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

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revision 3828, Thu May 5 19:55:46 2016 UTC revision 3834, Sat May 7 18:39:53 2016 UTC
# Line 8  Line 8 
8    
9  structure LowToTree : sig  structure LowToTree : sig
10    
11      type vector_layout = int -> TreeTypes.t      val translate : LowIR.program * TreeTypes.vector_layout -> TreeIR.program
   
     val translate : LowIR.program * vector_layout -> TreeIR.program  
12    
13    end = struct    end = struct
14    
15      structure SrcIR = LowIR      structure IR = LowIR
16      structure DstIR = TreeIR      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    
26        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    
30        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              fun binVOp rator = let
59                    val (layout, argss) = vectorArgs (env, args)
60                    val exps = ListPair.map
61                          (fn (w, args) => DstIR.E_Op(rator w, args))
62                            (#pieces layout, argss)
63                    in
64                      Env.VEC(layout, exps)
65                    end
66              in
67                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                (* end case *)
155              end
156    
157        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 trOp () = (case rator      fun trCFG cfg = let
187             of SrcOp.IAdd            val _ = UnifyVars.analyze cfg
188              | SrcOp.ISub          (* join (env, stk, stms, k): handle a control-flow join, where env is the
189              | SrcOp.IMul           * current environment, stk is the stack of open ifs (the top of stk specifies
190              | SrcOp.IDiv           * which branch we are in), stms are the TreeIL statements preceding the join
191              | SrcOp.IMod           * on the current path, and k is the kind of the join node (either JOIN or EXIT).
192              | SrcOp.INeg           *)
193              | SrcOp.RAdd            fun join (env, [], _, IR.JOIN _) = raise Fail "JOIN with no open if"
194              | SrcOp.RSub              | join (env, [], stms, _) = endScope (env, prefix @ List.rev stms)
195              | SrcOp.RMul              | join (env, THEN_BR(stms1, cond, elseBr)::stk, thenBlk, k) = let
196              | SrcOp.RDiv                  val (env, thenBlk) = flushPending (env, thenBlk)
197              | SrcOp.RNeg                  in
198              | SrcOp.LT ty =>                    doNode (env, elseBr, ELSE_BR(stms1, cond, thenBlk, k)::stk, [])
199              | SrcOp.LTE ty =>                  end
200              | SrcOp.EQ ty =>              | join (env, ELSE_BR(stms, cond, thenBlk, k1)::stk, elseBlk, k2) = let
201              | SrcOp.NEQ ty =>                  val (env, elseBlk) = Env.flushPending (env, elseBlk)
202              | SrcOp.GT ty =>                  in
203              | SrcOp.GTE ty =>                    case (k1, k2)
204              | SrcOp.Not                     of (IR.JOIN{phis, succ, ...}, IR.JOIN _) => let
205              | SrcOp.Abs ty =>                          val (env, [thenBlk, elseBlk]) =
206              | SrcOp.Max ty =>                                List.foldl doPhi (env, [thenBlk, elseBlk]) (!phis)
207              | SrcOp.Min ty =>                          val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)
208              | SrcOp.Clamp ty =>                          in
209              | SrcOp.Lerp ty =>                            doNode (env, !succ, stk, stm::stms)
210              | SrcOp.VAdd of int                          end
211              | SrcOp.VSub of int                      | (IR.JOIN{phis, succ, ...}, _) => let
212              | SrcOp.VScale of int                          val (env, [thenBlk]) = List.foldl doPhi (env, [thenBlk]) (!phis)
213              | SrcOp.VMul of int                          val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)
214              | SrcOp.VNeg of int                          in
215              | SrcOp.VSum of int                            doNode (env, !succ, stk, stm::stms)
216              | SrcOp.VProj of int * int                          end
217              | SrcOp.TensorIndex of ty * shape                      | (_, IR.JOIN{phis, succ, ...}) => let
218              | SrcOp.ProjectLast of ty * shape                          val (env, [elseBlk]) = List.foldl doPhi (env, [elseBlk]) (!phis)
219              | SrcOp.EigenVecs2x2                          val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)
220              | SrcOp.EigenVecs3x3                          in
221              | SrcOp.EigenVals2x2                            doNode (env, !succ, stk, stm::stms)
222              | SrcOp.EigenVals3x3                          end
223              | SrcOp.Zero ty =>                      | (_, _) => let
224              | SrcOp.Select of ty * int                          val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)
225              | SrcOp.Subscript ty =>                          in
226              | SrcOp.MkDynamic of ty * int                            Env.endScope (env, prefix @ List.rev(stm::stms))
227              | SrcOp.Append ty =>                          end
228              | SrcOp.Prepend ty =>                    (* end case *)
229              | SrcOp.Concat ty =>                  end
230              | SrcOp.Range            and doNode (env, nd : IR.node, ifStk : open_if list, stms) = (case  Nd.kind nd
231              | SrcOp.Length ty =>                   of IR.NULL => raise Fail "unexpected NULL"
232              | SrcOp.SphereQuery of ty * ty                    | IR.ENTRY{succ} => doNode (env, !succ, ifStk, stms)
233              | SrcOp.Sqrt                    | k as IR.JOIN _ => join (env, ifStk, stms, k)
234              | SrcOp.Cos                    | IR.COND{cond, trueBranch, falseBranch, ...} => let
235              | SrcOp.ArcCos                        val cond = useVar env cond
236              | SrcOp.Sin                        val (env, stms) = flushPending (env, stms)
237              | SrcOp.ArcSin                        in
238              | SrcOp.Tan                          doNode (env, !trueBranch, THEN_BR(stms, cond, !falseBranch)::ifStk, [])
239              | SrcOp.ArcTan                        end
240              | SrcOp.Ceiling of int                    | IR.FOREACH{var, src, bodyExit, succ, ...} => let
241              | SrcOp.Floor of int                        val src = useVar (env, src)
242              | SrcOp.Round of int                        val var = ??
243              | SrcOp.Trunc of int                        val (env, stms) = flushPending (env, stms)
244              | SrcOp.IntToReal                        val body = doNode (env, !bodyEntry, [], [])
245              | SrcOp.RealToInt of int                        val stm = T.S_Foreach(var, src, body)
246              | SrcOp.R_All ty =>                        in
247              | SrcOp.R_Exists ty =>                          doNode (env, !succ, ifStk, stm::stms)
248              | SrcOp.R_Max ty =>                        end
249              | SrcOp.R_Min ty =>                    | IR.NEXT _ => ??
250              | SrcOp.R_Sum ty =>                    | IR.COM {text, succ, ...} =>
251              | SrcOp.R_Product ty =>                        doNode (env, !succ, ifStk, T.S_Comment text :: stms)
252              | SrcOp.R_Mean ty =>                    | IR.ASSIGN{stm=(lhs, rhs), succ, ...} => let
253              | SrcOp.R_Variance ty =>                        val (env, stms') = doAssign (env, lhs, rhs)
254              | SrcOp.Transform of ImageInfo.info                        in
255              | SrcOp.Translate of ImageInfo.info                          doNode (env, !succ, ifStk, stms' @ stms)
256              | SrcOp.ControlIndex of ImageInfo.info * idxctl * int                        end
257              | SrcOp.LoadVoxel of ImageInfo.info                    | IR.MASSIGN{stm=(ys, rator, xs), succ, ...} => let
258              | SrcOp.Inside of ImageInfo.info * int                        fun doit () = let
259              | SrcOp.ImageDim of ImageInfo.info * int                              fun doLHSVar (y, (env, ys)) = let
260              | SrcOp.LoadSeq of ty * string                                    val t = newLocal y
261              | SrcOp.LoadImage of ty * string                                    in
262              | SrcOp.Print of tys                                      (rename (addLocal(env, t), y, t), t::ys)
263              | SrcOp.MathFn of MathFns.t                                    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 *))            (* 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    end    end

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