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[diderot] Annotation of /branches/pure-cfg/src/compiler/codegen/clang.sml
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Annotation of /branches/pure-cfg/src/compiler/codegen/clang.sml

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Revision 1285 - (view) (download)

1 : jhr 520 (* clang.sml
2 :     *
3 :     * COPYRIGHT (c) 2011 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4 :     * All rights reserved.
5 :     *
6 :     * An tree representation of programs in a C-like language (e.g., C, CUDA,
7 : jhr 522 * or OpenCL). The purpose of this code is to commonality between the various
8 :     * backends, which are all generating C-like code.
9 : jhr 520 *)
10 :    
11 :     structure CLang =
12 : jhr 521 struct
13 : jhr 520
14 : jhr 1285 type var = string
15 : jhr 522 type attr = string (* e.g., "static", "kernel", etc ... *)
16 :    
17 :     datatype ty
18 :     = T_Num of RawTypes.ty
19 :     | T_Ptr of ty
20 : jhr 573 | T_Array of ty * int option
21 : jhr 522 | T_Named of string
22 :    
23 : jhr 1285 datatype typed_var = V of ty * var
24 :    
25 : jhr 533 val voidTy = T_Named "void"
26 : lamonts 1265 val charTy = T_Named "char"
27 : jhr 638 val charPtr = T_Ptr(T_Named "char")
28 : jhr 1279 val charArrayPtr = T_Ptr(charPtr)
29 : jhr 1215 val intTy = T_Named "int"
30 : jhr 525 val int32 = T_Num(RawTypes.RT_Int32)
31 : jhr 623 val uint32 = T_Num(RawTypes.RT_UInt32)
32 : jhr 525 val int64 = T_Num(RawTypes.RT_Int64)
33 :     val float = T_Num(RawTypes.RT_Float)
34 :     val double = T_Num(RawTypes.RT_Double)
35 :    
36 : jhr 1262 (* FIXME: these types do not belong here! *)
37 : jhr 522 datatype decl
38 : jhr 525 = D_Comment of string list
39 : jhr 547 (* verbatim text (e.g., preprocessor directives) *)
40 :     | D_Verbatim of string list
41 : jhr 544 (* global variable declaration *)
42 : jhr 573 | D_Var of attr list * ty * var * initializer option
43 : jhr 544 (* function definition *)
44 : jhr 525 | D_Func of attr list * ty * string * param list * stm
45 : jhr 544 (* typedef of struct type *)
46 :     | D_StructDef of (ty * string) list * string
47 : jhr 522
48 : jhr 573 and initializer
49 :     = I_Exp of exp
50 :     | I_Struct of (string * initializer) list
51 :     | I_Array of (int * initializer) list
52 :    
53 : jhr 544 and param = PARAM of attr list * ty * var
54 : jhr 522
55 :     and stm
56 : jhr 525 = S_Block of stm list (* "{" stms "}" *)
57 :     | S_Comment of string list
58 : jhr 623 | S_Decl of ty * var * initializer option (* ty var [ '=' exp ]';' *)
59 : jhr 963 | S_Exp of exp (* exp ';' *)
60 : jhr 525 | S_If of exp * stm * stm (* 'if' exp stm 'else' stm *)
61 :     | S_While of exp * stm (* 'while' exp stm *)
62 : jhr 617 | S_For of (ty * var * exp) list * exp * exp list * stm
63 :     (* 'for' '(' inits ';' exp ';' incrs ')' stm *)
64 : jhr 963 | S_Call of string * exp list (* func '(' args ')' *)
65 : jhr 525 | S_Return of exp option (* 'return' [ exp ] ';' *)
66 : jhr 963 | S_Break (* 'break' ';' *)
67 :     | S_Continue (* 'continue' ';' *)
68 : jhr 522
69 :     and exp
70 : jhr 520 = E_Grp of exp (* "(" e ")" *)
71 : jhr 963 | E_AssignOp of exp * assignop * exp (* lvalue op= e *)
72 : jhr 520 | E_BinOp of exp * binop * exp (* e op e *)
73 :     | E_UnOp of unop * exp (* op e *)
74 : jhr 616 | E_PostOp of exp * postfix (* e op *)
75 : jhr 520 | E_Apply of string * exp list (* f "(" ... ")" *)
76 : jhr 521 | E_Subscript of exp * exp (* e "[" e "]" *)
77 :     | E_Select of exp * string (* e "." f *)
78 : jhr 525 | E_Indirect of exp * string (* e "->" f *)
79 : jhr 521 | E_Cast of ty * exp (* "(" ty ")" e *)
80 :     | E_Var of var
81 : jhr 525 | E_Int of IntegerLit.integer * ty
82 :     | E_Flt of FloatLit.float * ty
83 :     | E_Bool of bool
84 : jhr 528 | E_Str of string
85 : jhr 573 | E_Sizeof of ty (* "sizeof(" ty ")" *)
86 : jhr 520
87 : jhr 963 (* assignment operators *)
88 :     and assignop
89 :     = $= | += | *= | /= | %= | <<= | >>= | &= | ^= | |=
90 :    
91 : jhr 521 (* binary operators in increasing order of precedence *)
92 :     and binop
93 :     = #||
94 :     | #&&
95 :     | #== | #!=
96 :     | #< | #<= | #>= | #>
97 : jhr 963 | #<< | #>>
98 : jhr 521 | #+ | #-
99 :     | #* | #/ | #%
100 :    
101 : jhr 616 and unop = %- | %! | %& | %* | %~ | %++ | %--
102 : jhr 521
103 : jhr 616 and postfix = ^++ | ^--
104 :    
105 : jhr 522 (* smart constructors that add E_Grp wrappers based on operator precedence *)
106 : jhr 521 local
107 :     val commaP = 0
108 :     val assignP = 1
109 :     val condP = 2
110 :     val lorP = 3
111 :     val landP = 4
112 :     val borP = 5
113 :     val bandP = 6
114 :     val eqP = 7
115 :     val relP = 8
116 :     val shiftP = 9
117 :     val addP = 10
118 :     val mulP = 11
119 :     val unaryP = 12
120 :     val preP = 13
121 :     val compundP = 14 (* compound literal *)
122 :     val postP = 15
123 :     val callP = 16
124 :     val subP = 17
125 :     val atomP = 18
126 :     fun precOfBinop rator = (case rator
127 :     of #|| => lorP
128 :     | #&& => landP
129 :     | #== => eqP | #!= => eqP
130 :     | #< => relP | #<= => relP | #>= => relP | #> => relP
131 : jhr 963 | #<< => shiftP | #>> => shiftP
132 : jhr 521 | #+ => addP | #- => addP
133 :     | #* => mulP | #/ => mulP | #% => mulP
134 :     (* end case *))
135 :     fun prec (E_Grp _) = atomP
136 : jhr 963 | prec (E_AssignOp _) = assignP
137 : jhr 521 | prec (E_BinOp(_, rator, _)) = precOfBinop rator
138 : jhr 616 | prec (E_UnOp _) = preP
139 :     | prec (E_PostOp _) = postP
140 : jhr 521 | prec (E_Apply _) = callP
141 :     | prec (E_Subscript _) = postP
142 :     | prec (E_Select _) = postP
143 : jhr 525 | prec (E_Indirect _) = postP
144 : jhr 521 | prec (E_Cast _) = unaryP
145 :     | prec (E_Var _) = atomP
146 : jhr 525 | prec (E_Int _) = atomP
147 :     | prec (E_Flt _) = atomP
148 :     | prec (E_Bool _) = atomP
149 : jhr 528 | prec (E_Str _) = atomP
150 : jhr 573 | prec (E_Sizeof _) = callP
151 : jhr 521 in
152 :     fun mkGrp e = if (prec e < atomP) then E_Grp e else e
153 : jhr 963 fun mkAssignOp (e1, rator, e2) = let
154 :     val e1' = if prec e1 < unaryP then E_Grp e1 else e1
155 :     val e2' = if prec e2 < assignP then E_Grp e2 else e2
156 :     in
157 :     E_AssignOp(e1', rator, e2')
158 :     end
159 : jhr 522 (* Note that all C binary operators are left associative. *)
160 : jhr 964 fun mkBinOp (e1, #-, e2 as E_UnOp(%-, _)) = let
161 :     val e1' = if prec e1 < addP then E_Grp e1 else e1
162 :     val e2' = E_Grp e2
163 :     in
164 :     E_BinOp(e1', #-, e2')
165 :     end
166 :     | mkBinOp (e1, rator, e2) = let
167 : jhr 521 val p = precOfBinop rator
168 :     val e1' = if prec e1 < p then E_Grp e1 else e1
169 :     val e2' = if prec e2 <= p then E_Grp e2 else e2
170 :     in
171 :     E_BinOp(e1', rator, e2')
172 :     end
173 : jhr 1042 fun mkUnOp (%-, e as E_UnOp(%-, _)) = E_UnOp(%-, E_Grp e)
174 :     | mkUnOp (%-, e as E_UnOp(%--, _)) = E_UnOp(%-, E_Grp e)
175 :     | mkUnOp (%--, e as E_UnOp(%-, _)) = E_UnOp(%--, E_Grp e)
176 :     | mkUnOp (%--, e as E_UnOp(%--, _)) = E_UnOp(%--, E_Grp e)
177 :     | mkUnOp (rator, e) = if prec e < unaryP
178 : jhr 521 then E_UnOp(rator, E_Grp e)
179 :     else E_UnOp(rator, e)
180 : jhr 616 fun mkPostOp (e, rator) = if prec e < postP
181 :     then E_PostOp(E_Grp e, rator)
182 :     else E_PostOp(e, rator)
183 : jhr 521 fun mkApply (f, args) = E_Apply(f, args)
184 :     fun mkSubscript(e1, e2) = if prec e1 < postP
185 :     then E_Subscript(E_Grp e1, e2)
186 :     else E_Subscript(e1, e2)
187 :     fun mkSelect (e, f) = if prec e < postP
188 :     then E_Select(E_Grp e, f)
189 :     else E_Select(e, f)
190 : jhr 525 fun mkIndirect (e, f) = if prec e < postP
191 :     then E_Indirect(E_Grp e, f)
192 :     else E_Indirect(e, f)
193 : jhr 521 fun mkCast (ty, e) = E_Cast(ty, e)
194 :     val mkVar = E_Var
195 : jhr 963 fun mkInt (n, ty) = if n < 0 then E_UnOp(%-, E_Int(~n, ty)) else E_Int(n, ty)
196 :     fun mkFlt (f, ty) = if FloatLit.isNeg f
197 :     then E_UnOp(%-, E_Flt(FloatLit.negate f, ty))
198 :     else E_Flt(f, ty)
199 : jhr 525 val mkBool = E_Bool
200 : jhr 528 val mkStr = E_Str
201 : jhr 573 val mkSizeof = E_Sizeof
202 : jhr 521 end (* local *)
203 :    
204 : jhr 525 val skip = S_Block[]
205 : jhr 522
206 :     local
207 :     fun paren (e as E_Grp _) = e
208 :     | paren e = E_Grp e
209 :     in
210 : jhr 826 val mkComment = S_Comment
211 : jhr 525 fun mkBlock [stm] = stm
212 :     | mkBlock stms = S_Block stms
213 : jhr 528 val mkDecl = S_Decl
214 : jhr 963 val mkExpStm = S_Exp
215 :     fun mkAssign (e1, e2) = S_Exp(mkAssignOp(e1, $=, e2))
216 : jhr 522 fun mkIfThenElse (e, b1, b2) = S_If(paren e, b1, b2)
217 :     fun mkIfThen (e, b) = mkIfThenElse (e, b, skip)
218 : jhr 617 val mkFor = S_For
219 : jhr 522 fun mkWhile (e, b) = S_While(paren e, b)
220 : jhr 554 val mkCall = S_Call
221 : jhr 562 val mkReturn = S_Return
222 : jhr 963 val mkBreak = S_Break
223 :     val mkContinue = S_Continue
224 : jhr 522 end (* local *)
225 :    
226 : jhr 525 (* utility functions *)
227 :    
228 :     fun varToString x = x
229 :    
230 : jhr 963 fun assignopToString rator = (case rator
231 :     of $= => "="
232 :     | += => "+="
233 :     | *= => "*="
234 :     | /= => "/="
235 :     | %= => "%="
236 :     | <<= => "<<="
237 :     | >>= => ">>="
238 :     | &= => "&="
239 :     | ^= => "^="
240 :     | |= => "|="
241 :     (* end case *))
242 :    
243 : jhr 525 fun binopToString rator = (case rator
244 :     of #|| => "||"
245 :     | #&& => "&&"
246 :     | #== => "=="
247 :     | #!= => "!="
248 :     | #< => "<"
249 :     | #<= => "<="
250 :     | #>= => ">="
251 :     | #> => ">"
252 : jhr 963 | #<< => "<<"
253 :     | #>> => ">>"
254 : jhr 525 | #+ => "+"
255 :     | #- => "-"
256 :     | #* => "*"
257 :     | #/ => "/"
258 :     | #% => "%"
259 :     (* end case *))
260 :    
261 :     fun unopToString rator = (case rator
262 :     of %- => "-"
263 :     | %! => "!"
264 :     | %& => "&"
265 :     | %* => "*"
266 :     | %~ => "~"
267 : jhr 616 | %++ => "++"
268 :     | %-- => "--"
269 : jhr 525 (* end case *))
270 :    
271 : jhr 616 fun postopToString rator = (case rator
272 :     of ^++ => "++"
273 :     | ^-- => "--"
274 :     (* end case *))
275 :    
276 : jhr 548 fun expToString e = let
277 :     fun e2s (e, l) = (case e
278 :     of E_Grp e => "(" :: e2s(e, ")"::l)
279 : jhr 963 | E_AssignOp(e1, rator, e2) => e2s(e1, assignopToString rator :: e2s(e2, l))
280 : jhr 548 | E_BinOp(e1, rator, e2) => e2s(e1, binopToString rator :: e2s(e2, l))
281 :     | E_UnOp(rator, e) => unopToString rator :: e2s(e, l)
282 : jhr 616 | E_PostOp(e, rator) => e2s(e, postopToString rator :: l)
283 : jhr 548 | E_Apply(f, es) => let
284 :     fun args2s ([], l) = l
285 :     | args2s ([e], l) = e2s(e, l)
286 :     | args2s (e::es, l) = e2s(e, ","::args2s(es, l))
287 :     in
288 :     f :: "(" :: args2s(es, ")"::l)
289 :     end
290 :     | E_Subscript(e1, e2) => e2s(e1, "[" :: e2s(e2, "]"::l))
291 :     | E_Select(e, f) => e2s(e, "." :: f :: l)
292 :     | E_Indirect(e, f) => e2s(e, "->" :: f :: l)
293 :     | E_Cast(ty, e) => "(ty)" :: e2s(e, l) (* FIXME *)
294 :     | E_Var x => x::l
295 :     | E_Int(n, _) => IntegerLit.toString n :: l
296 :     | E_Flt(f, _) => FloatLit.toString f :: l
297 :     | E_Bool b => Bool.toString b :: l
298 :     | E_Str s => concat["\"", String.toCString s, "\""] :: l
299 : jhr 573 | E_Sizeof ty => "sizeof(ty)" :: l
300 : jhr 548 (* end case *))
301 :     in
302 :     String.concat(e2s(e, []))
303 :     end
304 :    
305 : jhr 520 end

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