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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 395, Thu Oct 14 16:52:15 2010 UTC branches/vis12/src/compiler/simplify/simplify.sml revision 2013, Mon Oct 8 14:52:41 2012 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 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                    fun toReal (AST.E_Lit(Literal.Int n)) = FloatLit.fromInt n
39                      | toReal (AST.E_Lit(Literal.Float f)) = f
40                      | toReal (AST.E_Coerce{e, ...}) = toReal e
41                      | toReal _ = raise Fail "impossible"
42                    fun toTensor [e] = ??
43                      | toTensor (es as e1::_) = (case e1
44                           of AST.E_Cons _ => let
45                                val (shp, vs) = ??
46                                in
47                                  (List.length es :: shp, List.concat vs)
48                                end
49                            | _ => ([List.length es], List.map toReal (e1::es))
50                          (* end case *))
51                    in
52                      InP.Tensor(shp, Vector.fromList vs)
53                    end
54                | AST.E_Seq es => ??
55                | AST.E_Coerce{srcTy, dstTy, e} => ??
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      fun simplifyProgram (AST.Program dcls) = let      fun simplifyProgram (AST.Program dcls) = let
70              val inputs = ref []
71            val globals = ref []            val globals = ref []
72            val globalInit = ref []            val globalInit = ref []
73            val actors = ref []            val initially = ref NONE
74              val strands = ref []
75              fun setInitially init = (case !initially
76                     of NONE => initially := SOME init
77    (* FIXME: the check for multiple initially decls should happen in type checking *)
78                      | SOME _ => raise Fail "multiple initially declarations"
79                    (* end case *))
80            fun simplifyDecl dcl = (case dcl            fun simplifyDecl dcl = (case dcl
81                   of AST.D_Input(x, NONE) => let                   of AST.D_Input(x, desc, NONE) => let
82                        val e' = S.E_Input(Var.monoTypeOf x, Var.nameOf x, NONE)                        val (ty, init) = (case Var.monoTypeOf x
83                                 of ty as Ty.T_Image{dim, shape} => let
84                                      val info = ImageInfo.mkInfo(TypeUtil.monoDim dim, TypeUtil.monoShape shp)
85                        in                        in
86                          globals := x :: !globals;                                      (ty, SOME(InP.Image info))
                         globalInit := S.S_Assign(x, e') :: !globalInit  
87                        end                        end
88                    | AST.D_Input(x, SOME e) => let                                | ty => (ty, NONE)
89                        val (stms, x') = simplifyExpToVar (e, [])                              (* end case *))
90                        val e' = S.E_Input(Var.monoTypeOf x, Var.nameOf x, SOME x')                        val inp = InP.INP{
91                                  ty = ty,
92                                  name = Var.nameOf x,
93                                  desc = desc,
94                                  init = init
95                                }
96                        in                        in
97                          globals := x :: !globals;                          inputs := (x, inp) :: !inputs
98                          globalInit := S.S_Assign(x, e') :: (stms @ !globalInit)                        end
99                      | AST.D_Input(x, desc, SOME(AST.E_LoadNrrd(tvs, nrrd, ty))) => let
100                        (* load the nrrd proxy here *)
101                          val info = NrrdInfo.getInfo nrrd
102                          val (ty, init) = (case Var.monoTypeOf x
103                                 of ty as Ty.T_DynSequence _ => (ty, InP.DynSeq nrrd)
104                                  | ty as Ty.T_Image{dim, shape} => (ty, inputImage(nrrd, dim, shape))
105                                  | _ => raise Fail "impossible"
106                                (* end case *))
107                          val inp = InP.INP{
108                                  ty = ty,
109                                  name = Var.nameOf x,
110                                  desc = desc,
111                                  init = SOME init
112                                }
113                          in
114                            inputs := (x, inp) :: !inputs
115                          end
116                      | AST.D_Input(x, desc, SOME e) => let
117                          val inp = InP.INP{
118                                  ty = Var.monoTypeOf x,
119                                  name = Var.nameOf x,
120                                  desc = desc,
121                                  init = SOME(expToInit e)
122                                }
123                          in
124                            inputs := (x, inp) :: !inputs
125                        end                        end
126                    | AST.D_Var(AST.VD_Decl(x, e)) => let                    | AST.D_Var(AST.VD_Decl(x, e)) => let
127                        val (stms, e') = simplifyExp (e, [])                        val (stms, e') = simplifyExp (e, [])
# Line 48  Line 129 
129                          globals := x :: !globals;                          globals := x :: !globals;
130                          globalInit := S.S_Assign(x, e') :: (stms @ !globalInit)                          globalInit := S.S_Assign(x, e') :: (stms @ !globalInit)
131                        end                        end
132                    | AST.D_Actor info => actors := simplifyActor info :: !actors                    | AST.D_Strand info => strands := simplifyStrand info :: !strands
133                    | AST.D_InitialArray(e, iters) => () (* FIXME *)                    | AST.D_InitialArray(creat, iters) =>
134                    | AST.D_InitialCollection(e, iters) => () (* FIXME *)                        setInitially (simplifyInit(true, creat, iters))
135                      | AST.D_InitialCollection(creat, iters) =>
136                          setInitially (simplifyInit(false, creat, iters))
137                  (* end case *))                  (* end case *))
138            in            in
139              List.app simplifyDecl dcls;              List.app simplifyDecl dcls;
140              S.Program{              S.Program{
141                    inputs = List.rev(!inputs),
142                  globals = List.rev(!globals),                  globals = List.rev(!globals),
143                  globalInit = mkBlock (!globalInit),                  globalInit = mkBlock (!globalInit),
144                  actors = List.rev(!actors)                  init = (case !initially
145    (* FIXME: the check for the initially block should really happen in typechecking *)
146                       of NONE => raise Fail "missing initially declaration"
147                        | SOME blk => blk
148                      (* end case *)),
149                    strands = List.rev(!strands)
150                }                }
151            end            end
152    
153      and simplifyActor {name, params, state, methods} = let      and simplifyInit (isArray, AST.C_Create(strand, exps), iters) = let
154              val (stms, xs) = simplifyExpsToVars (exps, [])
155              val creat = S.C_Create{
156                      argInit = mkBlock stms,
157                      name = strand,
158                      args = xs
159                    }
160              fun simplifyIter (AST.I_Range(x, e1, e2), (iters, stms)) = let
161                    val (stms, lo) = simplifyExpToVar (e1, stms)
162                    val (stms, hi) = simplifyExpToVar (e2, stms)
163                    in
164                      ({param=x, lo=lo, hi=hi}::iters, stms)
165                    end
166              val (iters, stms) = List.foldl simplifyIter ([], []) iters
167              in
168                S.Initially{
169                    isArray = isArray,
170                    rangeInit = mkBlock stms,
171                    iters = List.rev iters,
172                    create = creat
173                  }
174              end
175    
176        and simplifyStrand {name, params, state, methods} = let
177            fun simplifyState ([], xs, stms) = (List.rev xs, mkBlock stms)            fun simplifyState ([], xs, stms) = (List.rev xs, mkBlock stms)
178              | simplifyState (AST.VD_Decl(x, e) :: r, xs, stms) = let              | simplifyState (AST.VD_Decl(x, e) :: r, xs, stms) = let
179                  val (stms, e') = simplifyExp (e, stms)                  val (stms, e') = simplifyExp (e, stms)
# Line 70  Line 182 
182                  end                  end
183            val (xs, stm) = simplifyState (state, [], [])            val (xs, stm) = simplifyState (state, [], [])
184            in            in
185              S.Actor{              S.Strand{
186                  name = name,                  name = name,
187                  params = params,                  params = params,
188                  state = xs, stateInit = stm,                  state = xs, stateInit = stm,
# Line 81  Line 193 
193      and simplifyMethod (AST.M_Method(name, body)) =      and simplifyMethod (AST.M_Method(name, body)) =
194            S.Method(name, simplifyBlock body)            S.Method(name, simplifyBlock body)
195    
196    (* 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
197     * than one new statement.     * into more than one new statement).
198     *)     *)
199      and simplifyBlock stm = mkBlock (simplifyStmt (stm, []))      and simplifyBlock stm = mkBlock (simplifyStmt (stm, []))
200    
# Line 117  Line 229 
229                  end                  end
230              | AST.S_Die => S.S_Die :: stms              | AST.S_Die => S.S_Die :: stms
231              | AST.S_Stabilize => S.S_Stabilize :: stms              | AST.S_Stabilize => S.S_Stabilize :: stms
232                | AST.S_Print args => let
233                    val (stms, xs) = simplifyExpsToVars (args, stms)
234                    in
235                      S.S_Print xs :: stms
236                    end
237            (* end case *))            (* end case *))
238    
239      and simplifyExp (exp, stms) = (      and simplifyExp (exp, stms) = (
# Line 143  Line 260 
260                  in                  in
261                    (stms, S.E_Cons xs)                    (stms, S.E_Cons xs)
262                  end                  end
263              | AST.E_Slice(e, indices) => let (* tensor slicing *)              | AST.E_Seq es => let
264                    val (stms, xs) = simplifyExpsToVars (es, stms)
265                    in
266                      (stms, S.E_Seq xs)
267                    end
268                | AST.E_Slice(e, indices, ty) => let (* tensor slicing *)
269                  val (stms, x) = simplifyExpToVar (e, stms)                  val (stms, x) = simplifyExpToVar (e, stms)
270                    fun f ([], ys, stms) = (stms, List.rev ys)
271                      | f (NONE::es, ys, stms) = f (es, NONE::ys, stms)
272                      | f (SOME e::es, ys, stms) = let
273                          val (stms, y) = simplifyExpToVar (e, stms)
274                          in
275                            f (es, SOME y::ys, stms)
276                          end
277                    val (stms, indices) = f (indices, [], stms)
278                  in                  in
279                    raise Fail "FIXME"                    (stms, S.E_Slice(x, indices, ty))
280                  end                  end
281              | AST.E_Cond(e1, e2, e3) => let              | AST.E_Cond(e1, e2, e3, ty) => let
282                (* a conditional expression gets turned into an if-then-else statememt *)                (* a conditional expression gets turned into an if-then-else statememt *)
283                  val result = newTemp Ty.T_Bool                  val result = newTemp ty
284                  val (stms, x) = simplifyExpToVar (e1, stms)                  val (stms, x) = simplifyExpToVar (e1, S.S_Var result :: stms)
285                  fun simplifyBranch e = let                  fun simplifyBranch e = let
286                        val (stms, e) = simplifyExp (e, [])                        val (stms, e) = simplifyExp (e, [])
287                        in                        in
288                          mkBlock (S.S_Assign(result, e)::stms)                          mkBlock (S.S_Assign(result, e)::stms)
289                        end                        end
290                  val s1 = simplifyBranch e1                  val s1 = simplifyBranch e2
291                  val s2 = simplifyBranch e2                  val s2 = simplifyBranch e3
292                  in                  in
293                    (S.S_IfThenElse(x, s1, s2) :: stms, S.E_Var result)                    (S.S_IfThenElse(x, s1, s2) :: stms, S.E_Var result)
294                  end                  end
295                | AST.E_LoadNrrd _ => raise Fail "unexpected E_LoadNrrd" (* should be handled by simplifyDecl *)
296                | AST.E_Coerce{srcTy, dstTy, e} => let
297                    val (stms, x) = simplifyExpToVar (e, stms)
298                    val result = newTemp dstTy
299                    in
300                      (S.S_Assign(result, S.E_Coerce{srcTy=srcTy, dstTy=dstTy, x=x})::stms, S.E_Var result)
301                    end
302            (* end case *))            (* end case *))
303    
304      and simplifyExpToVar (exp, stms) = let      and simplifyExpToVar (exp, stms) = let
# Line 188  Line 325 
325              f (exps, [], stms)              f (exps, [], stms)
326            end            end
327    
328      fun transform ast = let      fun transform (errStrm, ast) = let
329            val simple = simplifyProgram ast            val simple = simplifyProgram ast
330            val _ = SimplePP.output (Log.logFile(), simple)       (* DEBUG *)            val _ = SimplePP.output (Log.logFile(), simple)       (* DEBUG *)
331    (*
332            val simple = Lift.transform simple            val simple = Lift.transform simple
333                    handle Eval.Error msg => (Error.error(errStrm, msg); simple)
334    *)
335            in            in
336              simple              simple
337            end            end

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