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[diderot] Annotation of /branches/charisee/src/compiler/mid-to-low/mid-to-low.sml
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Annotation of /branches/charisee/src/compiler/mid-to-low/mid-to-low.sml

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Revision 2522 - (view) (download)

1 : lamonts 345 (* mid-to-low.sml
2 :     *
3 : jhr 435 * COPYRIGHT (c) 2010 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4 : lamonts 345 * All rights reserved.
5 :     *
6 :     * Translation from MidIL to LowIL representations.
7 :     *)
8 :    
9 :     structure MidToLow : sig
10 :    
11 : jhr 459 val translate : MidIL.program -> LowIL.program
12 : lamonts 345
13 : jhr 387 end = struct
14 : lamonts 345
15 :     structure SrcIL = MidIL
16 :     structure SrcOp = MidOps
17 : jhr 1640 structure SrcSV = SrcIL.StateVar
18 :     structure SrcTy = MidILTypes
19 : jhr 387 structure VTbl = SrcIL.Var.Tbl
20 : lamonts 345 structure DstIL = LowIL
21 : jhr 464 structure DstTy = LowILTypes
22 : lamonts 345 structure DstOp = LowOps
23 : cchiw 2521 structure E=Ein
24 : cchiw 2522 structure P=Printer
25 :     structure split=split
26 :     structure genEin=genEin
27 : lamonts 345
28 : cchiw 2522
29 : cchiw 2521
30 : jhr 1640 (* instantiate the translation environment *)
31 :     local
32 :     type var_env = DstIL.var VTbl.hash_table
33 :     type state_var_env = DstIL.state_var SrcSV.Tbl.hash_table
34 : jhr 387
35 : jhr 1640 fun rename (env : var_env, x) = (case VTbl.find env x
36 :     of SOME x' => x'
37 :     | NONE => let
38 :     val x' = DstIL.Var.new (SrcIL.Var.name x, SrcIL.Var.ty x)
39 :     in
40 :     VTbl.insert env (x, x');
41 :     x'
42 :     end
43 :     (* end case *))
44 : lamonts 345
45 : jhr 1640 fun renameSV (env : state_var_env, x) = (case SrcSV.Tbl.find env x
46 :     of SOME x' => x'
47 :     | NONE => let
48 :     val x' = DstIL.StateVar.new (SrcSV.isOutput x, SrcSV.name x, SrcSV.ty x)
49 :     in
50 :     SrcSV.Tbl.insert env (x, x');
51 :     x'
52 :     end
53 :     (* end case *))
54 :     in
55 :     structure Env = TranslateEnvFn (
56 :     struct
57 :     structure SrcIL = SrcIL
58 :     structure DstIL = DstIL
59 : cchiw 2522
60 : jhr 1640 type var_env = var_env
61 :     type state_var_env = state_var_env
62 :     val rename = rename
63 :     val renameSV = renameSV
64 :     end)
65 :     end (* local *)
66 :    
67 : cchiw 2398
68 : cchiw 2397 fun iadd (r : DstIL.var, a, b) = (r, DstIL.OP(DstOp.IAdd, [a, b]))
69 : jhr 1116 fun ilit (r : DstIL.var, n) = (r, DstIL.LIT(Literal.Int(IntInf.fromInt n)))
70 : cchiw 2522 fun ilit (r : DstIL.var, n) = (r, DstIL.LIT(Literal.Int(IntInf.fromInt n)))
71 :     fun imul (r : DstIL.var, a, b) = (r, DstIL.OP(DstOp.IMul, [a, b]))
72 : jhr 511
73 : cchiw 2522
74 : cchiw 2400
75 : jhr 1116 (* FIXME: we will get better down-stream CSE if we structure the address computation
76 :     * as
77 :     * (base + stride * (...)) + offset
78 :     * since the lhs argument will be the same for each sample.
79 :     *)
80 :     (* add code to handle the offset and stride when addressing non-scalar image data *)
81 :     fun adjustForStrideAndOffset (1, _, ix, code) = (ix, code)
82 :     | adjustForStrideAndOffset (stride, 0, ix, code) = let
83 :     val offp = DstIL.Var.new ("offp", DstTy.intTy)
84 :     val stride' = DstIL.Var.new ("stride", DstTy.intTy)
85 :     in
86 :     (offp, imul(offp, stride', ix) :: ilit(stride', stride) :: code)
87 :     end
88 :     | adjustForStrideAndOffset (stride, offset, ix, code) = let
89 :     val offp = DstIL.Var.new ("offp", DstTy.intTy)
90 :     val stride' = DstIL.Var.new ("stride", DstTy.intTy)
91 :     val offset' = DstIL.Var.new ("offset", DstTy.intTy)
92 :     val t = DstIL.Var.new ("t", DstTy.intTy)
93 :     val code =
94 :     iadd(offp, offset', t) ::
95 :     ilit (offset', offset) ::
96 :     imul(t, stride', ix) ::
97 :     ilit (stride', stride) ::
98 :     code
99 :     in
100 :     (offp, code)
101 :     end
102 : cchiw 2522
103 :    
104 : jhr 1116
105 : jhr 465 (* compute the load address for a given set of voxels indices. For the
106 :     * operation
107 :     *
108 : jhr 1116 * VoxelAddress<info,offset>(i_1, ..., i_d)
109 : jhr 465 *
110 :     * the address is given by
111 :     *
112 : jhr 1116 * base + offset + stride * (i_1 + N_1 * (i_2 + N_2 * (... + N_{d-1} * i_d) ...))
113 : jhr 465 *
114 :     * where
115 :     * base -- base address of the image data
116 : jhr 1116 * stride -- number of samples per voxel
117 :     * offset -- offset of sample being addressed
118 : jhr 465 * N_i -- size of ith axis in elements
119 : jhr 1116 *
120 :     * Note that we are following the Nrrd convention that the axes are ordered
121 :     * in fastest to slowest order. We are also assuming the C semantics of address
122 :     * arithmetic, where the offset will be automatically scaled by the size of the
123 :     * elements.
124 : jhr 465 *)
125 : cchiw 2398
126 :    
127 : jhr 1116 fun expandVoxelAddress (result, info, offset, [img, ix]) = let
128 :     val dim = ImageInfo.dim info
129 :     val stride = ImageInfo.stride info
130 :     val shape = ImageInfo.voxelShape info
131 :     val (offp, code) = adjustForStrideAndOffset (stride, offset, ix, [])
132 :     val addrTy = DstTy.AddrTy info
133 :     val base = DstIL.Var.new ("imgBaseAddr", addrTy)
134 : cchiw 2398
135 :     (*Add here is of address type, assume it is okay to keep IADD since not tensors*)
136 : cchiw 2522 val code = (result, DstIL.OP(DstOp.IAdd , [base, offp])) ::
137 : jhr 1116 (base, DstIL.OP(DstOp.ImageAddress info, [img])) ::
138 :     code
139 :     in
140 :     List.rev code
141 :     end
142 :     | expandVoxelAddress (result, info, offset, img::ix1::indices) = let
143 :     val dim = ImageInfo.dim info
144 :     val sizes = ImageInfo.sizes info
145 :     val stride = ImageInfo.stride info
146 :     val shape = ImageInfo.voxelShape info
147 :     (* get N_1 ... N_{d-1} *)
148 : jhr 2356 (* FIXME: sizes is [] when the image does not have a proxy *)
149 : jhr 1116 val sizes = List.take (sizes, List.length sizes - 1)
150 : jhr 511 (* generate the address computation code in reverse order *)
151 :     fun gen (d, [n], [ix]) = let
152 :     val n' = DstIL.Var.new ("n" ^ Int.toString d, DstTy.intTy)
153 :     val t = DstIL.Var.new ("t", DstTy.intTy)
154 :     val code = [
155 :     imul(t, n', ix),
156 : jhr 1116 ilit(n', n)
157 : jhr 511 ]
158 :     in
159 :     (t, code)
160 :     end
161 :     | gen (d, n::ns, ix::ixs) = let
162 :     val n' = DstIL.Var.new ("n" ^ Int.toString d, DstTy.intTy)
163 :     val t1 = DstIL.Var.new ("t1", DstTy.intTy)
164 :     val t2 = DstIL.Var.new ("t2", DstTy.intTy)
165 :     val (t, code) = gen (d+1, ns, ixs)
166 :     val code =
167 :     imul(t2, n', t1) ::
168 : jhr 1116 ilit(n', n) ::
169 : jhr 511 iadd(t1, ix, t) :: code
170 :     in
171 :     (t2, code)
172 :     end
173 : jhr 2356 (* FIXME: sizes is [] when the image does not have a proxy *)
174 : jhr 1116 val (tmp, code) = gen (0, sizes, indices)
175 :     val t = DstIL.Var.new ("index", DstTy.intTy)
176 :     val code = iadd(t, ix1, tmp) :: code
177 :     val (offp, code) = adjustForStrideAndOffset (stride, offset, t, code)
178 :     val addrTy = DstTy.AddrTy info
179 :     val base = DstIL.Var.new ("imgBaseAddr", addrTy)
180 : cchiw 2522 val code = (result, DstIL.OP(DstOp.IAdd , [base, offp])) ::
181 : jhr 1116 (base, DstIL.OP(DstOp.ImageAddress info, [img])) ::
182 : jhr 511 code
183 :     in
184 :     List.rev code
185 :     end
186 : lamonts 345
187 : jhr 1370
188 : cchiw 2397
189 : jhr 431 fun expandOp (env, y, rator, args) = let
190 : jhr 1640 val args' = Env.renameList (env, args)
191 : jhr 465 fun assign rator' = [(y, DstIL.OP(rator', args'))]
192 : jhr 431 in
193 :     case rator
194 : cchiw 2521 of SrcOp.IAdd => assign (DstOp.IAdd )
195 :     | SrcOp.ISub => assign (DstOp.ISub )
196 :     | SrcOp.IMul => assign (DstOp.IMul )
197 :     | SrcOp.IDiv => assign (DstOp.IDiv )
198 :     | SrcOp.INeg => assign (DstOp.INeg )
199 : jhr 1116 | SrcOp.Abs ty => assign (DstOp.Abs ty)
200 : jhr 459 | SrcOp.LT ty => assign (DstOp.LT ty)
201 :     | SrcOp.LTE ty => assign (DstOp.LTE ty)
202 :     | SrcOp.EQ ty => assign (DstOp.EQ ty)
203 :     | SrcOp.NEQ ty => assign (DstOp.NEQ ty)
204 :     | SrcOp.GT ty => assign (DstOp.GT ty)
205 :     | SrcOp.GTE ty => assign (DstOp.GTE ty)
206 :     | SrcOp.Not => assign (DstOp.Not)
207 :     | SrcOp.Max => assign (DstOp.Max)
208 :     | SrcOp.Min => assign (DstOp.Min)
209 : jhr 1295 | SrcOp.Clamp ty => assign (DstOp.Clamp ty)
210 : jhr 1116 | SrcOp.Lerp ty => assign (DstOp.Lerp ty)
211 : cchiw 2397 | SrcOp.Norm ty => assign (DstOp.Norm ty)
212 : jhr 1116 | SrcOp.Normalize d => assign (DstOp.Normalize d)
213 : cchiw 2398
214 : jhr 1116 | SrcOp.Zero ty => assign (DstOp.Zero ty)
215 : jhr 459 | SrcOp.PrincipleEvec ty => assign (DstOp.PrincipleEvec ty)
216 : cchiw 2414 | SrcOp.EigenVals2x2 => assign (DstOp.EigenVals2x2)
217 :     | SrcOp.EigenVals3x3 => assign (DstOp.EigenVals3x3)
218 :     | SrcOp.Select(ty as SrcTy.TupleTy tys, i) => assign (DstOp.Select(ty, i))
219 :     | SrcOp.Index(ty, i) => assign (DstOp.Index(ty, i))
220 : cchiw 2521 | SrcOp.Subscript ty => assign (DstOp.Subscript ty)
221 : jhr 1116 | SrcOp.Ceiling d => assign (DstOp.Ceiling d)
222 : jhr 459 | SrcOp.Floor d => assign (DstOp.Floor d)
223 : jhr 1116 | SrcOp.Round d => assign (DstOp.Round d)
224 :     | SrcOp.Trunc d => assign (DstOp.Trunc d)
225 : jhr 459 | SrcOp.IntToReal => assign (DstOp.IntToReal)
226 : jhr 1116 | SrcOp.RealToInt d => assign (DstOp.RealToInt d)
227 :     | SrcOp.VoxelAddress(info, offset) => expandVoxelAddress (y, info, offset, args')
228 : jhr 459 | SrcOp.LoadVoxels(rty, d) => assign (DstOp.LoadVoxels(rty, d))
229 : cchiw 2522 (*| SrcOp.EvalKernel(d, h, k) => expandEvalKernel(y, d, h, k, args')*)
230 :     (* | SrcOp.LoadImage info => assign (DstOp.LoadImage info)*)
231 : jhr 459 | SrcOp.Inside info => assign (DstOp.Inside info)
232 : cchiw 2522
233 :     (*Input problems *)
234 :     (*| SrcOp.Input(ty, s, desc) => assign (DstOp.Input(ty, s, desc))
235 :     | SrcOp.InputWithDefault(ty, s, desc) =>assign (DstOp.InputWithDefault(ty, s, desc))
236 : cchiw 2521 | SrcOp.Transform V=> assign (DstOp.Transform V)
237 : cchiw 2522 | SrcOp.Translate V=> assign(DstOp.Translate V)*)
238 : jhr 1640 | rator => raise Fail("bogus operator " ^ SrcOp.toString rator)
239 : jhr 431 (* end case *)
240 :     end
241 : cchiw 2522
242 :    
243 :    
244 :     fun printgetRHS x = (case DstIL.Var.binding x
245 :     of DstIL.VB_RHS(DstIL.OP(rator, args)) => print "Got Dstop"
246 :     | DstIL.VB_RHS(DstIL.VAR x') => printgetRHS x'
247 :     | DstIL.VB_RHS(DstIL.EINAPP(rator, args)) => print "got ein"
248 :     | DstIL.VB_RHS(DstIL.CONS (ty,args))=>print "cons"
249 :     | DstIL.VB_NONE=>print "\nnone"
250 :     | vb => (print (String.concat["\n -- ", DstIL.Var.toString x,"but found ", DstIL.vbToString vb,"\n"]))
251 :     (* end case *))
252 :    
253 :    
254 :    
255 :    
256 :     fun printX(DstIL.ASSGN (x, _))=printgetRHS x
257 :    
258 :    
259 :     fun expandEinOp (env, y, e, args) = let
260 :     val einargs=Env.renameList(env, args)
261 :     val f=print(String.concat(["\n\n new ein \n", DstIL.Var.toString(y),"=",P.printerE(e)]@(List.map (fn e=> (DstIL.Var.toString(e)^",")) einargs)))
262 :    
263 :     val gg=print "mast it pre gencode"
264 :     val (_,code)=genEin.genfn(e,args,einargs)
265 :     val g=print "\n made it post code"
266 :     (*val g=List.map printX code
267 :     val a=DstIL.Var.new("CAT" ,DstTy.intTy)
268 :     val G=DstIL.ASSGN (a,DstIL.OP(DstOp.C 9,[]))
269 :     val m="After function call"
270 :     val r=printX G;*)
271 :    
272 :     in code
273 : jhr 431
274 : cchiw 2522 end
275 :    
276 : cchiw 2521 handle ex => (print(concat["error converting \n"]); raise ex)
277 : cchiw 2398
278 :    
279 :    
280 : jhr 1116 (* expand a SrcIL assignment to a DstIL CFG *)
281 : jhr 387 fun expand (env, (y, rhs)) = let
282 : jhr 1640 val y' = Env.rename (env, y)
283 : cchiw 2522
284 : jhr 1640 fun assign rhs = [DstIL.ASSGN(y', rhs)]
285 : jhr 387 in
286 :     case rhs
287 : cchiw 2522 of SrcIL.STATE x => (assign (DstIL.STATE(Env.renameSV(env, x))))
288 :     | SrcIL.VAR x => assign (DstIL.VAR(Env.rename(env, x)))
289 :     | SrcIL.LIT lit => (assign (DstIL.LIT lit))
290 :     | SrcIL.OP(rator, args) => (List.map DstIL.ASSGN (expandOp (env, y', rator, args)))
291 : jhr 1640 | SrcIL.APPLY(f, args) => assign (DstIL.APPLY(f, Env.renameList(env, args)))
292 :     | SrcIL.CONS(ty, args) => assign (DstIL.CONS(ty, Env.renameList(env, args)))
293 : cchiw 2522 | SrcIL.EINAPP(rator, args) => (*(print "\n Got one";List.map DstIL.ASSGN (expandEinOp (env, Env.rename (env, y), rator, args)))*)
294 :     (print "\n -------------------------";expandEinOp (env, Env.rename (env, y), rator, args))
295 : cchiw 2398 (* end case *)
296 :     end
297 : lamonts 345
298 : cchiw 2398
299 : jhr 1640 (* expand a SrcIL multi-assignment to a DstIL CFG *)
300 :     fun mexpand (env, (ys, rator, xs)) = let
301 :     val ys' = Env.renameList(env, ys)
302 :     val rator' = (case rator
303 :     of SrcOp.EigenVecs2x2 => DstOp.EigenVecs2x2
304 :     | SrcOp.EigenVecs3x3 => DstOp.EigenVecs3x3
305 :     | SrcOp.Print tys => DstOp.Print tys
306 :     | _ => raise Fail("bogus operator " ^ SrcOp.toString rator)
307 :     (* end case *))
308 :     val xs' = Env.renameList(env, xs)
309 :     val nd = DstIL.Node.mkMASSIGN(ys', rator', xs')
310 :     in
311 :     DstIL.CFG{entry=nd, exit=nd}
312 :     end
313 :    
314 : jhr 387 structure Trans = TranslateFn (
315 :     struct
316 : jhr 1640 open Env
317 :     val expand = DstIL.CFG.mkBlock o expand
318 :     val mexpand = mexpand
319 : jhr 387 end)
320 :    
321 : jhr 1116 fun translate prog = let
322 :     val prog = Trans.translate prog
323 : jhr 387 in
324 : jhr 1116 LowILCensus.init prog;
325 :     prog
326 : jhr 387 end
327 :    
328 : jhr 435 end

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