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[diderot] Annotation of /branches/vis12/src/compiler/c-util/gen-inputs.sml
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Annotation of /branches/vis12/src/compiler/c-util/gen-inputs.sml

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Revision 2709 - (view) (download)

1 : jhr 1820 (* gen-inputs.sml
2 :     *
3 :     * COPYRIGHT (c) 2012 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4 :     * All rights reserved.
5 :     *)
6 :    
7 :     structure GenInputs : sig
8 :    
9 : jhr 1845 (* input variable descriptor: type, name, description, has default *)
10 : jhr 2048 type input_desc = (TreeIL.Ty.ty * string * string option * TreeIL.exp option)
11 : jhr 1820
12 :     val gatherInputs : TreeIL.block -> input_desc list
13 :    
14 : jhr 2048 (*** Support for standalone executables ***)
15 :    
16 : jhr 2041 (* generate the input initialization structure that we use to initialize input
17 :     * globals from command-line arguments in stand-alone executables.
18 :     *)
19 : jhr 2082 val genInputsStruct : Properties.props * input_desc list -> CLang.decl
20 : jhr 2041
21 : jhr 2048 (* generate the functions that handle inputs for standalone executables. These are:
22 :     * InitDefaults -- called to initialize the default input values
23 :     * RegisterInputs -- called to register the command-line options for the input globals
24 :     * InitInptus -- called to initialize the input globals from the values specified
25 :     * on the command line.
26 :     *)
27 : jhr 2082 val genExecInputFuns : Properties.props * input_desc list -> CLang.decl list
28 : jhr 1820
29 : jhr 2048 (*** Support for libraries ***)
30 : jhr 2041
31 : jhr 2048 (* generate the typedef for the defined-input flag struct. *)
32 : jhr 2082 val genDefinedInpStruct : Properties.props * input_desc list -> CLang.decl
33 : jhr 2048
34 :     (* generated the functions to initialize inputs for the library API. This function also
35 :     * generates the function to initialize the defined input flags struct.
36 :     *)
37 : jhr 2082 val genInputFuns : Properties.props * input_desc list -> CLang.decl list
38 : jhr 1820
39 :     end = struct
40 :    
41 :     structure IL = TreeIL
42 :     structure Ty = TreeIL.Ty
43 :     structure CL = CLang
44 :     structure N = CNames
45 : jhr 2051 structure ToC = TreeToC
46 : jhr 1820 structure TrTy = CTyTranslate
47 :    
48 : jhr 2048 type input_desc = (Ty.ty * string * string option * IL.exp option)
49 : jhr 1820
50 :     val nrrdPtrTy = CL.T_Ptr(CL.T_Named "Nrrd")
51 :     val wrldPrefixTy = CL.T_Ptr(CL.T_Named "WorldPrefix_t")
52 :    
53 : jhr 2708 (* world pointer cast to the world prefix type *)
54 :     val wrldPrefix = CL.mkCast(wrldPrefixTy, CL.mkVar "wrld")
55 :    
56 : jhr 2082 type props = Properties.props
57 : jhr 1820
58 :     (* translate a TreeIL type to the C types used to represent it in the external API *)
59 :     val trType = CTyTranslate.toCType
60 :    
61 : jhr 2048 (* an l-value expression for accessing a defined-input flag *)
62 :     fun defined name = CL.mkSelect(CL.mkIndirect(CL.mkVar "wrld", "definedInp"), name)
63 :    
64 : jhr 1820 (* an l-value expression for accessing a global variable *)
65 :     fun global name = CL.mkIndirect(CL.mkIndirect(CL.mkVar "wrld", "globals"), name)
66 :    
67 :     (* gather the input globals from the input initialization block *)
68 :     fun gatherInputs (IL.Block{body, ...}) = let
69 : jhr 2048 fun inputInfo cvt (x, name, desc, NONE) =
70 :     SOME(IL.Var.ty x, name, desc, NONE)
71 :     | inputInfo cvt (x, name, desc, SOME v) =
72 :     SOME(IL.Var.ty x, name, desc, SOME(cvt v))
73 :     fun gather (IL.S_Input inp) = inputInfo (fn e => e) inp
74 :     | gather (IL.S_InputNrrd inp) = inputInfo (fn s => TreeIL.E_Lit(Literal.String s)) inp
75 : jhr 1820 | gather _ = NONE
76 :     in
77 :     List.mapPartial gather body
78 :     end
79 :    
80 : jhr 2041 (* generate the input initialization structure that we use to initialize input
81 :     * globals from command-line arguments in stand-alone executables.
82 :     *)
83 : jhr 2082 fun genInputsStruct (tgt : props, inputs) = let
84 : jhr 2041 fun mkField (Ty.DynSeqTy _, name, _, _) = (CL.charPtr, name)
85 :     | mkField (Ty.ImageTy _, name, _, _) = (CL.charPtr, name)
86 :     | mkField (ty, name, _, _) = (trType ty, name)
87 :     in
88 :     CL.D_StructDef(NONE, List.map mkField inputs, SOME(N.inputsTy tgt))
89 :     end
90 :    
91 : jhr 2118 local
92 :     fun subscript (e, i) = CL.mkSubscript(e, CL.mkInt(IntInf.fromInt i))
93 :    
94 :     (* initialize an external C representation from constant expressions *)
95 :     fun initC {ty, dst, src} = let
96 :     fun cvtExp e = TreeToC.trExp (TreeIL.Var.Map.empty, e)
97 :     fun simpleInit () = [CL.mkAssign(dst, cvtExp src)]
98 :     in
99 :     case (ty, src)
100 :     of (Ty.BoolTy, _) => simpleInit ()
101 :     | (Ty.StringTy, _) => simpleInit ()
102 :     | (Ty.IntTy, _) => simpleInit ()
103 :     | (Ty.TensorTy[], _) => simpleInit ()
104 :     | (Ty.TensorTy[n], TreeIL.E_Cons(_, es)) => let
105 :     fun lp (_, []) = []
106 :     | lp (i, e::es) = CL.mkAssign(subscript(dst, i), cvtExp e) :: lp(i+1, es)
107 :     in
108 :     lp(0, es)
109 :     end
110 : jhr 2708 | (Ty.DynSeqTy _, _) => simpleInit ()
111 : jhr 2118 | _ => raise Fail(concat["CTyTranslate.initC(", Ty.toString ty, ") not supported yet"])
112 :     (* end case *)
113 :     end
114 :     in
115 : jhr 2048 (* generate code to initialize the default input values *)
116 :     fun genInitDefaults (tgt, inputs) = let
117 :     (* the inputs pointer type *)
118 :     val inputPtrTy = CL.T_Ptr(CL.T_Named(N.inputsTy tgt))
119 :     (* some common variables *)
120 :     val inpV = CL.mkVar "inp"
121 :     (* initialize a given input *)
122 : jhr 2118 fun initInput ((ty, name, _, SOME dflt), stms) = let
123 : jhr 2048 val lhs = CL.mkIndirect(inpV, name)
124 :     in
125 : jhr 2118 initC {ty=ty, dst=lhs, src=dflt} @ stms
126 : jhr 2048 end
127 : jhr 2118 | initInput (_, stms) = stms
128 : jhr 2048 in
129 :     CL.D_Func(
130 :     ["static"], CL.voidTy, N.initDefaults,
131 :     [CL.PARAM([], inputPtrTy, "inp")],
132 : jhr 2118 CL.mkBlock(List.foldr initInput [] inputs))
133 : jhr 2048 end
134 : jhr 2118 end (* local *)
135 : jhr 2048
136 : jhr 1845 (* generate code to register command-line options for setting the input variables *)
137 : jhr 1820 fun genRegisterInputs (tgt, inputs) = let
138 : jhr 2041 (* the inputs pointer type *)
139 :     val inputPtrTy = CL.T_Ptr(CL.T_Named(N.inputsTy tgt))
140 :     (* some common variables *)
141 :     val inpV = CL.mkVar "inp"
142 :     val optsV = CL.mkVar "opts"
143 :     (* register a given input *)
144 : jhr 2048 fun registerInput (ty, name, desc, optDflt) = CL.mkCall(N.input ty, [
145 : jhr 2041 optsV, CL.mkStr name, CL.mkStr(Option.getOpt(desc, "")),
146 : jhr 2118 if TrTy.isCArrayTy ty
147 :     then CL.mkIndirect(inpV, name)
148 :     else CL.mkUnOp(CL.%&, CL.mkIndirect(inpV, name)),
149 : jhr 2048 CL.mkBool(Option.isSome optDflt)
150 : jhr 2041 ])
151 :     in
152 :     CL.D_Func(
153 :     ["static"], CL.voidTy, N.registerOpts,
154 :     [CL.PARAM([], inputPtrTy, "inp"), CL.PARAM([], CL.T_Ptr(CL.T_Named N.optionsTy), "opts")],
155 :     CL.mkBlock(List.map registerInput inputs))
156 :     end
157 :    
158 :     (* generate code to initialize the global input variables from the command-line inputs *)
159 :     fun genInitInputs (tgt, inputs) = let
160 : jhr 1820 (* the world pointer type *)
161 :     val worldPtrTy = CL.T_Ptr(CL.T_Named(N.worldTy tgt))
162 : jhr 1845 (* the global state pointer type *)
163 :     val globPtrTy = CL.T_Ptr(CL.T_Named(N.globalTy tgt))
164 : jhr 2041 (* the inputs pointer type *)
165 :     val inputPtrTy = CL.T_Ptr(CL.T_Named(N.inputsTy tgt))
166 : jhr 1845 (* some common variables *)
167 : jhr 2041 val inpV = CL.mkVar "inp"
168 : jhr 1845 val optsV = CL.mkVar "opts"
169 : jhr 2041 (* initialize a given input global; for sequences and images, this requires
170 :     * loading the value from the specified nrrd file, while for other types
171 :     * we just copy the values.
172 :     *)
173 : jhr 2708 fun initInput ((Ty.DynSeqTy elemTy, name, desc, optDflt), stms) = let
174 :     val (loadFn, nDims, dims) = (case elemTy
175 :     of Ty.BoolTy => ("Diderot_DynSeqLoadBoolFromFile", CL.mkInt 0, CL.mkInt 0)
176 :     | Ty.IntTy => ("Diderot_DynSeqLoadIntFromFile", CL.mkInt 0, CL.mkInt 0)
177 :     | Ty.TensorTy[] => ("Diderot_DynSeqLoadRealFromFile", CL.mkInt 0, CL.mkInt 0)
178 :     | Ty.TensorTy _ => raise Fail "TODO: sequences of tensors"
179 :     | Ty.SeqTy elemTy => raise Fail "TODO: sequences of sequences"
180 :     | _ => raise Fail "unsupported dynamic sequence type"
181 :     (* end case *))
182 :     in
183 :     CL.mkAssign(global name,
184 : jhr 2709 CL.mkApply(loadFn, [wrldPrefix, CL.mkIndirect(inpV, name), nDims, dims])) ::
185 :     CL.mkIfThen(CL.mkBinOp(global name, CL.#==, CL.mkInt 0),
186 :     CL.mkReturn(SOME(CL.mkVar "true"))) :: stms
187 : jhr 2708 end
188 :     | initInput ((Ty.ImageTy info, name, desc, optDflt), stms) = let
189 :     val loadFn = (case ImageInfo.dim info
190 :     of 1 => "Diderot_LoadImage1D"
191 :     | 2 => "Diderot_LoadImage2D"
192 :     | 3 => "Diderot_LoadImage3D"
193 :     | _ => raise Fail "image with dimension > 3"
194 :     (* end case *))
195 :     in
196 : jhr 2709 CL.mkIfThen(
197 :     CL.mkApply(loadFn, [wrldPrefix, CL.mkIndirect(inpV, name), CL.mkAddrOf(global name)]),
198 :     CL.mkReturn(SOME(CL.mkVar "true"))) :: stms
199 : jhr 2708 end
200 : jhr 2048 | initInput ((ty, name, _, _), stms) =
201 :     TrTy.copyFromC{ty=ty, dst=global name, src=CL.mkIndirect(inpV, name)} @ stms
202 : jhr 1820 in
203 :     CL.D_Func(
204 : jhr 2709 ["static"], CL.boolTy, N.initInputs,
205 : jhr 2041 [CL.PARAM([], worldPtrTy, "wrld"), CL.PARAM([], inputPtrTy, "inp")],
206 : jhr 1845 CL.mkBlock(
207 :     CL.mkDeclInit(globPtrTy, "glob", CL.mkIndirect(CL.mkVar "wrld", "globals")) ::
208 : jhr 2709 List.foldr initInput [CL.mkReturn(SOME(CL.mkVar "false"))] inputs))
209 : jhr 1820 end
210 :    
211 : jhr 2048 (* generate the functions that handle inputs for standalone executables. These are:
212 :     * InitDefaults -- called to initialize the default input values
213 :     * RegisterInputs -- called to register the command-line options for the input globals
214 :     * InitInptus -- called to initialize the input globals from the values specified
215 :     * on the command line.
216 :     *)
217 :     fun genExecInputFuns arg = [
218 :     genInitDefaults arg,
219 :     genRegisterInputs arg,
220 :     genInitInputs arg
221 :     ]
222 :    
223 :     (* generate the typedef for the defined-input flag struct. *)
224 : jhr 2082 fun genDefinedInpStruct (tgt : props, inputs) = let
225 : jhr 2048 fun mkField (_, name, _, _) = (CL.boolTy, name)
226 :     in
227 :     CL.D_StructDef(NONE, List.map mkField inputs, SOME(N.definedInpTy tgt))
228 :     end
229 :    
230 :     fun genDefineInp (tgt, inputs) = let
231 :     (* the world pointer type *)
232 :     val worldPtrTy = CL.T_Ptr(CL.T_Named(N.worldTy tgt))
233 :     val wrldParam = CL.PARAM([], worldPtrTy, "wrld")
234 : jhr 2049 fun initFlag (_, name, _, _) = CL.mkAssign(defined name, CL.mkBool false)
235 : jhr 2048 in
236 :     CL.D_Func(
237 :     ["static"], CL.voidTy, N.initDefined tgt,
238 :     [wrldParam],
239 :     CL.mkBlock(List.map initFlag inputs))
240 :     end
241 :    
242 : jhr 2049 fun genCheckInputs (tgt, inputs) = let
243 :     (* the world pointer type *)
244 :     val worldPtrTy = CL.T_Ptr(CL.T_Named(N.worldTy tgt))
245 :     val wrldParam = CL.PARAM([], worldPtrTy, "wrld")
246 :     (* the inputs pointer type *)
247 :     fun check (ty, name, _, optDflt) = let
248 :     val dfltStm = (case optDflt
249 : jhr 2054 of SOME v => let
250 :     (* get default file name for images and sequences *)
251 :     fun getName () = (case v
252 :     of IL.E_Lit(Literal.String s) => CL.mkStr s
253 :     | _ => raise Fail "expected string for default nrrd"
254 :     (* end case *))
255 :     in
256 :     case ty
257 :     of Ty.DynSeqTy elemTy =>
258 :     GenLoadNrrd.loadSeqFromFile (global name, elemTy, getName())
259 :     | Ty.ImageTy info =>
260 :     GenLoadNrrd.loadImage (global name, info, getName())
261 :     | _ => CL.mkBlock(ToC.trAssign(ToC.empty, global name, v))
262 :     (* end case *)
263 :     end
264 : jhr 2049 | NONE => CL.mkBlock[
265 :     World.errorMsgAdd(CL.mkStr(concat["undefined input \"", name, "\"\n"])),
266 :     CL.mkReturn(SOME(CL.mkBool true))
267 :     ]
268 :     (* end case *))
269 :     in
270 :     CL.mkIfThen(CL.mkUnOp(CL.%!, defined name), dfltStm)
271 :     end
272 :     in
273 :     CL.D_Func(
274 :     ["static"], CL.boolTy, N.checkDefined tgt,
275 :     [wrldParam],
276 :     CL.mkBlock(List.map check inputs @ [CL.mkReturn(SOME(CL.mkBool false))]))
277 :     end
278 :    
279 : jhr 2041 (* for each input variable we generate two or three top-level declarations in the
280 :     * exported API.
281 :     *)
282 : jhr 1820 fun genInputFuns (tgt, inputs) = let
283 :     (* the world pointer type *)
284 :     val worldPtrTy = CL.T_Ptr(CL.T_Named(N.worldTy tgt))
285 :     val wrldParam = CL.PARAM([], worldPtrTy, "wrld")
286 :     (* create decls for an input variable *)
287 : jhr 2048 fun mkInputDecls (ty, name, desc, optDflt) = let
288 : jhr 1820 (* create a description declaration for the input variable *)
289 : jhr 2012 val descDcl = (case desc
290 :     of SOME desc => [
291 :     CL.D_Var([], CL.T_Ptr(CL.T_Named "const char"),
292 :     N.inputDesc(tgt, name),
293 :     SOME(CL.I_Exp(CL.mkStr desc)))
294 :     ]
295 :     | NONE => []
296 :     (* end case *))
297 : jhr 2048 val getDcl = if (Option.isSome optDflt)
298 : jhr 1820 then let
299 :     val getName = N.inputGet(tgt, name)
300 : jhr 2054 (* generate code for a function that returns the current value of
301 :     * an input global.
302 :     *)
303 :     fun mkFunc outTy = CL.D_Func([], CL.voidTy, getName,
304 :     [wrldParam, CL.PARAM([], outTy, "v")],
305 :     CL.mkBlock(TrTy.copyToC{
306 :     ty=ty, dst=CL.mkUnOp(CL.%*, CL.mkVar "v"),
307 :     src=global name
308 :     }))
309 :     (* FIXME: for images and sequences, it is not clear what the get function should return.
310 :     * For now, we just return 0
311 :     *)
312 :     (* for images and sequences, we currently return 0 *)
313 :     fun nrrdFunc () = CL.D_Func([], CL.voidTy, getName,
314 :     [wrldParam, CL.PARAM([], CL.T_Ptr CL.voidPtr, "v")],
315 :     CL.mkAssign(CL.mkUnOp(CL.%*, CL.mkVar "v"), CL.mkInt 0))
316 :     val func = (case ty
317 :     of Ty.BoolTy => mkFunc(CL.T_Ptr(trType ty))
318 :     | Ty.StringTy => mkFunc(CL.T_Ptr(trType ty))
319 :     | Ty.IntTy => mkFunc(CL.T_Ptr(trType ty))
320 :     | Ty.TensorTy[] => mkFunc(CL.T_Ptr(trType ty))
321 :     | Ty.TensorTy _ => mkFunc(trType ty)
322 :     | Ty.SeqTy _ => mkFunc(trType ty)
323 :     | Ty.DynSeqTy _ => nrrdFunc ()
324 :     | Ty.ImageTy _ => nrrdFunc ()
325 : jhr 1820 | _ => raise Fail(concat["bogus input type ", Ty.toString ty])
326 :     (* end case *))
327 : jhr 2054 in
328 :     [func]
329 :     end
330 : jhr 1820 else []
331 :     val setDcl = (case ty
332 : jhr 2054 of Ty.ImageTy info => [
333 : jhr 1820 CL.D_Func(
334 :     [], CL.boolTy, N.inputSetByName(tgt, name),
335 :     [wrldParam, CL.PARAM(["const"], CL.charPtr, "s")],
336 : jhr 2051 CL.appendStm(
337 :     GenLoadNrrd.loadImage (global name, info, CL.mkVar "s"),
338 :     CL.mkReturn(SOME(CL.mkBool false)))),
339 : jhr 1820 CL.D_Func(
340 :     [], CL.boolTy, N.inputSet(tgt, name),
341 :     [wrldParam, CL.PARAM([], nrrdPtrTy, "nin")],
342 : jhr 2051 CL.appendStm(
343 :     GenLoadNrrd.setImage (global name, info, CL.mkVar "nin"),
344 :     CL.mkReturn(SOME(CL.mkBool false))))
345 : jhr 2054 ]
346 :     | Ty.DynSeqTy elemTy => [
347 : jhr 1999 CL.D_Func(
348 :     [], CL.boolTy, N.inputSetByName(tgt, name),
349 :     [wrldParam, CL.PARAM(["const"], CL.charPtr, "s")],
350 : jhr 2054 CL.appendStm(
351 :     GenLoadNrrd.loadSeqFromFile (global name, elemTy, CL.mkVar "s"),
352 :     CL.mkReturn(SOME(CL.mkBool false)))),
353 : jhr 1999 CL.D_Func(
354 :     [], CL.boolTy, N.inputSet(tgt, name),
355 :     [wrldParam, CL.PARAM([], nrrdPtrTy, "nin")],
356 : jhr 2054 CL.appendStm(
357 :     GenLoadNrrd.loadSeq (global name, elemTy, CL.mkVar "nin"),
358 :     CL.mkReturn(SOME(CL.mkBool false))))
359 :     ]
360 : jhr 1820 | _ => [
361 :     CL.D_Func(
362 :     [], CL.boolTy, N.inputSet(tgt, name),
363 :     [wrldParam, CL.PARAM([], trType ty, "v")],
364 :     CL.mkBlock(
365 : jhr 2048 CL.mkAssign(defined name, CL.mkBool true) ::
366 : jhr 1820 TrTy.copyFromC{ty=ty, dst=global name, src=CL.mkVar "v"} @
367 :     [CL.mkReturn(SOME(CL.mkVar "false"))]))
368 :     ]
369 :     (* end case *))
370 :     in
371 : jhr 2049 (descDcl @ getDcl @ setDcl)
372 : jhr 1820 end
373 : jhr 2049 val extras = [
374 :     genCheckInputs (tgt, inputs),
375 :     genDefineInp (tgt, inputs)
376 :     ]
377 : jhr 1820 in
378 : jhr 2049 List.foldr (fn (input, dcls) => mkInputDecls input @ dcls) extras inputs
379 : jhr 1820 end
380 :    
381 :     end

root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu
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