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

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revision 1261, Sat May 28 23:16:30 2011 UTC revision 1460, Sun Aug 7 20:31:00 2011 UTC
# Line 1  Line 1 
1  (* c-target.sml  (* cl-target.sml
2   *   *
3   * COPYRIGHT (c) 2011 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)   * COPYRIGHT (c) 2011 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4   * All rights reserved.   * All rights reserved.
# Line 12  Line 12 
12      structure Ty = IL.Ty      structure Ty = IL.Ty
13      structure CL = CLang      structure CL = CLang
14      structure RN = RuntimeNames      structure RN = RuntimeNames
15      structure ToC = TreeToCL      structure ToCL = TreeToCL
16        structure N = CNames
17    
18      type var = ToC.var    (* translate TreeIL types to shadow types *)
19        fun shadowTy ty = (case ty
20               of Ty.BoolTy => CL.T_Named "cl_bool"
21                | Ty.StringTy => raise Fail "unexpected string type"
22                | Ty.IVecTy 1 => CL.T_Named(RN.shadowIntTy ())
23                | Ty.IVecTy n => raise Fail "unexpected int vector type"
24                | Ty.TensorTy[] => CL.T_Named(RN.shadowRealTy ())
25                | Ty.TensorTy[n] => CL.T_Named(RN.shadowVecTy n)
26                | Ty.TensorTy[n, m] => CL.T_Named(RN.shadowMatTy(n,m))
27                | Ty.ImageTy(ImageInfo.ImgInfo{dim, ...}) => CL.T_Named(RN.shadowImageTy dim)
28                | _ => raise Fail(concat["TreeToC.trType(", Ty.toString ty, ")"])
29              (* end case *))
30    
31       (* translate TreeIL types to shadow types *)
32        fun convertToShadow (ty, name) = (case ty
33               of Ty.IVecTy 1 => CL.mkAssign(
34                    CL.mkSelect(CL.mkVar(RN.shadowGlaobalsName),name),
35                    CL.mkIndirect(CL.mkVar(RN.globalsVarName), name))
36                | Ty.TensorTy[n]=> CL.mkCall(RN.convertToShadowVec n, [
37                      CL.mkSelect(CL.mkVar(RN.shadowGlaobalsName),name),
38                      CL.mkIndirect(CL.mkVar(RN.globalsVarName), name)
39                    ])
40                | Ty.ImageTy(ImageInfo.ImgInfo{dim, ...}) => CL.mkCall(RN.shadowImageFunc dim, [
41                      CL.mkVar "context",
42                      CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkSelect(CL.mkVar(RN.shadowGlaobalsName),name)),
43                      CL.mkIndirect(CL.mkVar(RN.globalsVarName),name)
44                    ])
45                | Ty.TensorTy[n, m] => CL.mkCall(RN.convertToShadowMat(m,n), [
46                      CL.mkSelect(CL.mkVar(RN.shadowGlaobalsName),name),
47                      CL.mkIndirect(CL.mkVar(RN.globalsVarName), name)
48                    ])
49                | _ => CL.mkAssign(
50                    CL.mkSelect(CL.mkVar(RN.shadowGlaobalsName),name),
51                    CL.mkIndirect(CL.mkVar(RN.globalsVarName), name))
52              (* end case *))
53    
54      (* helper functions for specifying parameters in various address spaces *)
55        fun clParam (spc, ty, x) = CL.PARAM([spc], ty, x)
56        fun globalParam (ty, x) = CL.PARAM(["__global"], ty, x)
57        fun constantParam (ty, x) = CL.PARAM(["__constant"], ty, x)
58        fun localParam (ty, x) = CL.PARAM(["__local"], ty, x)
59        fun privateParam (ty, x) = CL.PARAM(["__private"], ty, x)
60    
61      (* OpenCL global pointer type *)
62        fun globalPtr ty = CL.T_Qual("__global", CL.T_Ptr ty)
63    
64      (* C variable translation *)
65        structure TrCVar =
66          struct
67            type env = CL.typed_var TreeIL.Var.Map.map
68            fun lookup (env, x) = (case V.Map.find (env, x)
69                   of SOME(CL.V(_, x')) => x'
70                    | NONE => raise Fail(concat["TrCVar.lookup(_, ", V.name x, ")"])
71                  (* end case *))
72          (* translate a variable that occurs in an l-value context (i.e., as the target of an assignment) *)
73            fun lvalueVar (env, x) = (case V.kind x
74                   of IL.VK_Global => CL.mkIndirect(CL.mkVar RN.globalsVarName, lookup(env, x))
75                    | IL.VK_State strand => CL.mkIndirect(CL.mkVar "selfOut", lookup(env, x))
76                    | IL.VK_Local => CL.mkVar(lookup(env, x))
77                  (* end case *))
78          (* translate a variable that occurs in an r-value context *)
79            fun rvalueVar (env, x) = (case V.kind x
80                   of IL.VK_Global => CL.mkIndirect(CL.mkVar RN.globalsVarName, lookup(env, x))
81                    | IL.VK_State strand => CL.mkIndirect(CL.mkVar "selfIn", lookup(env, x))
82                    | IL.VK_Local => CL.mkVar(lookup(env, x))
83                  (* end case *))
84          end
85    
86        structure ToC = TreeToCFn (TrCVar)
87    
88        type var = CL.typed_var
89      type exp = CL.exp      type exp = CL.exp
90      type stm = CL.stm      type stm = CL.stm
91    
92      (* OpenCL specific types *)
93        val clIntTy = CL.T_Named "cl_int"
94        val clProgramTy = CL.T_Named "cl_program"
95        val clKernelTy  = CL.T_Named "cl_kernel"
96        val clCmdQueueTy = CL.T_Named "cl_command_queue"
97        val clContextTy = CL.T_Named "cl_context"
98        val clDeviceIdTy = CL.T_Named "cl_device_id"
99        val clPlatformIdTy = CL.T_Named "cl_platform_id"
100        val clMemoryTy = CL.T_Named "cl_mem"
101        val globPtrTy = CL.T_Ptr(CL.T_Named RN.globalsTy)
102    
103      (* variable or field that is mirrored between host and GPU *)
104        type mirror_var = {
105    (* FIXME: perhaps it would be cleaner to just track the TreeIL type of the variable? *)
106                hostTy : CL.ty,             (* variable type on Host (i.e., C type) *)
107                shadowTy : CL.ty,           (* host-side shadow type of GPU type *)
108                gpuTy : CL.ty,              (* variable's type on GPU (i.e., OpenCL type) *)
109                hToS: stm,                  (* the statement that converts the variable to its *)
110                                            (* shadow representation *)
111                var : CL.var                (* variable name *)
112              }
113    
114      datatype strand = Strand of {      datatype strand = Strand of {
115          name : string,          name : string,
116          tyName : string,          tyName : string,
117          state : var list ref,          state : mirror_var list ref,
118          output : (Ty.ty * CL.var) option ref,   (* the strand's output variable (only one for now) *)          output : (Ty.ty * CL.var) option ref,   (* the strand's output variable (only one for now) *)
119          code : CL.decl list ref          code : CL.decl list ref,
120            init_code: CL.decl ref
121        }        }
122    
123      datatype program = Prog of {      datatype program = Prog of {
124            name : string,                  (* stem of source file *)
125          double : bool,                  (* true for double-precision support *)          double : bool,                  (* true for double-precision support *)
126          parallel : bool,                (* true for multithreaded (or multi-GPU) target *)          parallel : bool,                (* true for multithreaded (or multi-GPU) target *)
127          debug : bool,                   (* true for debug support in executable *)          debug : bool,                   (* true for debug support in executable *)
128          globals : CL.decl list ref,          globals : mirror_var list ref,
129          topDecls : CL.decl list ref,          topDecls : CL.decl list ref,
130          strands : strand AtomTable.hash_table,          strands : strand AtomTable.hash_table,
131          initially : CL.stm list ref,          initially :  CL.decl ref,
132          numDims: int ref,          numDims: int ref,               (* number of dimensions in initially iteration *)
133          imgGlobals: (string * int) list ref,          imgGlobals: (string * int) list ref,
134          oneDim: CL.exp ref,          prFn: CL.decl ref
         twoDim: CL.exp ref,  
         thirdDim: CL.exp ref  
135      }      }
136    
137      datatype env = ENV of {      datatype env = ENV of {
# Line 56  Line 149 
149        | GlobalScope        | GlobalScope
150        | InitiallyScope        | InitiallyScope
151        | StrandScope of TreeIL.var list  (* strand initialization *)        | StrandScope of TreeIL.var list  (* strand initialization *)
152        | MethodScope of TreeIL.var list  (* method body; vars are state variables *)        | MethodScope of MethodName.name * TreeIL.var list  (* method body; vars are state variables *)
153    
154    (* the supprted widths of vectors of reals on the target.  For the GNU vector extensions,    (* the supprted widths of vectors of reals on the target. *)
155     * the supported sizes are powers of two, but float2 is broken.  (* FIXME: for OpenCL 1.1, 3 is also valid *)
156     * NOTE: we should also consider the AVX vector hardware, which has 256-bit registers.      fun vectorWidths () = [2, 4, 8, 16]
    *)  
     fun vectorWidths () = if !RuntimeNames.doublePrecision  
           then [2, 4, 8]  
           else [4, 8]  
157    
158    (* tests for whether various expression forms can appear inline *)    (* tests for whether various expression forms can appear inline *)
159      fun inlineCons n = (n < 2)          (* vectors are inline, but not matrices *)      fun inlineCons n = (n < 2)          (* vectors are inline, but not matrices *)
# Line 74  Line 163 
163      structure Tr =      structure Tr =
164        struct        struct
165          fun fragment (ENV{info, vMap, scope}, blk) = let          fun fragment (ENV{info, vMap, scope}, blk) = let
166                val (vMap, stms) = ToC.trFragment (vMap, blk)                val (vMap, stms) = (case scope
167                         of GlobalScope => ToC.trFragment (vMap, blk)
168    (* NOTE: if we move strand initialization to the GPU, then we'll have to change the following code! *)
169                          | InitiallyScope => ToC.trFragment (vMap, blk)
170                          | _ => ToCL.trFragment (vMap, blk)
171                        (* end case *))
172                in                in
173                  (ENV{info=info, vMap=vMap, scope=scope}, stms)                  (ENV{info=info, vMap=vMap, scope=scope}, stms)
174                end                end
175          fun saveState cxt stateVars (env, args, stm) = (          fun block (ENV{vMap, scope, ...}, blk) = let
176                  fun saveState cxt stateVars trAssign (env, args, stm) = (
177                ListPair.foldrEq                ListPair.foldrEq
178                  (fn (x, e, stms) => ToC.trAssign(env, x, e)@stms)                        (fn (x, e, stms) => trAssign(env, x, e)@stms)
179                    [stm]                    [stm]
180                      (stateVars, args)                      (stateVars, args)
181                ) handle ListPair.UnequalLengths => (                ) handle ListPair.UnequalLengths => (
182                  print(concat["saveState ", cxt, ": length mismatch; ", Int.toString(List.length args), " args\n"]);                  print(concat["saveState ", cxt, ": length mismatch; ", Int.toString(List.length args), " args\n"]);
183                  raise Fail(concat["saveState ", cxt, ": length mismatch"]))                  raise Fail(concat["saveState ", cxt, ": length mismatch"]))
184          fun block (ENV{vMap, scope, ...}, blk) = (case scope                in
185                 of StrandScope stateVars => ToC.trBlock (vMap, saveState "StrandScope" stateVars, blk)                  case scope
186                  | MethodScope stateVars => ToC.trBlock (vMap, saveState "MethodScope" stateVars, blk)  (* NOTE: if we move strand initialization to the GPU, then we'll have to change the following code! *)
187                     of StrandScope stateVars =>
188                          ToC.trBlock (vMap, saveState "StrandScope" stateVars ToC.trAssign, blk)
189                      | MethodScope(name, stateVars) =>
190                          ToCL.trBlock (vMap, saveState "MethodScope" stateVars ToCL.trAssign, blk)
191                      | InitiallyScope => ToCL.trBlock (vMap, fn (_, _, stm) => [stm], blk)
192                  | _ => ToC.trBlock (vMap, fn (_, _, stm) => [stm], blk)                  | _ => ToC.trBlock (vMap, fn (_, _, stm) => [stm], blk)
193                (* end case *))                  (* end case *)
194          fun exp (ENV{vMap, ...}, e) = ToC.trExp(vMap, e)                end
195            fun exp (ENV{vMap, ...}, e) = ToCL.trExp(vMap, e)
196        end        end
197    
198    (* variables *)    (* variables *)
199      structure Var =      structure Var =
200        struct        struct
201          fun name (ToC.V(_, name)) = name          fun mirror (ty, name) = {
202                    hostTy = ToC.trType ty,
203                    shadowTy = shadowTy ty,
204                    gpuTy = ToCL.trType ty,
205                    hToS = convertToShadow(ty,name),
206                    var = name
207                  }
208            fun name (ToCL.V(_, name)) = name
209           fun global (Prog{globals,imgGlobals, ...}, name, ty) = let           fun global (Prog{globals,imgGlobals, ...}, name, ty) = let
210                val ty' = ToC.trType ty                val x = mirror (ty, name)
211                fun isImgGlobal (imgGlobals, Ty.ImageTy(ImageInfo.ImgInfo{dim, ...}), name) =  imgGlobals  := (name,dim):: !imgGlobals                fun isImgGlobal (Ty.ImageTy(ImageInfo.ImgInfo{dim, ...}), name) =
212                  | isImgGlobal (imgGlobals, _, _) =  ()                      imgGlobals  := (name,dim) :: !imgGlobals
213                in                  | isImgGlobal _ =  ()
214                  globals := CL.D_Var([], ty', name, NONE) :: !globals;                in
215                  isImgGlobal(imgGlobals,ty,name);                  globals := x :: !globals;
216               ToC.V(ty', name)                  isImgGlobal (ty, name);
217                    ToCL.V(#gpuTy x, name)
218                end                end
219          fun param x = ToC.V(ToC.trType(V.ty x), V.name x)          fun param x = ToCL.V(ToCL.trType(V.ty x), V.name x)
220          fun state (Strand{state, ...}, x) = let          fun state (Strand{state, ...}, x) = let
221                val ty' = ToC.trType(V.ty x)                val ty = V.ty x
222                val x' = ToC.V(ty', V.name x)                val x' = mirror (ty, V.name x)
223                in                in
224                  state := x' :: !state;                  state := x' :: !state;
225                  x'                  ToCL.V(#gpuTy x', #var x')
226                end                end
227        end        end
228    
# Line 131  Line 240 
240          val scopeGlobal = setScope GlobalScope          val scopeGlobal = setScope GlobalScope
241          val scopeInitially = setScope InitiallyScope          val scopeInitially = setScope InitiallyScope
242          fun scopeStrand (env, svars) = setScope (StrandScope svars) env          fun scopeStrand (env, svars) = setScope (StrandScope svars) env
243          fun scopeMethod (env, svars) = setScope (MethodScope svars) env          fun scopeMethod (env, name, svars) = setScope (MethodScope(name, svars)) env
244        (* bind a TreeIL varaiable to a target variable *)        (* bind a TreeIL varaiable to a target variable *)
245          fun bind (ENV{info, vMap, scope}, x, x') = ENV{          fun bind (ENV{info, vMap, scope}, x, x') = ENV{
246                  info = info,                  info = info,
# Line 143  Line 252 
252    (* programs *)    (* programs *)
253      structure Program =      structure Program =
254        struct        struct
255          fun new {double, parallel, debug} = (          fun new {name, double, parallel, debug} = (
256                RN.initTargetSpec double;                RN.initTargetSpec double;
257                  CNames.initTargetSpec double;
258                Prog{                Prog{
259                      name = name,
260                    double = double, parallel = parallel, debug = debug,                    double = double, parallel = parallel, debug = debug,
261                    globals = ref [                    globals = ref [],
                     CL.D_Verbatim[  
                         if double  
                           then "#define DIDEROT_DOUBLE_PRECISION"  
                           else "#define DIDEROT_SINGLE_PRECISION",  
                         "#include \"Diderot/opencl_types.h\""  
                       ]],  
262                    topDecls = ref [],                    topDecls = ref [],
263                    strands = AtomTable.mkTable (16, Fail "strand table"),                    strands = AtomTable.mkTable (16, Fail "strand table"),
264                    initially = ref([CL.S_Comment["missing initially"]]),                    initially = ref(CL.D_Comment["missing initially"]),
265                    numDims = ref(0),                    numDims = ref 0,
266                    imgGlobals = ref[],                    imgGlobals = ref[],
267                    oneDim = ref(CL.E_Str "did not initalize dim"),                    prFn = ref(CL.D_Comment(["No Print Function"]))
                   twoDim = ref(CL.E_Str "did not initalize dim"),  
                   thirdDim = ref(CL.E_Str "did not initalize dim")  
268                  })                  })
       (* register the global initialization part of a program *)  
         fun globalIndirects (globals,stms) = let  
                  fun getGlobals(CL.D_Var(_,_,globalVar,_)::rest) = CL.mkAssign(CL.mkIndirect(CL.E_Var RN.globalsVarName,globalVar),CL.E_Var globalVar)::getGlobals(rest)  
                    | getGlobals([]) = []  
                    | getGlobals(_::rest) = getGlobals(rest)  
                 in  
                         stms @ getGlobals(globals)  
                 end  
269    
270        (* register the code that is used to register command-line options for input variables *)        (* register the code that is used to register command-line options for input variables *)
271          fun inputs (Prog{topDecls, ...}, stm) = let          fun inputs (Prog{topDecls, ...}, stm) = let
# Line 182  Line 277 
277                  topDecls := inputsFn :: !topDecls                  topDecls := inputsFn :: !topDecls
278                end                end
279    
280          fun init (Prog{globals,topDecls,...}, CL.S_Block(init)) = let        (* register the global initialization part of a program *)
281                val params = [          fun init (Prog{topDecls, ...}, init) = let
282                            CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named RN.globalsTy), RN.globalsVarName)                val globalsDecl = CL.mkAssign(CL.E_Var RN.globalsVarName,
283                          ]                      CL.mkApply("malloc", [CL.mkSizeof(CL.T_Named RN.globalsTy)]))
284                val body = CL.S_Block(globalIndirects(!globals,init))                val initFn = CL.D_Func(
285                val initFn = CL.D_Func([], CL.voidTy, RN.initGlobals, params, body)                      [], CL.voidTy, RN.initGlobals, [],
286                in                      CL.mkBlock[
287                  topDecls := initFn :: !topDecls                          globalsDecl,
288                end                          CL.mkCall(RN.initGlobalsHelper, [CL.mkVar RN.globalsVarName])
289            | init (Prog{globals,topDecls,...}, init) = let                        ])
290                val params = [                val initHelperFn = CL.D_Func(
291                            CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named RN.globalsTy), RN.globalsVarName)                      [], CL.voidTy, RN.initGlobalsHelper,
292                          ]                      [CL.PARAM([], globPtrTy, RN.globalsVarName)],
293                val initFn = CL.D_Func([], CL.voidTy, RN.initGlobals, params, init)                      init)
294                  val shutdownFn = CL.D_Func(
295                        [], CL.voidTy, RN.shutdown,
296                        [CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named RN.worldTy), "wrld")],
297                        CL.S_Block[])
298                in                in
299                  topDecls := initFn :: !topDecls                  topDecls := shutdownFn :: initFn :: initHelperFn :: !topDecls
300                end                end
301    
302        (* create and register the initially function for a program *)        (* create and register the initially function for a program *)
303          fun initially {          fun initially {
304                prog = Prog{strands, initially,numDims,oneDim,twoDim,thirdDim,...},                prog = Prog{name=progName, strands, initially,numDims, ...},
305                isArray : bool,                isArray : bool,
306                iterPrefix : stm list,                iterPrefix : stm list,
307                iters : (var * exp * exp) list,                iters : (var * exp * exp) list,
# Line 212  Line 311 
311              } = let              } = let
312                val name = Atom.toString strand                val name = Atom.toString strand
313                val nDims = List.length iters                val nDims = List.length iters
314                  val worldTy = CL.T_Ptr(CL.T_Named N.worldTy)
315                fun mapi f xs = let                fun mapi f xs = let
316                      fun mapf (_, []) = []                      fun mapf (_, []) = []
317                        | mapf (i, x::xs) = f(i, x) :: mapf(i+1, xs)                        | mapf (i, x::xs) = f(i, x) :: mapf(i+1, xs)
# Line 220  Line 320 
320                      end                      end
321                val baseInit = mapi (fn (i, (_, e, _)) => (i, CL.I_Exp e)) iters                val baseInit = mapi (fn (i, (_, e, _)) => (i, CL.I_Exp e)) iters
322                val sizeInit = mapi                val sizeInit = mapi
323                      (fn (i, (ToC.V(ty, _), lo, hi)) =>                      (fn (i, (CL.V(ty, _), lo, hi)) =>
324                          (i, CL.I_Exp(CL.mkBinOp(CL.mkBinOp(hi, CL.#-, lo), CL.#+, CL.E_Int(1, ty))))                          (i, CL.I_Exp(CL.mkBinOp(CL.mkBinOp(hi, CL.#-, lo), CL.#+, CL.E_Int(1, ty))))
325                      ) iters                      ) iters
326                    val numStrandsVar = "numStrandsVar"              (* code to allocate the world and initial strands *)
327                val allocCode = iterPrefix @ [                val wrld = "wrld"
328                  val allocCode = [
329                        CL.mkComment["allocate initial block of strands"],                        CL.mkComment["allocate initial block of strands"],
330                        CL.mkDecl(CL.T_Array(CL.int32, SOME nDims), "base", SOME(CL.I_Array baseInit)),                        CL.mkDecl(CL.T_Array(CL.int32, SOME nDims), "base", SOME(CL.I_Array baseInit)),
331                        CL.mkDecl(CL.T_Array(CL.uint32, SOME nDims), "size", SOME(CL.I_Array sizeInit)),                        CL.mkDecl(CL.T_Array(CL.uint32, SOME nDims), "size", SOME(CL.I_Array sizeInit)),
332                        CL.mkDecl(CL.int32,"numDims",SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(IntInf.fromInt nDims, CL.int32))))                        CL.mkDecl(worldTy, wrld,
333                            SOME(CL.I_Exp(CL.E_Apply(N.allocInitially, [
334                                CL.mkVar "ProgramName",
335                                CL.mkUnOp(CL.%&, CL.E_Var(N.strandDesc name)),
336                                CL.E_Bool isArray,
337                                CL.E_Int(IntInf.fromInt nDims, CL.int32),
338                                CL.E_Var "base",
339                                CL.E_Var "size"
340                              ]))))
341                            ]                            ]
342                (* create the loop nest for the initially iterations *)
343              fun mkLoopNest ([],_,_,_,_) = ()                val indexVar = "ix"
344            | mkLoopNest ((ToC.V(ty, param), lo, hi)::iters, oneDim,twoDim,thirdDim, 3) =                val strandTy = CL.T_Ptr(CL.T_Named(N.strandTy name))
345                                  (oneDim := hi; mkLoopNest (iters,oneDim,twoDim,thirdDim, 2))                fun mkLoopNest [] = CL.mkBlock(createPrefix @ [
346            | mkLoopNest ((ToC.V(ty, param), lo, hi)::iters, oneDim,twoDim,thirdDim, 2) =                        CL.mkDecl(strandTy, "sp",
347                                  (twoDim := hi; mkLoopNest (iters,oneDim,twoDim,thirdDim, 1))                          SOME(CL.I_Exp(
348            | mkLoopNest ((ToC.V(ty, param), lo, hi)::iters, oneDim,twoDim,thirdDim, 1) =                            CL.E_Cast(strandTy,
349                                   (thirdDim := hi; mkLoopNest (iters,oneDim,twoDim,thirdDim, 0))                            CL.E_Apply(N.inState, [CL.E_Var "wrld", CL.mkBinOp(CL.mkVar indexVar, CL.#*, CL.mkSizeof(CL.T_Named (N.strandDesc name)))]))))),
350            | mkLoopNest ((ToC.V(ty, param), lo, hi)::iters,_,_,_,_) = ()                        CL.mkCall(N.strandInit name, CL.E_Var "sp" :: args),
351                          CL.mkAssign(CL.E_Var indexVar, CL.mkBinOp(CL.E_Var indexVar, CL.#+, CL.E_Int(1, CL.uint32)))
352                        ])
353                    | mkLoopNest ((CL.V(ty, param), lo, hi)::iters) = let
354                    val numStrandsLoopBody = CL.mkExpStm(CL.mkAssignOp(CL.E_Var numStrandsVar, CL.*=,CL.mkSubscript(CL.E_Var "size",CL.E_Var "i")))                      val body = mkLoopNest iters
355                        in
356                          CL.mkFor(
357                    val numStrandsLoop =  CL.mkFor([(CL.intTy, "i", CL.E_Int(0,CL.intTy))],                          [(ty, param, lo)],
358                                                                                     CL.mkBinOp(CL.E_Var "i", CL.#<, CL.E_Var "numDims"),                          CL.mkBinOp(CL.E_Var param, CL.#<=, hi),
359                                                                                     [CL.mkPostOp(CL.E_Var "i", CL.^++)], numStrandsLoopBody)                          [CL.mkPostOp(CL.E_Var param, CL.^++)],
360                            body)
361                        end
362                  val iterCode = [
363                          CL.mkComment["initially"],
364                          CL.mkDecl(CL.uint32, indexVar, SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(0, CL.uint32)))),
365                          mkLoopNest iters
366                        ]
367                  val body = CL.mkBlock(
368                        iterPrefix @
369                        allocCode @
370                        iterCode @
371                        [CL.mkReturn(SOME(CL.E_Var "wrld"))])
372                  val initFn = CL.D_Func([], worldTy, N.initially, [], body)
373                in                in
374                    numDims := nDims;                    numDims := nDims;
375                    initially := allocCode @ [numStrandsLoop];                  initially := initFn
                   mkLoopNest (iters,oneDim, twoDim, thirdDim, nDims)  
   
376                end                end
377    
378    
379        (***** OUTPUT *****)        (***** OUTPUT *****)
380      fun genStrand (Strand{name, tyName, state, output, code}) = let  (* FIXME: I think that the iteration and test for stable strands can be moved into the runtime, which
381     * will make the print function compatible with the C target version.
382     *)
383            fun genStrandPrint (Strand{name, tyName, state, output, code, ...}) = let
384              (* the print function *)              (* the print function *)
385                val prFnName = concat[name, "_print"]                val prFnName = concat[name, "_print"]
386                val prFn = let                val prFn = let
# Line 267  Line 391 
391                      val SOME(ty, x) = !output                      val SOME(ty, x) = !output
392                      val outState = CL.mkIndirect(CL.mkVar "self", x)                      val outState = CL.mkIndirect(CL.mkVar "self", x)
393                      val prArgs = (case ty                      val prArgs = (case ty
394                             of Ty.IVecTy 1 => [CL.E_Str(!RN.gIntFormat ^ "\n"), outState]                             of Ty.IVecTy 1 => [CL.E_Str(!N.gIntFormat ^ "\n"), outState]
395                              | Ty.IVecTy d => let                              | Ty.IVecTy d => let
396                                  val fmt = CL.E_Str(                                  val fmt = CL.E_Str(
397                                        String.concatWith " " (List.tabulate(d, fn _ => !RN.gIntFormat))                                        String.concatWith " " (List.tabulate(d, fn _ => !N.gIntFormat))
398                                        ^ "\n")                                        ^ "\n")
399                                  val args = List.tabulate (d, fn i => ToC.ivecIndex(outState, d, i))                                  val args = List.tabulate (d, fn i => ToC.ivecIndex(outState, d, i))
400                                  in                                  in
# Line 292  Line 416 
416                          CL.mkCall("fprintf", CL.mkVar "outS" :: prArgs))                          CL.mkCall("fprintf", CL.mkVar "outS" :: prArgs))
417                      end                      end
418                in                in
419                                   List.rev (prFn :: !code)                  prFn
420                end                end
421          fun genStrandTyDef (Strand{tyName, state,...}) =  
422            fun genStrandTyDef (targetTy, Strand{state,...},tyName) =
423              (* the type declaration for the strand's state struct *)              (* the type declaration for the strand's state struct *)
424                CL.D_StructDef(                CL.D_StructDef(
425                        List.rev (List.map (fn ToC.V(ty, x) => (ty, x)) (!state)),                  List.rev (List.map (fn x => (targetTy x, #var x)) (!state)),
426                        tyName)                        tyName)
427    
428    
429          (* generates the load kernel function *)           fun genStrandCopy(Strand{tyName,name,state,...}) = let
430  (* FIXME: this code might be part of the runtime system *)                val params = [
431          fun genKernelLoader() =                        CL.PARAM([""], CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "selfIn"),
432                  CL.D_Verbatim ( ["/* Loads the Kernel from a file */",                        CL.PARAM([""], CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "selfOut")
433                                                  "char * loadKernel (const char * filename) {",                    ]
434                                                  "struct stat statbuf;",                  val assignStms = List.rev(List.map(fn x => CL.mkAssign(CL.mkIndirect(CL.E_Var "selfOut", #var x),
435                                                  "FILE *fh;",                                                                                                         CL.mkIndirect(CL.E_Var "selfIn", #var x))) (!state))
436                                                  "char *source;",                   in
437                                                  "fh = fopen(filename, \"r\");",                          CL.D_Func([""], CL.voidTy, RN.strandCopy name, params,CL.mkBlock(assignStms))
438                                                  "if (fh == 0)",                   end
                                                 "   return 0;",  
                                                 "stat(filename, &statbuf);",  
                                                 "source = (char *) malloc(statbuf.st_size + 1);",  
                                                 "fread(source, statbuf.st_size, 1, fh);",  
                                                 "fread(source, statbuf.st_size, 1, fh);",  
                                                 "return source;",  
                                                 "}"])  
         (* generates the opencl buffers for the image data *)  
         fun getGlobalDataBuffers(globals,count,contextVar,errVar) = let  
         val globalBufferDecl =  CL.mkDecl(CL.clMemoryTy,concat[RN.globalsVarName,"_cl"],NONE)  
         val globalBuffer = CL.mkAssign(CL.E_Var(concat[RN.globalsVarName,"_cl"]), CL.mkApply("clCreateBuffer",  
                                                                 [CL.E_Var contextVar,  
                                                                 CL.E_Var "CL_MEM_READ_WRITE | CL_MEM_ALLOC_HOST_PTR | CL_MEM_COPY_HOST_PTR",  
                                                                 CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var RN.globalsTy]),  
                                                                 CL.E_Var RN.globalsVarName,  
                                                                 CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)]))  
439    
440          (* generates the opencl buffers for the image data *)
441            fun getGlobalDataBuffers (globals, imgGlobals, contextVar, errVar) = let
442                  val globalBuffErr = "error creating OpenCL global buffer\n"
443                  fun errorFn msg = CL.mkIfThen(CL.mkBinOp(CL.E_Var errVar, CL.#!=, CL.E_Var "CL_SUCCESS"),
444                        CL.mkBlock([CL.mkCall("fprintf",[CL.E_Var "stderr", CL.E_Str msg]),
445                        CL.mkCall("exit",[CL.mkInt 1])]))
446                  val shadowTypeDecl =
447                        CL.mkDecl(CL.T_Named(RN.shadowGlobalsTy), RN.shadowGlaobalsName, NONE)
448                  val globalToShadowStms = List.map (fn (x:mirror_var) => #hToS x ) globals
449                  val globalBufferDecl = CL.mkDecl(clMemoryTy,concat[RN.globalsVarName,"_cl"],NONE)
450                  val globalBuffer = CL.mkAssign(CL.mkVar(concat[RN.globalsVarName,"_cl"]),
451                        CL.mkApply("clCreateBuffer", [
452                            CL.mkVar contextVar,
453                            CL.mkBinOp(CL.mkVar "CL_MEM_READ_ONLY", CL.#|, CL.mkVar "CL_MEM_COPY_HOST_PTR"),
454                            CL.mkSizeof(CL.T_Named RN.shadowGlobalsTy),
455                            CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkVar RN.shadowGlaobalsName),
456                            CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkVar errVar)
457                          ]))
458          fun genDataBuffers([],_,_,_) = []          fun genDataBuffers([],_,_,_) = []
459            | genDataBuffers((var,nDims)::globals,count,contextVar,errVar) = let                  | genDataBuffers ((var,nDims)::globals, contextVar, errVar,errFn) = let
460  (* FIXME: use CL constructors to  build expressions (not strings) *)                      val hostVar = CL.mkIndirect(CL.mkVar RN.globalsVarName, var)
461                     val size = if nDims = 1 then                      val size = CL.mkIndirect(hostVar, "dataSzb")
462                                          CL.mkBinOp(CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "float"]), CL.#*,                      in
463                                           CL.mkIndirect(CL.E_Var var, "size[0]"))                        CL.mkDecl(clMemoryTy, RN.addBufferSuffixData var ,NONE) ::
464                                          else if nDims = 2 then                        CL.mkAssign(CL.mkVar(RN.addBufferSuffixData var),
465                                          CL.mkBinOp(CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "float"]), CL.#*,                          CL.mkApply("clCreateBuffer", [
466                                            CL.mkIndirect(CL.E_Var var, concat["size[0]", " * ", var, "->size[1]"]))                              CL.mkVar contextVar,
467                                          else                              CL.mkVar "CL_MEM_READ_ONLY | CL_MEM_COPY_HOST_PTR",
                                          CL.mkBinOp(CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "float"]), CL.#*,  
                                           CL.mkIndirect(CL.E_Var var,concat["size[0]", " * ", var, "->size[1] * ", var, "->size[2]"]))  
   
                  in  
                    CL.mkDecl(CL.clMemoryTy,RN.addBufferSuffix var ,NONE)::  
                    CL.mkDecl(CL.clMemoryTy,RN.addBufferSuffixData var ,NONE)::  
                    CL.mkAssign(CL.E_Var(RN.addBufferSuffix var), CL.mkApply("clCreateBuffer",  
                                                                 [CL.E_Var contextVar,  
                                                                 CL.E_Var "CL_MEM_READ_WRITE | CL_MEM_ALLOC_HOST_PTR | CL_MEM_COPY_HOST_PTR",  
                                                                 CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var (RN.imageTy nDims)]),  
                                                                 CL.E_Var var,  
                                                                 CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)])) ::  
                         CL.mkAssign(CL.E_Var(RN.addBufferSuffixData var), CL.mkApply("clCreateBuffer",  
                                                                 [CL.E_Var contextVar,  
                                                                 CL.E_Var "CL_MEM_READ_WRITE | CL_MEM_ALLOC_HOST_PTR | CL_MEM_COPY_HOST_PTR",  
468                                                                  size,                                                                  size,
469                                                                  CL.mkIndirect(CL.E_Var var,"data"),                              CL.mkIndirect(hostVar, "data"),
470                                                                  CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)])):: genDataBuffers(globals,count + 2,contextVar,errVar)                              CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkVar errVar)
471                              ])) ::
472                            errFn(concat["error in creating ",RN.addBufferSuffixData var, " global buffer\n"]) ::
473                            genDataBuffers(globals,contextVar,errVar,errFn)
474                  end                  end
475          in          in
476                  [globalBufferDecl] @ [globalBuffer] @ genDataBuffers(globals,count + 2,contextVar,errVar)                  [shadowTypeDecl] @ globalToShadowStms
477                    @ [globalBufferDecl, globalBuffer,errorFn(globalBuffErr)]
478                    @ genDataBuffers(imgGlobals,contextVar,errVar,errorFn)
479          end          end
480    
481          (* generates the kernel arguments for the image data *)          (* generates the kernel arguments for the image data *)
482          fun genGlobalArguments(globals,count,kernelVar,errVar) = let          fun genGlobalArguments(globals,count,kernelVar,errVar) = let
483          val globalArgument = CL.mkAssign(CL.E_Var errVar,CL.mkApply("clSetKernelArg",                val globalArgErr = "error creating OpenCL global argument\n"
484                                                                  [CL.E_Var kernelVar,                fun errorFn msg = CL.mkIfThen(CL.mkBinOp(CL.E_Var errVar, CL.#!=, CL.E_Var "CL_SUCCESS"),
485                                                                   CL.E_Int(count,CL.intTy),                      CL.mkBlock([CL.mkCall("fprintf",[CL.E_Var "stderr", CL.E_Str msg]),
486                                                                   CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "cl_mem"]),                      CL.mkCall("exit",[CL.mkInt 1])]))
487                                                                   CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var(concat[RN.globalsVarName,"_cl"]))]))                val globalArgument = CL.mkExpStm(CL.mkAssignOp(CL.mkVar errVar,CL.&=,
488                        CL.mkApply("clSetKernelArg",
489          fun genDataArguments([],_,_,_) = []                        [CL.mkVar kernelVar,
490            | genDataArguments((var,nDims)::globals,count,kernelVar,errVar) =                         CL.mkPostOp(CL.E_Var count, CL.^++),
491                           CL.mkApply("sizeof",[CL.mkVar "cl_mem"]),
492                  CL.mkAssign(CL.E_Var errVar,CL.mkApply("clSetKernelArg",                         CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkVar(concat[RN.globalsVarName,"_cl"]))])))
493                                                                  [CL.E_Var kernelVar,                fun genDataArguments ([],_,_,_,_) = []
494                                                                   CL.E_Int(count,CL.intTy),                  | genDataArguments ((var,nDims)::globals,count,kernelVar,errVar,errFn) =
495                                                                   CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "cl_mem"]),                      CL.mkExpStm(CL.mkAssignOp(CL.mkVar errVar,CL.$=,
496                                                                   CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var(concat[var,"_cl"]))]))::                        CL.mkApply("clSetKernelArg",
497                            [CL.mkVar kernelVar,
498                          CL.mkAssign(CL.E_Var errVar,CL.mkApply("clSetKernelArg",                           CL.mkPostOp(CL.E_Var count, CL.^++),
499                                                                  [CL.E_Var kernelVar,                           CL.mkApply("sizeof",[CL.mkVar "cl_mem"]),
500                                                                   CL.E_Int((count + 1),CL.intTy),                           CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkVar(RN.addBufferSuffixData var))]))) ::
501                                                                   CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "cl_mem"]),                           errFn(concat["error in creating ",RN.addBufferSuffixData var, " argument\n"]) ::
502                                                                   CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var(concat[var,"_cl", IntegerLit.toString (count + 1)]))])):: genDataArguments (globals, count + 2,kernelVar,errVar)                      genDataArguments (globals,count,kernelVar,errVar,errFn)
503                  in
504          in                  globalArgument :: errorFn globalArgErr ::
505                      genDataArguments(globals, count, kernelVar, errVar,errorFn)
506                  [globalArgument] @ genDataArguments(globals,count + 1,kernelVar,errVar)                end
507    
508          end        (* generates the globals buffers and arguments function *)
509          (* generates the main function of host code *)          fun genGlobalBuffersArgs (globals,imgGlobals) = let
510          fun genHostMain() = let              (* Delcare opencl setup objects *)
                 val setupCall = [CL.mkCall(RN.setupFName,[CL.E_Var RN.globalsVarName])]  
                 val globalsDecl = CL.mkDecl(CL.T_Ptr(CL.T_Named RN.globalsTy), RN.globalsVarName,SOME(CL.I_Exp(CL.mkApply("malloc",  
                                                                         [CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var RN.globalsTy])]))))  
                 val initGlobalsCall = CL.mkCall(RN.initGlobals,[CL.E_Var RN.globalsVarName])  
                 val returnStm = [CL.mkReturn(SOME(CL.E_Int(0,CL.intTy)))]  
                 val params = [  
                          CL.PARAM([],CL.intTy, "argc"),  
                          CL.PARAM([],CL.charArrayPtr,"argv")  
                          ]  
                 val body = CL.mkBlock([globalsDecl] @ [initGlobalsCall]  @ setupCall @ returnStm)  
                 in  
                   CL.D_Func([],CL.intTy,"main",params,body)  
                 end  
         (* generates the host-side setup function *)  
         fun genHostSetupFunc(strand as Strand{name,tyName,...}, filename, nDims, initially, imgGlobals, oneDim, twoDim, thirdDim) = let  
               (* Declare opencl setup objects *)  
                 val programVar= "program"  
                 val kernelVar = "kernel"  
                 val cmdVar = "queue"  
                 val inStateVar = "selfin"  
                 val outStateVar = "selfout"  
                 val stateSizeVar= "state_mem_size"  
                 val clInstateVar = "clSelfIn"  
                 val clOutStateVar = "clSelfOut"  
                 val clGlobals = "clGlobals"  
                 val sourcesVar = "sources"  
                 val contextVar = "context"  
511                  val errVar = "err"                  val errVar = "err"
512                  val imgDataSizeVar = "image_dataSize"                  val imgDataSizeVar = "image_dataSize"
                 val globalVar = "global_work_size"  
                 val localVar = "local_work_size"  
                 val clFNVar = "filename"  
                 val numStrandsVar = "numStrandsVar"  
                 val headerFNVar = "header"  
                 val deviceVar = "device"  
                 val platformsVar = "platforms"  
                 val numPlatformsVar = "num_platforms"  
                 val numDevicesVar = "num_devices"  
                 val assertStm = CL.mkCall("assert",[CL.mkBinOp(CL.E_Var errVar, CL.#==, CL.E_Var "CL_SUCCESS")])  
513                  val params = [                  val params = [
514                           CL.PARAM([],CL.T_Ptr(CL.T_Named RN.globalsTy), RN.globalsVarName)                        CL.PARAM([],CL.T_Named("cl_context"), "context"),
515                          CL.PARAM([],CL.T_Named("cl_kernel"), "kernel"),
516                          CL.PARAM([],CL.T_Named("cl_command_queue"), "cmdQ"),
517                          CL.PARAM([],CL.T_Named("int"), "argStart")
518                           ]                           ]
519                  val declarations = [CL.mkDecl(CL.clProgramTy, programVar, NONE),                val clGlobalBuffers = getGlobalDataBuffers(globals,!imgGlobals, "context", errVar)
520                            CL.mkDecl(CL.clKernelTy, kernelVar, NONE),                val clGlobalArguments = genGlobalArguments(!imgGlobals, "argStart", "kernel", errVar)
521                            CL.mkDecl(CL.clCmdQueueTy, cmdVar, NONE),              (* Body put all the statments together *)
522                            CL.mkDecl(CL.clContextTy, contextVar, NONE),                val body = CL.mkDecl(clIntTy, errVar, SOME(CL.I_Exp(CL.mkInt 0)))
523                            CL.mkDecl(CL.intTy, errVar, NONE),                      :: clGlobalBuffers @ clGlobalArguments
524                            CL.mkDecl(CL.intTy, numStrandsVar, NONE),                in
525                            CL.mkDecl(CL.intTy, numPlatformsVar, NONE),                  CL.D_Func([],CL.voidTy,RN.globalsSetupName,params,CL.mkBlock(body))
526                            CL.mkDecl(CL.intTy, stateSizeVar, NONE),                end
                           CL.mkDecl(CL.intTy, imgDataSizeVar, NONE),  
                           CL.mkDecl(CL.clDeviceIdTy, deviceVar, NONE),  
                           CL.mkDecl(CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), inStateVar,NONE),  
                           CL.mkDecl(CL.clMemoryTy,clInstateVar,NONE),  
                           CL.mkDecl(CL.clMemoryTy,clOutStateVar,NONE),  
                           CL.mkDecl(CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), outStateVar,NONE),  
                           CL.mkDecl(CL.charPtr, clFNVar,SOME(CL.I_Exp(CL.E_Str filename))),  
                           CL.mkDecl(CL.charPtr, headerFNVar,SOME(CL.I_Exp(CL.E_Str "Diderot/opencl_types.h"))),  
                           CL.mkDecl(CL.T_Array(CL.charPtr,SOME(2)),sourcesVar,NONE),  
                           CL.mkDecl(CL.T_Array(CL.T_Named "size_t",SOME(nDims)),globalVar,NONE),  
                           CL.mkDecl(CL.T_Array(CL.T_Named "size_t",SOME(nDims)),localVar,NONE),  
                           CL.mkDecl(CL.intTy,numDevicesVar,SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(~1,CL.intTy)))),  
                           CL.mkDecl(CL.T_Array(CL.clDeviceIdTy, SOME(1)), platformsVar, NONE),  
                           CL.mkDecl(CL.intTy,"num_platforms",SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(~1,CL.intTy))))]  
   
                 (* Retrieve the platforms *)  
                 val platformStm = [CL.mkAssign(CL.E_Var errVar, CL.mkApply("clGetPlatformIDs",  
                                                   [CL.E_Int(10,CL.intTy),  
                                                    CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var platformsVar),  
                                                    CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var numDevicesVar)])),  
                                                    assertStm]  
   
                 val devicesStm = [CL.mkAssign(CL.E_Var errVar, CL.mkApply("clGetDeviceIDs",  
                                                   [CL.mkSubscript(CL.E_Var platformsVar,CL.E_Int(0,CL.intTy)),  
                                                    CL.E_Var "CL_DEVICE_TYPE_GPU",  
                                                    CL.E_Int(1,CL.intTy),  
                                                    CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var deviceVar),  
                                                    CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var numDevicesVar)])),  
                                                    assertStm]  
   
                 (* Create Context *)  
                 val contextStm = [CL.mkAssign(CL.E_Var contextVar, CL.mkApply("clCreateContext",  
                                                   [CL.E_Int(0,CL.intTy),  
                                                   CL.E_Int(1,CL.intTy),  
                                                   CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var deviceVar),  
                                                   CL.E_Var "NULL",  
                                                   CL.E_Var "NULL",  
                                                   CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)])),  
                                                   assertStm]  
   
                 (* Create Command Queue *)  
                 val commandStm = [CL.mkAssign(CL.E_Var cmdVar, CL.mkApply("clCreateCommandQueue",  
                                                   [CL.E_Var contextVar,  
                                                   CL.E_Var deviceVar,  
                                                   CL.E_Int(0,CL.intTy),  
                                                   CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)])),  
                                                   assertStm]  
   
                 (* Create Memory Buffers for Strand States and Globals *)  
                 val strandSize = CL.mkAssign(CL.E_Var stateSizeVar,CL.mkBinOp(CL.mkApply("sizeof",  
                                                                         [CL.E_Var tyName]), CL.#*,CL.E_Var numStrandsVar))  
                 val strandObjects = [CL.mkAssign(CL.E_Var inStateVar, CL.mkApply("malloc",  
                                                                                 [CL.E_Var stateSizeVar])),  
                                                         CL.mkAssign(CL.E_Var outStateVar, CL.mkApply("malloc",  
                                                                                 [CL.E_Var stateSizeVar]))]  
   
                 val clStrandObjects = [CL.mkAssign(CL.E_Var clInstateVar, CL.mkApply("clCreateBuffer",  
                                                                 [CL.E_Var contextVar,  
                                                                 CL.E_Var "CL_MEM_READ_WRITE",  
                                                                 CL.E_Var stateSizeVar,  
                                                                 CL.E_Var "NULL",  
                                                                 CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)])),  
                                                          CL.mkAssign(CL.E_Var clOutStateVar, CL.mkApply("clCreateBuffer",  
                                                                 [CL.E_Var contextVar,  
                                                                 CL.E_Var "CL_MEM_READ_WRITE",  
                                                                 CL.E_Var stateSizeVar,  
                                                                 CL.E_Var "NULL",  
                                                                 CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var errVar)]))]  
   
             val clGlobalBuffers = getGlobalDataBuffers(!imgGlobals,3,contextVar,errVar)  
   
   
                 (* Load the Kernel and Header Files *)  
                 val sourceStms = [CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var sourcesVar,CL.E_Int(0,CL.intTy)),  
                                                                           CL.mkApply(RN.clLoaderFN, [CL.E_Var clFNVar])),  
                                                   CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var sourcesVar,CL.E_Int(1,CL.intTy)),  
                                                                           CL.mkApply(RN.clLoaderFN, [CL.E_Var headerFNVar]))]  
   
                 (* Created Enqueue Statements *)  
 (* FIXME: simplify this code by function abstraction *)  
                 val enqueueStm = if nDims = 1  
                         then [CL.mkAssign(CL.E_Var errVar,  
                                                           CL.mkApply("clEnqueueNDRangeKernel",  
                                                                                                 [CL.E_Var cmdVar,  
                                                                                                  CL.E_Var kernelVar,  
                                                                                                  CL.E_Int(1,CL.intTy),  
                                                                                                  CL.E_Var "NULL",  
                                                                                                  CL.E_Var globalVar,  
                                                                                                  CL.E_Var localVar,  
                                                                                                  CL.E_Int(0,CL.intTy),  
                                                                                                  CL.E_Var "NULL",  
                                                                                                  CL.E_Var "NULL"])),CL.mkCall("clFinish",[CL.E_Var cmdVar])]  
                         else if nDims = 2  then  
                          [CL.mkAssign(CL.E_Var errVar,  
                                                         CL.mkApply("clEnqueueNDRangeKernel",  
                                                                                                 [CL.E_Var cmdVar,  
                                                                                                  CL.E_Var kernelVar,  
                                                                                                  CL.E_Int(2,CL.intTy),  
                                                                                                  CL.E_Var "NULL",  
                                                                                                  CL.E_Var globalVar,  
                                                                                                  CL.E_Var localVar,  
                                                                                                  CL.E_Int(0,CL.intTy),  
                                                                                                  CL.E_Var "NULL",  
                                                                                                  CL.E_Var "NULL"])),CL.mkCall("clFinish",[CL.E_Var cmdVar])]  
                         else  
                           [CL.mkAssign(CL.E_Var errVar,  
                                                         CL.mkApply("clEnqueueNDRangeKernel",  
                                                                                                 [CL.E_Var cmdVar,  
                                                                                                  CL.E_Var kernelVar,  
                                                                                                  CL.E_Int(3,CL.intTy),  
                                                                                                  CL.E_Var "NULL",  
                                                                                                  CL.E_Var globalVar,  
                                                                                                  CL.E_Var localVar,  
                                                                                                  CL.E_Int(0,CL.intTy),  
                                                                                                  CL.E_Var "NULL",  
                                                                                                  CL.E_Var "NULL"])),CL.mkCall("clFinish",[CL.E_Var cmdVar])]  
   
             (* Setup up selfOut variable *)  
               val selfOutStm = CL.mkAssign(CL.E_Var outStateVar, CL.mkApply("malloc", [CL.mkBinOp(CL.E_Var numStrandsVar,  
                                                                         CL.#*, CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var tyName]))]))  
             (* Setup Global and Local variables *)  
               val globalAndlocalStms = if nDims = 1  
                     then [CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var globalVar, CL.E_Int(0,CL.intTy)),  
                                                                    CL.mkSubscript(CL.E_Var "size", CL.E_Int(0,CL.intTy))),  
                          CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var localVar, CL.E_Int(0,CL.intTy)),  
                                                                   CL.E_Var "16")]  
527    
528          (* generate the data and global parameters *)
529            fun genKeneralGlobalParams ((name,tyname)::rest) =
530                  globalParam (CL.T_Ptr(CL.voidTy), RN.addBufferSuffixData name) ::
531                  genKeneralGlobalParams rest
532              | genKeneralGlobalParams [] = []
533    
534                     else if nDims = 2 then        (* generate the main kernel function for the .cl file *)
535                          [CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var globalVar, CL.E_Int(0,CL.intTy)),          fun genKernelFun (strand, nDims, globals, imgGlobals) = let
536                                                                     CL.mkSubscript(CL.E_Var "size", CL.E_Int(0,CL.intTy))),                val Strand{name, tyName, state, output, code,...} = strand
537                          CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var globalVar, CL.E_Int(1,CL.intTy)),                val fName = RN.kernelFuncName;
538                                                                     CL.mkSubscript(CL.E_Var "sizes", CL.E_Int(1,CL.intTy))),                val inState = "selfIn"
539                          CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var localVar, CL.E_Int(0,CL.intTy)),                val outState = "selfOut"
540                                                                    CL.E_Var "16"),                val tempVar = "tmp"
                         CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var localVar, CL.E_Int(1,CL.intTy)),  
                                                                   CL.E_Var "16")]  
541    
542                  val (workerOffset,localOffset) = if nDims = 1 then
543                            ( CL.mkApply(RN.getGroupId,[CL.mkInt 0]), CL.mkApply(RN.getLocalThreadId,[CL.mkInt 0]) )
544                           else if nDims = 2 then
545                         (CL.mkBinOp(CL.mkBinOp(CL.mkApply(RN.getGroupId,[CL.mkInt 0]),CL.#*, CL.mkApply(RN.getNumGroups,[CL.mkInt 1])),CL.#+,CL.mkApply(RN.getGroupId,[CL.mkInt 1])),
546                                CL.mkBinOp(CL.mkBinOp(CL.mkApply(RN.getLocalThreadId,[CL.mkInt 0]),CL.#*, CL.mkApply(RN.getLocalSize,[CL.mkInt 1])),CL.#+,CL.mkApply(RN.getLocalThreadId,[CL.mkInt 1])))
547                     else                     else
548                          [CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var globalVar, CL.E_Int(0,CL.intTy)),                            ( CL.mkBinOp(CL.mkBinOp(CL.mkBinOp(
549                                                                     CL.mkSubscript(CL.E_Var "size", CL.E_Int(0,CL.intTy))),                              CL.mkBinOp(CL.mkApply(RN.getGroupId,[CL.mkInt 0]), CL.#*, CL.mkApply(RN.getNumGroups,[CL.mkInt 1])),CL.#*, CL.mkApply(RN.getLocalSize,[CL.mkInt 2])), CL.#+,
550                          CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var globalVar, CL.E_Int(1,CL.intTy)),                              CL.mkBinOp(CL.mkApply(RN.getGroupId,[CL.mkInt 1]),CL.#*,CL.mkApply(RN.getLocalSize,[CL.mkInt 1]))),CL.#+,CL.mkApply(RN.getGroupId,[CL.mkInt 2])),
551                                                                     CL.mkSubscript(CL.E_Var "size", CL.E_Int(1,CL.intTy))),                             CL.mkBinOp(CL.mkBinOp(CL.mkBinOp(
552                          CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var globalVar, CL.E_Int(2,CL.intTy)),                              CL.mkBinOp(CL.mkApply(RN.getLocalThreadId,[CL.mkInt 0]), CL.#*, CL.mkApply(RN.getLocalSize,[CL.mkInt 1])),CL.#*, CL.mkApply(RN.getLocalSize,[CL.mkInt 2])), CL.#+,
553                                                                     CL.mkSubscript(CL.E_Var "size", CL.E_Int(2,CL.intTy))),                              CL.mkBinOp(CL.mkApply(RN.getLocalThreadId,[CL.mkInt 1]),CL.#*,CL.mkApply(RN.getLocalSize,[CL.mkInt 1]))),CL.#+,CL.mkApply(RN.getLocalThreadId,[CL.mkInt 2])) )
                         CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var localVar, CL.E_Int(0,CL.intTy)),  
                                                                   CL.E_Var "16"),  
                         CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var localVar, CL.E_Int(1,CL.intTy)),  
                                                                   CL.E_Var "16"),  
                         CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var localVar, CL.E_Int(2,CL.intTy)),  
                                                                   CL.E_Var "16")]  
554    
555                val params = [
556                          globalParam(CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "strands"),
557                          globalParam(CL.T_Ptr(CL.intTy), "strandStatus"),
558                          globalParam(CL.T_Ptr(CL.intTy), "workerQueue"),
559                          globalParam(CL.T_Ptr(CL.intTy),"numAvail"),
560                          clParam("",CL.intTy,"numStrands"),
561                          clParam("",CL.intTy,"limit")] @
562                          [globalParam(globPtrTy, RN.globalsVarName)] @
563                          genKeneralGlobalParams(!imgGlobals)
564    
565                val index_ids = [
566                              CL.mkDecl(CL.intTy, "workerIndex",
567                                SOME(CL.I_Exp(workerOffset))),
568                              CL.mkDecl(CL.intTy, "strandIndex",
569                                SOME(CL.I_Exp(CL.mkBinOp(CL.mkSubscript(CL.mkVar "workQueue",CL.mkVar "workerIndex"),CL.#+,CL.mkBinOp(localOffset,CL.#*,CL.mkVar "limit")))))
570                            ]
571    
572                val strandDecl = [
573                          CL.mkDecl(CL.T_Named tyName, "selfIn", NONE),
574                          CL.mkDecl(CL.T_Named tyName, "selfOut", NONE)
575                        ]
576                  val imageDataDecl = CL.mkDecl(CL.T_Named(RN.imageDataType),RN.globalImageDataName,NONE)
577                  val imageDataStms = List.map (fn (x,_) =>
578                      CL.mkAssign(CL.mkSelect(CL.mkVar(RN.globalImageDataName),RN.imageDataName x),
579                                  CL.mkVar(RN.addBufferSuffixData x))) (!imgGlobals)
580    
581                val status = [CL.mkDecl(CL.intTy, "status", NONE)]
582    
583    
584           fun strandCopy(inStrand, outStrand) = CL.mkCall(RN.strandCopy name,[inStrand,outStrand])
585           val updateStm =  CL.mkAssign(CL.mkVar "status",
586                            CL.mkApply(RN.strandUpdate name,
587                              [CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkVar inState),
588                               CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkVar outState),
589                               CL.mkVar RN.globalsVarName,
590                               CL.mkVar RN.globalImageDataName]))
591    
592                  (*      CL.mkBlock([CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.mkVar "strandStatus",CL.mkVar "strandIndex"),CL.mkVar RN.kStable),
593                                    strandCopy(CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkVar "selfOut"),CL.mkBinOp(CL.mkVar "strands", CL.#+, CL.mkVar "strandIndex")),
594                                    CL.mkCall(RN.atom_dec,[CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkSubcript(CL.mkVar "numAvail",CL.mkInt 0))])]),
595                        CL.mkBlock([CL.mkIfThen(CL.mkBinOp(CL.E_Var "status", CL.#==, CL.E_Var RN.kDie),
596                                    CL.mkBlock([CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.mkVar "strandStatus",CL.mkVar "strandIndex"),CL.mkVar RN.kDie),
597                                    strandCopy(CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkVar "selfOut"),CL.mkBinOp(CL.mkVar "strands", CL.#+, CL.mkVar "strandIndex")),
598                                    CL.mkCall(RN.atom_dec,[CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkSubscript(CL.mkVar "numAvail",CL.mkInt 0))])])) *)
599    
600           val statusIf = CL.mkIfThenElse(CL.mkBinOp(CL.E_Var "status", CL.#==, CL.E_Var RN.kStabilize),
601                        CL.mkBlock([CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.mkVar "strandStatus",CL.mkVar "strandIndex"),CL.mkVar RN.kStable),
602                                    strandCopy(CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkVar "selfOut"),CL.mkBinOp(CL.mkVar "strands", CL.#+, CL.mkVar "strandIndex")),
603                                    CL.mkCall(RN.atom_dec,[CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkSubscript(CL.mkVar "numAvail",CL.mkInt 0))])]),
604                        CL.mkBlock([CL.mkIfThen(CL.mkBinOp(CL.E_Var "status", CL.#==, CL.E_Var RN.kDie),
605                                    CL.mkBlock([CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.mkVar "strandStatus",CL.mkVar "strandIndex"),CL.mkVar RN.kDie),
606                                    strandCopy(CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkVar "selfOut"),CL.mkBinOp(CL.mkVar "strands", CL.#+, CL.mkVar "strandIndex")),
607                                    CL.mkCall(RN.atom_dec,[CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkSubscript(CL.mkVar "numAvail",CL.mkInt 0))])]))]))
608    
609           val incStrand = CL.mkExpStm(CL.mkPostOp(CL.mkVar "strandIndex",CL.^++))
610    
611            val forStablize = CL.mkFor( [(CL.intTy,"idx",CL.mkInt 0)], CL.mkBinOp(CL.mkBinOp(CL.mkVar "idx", CL.#<, CL.mkVar "limit"),CL.#&&,
612                                                                         CL.mkBinOp(CL.mkVar "strandIndex", CL.#<, CL.mkVar "numStrands")),
613                                           [CL.mkPostOp(CL.mkVar "idx", CL.^++)], CL.mkBlock(
614                                           [
615                                             strandCopy(CL.mkBinOp(CL.mkVar "strands", CL.#+, CL.mkVar "strandIndex"),CL.mkUnOp(CL.%&,CL.mkVar "selfIn")),
616                                             updateStm,
617                                             statusIf,
618                                             incStrand
619                                           ]))
620    
621                  val local_vars = index_ids
622                        @ [imageDataDecl]
623                        @ imageDataStms
624                        @ strandDecl
625                        @ status
626    
627                  (* Setup Kernel arguments *)                val body = CL.mkBlock(local_vars @ [forStablize])
628                val kernelArguments = [CL.mkAssign(CL.E_Var errVar,CL.mkApply("clSetKernelArg",                in
629                                                                  [CL.E_Var kernelVar,                  CL.D_Func(["__kernel"], CL.voidTy, fName, params, body)
630                                                                   CL.E_Int(0,CL.intTy),                end
                                                                  CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "cl_mem"]),  
                                                                  CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var clInstateVar)])),  
                                                             CL.mkExpStm(CL.mkAssignOp(CL.E_Var errVar, CL.|=,CL.mkApply("clSetKernelArg",  
                                                                 [CL.E_Var kernelVar,  
                                                                  CL.E_Int(1,CL.intTy),  
                                                                  CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "cl_mem"]),  
                                                                  CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var clOutStateVar)]))),  
                                                                   CL.mkExpStm(CL.mkAssignOp(CL.E_Var errVar, CL.|=,CL.mkApply("clSetKernelArg",  
                                                                 [CL.E_Var kernelVar,  
                                                                  CL.E_Int(2,CL.intTy),  
                                                                  CL.mkApply("sizeof",[CL.E_Var "int"]),  
                                                                  CL.E_UnOp(CL.%&,CL.E_Var "width")])))]  
   
               val clGlobalArguments = genGlobalArguments(!imgGlobals,3,kernelVar,errVar)  
   
             (* Retrieve output *)  
               val outputStm = CL.mkAssign(CL.E_Var errVar, CL.mkApply("clEnqueueReadBuffer",  
                                         [CL.E_Var cmdVar,  
                                          CL.E_Var clOutStateVar,  
                                          CL.E_Var "CL_TRUE",  
                                          CL.E_Int(0,CL.intTy),  
                                          CL.E_Var stateSizeVar,  
                                          CL.E_Var outStateVar,  
                                          CL.E_Int(0,CL.intTy),  
                                          CL.E_Var "NULL",  
                                          CL.E_Var "NULL"]))  
             (* Free all the objects *)  
               val freeStms = [CL.mkCall("clReleaseKernel",[CL.E_Var kernelVar]),  
                                                 CL.mkCall("clReleaseProgram",[CL.E_Var programVar ]),  
                                                 CL.mkCall("clReleaseCommandQueue",[CL.E_Var cmdVar]),  
                                                 CL.mkCall("clReleaseContext",[CL.E_Var contextVar]),  
                                                 CL.mkCall("clReleaseMemObject",[CL.E_Var clInstateVar]),  
                                                 CL.mkCall("clReleaseMemObject",[CL.E_Var clOutStateVar])]  
             (* Body put all the statments together *)  
               val body =  declarations @ platformStm @ devicesStm @ contextStm @ commandStm @ !initially @ [strandSize] @  
                                    clStrandObjects @ clGlobalBuffers @ sourceStms  @ [selfOutStm] @ globalAndlocalStms @  
                                    kernelArguments @ clGlobalArguments @ enqueueStm @  [outputStm] @ freeStms  
631    
632          (* generate a global structure type definition from the list of globals *)
633            fun genGlobalStruct (targetTy, globals, tyName) = let
634                  val globs = List.map (fn (x : mirror_var) => (targetTy x, #var x)) globals
635                in                in
636                  CL.D_Func([],CL.voidTy,RN.setupFName,params,CL.mkBlock(body))                  CL.D_StructDef(globs, tyName)
637                end                end
638    
639          (* generate a global structure type definition from the image data of the image globals *)
640            fun genImageDataStruct (imgGlobals, tyName) = let
641                  val globs = List.map
642                        (fn (x, _) => (globalPtr CL.voidTy, RN.imageDataName x))
643                          imgGlobals
644                  in
645                    CL.D_StructDef(globs, tyName)
646                  end
647    
648          (* generate the main kernel function for the .cl file *)          fun genGlobals (declFn, targetTy, globals) = let
649          fun genKernelFun (Strand{name, tyName, state, output, code},nDims) = let                fun doVar (x : mirror_var) = declFn (CL.D_Var([], targetTy x, #var x, NONE))
650                val fName = RN.kernelFuncName;                in
651                val inState = "strand_in"                  List.app doVar globals
652                val outState = "strand_out"                end
               val params = [  
                        CL.PARAM(["__global"], CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "selfIn"),  
                        CL.PARAM(["__global"], CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "selfOut"),  
                        CL.PARAM(["__global"], CL.intTy, "width")  
                      ]  
                val thread_ids = if nDims = 1  
                      then [CL.mkDecl(CL.intTy, "x", SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(0, CL.intTy)))),  
                            CL.mkAssign(CL.E_Var "x",CL.mkApply(RN.getGlobalThreadId,[CL.E_Int(0,CL.intTy)]))]  
                      else [CL.mkDecl(CL.intTy, "x", SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(0, CL.intTy)))),  
                            CL.mkDecl(CL.intTy, "y", SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(0, CL.intTy)))),  
                            CL.mkAssign(CL.E_Var "x",  CL.mkApply(RN.getGlobalThreadId,[CL.E_Int(0,CL.intTy)])),  
                            CL.mkAssign(CL.E_Var "y",CL.mkApply(RN.getGlobalThreadId,[CL.E_Int(1,CL.intTy)]))]  
                val strandDecl = [CL.mkDecl(CL.T_Named tyName, inState, NONE),  
                                  CL.mkDecl(CL.T_Named tyName, outState,NONE)]  
                val strandObjects  = if nDims = 1  
                      then [CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var "selfIn",CL.E_Str "x"), CL.E_Var inState),  
                            CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var "selfOut",CL.E_Str "x"), CL.E_Var outState)]  
                      else let  
                        val index = CL.mkBinOp(CL.mkBinOp(CL.E_Var "y",CL.#*,CL.E_Var "width"),CL.#+,CL.E_Var "x")  
                        in  
                          [CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var "selfIn",index), CL.E_Var inState),  
                           CL.mkAssign(CL.mkSubscript(CL.E_Var "selfOut",index), CL.E_Var outState)]  
                        end  
                val status = CL.mkDecl(CL.intTy, "status", SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(0, CL.intTy))))  
                val strand_init_function = CL.mkCall(RN.strandInit name, [CL.E_Var inState])  
                val local_vars =  thread_ids @ strandDecl @ strandObjects @ [status,strand_init_function]  
                val while_exp = CL.mkBinOp(CL.E_Var "status",CL.#!=, CL.E_Var RN.kStabilize)  
                val while_body = [CL.mkAssign(CL.E_Var "status", CL.mkApply(RN.strandUpdate name,[CL.E_Var inState,CL.E_Var outState])),  
                                                      CL.mkCall(RN.strandStabilize name,[CL.E_Var inState,CL.E_Var outState]),  
                                                      CL.mkIfThen(CL.mkBinOp(CL.E_Var "status",CL.#==, CL.E_Var RN.kStabilize),CL.mkBreak)]  
653    
654                 val whileBlock = [CL.mkWhile(while_exp,CL.mkBlock while_body)]          fun genStrandDesc (Strand{name, output, ...}) = let
655                 val body = CL.mkBlock(local_vars  @ whileBlock)              (* the strand's descriptor object *)
656                  val descI = let
657                        fun fnPtr (ty, f) = CL.I_Exp(CL.mkCast(CL.T_Named ty, CL.mkVar f))
658                        val SOME(outTy, _) = !output
659                 in                 in
660                    CL.D_Func(["__kernel"], CL.voidTy, fName, params, body)                        CL.I_Struct[
661                              ("name", CL.I_Exp(CL.mkStr name)),
662                              ("stateSzb", CL.I_Exp(CL.mkSizeof(CL.T_Named(RN.strandTy name)))),
663    (*
664                              ("outputSzb", CL.I_Exp(CL.mkSizeof(ToC.trTy outTy))),
665    *)
666                              ("update", fnPtr("update_method_t", "0")),
667                              ("print", fnPtr("print_method_t", name ^ "_print"))
668                            ]
669                 end                 end
670          (* generate a global structure from the globals *)                val desc = CL.D_Var([], CL.T_Named N.strandDescTy, N.strandDesc name, SOME descI)
         fun genGlobalStruct (globals) = let  
               fun getGlobals(CL.D_Var(_,ty,globalVar,_)::rest) = (ty,globalVar)::getGlobals(rest)  
                 | getGlobals([]) = []  
                 | getGlobals(_::rest) = getGlobals(rest)  
671                in                in
672                  CL.D_StructDef(getGlobals(globals),RN.globalsTy)                  desc
673                end                end
674    
675        (* generate the table of strand descriptors *)        (* generate the table of strand descriptors *)
676          fun genStrandTable (ppStrm, strands) = let          fun genStrandTable (declFn, strands) = let
677                val nStrands = length strands                val nStrands = length strands
678                fun genInit (Strand{name, ...}) = CL.I_Exp(CL.mkUnOp(CL.%&, CL.E_Var(RN.strandDesc name)))                fun genInit (Strand{name, ...}) = CL.I_Exp(CL.mkUnOp(CL.%&, CL.E_Var(N.strandDesc name)))
679                fun genInits (_, []) = []                fun genInits (_, []) = []
680                  | genInits (i, s::ss) = (i, genInit s) :: genInits(i+1, ss)                  | genInits (i, s::ss) = (i, genInit s) :: genInits(i+1, ss)
               fun ppDecl dcl = PrintAsC.output(ppStrm, dcl)  
681                in                in
682                  ppDecl (CL.D_Var([], CL.int32, RN.numStrands,                  declFn (CL.D_Var([], CL.int32, N.numStrands,
683                    SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(IntInf.fromInt nStrands, CL.int32)))));                    SOME(CL.I_Exp(CL.E_Int(IntInf.fromInt nStrands, CL.int32)))));
684                  ppDecl (CL.D_Var([],                  declFn (CL.D_Var([],
685                    CL.T_Array(CL.T_Ptr(CL.T_Named RN.strandDescTy), SOME nStrands),                    CL.T_Array(CL.T_Ptr(CL.T_Named N.strandDescTy), SOME nStrands),
686                    RN.strands,                    N.strands,
687                    SOME(CL.I_Array(genInits (0, strands)))))                    SOME(CL.I_Array(genInits (0, strands)))))
688                end                end
689    
690          fun genSrc (baseName, Prog{globals, topDecls, strands, initially,imgGlobals,numDims,oneDim,twoDim,thirdDim,...}) = let          fun genSrc (baseName, prog) = let
691                  val Prog{name,double, globals, topDecls, strands, initially, imgGlobals, numDims, ...} = prog
692                val clFileName = OS.Path.joinBaseExt{base=baseName, ext=SOME "cl"}                val clFileName = OS.Path.joinBaseExt{base=baseName, ext=SOME "cl"}
693                val cFileName = OS.Path.joinBaseExt{base=baseName, ext=SOME "c"}                val cFileName = OS.Path.joinBaseExt{base=baseName, ext=SOME "c"}
694                val clOutS = TextIO.openOut clFileName                val clOutS = TextIO.openOut clFileName
695                val cOutS = TextIO.openOut cFileName                val cOutS = TextIO.openOut cFileName
696                val clppStrm = PrintAsC.new clOutS                val clppStrm = PrintAsCL.new clOutS
697                val cppStrm = PrintAsC.new cOutS                val cppStrm = PrintAsC.new cOutS
698                  val progName = name
699                fun cppDecl dcl = PrintAsC.output(cppStrm, dcl)                fun cppDecl dcl = PrintAsC.output(cppStrm, dcl)
700                fun clppDecl dcl = PrintAsC.output(clppStrm, dcl)                fun clppDecl dcl = PrintAsCL.output(clppStrm, dcl)
701                val strands = AtomTable.listItems strands                val strands = AtomTable.listItems strands
702                val singleStrand as Strand{name, tyName, code, ...} = hd(strands)                val [strand as Strand{name, tyName, code, init_code, ...}] = strands
703                in                in
704                (* Generate the Host file .c *)                (* Generate the OpenCl file *)
705                    clppDecl (CL.D_Verbatim([
706                        if double
707                          then "#define DIDEROT_DOUBLE_PRECISION"
708                          else "#define DIDEROT_SINGLE_PRECISION",
709                        "#define DIDEROT_TARGET_CL",
710                        "#include \"Diderot/cl-diderot.h\""
711                      ]));
712                    clppDecl (genGlobalStruct (#gpuTy, !globals, RN.globalsTy));
713                    clppDecl (genImageDataStruct(!imgGlobals,RN.imageDataType));
714                    clppDecl (genStrandTyDef(#gpuTy, strand,tyName));
715                    clppDecl (genStrandCopy(strand));
716                    List.app clppDecl (!code);
717                    clppDecl (genKernelFun (strand, !numDims, globals, imgGlobals));
718                  (* Generate the Host C file *)
719                  cppDecl (CL.D_Verbatim([                  cppDecl (CL.D_Verbatim([
720                      "#include <OpenCL/OpenCL.h>",                      if double
721                      "#include Diderot/diderot.h"                        then "#define DIDEROT_DOUBLE_PRECISION"
722                          else "#define DIDEROT_SINGLE_PRECISION",
723                        "#define DIDEROT_TARGET_CL",
724                        "#include \"Diderot/diderot.h\""
725                    ]));                    ]));
726                  List.app cppDecl (List.rev (!globals));                  cppDecl (CL.D_Var(["static"], CL.charPtr, "ProgramName",
727                  cppDecl (genGlobalStruct (!globals));                    SOME(CL.I_Exp(CL.mkStr progName))));
728                  cppDecl (genStrandTyDef singleStrand);                  cppDecl (genGlobalStruct (#hostTy, !globals, RN.globalsTy));
729                  cppDecl (genKernelLoader());                  cppDecl (genGlobalStruct (#shadowTy, !globals, RN.shadowGlobalsTy));
730    (* FIXME: does this really need to be a global? *)
731                    cppDecl (CL.D_Var(["static"], globPtrTy, RN.globalsVarName, NONE));
732                    cppDecl (genStrandTyDef (#hostTy, strand, tyName));
733                    cppDecl  (!init_code);
734                    cppDecl (genStrandPrint strand);
735                  List.app cppDecl (List.rev (!topDecls));                  List.app cppDecl (List.rev (!topDecls));
736                  cppDecl (genHostSetupFunc (                  cppDecl (genGlobalBuffersArgs (!globals,imgGlobals));
737                      singleStrand, clFileName, !numDims, initially,                  List.app (fn strand => cppDecl (genStrandDesc strand)) strands;
738                      imgGlobals, oneDim, twoDim, thirdDim));                  genStrandTable (cppDecl, strands);
739                  cppDecl (genHostMain());                  cppDecl (!initially);
   
               (* Generate the OpenCl file *)  
                 clppDecl (genGlobalStruct (!globals));  
                 clppDecl (genStrandTyDef singleStrand);  
                 List.app clppDecl (!code);  
                 clppDecl (genKernelFun (singleStrand,!numDims));  
   
                 (*List.app (fn strand => List.app ppDecl (genStrand strand)) strands;  
                  genStrandTable (ppStrm, strands);  
                 ppDecl (!initially);*)  
   
740                  PrintAsC.close cppStrm;                  PrintAsC.close cppStrm;
741                  PrintAsC.close clppStrm;                  PrintAsCL.close clppStrm;
742                  TextIO.closeOut cOutS;                  TextIO.closeOut cOutS;
743                  TextIO.closeOut clOutS                  TextIO.closeOut clOutS
744                end                end
745    
746        (* output the code to a file.  The string is the basename of the file, the extension        (* output the code to the filesystem.  The string is the basename of the source file *)
        * is provided by the target.  
        *)  
747          fun generate (basename, prog as Prog{double, parallel, debug, ...}) = let          fun generate (basename, prog as Prog{double, parallel, debug, ...}) = let
748                fun condCons (true, x, xs) = x::xs                fun condCons (true, x, xs) = x::xs
749                  | condCons (false, _, xs) = xs                  | condCons (false, _, xs) = xs
# Line 767  Line 757 
757              (* generate the loader flags *)              (* generate the loader flags *)
758                val extraLibs = condCons (parallel, #pthread Paths.extraLibs, [])                val extraLibs = condCons (parallel, #pthread Paths.extraLibs, [])
759                val extraLibs = Paths.teemLinkFlags @  #base Paths.extraLibs :: extraLibs                val extraLibs = Paths.teemLinkFlags @  #base Paths.extraLibs :: extraLibs
760                       val extraLibs =  #cl Paths.extraLibs :: extraLibs
761                val rtLib = TargetUtil.runtimeName {                val rtLib = TargetUtil.runtimeName {
762                        target = TargetUtil.TARGET_CL,                        target = TargetUtil.TARGET_CL,
763                        parallel = parallel, double = double, debug = debug                        parallel = parallel, double = double, debug = debug
764                      }                      }
765                val ldOpts = rtLib :: extraLibs                val ldOpts = rtLib :: extraLibs
766                in                in
767                  genSrc (basename, prog)                  genSrc (basename, prog);
768                    RunCC.compile (basename, cflags);
769                    RunCC.link (basename, ldOpts)
770                end                end
771    
772                  (*RunCC.compile (basename, cflags);        end (* Program *)
                 RunCC.link (basename, ldOpts)*)  
   
       end  
773    
774    (* strands *)    (* strands *)
775      structure Strand =      structure Strand =
# Line 791  Line 781 
781                        tyName = RN.strandTy name,                        tyName = RN.strandTy name,
782                        state = ref [],                        state = ref [],
783                        output = ref NONE,                        output = ref NONE,
784                        code = ref []                        code = ref [],
785                          init_code = ref (CL.D_Comment(["no init code"]))
786                      }                      }
787                in                in
788                  AtomTable.insert strands (strandId, strand);                  AtomTable.insert strands (strandId, strand);
# Line 804  Line 795 
795        (* register the strand-state initialization code.  The variables are the strand        (* register the strand-state initialization code.  The variables are the strand
796         * parameters.         * parameters.
797         *)         *)
798          fun init (Strand{name, tyName, code, ...}, params, init) = let          fun init (Strand{name, tyName, code, init_code, ...}, params, init) = let
799                val fName = RN.strandInit name                val fName = RN.strandInit name
800                val params =                val params =
801                      CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "selfOut") ::                      clParam ("",CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "selfOut") ::
802                        List.map (fn (ToC.V(ty, x)) => CL.PARAM([], ty, x)) params                        List.map (fn (ToCL.V(ty, x)) => CL.PARAM([], ty, x)) params
803                val initFn = CL.D_Func([], CL.voidTy, fName, params, init)                val initFn = CL.D_Func([], CL.voidTy, fName, params, init)
804                in                in
805                  code := initFn :: !code                  init_code := initFn
806                end                end
807    
808        (* register a strand method *)        (* register a strand method *)
809          fun method (Strand{name, tyName, code, ...}, methName, body) = let          fun method (Strand{name, tyName, code, ...}, methName, body) = let
810                val fName = concat[name, "_", methName]                val fName = concat[name, "_", MethodName.toString methName]
811                val params = [                val params = [
812                        CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "selfIn"),                        clParam ("",CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "selfIn"),
813                        CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "selfOut")                        clParam ("",CL.T_Ptr(CL.T_Named tyName), "selfOut"),
814                          globalParam (CL.T_Ptr(CL.T_Named (RN.globalsTy)), RN.globalsVarName),
815                          CL.PARAM([],CL.T_Named(RN.imageDataType),RN.globalImageDataName)
816                      ]                      ]
817                val methFn = CL.D_Func([], CL.int32, fName, params, body)                val resTy = (case methName
818                         of MethodName.Update => CL.T_Named "StrandStatus_t"
819                          | MethodName.Stabilize => CL.voidTy
820                        (* end case *))
821                  val methFn = CL.D_Func([], resTy, fName, params, body)
822                in                in
823                  code := methFn :: !code                  code := methFn :: !code
824                end                end
825    
826          fun output (Strand{output, ...}, ty, ToC.V(_, x)) = output := SOME(ty, x)          fun output (Strand{output, ...}, ty, ToCL.V(_, x)) = output := SOME(ty, x)
827    
828        end        end
829    

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