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[diderot] Annotation of /branches/pure-cfg/src/compiler/cl-target/cl-target.sml
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Annotation of /branches/pure-cfg/src/compiler/cl-target/cl-target.sml

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Revision 1271 - (view) (download)

1 : lamonts 1244 (* c-target.sml
2 :     *
3 :     * COPYRIGHT (c) 2011 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4 :     * All rights reserved.
5 :     *)
6 :    
7 :     structure CLTarget : TARGET =
8 :     struct
9 :    
10 :     structure IL = TreeIL
11 :     structure V = IL.Var
12 :     structure Ty = IL.Ty
13 :     structure CL = CLang
14 :     structure RN = RuntimeNames
15 :     structure ToC = TreeToCL
16 :    
17 :     type var = ToC.var
18 :     type exp = CL.exp
19 :     type stm = CL.stm
20 :    
21 :     datatype strand = Strand of {
22 : jhr 1261 name : string,
23 :     tyName : string,
24 :     state : var list ref,
25 :     output : (Ty.ty * CL.var) option ref, (* the strand's output variable (only one for now) *)
26 : lamonts 1271 code : CL.decl list ref,
27 :     init_code: CL.decl ref
28 : lamonts 1244 }
29 :    
30 :     datatype program = Prog of {
31 : jhr 1261 double : bool, (* true for double-precision support *)
32 :     parallel : bool, (* true for multithreaded (or multi-GPU) target *)
33 :     debug : bool, (* true for debug support in executable *)
34 :     globals : CL.decl list ref,
35 :     topDecls : CL.decl list ref,
36 :     strands : strand AtomTable.hash_table,
37 :     initially : CL.stm list ref,
38 : lamonts 1264 numDims: int ref,
39 :     imgGlobals: (string * int) list ref,
40 :     prFn: CL.decl ref
41 : lamonts 1244 }
42 :    
43 :     datatype env = ENV of {
44 : jhr 1261 info : env_info,
45 :     vMap : var V.Map.map,
46 :     scope : scope
47 : lamonts 1244 }
48 :    
49 :     and env_info = INFO of {
50 : jhr 1261 prog : program
51 : lamonts 1244 }
52 :    
53 :     and scope
54 :     = NoScope
55 :     | GlobalScope
56 :     | InitiallyScope
57 : jhr 1261 | StrandScope of TreeIL.var list (* strand initialization *)
58 :     | MethodScope of TreeIL.var list (* method body; vars are state variables *)
59 : lamonts 1244
60 :     (* the supprted widths of vectors of reals on the target. For the GNU vector extensions,
61 :     * the supported sizes are powers of two, but float2 is broken.
62 :     * NOTE: we should also consider the AVX vector hardware, which has 256-bit registers.
63 :     *)
64 :     fun vectorWidths () = if !RuntimeNames.doublePrecision
65 : jhr 1261 then [2, 4, 8]
66 :     else [4, 8]
67 : lamonts 1244
68 :     (* tests for whether various expression forms can appear inline *)
69 : jhr 1261 fun inlineCons n = (n < 2) (* vectors are inline, but not matrices *)
70 :     val inlineMatrixExp = false (* can matrix-valued expressions appear inline? *)
71 : lamonts 1244
72 :     (* TreeIL to target translations *)
73 :     structure Tr =
74 :     struct
75 : jhr 1261 fun fragment (ENV{info, vMap, scope}, blk) = let
76 :     val (vMap, stms) = ToC.trFragment (vMap, blk)
77 :     in
78 :     (ENV{info=info, vMap=vMap, scope=scope}, stms)
79 :     end
80 :     fun saveState cxt stateVars (env, args, stm) = (
81 :     ListPair.foldrEq
82 :     (fn (x, e, stms) => ToC.trAssign(env, x, e)@stms)
83 :     [stm]
84 :     (stateVars, args)
85 :     ) handle ListPair.UnequalLengths => (
86 :     print(concat["saveState ", cxt, ": length mismatch; ", Int.toString(List.length args), " args\n"]);
87 :     raise Fail(concat["saveState ", cxt, ": length mismatch"]))
88 :     fun block (ENV{vMap, scope, ...}, blk) = (case scope
89 :     of StrandScope stateVars => ToC.trBlock (vMap, saveState "StrandScope" stateVars, blk)
90 :     | MethodScope stateVars => ToC.trBlock (vMap, saveState "MethodScope" stateVars, blk)
91 :     | _ => ToC.trBlock (vMap, fn (_, _, stm) => [stm], blk)
92 :     (* end case *))
93 :     fun exp (ENV{vMap, ...}, e) = ToC.trExp(vMap, e)
94 : lamonts 1244 end
95 :    
96 :     (* variables *)
97 :     structure Var =
98 :     struct
99 : jhr 1261 fun name (ToC.V(_, name)) = name
100 :     fun global (Prog{globals,imgGlobals, ...}, name, ty) = let
101 :     val ty' = ToC.trType ty
102 :     fun isImgGlobal (imgGlobals, Ty.ImageTy(ImageInfo.ImgInfo{dim, ...}), name) = imgGlobals := (name,dim):: !imgGlobals
103 :     | isImgGlobal (imgGlobals, _, _) = ()
104 :     in
105 :     globals := CL.D_Var([], ty', name, NONE) :: !globals;
106 :     isImgGlobal(imgGlobals,ty,name);
107 :     ToC.V(ty', name)
108 :     end
109 :     fun param x = ToC.V(ToC.trType(V.ty x), V.name x)
110 :     fun state (Strand{state, ...}, x) = let
111 :     val ty' = ToC.trType(V.ty x)
112 :     val x' = ToC.V(ty', V.name x)
113 :     in
114 :     state := x' :: !state;
115 :     x'
116 :     end
117 : lamonts 1244 end
118 :    
119 :     (* environments *)
120 :     structure Env =
121 :     struct
122 :     (* create a new environment *)
123 : jhr 1261 fun new prog = ENV{
124 :     info=INFO{prog = prog},
125 :     vMap = V.Map.empty,
126 :     scope = NoScope
127 :     }
128 : lamonts 1244 (* define the current translation context *)
129 : jhr 1261 fun setScope scope (ENV{info, vMap, ...}) = ENV{info=info, vMap=vMap, scope=scope}
130 :     val scopeGlobal = setScope GlobalScope
131 :     val scopeInitially = setScope InitiallyScope
132 :     fun scopeStrand (env, svars) = setScope (StrandScope svars) env
133 :     fun scopeMethod (env, svars) = setScope (MethodScope svars) env
134 : lamonts 1244 (* bind a TreeIL varaiable to a target variable *)
135 : jhr 1261 fun bind (ENV{info, vMap, scope}, x, x') = ENV{
136 :     info = info,
137 :     vMap = V.Map.insert(vMap, x, x'),
138 :     scope = scope
139 :     }
140 : lamonts 1244 end
141 :    
142 :     (* programs *)
143 :     structure Program =
144 :     struct
145 : jhr 1261 fun new {double, parallel, debug} = (
146 :     RN.initTargetSpec double;
147 :     Prog{
148 :     double = double, parallel = parallel, debug = debug,
149 : lamonts 1271 globals = ref [],
150 : jhr 1261 topDecls = ref [],
151 :     strands = AtomTable.mkTable (16, Fail "strand table"),
152 :     initially = ref([CL.S_Comment["missing initially"]]),
153 : lamonts 1264 numDims = ref(0),
154 :     imgGlobals = ref[],
155 :     prFn = ref(CL.D_Comment(["No Print Function"]))
156 : jhr 1261 })
157 : lamonts 1244 (* register the global initialization part of a program *)
158 : lamonts 1264 fun globalIndirects (globals,stms) = let
159 :     fun getGlobals(CL.D_Var(_,_,globalVar,_)::rest) = CL.mkAssign(CL.mkIndirect(CL.E_Var RN.globalsVarName,globalVar),CL.E_Var globalVar)::getGlobals(rest)
160 :     | getGlobals([]) = []
161 :     | getGlobals(_::rest) = getGlobals(rest)
162 :     in
163 :     stms @ getGlobals(globals)
164 :     end
165 : jhr 1261
166 :     (* register the code that is used to register command-line options for input variables *)
167 :     fun inputs (Prog{topDecls, ...}, stm) = let
168 :     val inputsFn = CL.D_Func(
169 :     [], CL.voidTy, RN.registerOpts,
170 :     [CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named RN.optionsTy), "opts")],
171 :     stm)
172 :     in
173 :     topDecls := inputsFn :: !topDecls
174 :     end
175 :    
176 :     fun init (Prog{globals,topDecls,...}, CL.S_Block(init)) = let
177 :     val params = [
178 :     CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named RN.globalsTy), RN.globalsVarName)
179 :     ]
180 :     val body = CL.S_Block(globalIndirects(!globals,init))
181 :     val initFn = CL.D_Func([], CL.voidTy, RN.initGlobals, params, body)
182 :     in
183 :     topDecls := initFn :: !topDecls
184 :     end
185 :     | init (Prog{globals,topDecls,...}, init) = let
186 :     val params = [
187 :     CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named RN.globalsTy), RN.globalsVarName)
188 :     ]
189 :     val initFn = CL.D_Func([], CL.voidTy, RN.initGlobals, params, init)
190 :     in
191 :     topDecls := initFn :: !topDecls
192 :     end
193 :    
194 : lamonts 1244 (* create and register the initially function for a program *)
195 : jhr 1261 fun initially {
196 : lamonts 1264 prog = Prog{strands, initially,numDims,...},
197 : jhr 1261 isArray : bool,
198 :     iterPrefix : stm list,
199 :     iters : (var * exp * exp) list,
200 :     createPrefix : stm list,
201 :     strand : Atom.atom,
202 :     args : exp list
203 :     } = let
204 :     val name = Atom.toString strand
205 :     val nDims = List.length iters
206 :     fun mapi f xs = let
207 :     fun mapf (_, []) = []
208 :     | mapf (i, x::xs) = f(i, x) :: mapf(i+1, xs)
209 :     in
210 :     mapf (0, xs)
211 :     end
212 :     val baseInit = mapi (fn (i, (_, e, _)) => (i, CL.I_Exp e)) iters
213 :     val sizeInit = mapi
214 :     (fn (i, (ToC.V(ty, _), lo, hi)) =>
215 :     (i, CL.I_Exp(CL.mkBinOp(CL.mkBinOp(hi, CL.#-, lo), CL.#+, CL.E_Int(1, ty))))
216 :     ) iters
217 :     val numStrandsVar = "numStrandsVar"
218 :     val allocCode = iterPrefix @ [
219 :     CL.mkComment["allocate initial block of strands"],
220 :     CL.mkDecl(CL.T_Array(CL.int32, SOME nDims), "base", SOME(CL.I_Array baseInit)),
221 :     CL.mkDecl(CL.T_Array(CL.uint32, SOME nDims), "size", SOME(CL.I_Array sizeInit)),
222 :     CL.mkDecl(CL.int32,"numDims",SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(IntInf.fromInt nDims, CL.int32))))
223 :     ]
224 :    
225 : lamonts 1264 val numStrandsLoopBody = CL.mkExpStm(CL.mkAssignOp(CL.E_Var numStrandsVar, CL.*=,CL.mkSubscript(CL.E_Var "size",CL.E_Var "i")))
226 :    
227 :    
228 :     val numStrandsLoop = CL.mkFor([(CL.intTy, "i", CL.E_Int(0,CL.intTy))],
229 :     CL.mkBinOp(CL.E_Var "i", CL.#<, CL.E_Var "numDims"),
230 :     [CL.mkPostOp(CL.E_Var "i", CL.^++)], numStrandsLoopBody)
231 :     in
232 :     numDims := nDims;
233 :     initially := allocCode @ [numStrandsLoop]
234 :    
235 :     end
236 : lamonts 1256
237 :    
238 : lamonts 1244 (***** OUTPUT *****)
239 : lamonts 1271 fun genStrandInit(Strand{name,tyName,state,output,code,...},nDims) = let
240 :     val params = [
241 :     CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.uint32), "sizes" ),
242 :     CL.PARAM([], CL.intTy, "width"),
243 :     CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "strands")
244 :     ]
245 :    
246 :     val body = let
247 :     fun loopParams (3) =
248 :     "x"::"y"::"k"::[]
249 :     | loopParams (2) =
250 :     "x"::"y"::[]
251 :     | loopParams (1) =
252 :     "x"::[]
253 :     | loopParams (_) =
254 :     raise Fail("genStrandInit: missing size dim")
255 :     fun mkLoopNest ([],_,nDims) = if nDims = 1 then
256 :    
257 :     CL.mkBlock ([CL.mkCall(RN.strandInit name, [CL.E_UnOp(CL.%&,CL.mkSubscript(CL.E_Var "strands",CL.E_Str "x")),
258 :     CL.E_Var "x"])])
259 :     else let
260 :     val index = CL.mkBinOp(CL.mkBinOp(CL.E_Var "x",CL.#*,CL.E_Var "width"),CL.#+,CL.E_Var "y")
261 :     in
262 :     CL.mkBlock([CL.mkCall(RN.strandInit name, [CL.E_UnOp(CL.%&,CL.mkSubscript(CL.E_Var "strands",index)),
263 :     CL.E_Var "x", CL.E_Var"y"])])
264 :     end
265 :    
266 :     | mkLoopNest (param::rest,count,nDims) = let
267 :     val body = mkLoopNest (rest, count + 1,nDims)
268 :     in
269 :     CL.mkFor(
270 :     [(CL.intTy, param, CL.E_Int(0,CL.intTy))],
271 :     CL.mkBinOp(CL.E_Var param, CL.#<, CL.mkSubscript(CL.E_Var "sizes",CL.E_Int(count,CL.intTy))),
272 :     [CL.mkPostOp(CL.E_Var param, CL.^++)],
273 :     body)
274 :     end
275 :     in
276 :     [mkLoopNest ((loopParams nDims),0,nDims)]
277 :     end
278 :     in
279 :     CL.D_Func(["static"], CL.voidTy, RN.strandInitSetup, params,CL.mkBlock(body))
280 :     end
281 :     fun genStrandPrint (Strand{name, tyName, state, output, code,...},nDims) = let
282 : lamonts 1264 (* the print function *)
283 :     val prFnName = concat[name, "_print"]
284 :    
285 :     val prFn = let
286 :     val params = [
287 :     CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named "FILE"), "outS"),
288 : lamonts 1271 CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.uint32), "sizes" ),
289 : lamonts 1264 CL.PARAM([], CL.intTy, "width"),
290 :     CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "self")
291 :     ]
292 :    
293 :     val SOME(ty, x) = !output
294 :     val outState = if nDims = 1 then
295 :     CL.mkSelect(CL.mkSubscript(CL.mkVar "self",CL.E_Var "x"), x)
296 :     else if nDims = 2 then
297 :     CL.mkSelect(CL.mkSubscript(CL.mkVar "self",
298 :     CL.mkBinOp(CL.mkBinOp(CL.E_Var "x",CL.#*,CL.E_Var "width"),CL.#+,CL.E_Var "y")), x)
299 :    
300 :     else CL.mkSelect(CL.mkVar "self",x)
301 :    
302 :     val prArgs = (case ty
303 :     of Ty.IVecTy 1 => [CL.E_Str(!RN.gIntFormat ^ "\n"), outState]
304 :     | Ty.IVecTy d => let
305 :     val fmt = CL.E_Str(
306 :     String.concatWith " " (List.tabulate(d, fn _ => !RN.gIntFormat))
307 :     ^ "\n")
308 :     val args = List.tabulate (d, fn i => ToC.ivecIndex(outState, d, i))
309 :     in
310 :     fmt :: args
311 :     end
312 :     | Ty.TensorTy[] => [CL.E_Str "%f\n", outState]
313 :     | Ty.TensorTy[d] => let
314 :     val fmt = CL.E_Str(
315 :     String.concatWith " " (List.tabulate(d, fn _ => "%f"))
316 :     ^ "\n")
317 :     val args = List.tabulate (d, fn i => ToC.vecIndex(outState, d, i))
318 :     in
319 :     fmt :: args
320 :     end
321 :     | _ => raise Fail("genStrand: unsupported output type " ^ Ty.toString ty)
322 :     (* end case *))
323 :    
324 :     val body = let
325 :    
326 :     fun loopParams (3) =
327 :     "x"::"y"::"k"::[]
328 :     | loopParams (2) =
329 :     "x"::"y"::[]
330 :     | loopParams (1) =
331 :     "x"::[]
332 :     | loopParams (_) =
333 :     raise Fail("genStrandPrint: unsupported output type " ^ Ty.toString ty)
334 :    
335 :     fun mkLoopNest ([],_) =
336 :     CL.mkCall("fprintf", CL.mkVar "outS" :: prArgs)
337 :     | mkLoopNest (param::rest,count) = let
338 :     val body = mkLoopNest (rest, count + 1)
339 :     in
340 :     CL.mkFor(
341 :     [(CL.intTy, param, CL.E_Int(0,CL.intTy))],
342 : lamonts 1271 CL.mkBinOp(CL.E_Var param, CL.#<, CL.mkSubscript(CL.E_Var "sizes",CL.E_Int(count,CL.intTy))),
343 : lamonts 1264 [CL.mkPostOp(CL.E_Var param, CL.^++)],
344 :     body)
345 :     end
346 :     in
347 :     [mkLoopNest ((loopParams nDims),0)]
348 :     end
349 :    
350 :     in
351 :     CL.D_Func(["static"], CL.voidTy, prFnName, params,CL.mkBlock(body))
352 :     end
353 :     in
354 :     prFn
355 :     end
356 : jhr 1261 fun genStrandTyDef (Strand{tyName, state,...}) =
357 :     (* the type declaration for the strand's state struct *)
358 :     CL.D_StructDef(
359 :     List.rev (List.map (fn ToC.V(ty, x) => (ty, x)) (!state)),
360 :     tyName)
361 :    
362 :    
363 : lamonts 1264 (* generates the load kernel function *)
364 : jhr 1261 (* FIXME: this code might be part of the runtime system *)
365 : lamonts 1264 fun genKernelLoader() =
366 :     CL.D_Verbatim ( ["/* Loads the Kernel from a file */",
367 :     "char * loadKernel (const char * filename) {",
368 :     "struct stat statbuf;",
369 :     "FILE *fh;",
370 :     "char *source;",
371 :     "fh = fopen(filename, \"r\");",
372 :     "if (fh == 0)",
373 :     " return 0;",
374 :     "stat(filename, &statbuf);",
375 :     "source = (char *) malloc(statbuf.st_size + 1);",
376 :     "fread(source, statbuf.st_size, 1, fh);",
377 :     "fread(source, statbuf.st_size, 1, fh);",
378 :     "return source;",
379 :     "}"])
380 :     (* generates the opencl buffers for the image data *)
381 :     fun getGlobalDataBuffers(globals,count,contextVar,errVar) = let
382 :     val globalBufferDecl = CL.mkDecl(CL.clMemoryTy,concat[RN.globalsVarName,"_cl"],NONE)
383 :     val globalBuffer = CL.mkAssign(CL.E_Var(concat[RN.globalsVarName,"_cl"]), CL.mkApply("clCreateBuffer",
384 :     [CL.E_Var contextVar,
385 : lamonts 1271 CL.E_Var "CL_MEM_COPY_HOST_PTR",
386 : lamonts 1264 CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var RN.globalsTy]),
387 :     CL.E_Var RN.globalsVarName,
388 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)]))
389 : jhr 1261
390 : lamonts 1264 fun genDataBuffers([],_,_,_) = []
391 :     | genDataBuffers((var,nDims)::globals,count,contextVar,errVar) = let
392 :     (* FIXME: use CL constructors to build expressions (not strings) *)
393 :     val size = if nDims = 1 then
394 :     CL.mkBinOp(CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "float"]), CL.#*,
395 :     CL.mkIndirect(CL.E_Var var, "size[0]"))
396 :     else if nDims = 2 then
397 :     CL.mkBinOp(CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "float"]), CL.#*,
398 :     CL.mkIndirect(CL.E_Var var, concat["size[0]", " * ", var, "->size[1]"]))
399 :     else
400 :     CL.mkBinOp(CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "float"]), CL.#*,
401 :     CL.mkIndirect(CL.E_Var var,concat["size[0]", " * ", var, "->size[1] * ", var, "->size[2]"]))
402 :    
403 :     in
404 :     CL.mkDecl(CL.clMemoryTy,RN.addBufferSuffix var ,NONE)::
405 :     CL.mkDecl(CL.clMemoryTy,RN.addBufferSuffixData var ,NONE)::
406 :     CL.mkAssign(CL.E_Var(RN.addBufferSuffix var), CL.mkApply("clCreateBuffer",
407 :     [CL.E_Var contextVar,
408 : lamonts 1271 CL.E_Var "CL_MEM_COPY_HOST_PTR",
409 : lamonts 1264 CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var (RN.imageTy nDims)]),
410 :     CL.E_Var var,
411 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)])) ::
412 :     CL.mkAssign(CL.E_Var(RN.addBufferSuffixData var), CL.mkApply("clCreateBuffer",
413 :     [CL.E_Var contextVar,
414 : lamonts 1271 CL.E_Var "CL_MEM_COPY_HOST_PTR",
415 : lamonts 1264 size,
416 :     CL.mkIndirect(CL.E_Var var,"data"),
417 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)])):: genDataBuffers(globals,count + 2,contextVar,errVar)
418 :     end
419 :     in
420 :     [globalBufferDecl] @ [globalBuffer] @ genDataBuffers(globals,count + 2,contextVar,errVar)
421 :     end
422 :    
423 : jhr 1261
424 : lamonts 1264 (* generates the kernel arguments for the image data *)
425 :     fun genGlobalArguments(globals,count,kernelVar,errVar) = let
426 :     val globalArgument = CL.mkExpStm(CL.mkAssignOp(CL.E_Var errVar,CL.|=,CL.mkApply("clSetKernelArg",
427 :     [CL.E_Var kernelVar,
428 :     CL.E_Int(count,CL.intTy),
429 :     CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "cl_mem"]),
430 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var(concat[RN.globalsVarName,"_cl"]))])))
431 :    
432 :     fun genDataArguments([],_,_,_) = []
433 :     | genDataArguments((var,nDims)::globals,count,kernelVar,errVar) =
434 :    
435 :     CL.mkExpStm(CL.mkAssignOp(CL.E_Var errVar,CL.|=, CL.mkApply("clSetKernelArg",
436 :     [CL.E_Var kernelVar,
437 :     CL.E_Int(count,CL.intTy),
438 :     CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "cl_mem"]),
439 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var(RN.addBufferSuffix var))])))::
440 :    
441 :     CL.mkExpStm(CL.mkAssignOp(CL.E_Var errVar,CL.|=,CL.mkApply("clSetKernelArg",
442 :     [CL.E_Var kernelVar,
443 :     CL.E_Int((count + 1),CL.intTy),
444 :     CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "cl_mem"]),
445 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var(RN.addBufferSuffixData var))]))):: genDataArguments (globals, count + 2,kernelVar,errVar)
446 :    
447 :     in
448 :    
449 :     [globalArgument] @ genDataArguments(globals,count + 1,kernelVar,errVar)
450 :    
451 :     end
452 :    
453 :     (* generates the main function of host code *)
454 :     fun genHostMain() = let
455 :     val setupCall = [CL.mkCall(RN.setupFName,[CL.E_Var RN.globalsVarName])]
456 :     val globalsDecl = CL.mkDecl(CL.T_Ptr(CL.T_Named RN.globalsTy), RN.globalsVarName,SOME(CL.I_Exp(CL.mkApply("malloc",
457 :     [CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var RN.globalsTy])]))))
458 :     val initGlobalsCall = CL.mkCall(RN.initGlobals,[CL.E_Var RN.globalsVarName])
459 :     val returnStm = [CL.mkReturn(SOME(CL.E_Int(0,CL.intTy)))]
460 :     val params = [
461 :     CL.PARAM([],CL.intTy, "argc"),
462 :     CL.PARAM([],CL.charArrayPtr,"argv")
463 :     ]
464 :     val body = CL.mkBlock([globalsDecl] @ [initGlobalsCall] @ setupCall @ returnStm)
465 :     in
466 :     CL.D_Func([],CL.intTy,"main",params,body)
467 :     end
468 :    
469 : jhr 1261 (* generates the host-side setup function *)
470 : lamonts 1264 fun genHostSetupFunc(strand as Strand{name,tyName,...}, filename, nDims, initially, imgGlobals) = let
471 :     (*Delcare opencl setup objects *)
472 :     val programVar= "program"
473 :     val kernelVar = "kernel"
474 :     val cmdVar = "queue"
475 :     val inStateVar = "selfin"
476 :     val outStateVar = "selfout"
477 :     val stateSizeVar= "state_mem_size"
478 :     val clInstateVar = "clSelfIn"
479 :     val clOutStateVar = "clSelfOut"
480 :     val clGlobals = "clGlobals"
481 :     val sourcesVar = "sources"
482 :     val contextVar = "context"
483 :     val errVar = "err"
484 :     val imgDataSizeVar = "image_dataSize"
485 :     val globalVar = "global_work_size"
486 :     val localVar = "local_work_size"
487 :     val clFNVar = "filename"
488 :     val numStrandsVar = "numStrandsVar"
489 :     val headerFNVar = "header"
490 :     val deviceVar = "device"
491 :     val platformsVar = "platforms"
492 :     val numPlatformsVar = "num_platforms"
493 :     val numDevicesVar = "num_devices"
494 :     val assertStm = CL.mkCall("assert",[CL.mkBinOp(CL.E_Var errVar, CL.#==, CL.E_Var "CL_SUCCESS")])
495 :     val params = [
496 : lamonts 1271 CL.PARAM([],CL.T_Named("cl_device_id"), deviceVar)
497 : lamonts 1264 ]
498 :     val delcarations = [CL.mkDecl(CL.clProgramTy, programVar, NONE),
499 :     CL.mkDecl(CL.clKernelTy, kernelVar, NONE),
500 :     CL.mkDecl(CL.clCmdQueueTy, cmdVar, NONE),
501 :     CL.mkDecl(CL.clContextTy, contextVar, NONE),
502 :     CL.mkDecl(CL.intTy, errVar, NONE),
503 : lamonts 1271 CL.mkDecl(CL.intTy, numStrandsVar, SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(1,CL.intTy)))),
504 : lamonts 1264 CL.mkDecl(CL.intTy, stateSizeVar, NONE),
505 :     CL.mkDecl(CL.intTy, "width", NONE),
506 :     CL.mkDecl(CL.intTy, imgDataSizeVar, NONE),
507 : lamonts 1271 (*CL.mkDecl(CL.clDeviceIdTy, deviceVar, NONE), *)
508 : lamonts 1264 CL.mkDecl(CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), inStateVar,NONE),
509 :     CL.mkDecl(CL.clMemoryTy,clInstateVar,NONE),
510 :     CL.mkDecl(CL.clMemoryTy,clOutStateVar,NONE),
511 :     CL.mkDecl(CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), outStateVar,NONE),
512 :     CL.mkDecl(CL.charPtr, clFNVar,SOME(CL.I_Exp(CL.E_Str filename))),
513 : lamonts 1271 CL.mkDecl(CL.charPtr, headerFNVar,SOME(CL.I_Exp(CL.E_Str "../src/include/Diderot/opencl_types.h"))),
514 : lamonts 1264 CL.mkDecl(CL.T_Array(CL.charPtr,SOME(2)),sourcesVar,NONE),
515 :     CL.mkDecl(CL.T_Array(CL.T_Named "size_t",SOME(nDims)),globalVar,NONE),
516 :     CL.mkDecl(CL.T_Array(CL.T_Named "size_t",SOME(nDims)),localVar,NONE),
517 :     CL.mkDecl(CL.intTy,numDevicesVar,SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(~1,CL.intTy)))),
518 :     CL.mkDecl(CL.T_Array(CL.T_Named "cl_platform_id", SOME(1)), platformsVar, NONE),
519 :     CL.mkDecl(CL.intTy,"num_platforms",SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(~1,CL.intTy))))]
520 : lamonts 1271
521 :     (*Setup Global Variables *)
522 :     val globalsDecl = CL.mkDecl(CL.T_Ptr(CL.T_Named RN.globalsTy), RN.globalsVarName,SOME(CL.I_Exp(CL.mkApply("malloc",
523 :     [CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var RN.globalsTy])]))))
524 :     val initGlobalsCall = CL.mkCall(RN.initGlobals,[CL.E_Var RN.globalsVarName])
525 :    
526 :     (* Retrieve the platforms
527 : lamonts 1264 val platformStm = [CL.mkAssign(CL.E_Var errVar, CL.mkApply("clGetPlatformIDs",
528 :     [CL.E_Int(10,CL.intTy),
529 :     CL.E_Var platformsVar,
530 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var numPlatformsVar)])),
531 :     assertStm]
532 :    
533 :     val devicesStm = [CL.mkAssign(CL.E_Var errVar, CL.mkApply("clGetDeviceIDs",
534 :     [CL.mkSubscript(CL.E_Var platformsVar,CL.E_Int(0,CL.intTy)),
535 :     CL.E_Var "CL_DEVICE_TYPE_GPU",
536 :     CL.E_Int(1,CL.intTy),
537 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var deviceVar),
538 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var numDevicesVar)])),
539 : lamonts 1271 assertStm] *)
540 : lamonts 1264
541 :     (* Create Context *)
542 :     val contextStm = [CL.mkAssign(CL.E_Var contextVar, CL.mkApply("clCreateContext",
543 :     [CL.E_Int(0,CL.intTy),
544 :     CL.E_Int(1,CL.intTy),
545 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var deviceVar),
546 :     CL.E_Var "NULL",
547 :     CL.E_Var "NULL",
548 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)])),
549 :     assertStm]
550 :    
551 :     (* Create Command Queue *)
552 :     val commandStm = [CL.mkAssign(CL.E_Var cmdVar, CL.mkApply("clCreateCommandQueue",
553 :     [CL.E_Var contextVar,
554 :     CL.E_Var deviceVar,
555 :     CL.E_Int(0,CL.intTy),
556 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)])),
557 :     assertStm]
558 :    
559 :    
560 :     (*Create Program/Build/Kernel with Source statement *)
561 :     val createProgStm = CL.mkAssign(CL.E_Var programVar, CL.mkApply("clCreateProgramWithSource",
562 :     [CL.E_Var contextVar,
563 :     CL.E_Int(2,CL.intTy),
564 :     CL.E_Cast(CL.T_Ptr(CL.T_Named("const char *")),CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var sourcesVar)),
565 :     CL.E_Var "NULL",
566 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)]))
567 :    
568 :     (* FIXME: Remove after testing purposes, Build Log for OpenCL*)
569 :     val buildLog = [CL.mkAssign(CL.E_Var errVar, CL.mkApply("clBuildProgram",
570 :     [CL.E_Var programVar,
571 :     CL.E_Int(0,CL.intTy),
572 :     CL.E_Var "NULL",
573 :     CL.E_Var "NULL",
574 :     CL.E_Var "NULL",
575 :     CL.E_Var "NULL"])),
576 : lamonts 1271 CL.mkDecl(CL.charPtr, "build", NONE),
577 :     CL.mkDecl(CL.T_Named("size_t"),"ret_val_size",NONE),
578 : lamonts 1264 CL.mkAssign(CL.E_Var errVar, CL.mkApply("clGetProgramBuildInfo",
579 :     [CL.E_Var programVar,
580 :     CL.E_Var deviceVar,
581 :     CL.E_Var "CL_PROGRAM_BUILD_LOG",
582 : lamonts 1271 CL.E_Int(0,CL.intTy),
583 :     CL.E_Var "NULL",
584 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var "ret_val_size")])),
585 :     CL.mkAssign(CL.E_Var "build", CL.mkApply("malloc", [CL.E_Var "ret_val_size"])),
586 :     CL.mkAssign(CL.E_Var errVar, CL.mkApply("clGetProgramBuildInfo",
587 :     [CL.E_Var programVar,
588 :     CL.E_Var deviceVar,
589 :     CL.E_Var "CL_PROGRAM_BUILD_LOG",
590 :     CL.E_Var "ret_val_size",
591 : lamonts 1264 CL.E_Var "build",
592 : lamonts 1271 CL.E_Var "NULL"])),
593 :     CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var "build",CL.E_Var "ret_val_size"),CL.E_Var ("'\\" ^ "0'")),
594 : lamonts 1264 CL.mkCall("printf",[CL.E_Str ( "Build Log:" ^ "\n" ^ "%s" ^ "\n"), CL.E_Var "build"])]
595 :    
596 :    
597 :    
598 :    
599 :     val createKernel = CL.mkAssign(CL.E_Var kernelVar, CL.mkApply("clCreateKernel",
600 :     [CL.E_Var programVar,
601 :     CL.E_Str RN.kernelFuncName,
602 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)]))
603 :    
604 :    
605 :     val create_build_stms = [createProgStm,assertStm] @ buildLog @ [assertStm,createKernel,assertStm]
606 :    
607 :    
608 :    
609 :     (* Create Memory Buffers for Strand States and Globals *)
610 :     val strandSize = CL.mkAssign(CL.E_Var stateSizeVar,CL.mkBinOp(CL.mkApply("sizeof",
611 :     [CL.E_Var tyName]), CL.#*,CL.E_Var numStrandsVar))
612 : lamonts 1271
613 : lamonts 1264 val clStrandObjects = [CL.mkAssign(CL.E_Var clInstateVar, CL.mkApply("clCreateBuffer",
614 :     [CL.E_Var contextVar,
615 : lamonts 1271 CL.E_Var "CL_MEM_READ_WRITE | CL_MEM_COPY_HOST_PTR",
616 : lamonts 1264 CL.E_Var stateSizeVar,
617 :     CL.E_Var "NULL",
618 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)])),
619 :     CL.mkAssign(CL.E_Var clOutStateVar, CL.mkApply("clCreateBuffer",
620 :     [CL.E_Var contextVar,
621 :     CL.E_Var "CL_MEM_READ_WRITE",
622 :     CL.E_Var stateSizeVar,
623 :     CL.E_Var "NULL",
624 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)]))]
625 : lamonts 1271
626 :    
627 :     (* Setup up selfOut variable *)
628 :     val strandsArrays = [CL.mkAssign(CL.E_Var outStateVar, CL.mkApply("malloc", [CL.mkBinOp(CL.E_Var numStrandsVar,
629 :     CL.#*, CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var tyName]))])),
630 :     CL.mkAssign(CL.E_Var inStateVar, CL.mkApply("malloc", [CL.mkBinOp(CL.E_Var numStrandsVar,
631 :     CL.#*, CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var tyName]))]))]
632 :    
633 :    
634 :     (* Initialize Width Parameter *)
635 :     val widthDel = if nDims = 2 then
636 :     CL.mkAssign(CL.E_Var "width",CL.mkSubscript(CL.E_Var globalVar, CL.E_Int(1, CL.intTy)))
637 :     else
638 :     CL.mkAssign(CL.E_Var "width",CL.E_Int(0,CL.intTy))
639 :    
640 :    
641 :     val strands_init = CL.mkCall(RN.strandInitSetup,
642 :     [CL.E_Var "size",
643 :     CL.E_Var "width",
644 :     CL.E_Var inStateVar])
645 :    
646 : lamonts 1264 val clGlobalBuffers = getGlobalDataBuffers(!imgGlobals,3,contextVar,errVar)
647 :    
648 :    
649 :     (* Load the Kernel and Header Files *)
650 : lamonts 1271 val sourceStms = [CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var sourcesVar,CL.E_Int(1,CL.intTy)),
651 :     CL.mkApply(RN.clLoaderFN, [CL.E_Var clFNVar])),
652 :     CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var sourcesVar,CL.E_Int(0,CL.intTy)),
653 :     CL.mkApply(RN.clLoaderFN, [CL.E_Var headerFNVar]))]
654 :    
655 :     (* val sourceStms = [CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var sourcesVar,CL.E_Int(1,CL.intTy)),
656 :     CL.mkApply(RN.clLoaderFN, [CL.E_Var clFNVar]))] *)
657 :    
658 : lamonts 1264
659 : jhr 1261 (* Created Enqueue Statements *)
660 :     (* FIXME: simplify this code by function abstraction *)
661 : lamonts 1264 val enqueueStm = if nDims = 1
662 :     then [CL.mkAssign(CL.E_Var errVar,
663 :     CL.mkApply("clEnqueueNDRangeKernel",
664 :     [CL.E_Var cmdVar,
665 :     CL.E_Var kernelVar,
666 :     CL.E_Int(1,CL.intTy),
667 :     CL.E_Var "NULL",
668 :     CL.E_Var globalVar,
669 :     CL.E_Var localVar,
670 :     CL.E_Int(0,CL.intTy),
671 :     CL.E_Var "NULL",
672 :     CL.E_Var "NULL"])),CL.mkCall("clFinish",[CL.E_Var cmdVar])]
673 :     else if nDims = 2 then
674 :     [CL.mkAssign(CL.E_Var errVar,
675 :     CL.mkApply("clEnqueueNDRangeKernel",
676 :     [CL.E_Var cmdVar,
677 :     CL.E_Var kernelVar,
678 :     CL.E_Int(2,CL.intTy),
679 :     CL.E_Var "NULL",
680 :     CL.E_Var globalVar,
681 :     CL.E_Var localVar,
682 :     CL.E_Int(0,CL.intTy),
683 :     CL.E_Var "NULL",
684 :     CL.E_Var "NULL"])),CL.mkCall("clFinish",[CL.E_Var cmdVar])]
685 :     else
686 :     [CL.mkAssign(CL.E_Var errVar,
687 :     CL.mkApply("clEnqueueNDRangeKernel",
688 :     [CL.E_Var cmdVar,
689 :     CL.E_Var kernelVar,
690 :     CL.E_Int(3,CL.intTy),
691 :     CL.E_Var "NULL",
692 :     CL.E_Var globalVar,
693 :     CL.E_Var localVar,
694 :     CL.E_Int(0,CL.intTy),
695 :     CL.E_Var "NULL",
696 :     CL.E_Var "NULL"])),CL.mkCall("clFinish",[CL.E_Var cmdVar])]
697 :    
698 : lamonts 1271
699 : lamonts 1264
700 :     (* Setup Global and Local variables *)
701 :    
702 :     val globalAndlocalStms = if nDims = 1 then
703 :     [CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var globalVar, CL.E_Int(0,CL.intTy)),
704 :     CL.mkSubscript(CL.E_Var "size", CL.E_Int(0,CL.intTy))),
705 :     CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var localVar, CL.E_Int(0,CL.intTy)),
706 :     CL.E_Var "16")]
707 :    
708 :    
709 :     else if nDims = 2 then
710 :     [CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var globalVar, CL.E_Int(0,CL.intTy)),
711 :     CL.mkSubscript(CL.E_Var "size", CL.E_Int(0,CL.intTy))),
712 :     CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var globalVar, CL.E_Int(1,CL.intTy)),
713 :     CL.mkSubscript(CL.E_Var "size", CL.E_Int(1,CL.intTy))),
714 :     CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var localVar, CL.E_Int(0,CL.intTy)),
715 :     CL.E_Var "16"),
716 :     CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var localVar, CL.E_Int(1,CL.intTy)),
717 :     CL.E_Var "16")]
718 :    
719 :     else
720 :     [CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var globalVar, CL.E_Int(0,CL.intTy)),
721 :     CL.mkSubscript(CL.E_Var "size", CL.E_Int(0,CL.intTy))),
722 :     CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var globalVar, CL.E_Int(1,CL.intTy)),
723 :     CL.mkSubscript(CL.E_Var "size", CL.E_Int(1,CL.intTy))),
724 :     CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var globalVar, CL.E_Int(2,CL.intTy)),
725 :     CL.mkSubscript(CL.E_Var "size", CL.E_Int(2,CL.intTy))),
726 :     CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var localVar, CL.E_Int(0,CL.intTy)),
727 :     CL.E_Var "16"),
728 :     CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var localVar, CL.E_Int(1,CL.intTy)),
729 :     CL.E_Var "16"),
730 :     CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var localVar, CL.E_Int(2,CL.intTy)),
731 :     CL.E_Var "16")]
732 :    
733 : lamonts 1244
734 : lamonts 1264
735 :     (* Setup Kernel arguments *)
736 :     val kernelArguments = [CL.mkAssign(CL.E_Var errVar,CL.mkApply("clSetKernelArg",
737 :     [CL.E_Var kernelVar,
738 :     CL.E_Int(0,CL.intTy),
739 :     CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "cl_mem"]),
740 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var clInstateVar)])),
741 :     CL.mkExpStm(CL.mkAssignOp(CL.E_Var errVar, CL.|=,CL.mkApply("clSetKernelArg",
742 :     [CL.E_Var kernelVar,
743 :     CL.E_Int(1,CL.intTy),
744 :     CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "cl_mem"]),
745 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var clOutStateVar)]))),
746 :     CL.mkExpStm(CL.mkAssignOp(CL.E_Var errVar, CL.|=,CL.mkApply("clSetKernelArg",
747 :     [CL.E_Var kernelVar,
748 :     CL.E_Int(2,CL.intTy),
749 :     CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "int"]),
750 :     CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var "width")])))]
751 :    
752 :     val clGlobalArguments = genGlobalArguments(!imgGlobals,3,kernelVar,errVar) @ [assertStm]
753 :    
754 :     (* Retrieve output *)
755 :     val outputStm = CL.mkAssign(CL.E_Var errVar,
756 :     CL.mkApply("clEnqueueReadBuffer",
757 :     [CL.E_Var cmdVar,
758 :     CL.E_Var clOutStateVar,
759 :     CL.E_Var "CL_TRUE",
760 :     CL.E_Int(0,CL.intTy),
761 :     CL.E_Var stateSizeVar,
762 :     CL.E_Var outStateVar,
763 :     CL.E_Int(0,CL.intTy),
764 :     CL.E_Var "NULL",
765 :     CL.E_Var "NULL"]))
766 :    
767 :     (* Free all the objects *)
768 :     val freeStms = [CL.mkCall("clReleaseKernel",[CL.E_Var kernelVar]),
769 :     CL.mkCall("clReleaseProgram",[CL.E_Var programVar ]),
770 :     CL.mkCall("clReleaseCommandQueue",[CL.E_Var cmdVar]),
771 :     CL.mkCall("clReleaseContext",[CL.E_Var contextVar]),
772 :     CL.mkCall("clReleaseMemObject",[CL.E_Var clInstateVar]),
773 :     CL.mkCall("clReleaseMemObject",[CL.E_Var clOutStateVar])]
774 :    
775 :    
776 :     (*Setup Strand Print Function *)
777 :     val outputData = [CL.mkDecl(CL.T_Ptr(CL.T_Named("FILE")), "outS", SOME(CL.I_Exp(CL.mkApply("fopen",
778 :     [CL.E_Str "mip.txt",
779 :     CL.E_Str "w"])))),
780 :     CL.mkCall(concat[name, "_print"],
781 :     [CL.E_Var "outS",
782 :     CL.E_Var "size",
783 :     CL.E_Var "width",
784 :     CL.E_Var outStateVar])]
785 : lamonts 1271
786 : lamonts 1264
787 :    
788 :     (* Body put all the statments together *)
789 : lamonts 1271 val body = delcarations @ [globalsDecl,initGlobalsCall] (*@ platformStm @ devicesStm *) @ contextStm @ commandStm @ !initially @ [strandSize] @
790 :     strandsArrays @ globalAndlocalStms @ [widthDel,strands_init] @ clStrandObjects @ clGlobalBuffers @ sourceStms @ create_build_stms (*@
791 :     kernelArguments @ clGlobalArguments @ enqueueStm @ [outputStm] @ freeStms @ outputData *)
792 : lamonts 1264
793 :     in
794 :    
795 :     CL.D_Func([],CL.voidTy,RN.setupFName,params,CL.mkBlock(body))
796 :    
797 :     end
798 :     (* generate the data and global parameters *)
799 :     fun genKeneralGlobalParams ((name,tyname)::rest) =
800 : lamonts 1271 CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named RN.globalsTy), concat[RN.globalsVarName]) ::
801 :     CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named (RN.imageTy tyname)),RN.addBufferSuffix name) ::
802 :     CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.voidTy),RN.addBufferSuffixData name) ::
803 : lamonts 1264 genKeneralGlobalParams(rest)
804 :    
805 :     | genKeneralGlobalParams ([]) = []
806 :    
807 :     (*generate code for intilizing kernel global data *)
808 :     fun initKernelGlobals (globals,imgGlobals) = let
809 :     fun initGlobalStruct (CL.D_Var(_, _ , name, _)::rest) =
810 :     CL.mkAssign(CL.E_Var name, CL.mkIndirect(CL.E_Var RN.globalsVarName, name)) ::
811 :     initGlobalStruct(rest)
812 :     | initGlobalStruct ( _::rest) = initGlobalStruct(rest)
813 :     | initGlobalStruct([]) = []
814 :    
815 :     fun initGlobalImages((name,tyname)::rest) =
816 :     CL.mkAssign(CL.E_Var name, CL.E_Var (RN.addBufferSuffix name)) ::
817 :     CL.mkAssign(CL.mkIndirect(CL.E_Var name,"data"),CL.E_Var (RN.addBufferSuffixData name)) ::
818 :     initGlobalImages(rest)
819 :     | initGlobalImages([]) = []
820 :     in
821 :     initGlobalStruct(globals) @ initGlobalImages(imgGlobals)
822 :     end
823 :    
824 :     (* generate the main kernel function for the .cl file *)
825 : lamonts 1271 fun genKernelFun(Strand{name, tyName, state, output, code,...},nDims,globals,imgGlobals) = let
826 : lamonts 1264 val fName = RN.kernelFuncName;
827 :     val inState = "strand_in"
828 :     val outState = "strand_out"
829 :     val params = [
830 :     CL.PARAM(["__global"], CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "selfIn"),
831 :     CL.PARAM(["__global"], CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "selfOut"),
832 :     CL.PARAM(["__global"], CL.intTy, "width")
833 :     ] @ genKeneralGlobalParams(!imgGlobals)
834 :     val thread_ids = if nDims = 1
835 :     then [CL.mkDecl(CL.intTy, "x", SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(0, CL.intTy)))),
836 :     CL.mkAssign(CL.E_Var "x",CL.mkApply(RN.getGlobalThreadId,[CL.E_Int(0,CL.intTy)]))]
837 :     else
838 :     [CL.mkDecl(CL.intTy, "x", SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(0, CL.intTy)))),
839 :     CL.mkDecl(CL.intTy, "y", SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(0, CL.intTy)))),
840 :     CL.mkAssign(CL.E_Var "x", CL.mkApply(RN.getGlobalThreadId,[CL.E_Int(0,CL.intTy)])),
841 :     CL.mkAssign(CL.E_Var "y",CL.mkApply(RN.getGlobalThreadId,[CL.E_Int(1,CL.intTy)]))]
842 :    
843 :     val strandDecl = [CL.mkDecl(CL.T_Named tyName, inState, NONE),
844 :     CL.mkDecl(CL.T_Named tyName, outState,NONE)]
845 :     val strandObjects = if nDims = 1
846 :     then [CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var "selfIn",CL.E_Str "x"),
847 :     CL.E_Var inState),
848 :     CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var "selfOut",CL.E_Str "x"),
849 :     CL.E_Var outState)]
850 :     else let
851 :     val index = CL.mkBinOp(CL.mkBinOp(CL.E_Var "x",CL.#*,CL.E_Var "width"),CL.#+,CL.E_Var "y")
852 :     in
853 :     [CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var "selfIn",index),
854 :     CL.E_Var inState),
855 :     CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var "selfOut",index),
856 :     CL.E_Var outState)]
857 :     end
858 :    
859 :    
860 :     val status = CL.mkDecl(CL.intTy, "status", SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(0, CL.intTy))))
861 : lamonts 1271 val local_vars = thread_ids @ initKernelGlobals(!globals,!imgGlobals) @ strandDecl @ strandObjects @ [status]
862 : lamonts 1264 val while_exp = CL.mkBinOp(CL.mkBinOp(CL.E_Var "status",CL.#!=, CL.E_Var RN.kStabilize),CL.#||,CL.mkBinOp(CL.E_Var "status", CL.#!=, CL.E_Var RN.kDie))
863 :     val while_body = [CL.mkAssign(CL.E_Var "status", CL.mkApply(RN.strandUpdate name,[ CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var inState), CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var outState)])),
864 :     CL.mkCall(RN.strandStabilize name,[ CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var inState), CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var outState)])]
865 :    
866 :     val whileBlock = [CL.mkWhile(while_exp,CL.mkBlock while_body)]
867 :    
868 :     val body = CL.mkBlock(local_vars @ whileBlock)
869 :     in
870 :     CL.D_Func(["__kernel"], CL.voidTy, fName, params, body)
871 :     end
872 :     (* generate a global structure from the globals *)
873 :     fun genGlobalStruct(globals) = let
874 :     fun getGlobals(CL.D_Var(_,ty,globalVar,_)::rest) = (ty,globalVar)::getGlobals(rest)
875 :     | getGlobals([]) = []
876 :     | getGlobals(_::rest) = getGlobals(rest)
877 :     in
878 :     CL.D_StructDef(getGlobals(globals),RN.globalsTy)
879 :     end
880 :    
881 : lamonts 1244 (* generate the table of strand descriptors *)
882 : jhr 1261 fun genStrandTable (ppStrm, strands) = let
883 :     val nStrands = length strands
884 :     fun genInit (Strand{name, ...}) = CL.I_Exp(CL.mkUnOp(CL.%&, CL.E_Var(RN.strandDesc name)))
885 :     fun genInits (_, []) = []
886 :     | genInits (i, s::ss) = (i, genInit s) :: genInits(i+1, ss)
887 :     fun ppDecl dcl = PrintAsC.output(ppStrm, dcl)
888 :     in
889 :     ppDecl (CL.D_Var([], CL.int32, RN.numStrands,
890 :     SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(IntInf.fromInt nStrands, CL.int32)))));
891 :     ppDecl (CL.D_Var([],
892 :     CL.T_Array(CL.T_Ptr(CL.T_Named RN.strandDescTy), SOME nStrands),
893 :     RN.strands,
894 :     SOME(CL.I_Array(genInits (0, strands)))))
895 :     end
896 : lamonts 1244
897 : lamonts 1264
898 :     fun genSrc (baseName, Prog{double,globals, topDecls, strands, initially,imgGlobals,numDims,...}) = let
899 :     val clFileName = OS.Path.joinBaseExt{base=baseName, ext=SOME "cl"}
900 :     val cFileName = OS.Path.joinBaseExt{base=baseName, ext=SOME "c"}
901 :     val clOutS = TextIO.openOut clFileName
902 :     val cOutS = TextIO.openOut cFileName
903 :     val clppStrm = PrintAsC.new clOutS
904 :     val cppStrm = PrintAsC.new cOutS
905 :     fun cppDecl dcl = PrintAsC.output(cppStrm, dcl)
906 :     fun clppDecl dcl = PrintAsC.output(clppStrm, dcl)
907 :     val strands = AtomTable.listItems strands
908 : lamonts 1271 val single_strand as Strand{name, tyName, code,init_code, ...}= hd(strands)
909 : lamonts 1264 in
910 :    
911 :     (* Generate the OpenCl file *)
912 :     List.app clppDecl (List.rev (!globals));
913 :     clppDecl (genGlobalStruct (!globals));
914 :     clppDecl (genStrandTyDef single_strand);
915 :     List.app clppDecl (!code);
916 :     clppDecl (genKernelFun (single_strand,!numDims,globals,imgGlobals));
917 :    
918 :    
919 :     (* Generate the Host file .c *)
920 :     cppDecl (CL.D_Verbatim([
921 :     if double
922 :     then "#define DIDEROT_DOUBLE_PRECISION"
923 :     else "#define DIDEROT_SINGLE_PRECISION",
924 :     "#include \"Diderot/diderot.h\"",
925 :     "#include <OpenCL/OpenCL.h>",
926 :     "#include <assert.h>"
927 :     ]));
928 :    
929 :     (* cppDecl (CL.D_Verbatim([ "#include <OpenCL/OpenCL.h>",
930 :     "#include Diderot/diderot.h"])); *)
931 :     List.app cppDecl (List.rev (!globals));
932 :     cppDecl (genGlobalStruct (!globals));
933 :     cppDecl (genStrandTyDef single_strand);
934 : lamonts 1271 cppDecl (!init_code);
935 :     cppDecl (genStrandInit(single_strand,!numDims));
936 :     cppDecl (genStrandPrint(single_strand,!numDims));
937 :     (* cppDecl (genKernelLoader());*)
938 : lamonts 1264 List.app cppDecl (List.rev (!topDecls));
939 : lamonts 1271 cppDecl (genHostSetupFunc (single_strand,clFileName,!numDims,initially,imgGlobals));
940 : lamonts 1244
941 : lamonts 1264 (*List.app (fn strand => List.app ppDecl (genStrand strand)) strands;
942 :     genStrandTable (ppStrm, strands);
943 :     ppDecl (!initially);*)
944 :    
945 :     PrintAsC.close cppStrm;
946 :     PrintAsC.close clppStrm;
947 :     TextIO.closeOut cOutS;
948 :     TextIO.closeOut clOutS
949 :     end
950 :    
951 : lamonts 1244 (* output the code to a file. The string is the basename of the file, the extension
952 :     * is provided by the target.
953 :     *)
954 : lamonts 1264 fun generate (basename, prog as Prog{double, parallel, debug, ...}) = let
955 :     fun condCons (true, x, xs) = x::xs
956 :     | condCons (false, _, xs) = xs
957 :     (* generate the C compiler flags *)
958 :     val cflags = ["-I" ^ Paths.diderotInclude, "-I" ^ Paths.teemInclude]
959 :     val cflags = condCons (parallel, #pthread Paths.cflags, cflags)
960 :     val cflags = if debug
961 :     then #debug Paths.cflags :: cflags
962 :     else #ndebug Paths.cflags :: cflags
963 :     val cflags = #base Paths.cflags :: cflags
964 :     (* generate the loader flags *)
965 :     val extraLibs = condCons (parallel, #pthread Paths.extraLibs, [])
966 :     val extraLibs = Paths.teemLinkFlags @ #base Paths.extraLibs :: extraLibs
967 : lamonts 1271 val extraLibs = #cl Paths.extraLibs :: extraLibs
968 : lamonts 1264 val rtLib = TargetUtil.runtimeName {
969 :     target = TargetUtil.TARGET_CL,
970 :     parallel = parallel, double = double, debug = debug
971 :     }
972 :     val ldOpts = rtLib :: extraLibs
973 :     in
974 : lamonts 1271 genSrc (basename, prog);
975 :     RunCC.compile (basename, cflags);
976 :     RunCC.link (basename, ldOpts)
977 : lamonts 1264 end
978 : lamonts 1271
979 : lamonts 1244
980 : lamonts 1264
981 : lamonts 1244 end
982 :     (* strands *)
983 :     structure Strand =
984 :     struct
985 : jhr 1261 fun define (Prog{strands, ...}, strandId) = let
986 :     val name = Atom.toString strandId
987 :     val strand = Strand{
988 :     name = name,
989 :     tyName = RN.strandTy name,
990 :     state = ref [],
991 :     output = ref NONE,
992 : lamonts 1271 code = ref [],
993 :     init_code = ref (CL.D_Comment(["no init code"]))
994 : jhr 1261 }
995 :     in
996 :     AtomTable.insert strands (strandId, strand);
997 :     strand
998 :     end
999 : lamonts 1244
1000 :     (* return the strand with the given name *)
1001 : jhr 1261 fun lookup (Prog{strands, ...}, strandId) = AtomTable.lookup strands strandId
1002 : lamonts 1244
1003 :     (* register the strand-state initialization code. The variables are the strand
1004 :     * parameters.
1005 :     *)
1006 : lamonts 1271 fun init (Strand{name, tyName, code,init_code, ...}, params, init) = let
1007 : jhr 1261 val fName = RN.strandInit name
1008 :     val params =
1009 :     CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "selfOut") ::
1010 :     List.map (fn (ToC.V(ty, x)) => CL.PARAM([], ty, x)) params
1011 :     val initFn = CL.D_Func([], CL.voidTy, fName, params, init)
1012 :     in
1013 : lamonts 1271 init_code := initFn
1014 : jhr 1261 end
1015 : lamonts 1244
1016 :     (* register a strand method *)
1017 : lamonts 1271 fun method (Strand{name, tyName, code,...}, methName, body) = let
1018 : jhr 1261 val fName = concat[name, "_", methName]
1019 :     val params = [
1020 :     CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "selfIn"),
1021 :     CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "selfOut")
1022 :     ]
1023 :     val methFn = CL.D_Func([], CL.int32, fName, params, body)
1024 :     in
1025 : lamonts 1271 code := methFn :: !code
1026 : jhr 1261 end
1027 :    
1028 :     fun output (Strand{output, ...}, ty, ToC.V(_, x)) = output := SOME(ty, x)
1029 : lamonts 1244
1030 :     end
1031 :    
1032 :     end
1033 :    
1034 :     structure CLBackEnd = CodeGenFn(CLTarget)

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