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[diderot] Diff of /branches/vis12/src/compiler/simplify/simplify.sml
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Diff of /branches/vis12/src/compiler/simplify/simplify.sml

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trunk/src/compiler/simplify/simplify.sml revision 399, Thu Oct 14 20:08:35 2010 UTC branches/vis12/src/compiler/simplify/simplify.sml revision 2140, Thu Feb 14 23:58:15 2013 UTC
# Line 1  Line 1 
1  (* simplify.sml  (* simplify.sml
2   *   *
3   * COPYRIGHT (c) 2010 The Diderot Project (http://diderot.cs.uchicago.edu)   * COPYRIGHT (c) 2010 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4   * All rights reserved.   * All rights reserved.
5   *   *
6   * Simplify the AST representation.   * Simplify the AST representation.
# Line 8  Line 8 
8    
9  structure Simplify : sig  structure Simplify : sig
10    
11      val transform : AST.program -> Simple.program      val transform : Error.err_stream * AST.program -> Simple.program
12    
13    end = struct    end = struct
14    
15      structure Ty = Types      structure Ty = Types
16      structure S = Simple      structure S = Simple
17        structure InP = Inputs
18    
19      local      local
20        val tempName = Atom.atom "_t"        val tempName = Atom.atom "_t"
# Line 24  Line 25 
25    (* make a block out of a list of statements that are in reverse order *)    (* make a block out of a list of statements that are in reverse order *)
26      fun mkBlock stms = S.Block(List.rev stms)      fun mkBlock stms = S.Block(List.rev stms)
27    
28      (* convert an AST expression to an input initialization.  Note that the Diderot grammar
29       * limits the forms of expression that we might encounter in this context.
30       *)
31        fun expToInit (ty, exp) = (case exp
32               of AST.E_Lit(Literal.Int n) => InP.Int n
33                | AST.E_Lit(Literal.Float f) => InP.Real f
34                | AST.E_Lit(Literal.String s) => InP.String s
35                | AST.E_Lit(Literal.Bool b) => InP.Bool b
36                | AST.E_Tuple es => raise Fail "E_Tuple not yet implemented"
37                | AST.E_Cons es => let
38                    val shp = (case ty
39                           of Ty.T_Tensor(Ty.Shape shp) => List.map (fn (Ty.DimConst d) => d) shp
40                            | _ => raise Fail "not tensor type"
41                          (* end case *))
42                    fun flatten (AST.E_Lit(Literal.Int n), l) = FloatLit.fromInt n :: l
43                      | flatten (AST.E_Lit(Literal.Float f), l) = f :: l
44                      | flatten (AST.E_Coerce{e, ...}, l) = flatten(e, l)
45                      | flatten (AST.E_Cons es, l) = flattenList (es, l)
46                      | flatten _ = raise Fail "impossible"
47                    and flattenList ([], l) = l
48                      | flattenList (x::xs, l) = flatten(x, flattenList(xs, l))
49                    in
50                      InP.Tensor(shp, Vector.fromList(flattenList (es, [])))
51                    end
52    (*
53                | AST.E_Seq es => ??
54                | AST.E_Coerce{srcTy, dstTy, e} => ??
55    *)
56                | _ => raise Fail "impossible initialization expression"
57              (* end case *))
58    
59        fun inputImage (nrrd, dim, shape) = let
60              val dim = TypeUtil.monoDim dim
61              val shp = TypeUtil.monoShape shape
62              in
63                case ImageInfo.fromNrrd(NrrdInfo.getInfo nrrd, dim, shp)
64                 of NONE => raise Fail(concat["nrrd file \"", nrrd, "\" does not have expected type"])
65                  | SOME info => InP.Proxy(nrrd, info)
66                (* end case *)
67              end
68    
69      (* is the given statement's continuation the syntactically following statement? *)
70        fun contIsNext (AST.S_Block stms) = List.all contIsNext stms
71          | contIsNext AST.S_Die = false
72          | contIsNext AST.S_Stabilize = false
73          | contIsNext (AST.S_Return _) = false
74          | contIsNext _ = true
75    
76      fun simplifyProgram (AST.Program dcls) = let      fun simplifyProgram (AST.Program dcls) = let
77              val inputs = ref []
78            val globals = ref []            val globals = ref []
79            val globalInit = ref []            val globalInit = ref []
80            val actors = ref []            val funcs = ref []
81              val initially = ref NONE
82              val strands = ref []
83              fun setInitially init = (case !initially
84                     of NONE => initially := SOME init
85    (* FIXME: the check for multiple initially decls should happen in type checking *)
86                      | SOME _ => raise Fail "multiple initially declarations"
87                    (* end case *))
88            fun simplifyDecl dcl = (case dcl            fun simplifyDecl dcl = (case dcl
89                   of AST.D_Input(x, NONE) => let                   of AST.D_Input(x, desc, NONE) => let
90                        val e' = S.E_Input(Var.monoTypeOf x, Var.nameOf x, NONE)                        val (ty, init) = (case Var.monoTypeOf x
91                                 of ty as Ty.T_Image{dim, shape} => let
92                                      val info = ImageInfo.mkInfo(TypeUtil.monoDim dim, TypeUtil.monoShape shape)
93                        in                        in
94                          globals := x :: !globals;                                      (ty, SOME(InP.Image info))
                         globalInit := S.S_Assign(x, e') :: !globalInit  
95                        end                        end
96                    | AST.D_Input(x, SOME e) => let                                | ty => (ty, NONE)
97                        val (stms, x') = simplifyExpToVar (e, [])                              (* end case *))
98                        val e' = S.E_Input(Var.monoTypeOf x, Var.nameOf x, SOME x')                        val inp = InP.INP{
99                                  ty = ty,
100                                  name = Var.nameOf x,
101                                  desc = desc,
102                                  init = init
103                                }
104                        in                        in
105                          globals := x :: !globals;                          inputs := (x, inp) :: !inputs
106                          globalInit := S.S_Assign(x, e') :: (stms @ !globalInit)                        end
107                      | AST.D_Input(x, desc, SOME(AST.E_LoadNrrd(tvs, nrrd, ty))) => let
108                        (* load the nrrd proxy here *)
109                          val info = NrrdInfo.getInfo nrrd
110                          val (ty, init) = (case Var.monoTypeOf x
111                                 of ty as Ty.T_DynSequence _ => (ty, InP.DynSeq nrrd)
112                                  | ty as Ty.T_Image{dim, shape} => (ty, inputImage(nrrd, dim, shape))
113                                  | _ => raise Fail "impossible"
114                                (* end case *))
115                          val inp = InP.INP{
116                                  ty = ty,
117                                  name = Var.nameOf x,
118                                  desc = desc,
119                                  init = SOME init
120                                }
121                          in
122                            inputs := (x, inp) :: !inputs
123                          end
124                      | AST.D_Input(x, desc, SOME e) => let
125                          val ty = Var.monoTypeOf x
126                          val inp = InP.INP{
127                                  ty = ty,
128                                  name = Var.nameOf x,
129                                  desc = desc,
130                                  init = SOME(expToInit(ty, e))
131                                }
132                          in
133                            inputs := (x, inp) :: !inputs
134                        end                        end
135                    | AST.D_Var(AST.VD_Decl(x, e)) => let                    | AST.D_Var(AST.VD_Decl(x, e)) => let
136                        val (stms, e') = simplifyExp (e, [])                        val (stms, e') = simplifyExp (e, [])
# Line 48  Line 138 
138                          globals := x :: !globals;                          globals := x :: !globals;
139                          globalInit := S.S_Assign(x, e') :: (stms @ !globalInit)                          globalInit := S.S_Assign(x, e') :: (stms @ !globalInit)
140                        end                        end
141                    | AST.D_Actor info => actors := simplifyActor info :: !actors                    | AST.D_Func(f, params, body) =>
142                    | AST.D_InitialArray(e, iters) => () (* FIXME *)                        funcs := S.Func{f=f, params=params, body=simplifyBlock body} :: !funcs
143                    | AST.D_InitialCollection(e, iters) => () (* FIXME *)                    | AST.D_Strand info => strands := simplifyStrand info :: !strands
144                      | AST.D_InitialArray(creat, iters) =>
145                          setInitially (simplifyInit(true, creat, iters))
146                      | AST.D_InitialCollection(creat, iters) =>
147                          setInitially (simplifyInit(false, creat, iters))
148                  (* end case *))                  (* end case *))
149            in            in
150              List.app simplifyDecl dcls;              List.app simplifyDecl dcls;
151              S.Program{              S.Program{
152                    inputs = List.rev(!inputs),
153                  globals = List.rev(!globals),                  globals = List.rev(!globals),
154                  globalInit = mkBlock (!globalInit),                  globalInit = mkBlock (!globalInit),
155                  actors = List.rev(!actors)                  funcs = List.rev(!funcs),
156                    init = (case !initially
157    (* FIXME: the check for the initially block should really happen in typechecking *)
158                       of NONE => raise Fail "missing initially declaration"
159                        | SOME blk => blk
160                      (* end case *)),
161                    strands = List.rev(!strands)
162                  }
163              end
164    
165        and simplifyInit (isArray, AST.C_Create(strand, exps), iters) = let
166              val (stms, xs) = simplifyExpsToVars (exps, [])
167              val creat = S.C_Create{
168                      argInit = mkBlock stms,
169                      name = strand,
170                      args = xs
171                    }
172              fun simplifyIter (AST.I_Range(x, e1, e2), (iters, stms)) = let
173                    val (stms, lo) = simplifyExpToVar (e1, stms)
174                    val (stms, hi) = simplifyExpToVar (e2, stms)
175                    in
176                      ({param=x, lo=lo, hi=hi}::iters, stms)
177                    end
178              val (iters, stms) = List.foldl simplifyIter ([], []) iters
179              in
180                S.Initially{
181                    isArray = isArray,
182                    rangeInit = mkBlock stms,
183                    iters = List.rev iters,
184                    create = creat
185                }                }
186            end            end
187    
188      and simplifyActor {name, params, state, methods} = let      and simplifyStrand {name, params, state, methods} = let
189            fun simplifyState ([], xs, stms) = (List.rev xs, mkBlock stms)            fun simplifyState ([], xs, stms) = (List.rev xs, mkBlock stms)
190              | simplifyState (AST.VD_Decl(x, e) :: r, xs, stms) = let              | simplifyState (AST.VD_Decl(x, e) :: r, xs, stms) = let
191                  val (stms, e') = simplifyExp (e, stms)                  val (stms, e') = simplifyExp (e, stms)
# Line 70  Line 194 
194                  end                  end
195            val (xs, stm) = simplifyState (state, [], [])            val (xs, stm) = simplifyState (state, [], [])
196            in            in
197              S.Actor{              S.Strand{
198                  name = name,                  name = name,
199                  params = params,                  params = params,
200                  state = xs, stateInit = stm,                  state = xs, stateInit = stm,
# Line 81  Line 205 
205      and simplifyMethod (AST.M_Method(name, body)) =      and simplifyMethod (AST.M_Method(name, body)) =
206            S.Method(name, simplifyBlock body)            S.Method(name, simplifyBlock body)
207    
208    (* simplify a statement into a single statement (i.e., a block if it expands into more    (* simplify a statement into a single statement (i.e., a block if it expands
209     * than one new statement.     * into more than one new statement).
210     *)     *)
211      and simplifyBlock stm = mkBlock (simplifyStmt (stm, []))      and simplifyBlock stm = mkBlock (simplifyStmt (stm, []))
212    
213      and simplifyStmt (stm, stms) = (case stm      and simplifyStmt (stm, stms) = (case stm
214             of AST.S_Block body => let             of AST.S_Block body => let
215    (* FIXME: we should probably prune unreachable code in the typechecker and issue a warning! *)
216                  fun simplify ([], stms) = stms                  fun simplify ([], stms) = stms
217                    | simplify (stm::r, stms) = simplify (r, simplifyStmt (stm, stms))                    | simplify (stm::r, stms) = if contIsNext stm
218                          then simplify (r, simplifyStmt (stm, stms))
219                          else simplify (r, [])  (* prune unreachable statements *)
220                  in                  in
221                    simplify (body, stms)                    simplify (body, stms)
222                  end                  end
# Line 117  Line 244 
244                  end                  end
245              | AST.S_Die => S.S_Die :: stms              | AST.S_Die => S.S_Die :: stms
246              | AST.S_Stabilize => S.S_Stabilize :: stms              | AST.S_Stabilize => S.S_Stabilize :: stms
247                | AST.S_Return e => let
248                    val (stms, x) = simplifyExpToVar (e, stms)
249                    in
250                      S.S_Return x :: stms
251                    end
252                | AST.S_Print args => let
253                    val (stms, xs) = simplifyExpsToVars (args, stms)
254                    in
255                      S.S_Print xs :: stms
256                    end
257            (* end case *))            (* end case *))
258    
259      and simplifyExp (exp, stms) = (      and simplifyExp (exp, stms) = (
# Line 143  Line 280 
280                  in                  in
281                    (stms, S.E_Cons xs)                    (stms, S.E_Cons xs)
282                  end                  end
283                | AST.E_Seq es => let
284                    val (stms, xs) = simplifyExpsToVars (es, stms)
285                    in
286                      (stms, S.E_Seq xs)
287                    end
288              | AST.E_Slice(e, indices, ty) => let (* tensor slicing *)              | AST.E_Slice(e, indices, ty) => let (* tensor slicing *)
289                  val (stms, x) = simplifyExpToVar (e, stms)                  val (stms, x) = simplifyExpToVar (e, stms)
290                  fun f ([], ys, stms) = (stms, List.rev ys)                  fun f ([], ys, stms) = (stms, List.rev ys)
# Line 156  Line 298 
298                  in                  in
299                    (stms, S.E_Slice(x, indices, ty))                    (stms, S.E_Slice(x, indices, ty))
300                  end                  end
301              | AST.E_Cond(e1, e2, e3) => let              | AST.E_Cond(e1, e2, e3, ty) => let
302                (* a conditional expression gets turned into an if-then-else statememt *)                (* a conditional expression gets turned into an if-then-else statememt *)
303                  val result = newTemp Ty.T_Bool                  val result = newTemp ty
304                  val (stms, x) = simplifyExpToVar (e1, stms)                  val (stms, x) = simplifyExpToVar (e1, S.S_Var result :: stms)
305                  fun simplifyBranch e = let                  fun simplifyBranch e = let
306                        val (stms, e) = simplifyExp (e, [])                        val (stms, e) = simplifyExp (e, [])
307                        in                        in
308                          mkBlock (S.S_Assign(result, e)::stms)                          mkBlock (S.S_Assign(result, e)::stms)
309                        end                        end
310                  val s1 = simplifyBranch e1                  val s1 = simplifyBranch e2
311                  val s2 = simplifyBranch e2                  val s2 = simplifyBranch e3
312                  in                  in
313                    (S.S_IfThenElse(x, s1, s2) :: stms, S.E_Var result)                    (S.S_IfThenElse(x, s1, s2) :: stms, S.E_Var result)
314                  end                  end
315                | AST.E_LoadNrrd(_, nrrd, ty) => (case TypeUtil.prune ty
316                     of ty as Ty.T_DynSequence _ => (stms, S.E_LoadSeq(ty, nrrd))
317                      | ty as Ty.T_Image{dim, shape} => let
318                          val dim = TypeUtil.monoDim dim
319                          val shp = TypeUtil.monoShape shape
320                          in
321                            case ImageInfo.fromNrrd(NrrdInfo.getInfo nrrd, dim, shp)
322                             of NONE => raise Fail(concat[
323                                    "nrrd file \"", nrrd, "\" does not have expected type"
324                                  ])
325                              | SOME info => (stms, S.E_LoadImage(ty, nrrd, info))
326                            (* end case *)
327                          end
328                      | _ => raise Fail "bogus type for E_LoadNrrd"
329                    (* end case *))
330                | AST.E_Coerce{srcTy, dstTy, e} => let
331                    val (stms, x) = simplifyExpToVar (e, stms)
332                    val result = newTemp dstTy
333                    in
334                      (S.S_Assign(result, S.E_Coerce{srcTy=srcTy, dstTy=dstTy, x=x})::stms, S.E_Var result)
335                    end
336            (* end case *))            (* end case *))
337    
338      and simplifyExpToVar (exp, stms) = let      and simplifyExpToVar (exp, stms) = let
# Line 196  Line 359 
359              f (exps, [], stms)              f (exps, [], stms)
360            end            end
361    
362      fun transform ast = let      fun transform (errStrm, ast) = let
363            val simple = simplifyProgram ast            val simple = simplifyProgram ast
364            val _ = SimplePP.output (Log.logFile(), simple)       (* DEBUG *)            val _ = SimplePP.output (Log.logFile(), simple)       (* DEBUG *)
365    (*
366            val simple = Lift.transform simple            val simple = Lift.transform simple
367                    handle Eval.Error msg => (Error.error(errStrm, msg); simple)
368    *)
369            in            in
370              simple              simple
371            end            end

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changed lines
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