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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 3550 - (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 3550 | SrcIR.VB_RHS(SrcIR.GLOBAL x') => (case SrcIR.GlobalVar.bindingOf x'
33 :     of SOME x'' => getRHS x''
34 :     | NONE => raise Fail(concat[
35 :     "mutable global ", SrcIR.GlobalVar.toString x',
36 :     " encountered"
37 :     ])
38 :     (* end case *))
39 : jhr 3534 | SrcIR.VB_RHS rhs => rhs
40 : jhr 3529 | vb => raise Fail(concat[
41 : jhr 3534 "expected rhs binding for ", SrcIR.Var.toString x,
42 : jhr 3529 " but found ", SrcIR.vbToString vb
43 :     ])
44 :     (* end case *))
45 :    
46 : jhr 3534 fun getRHSOp x = (case getRHS x
47 :     of SrcIR.OP(rator, args) => (rator, args)
48 :     | rhs => raise Fail(concat[
49 :     "expected rhs operator for ", SrcIR.Var.toString x,
50 :     " but found ", SrcIR.RHS.toString rhs
51 :     ])
52 :     (* end case *))
53 :    
54 : jhr 3529 (* get the image referenced on a RHS and its border control (if any) *)
55 :     fun getRHSImage x = let
56 : jhr 3534 fun get x = (case getRHSOp x
57 : jhr 3529 of (SrcOp.LoadImage(SrcTy.ImageTy v, _), _) => v
58 :     | (SrcOp.Input(InP.INP{init=SOME(InP.Proxy(_, v)), ...}), _) => v
59 :     | (SrcOp.Input(InP.INP{init=SOME(InP.Image v), ...}), _) => v
60 :     | _ => raise Fail "bogus image variable"
61 :     (* end case *))
62 :     in
63 : jhr 3534 case getRHSOp x
64 : jhr 3529 of (SrcOp.BorderCtlDefault _, [img, v]) => (get img, BCtl.Default v)
65 :     | (SrcOp.BorderCtlClamp _, [img]) => (get img, BCtl.clamp)
66 :     | (SrcOp.BorderCtlMirror _, [img]) => (get img, BCtl.mirror)
67 :     | (SrcOp.BorderCtlWrap _, [img]) => (get img, BCtl.wrap)
68 :     | (SrcOp.LoadImage(SrcTy.ImageTy v, _), _) => (v, BCtl.None)
69 :     | (SrcOp.Input(InP.INP{init=SOME(InP.Proxy(_, v)), ...}), _) => (v, BCtl.None)
70 :     | (SrcOp.Input(InP.INP{init=SOME(InP.Image v), ...}), _) => (v, BCtl.None)
71 :     | _ => raise Fail "bogus image variable"
72 :     (* end case *)
73 :     end
74 :    
75 :     fun cvtTy SrcTy.BoolTy = DstTy.BoolTy
76 :     | cvtTy SrcTy.StringTy = DstTy.StringTy
77 :     | cvtTy SrcTy.IntTy = DstTy.intTy
78 :     | cvtTy (SrcTy.TensorTy dd) = DstTy.tensorTy dd
79 :     | cvtTy (SrcTy.TupleTy tys) = DstTy.TupleTy(List.map cvtTy tys)
80 :     | cvtTy (SrcTy.SeqTy(ty, n)) = DstTy.SeqTy(cvtTy ty, n)
81 :     (* we replace Kernel and Field operations by 0, so the types are mapped to int *)
82 :     | cvtTy SrcTy.KernelTy = DstTy.KernelTy
83 :     | cvtTy SrcTy.FieldTy = DstTy.intTy
84 :     | cvtTy (SrcTy.ImageTy info) = DstTy.ImageTy info
85 :     | cvtTy ty = raise Fail("unexpected type " ^ SrcTy.toString ty)
86 :    
87 :     (* instantiate the translation environment *)
88 :     structure Env = TranslateEnvFn (
89 :     struct
90 :     structure SrcIR = SrcIR
91 :     structure DstIR = DstIR
92 :     val cvtTy = cvtTy
93 :     end)
94 :    
95 :     (* expand raising a real to an integer power. When we know the exponent, we can inline
96 :     * multiplications.
97 :     *)
98 :     fun expandPower (env, y, [x, n]) = let
99 :     fun getConst x = (case SrcIR.Var.binding x
100 :     of SrcIR.VB_RHS(SrcIR.VAR x') => getConst x'
101 :     | SrcIR.VB_RHS(SrcIR.LIT(Literal.Int n)) => SOME n
102 :     | vb => NONE
103 :     (* end case *))
104 :     val x = Env.rename(env, x)
105 :     fun pow () = let
106 :     val t = DstIR.Var.new("n", DstTy.realTy)
107 :     in [
108 :     (t, DstIR.OP(DstOp.IntToReal, [Env.rename(env, n)])),
109 :     (y, DstIR.APPLY(MathFuns.pow, [x, t]))
110 :     ] end
111 :     in
112 :     case getConst n
113 : jhr 3534 of SOME 0 => [(y, DstIR.LIT(Literal.Real(RealLit.one)))]
114 : jhr 3529 | SOME 1 => [(y, DstIR.VAR x)]
115 :     | SOME ~1 => let
116 :     val t = DstIR.Var.new("one", DstTy.realTy)
117 :     in [
118 : jhr 3534 (t, DstIR.LIT(Literal.Real(RealLit.one))),
119 : jhr 3529 (* FIXME: shouldn't be IDiv; should be real division! *)
120 : jhr 3548 (y, DstIR.OP(DstOp.IDiv, [t, x]))
121 : jhr 3529 ] end
122 :     (* FIXME: shouldn't be IMul; should be real multiplication! *)
123 : jhr 3548 | SOME 2 => [(y, DstIR.OP(DstOp.IMul, [x, x]))]
124 : jhr 3529 (* FIXME: expand into multiplications
125 :     | SOME n =>
126 :     *) | SOME _ => pow()
127 :     | NONE => pow()
128 :     (* end case *)
129 :     end
130 :    
131 :     (* expand the field Inside operator into a image-space test *)
132 :     fun expandInside (env, result, pos, fld) = (case getRHS fld
133 : jhr 3534 of SrcIR.EINAPP(_, [img, h]) => (case (getRHSImage img, getRHSOp h)
134 :     of ((v, _), (SrcOp.Kernel(h, _), _)) => let
135 : jhr 3529 val pos = Env.rename (env, pos)
136 :     val img = Env.rename (env, img)
137 :     val s = Kernel.support h
138 :     val dim = ImageInfo.dim v
139 : jhr 3534 val (_, x, code) = TransformEin.worldToImagespace(dim, v, pos, img)
140 : jhr 3529 in
141 :     code @ [(result, DstIR.OP(DstOp.Inside(v, s), [x, img]))]
142 :     end
143 :     | _ => raise Fail "bogus kernel binding"
144 :     (* end case *))
145 :     | _ => raise Fail "bogus field binding"
146 :     (* end case *))
147 :    
148 :     fun arity (SrcTy.TensorTy[]) = 1
149 :     | arity (SrcTy.TensorTy[d]) = d
150 :     | arity _ = raise Fail "arity"
151 :    
152 :     fun expandOp (env, y, rator, args) = let
153 :     fun assign rator' =
154 :     [(y, DstIR.OP(rator', Env.renameList(env, args)))]
155 :     fun cvtToInt rator' = let
156 :     val t = DstIR.Var.new ("t", DstTy.realTy)
157 :     in [
158 :     (t, DstIR.OP(rator', Env.renameList(env, args))),
159 :     (y, DstIR.OP(DstOp.RealToInt 1, [t]))
160 :     ] end
161 :     fun dummy () = [(y, DstIR.LIT(Literal.Int 0))]
162 :     in
163 :     case rator
164 : jhr 3548 of SrcOp.IAdd => assign (DstOp.IAdd)
165 :     | SrcOp.ISub => assign (DstOp.ISub)
166 :     | SrcOp.IMul => assign (DstOp.IMul)
167 :     | SrcOp.IDiv => assign (DstOp.IDiv)
168 :     | SrcOp.IMod => assign (DstOp.IMod)
169 :     | SrcOp.INeg => assign (DstOp.INeg)
170 : jhr 3529 | SrcOp.LT ty => assign (DstOp.LT(cvtTy ty))
171 :     | SrcOp.LTE ty => assign (DstOp.LTE(cvtTy ty))
172 :     | SrcOp.EQ ty => assign (DstOp.EQ(cvtTy ty))
173 :     | SrcOp.NEQ ty => assign (DstOp.NEQ(cvtTy ty))
174 :     | SrcOp.GT ty => assign (DstOp.GT(cvtTy ty))
175 :     | SrcOp.GTE ty => assign (DstOp.GTE(cvtTy ty))
176 :     | SrcOp.Power => expandPower(env, y, args)
177 :     | SrcOp.Not => assign DstOp.Not
178 : jhr 3534 | SrcOp.Abs ty => assign (DstOp.Abs(cvtTy ty))
179 :     | SrcOp.Max ty => assign (DstOp.Max(cvtTy ty))
180 :     | SrcOp.Min ty => assign (DstOp.Min(cvtTy ty))
181 : jhr 3529 | SrcOp.Clamp ty => assign (DstOp.Clamp(cvtTy ty))
182 :     | SrcOp.Lerp ty => assign (DstOp.Lerp(cvtTy ty))
183 :     | SrcOp.PrincipleEvec ty => assign (DstOp.PrincipleEvec(cvtTy ty))
184 :     | SrcOp.Zero ty => assign (DstOp.Zero(cvtTy ty))
185 : jhr 3534 | SrcOp.TensorSlice(SrcTy.TensorTy argTy, mask) => let
186 : jhr 3529 val args' = let
187 : jhr 3534 fun f x = let
188 :     val SrcIR.LIT(Literal.Int i) = getRHS x
189 : jhr 3529 in
190 :     IntInf.toInt i
191 :     end
192 :     in
193 :     List.map f (List.drop(args, 1))
194 :     end
195 :     val DstTy.TensorTy rstTy = DstIR.Var.ty y
196 :     val rator = MkOperators.slice (argTy, mask, args', rstTy)
197 :     val a = Env.renameList(env, args)
198 :     in
199 :     [(y, DstIR.EINAPP(rator, a))]
200 :     end
201 : jhr 3534 | SrcOp.TensorIndex(ty as SrcTy.TensorTy _) => assign (DstOp.Subscript(cvtTy ty))
202 : jhr 3529 | SrcOp.Select(ty as SrcTy.TupleTy _, i) => assign (DstOp.Select(cvtTy ty, i))
203 :     | SrcOp.Select(ty as SrcTy.SeqTy _, i) => assign (DstOp.Index(cvtTy ty, i))
204 : jhr 3534 | SrcOp.Subscript(ty as SrcTy.SeqTy _) => assign (DstOp.Subscript(cvtTy ty))
205 : jhr 3529 | SrcOp.IntToReal => assign DstOp.IntToReal
206 :     | SrcOp.TruncToInt => cvtToInt (DstOp.Trunc 1)
207 :     | SrcOp.RoundToInt => cvtToInt (DstOp.Round 1)
208 :     | SrcOp.CeilToInt => cvtToInt (DstOp.Ceiling 1)
209 :     | SrcOp.FloorToInt => cvtToInt (DstOp.Floor 1)
210 :     | SrcOp.Kernel h => assign (DstOp.Kernel h)
211 :     | SrcOp.Inside _ => (case args
212 :     of [pos, fld] => expandInside(env, y, pos, fld)
213 :     (* end case *))
214 : jhr 3534 | SrcOp.LoadImage(ty, info) => assign (DstOp.LoadImage(DstTy.ImageTy info, info))
215 : jhr 3529 | rator => raise Fail("bogus operator " ^ SrcOp.toString rator)
216 :     (* end case *)
217 :     end
218 :     handle ex => (print(concat["error converting ", SrcOp.toString rator, "\n"]); raise ex)
219 :    
220 :     (* expandEINAPP: env* midil.var*EIN*mid-ilvar->DstIR.ASSGN list
221 :     * Field operators are changed to zero
222 :     *)
223 :     fun expandEINAPP (env, srcy, y, rator, args) = (case SrcIR.Var.ty srcy
224 :     of SrcTy.FieldTy => [DstIR.ASSGN(y, DstIR.LIT(Literal.Int 0))]
225 :     | _ => if (useCount srcy > 0)
226 : jhr 3550 then HandleEin.expand (y, rator, Env.renameList(env, args))
227 : jhr 3529 else []
228 :     (* end case *))
229 :     handle ex => (print(concat["error converting: ", MidIR.Var.toString y, " = ",
230 :     EinPP.toString rator, " ", "(", String.concatWithMap ", " HighIR.Var.toString args, ")\n"]);
231 :     raise ex)
232 :    
233 :     (* expand a SrcIR assignment to a list of DstIR assignments *)
234 :     fun expand (env, (y, rhs)) = let
235 :     fun assign rhs = [DstIR.ASSGN(Env.rename (env, y), rhs)]
236 :     in
237 :     case rhs
238 :     of SrcIR.GLOBAL x => assign (DstIR.GLOBAL(Env.renameGV(env, x)))
239 :     | SrcIR.STATE x => assign (DstIR.STATE(Env.renameSV(env, x)))
240 :     | SrcIR.VAR x => assign (DstIR.VAR(Env.rename(env, x)))
241 :     | SrcIR.LIT lit => assign (DstIR.LIT lit)
242 :     | SrcIR.OP(rator, args) =>
243 :     List.map DstIR.ASSGN (expandOp (env, Env.rename (env, y), rator, args))
244 : jhr 3534 | SrcIR.CONS(args, ty) => assign (DstIR.CONS(Env.renameList(env, args), cvtTy ty))
245 :     | SrcIR.SEQ(args, ty) => assign (DstIR.SEQ(Env.renameList(env, args), cvtTy ty))
246 : jhr 3529 | SrcIR.EINAPP(rator, args) =>
247 :     expandEINAPP (env, y, Env.rename (env, y), rator, args)
248 :     (* end case *)
249 :     end
250 :    
251 :     (* expand a SrcIR multi-assignment to a DstIR CFG *)
252 :     fun mexpand (env, (ys, rator, xs)) = let
253 :     val ys' = Env.renameList(env, ys)
254 :     val rator' = (case rator
255 :     of SrcOp.Eigen2x2 => DstOp.EigenVecs2x2
256 :     | SrcOp.Eigen3x3 => DstOp.EigenVecs3x3
257 :     | SrcOp.Print tys => DstOp.Print(List.map cvtTy tys)
258 :     | _ => raise Fail("bogus operator " ^ SrcOp.toString rator)
259 :     (* end case *))
260 :     val xs' = Env.renameList(env, xs)
261 :     val nd = DstIR.Node.mkMASSIGN(ys', rator', xs')
262 :     in
263 :     DstIR.CFG{entry=nd, exit=nd}
264 :     end
265 :    
266 :     structure Trans = TranslateFn (
267 :     struct
268 :     open Env
269 :     val expand = DstIR.CFG.mkBlock o expand
270 :     val mexpand = mexpand
271 :     end)
272 :    
273 :     fun translate prog = let
274 :     (* need a prepass to add Inside tests for border control *)
275 :     val prog = Trans.translate prog
276 :     in
277 : jhr 3534 MidCensus.init prog;
278 : jhr 3529 prog
279 :     end
280 :    
281 :     end

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