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[diderot] Annotation of /branches/vis15/src/compiler/low-to-tree/low-to-tree.sml
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Annotation of /branches/vis15/src/compiler/low-to-tree/low-to-tree.sml

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Revision 3834 - (view) (download)

1 : jhr 3828 (* low-to-tree.sml
2 :     *
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 :    
9 :     structure LowToTree : sig
10 :    
11 : jhr 3834 val translate : LowIR.program * TreeTypes.vector_layout -> TreeIR.program
12 : jhr 3828
13 :     end = struct
14 :    
15 : jhr 3834 structure IR = LowIR
16 :     structure V = LowIR.Var
17 :     structure Ty = LowTypes
18 :     structure Op = LowOps
19 :     structure T = TreeIR
20 :     structure TTy = TreeTypes
21 :     structure TOp = TreeOps
22 :     structure TV = TreeVar
23 :     structure TGV = TreeGlobalVar
24 :     structure TSV = TreeStateVar
25 : jhr 3828
26 : jhr 3834 fun mkBlock stms = T.Block{locals=[], body=stms}
27 :     fun mkIf (x, stms, []) = T.S_IfThen(x, mkBlock stms)
28 :     | mkIf (x, stms1, stms2) = T.S_IfThenElse(x, mkBlock stms1, mkBlock stms2)
29 : jhr 3828
30 : jhr 3834 fun cvtScalarTy Ty.BoolTy = TTy.BoolTy
31 :     | cvtScalarTy Ty.IntTy = TTy.IntTy
32 :     | cvtScalarTy (Ty.TensorTy[]) = TTy.RealTy
33 :     | cvtScalarTy ty = raise Fail(concat["cvtScalarTy(", Ty.toString ty, ")"])
34 :    
35 :     fun vectorArg (env, x) = (case Env.useVar env x
36 :     of Env.TREE(ty, e) => ?? (* need to unpack e *)
37 :     | Env.VEC(layout, es) => (layout, es)
38 :     (* end case *))
39 :    
40 :     (* convert a list of LowIR variables, each of which are mapped
41 :     * to lists of of vector expressions, to a list of list of expressions
42 :     *)
43 :     fun vectorArgs (env, []) = raise Fail "unexpected empty argument list"
44 :     | vectorArgs (env, x::xs) = let
45 :     val (layout, exps) = vectorArg (env, x)
46 :     fun doArg (x, argLists) = let
47 :     val (_, exps) = vectorArg (env, x)
48 :     in
49 :     ListPair.mapEq (op ::) (exps, argLists)
50 :     end
51 :     val argLists = List.foldl doArg exps xs
52 :     in
53 :     (layout, List.map List.rev argLists)
54 :     end
55 :    
56 :     fun trOp (env, lhs, srcRator, args) = let
57 :     fun bindOp rator = Env.TREE(DstIR.E_Op(rator, List.map (Env.useVar env) args))
58 : jhr 3829 fun binVOp rator = let
59 : jhr 3834 val (layout, argss) = vectorArgs (env, args)
60 : jhr 3829 val exps = ListPair.map
61 :     (fn (w, args) => DstIR.E_Op(rator w, args))
62 : jhr 3834 (#pieces layout, argss)
63 : jhr 3829 in
64 : jhr 3834 Env.VEC(layout, exps)
65 : jhr 3829 end
66 :     in
67 : jhr 3834 case srcRator
68 :     of Op.IAdd => bindOp TOp.IAdd
69 :     | Op.ISub => bindOp TOp.ISub
70 :     | Op.IMul => bindOp TOp.IMul
71 :     | Op.IDiv => bindOp TOp.IDiv
72 :     | Op.IMod => bindOp TOp.IMod
73 :     | Op.INeg => bindOp TOp.INeg
74 :     | Op.RAdd => bindOp TOp.RAdd
75 :     | Op.RSub => bindOp TOp.RSub
76 :     | Op.RMul => bindOp TOp.RMul
77 :     | Op.RDiv => bindOp TOp.RDiv
78 :     | Op.RNeg => bindOp TOp.RNeg
79 :     | Op.LT ty => bindOp (TOp.LT (cvtScalarTy ty))
80 :     | Op.LTE ty => bindOp (TOp.LTE (cvtScalarTy ty))
81 :     | Op.EQ ty => bindOp (TOp.EQ (cvtScalarTy ty))
82 :     | Op.NEQ ty => bindOp (TOp.NEQ (cvtScalarTy ty))
83 :     | Op.GT ty => bindOp (TOp.GT (cvtScalarTy ty))
84 :     | Op.GTE ty => bindOp (TOp.GTE (cvtScalarTy ty))
85 :     | Op.Not => bindOp TOp.Not
86 :     | Op.Abs ty => bindOp (TOp.Abs (cvtScalarTy ty))
87 :     | Op.Max ty => bindOp (TOp.Max (cvtScalarTy ty))
88 :     | Op.Min ty => bindOp (TOp.Min (cvtScalarTy ty))
89 :     | Op.RClamp => bindOp TOp.RClamp
90 :     | Op.RLerp => bindOp TOp.RLerp
91 :     | Op.VAdd _ => bindVOp TOp.VAdd
92 :     | Op.VSub _ => bindVOp TOp.VSub
93 :     | Op.VScale _ => bindVOp TOp.VScale
94 :     | Op.VMul _ => bindVOp TOp.VMul
95 :     | Op.VNeg _ => bindVOp TOp.VNeg
96 :     | Op.VSum _ => ??
97 :     | Op.VProj(d, i) => ??
98 :     | Op.VClamp n => bindVOp TOp.VClamp
99 :     | Op.VMapClamp n => bindVOp TOp.VMapClamp
100 :     | Op.VLerp n => bindVOp TOp.VLerp
101 :     | Op.TensorIndex(ty, idxs) => ??
102 :     | Op.ProjectLast(ty, idxs) => ??
103 :     | Op.EigenVecs2x2 => ??
104 :     | Op.EigenVecs3x3 => ??
105 :     | Op.EigenVals2x2 => ??
106 :     | Op.EigenVals3x3 => ??
107 :     | Op.Zero ty => ??
108 :     | Op.Select(Ty.TupleTy tys, i) => ??
109 :     | Op.Subscript(Ty.SeqTy(ty, NONE)) => ??
110 :     | Op.Subscript(Ty.SeqTy(ty, SOME _)) => ??
111 :     | Op.MkDynamic(ty, n) => ??
112 :     | Op.Append ty => ??
113 :     | Op.Prepend ty => ??
114 :     | Op.Concat ty => ??
115 :     | Op.Range => ??
116 :     | Op.Length ty => ??
117 :     | Op.SphereQuery(ty1, ty2) => ??
118 :     | Op.Sqrt => bindOp TOp.Sqrt
119 :     | Op.Cos => bindOp TOp.Cos
120 :     | Op.ArcCos => bindOp TOp.ArcCos
121 :     | Op.Sin => bindOp TOp.Sin
122 :     | Op.ArcSin => bindOp TOp.ArcSin
123 :     | Op.Tan => bindOp TOp.Tan
124 :     | Op.ArcTan => bindOp TOp.ArcTan
125 :     | Op.Ceiling 1 => bindOp (TOp.Ceiling 1)
126 :     | Op.Ceiling d => ??
127 :     | Op.Floor 1 => bindOp (TOp.Floor 1)
128 :     | Op.Floor d => ??
129 :     | Op.Round 1 => bindOp (TOp.Floor 1)
130 :     | Op.Round d => ??
131 :     | Op.Trunc 1 => bindOp (TOp.Trunc 1)
132 :     | Op.Trunc d => ??
133 :     | Op.IntToReal => bindOp Op.IntToReal
134 :     | Op.RealToInt 1 => ??
135 :     | Op.RealToInt d => ??
136 :     | Op.R_All ty => ??
137 :     | Op.R_Exists ty => ??
138 :     | Op.R_Max ty => ??
139 :     | Op.R_Min ty => ??
140 :     | Op.R_Sum ty => ??
141 :     | Op.R_Product ty => ??
142 :     | Op.R_Mean ty => ??
143 :     | Op.R_Variance ty => ??
144 :     | Op.Transform info => ??
145 :     | Op.Translate info => ??
146 :     | Op.ControlIndex(info, ctl) => ??
147 :     | Op.LoadVoxel info => ??
148 :     | Op.Inside(info, s) => ??
149 :     | Op.ImageDim(info, d) => ??
150 :     | Op.LoadSeq(ty, file) => ??
151 :     | Op.LoadImage(ty, file) => ??
152 :     | Op.MathFn f => bindOp (TOp.MathFn f)
153 :     | rator => raise Fail("bogus operator " ^ Op.toString rator)
154 : jhr 3829 (* end case *)
155 :     end
156 :    
157 : jhr 3834 fun trAssign (env, lhs, rhs) = let
158 :     in
159 :     case rhs
160 :     of IR.GLOBAL x => ??
161 :     | IR.STATE x => ??
162 :     | IR.VAR x => ??
163 :     | IR.LIT lit => ??
164 :     | IR.OP(rator, args) => ??
165 :     | IR.CONS(args, ty) => ??
166 :     | IR.SEQ(args, ty) => ??
167 :     | IR.EINAPP _ => raise Fail "unexpected EINAPP in LowIR code"
168 :     (* end case *)
169 :     end
170 :    
171 :     (* In order to reconstruct the block-structure from the CFG, we keep a stack of open ifs.
172 :     * the items on this stack distinguish between when we are processing the then and else
173 :     * branches of the if.
174 :     *)
175 :     datatype open_if
176 :     (* working on the "then" branch. The fields are statments that preceed the if, the condition,
177 :     * and the else-branch node.
178 :     *)
179 :     = THEN_BR of T.stm list * T.exp * IR.node
180 :     (* working on the "else" branch. The fields are statments that preceed the if, the condition,
181 :     * the "then" branch statements, and the node kind that terminated the "then" branch (will be
182 :     * a JOIN or EXIT(DIE, STABILIZE, or UNREACHABLE)).
183 :     *)
184 :     | ELSE_BR of T.stm list * T.exp * T.stm list * IR.node_kind
185 :    
186 :     fun trCFG cfg = let
187 :     val _ = UnifyVars.analyze cfg
188 :     (* join (env, stk, stms, k): handle a control-flow join, where env is the
189 :     * current environment, stk is the stack of open ifs (the top of stk specifies
190 :     * which branch we are in), stms are the TreeIL statements preceding the join
191 :     * on the current path, and k is the kind of the join node (either JOIN or EXIT).
192 :     *)
193 :     fun join (env, [], _, IR.JOIN _) = raise Fail "JOIN with no open if"
194 :     | join (env, [], stms, _) = endScope (env, prefix @ List.rev stms)
195 :     | join (env, THEN_BR(stms1, cond, elseBr)::stk, thenBlk, k) = let
196 :     val (env, thenBlk) = flushPending (env, thenBlk)
197 :     in
198 :     doNode (env, elseBr, ELSE_BR(stms1, cond, thenBlk, k)::stk, [])
199 :     end
200 :     | join (env, ELSE_BR(stms, cond, thenBlk, k1)::stk, elseBlk, k2) = let
201 :     val (env, elseBlk) = Env.flushPending (env, elseBlk)
202 :     in
203 :     case (k1, k2)
204 :     of (IR.JOIN{phis, succ, ...}, IR.JOIN _) => let
205 :     val (env, [thenBlk, elseBlk]) =
206 :     List.foldl doPhi (env, [thenBlk, elseBlk]) (!phis)
207 :     val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)
208 :     in
209 :     doNode (env, !succ, stk, stm::stms)
210 :     end
211 :     | (IR.JOIN{phis, succ, ...}, _) => let
212 :     val (env, [thenBlk]) = List.foldl doPhi (env, [thenBlk]) (!phis)
213 :     val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)
214 :     in
215 :     doNode (env, !succ, stk, stm::stms)
216 :     end
217 :     | (_, IR.JOIN{phis, succ, ...}) => let
218 :     val (env, [elseBlk]) = List.foldl doPhi (env, [elseBlk]) (!phis)
219 :     val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)
220 :     in
221 :     doNode (env, !succ, stk, stm::stms)
222 :     end
223 :     | (_, _) => let
224 :     val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)
225 :     in
226 :     Env.endScope (env, prefix @ List.rev(stm::stms))
227 :     end
228 :     (* end case *)
229 :     end
230 :     and doNode (env, nd : IR.node, ifStk : open_if list, stms) = (case Nd.kind nd
231 :     of IR.NULL => raise Fail "unexpected NULL"
232 :     | IR.ENTRY{succ} => doNode (env, !succ, ifStk, stms)
233 :     | k as IR.JOIN _ => join (env, ifStk, stms, k)
234 :     | IR.COND{cond, trueBranch, falseBranch, ...} => let
235 :     val cond = useVar env cond
236 :     val (env, stms) = flushPending (env, stms)
237 :     in
238 :     doNode (env, !trueBranch, THEN_BR(stms, cond, !falseBranch)::ifStk, [])
239 :     end
240 :     | IR.FOREACH{var, src, bodyExit, succ, ...} => let
241 :     val src = useVar (env, src)
242 :     val var = ??
243 :     val (env, stms) = flushPending (env, stms)
244 :     val body = doNode (env, !bodyEntry, [], [])
245 :     val stm = T.S_Foreach(var, src, body)
246 :     in
247 :     doNode (env, !succ, ifStk, stm::stms)
248 :     end
249 :     | IR.NEXT _ => ??
250 :     | IR.COM {text, succ, ...} =>
251 :     doNode (env, !succ, ifStk, T.S_Comment text :: stms)
252 :     | IR.ASSIGN{stm=(lhs, rhs), succ, ...} => let
253 :     val (env, stms') = doAssign (env, lhs, rhs)
254 :     in
255 :     doNode (env, !succ, ifStk, stms' @ stms)
256 :     end
257 :     | IR.MASSIGN{stm=(ys, rator, xs), succ, ...} => let
258 :     fun doit () = let
259 :     fun doLHSVar (y, (env, ys)) = let
260 :     val t = newLocal y
261 :     in
262 :     (rename (addLocal(env, t), y, t), t::ys)
263 :     end
264 :     val (env, ys) = List.foldr doLHSVar (env, []) ys
265 :     (* FIXME: need to translate the operator *)
266 :     val exp = T.E_Op(rator, List.map (useVar env) xs)
267 :     val stm = T.S_Assign(ys, exp)
268 :     in
269 :     doNode (env, !succ, ifStk, stm :: stms)
270 :     end
271 :     in
272 :     case rator
273 :     of Op.Print _ => if Target.supportsPrinting()
274 :     then doit ()
275 :     else doNode (env, !succ, ifStk, stms)
276 :     | _ => doit()
277 :     (* end case *)
278 :     end
279 :     | IR.GASSIGN{lhs, rhs, succ, ...} => let
280 :     val stm = (case useAsInput(env, rhs)
281 :     of NONE => T.S_GAssign(getGlobalVar lhs, useVar env rhs)
282 :     | SOME mkStm => mkStm(getGlobalVar lhs)
283 :     (* end case *))
284 :     in
285 :     doNode (env, !succ, ifStk, stm::stms)
286 :     end
287 :     | IR.NEW{strand, args, succ, ...} => raise Fail "NEW unimplemented"
288 :     | IR.SAVE{lhs, rhs, succ, ...} => let
289 :     val stm = T.S_Save([getStateVar lhs], useVar env rhs)
290 :     in
291 :     doNode (env, !succ, ifStk, stm::stms)
292 :     end
293 :     | k as IR.EXIT{kind, succ, ...} => (case (!succ, kind)
294 :     of (NONE, ExitKind.RETURN) => let
295 :     (* FIXME: we should probably call flushPending here! *)
296 :     val suffix = finish env @ [T.S_Exit(List.map (useVar env) live)]
297 :     in
298 :     Env.endScope (env, prefix @ List.revAppend(stms, suffix))
299 :     end
300 :     | (NONE, ExitKind.ACTIVE) => let
301 :     (* FIXME: we should probably call flushPending here! *)
302 :     val suffix = finish env @ [T.S_Active]
303 :     in
304 :     Env.endScope (env, prefix @ List.revAppend(stms, suffix))
305 :     end
306 :     | (NONE, ExitKind.STABILIZE) => let
307 :     (* FIXME: we should probably call flushPending here! *)
308 :     val stms = T.S_Stabilize :: stms
309 :     in
310 :     join (env, ifStk, stms, k)
311 :     end
312 :     | (NONE, ExitKind.DIE) => join (env, ifStk, T.S_Die :: stms, k)
313 :     | (NONE, ExitKind.UNREACHABLE) => join (env, ifStk, stms, k)
314 :     | (SOME nd, ExitKind.ACTIVE) => doNode (env, nd, ifStk, T.S_Active :: stms)
315 :     | (SOME nd, ExitKind.STABILIZE) => doNode (env, nd, ifStk, T.S_Stabilize :: stms)
316 :     | (SOME nd, ExitKind.DIE) => doNode (env, nd, ifStk, T.S_Die :: stms)
317 :     | (SOME nd, ExitKind.UNREACHABLE) => doNode (env, nd, ifStk, stms)
318 :     | _ => raise Fail("unexpected continuation edge from "^IR.Node.toString nd)
319 :     (* end case *))
320 :     (* end case *))
321 :     in
322 :     doNode (Env.new(), CFG.entry cfg, [], [])
323 :     end
324 :    
325 :     fun translate (prog, vecLayout) = let
326 :     val LowIR.Program{
327 :     props, consts, inputs, constInit, globals, globalInit, strand, create, update
328 :     } = prog
329 :     in
330 :     TreeIR.Program{
331 :     props = props,
332 :     consts = ??,
333 :     inputs = ??,
334 :     constInit = ??,
335 :     globals = ??,
336 :     globalInit = ??,
337 :     strand = ??,
338 :     create = ??,
339 :     update = ??
340 :     }
341 :     end
342 :    
343 : jhr 3828 end

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