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[diderot] Annotation of /branches/vis15/src/compiler/high-to-mid/high-to-mid.sml
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Annotation of /branches/vis15/src/compiler/high-to-mid/high-to-mid.sml

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Revision 3548 - (view) (download)

1 : jhr 3529 (* high-to-mid.sml
2 :     *
3 :     * Translation from HighIR to MidIR representations.
4 :     *
5 :     * This code is part of the Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
6 :     *
7 :     * COPYRIGHT (c) 2015 The University of Chicago
8 :     * All rights reserved.
9 :     *)
10 :    
11 :     structure HighToMid : sig
12 :    
13 :     val translate : HighIR.program -> MidIR.program
14 :    
15 :     end = struct
16 :    
17 :     structure SrcIR = HighIR
18 : jhr 3534 structure SrcTy = HighTypes
19 : jhr 3529 structure SrcOp = HighOps
20 :     structure SrcSV = SrcIR.StateVar
21 :     structure VTbl = SrcIR.Var.Tbl
22 :     structure DstIR = MidIR
23 : jhr 3534 structure DstTy = MidTypes
24 : jhr 3529 structure DstOp = MidOps
25 :     structure InP = Inputs
26 :     structure BCtl = BorderCtl
27 :    
28 :     fun useCount (SrcIR.V{useCnt, ...}) = !useCnt
29 :    
30 : jhr 3534 fun getRHS x = (case SrcIR.Var.binding x
31 :     of SrcIR.VB_RHS(SrcIR.VAR x') => getRHS x'
32 : jhr 3529 | SrcIR.VB_RHS(SrcIR.GLOBAL x') => getRHS(SrcIR.GlobalVar.binding x')
33 : jhr 3534 | SrcIR.VB_RHS rhs => rhs
34 : jhr 3529 | vb => raise Fail(concat[
35 : jhr 3534 "expected rhs binding for ", SrcIR.Var.toString x,
36 : jhr 3529 " but found ", SrcIR.vbToString vb
37 :     ])
38 :     (* end case *))
39 :    
40 : jhr 3534 fun getRHSOp x = (case getRHS x
41 :     of SrcIR.OP(rator, args) => (rator, args)
42 :     | rhs => raise Fail(concat[
43 :     "expected rhs operator for ", SrcIR.Var.toString x,
44 :     " but found ", SrcIR.RHS.toString rhs
45 :     ])
46 :     (* end case *))
47 :    
48 : jhr 3529 (* get the image referenced on a RHS and its border control (if any) *)
49 :     fun getRHSImage x = let
50 : jhr 3534 fun get x = (case getRHSOp x
51 : jhr 3529 of (SrcOp.LoadImage(SrcTy.ImageTy v, _), _) => v
52 :     | (SrcOp.Input(InP.INP{init=SOME(InP.Proxy(_, v)), ...}), _) => v
53 :     | (SrcOp.Input(InP.INP{init=SOME(InP.Image v), ...}), _) => v
54 :     | _ => raise Fail "bogus image variable"
55 :     (* end case *))
56 :     in
57 : jhr 3534 case getRHSOp x
58 : jhr 3529 of (SrcOp.BorderCtlDefault _, [img, v]) => (get img, BCtl.Default v)
59 :     | (SrcOp.BorderCtlClamp _, [img]) => (get img, BCtl.clamp)
60 :     | (SrcOp.BorderCtlMirror _, [img]) => (get img, BCtl.mirror)
61 :     | (SrcOp.BorderCtlWrap _, [img]) => (get img, BCtl.wrap)
62 :     | (SrcOp.LoadImage(SrcTy.ImageTy v, _), _) => (v, BCtl.None)
63 :     | (SrcOp.Input(InP.INP{init=SOME(InP.Proxy(_, v)), ...}), _) => (v, BCtl.None)
64 :     | (SrcOp.Input(InP.INP{init=SOME(InP.Image v), ...}), _) => (v, BCtl.None)
65 :     | _ => raise Fail "bogus image variable"
66 :     (* end case *)
67 :     end
68 :    
69 :     fun cvtTy SrcTy.BoolTy = DstTy.BoolTy
70 :     | cvtTy SrcTy.StringTy = DstTy.StringTy
71 :     | cvtTy SrcTy.IntTy = DstTy.intTy
72 :     | cvtTy (SrcTy.TensorTy dd) = DstTy.tensorTy dd
73 :     | cvtTy (SrcTy.TupleTy tys) = DstTy.TupleTy(List.map cvtTy tys)
74 :     | cvtTy (SrcTy.SeqTy(ty, n)) = DstTy.SeqTy(cvtTy ty, n)
75 :     (* we replace Kernel and Field operations by 0, so the types are mapped to int *)
76 :     | cvtTy SrcTy.KernelTy = DstTy.KernelTy
77 :     | cvtTy SrcTy.FieldTy = DstTy.intTy
78 :     | cvtTy (SrcTy.ImageTy info) = DstTy.ImageTy info
79 :     | cvtTy ty = raise Fail("unexpected type " ^ SrcTy.toString ty)
80 :    
81 :     (* instantiate the translation environment *)
82 :     structure Env = TranslateEnvFn (
83 :     struct
84 :     structure SrcIR = SrcIR
85 :     structure DstIR = DstIR
86 :     val cvtTy = cvtTy
87 :     end)
88 :    
89 :     (* expand raising a real to an integer power. When we know the exponent, we can inline
90 :     * multiplications.
91 :     *)
92 :     fun expandPower (env, y, [x, n]) = let
93 :     fun getConst x = (case SrcIR.Var.binding x
94 :     of SrcIR.VB_RHS(SrcIR.VAR x') => getConst x'
95 :     | SrcIR.VB_RHS(SrcIR.LIT(Literal.Int n)) => SOME n
96 :     | vb => NONE
97 :     (* end case *))
98 :     val x = Env.rename(env, x)
99 :     fun pow () = let
100 :     val t = DstIR.Var.new("n", DstTy.realTy)
101 :     in [
102 :     (t, DstIR.OP(DstOp.IntToReal, [Env.rename(env, n)])),
103 :     (y, DstIR.APPLY(MathFuns.pow, [x, t]))
104 :     ] end
105 :     in
106 :     case getConst n
107 : jhr 3534 of SOME 0 => [(y, DstIR.LIT(Literal.Real(RealLit.one)))]
108 : jhr 3529 | SOME 1 => [(y, DstIR.VAR x)]
109 :     | SOME ~1 => let
110 :     val t = DstIR.Var.new("one", DstTy.realTy)
111 :     in [
112 : jhr 3534 (t, DstIR.LIT(Literal.Real(RealLit.one))),
113 : jhr 3529 (* FIXME: shouldn't be IDiv; should be real division! *)
114 : jhr 3548 (y, DstIR.OP(DstOp.IDiv, [t, x]))
115 : jhr 3529 ] end
116 :     (* FIXME: shouldn't be IMul; should be real multiplication! *)
117 : jhr 3548 | SOME 2 => [(y, DstIR.OP(DstOp.IMul, [x, x]))]
118 : jhr 3529 (* FIXME: expand into multiplications
119 :     | SOME n =>
120 :     *) | SOME _ => pow()
121 :     | NONE => pow()
122 :     (* end case *)
123 :     end
124 :    
125 :     (* expand the field Inside operator into a image-space test *)
126 :     fun expandInside (env, result, pos, fld) = (case getRHS fld
127 : jhr 3534 of SrcIR.EINAPP(_, [img, h]) => (case (getRHSImage img, getRHSOp h)
128 :     of ((v, _), (SrcOp.Kernel(h, _), _)) => let
129 : jhr 3529 val pos = Env.rename (env, pos)
130 :     val img = Env.rename (env, img)
131 :     val s = Kernel.support h
132 :     val dim = ImageInfo.dim v
133 : jhr 3534 val (_, x, code) = TransformEin.worldToImagespace(dim, v, pos, img)
134 : jhr 3529 in
135 :     code @ [(result, DstIR.OP(DstOp.Inside(v, s), [x, img]))]
136 :     end
137 :     | _ => raise Fail "bogus kernel binding"
138 :     (* end case *))
139 :     | _ => raise Fail "bogus field binding"
140 :     (* end case *))
141 :    
142 :     fun arity (SrcTy.TensorTy[]) = 1
143 :     | arity (SrcTy.TensorTy[d]) = d
144 :     | arity _ = raise Fail "arity"
145 :    
146 :     fun expandOp (env, y, rator, args) = let
147 :     fun assign rator' =
148 :     [(y, DstIR.OP(rator', Env.renameList(env, args)))]
149 :     fun cvtToInt rator' = let
150 :     val t = DstIR.Var.new ("t", DstTy.realTy)
151 :     in [
152 :     (t, DstIR.OP(rator', Env.renameList(env, args))),
153 :     (y, DstIR.OP(DstOp.RealToInt 1, [t]))
154 :     ] end
155 :     fun dummy () = [(y, DstIR.LIT(Literal.Int 0))]
156 :     in
157 :     case rator
158 : jhr 3548 of SrcOp.IAdd => assign (DstOp.IAdd)
159 :     | SrcOp.ISub => assign (DstOp.ISub)
160 :     | SrcOp.IMul => assign (DstOp.IMul)
161 :     | SrcOp.IDiv => assign (DstOp.IDiv)
162 :     | SrcOp.IMod => assign (DstOp.IMod)
163 :     | SrcOp.INeg => assign (DstOp.INeg)
164 : jhr 3529 | SrcOp.LT ty => assign (DstOp.LT(cvtTy ty))
165 :     | SrcOp.LTE ty => assign (DstOp.LTE(cvtTy ty))
166 :     | SrcOp.EQ ty => assign (DstOp.EQ(cvtTy ty))
167 :     | SrcOp.NEQ ty => assign (DstOp.NEQ(cvtTy ty))
168 :     | SrcOp.GT ty => assign (DstOp.GT(cvtTy ty))
169 :     | SrcOp.GTE ty => assign (DstOp.GTE(cvtTy ty))
170 :     | SrcOp.Power => expandPower(env, y, args)
171 :     | SrcOp.Not => assign DstOp.Not
172 : jhr 3534 | SrcOp.Abs ty => assign (DstOp.Abs(cvtTy ty))
173 :     | SrcOp.Max ty => assign (DstOp.Max(cvtTy ty))
174 :     | SrcOp.Min ty => assign (DstOp.Min(cvtTy ty))
175 : jhr 3529 | SrcOp.Clamp ty => assign (DstOp.Clamp(cvtTy ty))
176 :     | SrcOp.Lerp ty => assign (DstOp.Lerp(cvtTy ty))
177 :     | SrcOp.PrincipleEvec ty => assign (DstOp.PrincipleEvec(cvtTy ty))
178 :     | SrcOp.Zero ty => assign (DstOp.Zero(cvtTy ty))
179 : jhr 3534 | SrcOp.TensorSlice(SrcTy.TensorTy argTy, mask) => let
180 : jhr 3529 val args' = let
181 : jhr 3534 fun f x = let
182 :     val SrcIR.LIT(Literal.Int i) = getRHS x
183 : jhr 3529 in
184 :     IntInf.toInt i
185 :     end
186 :     in
187 :     List.map f (List.drop(args, 1))
188 :     end
189 :     val DstTy.TensorTy rstTy = DstIR.Var.ty y
190 :     val rator = MkOperators.slice (argTy, mask, args', rstTy)
191 :     val a = Env.renameList(env, args)
192 :     in
193 :     [(y, DstIR.EINAPP(rator, a))]
194 :     end
195 : jhr 3534 | SrcOp.TensorIndex(ty as SrcTy.TensorTy _) => assign (DstOp.Subscript(cvtTy ty))
196 : jhr 3529 | SrcOp.Select(ty as SrcTy.TupleTy _, i) => assign (DstOp.Select(cvtTy ty, i))
197 :     | SrcOp.Select(ty as SrcTy.SeqTy _, i) => assign (DstOp.Index(cvtTy ty, i))
198 : jhr 3534 | SrcOp.Subscript(ty as SrcTy.SeqTy _) => assign (DstOp.Subscript(cvtTy ty))
199 : jhr 3529 | SrcOp.IntToReal => assign DstOp.IntToReal
200 :     | SrcOp.TruncToInt => cvtToInt (DstOp.Trunc 1)
201 :     | SrcOp.RoundToInt => cvtToInt (DstOp.Round 1)
202 :     | SrcOp.CeilToInt => cvtToInt (DstOp.Ceiling 1)
203 :     | SrcOp.FloorToInt => cvtToInt (DstOp.Floor 1)
204 :     | SrcOp.Kernel h => assign (DstOp.Kernel h)
205 :     | SrcOp.Inside _ => (case args
206 :     of [pos, fld] => expandInside(env, y, pos, fld)
207 :     (* end case *))
208 : jhr 3534 | SrcOp.LoadImage(ty, info) => assign (DstOp.LoadImage(DstTy.ImageTy info, info))
209 : jhr 3529 | rator => raise Fail("bogus operator " ^ SrcOp.toString rator)
210 :     (* end case *)
211 :     end
212 :     handle ex => (print(concat["error converting ", SrcOp.toString rator, "\n"]); raise ex)
213 :    
214 :     (* expandEINAPP: env* midil.var*EIN*mid-ilvar->DstIR.ASSGN list
215 :     * Field operators are changed to zero
216 :     *)
217 :     fun expandEINAPP (env, srcy, y, rator, args) = (case SrcIR.Var.ty srcy
218 :     of SrcTy.FieldTy => [DstIR.ASSGN(y, DstIR.LIT(Literal.Int 0))]
219 :     | _ => if (useCount srcy > 0)
220 :     then HandleEin.expandEinOp (srcy, (y, DstIR.EINAPP(rator, Env.renameList(env, args))))
221 :     else []
222 :     (* end case *))
223 :     handle ex => (print(concat["error converting: ", MidIR.Var.toString y, " = ",
224 :     EinPP.toString rator, " ", "(", String.concatWithMap ", " HighIR.Var.toString args, ")\n"]);
225 :     raise ex)
226 :    
227 :     (* expand a SrcIR assignment to a list of DstIR assignments *)
228 :     fun expand (env, (y, rhs)) = let
229 :     fun assign rhs = [DstIR.ASSGN(Env.rename (env, y), rhs)]
230 :     in
231 :     case rhs
232 :     of SrcIR.GLOBAL x => assign (DstIR.GLOBAL(Env.renameGV(env, x)))
233 :     | SrcIR.STATE x => assign (DstIR.STATE(Env.renameSV(env, x)))
234 :     | SrcIR.VAR x => assign (DstIR.VAR(Env.rename(env, x)))
235 :     | SrcIR.LIT lit => assign (DstIR.LIT lit)
236 :     | SrcIR.OP(rator, args) =>
237 :     List.map DstIR.ASSGN (expandOp (env, Env.rename (env, y), rator, args))
238 : jhr 3534 | SrcIR.CONS(args, ty) => assign (DstIR.CONS(Env.renameList(env, args), cvtTy ty))
239 :     | SrcIR.SEQ(args, ty) => assign (DstIR.SEQ(Env.renameList(env, args), cvtTy ty))
240 : jhr 3529 | SrcIR.EINAPP(rator, args) =>
241 :     expandEINAPP (env, y, Env.rename (env, y), rator, args)
242 :     (* end case *)
243 :     end
244 :    
245 :     (* expand a SrcIR multi-assignment to a DstIR CFG *)
246 :     fun mexpand (env, (ys, rator, xs)) = let
247 :     val ys' = Env.renameList(env, ys)
248 :     val rator' = (case rator
249 :     of SrcOp.Eigen2x2 => DstOp.EigenVecs2x2
250 :     | SrcOp.Eigen3x3 => DstOp.EigenVecs3x3
251 :     | SrcOp.Print tys => DstOp.Print(List.map cvtTy tys)
252 :     | _ => raise Fail("bogus operator " ^ SrcOp.toString rator)
253 :     (* end case *))
254 :     val xs' = Env.renameList(env, xs)
255 :     val nd = DstIR.Node.mkMASSIGN(ys', rator', xs')
256 :     in
257 :     DstIR.CFG{entry=nd, exit=nd}
258 :     end
259 :    
260 :     structure Trans = TranslateFn (
261 :     struct
262 :     open Env
263 :     val expand = DstIR.CFG.mkBlock o expand
264 :     val mexpand = mexpand
265 :     end)
266 :    
267 :     fun translate prog = let
268 :     (* need a prepass to add Inside tests for border control *)
269 :     val prog = Trans.translate prog
270 :     in
271 : jhr 3534 MidCensus.init prog;
272 : jhr 3529 prog
273 :     end
274 :    
275 :     end

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