Home My Page Projects Code Snippets Project Openings diderot
Summary Activity Tracker Tasks SCM

SCM Repository

[diderot] Annotation of /branches/vis15/src/compiler/cxx-util/tree-to-cxx.sml
ViewVC logotype

Annotation of /branches/vis15/src/compiler/cxx-util/tree-to-cxx.sml

Parent Directory Parent Directory | Revision Log Revision Log


Revision 3886 - (view) (download)
Original Path: branches/vis15/src/compiler/c-util/tree-to-cxx.sml

1 : jhr 3866 (* tree-to-cxx.sml
2 : jhr 3768 *
3 :     * This code is part of the Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4 :     *
5 :     * COPYRIGHT (c) 2016 The University of Chicago
6 :     * All rights reserved.
7 :     *
8 : jhr 3866 * Translate TreeIR to the C++ version of CLang.
9 : jhr 3768 *)
10 :    
11 :    
12 : jhr 3866 structure TreeToCxx : sig
13 : jhr 3768
14 : jhr 3886 val trType : CodeGenEnv.t * TreeTypes.t -> CLang.ty
15 : jhr 3768
16 : jhr 3873 val trBlock : CodeGenEnv.t * TreeIR.block -> CLang.stm
17 : jhr 3768
18 : jhr 3873 val trExp : CodeGenEnv.t * TreeIR.exp -> CLang.exp
19 : jhr 3768
20 : jhr 3866 (* translate an expression to a variable form; return the variable (as an expression)
21 : jhr 3768 * and the (optional) declaration.
22 :     *)
23 : jhr 3876 val trExpToVar : CodeGenEnv.t * CLang.ty * string * TreeIR.exp -> CLang.exp * CLang.stm list
24 : jhr 3768
25 : jhr 3873 val trAssign : CodeGenEnv.t * CLang.exp * TreeIR.exp -> CLang.stm list
26 : jhr 3768
27 :     end = struct
28 :    
29 :     structure CL = CLang
30 :     structure IR = TreeIR
31 :     structure Op = TreeOps
32 :     structure Ty = TreeTypes
33 : jhr 3866 structure V = TreeVar
34 : jhr 3873 structure Env = CodeGenEnv
35 : jhr 3768
36 : jhr 3886 fun trType (env, ty) = (case ty
37 :     of Ty.BoolTy => CL.boolTy
38 :     | Ty.StringTy => CL.T_Named "std::string"
39 :     | Ty.IntTy => Env.intTy env
40 :     | (Ty.VecTy(1, 1)) => Env.realTy env
41 :     | (Ty.VecTy(d, _)) => CL.T_Named("vec" ^ Int.toString d)
42 :     | (Ty.TensorTy dd) => CL.T_Array(Env.realTy env, SOME(List.foldl Int.* 1 dd))
43 :     | (Ty.SeqTy(t, NONE)) => CL.T_Template("diderot::dynseq", [trType(env, t)])
44 :     | (Ty.SeqTy(t, SOME n)) => CL.T_Array(trType(env, t), SOME n)
45 :     | (Ty.ImageTy info) =>
46 :     CL.T_Template(
47 :     concat["diderot::image", Int.toString(ImageInfo.dim info), "d"],
48 :     [Env.realTy env])
49 :     | (Ty.StrandTy name) => CL.T_Named("strand_" ^ Atom.toString name)
50 :     (* end case *))
51 : jhr 3768
52 : jhr 3866 (* translate a local variable that occurs in an l-value context *)
53 : jhr 3873 fun lvalueVar (env, x) = CL.mkVar(Env.lookup(env, x))
54 : jhr 3866 (* translate a variable that occurs in an r-value context *)
55 : jhr 3873 fun rvalueVar (env, x) = CL.mkVar(Env.lookup(env, x))
56 : jhr 3768
57 : jhr 3866 (* translate a global variable that occurs in an l-value context *)
58 : jhr 3876 fun lvalueGlobalVar (env, x) = CL.mkIndirect(CL.mkVar(Env.global env), TreeGlobalVar.name x)
59 : jhr 3866 (* translate a global variable that occurs in an r-value context *)
60 :     val rvalueGlobalVar = lvalueGlobalVar
61 :    
62 :     (* translate a strand state variable that occurs in an l-value context *)
63 : jhr 3876 fun lvalueStateVar (env, x) = CL.mkIndirect(CL.mkVar(Env.selfOut env), TreeStateVar.name x)
64 : jhr 3866 (* translate a strand state variable that occurs in an r-value context *)
65 : jhr 3876 fun rvalueStateVar (env, x) = CL.mkIndirect(CL.mkVar(Env.selfIn env), TreeStateVar.name x)
66 : jhr 3866
67 :     (* generate new variables *)
68 :     local
69 :     val count = ref 0
70 :     fun freshName prefix = let
71 :     val n = !count
72 :     in
73 :     count := n+1;
74 :     concat[prefix, "_", Int.toString n]
75 :     end
76 :     in
77 :     fun tmpVar () = freshName "tmp"
78 :     fun freshVar prefix = freshName prefix
79 :     end (* local *)
80 :    
81 :     (* integer literal expression *)
82 :     fun intExp (i : int) = CL.mkInt(IntInf.fromInt i)
83 :    
84 :     fun addrOf e = CL.mkUnOp(CL.%&, e)
85 :    
86 :     (* make an application of a function from the "std" namespace *)
87 :     fun mkStdApply (f, args) = CL.mkApply("std::" ^ f, args)
88 :    
89 :     (* make an application of a function from the "diderot" namespace *)
90 :     fun mkDiderotApply (f, args) = CL.mkApply("diderot::" ^ f, args)
91 : jhr 3872 fun mkDiderotCall (f, args) = CL.mkCall("diderot::" ^ f, args)
92 : jhr 3866
93 : jhr 3810 (* Translate a TreeIR operator application to a CLang expression *)
94 : jhr 3886 fun trOp (env, rator, args) = (case (rator, args)
95 : jhr 3870 of (Op.IAdd, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#+, b)
96 : jhr 3768 | (Op.ISub, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#-, b)
97 :     | (Op.IMul, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#*, b)
98 :     | (Op.IDiv, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#/, b)
99 :     | (Op.IMod, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#%, b)
100 :     | (Op.INeg, [a]) => CL.mkUnOp(CL.%-, a)
101 :     | (Op.RAdd, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#+, b)
102 :     | (Op.RSub, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#-, b)
103 :     | (Op.RMul, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#*, b)
104 :     | (Op.RDiv, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#/, b)
105 :     | (Op.RNeg, [a]) => CL.mkUnOp(CL.%-, a)
106 : jhr 3870 | (Op.RClamp, [a, b, c]) => CL.mkApply("clamp", [a, b, c])
107 :     | (Op.RLerp, [a, b, c]) => CL.mkApply("lerp", [a, b, c])
108 : jhr 3886 | (Op.RCeiling, [a]) => mkStdApply("ceil", [a])
109 :     | (Op.RFloor, [a]) => mkStdApply("floor", [a])
110 :     | (Op.RRound, [a]) => mkStdApply("round", [a])
111 :     | (Op.RTrunc, [a]) => mkStdApply("trunc", [a])
112 :     | (Op.RealToInt, [a]) => mkStdApply("lround", [a])
113 : jhr 3768 | (Op.LT ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#<, b)
114 :     | (Op.LTE ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#<=, b)
115 :     | (Op.EQ ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#==, b)
116 :     | (Op.NEQ ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#!=, b)
117 :     | (Op.GTE ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#>=, b)
118 :     | (Op.GT ty, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#>, b)
119 :     | (Op.Not, [a]) => CL.mkUnOp(CL.%!, a)
120 : jhr 3866 | (Op.Abs ty, args) => mkStdApply("abs", args)
121 :     | (Op.Max ty, args) => mkStdApply("min", args)
122 :     | (Op.Min ty, args) => mkStdApply("max", args)
123 :     | (Op.VAdd d, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#+, b)
124 :     | (Op.VSub d, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#-, b)
125 : jhr 3870 | (Op.VScale d, [a, b]) => CL.mkApply("vscale", [a, b])
126 : jhr 3866 | (Op.VMul d, [a, b]) => CL.mkBinOp(a, CL.#*, b)
127 :     | (Op.VNeg d, [a]) => CL.mkUnOp(CL.%-, a)
128 : jhr 3872 | (Op.VSum d, [a]) => CL.mkApply("vsum", [a])
129 : jhr 3886 | (Op.VIndex(w, p, i), [a]) => CL.mkSubscript(a, intExp i)
130 :     | (Op.VClamp d, [a, b, c]) => CL.mkApply("vclamp", [a, b, c])
131 :     | (Op.VMapClamp d, [a, b, c]) => CL.mkApply("vclamp", [a, b, c])
132 :     | (Op.VLerp d, [a, b, c]) => CL.mkApply("vlerp", [a, b, c])
133 :     | (Op.VCeiling d, [a]) => CL.mkApply("vceiling", [a])
134 :     | (Op.VFloor d, [a]) => CL.mkApply("vfloor", [a])
135 :     | (Op.VRound d, [a]) => CL.mkApply("vround", [a])
136 :     | (Op.VTrunc d, [a]) => CL.mkApply("vtrunc", [a])
137 :     | (Op.VToInt d, [a]) => CL.mkApply("vtoi", [a])
138 :     | (Op.TensorIndex(Ty.TensorTy(_::dd), idxs), [a]) => let
139 :     (* dimensions/indices are slowest to fastest *)
140 :     fun index ([], [i], acc) = acc + i
141 :     | index (d::dd, i::ii, acc) = index (dd, ii, d * (acc + i))
142 :     in
143 :     CL.mkSubscript(a, intExp(index (dd, idxs, 0)))
144 :     end
145 :     | (Op.ProjectLast(Ty.TensorTy(_::dd), idxs), [a]) => let
146 :     (* dimensions/indices are slowest to fastest *)
147 :     fun index ([], [], acc) = acc
148 :     | index (d::dd, i::ii, acc) = index (dd, ii, d * (acc + i))
149 :     in
150 :     CL.mkAddrOf(CL.mkSubscript(a, intExp(index (dd, idxs, 0))))
151 :     end
152 :     | (Op.EigenVals2x2, [a]) => raise Fail "FIXME: EigenVals2x2"
153 :     | (Op.EigenVals3x3, [a]) => raise Fail "FIXME: EigenVals3x3"
154 :     | (Op.Select(ty, i), [a]) => raise Fail "FIXME: Select"
155 :     | (Op.Subscript ty, [a, b]) => CL.mkSubscript(a, b)
156 :     | (Op.MkDynamic(ty, i), [a]) => raise Fail "FIXME: MkDynamic"
157 :     | (Op.Append ty, [a, b]) => raise Fail "FIXME: Append"
158 :     | (Op.Prepend ty, [a, b]) => raise Fail "FIXME: Prepend"
159 :     | (Op.Concat ty, [a, b]) => raise Fail "FIXME: Concat"
160 :     | (Op.Range, [a, b]) => raise Fail "FIXME: Range"
161 :     | (Op.Length ty, [a]) => raise Fail "FIXME: Length"
162 :     | (Op.SphereQuery(ty1, ty2), []) => raise Fail "FIXME: SphereQuery"
163 : jhr 3870 | (Op.Sqrt, [a]) => mkStdApply("sqrt", [a])
164 :     | (Op.Cos, [a]) => mkStdApply("cos", [a])
165 :     | (Op.ArcCos, [a]) => mkStdApply("acos", [a])
166 :     | (Op.Sin, [a]) => mkStdApply("sin", [a])
167 :     | (Op.ArcSin, [a]) => mkStdApply("asin", [a])
168 :     | (Op.Tan, [a]) => mkStdApply("tan", [a])
169 :     | (Op.ArcTan, [a]) => mkStdApply("atan", [a])
170 :     | (Op.Exp, [a]) => mkStdApply("exp", [a])
171 : jhr 3886 | (Op.IntToReal, [a]) => CL.mkStaticCast(Env.realTy env, a)
172 : jhr 3768 (*
173 :     | R_All of ty
174 :     | R_Exists of ty
175 :     | R_Max of ty
176 :     | R_Min of ty
177 :     | R_Sum of ty
178 :     | R_Product of ty
179 :     | R_Mean of ty
180 :     | R_Variance of ty
181 :     *)
182 : jhr 3886 | (Op.Transform info, [img]) => CL.mkDispatch(img, "world2image", [])
183 :     | (Op.Translate info, [img]) => CL.mkDispatch(img, "translate", [])
184 :     | (Op.BaseAddress info, [img]) => CL.mkDispatch(img, "base_addr", [])
185 :     | (Op.ControlIndex(info, ctl, d), [img, idx]) =>
186 :     CL.mkDispatch(img, IndexCtl.toString ctl, [intExp d, idx])
187 :     | (Op.Inside(info, s), [pos, img]) => CL.mkDispatch(img, "inside", [pos, intExp s])
188 :     | (Op.ImageDim(info, i), [img]) => CL.mkDispatch(img, "size", [intExp i])
189 : jhr 3870 | (Op.MathFn f, args) => mkStdApply(MathFns.toString f, args)
190 : jhr 3866 | _ => raise Fail(concat[
191 :     "unknown or incorrect operator ", Op.toString rator
192 :     ])
193 : jhr 3768 (* end case *))
194 :    
195 : jhr 3866 fun trExp (env, e) = (case e
196 :     of IR.E_Global x => rvalueGlobalVar (env, x)
197 : jhr 3872 | IR.E_State(NONE, x) => rvalueStateVar (env, x)
198 :     | IR.E_State(SOME e, x) => CL.mkIndirect(trExp(env, e), TreeStateVar.name x)
199 : jhr 3866 | IR.E_Var x => rvalueVar (env, x)
200 : jhr 3876 | IR.E_Lit(Literal.Int n) => CL.mkIntTy(n, Env.intTy env)
201 : jhr 3866 | IR.E_Lit(Literal.Bool b) => CL.mkBool b
202 : jhr 3876 | IR.E_Lit(Literal.Real f) => CL.mkFlt(f, Env.realTy env)
203 : jhr 3866 | IR.E_Lit(Literal.String s) => CL.mkStr s
204 : jhr 3886 | IR.E_Op(rator, args) => trOp (env, rator, trExps(env, args))
205 : jhr 3870 | IR.E_Vec(d, args) => ??
206 :     | IR.E_Cons(args, Ty.TensorTy shape) => ??
207 :     | IR.E_Seq(args, ty) => ??
208 :     | IR.E_Pack(layout, args) => ??
209 :     | IR.E_VLoad(layout, e, i) => ??
210 : jhr 3866 (* end case *))
211 :    
212 :     and trExps (env, exps) = List.map (fn exp => trExp(env, exp)) exps
213 :    
214 : jhr 3873 (* QUESTION: not sure that we need this function? *)
215 : jhr 3872 fun trExpToVar (env, ty, name, exp) = (case trExp (env, exp)
216 :     of e as CL.E_Var _ => (e, [])
217 :     | e => let
218 :     val x = freshName name
219 :     in
220 : jhr 3876 (CL.mkVar x, [CL.mkDeclInit(ty, x, e)])
221 : jhr 3872 end
222 : jhr 3873 (* end case *))
223 : jhr 3872
224 :     fun trRHS mkStm (env, rhs) = (case rhs
225 :     of IR.E_Op(??, args) => ???
226 :     | IR.E_Cons(args, Ty.TensorTy shape) => ??
227 :     | IR.E_Seq(args, ty) => ??
228 :     | _ => mkStm (trExp (env, rhs)) (* generic case *)
229 :     (* end case *))
230 :    
231 :     fun trAssign (env, lhs, rhs) =
232 :     trRHS (fn rhs => CL.mkAssign(lhs, rhs)) (env, rhs)
233 :    
234 :     fun trDecl (env, ty, lhs, rhs) =
235 :     trRHS (fn rhs => CL.mkDeclInit(ty, lhs, rhs)) (env, rhs)
236 :    
237 : jhr 3870 fun trMultiAssign (env, lhs, IR.E_Op(rator, args)) = (case (lhs, rator, args)
238 : jhr 3876 of ([vals, vecs], Op.EigenVecs2x2, [exp]) =>
239 : jhr 3872 mkDiderotCall("eigenvecs", [trExp (env, exp), vals, vecs])
240 : jhr 3876 | ([vals, vecs], Op.EigenVecs3x3, [exp]) =>
241 : jhr 3872 mkDiderotCall("eigenvecs", [trExp (env, exp), vals, vecs])
242 : jhr 3870 | _ => raise Fail "bogus multi-assignment"
243 :     (* end case *))
244 :     | trMultiAssign (env, lhs, rhs) = raise Fail "bogus multi-assignment"
245 : jhr 3866
246 : jhr 3872 fun trStms (env, stms : TreeIR.stm list) = let
247 : jhr 3870 fun trStm (stm, (env, stms : CL.stm list)) = (case stm
248 :     of IR.S_Comment text => (env, CL.mkComment text :: stms)
249 : jhr 3872 | IR.S_Assign(true, x, exp) => let
250 : jhr 3873 val (env, stm) = trDecl (env, ??, Env.lookup (env, x), exp)
251 : jhr 3872 in
252 :     (env, stm::stms)
253 :     end
254 :     | IR.S_Assign(false, x, exp) => let
255 : jhr 3866 val (env, stm) = trAssign (env, lvalueVar (env, x), exp)
256 :     in
257 :     (env, stm::stms)
258 :     end
259 :     | IR.S_MAssign(xs, exp) =>
260 : jhr 3886 (env, trMultiAssign (env, List.map (fn x => lvalueVar (env, x)) xs, exp) :: stms)
261 : jhr 3866 | IR.S_GAssign(x, exp) =>
262 :     (env, trAssign (env, lvalueGlobalVar (env, x), exp) :: stms)
263 :     | IR.S_IfThen(cond, thenBlk) =>
264 : jhr 3870 (env, CL.mkIfThen(trExp(env, cond), trBlock(env, thenBlk)) :: stms)
265 : jhr 3866 | IR.S_IfThenElse(cond, thenBlk, elseBlk) => let
266 :     val stm = CL.mkIfThenElse(trExp(env, cond),
267 : jhr 3870 trBlock(env, thenBlk),
268 :     trBlock(env, elseBlk))
269 : jhr 3866 in
270 :     (env, stm :: stms)
271 :     end
272 : jhr 3876 | IR.S_Foreach(x, IR.E_Op(Op.Range, [lo, hi]), blk) => let
273 :     val x' = V.name x
274 :     val env' = Env.insert (env, x, x')
275 :     val loop = CL.mkFor(
276 :     [(CL.int32, x', lo')],
277 :     CL.mkBinOp(CL.mkVar x', CL.#<=, hi'),
278 : jhr 3886 [CL.mkUnOp(CL.%++, CL.mkVar x')],
279 : jhr 3876 trBlock (env', blk))
280 :     in
281 :     (env, loop :: stms)
282 :     end
283 : jhr 3866 | IR.S_Foreach(x, e, blk) => ??
284 :     | IR.S_New(strand, args) => ??
285 :     | IR.S_Save(x, exp) => trAssign (env, lvalueStateVar(env, x), exp)
286 : jhr 3886 | IR.S_LoadNrrd(lhs, nrrd) => let
287 :     val stm = (case V.ty lhs
288 :     of Ty.SeqTy(ty, NONE) =>
289 :     GenLoadNrrd.loadSeqFromFile (lvalueVar (env, lhs), ty, CL.mkStr nrrd)
290 :     | Ty.ImageTy info =>
291 :     GenLoadNrrd.loadImage (lvalueVar (env, lhs), info, CL.mkStr nrrd)
292 :     (* end case *))
293 :     in
294 :     (env, stm :: stms)
295 :     end
296 : jhr 3870 | IR.S_Input(_, _, _, NONE) => (env, stms)
297 :     | IR.S_Input(gv, name, _, SOME dflt) =>
298 :     (env, CL.mkAssign(lvalueGlobalVar (env, gv), trExp(env, dflt)) :: stms)
299 : jhr 3866 | IR.S_InputNrrd _ => (env, stms)
300 : jhr 3870 | IR.S_Exit => (env, stms)
301 :     | IR.S_Print(tys, args) => let
302 :     val args = List.map (fn e => trExp(env, e)) args
303 :     val stm = GenPrint.genPrintStm (
304 :     CL.mkIndirect(CL.mkVar "wrld", "_output"),
305 :     tys, args)
306 :     in
307 :     (env, stm::stms)
308 :     end
309 : jhr 3876 | IR.S_Active => (env, CL.mkReturn(SOME(CL.mkVar "diderot::kActive")) :: stms)
310 :     | IR.S_Stabilize => (env, CL.mkReturn(SOME(CL.mkVar "diderot::kStabilize")) :: stms)
311 :     | IR.S_Die => (env, CL.mkReturn(SOME(CL.mkVar "diderot::kDie")) :: stms)
312 : jhr 3866 (* end case *))
313 :     in
314 :     List.rev (#2 (List.foldl trStm (env, []) stms))
315 :     end
316 :    
317 :     and trBlock (env, IR.Block{locals, body}) = let
318 : jhr 3873 fun trLocal (x, (env, dcls)) = let
319 :     val x' = V.name x
320 : jhr 3886 val dcl = CL.mkDecl(trType(env, V.ty x), x', NONE)
321 : jhr 3873 in
322 : jhr 3886 (Env.insert(env, x, x'), dcl :: dcls)
323 : jhr 3873 end
324 :     val (env, dcls) = List.foldl trLocal (env, []) (!locals)
325 : jhr 3866 in
326 : jhr 3873 CL.mkBlock (dcls @ trStms (env, body))
327 : jhr 3866 end
328 :    
329 : jhr 3768 end

root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu
ViewVC Help
Powered by ViewVC 1.0.0