    xn = ord x
+    yn = ord y
+
+    n = delay_inline max 0 (yn - xn + 1)
+
+    {-# INLINE_INNER step #-}
+    step xn | xn <= yn  = return $ Yield (unsafeChr xn) (xn+1)
+            | otherwise = return $ Done
+
+{-# RULES
+
+"enumFromTo<Char> [Stream]"
+  enumFromTo = enumFromTo_char
 
   #-}
 
+------------------------------------------------------------------------
+
+-- Specialise enumFromTo for Float and Double.
+-- Also, try to do something about pairs?
+
+enumFromTo_double :: (Monad m, Ord a, RealFrac a) => a -> a -> Stream m a
+{-# INLINE_STREAM enumFromTo_double #-}
+enumFromTo_double n m = Stream step n (Max (len n m))
+  where
+    lim = m + 1/2 -- important to float out
+
+    {-# INLINE [0] len #-}
+    len x y | x > y     = 0
+            | otherwise = BOUNDS_CHECK(check) "enumFromTo" "vector too large"
+                          (n > 0)
+                        $ fromIntegral n
+      where
+        n = truncate (y-x)+2
+
+    {-# INLINE_INNER step #-}
+    step x | x <= lim  = return $ Yield x (x+1)
+           | otherwise = return $ Done
 
--- | Enumerate values from @x@ to @y@
+{-# RULES
+
+"enumFromTo<Double> [Stream]"
+  enumFromTo = enumFromTo_double :: Monad m => Double -> Double -> Stream m Double
+
+"enumFromTo<Float> [Stream]"
+  enumFromTo = enumFromTo_double :: Monad m => Float -> Float -> Stream m Float
+
+  #-}
+
+------------------------------------------------------------------------
+
+-- | Enumerate values with a given step.
+--
+-- /WARNING:/ This operation is very inefficient. If at all possible, use
+-- 'enumFromStepN' instead.
 enumFromThenTo :: (Enum a, Monad m) => a -> a -> a -> Stream m a
 {-# INLINE_STREAM enumFromThenTo #-}
-enumFromThenTo x y z = fromList [x, y .. y]
+enumFromThenTo x y z = fromList [x, y .. z]
+
+-- FIXME: Specialise enumFromThenTo.
 
 -- Conversions
 -- -----------
@@ -1052,3 +1380,13 @@ fromList xs = Stream step xs Unknown
     step (x:xs) = return (Yield x xs)
     step []     = return Done
 
+-- | Convert the first @n@ elements of a list to a 'Stream'
+fromListN :: Monad m => Int -> [a] -> Stream m a
+{-# INLINE_STREAM fromListN #-}
+fromListN n xs = Stream step (xs,n) (Max (delay_inline max n 0))
+  where
+    {-# INLINE_INNER step #-}
+    step (xs,n) | n <= 0 = return Done
+    step (x:xs,n)        = return (Yield x (xs,n-1))
+    step ([],n)          = return Done
+