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[diderot] Annotation of /branches/vis12-cl/src/compiler/c-util/tree-to-c.sml
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Annotation of /branches/vis12-cl/src/compiler/c-util/tree-to-c.sml

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Revision 2102 - (view) (download)
Original Path: branches/vis12/src/compiler/c-util/tree-to-c.sml

1 : jhr 1640 (* tree-to-c.sml
2 :     *
3 :     * COPYRIGHT (c) 2011 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4 :     * All rights reserved.
5 :     *
6 :     * Translate TreeIL to the C version of CLang.
7 :     *)
8 :    
9 : jhr 2102 structure PseudoVars =
10 :     struct
11 :     (* TreeIL "variables" that are used to get the names needed to access the
12 :     * global and strand state variables. These are just used as keys to lookup
13 :     * the C names in the environment, so their kind and type are irrelevant.
14 :     *)
15 :     local
16 :     fun new name = TreeIL.Var.new (name, TreeIL.VK_Local, TreeIL.Ty.IntTy)
17 :     in
18 :     val selfIn = new "$selfIn"
19 :     val selfOut = new "$selfOut"
20 :     val global = new "$global"
21 :     end (* local *)
22 : jhr 1640 end
23 :    
24 : jhr 2102 structure TreeToC : sig
25 : jhr 1640
26 :     type env = CLang.typed_var TreeIL.Var.Map.map
27 :    
28 : jhr 2051 val empty : env
29 :    
30 : jhr 1640 val trType : TreeIL.Ty.ty -> CLang.ty
31 :    
32 :     val trBlock : env * TreeIL.block -> CLang.stm
33 :    
34 : nseltzer 1870 val trFree : env * TreeIL.block -> CLang.stm
35 :    
36 : jhr 1640 val trFragment : env * TreeIL.block -> env * CLang.stm list
37 :    
38 :     val trExp : env * TreeIL.exp -> CLang.exp
39 :    
40 : jhr 2051 val trAssign : env * CLang.exp * TreeIL.exp -> CLang.stm list
41 :    
42 : jhr 1640 (* vector indexing support. Arguments are: vector, arity, index *)
43 :     val ivecIndex : CLang.exp * int * int -> CLang.exp
44 :     val vecIndex : CLang.exp * int * int -> CLang.exp
45 :    
46 :     end = struct
47 :    
48 :     structure CL = CLang
49 :     structure N = CNames
50 :     structure IL = TreeIL
51 :     structure Op = IL.Op
52 :     structure Ty = IL.Ty
53 :     structure V = IL.Var
54 :    
55 :     datatype var = datatype CLang.typed_var
56 :     type env = CLang.typed_var TreeIL.Var.Map.map
57 :    
58 : jhr 2051 val empty = TreeIL.Var.Map.empty
59 :    
60 : jhr 1640 fun lookup (env, x) = (case V.Map.find (env, x)
61 :     of SOME(V(_, x')) => x'
62 :     | NONE => raise Fail(concat["lookup(_, ", V.name x, ")"])
63 :     (* end case *))
64 :    
65 : jhr 2102 local
66 :     fun global env = CL.mkVar(lookup(env, PseudoVars.global))
67 :     fun selfIn env = CL.mkVar(lookup(env, PseudoVars.selfIn))
68 :     fun selfOut env = CL.mkVar(lookup(env, PseudoVars.selfOut))
69 :     in
70 :     (* translate a variable that occurs in an l-value context (i.e., as the target of an assignment) *)
71 :     fun lvalueVar (env, x) = (case V.kind x
72 :     of IL.VK_Local => CL.mkVar(lookup(env, x))
73 :     | _ => CL.mkIndirect(global env, lookup(env, x))
74 :     (* end case *))
75 :    
76 :     (* translate a variable that occurs in an r-value context *)
77 :     fun rvalueVar (env, x) = (case V.kind x
78 :     of IL.VK_Local => CL.mkVar(lookup(env, x))
79 :     | _ => CL.mkIndirect(global env, lookup(env, x))
80 :     (* end case *))
81 :    
82 :     (* translate a strand state variable that occurs in an l-value context *)
83 :     fun lvalueStateVar (env, x) = CL.mkIndirect(selfOut env, IL.StateVar.name x)
84 :    
85 :     (* translate a strand state variable that occurs in an r-value context *)
86 :     fun rvalueStateVar (env, x) = CL.mkIndirect(selfIn env, IL.StateVar.name x)
87 :     end (* local *)
88 :    
89 : jhr 1640 (* integer literal expression *)
90 :     fun intExp (i : int) = CL.mkInt(IntInf.fromInt i)
91 :    
92 : jhr 1691 fun addrOf e = CL.mkUnOp(CL.%&, e)
93 :    
94 : jhr 1640 (* translate TreeIL types to CLang types *)
95 : jhr 1820 val trType = CTyTranslate.toType
96 : jhr 1640
97 :     (* generate new variables *)
98 :     local
99 :     val count = ref 0
100 :     fun freshName prefix = let
101 :     val n = !count
102 :     in
103 :     count := n+1;
104 :     concat[prefix, "_", Int.toString n]
105 :     end
106 :     in
107 :     fun tmpVar ty = freshName "tmp"
108 :     fun freshVar prefix = freshName prefix
109 :     end (* local *)
110 :    
111 :     (* translate IL basis functions *)
112 :     local
113 :     fun mkLookup suffix = let
114 : jhr 1922 val tbl = MathFuns.Tbl.mkTable (16, Fail "basis table")
115 :     fun ins f = MathFuns.Tbl.insert tbl (f, MathFuns.toString f ^ suffix)
116 : jhr 1640 in
117 : jhr 1922 List.app ins MathFuns.allFuns;
118 :     MathFuns.Tbl.lookup tbl
119 : jhr 1640 end
120 :     val fLookup = mkLookup "f"
121 :     val dLookup = mkLookup ""
122 :     in
123 :     fun trApply (f, args) = let
124 :     val f' = if !N.doublePrecision then dLookup f else fLookup f
125 :     in
126 :     CL.mkApply(f', args)
127 :     end
128 :     end (* local *)
129 :    
130 :     (* vector indexing support. Arguments are: vector, arity, index *)
131 :     fun ivecIndex (v, n, ix) = let
132 : jhr 1858 val e1 = CL.mkCast(CL.T_Named(N.iunionTy n), v)
133 : jhr 1640 val e2 = CL.mkSelect(e1, "i")
134 :     in
135 :     CL.mkSubscript(e2, intExp ix)
136 :     end
137 :    
138 :     fun vecIndex (v, n, ix) = let
139 : jhr 1858 val e1 = CL.mkCast(CL.T_Named(N.unionTy n), v)
140 : jhr 1640 val e2 = CL.mkSelect(e1, "r")
141 :     in
142 :     CL.mkSubscript(e2, intExp ix)
143 :     end
144 :    
145 :     (* matrix indexing *)
146 :     fun matIndex (m, ix, jx) =
147 :     CL.mkSubscript(CL.mkSelect(CL.mkSubscript(m, ix), "r"), jx)
148 :    
149 :     (* Translate a TreeIL operator application to a CLang expression *)
150 :     fun trOp (rator, args) = (case (rator, args)
151 :     of (Op.Add ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#+, b)
152 :     | (Op.Sub ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#-, b)
153 :     | (Op.Mul ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#*, b)
154 :     | (Op.Div ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#/, b)
155 :     | (Op.Neg ty, [a]) => CL.mkUnOp(CL.%-, a)
156 :     | (Op.Abs(Ty.IntTy), args) => CL.mkApply("abs", args)
157 :     | (Op.Abs(Ty.TensorTy[]), args) => CL.mkApply(N.fabs(), args)
158 :     | (Op.Abs ty, [a]) => raise Fail(concat["Abs<", Ty.toString ty, ">"])
159 :     | (Op.LT ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#<, b)
160 :     | (Op.LTE ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#<=, b)
161 :     | (Op.EQ ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#==, b)
162 :     | (Op.NEQ ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#!=, b)
163 :     | (Op.GTE ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#>=, b)
164 :     | (Op.GT ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#>, b)
165 :     | (Op.Not, [a]) => CL.mkUnOp(CL.%!, a)
166 :     | (Op.Max, args) => CL.mkApply(N.max(), args)
167 :     | (Op.Min, args) => CL.mkApply(N.min(), args)
168 :     | (Op.Clamp(Ty.TensorTy[]), args) => CL.mkApply(N.clamp 1, args)
169 :     | (Op.Clamp(Ty.TensorTy[n]), args) => CL.mkApply(N.clamp n, args)
170 :     | (Op.Lerp ty, args) => (case ty
171 :     of Ty.TensorTy[] => CL.mkApply(N.lerp 1, args)
172 :     | Ty.TensorTy[n] => CL.mkApply(N.lerp n, args)
173 :     | _ => raise Fail(concat[
174 :     "lerp<", Ty.toString ty, "> not supported"
175 :     ])
176 :     (* end case *))
177 :     | (Op.Dot d, args) => CL.E_Apply(N.dot d, args)
178 :     | (Op.MulVecMat(m, n), args) =>
179 : jhr 1939 if (1 < m) andalso (m <= 4) andalso (m = n)
180 : jhr 1640 then CL.E_Apply(N.mulVecMat(m,n), args)
181 :     else raise Fail "unsupported vector-matrix multiply"
182 :     | (Op.MulMatVec(m, n), args) =>
183 : jhr 1939 if (1 < m) andalso (m <= 4) andalso (m = n)
184 : jhr 1640 then CL.E_Apply(N.mulMatVec(m,n), args)
185 :     else raise Fail "unsupported matrix-vector multiply"
186 :     | (Op.MulMatMat(m, n, p), args) =>
187 : jhr 1939 if (1 < m) andalso (m <= 4) andalso (m = n) andalso (n = p)
188 : jhr 1640 then CL.E_Apply(N.mulMatMat(m,n,p), args)
189 :     else raise Fail "unsupported matrix-matrix multiply"
190 : jhr 1945 | (Op.ColonMul(Ty.TensorTy dd1, Ty.TensorTy dd2), args) =>
191 :     CL.E_Apply(N.colonMul(dd1, dd2), args)
192 : jhr 1640 | (Op.Cross, args) => CL.E_Apply(N.cross(), args)
193 :     | (Op.Norm(Ty.TensorTy[n]), args) => CL.E_Apply(N.length n, args)
194 : jhr 1939 | (Op.Norm(Ty.TensorTy[m,n]), args) => CL.E_Apply(N.normMat(m,n), args)
195 :     | (Op.Norm(Ty.TensorTy[m,n,p]), args) => CL.E_Apply(N.normTen3(m,n,p), args)
196 : jhr 1640 | (Op.Normalize d, args) => CL.E_Apply(N.normalize d, args)
197 :     | (Op.Scale(Ty.TensorTy[n]), args) => CL.E_Apply(N.scale n, args)
198 :     | (Op.PrincipleEvec ty, _) => raise Fail "PrincipleEvec unimplemented"
199 :     | (Op.Select(Ty.TupleTy tys, i), [a]) => raise Fail "Select unimplemented"
200 :     | (Op.Index(Ty.SeqTy(Ty.IntTy, n), i), [a]) => ivecIndex (a, n, i)
201 :     | (Op.Index(Ty.TensorTy[n], i), [a]) => vecIndex (a, n, i)
202 :     | (Op.Subscript(Ty.SeqTy(Ty.IntTy, n)), [v, ix]) => let
203 : jhr 1858 val unionTy = CL.T_Named(N.iunionTy n)
204 : jhr 1640 val vecExp = CL.mkSelect(CL.mkCast(unionTy, v), "i")
205 :     in
206 :     CL.mkSubscript(vecExp, ix)
207 :     end
208 :     | (Op.Subscript(Ty.SeqTy(ty, n)), [v, ix]) => CL.mkSubscript(v, ix)
209 : jhr 2024 | (Op.Subscript(Ty.DynSeqTy ty), [v, ix]) => let
210 :     val elemTy = trType ty
211 :     in
212 :     CL.mkUnOp (CL.%*,
213 :     CL.mkCast(CL.T_Ptr elemTy,
214 :     CL.mkApply("Diderot_DynSeqAddr", [CL.mkSizeof elemTy, v, ix])))
215 :     end
216 : jhr 1640 | (Op.Subscript(Ty.TensorTy[n]), [v, ix]) => let
217 : jhr 1858 val unionTy = CL.T_Named(N.unionTy n)
218 : jhr 1640 val vecExp = CL.mkSelect(CL.mkCast(unionTy, v), "r")
219 :     in
220 :     CL.mkSubscript(vecExp, ix)
221 :     end
222 :     | (Op.Subscript(Ty.TensorTy[_,_]), [m, ix, jx]) => matIndex (m, ix, jx)
223 :     | (Op.Subscript ty, t::(ixs as _::_)) =>
224 :     raise Fail(concat["Subscript<", Ty.toString ty, "> unsupported"])
225 : jhr 1691 | (Op.MkDynamic(ty, n), [seq]) => CL.mkApply("Diderot_DynSeqMk", [
226 :     CL.mkSizeof(trType ty), CL.mkInt(IntInf.fromInt n),
227 :     addrOf (CL.mkSubscript(seq, intExp 0))
228 : jhr 1690 ])
229 : jhr 1691 | (Op.Append ty, [seq, x]) => CL.mkApply("Diderot_DynSeqAppend", [
230 :     CL.mkSizeof(trType ty), seq, addrOf x
231 : jhr 1690 ])
232 : jhr 1691 | (Op.Prepend ty, [x, seq]) => CL.mkApply("Diderot_DynSeqPrepend", [
233 :     CL.mkSizeof(trType ty), addrOf x, seq
234 : jhr 1690 ])
235 : jhr 1691 | (Op.Concat ty, [seq1, seq2]) => CL.mkApply("Diderot_DynSeqConcat", [
236 : jhr 1690 CL.mkSizeof(trType ty), seq1, seq2
237 :     ])
238 : jhr 1925 | (Op.Length _, [seq]) => CL.mkApply("Diderot_DynSeqLength", [seq])
239 : jhr 1640 | (Op.Ceiling d, args) => CL.mkApply(N.addTySuffix("ceil", d), args)
240 :     | (Op.Floor d, args) => CL.mkApply(N.addTySuffix("floor", d), args)
241 :     | (Op.Round d, args) => CL.mkApply(N.addTySuffix("round", d), args)
242 :     | (Op.Trunc d, args) => CL.mkApply(N.addTySuffix("trunc", d), args)
243 :     | (Op.IntToReal, [a]) => CL.mkCast(!N.gRealTy, a)
244 :     | (Op.RealToInt 1, [a]) => CL.mkCast(!N.gIntTy, a)
245 :     | (Op.RealToInt d, args) => CL.mkApply(N.vecftoi d, args)
246 : jhr 1793 | (Op.ImageAddress info, [a]) => let
247 :     val cTy = CL.T_Ptr(CL.T_Num(ImageInfo.sampleTy info))
248 : jhr 1640 in
249 :     CL.mkCast(cTy, CL.mkIndirect(a, "data"))
250 :     end
251 :     | (Op.LoadVoxels(info, 1), [a]) => let
252 :     val realTy as CL.T_Num rTy = !N.gRealTy
253 :     val a = CL.E_UnOp(CL.%*, a)
254 :     in
255 :     if (rTy = ImageInfo.sampleTy info)
256 :     then a
257 :     else CL.E_Cast(realTy, a)
258 :     end
259 :     | (Op.LoadVoxels _, [a]) =>
260 :     raise Fail("impossible " ^ Op.toString rator)
261 : jhr 1793 | (Op.PosToImgSpace info, [img, pos]) =>
262 :     CL.mkApply(N.toImageSpace(ImageInfo.dim info), [img, pos])
263 : jhr 1640 | (Op.TensorToWorldSpace(info, ty), [v, x]) =>
264 :     CL.mkApply(N.toWorldSpace ty, [v, x])
265 : jhr 1793 | (Op.Inside(info, s), [pos, img]) =>
266 :     CL.mkApply(N.inside(ImageInfo.dim info), [pos, img, intExp s])
267 : jhr 2029 | (Op.LoadSeq(ty, nrrd), []) =>
268 :     raise Fail("impossible " ^ Op.toString rator)
269 :     | (Op.LoadImage(ty, nrrd, info), []) =>
270 :     raise Fail("impossible " ^ Op.toString rator)
271 : jhr 2012 | (Op.Input _, []) => raise Fail("impossible " ^ Op.toString rator)
272 : jhr 1640 | _ => raise Fail(concat[
273 :     "unknown or incorrect operator ", Op.toString rator
274 :     ])
275 :     (* end case *))
276 :    
277 :     fun trExp (env, e) = (case e
278 : jhr 2102 of IL.E_State x => rvalueStateVar (env, x)
279 :     | IL.E_Var x => rvalueVar (env, x)
280 : jhr 1640 | IL.E_Lit(Literal.Int n) => CL.mkIntTy(n, !N.gIntTy)
281 :     | IL.E_Lit(Literal.Bool b) => CL.mkBool b
282 :     | IL.E_Lit(Literal.Float f) => CL.mkFlt(f, !N.gRealTy)
283 :     | IL.E_Lit(Literal.String s) => CL.mkStr s
284 :     | IL.E_Op(rator, args) => trOp (rator, trExps(env, args))
285 :     | IL.E_Apply(f, args) => trApply(f, trExps(env, args))
286 :     | IL.E_Cons(Ty.TensorTy[n], args) => CL.mkApply(N.mkVec n, trExps(env, args))
287 :     | IL.E_Cons(ty, _) => raise Fail(concat["E_Cons(", Ty.toString ty, ", _) in expression"])
288 :     (* end case *))
289 :    
290 :     and trExps (env, exps) = List.map (fn exp => trExp(env, exp)) exps
291 :    
292 :     (* translate an expression to a variable form; return the variable and the
293 :     * (optional) declaration.
294 :     *)
295 :     fun expToVar (env, ty, name, exp) = (case trExp(env, exp)
296 :     of x as CL.E_Var _ => (x, [])
297 :     | exp => let
298 :     val x = freshVar name
299 :     in
300 :     (CL.mkVar x, [CL.mkDecl(ty, x, SOME(CL.I_Exp exp))])
301 :     end
302 :     (* end case *))
303 :    
304 :     (* translate a print statement *)
305 :     fun trPrint (env, tys, args) = let
306 :     (* assemble the format string by analysing the types and argument expressions *)
307 :     fun mkFmt (Ty.StringTy, IL.E_Lit(Literal.String s), (stms, fmt, args)) =
308 :     (stms, s::fmt, args)
309 :     | mkFmt (ty, exp, (stms, fmt, args)) = let
310 :     fun mk (f, e) = (stms, f::fmt, e::args)
311 :     in
312 :     case ty
313 :     of Ty.BoolTy => mk(
314 :     "%s",
315 :     CL.mkCond(trExp(env, exp), CL.mkStr "true", CL.mkStr "false"))
316 :     | Ty.StringTy => mk("%s", trExp(env, exp))
317 :     | Ty.IntTy => mk(!N.gIntFormat, trExp(env, exp))
318 :     | Ty.TensorTy[] => mk("%f", trExp(env, exp))
319 :     | Ty.TensorTy[n] => let
320 :     val (x, stm) = expToVar (env, trType ty, "vec", exp)
321 :     val elems = List.tabulate (n, fn i => vecIndex (x, n, i))
322 :     val (fmt, args) = mkSeqFmt (Ty.TensorTy[], elems, fmt, args)
323 :     in
324 :     (stm@stms, fmt, args)
325 :     end
326 :     (*
327 :     | Ty.TensorTy[n, m] =>
328 :     *)
329 :     | Ty.SeqTy(elemTy, n) => let
330 :     val (x, stm) = expToVar (env, trType ty, "vec", exp)
331 :     val elems = List.tabulate (n, fn i => ivecIndex (x, n, i))
332 :     val (fmt, args) = mkSeqFmt (elemTy, elems, fmt, args)
333 :     in
334 :     (stm@stms, fmt, args)
335 :     end
336 :     | _ => raise Fail(concat["TreeToC.trPrint(", Ty.toString ty, ")"])
337 :     (* end case *)
338 :     end
339 :     and mkElemFmt (elemTy, elem, (fmt, args)) = (case elemTy
340 :     of Ty.BoolTy =>
341 :     ("%s"::fmt, CL.mkCond(elem, CL.mkStr "true", CL.mkStr "false")::args)
342 :     | Ty.StringTy => ("%s"::fmt, elem::args)
343 :     | Ty.IntTy => (!N.gIntFormat::fmt, elem::args)
344 :     | Ty.TensorTy[] => ("%f"::fmt, elem::args)
345 :     | Ty.TensorTy[n] => let
346 :     val elems = List.tabulate (n, fn i => vecIndex (elem, n, i))
347 :     in
348 :     mkSeqFmt (Ty.TensorTy[], elems, fmt, args)
349 :     end
350 :     (*
351 :     | Ty.TensorTy[n, m] =>
352 :     *)
353 :     | Ty.SeqTy(elemTy, n) => let
354 :     val elems = List.tabulate (n, fn i => ivecIndex (elem, n, i))
355 :     in
356 :     mkSeqFmt (elemTy, elems, fmt, args)
357 :     end
358 :     | _ => raise Fail(concat["TreeToC.mkElemFmt(", Ty.toString elemTy, ")"])
359 :     (* end case *))
360 :     and mkSeqFmt (elemTy, elems, fmt, args) = let
361 :     fun mk (elem, acc) = mkFmt(elemTy, elem, acc)
362 :     val (seqFmt, args) =
363 :     List.foldr
364 :     (fn (elem, acc) => mkElemFmt(elemTy, elem, acc))
365 :     ([], args) elems
366 :     in
367 :     ("<" :: String.concatWith "," seqFmt :: ">" :: fmt, args)
368 :     end
369 :     val (stms, fmt, args) = ListPair.foldr mkFmt ([], [], []) (tys, args)
370 :     val stm = CL.mkCall("fprintf", CL.mkVar "stderr" :: CL.mkStr(String.concat fmt) :: args)
371 :     in
372 :     List.rev (stm :: stms)
373 :     end
374 :    
375 :     fun trAssign (env, lhs, rhs) = (
376 :     (* certain rhs forms, such as those that return a matrix,
377 :     * require a function call instead of an assignment
378 :     *)
379 :     case rhs
380 :     of IL.E_Op(Op.Add(Ty.TensorTy[m,n]), args) =>
381 :     [CL.mkCall(N.addMat(m,n), lhs :: trExps(env, args))]
382 :     | IL.E_Op(Op.Sub(Ty.TensorTy[m,n]), args) =>
383 :     [CL.mkCall(N.subMat(m,n), lhs :: trExps(env, args))]
384 :     | IL.E_Op(Op.Neg(Ty.TensorTy[m,n]), args) =>
385 :     [CL.mkCall(N.scaleMat(m,n), lhs :: intExp ~1 :: trExps(env, args))]
386 :     | IL.E_Op(Op.Scale(Ty.TensorTy[m,n]), args) =>
387 :     [CL.mkCall(N.scaleMat(m,n), lhs :: trExps(env, args))]
388 :     | IL.E_Op(Op.MulMatMat(m,n,p), args) =>
389 :     [CL.mkCall(N.mulMatMat(m,n,p), lhs :: trExps(env, args))]
390 : jhr 1939 | IL.E_Op(Op.MulVecTen3(m, n, p), args) =>
391 :     if (1 < m) andalso (m <= 4) andalso (m = n) andalso (n = p)
392 :     then [CL.mkCall(N.mulVecTen3(m,n,p), lhs :: trExps(env, args))]
393 :     else raise Fail "unsupported vector-tensor multiply"
394 :     | IL.E_Op(Op.MulTen3Vec(m, n, p), args) =>
395 :     if (1 < m) andalso (m <= 4) andalso (m = n) andalso (n = p)
396 :     then [CL.mkCall(N.mulTen3Vec(m,n,p), lhs :: trExps(env, args))]
397 :     else raise Fail "unsupported tensor-vector multiply"
398 : jhr 1945 | IL.E_Op(Op.ColonMul(Ty.TensorTy dd1, Ty.TensorTy dd2), args) =>
399 : jhr 1958 if (length dd1 + length dd2 > 5)
400 :     then [CL.mkCall(N.colonMul(dd1, dd2), lhs :: trExps(env, args))]
401 :     else [CL.mkAssign(lhs, trExp(env, rhs))]
402 : jhr 1640 | IL.E_Op(Op.EigenVals2x2, [m]) => let
403 :     val (m, stms) = expToVar (env, CL.T_Named(N.matTy(2,2)), "m", m)
404 :     in
405 :     stms @ [CL.mkCall(N.evals2x2, [
406 :     lhs,
407 :     matIndex (m, CL.mkInt 0, CL.mkInt 0),
408 :     matIndex (m, CL.mkInt 0, CL.mkInt 1),
409 :     matIndex (m, CL.mkInt 1, CL.mkInt 1)
410 :     ])]
411 :     end
412 :     | IL.E_Op(Op.EigenVals3x3, [m]) => let
413 :     val (m, stms) = expToVar (env, CL.T_Named(N.matTy(3,3)), "m", m)
414 :     in
415 :     stms @ [CL.mkCall(N.evals3x3, [
416 :     lhs,
417 :     matIndex (m, CL.mkInt 0, CL.mkInt 0),
418 :     matIndex (m, CL.mkInt 0, CL.mkInt 1),
419 :     matIndex (m, CL.mkInt 0, CL.mkInt 2),
420 :     matIndex (m, CL.mkInt 1, CL.mkInt 1),
421 :     matIndex (m, CL.mkInt 1, CL.mkInt 2),
422 :     matIndex (m, CL.mkInt 2, CL.mkInt 2)
423 :     ])]
424 :     end
425 :     | IL.E_Op(Op.Identity n, args) =>
426 :     [CL.mkCall(N.identityMat n, [lhs])]
427 :     | IL.E_Op(Op.Zero(Ty.TensorTy[m,n]), args) =>
428 :     [CL.mkCall(N.zeroMat(m,n), [lhs])]
429 : jhr 1958 | IL.E_Op(Op.TensorToWorldSpace(info, ty as Ty.TensorTy(_::_::_)), args) =>
430 : jhr 1640 [CL.mkCall(N.toWorldSpace ty, lhs :: trExps(env, args))]
431 :     | IL.E_Op(Op.LoadVoxels(info, n), [a]) =>
432 :     if (n > 1)
433 :     then let
434 :     val stride = ImageInfo.stride info
435 :     val rTy = ImageInfo.sampleTy info
436 :     val vp = freshVar "vp"
437 :     val needsCast = (CL.T_Num rTy <> !N.gRealTy)
438 :     fun mkLoad i = let
439 :     val e = CL.mkSubscript(CL.mkVar vp, intExp(i*stride))
440 :     in
441 :     if needsCast then CL.mkCast(!N.gRealTy, e) else e
442 :     end
443 :     in [
444 :     CL.mkDecl(CL.T_Ptr(CL.T_Num rTy), vp, SOME(CL.I_Exp(trExp(env, a)))),
445 :     CL.mkAssign(lhs,
446 :     CL.mkApply(N.mkVec n, List.tabulate (n, mkLoad)))
447 :     ] end
448 :     else [CL.mkAssign(lhs, trExp(env, rhs))]
449 :     | IL.E_Cons(Ty.TensorTy[n,m], args) => let
450 :     (* matrices are represented as arrays of union<d><ty>_t vectors *)
451 :     fun doRows (_, []) = []
452 :     | doRows (i, e::es) =
453 :     CL.mkAssign(CL.mkSelect(CL.mkSubscript(lhs, intExp i), "v"), e)
454 :     :: doRows (i+1, es)
455 :     in
456 :     doRows (0, trExps(env, args))
457 :     end
458 : jhr 1797 | IL.E_Cons(Ty.TensorTy[n,m,l], args) => let
459 :     (* 3rd-order tensors are represented as 2D arrays of union<d><ty>_t vectors *)
460 :     fun lp1 (i, [], code) = code
461 :     | lp1 (i, e::es, code) = let
462 :     val lhs_i = CL.mkSubscript(lhs, intExp i)
463 :     fun lp2 j = if (j < m)
464 :     then CL.mkAssign(
465 :     CL.mkSelect(CL.mkSubscript(lhs_i, intExp j), "v"),
466 :     CL.mkSelect(CL.mkSubscript (e, intExp j), "v")
467 :     ) :: lp2(j+1)
468 :     else code
469 :     in
470 :     lp1 (i+1, es, lp2 0)
471 :     end
472 :     in
473 :     lp1 (0, trExps(env, args), [])
474 :     end
475 : jhr 1691 | IL.E_Cons(Ty.SeqTy(ty, n), args) => let
476 :     fun doAssign (_, []) = []
477 :     | doAssign (i, arg::args) =
478 :     CL.mkAssign(CL.mkSubscript(lhs, intExp i), arg) :: doAssign(i+1, args)
479 :     in
480 :     doAssign (0, trExps(env, args))
481 :     end
482 : jhr 1754 | IL.E_State x => (case IL.StateVar.ty x
483 : jhr 2102 of Ty.TensorTy[n,m] => [CL.mkCall(N.copyMat(n,m), [lhs, rvalueStateVar(env, x)])]
484 :     | Ty.TensorTy[n,m,l] => [CL.mkCall(N.copyTen3(n,m,l), [lhs, rvalueStateVar(env, x)])]
485 :     | _ => [CL.mkAssign(lhs, rvalueStateVar(env, x))]
486 : jhr 1754 (* end case *))
487 : jhr 1640 | IL.E_Var x => (case IL.Var.ty x
488 : jhr 2102 of Ty.TensorTy[n,m] => [CL.mkCall(N.copyMat(n,m), [lhs, rvalueVar(env, x)])]
489 :     | Ty.TensorTy[n,m,l] => [CL.mkCall(N.copyTen3(n,m,l), [lhs, rvalueVar(env, x)])]
490 :     | _ => [CL.mkAssign(lhs, rvalueVar(env, x))]
491 : jhr 1640 (* end case *))
492 :     | _ => [CL.mkAssign(lhs, trExp(env, rhs))]
493 :     (* end case *))
494 :    
495 :     fun trMultiAssign (env, lhs, IL.E_Op(rator, args)) = (case (lhs, rator, args)
496 :     of ([vals, vecs], Op.EigenVecs2x2, [m]) => let
497 :     val (m, stms) = expToVar (env, CL.T_Named(N.matTy(2,2)), "m", m)
498 :     in
499 :     stms @ [CL.mkCall(N.evecs2x2, [
500 :     vals, vecs,
501 :     matIndex (m, CL.mkInt 0, CL.mkInt 0),
502 :     matIndex (m, CL.mkInt 0, CL.mkInt 1),
503 :     matIndex (m, CL.mkInt 1, CL.mkInt 1)
504 :     ])]
505 :     end
506 :     | ([vals, vecs], Op.EigenVecs3x3, [m]) => let
507 :     val (m, stms) = expToVar (env, CL.T_Named(N.matTy(3,3)), "m", m)
508 :     in
509 :     stms @ [CL.mkCall(N.evecs3x3, [
510 :     vals, vecs,
511 :     matIndex (m, CL.mkInt 0, CL.mkInt 0),
512 :     matIndex (m, CL.mkInt 0, CL.mkInt 1),
513 :     matIndex (m, CL.mkInt 0, CL.mkInt 2),
514 :     matIndex (m, CL.mkInt 1, CL.mkInt 1),
515 :     matIndex (m, CL.mkInt 1, CL.mkInt 2),
516 :     matIndex (m, CL.mkInt 2, CL.mkInt 2)
517 :     ])]
518 :     end
519 :     | ([], Op.Print tys, args) => trPrint (env, tys, args)
520 :     | _ => raise Fail "bogus multi-assignment"
521 :     (* end case *))
522 :     | trMultiAssign (env, lhs, rhs) = raise Fail "bogus multi-assignment"
523 :    
524 :     fun trLocals (env : env, locals) =
525 :     List.foldl
526 :     (fn (x, env) => V.Map.insert(env, x, V(trType(V.ty x), V.name x)))
527 :     env locals
528 :    
529 : jhr 1807 (* generate code to check the status of runtime-system calls; this code assumes that
530 :     * we are in a function with a boolean return type
531 :     *)
532 : jhr 1640 fun checkSts mkDecl = let
533 :     val sts = freshVar "sts"
534 :     in
535 :     mkDecl sts @
536 :     [CL.mkIfThen(
537 :     CL.mkBinOp(CL.mkVar "DIDEROT_OK", CL.#!=, CL.mkVar sts),
538 : jhr 1807 CL.mkReturn(SOME(CL.mkVar "true")))]
539 : jhr 1640 end
540 :    
541 : jhr 1872 (* given the global initialization code, generate code to free the storage that is heap
542 :     * allocated for globals.
543 :     *)
544 :     fun trFree (env, IL.Block{locals, body}) = let
545 :     val env = trLocals (env, locals)
546 : nseltzer 1870 fun trStmt (env, stm) = (case stm
547 :     of IL.S_Comment text => [CL.mkComment text]
548 : jhr 2029 | IL.S_LoadNrrd _ => [] (* FIXME *)
549 : jhr 2023 | IL.S_InputNrrd _ => [] (* FIXME *)
550 : nseltzer 1870 | _ => []
551 :     (* end case *))
552 : jhr 1872 val stms = List.foldr (fn (stm, stms) => trStmt(env, stm)@stms) [] body
553 : nseltzer 1870 fun mkDecl (x, stms) = (case V.Map.find (env, x)
554 :     of SOME(V(ty, x')) => CL.mkDecl(ty, x', NONE) :: stms
555 :     | NONE => raise Fail(concat["mkDecl(", V.name x, ", _)"])
556 :     (* end case *))
557 :     val stms = List.foldr mkDecl stms locals
558 :     in
559 :     CL.mkBlock stms
560 :     end
561 :    
562 : jhr 1640 fun trStms (env, stms) = let
563 :     fun trStmt (env, stm) = (case stm
564 :     of IL.S_Comment text => [CL.mkComment text]
565 : jhr 2102 | IL.S_Assign([x], exp) => trAssign (env, lvalueVar (env, x), exp)
566 : jhr 1640 | IL.S_Assign(xs, exp) =>
567 : jhr 2102 trMultiAssign (env, List.map (fn x => lvalueVar (env, x)) xs, exp)
568 : jhr 1640 | IL.S_IfThen(cond, thenBlk) =>
569 :     [CL.mkIfThen(trExp(env, cond), trBlk(env, thenBlk))]
570 :     | IL.S_IfThenElse(cond, thenBlk, elseBlk) =>
571 :     [CL.mkIfThenElse(trExp(env, cond),
572 :     trBlk(env, thenBlk),
573 :     trBlk(env, elseBlk))]
574 :     | IL.S_New _ => raise Fail "new not supported yet" (* FIXME *)
575 : jhr 2102 | IL.S_Save([x], exp) => trAssign (env, lvalueStateVar(env, x), exp)
576 : jhr 1640 | IL.S_Save(xs, exp) =>
577 : jhr 2102 trMultiAssign (env, List.map (fn x => lvalueStateVar(env, x)) xs, exp)
578 : jhr 2052 | IL.S_LoadNrrd(lhs, Ty.DynSeqTy ty, nrrd) =>
579 : jhr 2102 [GenLoadNrrd.loadSeqFromFile (lvalueVar (env, lhs), ty, CL.mkStr nrrd)]
580 : jhr 2051 | IL.S_LoadNrrd(lhs, Ty.ImageTy info, nrrd) =>
581 : jhr 2102 [GenLoadNrrd.loadImage (lvalueVar (env, lhs), info, CL.E_Str nrrd)]
582 : jhr 1803 | IL.S_Input(_, _, _, NONE) => []
583 :     | IL.S_Input(lhs, name, _, SOME dflt) => [
584 : jhr 2102 CL.mkAssign(lvalueVar(env, lhs), trExp(env, dflt))
585 : jhr 1803 ]
586 : jhr 2023 | IL.S_InputNrrd _ => []
587 : jhr 1807 | IL.S_Exit args => []
588 : jhr 1640 | IL.S_Active => [CL.mkReturn(SOME(CL.mkVar N.kActive))]
589 :     | IL.S_Stabilize => [CL.mkReturn(SOME(CL.mkVar N.kStabilize))]
590 :     | IL.S_Die => [CL.mkReturn(SOME(CL.mkVar N.kDie))]
591 :     (* end case *))
592 :     in
593 :     List.foldr (fn (stm, stms) => trStmt(env, stm)@stms) [] stms
594 :     end
595 :    
596 :     and trBlk (env, IL.Block{locals, body}) = let
597 :     val env = trLocals (env, locals)
598 :     val stms = trStms (env, body)
599 :     fun mkDecl (x, stms) = (case V.Map.find (env, x)
600 :     of SOME(V(ty, x')) => CL.mkDecl(ty, x', NONE) :: stms
601 :     | NONE => raise Fail(concat["mkDecl(", V.name x, ", _)"])
602 :     (* end case *))
603 :     val stms = List.foldr mkDecl stms locals
604 :     in
605 :     CL.mkBlock stms
606 :     end
607 :    
608 :     fun trFragment (env, IL.Block{locals, body}) = let
609 :     val env = trLocals (env, locals)
610 :     val stms = trStms (env, body)
611 :     fun mkDecl (x, stms) = (case V.Map.find (env, x)
612 :     of SOME(V(ty, x')) => CL.mkDecl(ty, x', NONE) :: stms
613 :     | NONE => raise Fail(concat["mkDecl(", V.name x, ", _)"])
614 :     (* end case *))
615 :     val stms = List.foldr mkDecl stms locals
616 :     in
617 :     (env, stms)
618 :     end
619 :    
620 :     val trBlock = trBlk
621 :    
622 :     end

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