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[diderot] Diff of /branches/pure-cfg/src/compiler/codegen/codegen-fn.sml
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Diff of /branches/pure-cfg/src/compiler/codegen/codegen-fn.sml

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revision 499, Tue Feb 1 17:37:51 2011 UTC revision 552, Fri Feb 18 15:09:08 2011 UTC
# Line 10  Line 10 
10    
11  functor CodeGenFn (T : TARGET) : sig  functor CodeGenFn (T : TARGET) : sig
12    
13      val generate : LowIL.program -> T.program      val generate : string * LowIL.program -> unit
14    
15    end = struct    end = struct
16    
17      structure Src = LowIL      structure IL = TreeIL
18      structure SrcV = LowIL.Var      structure Ty = IL.Ty
19      structure SrcOp = LowOps      structure Op = IL.Op
20      structure SrcNd = LowIL.Node      structure V = IL.Var
21    
22    (* a property marking nodes that are directly referenced by statememts. *)    (* convert LowIL types to T types *)
23      local      fun cvtTy ty = (case ty
24        val {getFn, setFn, ...} = SrcNd.newFlag ()             of Ty.BoolTy => T.boolTy
25      in              | Ty.StringTy => T.stringTy
26      val isFirst = getFn              | Ty.IVecTy 1 => T.intTy
27      fun markFirst nd = setFn(nd, true)              | Ty.IVecTy n => T.ivecTy n         (* FIXME: what about vector splits? *)
28      end              | Ty.VecTy 1 => T.realTy
29                | Ty.VecTy n => T.vecTy n           (* FIXME: what about vector splits? *)
30    (* walk the statements, marking the first nodes of the statements *)              | Ty.AddrTy info => T.imageDataTy info
31      fun markNodes (stm as SrcIL.STM{kind, next}) = (              | Ty.ImageTy info => T.imageTy info
32            case kind            (* end case *))
33             of SrcIL.S_SIMPLE nd => markFirst (nd, stm)  
34              | SrcIL.S_IF{cond, thenBranch, elseBranch} => (      fun addBindings (env, xs, ys) =
35                  markFirst (cond, stm);            ListPair.foldlEq (fn (x, y, env) => V.Map.insert(env, x, y)) env (xs, ys)
36                  markNodes thenBranch;  
37                  markNodes elseBranch)      fun lookup (env, x) = (case V.Map.find (env, x)
38              | SrcIL.S_LOOP{hdr, cond, body} => (             of SOME x' => x'
39                  markNodes hdr;              | NONE => raise Fail(concat["lookup(_, ", V.name x, ")"])
40                  markFirst (cond, stm);            (* end case *))
41                  markNodes body)  
42            (* end case *);      fun trExp (env, e) = (case e
43            case next             of IL.E_Var x => (case V.kind x
44             of NONE => ()                   of IL.VK_Global => T.Expr.global(lookup(env, x))
45              | SOME stm => markNodes stm                    | IL.VK_State strand => T.Expr.getState(lookup(env, x))
46            (* end case *))                    | IL.VK_Local => T.Expr.var(lookup(env, x))
47                    (* end case *))
48    (* a mapping from LowIL variables to target expressions.  Variables get              | IL.E_Lit(Literal.Int n) => T.Expr.intLit n
49     * removed when the expressions are used as arguments.              | IL.E_Lit(Literal.Bool b) => T.Expr.boolLit b
50     *)              | IL.E_Lit(Literal.Float f) => T.Expr.floatLit f
51      structure VDefTbl : sig              | IL.E_Lit(Literal.String s) => T.Expr.stringLit s
52          type tbl              | IL.E_Op(rator, args) => (case (rator, trExps(env, args))
53                     of (Op.Add ty, [a, b])         => T.Expr.add(a, b)
54          val newTbl : unit -> tbl                    | (Op.Sub ty, [a, b])         => T.Expr.sub(a, b)
55          val getDefOf : tbl -> SrcV.var -> T.exp                    | (Op.Mul ty, [a, b])         => T.Expr.mul(a, b)
56          val useDefOf : tbl -> SrcV.var -> T.exp                    | (Op.Div ty, [a, b])         => T.Expr.divide(a, b)
57          val setDefOf : tbl -> (SrcV.var * T.exp) -> unit                    | (Op.Neg ty, [a])            => T.Expr.neg a
58                      | (Op.LT ty, [a, b])          => T.Expr.lt(a, b)
59          val clear : tbl -> unit                    | (Op.LTE ty, [a, b])         => T.Expr.lte(a, b)
60                      | (Op.EQ ty, [a, b])          => T.Expr.equ(a, b)
61          val bind : tbl -> (SrcV.var * T.exp) -> T.stm list                    | (Op.NEQ ty, [a, b])         => T.Expr.neq(a, b)
62                      | (Op.GT ty, [a, b])          => T.Expr.gt(a, b)
63        (* force all pending expressions into variables *)                    | (Op.GTE ty, [a, b])         => T.Expr.gte(a, b)
64          val flush : tbl -> T.stm list                    | (Op.Not, [a])               => T.Expr.not a
65                      | (Op.Max, [a, b])            => T.Expr.max(a, b)
66        end = struct                    | (Op.Min, [a, b])            => T.Expr.min(a, b)
67                      | (Op.Sin, [a])               => T.Expr.sin a
68          type info = {                    | (Op.Cos, [a])               => T.Expr.cos a
69              cnt : int ref,      (* count of oustanding uses (usually 1) *)                    | (Op.Pow, [a, b])            => T.Expr.pow(a, b)
70              bind : T.exp                    | (Op.Dot d, [a, b])          => T.Expr.dot(a, b)
71            }                    | (Op.Cross, [a, b])          => T.Expr.cross(a, b)
72                      | (Op.Select(ty, i), [a])     => T.Expr.select(i, a)
73          type tbl = info SrcV.Tbl.hash_table                    | (Op.Norm d, [a])            => T.Expr.length a
74                      | (Op.Scale d, [a, b])        => T.Expr.mul(a, b)
75          fun newTbl () = SrcV.Tbl.mkTable (512, Fail "vtbl")                    | (Op.InvScale d, [a, b])     => T.Expr.divide(a, b)
76                      | (Op.CL, _)                  => raise Fail "CL unimplemented"
77          fun getDefOf tbl x = (case SrcV.Tbl.find tbl x                    | (Op.PrincipleEvec ty, _)    => raise Fail "PrincipleEvec unimplemented"
78                 of NONE => ??  (*
79                  | SOME{bind, cnt} => bind                    | (Op.Subscript ty,
               (* end case *))  
   
         fun useDefOf tbl x = (case SrcV.Tbl.find tbl x  
                of NONE => ??  
                 | SOME{cnt=ref n, bind} => (  
                     ignore (SrcV.Tbl.remove tbl x);  
                     bind)  
                 | SOME{cnt, bind} =>  => (  
                     cnt := !cnt - 1;  
                     bind)  
               (* end case *))  
   
         fun setDefOf tbl (x, exp) =  
               SrcV.Tbl.insert tbl (x, {cnt = ref(SrcV.useCount x), bind = exp})  
   
         fun assign tbl (x, exp) = let  
                     val lhs : T.local_var = ??  
                     in  
                       SrcV.Tbl.insert tbl  
                         (x, {cnt = SrcV.useCount x, bind = T.Expr.var lhs});  
                       [T.Stmt.assign(lhs, exp)]  
                     end  
   
         fun bind tbl (x, exp) = (case SrcV.useCount lhs  
                of 1 => (SrcV.Tbl.insert tbl (x, {cnt = 1, bind = exp}); [])  
                 | n => let (* bind exp to a new target variable *)  
                     val lhs : T.local_var = ??  
                     in  
                       SrcV.Tbl.insert tbl (x, {cnt = n, bind = T.Expr.var lhs});  
                       [T.Stmt.assign(lhs, exp)]  
                     end  
               (* end case *))  
   
       end (*  VDefTbl *)  
   
 (* FIXME: what about splitting code where the target width doesn't match the  
  * source width?  
80   *)   *)
81      fun doRator (vtbl, lhs, rator, args) = let                    | (Op.Floor d, [a])           => T.Expr.floor a
82            val args' = List.map (VDefTbl.useDefOf vtbl) args                    | (Op.IntToReal, [a])         => T.Expr.toReal a
83            val rhs' = (case rator                    | (Op.TruncToInt d, [a])      => T.Expr.truncToInt a
84  (* ??? *)                    | (Op.RoundToInt d, [a])      => T.Expr.roundToInt a
85                  (* end case *))                    | (Op.CeilToInt d, [a])       => T.Expr.ceilToInt a
86            in                    | (Op.FloorToInt d, [a])      => T.Expr.floorToInt a
87              VDefTbl.bind vtbl (lhs, rhs')                    | (Op.ImageAddress d, [a])    => T.Expr.imageAddr a
88            end                    | (Op.LoadVoxels(info, 1), [a]) => T.Expr.getImgData a
89                      | (Op.LoadVoxels _, [a])      => raise Fail "impossible"
90    (* translate a LowIL assignment to a list of zero or more target statements *)                    | (Op.PosToImgSpace d, [v, x]) => T.Expr.posToImgSpace(v, x)
91      fun doAssign vtbl (lhs, rhs) = let                    | (Op.GradToWorldSpace d, [v, x]) => T.Expr.intLit 0 (* FIXME *)
92            fun setDef rhs = (VTbl.setDefOf vtbl (lhs, rhs); [])                    | (Op.LoadImage info, [a])    => raise Fail "impossible"
93            in                    | (Op.Inside(d, s), [x, v])   => T.Expr.inside(x, v, s)
94              case rhs                    | (Op.Input(ty, name), [])    => raise Fail "impossible"
95               of Src.VAR x => setDef (T.Expr.var(VDefTbl.useDefOf vtbl x))                    | (Op.InputWithDefault(ty, name), [a]) => T.Expr.intLit 0 (* FIXME *)
96                | Src.LIT(Literal.Int n) => setDef (T.Expr.intLit n)                    | _ => raise Fail(concat[
97                | Src.LIT(Literal.Bool b) => setDef (T.Expr.boolLit b)                          "incorrect number of arguments for ", Op.toString rator
98                | Src.LIT(Literal.Float f) => setDef (T.Expr.floatLit f)                        ])
99                | Src.LIT(Literal.String s) => setDef (T.Expr.stringLit s)                  (* end case *))
100                | Src.OP(rator, args) => doRator(vtbl, lhs, rator, args)            (* end case *))
101                | Src.CONS args =>  
102                    VTbl.assign ctbl (lhs, T.Expr.vector (List.map (VDefTbl.useDefOf vtbl) args))      and trExps (env, exps) = List.map (fn exp => trExp(env, exp)) exps
103              (* end case *)  
104            end      fun trStmt (env, stm) = (case stm
105               of IL.S_Comment text => [T.Stmt.comment text]
106      fun gen (vtbl, stm) = let              | IL.S_Assign(x, exp) => (case V.kind x
107            val doAssign = doAssign vtbl                   of IL.VK_Global => [T.Stmt.assign(lookup(env, x), trExp(env, exp))]
108            fun mkBlock [] = ?                    | IL.VK_State strand =>
109              | mkBlock [s] = s                        [T.Stmt.assignState(lookup(env, x), trExp(env, exp))]
110              | mkBlock stms = T.Stmt.block stms                    | IL.VK_Local => [T.Stmt.assign(lookup(env, x), trExp(env, exp))]
111            fun doStmt (SrcIL.STM{kind, next, ...}) = let                  (* end case *))
112                  val stms = (case kind              | IL.S_Cons(lhs, args) =>
113                         of SrcIL.S_SIMPLE nd => doNode nd                  [T.Stmt.cons(lookup(env, lhs), trExps(env, args))]
114                          | SrcIL.S_IF{cond, thenBranch, elseBranch} => let              | IL.S_LoadVoxels(lhs, dim, addr) =>
115                              val SrcIL.ND{kind=SrcIL.COND{cond, ...}, ...} = cond                  [T.Stmt.getImgData(lookup(env, lhs), dim, trExp(env, addr))]
116                              val s1 = mkBlock(doStmt thenBranch)              | IL.S_LoadImage(lhs, dim, name) =>
117                              val s2 = mkBlock(doStmt elseBranch)                  T.Stmt.loadImage (lookup(env, lhs), dim, trExp(env, name))
118                              in              | IL.S_Input(lhs, name, optDflt) =>
119  (* FIXME: check for empty else branch *)                  T.Stmt.input(lookup(env, lhs), name, Option.map (fn e => trExp(env, e)) optDflt)
120                                T.ifthenelse(VDefTbl.useDefOf vtbl cond, s1, s2)              | IL.S_IfThen(cond, thenBlk) =>
121                              end                  [T.Stmt.ifthen(trExp(env, cond), trBlock(env, thenBlk))]
122                          | SrcIL.S_LOOP{hdr, cond, body} => raise Fail "LOOP not supported yet"              | IL.S_IfThenElse(cond, thenBlk, elseBlk) =>
123                        (* end case *))                  [T.Stmt.ifthenelse(trExp(env, cond),
124                  val rest = (case next                    trBlock(env, thenBlk),
125                         of NONE => VDefTbl.flush vtbl                    trBlock(env, elseBlk))]
126                          | SOME stm = doStmt stm              | IL.S_Die => [T.Stmt.die()]
127                        (* end case *))              | IL.S_Stabilize => [T.Stmt.stabilize()]
128                  in            (* end case *))
129                    stms @ rest  
130                  end      and trBlock (env, IL.Block{locals, body}) = let
131            and doNode (SrcIL.ND{kind, ...}) = (case kind            val env = List.foldl
132                   of SrcIL.NULL => ??                  (fn (x, env) => V.Map.insert(env, x, T.Var.var(cvtTy(V.ty x), V.name x)))
133                    | SrcIL.ENTRY{succ} => nextNode succ                    env locals
134                    | SrcIL.JOIN{succ, ...} =>            in
135                    | SrcIL.COND{cond, ...} =>              T.Stmt.block(List.foldr (fn (stm, stms) => trStmt(env, stm)@stms) [] body)
136                    | SrcIL.BLOCK{body, succ, ...} =>            end
137                        List.app doAssign body @ nextNode succ  
138                    | SrcIL.NEW{strand, args, ...} =>      fun trMethod (strand, env) (IL.Method{name, body}) =
139                    | SrcIL.DIE _ =>            T.Strand.method (strand, Atom.toString name, trBlock (env, body))
140                    | SrcIL.STABILIZE _ =>  
141                    | SrcIL.EXIT _ =>      fun trStrand (prog, env) (IL.Strand{name, params, state, stateInit, methods}) = let
142                  (* end case *))            val strand = T.Strand.define(prog, Atom.toString name)
143            and nextNode nd = if isFirst nd then [] else doNode nd            val state' =
144            in                  List.map (fn x => T.Var.state(strand, cvtTy(V.ty x), V.name x)) state
145              mkBlock (doStmt stm)            val env = addBindings (env, state, state')
146            (* define the parameters and add them to the environment *)
147              val params' = List.map (fn x => T.Var.param(cvtTy(V.ty x), V.name x)) params
148              val env = addBindings (env, params, params')
149              in
150                T.Strand.init (strand, params', trBlock (env, stateInit));
151                List.app (trMethod (strand, env)) methods
152              end
153    
154        fun generate (fileStem, srcProg) = let
155              val treeProg as TreeIL.Program{globals, globalInit, strands} = LowToTree.translate srcProg
156    val _ = (
157    TextIO.output(Log.logFile(), "********** After translation to TreeIL **********\n");
158    TreeILPP.program (Log.logFile(), treeProg))
159              val prog = T.newProgram ()
160            (* define the globals and initialize the environment *)
161              val env = let
162                    fun gvar (x, env) =
163                          V.Map.insert(env, x, T.Var.global(prog, cvtTy(V.ty x), V.name x))
164                    in
165                      List.foldl gvar V.Map.empty globals
166                    end
167              in
168              (* global initialization *)
169                T.globalInit (prog, trBlock (env, globalInit));
170              (* translate strands *)
171                List.app (trStrand (prog, env)) strands;
172              (* output the program *)
173                T.generate (fileStem, prog)
174            end            end
175    
176    end    end

Legend:
Removed from v.499  
changed lines
  Added in v.552

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