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[diderot] Annotation of /branches/vis12/src/compiler/codegen/clang.sml
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Annotation of /branches/vis12/src/compiler/codegen/clang.sml

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Revision 1368 - (view) (download)
Original Path: trunk/src/compiler/codegen/clang.sml

1 : jhr 1115 (* 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 :     * or OpenCL). The purpose of this code is to commonality between the various
8 :     * backends, which are all generating C-like code.
9 :     *)
10 :    
11 :     structure CLang =
12 :     struct
13 :    
14 :     type var = string
15 : jhr 1368 type attr = string (* e.g., "static", "kernel", etc ... *)
16 : jhr 1115
17 :     datatype ty
18 :     = T_Num of RawTypes.ty
19 :     | T_Ptr of ty
20 :     | T_Array of ty * int option
21 :     | T_Named of string
22 :    
23 : jhr 1368 datatype typed_var = V of ty * var
24 :    
25 : jhr 1115 val voidTy = T_Named "void"
26 : jhr 1301 val charTy = T_Named "char"
27 : jhr 1368 val boolTy = T_Named "bool"
28 : jhr 1301 val charPtr = T_Ptr(charTy)
29 :     val charArrayPtr = T_Ptr(charPtr)
30 : jhr 1232 val intTy = T_Named "int"
31 : jhr 1115 val int32 = T_Num(RawTypes.RT_Int32)
32 :     val uint32 = T_Num(RawTypes.RT_UInt32)
33 :     val int64 = T_Num(RawTypes.RT_Int64)
34 :     val float = T_Num(RawTypes.RT_Float)
35 :     val double = T_Num(RawTypes.RT_Double)
36 :    
37 :     datatype decl
38 :     = D_Comment of string list
39 :     (* verbatim text (e.g., preprocessor directives) *)
40 :     | D_Verbatim of string list
41 :     (* global variable declaration *)
42 :     | D_Var of attr list * ty * var * initializer option
43 :     (* function definition *)
44 :     | D_Func of attr list * ty * string * param list * stm
45 :     (* typedef of struct type *)
46 :     | D_StructDef of (ty * string) list * string
47 :    
48 :     and initializer
49 :     = I_Exp of exp
50 :     | I_Struct of (string * initializer) list
51 :     | I_Array of (int * initializer) list
52 :    
53 :     and param = PARAM of attr list * ty * var
54 :    
55 :     and stm
56 : jhr 1368 = S_Block of stm list (* "{" stms "}" *)
57 : jhr 1115 | S_Comment of string list
58 : jhr 1368 | S_Decl of attr list * ty * var * initializer option
59 :     (* ty var [ '=' exp ]';' *)
60 :     | S_Exp of exp (* exp ';' *)
61 :     | S_If of exp * stm * stm (* 'if' exp stm 'else' stm *)
62 :     | S_While of exp * stm (* 'while' exp stm *)
63 : jhr 1115 | S_For of (ty * var * exp) list * exp * exp list * stm
64 : jhr 1368 (* 'for' '(' inits ';' exp ';' incrs ')' stm *)
65 :     | S_Call of string * exp list (* func '(' args ')' *)
66 :     | S_Return of exp option (* 'return' [ exp ] ';' *)
67 :     | S_Break (* 'break' ';' *)
68 :     | S_Continue (* 'continue' ';' *)
69 : jhr 1115
70 :     and exp
71 : jhr 1368 = E_Grp of exp (* "(" e ")" *)
72 : jhr 1115 | E_AssignOp of exp * assignop * exp (* lvalue op= e *)
73 : jhr 1368 | E_BinOp of exp * binop * exp (* e op e *)
74 :     | E_UnOp of unop * exp (* op e *)
75 :     | E_PostOp of exp * postfix (* e op *)
76 :     | E_Apply of string * exp list (* f "(" ... ")" *)
77 :     | E_Subscript of exp * exp (* e "[" e "]" *)
78 :     | E_Select of exp * string (* e "." f *)
79 :     | E_Indirect of exp * string (* e "->" f *)
80 :     | E_Cast of ty * exp (* "(" ty ")" e *)
81 : jhr 1115 | E_Var of var
82 :     | E_Int of IntegerLit.integer * ty
83 :     | E_Flt of FloatLit.float * ty
84 :     | E_Bool of bool
85 :     | E_Str of string
86 : jhr 1368 | E_Sizeof of ty (* "sizeof(" ty ")" *)
87 : jhr 1115
88 :     (* assignment operators *)
89 :     and assignop
90 :     = $= | += | *= | /= | %= | <<= | >>= | &= | ^= | |=
91 :    
92 :     (* binary operators in increasing order of precedence *)
93 :     and binop
94 :     = #||
95 :     | #&&
96 :     | #== | #!=
97 :     | #< | #<= | #>= | #>
98 :     | #<< | #>>
99 :     | #+ | #-
100 :     | #* | #/ | #%
101 :    
102 :     and unop = %- | %! | %& | %* | %~ | %++ | %--
103 :    
104 :     and postfix = ^++ | ^--
105 :    
106 :     (* smart constructors that add E_Grp wrappers based on operator precedence *)
107 :     local
108 : jhr 1368 val commaP = 0
109 :     val assignP = 1
110 :     val condP = 2
111 :     val lorP = 3
112 :     val landP = 4
113 :     val borP = 5
114 :     val bandP = 6
115 :     val eqP = 7
116 :     val relP = 8
117 :     val shiftP = 9
118 :     val addP = 10
119 :     val mulP = 11
120 :     val unaryP = 12
121 :     val preP = 13
122 :     val compundP = 14 (* compound literal *)
123 :     val postP = 15
124 :     val callP = 16
125 :     val subP = 17
126 :     val atomP = 18
127 : jhr 1115 fun precOfBinop rator = (case rator
128 : jhr 1368 of #|| => lorP
129 :     | #&& => landP
130 :     | #== => eqP | #!= => eqP
131 :     | #< => relP | #<= => relP | #>= => relP | #> => relP
132 :     | #<< => shiftP | #>> => shiftP
133 :     | #+ => addP | #- => addP
134 :     | #* => mulP | #/ => mulP | #% => mulP
135 :     (* end case *))
136 : jhr 1115 fun prec (E_Grp _) = atomP
137 : jhr 1368 | prec (E_AssignOp _) = assignP
138 :     | prec (E_BinOp(_, rator, _)) = precOfBinop rator
139 :     | prec (E_UnOp _) = preP
140 :     | prec (E_PostOp _) = postP
141 :     | prec (E_Apply _) = callP
142 :     | prec (E_Subscript _) = postP
143 :     | prec (E_Select _) = postP
144 :     | prec (E_Indirect _) = postP
145 :     | prec (E_Cast _) = unaryP
146 :     | prec (E_Var _) = atomP
147 :     | prec (E_Int _) = atomP
148 :     | prec (E_Flt _) = atomP
149 :     | prec (E_Bool _) = atomP
150 :     | prec (E_Str _) = atomP
151 :     | prec (E_Sizeof _) = callP
152 : jhr 1115 in
153 :     fun mkGrp e = if (prec e < atomP) then E_Grp e else e
154 :     fun mkAssignOp (e1, rator, e2) = let
155 : jhr 1368 val e1' = if prec e1 < unaryP then E_Grp e1 else e1
156 :     val e2' = if prec e2 < assignP then E_Grp e2 else e2
157 :     in
158 :     E_AssignOp(e1', rator, e2')
159 :     end
160 : jhr 1115 (* Note that all C binary operators are left associative. *)
161 :     fun mkBinOp (e1, #-, e2 as E_UnOp(%-, _)) = let
162 : jhr 1368 val e1' = if prec e1 < addP then E_Grp e1 else e1
163 :     val e2' = E_Grp e2
164 :     in
165 :     E_BinOp(e1', #-, e2')
166 :     end
167 : jhr 1115 | mkBinOp (e1, rator, e2) = let
168 : jhr 1368 val p = precOfBinop rator
169 :     val e1' = if prec e1 < p then E_Grp e1 else e1
170 :     val e2' = if prec e2 <= p then E_Grp e2 else e2
171 :     in
172 :     E_BinOp(e1', rator, e2')
173 :     end
174 : jhr 1115 fun 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 (%--, e as E_UnOp(%--, _)) = E_UnOp(%--, E_Grp e)
178 :     | mkUnOp (rator, e) = if prec e < unaryP
179 : jhr 1368 then E_UnOp(rator, E_Grp e)
180 :     else E_UnOp(rator, e)
181 : jhr 1115 fun mkPostOp (e, rator) = if prec e < postP
182 : jhr 1368 then E_PostOp(E_Grp e, rator)
183 :     else E_PostOp(e, rator)
184 : jhr 1115 fun mkApply (f, args) = E_Apply(f, args)
185 :     fun mkSubscript(e1, e2) = if prec e1 < postP
186 : jhr 1368 then E_Subscript(E_Grp e1, e2)
187 :     else E_Subscript(e1, e2)
188 : jhr 1115 fun mkSelect (e, f) = if prec e < postP
189 : jhr 1368 then E_Select(E_Grp e, f)
190 :     else E_Select(e, f)
191 : jhr 1115 fun mkIndirect (e, f) = if prec e < postP
192 : jhr 1368 then E_Indirect(E_Grp e, f)
193 :     else E_Indirect(e, f)
194 : jhr 1115 fun mkCast (ty, e) = E_Cast(ty, e)
195 :     val mkVar = E_Var
196 : jhr 1368 fun mkIntTy (n, ty) = if n < 0 then E_UnOp(%-, E_Int(~n, ty)) else E_Int(n, ty)
197 :     fun mkInt n = mkIntTy(n, intTy)
198 : jhr 1115 fun mkFlt (f, ty) = if FloatLit.isNeg f
199 : jhr 1368 then E_UnOp(%-, E_Flt(FloatLit.negate f, ty))
200 :     else E_Flt(f, ty)
201 : jhr 1115 val mkBool = E_Bool
202 :     val mkStr = E_Str
203 :     val mkSizeof = E_Sizeof
204 :     end (* local *)
205 :    
206 :     val skip = S_Block[]
207 :    
208 :     local
209 :     fun paren (e as E_Grp _) = e
210 : jhr 1368 | paren e = E_Grp e
211 : jhr 1115 in
212 :     val mkComment = S_Comment
213 :     fun mkBlock [stm] = stm
214 :     | mkBlock stms = S_Block stms
215 : jhr 1368 fun mkDecl (ty, x, init) = S_Decl([], ty, x, init)
216 :     val mkAttrDecl = S_Decl
217 : jhr 1115 val mkExpStm = S_Exp
218 :     fun mkAssign (e1, e2) = S_Exp(mkAssignOp(e1, $=, e2))
219 :     fun mkIfThenElse (e, b1, b2) = S_If(paren e, b1, b2)
220 :     fun mkIfThen (e, b) = mkIfThenElse (e, b, skip)
221 :     val mkFor = S_For
222 :     fun mkWhile (e, b) = S_While(paren e, b)
223 :     val mkCall = S_Call
224 :     val mkReturn = S_Return
225 :     val mkBreak = S_Break
226 :     val mkContinue = S_Continue
227 :     end (* local *)
228 :    
229 :     (* utility functions *)
230 :    
231 :     fun varToString x = x
232 :    
233 :     fun assignopToString rator = (case rator
234 : jhr 1368 of $= => "="
235 :     | += => "+="
236 :     | *= => "*="
237 :     | /= => "/="
238 :     | %= => "%="
239 :     | <<= => "<<="
240 :     | >>= => ">>="
241 :     | &= => "&="
242 :     | ^= => "^="
243 :     | |= => "|="
244 :     (* end case *))
245 : jhr 1115
246 :     fun binopToString rator = (case rator
247 : jhr 1368 of #|| => "||"
248 :     | #&& => "&&"
249 :     | #== => "=="
250 :     | #!= => "!="
251 :     | #< => "<"
252 :     | #<= => "<="
253 :     | #>= => ">="
254 :     | #> => ">"
255 :     | #<< => "<<"
256 :     | #>> => ">>"
257 :     | #+ => "+"
258 :     | #- => "-"
259 :     | #* => "*"
260 :     | #/ => "/"
261 :     | #% => "%"
262 :     (* end case *))
263 : jhr 1115
264 :     fun unopToString rator = (case rator
265 : jhr 1368 of %- => "-"
266 :     | %! => "!"
267 :     | %& => "&"
268 :     | %* => "*"
269 :     | %~ => "~"
270 :     | %++ => "++"
271 :     | %-- => "--"
272 :     (* end case *))
273 : jhr 1115
274 :     fun postopToString rator = (case rator
275 : jhr 1368 of ^++ => "++"
276 :     | ^-- => "--"
277 :     (* end case *))
278 : jhr 1115
279 : jhr 1301 (* for debugging (not syntactically correct!) *)
280 : jhr 1115 fun expToString e = let
281 : jhr 1368 fun e2s (e, l) = (case e
282 :     of E_Grp e => "(" :: e2s(e, ")"::l)
283 :     | E_AssignOp(e1, rator, e2) => e2s(e1, assignopToString rator :: e2s(e2, l))
284 :     | E_BinOp(e1, rator, e2) => e2s(e1, binopToString rator :: e2s(e2, l))
285 :     | E_UnOp(rator, e) => unopToString rator :: e2s(e, l)
286 :     | E_PostOp(e, rator) => e2s(e, postopToString rator :: l)
287 :     | E_Apply(f, es) => let
288 :     fun args2s ([], l) = l
289 :     | args2s ([e], l) = e2s(e, l)
290 :     | args2s (e::es, l) = e2s(e, ","::args2s(es, l))
291 :     in
292 :     f :: "(" :: args2s(es, ")"::l)
293 :     end
294 :     | E_Subscript(e1, e2) => e2s(e1, "[" :: e2s(e2, "]"::l))
295 :     | E_Select(e, f) => e2s(e, "." :: f :: l)
296 :     | E_Indirect(e, f) => e2s(e, "->" :: f :: l)
297 :     | E_Cast(ty, e) => "(ty)" :: e2s(e, l) (* FIXME *)
298 :     | E_Var x => x::l
299 :     | E_Int(n, _) => IntegerLit.toString n :: l
300 :     | E_Flt(f, _) => FloatLit.toString f :: l
301 :     | E_Bool b => Bool.toString b :: l
302 :     | E_Str s => concat["\"", String.toCString s, "\""] :: l
303 :     | E_Sizeof ty => "sizeof(ty)" :: l
304 :     (* end case *))
305 :     in
306 :     String.concat(e2s(e, []))
307 :     end
308 : jhr 1115
309 :     end

root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu
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