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[diderot] Annotation of /branches/vis12/src/compiler/high-il/normalize.sml
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Annotation of /branches/vis12/src/compiler/high-il/normalize.sml

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Revision 1640 - (view) (download)
Original Path: trunk/src/compiler/high-il/normalize.sml

1 : jhr 1232 (* normalize.sml
2 :     *
3 :     * COPYRIGHT (c) 2011 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4 :     * All rights reserved.
5 :     *)
6 :    
7 :     structure Normalize : sig
8 :    
9 :     val transform : HighIL.program -> HighIL.program
10 :    
11 :     end = struct
12 :    
13 :     structure IL = HighIL
14 :     structure Op = HighOps
15 :     structure V = IL.Var
16 :     structure ST = Stats
17 :    
18 :     (********** Counters for statistics **********)
19 :     val cntProbeAdd = ST.newCounter "high-opt:probe-add"
20 :     val cntProbeSub = ST.newCounter "high-opt:probe-sub"
21 :     val cntProbeScale = ST.newCounter "high-opt:probe-scale"
22 :     val cntProbeNeg = ST.newCounter "high-opt:probe-neg"
23 :     val cntDiffField = ST.newCounter "high-opt:diff-field"
24 :     val cntDiffAdd = ST.newCounter "high-opt:diff-add"
25 :     val cntDiffScale = ST.newCounter "high-opt:diff-scale"
26 :     val cntDiffNeg = ST.newCounter "high-opt:diff-neg"
27 :     val cntUnused = ST.newCounter "high-opt:unused"
28 :     val firstCounter = cntProbeAdd
29 :     val lastCounter = cntUnused
30 :    
31 :     structure UnusedElim = UnusedElimFn (
32 :     structure IL = IL
33 :     val cntUnused = cntUnused)
34 :    
35 :     fun useCount (IL.V{useCnt, ...}) = !useCnt
36 :    
37 :     (* adjust a variable's use count *)
38 :     fun incUse (IL.V{useCnt, ...}) = (useCnt := !useCnt + 1)
39 :     fun decUse (IL.V{useCnt, ...}) = (useCnt := !useCnt - 1)
40 :    
41 :     fun getRHS x = (case V.binding x
42 :     of IL.VB_RHS(IL.OP arg) => SOME arg
43 :     | IL.VB_RHS(IL.VAR x') => getRHS x'
44 :     | _ => NONE
45 :     (* end case *))
46 :    
47 :     (* optimize the rhs of an assignment, returning NONE if there is no change *)
48 :     fun doRHS (lhs, IL.OP rhs) = (case rhs
49 :     of (Op.Probe(domTy, rngTy), [f, pos]) => (case getRHS f
50 :     of SOME(Op.Field _, _) => NONE (* direct probe does not need rewrite *)
51 :     | SOME(Op.AddField, [f', g']) => let
52 :     (* rewrite to (f@pos) + (g@pos) *)
53 :     val lhs1 = IL.Var.copy lhs
54 :     val lhs2 = IL.Var.copy lhs
55 :     in
56 :     ST.tick cntProbeAdd;
57 :     decUse f;
58 :     incUse lhs1; incUse f'; incUse lhs2; incUse g'; incUse pos;
59 :     SOME[
60 :     (lhs1, IL.OP(Op.Probe(domTy, rngTy), [f', pos])),
61 :     (lhs2, IL.OP(Op.Probe(domTy, rngTy), [g', pos])),
62 :     (lhs, IL.OP(Op.Add rngTy, [lhs1, lhs2]))
63 :     ]
64 :     end
65 :     | SOME(Op.SubField, [f', g']) => let
66 :     (* rewrite to (f@pos) - (g@pos) *)
67 :     val lhs1 = IL.Var.copy lhs
68 :     val lhs2 = IL.Var.copy lhs
69 :     in
70 :     ST.tick cntProbeSub;
71 :     decUse f;
72 :     incUse lhs1; incUse f'; incUse lhs2; incUse g'; incUse pos;
73 :     SOME[
74 :     (lhs1, IL.OP(Op.Probe(domTy, rngTy), [f', pos])),
75 :     (lhs2, IL.OP(Op.Probe(domTy, rngTy), [g', pos])),
76 :     (lhs, IL.OP(Op.Sub rngTy, [lhs1, lhs2]))
77 :     ]
78 :     end
79 :     | SOME(Op.ScaleField, [s, f']) => let
80 :     (* rewrite to s*(f'@pos) *)
81 :     val lhs' = IL.Var.copy lhs
82 :     in
83 :     ST.tick cntProbeScale;
84 :     decUse f;
85 :     incUse lhs'; incUse f'; incUse s;
86 :     SOME[
87 :     (lhs', IL.OP(Op.Probe(domTy, rngTy), [f', pos])),
88 :     (lhs, IL.OP(Op.Scale rngTy, [s, lhs']))
89 :     ]
90 :     end
91 :     | SOME(Op.NegField, [f']) => let
92 :     (* rewrite to -(f'@pos) *)
93 :     val lhs' = IL.Var.copy lhs
94 :     in
95 :     ST.tick cntProbeNeg;
96 :     decUse f;
97 :     incUse lhs'; incUse f';
98 :     SOME[
99 :     (lhs', IL.OP(Op.Probe(domTy, rngTy), [f', pos])),
100 :     (lhs, IL.OP(Op.Neg rngTy, [lhs']))
101 :     ]
102 :     end
103 :     | _ => raise Fail(concat[
104 :     "bogus field binding ", V.toString f, " = ", IL.vbToString(V.binding f)
105 :     ])
106 :     (* end case *))
107 :     | (Op.DiffField, [f]) => (case (getRHS f)
108 :     of SOME(Op.Field dim, [v, h]) => (case getRHS h
109 :     of SOME(Op.Kernel(kernel, k), []) => let
110 :     val h' = IL.Var.copy h
111 :     in
112 :     ST.tick cntDiffField;
113 :     decUse f;
114 :     incUse h'; incUse v;
115 :     SOME[
116 :     (h', IL.OP(Op.Kernel(kernel, k+1), [])),
117 :     (lhs, IL.OP(Op.Field dim, [v, h']))
118 :     ]
119 :     end
120 :     | _ => raise Fail(concat[
121 :     "bogus kernel binding ", V.toString h, " = ", IL.vbToString(V.binding h)
122 :     ])
123 :     (* end case *))
124 :     | SOME(Op.AddField, [f, g]) => raise Fail "Diff(f+g)"
125 :     | SOME(Op.SubField, [f, g]) => raise Fail "Diff(f-g)"
126 :     | SOME(Op.ScaleField, [s, f']) => let
127 :     (* rewrite to s*(D f) *)
128 :     val lhs' = IL.Var.copy lhs
129 :     in
130 :     ST.tick cntDiffScale;
131 :     decUse f;
132 :     incUse lhs'; incUse f'; incUse s;
133 :     SOME[
134 :     (lhs', IL.OP(Op.DiffField, [f'])),
135 :     (lhs, IL.OP(Op.ScaleField, [s, lhs']))
136 :     ]
137 :     end
138 :     | SOME(Op.NegField, [f']) => let
139 :     (* rewrite to -(D f') *)
140 :     val lhs' = IL.Var.copy lhs
141 :     in
142 :     ST.tick cntDiffNeg;
143 :     decUse f;
144 :     incUse lhs'; incUse f';
145 :     SOME[
146 :     (lhs', IL.OP(Op.DiffField, [f'])),
147 :     (lhs, IL.OP(Op.NegField, [lhs']))
148 :     ]
149 :     end
150 :     | _ => NONE
151 :     (* end case *))
152 :     | _ => NONE
153 :     (* end case *))
154 :     | doRHS _ = NONE
155 :    
156 :     (* simplify expressions *)
157 :     fun simplify (nd as IL.ND{kind=IL.ASSIGN{stm=(y, rhs), ...}, ...}) =
158 :     if (useCount y = 0)
159 :     then () (* skip unused assignments *)
160 :     else (case doRHS(y, rhs)
161 :     of SOME[] => IL.CFG.deleteNode nd
162 : jhr 1640 | SOME assigns => let
163 :     val assigns = List.map
164 :     (fn (y, rhs) => (V.setBinding(y, IL.VB_RHS rhs); IL.ASSGN(y, rhs)))
165 :     assigns
166 :     in
167 :     IL.CFG.replaceNodeWithCFG (nd, IL.CFG.mkBlock assigns)
168 :     end
169 : jhr 1232 | NONE => ()
170 :     (* end case *))
171 :     | simplify _ = ()
172 :    
173 :     fun loopToFixPt f = let
174 :     fun loop n = let
175 :     val () = f ()
176 :     val n' = Stats.sum{from=firstCounter, to=lastCounter}
177 :     in
178 :     if (n = n') then () else loop n'
179 :     end
180 :     in
181 :     loop (Stats.sum{from=firstCounter, to=lastCounter})
182 :     end
183 :    
184 : jhr 1640 fun transform (prog as IL.Program{props, globalInit, initially, strands}) = let
185 : jhr 1232 fun doCFG cfg = (
186 :     loopToFixPt (fn () => IL.CFG.apply simplify cfg);
187 :     loopToFixPt (fn () => ignore(UnusedElim.reduce cfg)))
188 :     fun doMethod (IL.Method{body, ...}) = doCFG body
189 :     fun doStrand (IL.Strand{stateInit, methods, ...}) = (
190 :     doCFG stateInit;
191 :     List.app doMethod methods)
192 :     fun optPass () = (
193 :     doCFG globalInit;
194 :     List.app doStrand strands)
195 :     in
196 :     loopToFixPt optPass;
197 :     (* FIXME: after optimization, we should filter out any globals that are now unused *)
198 :     IL.Program{
199 : jhr 1640 props = props,
200 : jhr 1232 globalInit = globalInit,
201 :     initially = initially, (* FIXME: we should optimize this code *)
202 :     strands = strands
203 :     }
204 :     end
205 :    
206 :     end

root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu
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