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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 4039, Fri Jun 24 15:35:09 2016 UTC revision 4337, Mon Aug 1 17:57:24 2016 UTC
# Line 65  Line 65 
65      val {getFn = getStateVar, ...} = SV.newProp mkStateVar      val {getFn = getStateVar, ...} = SV.newProp mkStateVar
66      end      end
67    
68      (* associate Tree IL function variables with Low IL variables using properties *)
69        local
70          val {setFn, getFn : IR.func -> TreeFunc.t, ...} =
71                IR.Func.newProp (fn f => raise Fail("no binding for function " ^ IR.Func.toString f))
72        in
73        val getFuncVar = getFn
74        fun mkFuncVar (f, needsWrld, hasGlobs) = let
75              val (resTy, paramTys) = IR.Func.ty f
76    (* QUESTION: what about vector result/arguments? *)
77              val f' = TreeFunc.new (
78                    IR.Func.name f, U.trType resTy, List.map U.trType paramTys,
79                    needsWrld, hasGlobs)
80              in
81                setFn (f, f'); f'
82              end
83        end
84    
85    (* for variables that are in an equivalence class (see UnifyVars), we use a single    (* for variables that are in an equivalence class (see UnifyVars), we use a single
86     * TreeIR variable (or vector of variables) to represent them.     * TreeIR variable (or vector of variables) to represent them.
87     *)     *)
# Line 78  Line 95 
95                | NONE => let                | NONE => let
96                    val rep = (case V.ty x                    val rep = (case V.ty x
97                           of Ty.TensorTy[d] => VEC(U.newVectorVars(Env.layoutVec env d))                           of Ty.TensorTy[d] => VEC(U.newVectorVars(Env.layoutVec env d))
98                            | ty => VAR(U.newLocalVar x)                            | ty => if AssignTypes.isMemoryVar x
99                                  then VAR(U.newMemVar x)
100                                  else VAR(U.newLocalVar x)
101                          (* end case *))                          (* end case *))
102                    in                    in
103                      setFn (x, rep);                      setFn (x, rep);
# Line 123  Line 142 
142              | _ => e              | _ => e
143           (* end case *))           (* end case *))
144    
145      (* turn an expression of type TensorRefTy to one of TensorRef *)
146        fun mkDeref e = (case TreeTypeOf.exp e
147               of TTy.TensorRefTy(shp as _::_) => T.E_Op(TOp.TensorCopy shp, [e])
148                | _ => e
149             (* end case *))
150    
151      fun cvtScalarTy Ty.BoolTy = TTy.BoolTy      fun cvtScalarTy Ty.BoolTy = TTy.BoolTy
152        | cvtScalarTy Ty.IntTy = TTy.IntTy        | cvtScalarTy Ty.IntTy = TTy.IntTy
153        | cvtScalarTy (Ty.TensorTy[]) = TTy.realTy        | cvtScalarTy (Ty.TensorTy[]) = TTy.realTy
# Line 130  Line 155 
155    
156    (* define a new local variable and bind x to it in the environment. *)    (* define a new local variable and bind x to it in the environment. *)
157      fun newLocal (env, x) = let      fun newLocal (env, x) = let
158            val x' = U.newLocalVar x            val x' = if AssignTypes.isMemoryVar x then U.newMemVar x else U.newLocalVar x
159              in
160                Env.bindSimple (env, x, T.E_Var x');
161                x'
162              end
163    
164      (* define a new local variable and bind x to it in the environment. *)
165        fun newMemLocal (env, x) = let
166              val x' = U.newMemVar x
167            in            in
168              Env.bindSimple (env, x, T.E_Var x');              Env.bindSimple (env, x, T.E_Var x');
169              x'              x'
# Line 257  Line 290 
290                  in                  in
291                    (Env.TREE(T.E_Op(rator, args)), stms)                    (Env.TREE(T.E_Op(rator, args)), stms)
292                  end                  end
293              fun bindTREE' rator = let
294                    val (args, stms) = singleArgs (env, args)
295                    in
296                      (Env.TREE(T.E_Op(rator, args)), stms)
297                    end
298            fun bindRHS (ty, rator) = let            fun bindRHS (ty, rator) = let
299                  val (args, stms) = simpleArgs (env, args)                  val (args, stms) = simpleArgs (env, args)
300                  in                  in
# Line 264  Line 302 
302                  end                  end
303            fun bindVOp rator = let            fun bindVOp rator = let
304                  val (layout, argss, stms) = vectorArgs (env, args)                  val (layout, argss, stms) = vectorArgs (env, args)
305                  fun mkArgs (_, [], []) = []                  fun mkArgs (w, [p], [args]) = [T.E_Op(rator(w, p), args)]
306                    | mkArgs (w, p::ps, args::argss) =                    | mkArgs (w, p::ps, args::argss) =
307                        T.E_Op(rator(w, p), args) :: mkArgs (w-p, ps, argss)                        T.E_Op(rator(p, p), args) :: mkArgs (w-p, ps, argss)
308                      | mkArgs _ = raise Fail "bindVOp: arity mismatch"
309                  val exps = mkArgs (#wid layout, #pieces layout, argss)                  val exps = mkArgs (#wid layout, #pieces layout, argss)
310                  in                  in
311                    (Env.VEC(layout, exps), stms)                    (Env.VEC(layout, exps), stms)
# Line 323  Line 362 
362                    in                    in
363                      (Env.TREE(List.foldr (fn (e, es) => T.E_Op(TOp.RAdd, [e, es])) e es), stms)                      (Env.TREE(List.foldr (fn (e, es) => T.E_Op(TOp.RAdd, [e, es])) e es), stms)
364                    end                    end
365                  | Op.VDot _ => let
366                      val (layout, argss, stms) = vectorArgs (env, args)
367                      fun mkArgs (w, [p], [args]) = [T.E_Op(TOp.VDot(w, p), args)]
368                        | mkArgs (w, p::ps, args::argss) =
369                            T.E_Op(TOp.VDot(p, p), args) :: mkArgs (w-p, ps, argss)
370                        | mkArgs _ = raise Fail "VDot: arity mismatch"
371                      val e::es = mkArgs (#wid layout, #pieces layout, argss)
372                      in
373                        (Env.TREE(List.foldr (fn (e, es) => T.E_Op(TOp.RAdd, [e, es])) e es), stms)
374                      end
375                | Op.VIndex(_, i) => let                | Op.VIndex(_, i) => let
376                    val [v] = args                    val [v] = args
377                    val ({wid, pieces, ...}, es, stms) = vectorArg (env, v)                    val ({wid, pieces, ...}, es, stms) = vectorArg (env, v)
# Line 336  Line 385 
385                      (select (i, wid, pieces, es), stms)                      (select (i, wid, pieces, es), stms)
386                    end                    end
387                | Op.VClamp n => let                | Op.VClamp n => let
388                    val [v, lo, hi] = args                    val [lo, hi, v] = args
389                    val (layout, vs, stms) = vectorArg (env, v)                    val (lo, stms) = simpleArg env (lo, [])
                   val (lo, stms) = simpleArg env (lo, stms)  
390                    val (hi, stms) = simpleArg env (hi, stms)                    val (hi, stms) = simpleArg env (hi, stms)
391                      val (layout, vs, stms') = vectorArg (env, v)
392                    val exps = mkArgs                    val exps = mkArgs
393                          (fn (w, p, x) => (TOp.VClamp(w, p), [x, lo, hi]))                          (fn (w, p, x) => (TOp.VClamp(w, p), [lo, hi, x]))
394                            (layout, vs)                            (layout, vs)
395                    in                    in
396                      (Env.VEC(layout, exps), List.rev stms)                      (Env.VEC(layout, exps), List.revAppend(stms, List.rev stms))
397                    end                    end
398                | Op.VMapClamp n => bindVOp TOp.VMapClamp                | Op.VMapClamp n => bindVOp TOp.VMapClamp
399                | Op.VLerp n => bindVOp TOp.VLerp                | Op.VLerp n => let
400                      val [u, v, t] = args
401                      val (layout, us, stms1) = vectorArg (env, u)
402                      val (_, vs, stms2) = vectorArg (env, v)
403                      val (t, stms) = simpleArg env (t, stms2 @ stms1)
404                      val exps = let
405                            fun mkArgs (w, [p], [u], [v]) = [T.E_Op(TOp.VLerp(w, p), [u, v, t])]
406                              | mkArgs (w, p::ps, u::ur, v::vr) =
407                                  T.E_Op(TOp.VLerp(p, p), [u, v, t]) :: mkArgs (w-p, ps, ur, vr)
408                              | mkArgs _ = raise Fail "VLerp: arity mismatch"
409                            in
410                              mkArgs (#wid layout, #pieces layout, us, vs)
411                            end
412                      in
413                        (Env.VEC(layout, exps), stms)
414                      end
415                  | Op.TensorIndex(ty as Ty.TensorTy[_], [i]) => let
416                      val [arg] = args
417                      fun mkOp e = Env.TREE(T.E_Op(TOp.TensorIndex(TreeTypeOf.exp e, [i]), [e]))
418                      in
419                        case useVar env arg
420                         of Env.RHS(ty, e) =>  let
421                              val tmp = U.newTempVar ("t", ty)
422                              in
423                                (mkOp(T.E_Var tmp), [T.S_Assign(true, tmp, e)])
424                              end
425                          | Env.TREE e => (mkOp e, [])
426                          | Env.VEC(layout, es) => let
427                              fun mkOp (w, pw, i, e) =
428                                    (Env.TREE(T.E_Op(TOp.VIndex(w, pw, i), [e])), [])
429                              fun index (idx, w, [pw], [e]) = mkOp (w, pw, idx, e)
430                                | index (idx, w, pw::ws, e::es) =
431                                    if (idx < pw)
432                                      then mkOp (pw, pw, idx, e)
433                                      else index (idx - pw, w - pw, ws, es)
434                                | index _ = raise Fail "inconsistent"
435                              in
436                                index (i, #wid layout, #pieces layout, es)
437                              end
438                        (* end case *)
439                      end
440                | Op.TensorIndex(ty, idxs) => let                | Op.TensorIndex(ty, idxs) => let
441                    val ([arg], stms) = simpleArgs (env, args)                    val ([arg], stms) = simpleArgs (env, args)
442                    val ty = TreeTypeOf.exp arg                    val ty = TreeTypeOf.exp arg
# Line 363  Line 452 
452                | Op.Select(ty, i) => bindTREE (TOp.Select(U.trType ty, i))                | Op.Select(ty, i) => bindTREE (TOp.Select(U.trType ty, i))
453                | Op.Subscript ty => bindTREE (TOp.Subscript(U.trType ty))                | Op.Subscript ty => bindTREE (TOp.Subscript(U.trType ty))
454                | Op.MkDynamic(ty, n) => bindTREE (TOp.MkDynamic(U.trType ty, n))                | Op.MkDynamic(ty, n) => bindTREE (TOp.MkDynamic(U.trType ty, n))
455                | Op.Append ty => bindTREE (TOp.Append(U.trType ty))                | Op.Append ty => bindTREE' (TOp.Append(U.trType ty))
456                | Op.Prepend ty => bindTREE (TOp.Prepend(U.trType ty))                | Op.Prepend ty => bindTREE' (TOp.Prepend(U.trType ty))
457                | Op.Concat ty => bindTREE (TOp.Concat(U.trType ty))                | Op.Concat ty => bindTREE (TOp.Concat(U.trType ty))
458                | Op.Range => bindTREE TOp.Range                | Op.Range => bindTREE TOp.Range
459                | Op.Length ty => bindTREE (TOp.Length(U.trType ty))                | Op.Length ty => bindTREE (TOp.Length(U.trType ty))
460                | Op.SphereQuery(ty1, ty2) => bindTREE (TOp.SphereQuery(U.trType ty1, U.trType ty2))                | Op.SphereQuery(ty1, ty2) => bindTREE' (TOp.SphereQuery(U.trType ty1, U.trType ty2))
461                | Op.Sqrt => bindTREE TOp.Sqrt                | Op.Sqrt => bindTREE TOp.Sqrt
462                | Op.Cos => bindTREE TOp.Cos                | Op.Cos => bindTREE TOp.Cos
463                | Op.ArcCos => bindTREE TOp.ArcCos                | Op.ArcCos => bindTREE TOp.ArcCos
# Line 396  Line 485 
485                        | _ => raise Fail(concat["FIXME: RealToInt<", Int.toString d, ">"])                        | _ => raise Fail(concat["FIXME: RealToInt<", Int.toString d, ">"])
486                      (* end case *)                      (* end case *)
487                    end                    end
488  (* FIXME: reduction operators                | Op.StrandStatus(ty, set) => bindTREE (TOp.StrandStatus(U.trType ty, set))
               | Op.R_All ty => ??  
               | Op.R_Exists ty => ??  
               | Op.R_Max ty => ??  
               | Op.R_Min ty => ??  
               | Op.R_Sum ty => ??  
               | Op.R_Product ty => ??  
               | Op.R_Mean ty => ??  
               | Op.R_Variance ty => ??  
 *)  
489                | Op.Transform info => bindTREE (TOp.Transform info)                | Op.Transform info => bindTREE (TOp.Transform info)
490                | Op.Translate info => bindTREE (TOp.Translate info)                | Op.Translate info => bindTREE (TOp.Translate info)
491                | Op.ControlIndex(info, ctl, d) => bindTREE (TOp.ControlIndex(info, ctl, d))                | Op.ControlIndex(info, ctl, d) => bindTREE (TOp.ControlIndex(info, ctl, d))
492                | Op.LoadVoxel info => bindTREE (TOp.LoadVoxel info)                | Op.LoadVoxel info => bindTREE (TOp.LoadVoxel info)
493                | Op.Inside(info, s) => bindTREE (TOp.Inside(info, s))                | Op.Inside(info, s) => (case ImageInfo.dim info
494                       of 1 => bindTREE (TOp.Inside(VectorLayout.realLayout, info, s))
495                        | d => let
496                            val [x, img] = args
497                            val (layout, args, stms) = vectorArg (env, x)
498                            val (img, stms) = simpleArg env (img, stms)
499                            in
500                              (Env.TREE(T.E_Op(TOp.Inside(layout, info, s), args@[img])), stms)
501                            end
502                      (* end case *))
503                  | Op.IndexInside(info, s) => bindTREE (TOp.IndexInside(info, s))
504                | Op.ImageDim(info, d) => bindTREE(TOp.ImageDim(info, d))                | Op.ImageDim(info, d) => bindTREE(TOp.ImageDim(info, d))
505                | Op.MathFn f => bindTREE (TOp.MathFn f)                | Op.MathFn f => bindTREE (TOp.MathFn f)
506                | rator => raise Fail("bogus operator " ^ Op.toString srcRator)                | rator => raise Fail("bogus operator " ^ Op.toString srcRator)
# Line 428  Line 518 
518      fun mkDefn' (x, rhs) = mkDefn (x, mkAssignRHS(TV.ty x, rhs))      fun mkDefn' (x, rhs) = mkDefn (x, mkAssignRHS(TV.ty x, rhs))
519      fun mkAssign' (x, rhs) = mkAssign (x, mkAssignRHS(TV.ty x, rhs))      fun mkAssign' (x, rhs) = mkAssign (x, mkAssignRHS(TV.ty x, rhs))
520    
521        local
522          fun trLHS (env, x) = (case eqClassRepOf (env, x)
523                 of NOEQ => newMemLocal (env, x)
524                  | VAR y => y
525                  | _ => raise Fail "unexpected vector variable"
526                (* end case *))
527        in
528        fun trEigenVecs (env, vals, vecs, rator, x, stms) = let
529              val (e, stms) = simpleArg env (x, stms)
530              val stm = T.S_MAssign([trLHS (env, vals), trLHS (env, vecs)], T.E_Op(rator, [mkRef e]))
531              in
532                stm :: stms
533              end
534        fun trEigenVals (env, vals, rator, x, stms) = let
535              val (e, stms) = simpleArg env (x, stms)
536              val (isDcl, lhs) = (case eqClassRepOf (env, vals)
537                     of NOEQ => (true, newMemLocal (env, vals))
538                      | VAR y => (false, y)
539                      | _ => raise Fail "unexpected vector variable"
540                    (* end case *))
541              val stm = T.S_Assign(isDcl, lhs, T.E_Op(rator, [mkRef e]))
542              in
543                stm :: stms
544              end
545        end (* local *)
546    
547  (* cases:  (* cases:
548          x in EqClass          x in EqClass
549                  issue assignment; lhs is binding of representative (could be multiple vars)                  issue assignment; lhs is binding of representative (could be multiple vars)
# Line 435  Line 551 
551          rhs is simple          rhs is simple
552          rhs is vector          rhs is vector
553  *)  *)
554      fun trAssign (env, lhs, rhs) = let      fun trAssign (env, lhs, rhs, stms) = let
555            fun getLHS () = (case UnifyVars.eqClassOf lhs of SOME x => x | _ => lhs)            fun getLHS () = (case UnifyVars.eqClassOf lhs of SOME x => x | _ => lhs)
           fun bindRHS rhs = Env.bindVar (env, getLHS(), Env.RHS(U.trTempType(V.ty lhs), rhs))  
556          (* binding for the lhs variable, where the rhs is a simple expression.  We check to          (* binding for the lhs variable, where the rhs is a simple expression.  We check to
557           * see if it is part of an merged equivalence class, in which case we need to generate           * see if it is part of an merged equivalence class, in which case we need to generate
558           * assigment(s)           * assigment(s)
559           *)           *)
560            fun bindSimple rhs = (case eqClassRepOf(env, lhs)            fun bindSimple (rhs, stms) = (case eqClassRepOf(env, lhs)
561                   of NOEQ => (Env.bindSimple (env, lhs, rhs); [])                   of NOEQ => (Env.bindSimple (env, lhs, rhs); stms)
562                    | VAR x' => [mkAssign' (x', rhs)]                    | VAR x' => mkAssign' (x', rhs) :: stms
563                    | VEC xs' => (case V.ty lhs                    | VEC xs' => (case V.ty lhs
564                         of Ty.TensorTy[d] => let                         of Ty.TensorTy[d] => let
565                              val layout = Env.layoutVec env d                              val layout = Env.layoutVec env d
566                              val rhs = mkRef rhs                              val rhs = mkRef rhs
567                              in                              in
568                                List.mapi                                List.foldli
569                                  (fn (i, x') => mkAssign(x', T.E_VLoad(layout, rhs, i)))                                  (fn (i, x', stms) => mkAssign(x', T.E_VLoad(layout, rhs, i)) :: stms)
570                                      stms
571                                    xs'                                    xs'
572                              end                              end
573                          | _ => raise Fail "inconsistent"                          | _ => raise Fail "inconsistent"
574                        (* end case *))                        (* end case *))
575                  (* end case *))                  (* end case *))
576            fun assignOp (rator, args) = let            fun assignOp (rator, args) = let
577                  val (args, stms) = simpleArgs (env, args)                  val (args, stms') = simpleArgs (env, args)
578                  in                  in
579                    case eqClassRepOf(env, lhs)                    case eqClassRepOf(env, lhs)
580                     of NOEQ => (                     of NOEQ => (
581                          bindRHS (T.E_Op(rator, args));                          Env.bindVar (env, lhs, Env.RHS(U.trTempType(V.ty lhs), T.E_Op(rator, args)));
582                          stms)                          stms' @ stms)
583                      | VAR x' => stms @ [mkAssign' (x', T.E_Op(rator, args))]                      | VAR x' => stms' @ mkAssign' (x', T.E_Op(rator, args)) :: stms
584                      | VEC _ => raise Fail ("unexpected VEC for lhs " ^ V.toString lhs)                      | VEC _ => raise Fail ("unexpected VEC for lhs " ^ V.toString lhs)
585                    (* end case *)                    (* end case *)
586                  end                  end
587            (* bind the lhs to a tensor cons expression (including Op.Zero) *)
588              fun bindCons (args, Ty.TensorTy[d], stms) = let
589                    val layout = Env.layoutVec env d
590                    fun mkVecs (args, w::ws) = let
591                        (* take arguments from args to build a vector value of width w; pad as
592                         * necessary.
593                         *)
594                          fun take (0, args, es) = T.E_Vec(w, w, List.rev es) :: mkVecs (args, ws)
595                            | take (i, [], es) = if #padded layout andalso null ws
596                                then [T.E_Vec(w-i, w, List.rev es)]
597                                else raise Fail "too few arguments for CONS"
598                            | take (i, arg::args, es) = take (i-1, args, arg :: es)
599                          in
600                            take (w, args, [])
601                          end
602                      | mkVecs ([], []) = []
603                      | mkVecs (_, []) = raise Fail "too many arguments for CONS"
604                    val es = mkVecs (args, #pieces layout)
605                    in
606                      case eqClassRepOf(env, lhs)
607                       of NOEQ => if (V.useCount lhs > 1)
608                            then let
609                              val vs = U.newVectorVars layout
610                              in
611                                Env.bindVar (env, lhs, Env.VEC(layout, List.map T.E_Var vs));
612                                ListPair.foldl (fn (v, e, stms) => mkDefn(v, e)::stms) stms (vs, es)
613                              end
614                            else (Env.bindVar(env, lhs, Env.VEC(layout, es)); stms)
615                        | VEC xs =>
616                            ListPair.foldl (fn (x, e, stms) => mkAssign(x, e)::stms) stms (xs, es)
617                        | _ => raise Fail "inconsistent"
618                      (* end case *)
619                    end
620                | bindCons (args, ty as Ty.TensorTy _, stms) = let
621                    val ty = U.trType ty
622                    val cons = T.E_Cons(args, ty)
623                    in
624                      case eqClassRepOf(env, lhs)
625                       of NOEQ => if (V.useCount lhs > 1)
626                            then mkDefn (newMemLocal (env, lhs), cons) :: stms
627                            else (
628                              Env.bindVar (env, lhs, Env.RHS(ty, cons));
629                              stms)
630                        | VAR x => mkAssign (x, cons) :: stms
631                        | VEC xs => raise Fail "inconsistent"
632                      (* end case *)
633                    end
634            in            in
635              case rhs              case rhs
636               of IR.GLOBAL x => bindSimple (T.E_Global(mkGlobalVar x))               of IR.GLOBAL x => bindSimple (T.E_Global(mkGlobalVar x), stms)
637                | IR.STATE(NONE, fld) =>                | IR.STATE(NONE, fld) =>
638                    bindSimple (T.E_State(NONE, getStateVar fld))                    bindSimple (T.E_State(NONE, getStateVar fld), stms)
639                | IR.STATE(SOME x, fld) => let                | IR.STATE(SOME x, fld) => let
640                    val (arg, stms) = simpleArg env (x, [])                    val (arg, stms) = simpleArg env (x, stms)
                   val stms' = bindSimple (T.E_State(SOME arg, getStateVar fld))  
641                    in                    in
642                      stms' @ stms                      bindSimple (T.E_State(SOME arg, getStateVar fld), stms)
643                      end
644                  | IR.VAR x => (case eqClassRepOf(env, lhs)
645                       of NOEQ => (Env.bindVar(env, lhs, useVar env x); stms)
646                        | VAR x' => (case useVar env x
647                             of Env.RHS(_, e) => mkAssign' (x', e) :: stms
648                              | Env.TREE e => mkAssign' (x', e) :: stms
649                            (* end case *))
650                        | VEC xs => let
651                            val (_, es, stms') = vectorArg (env, x)
652                            val stms = stms' @ stms
653                            in
654                              ListPair.foldl
655                                (fn (x, e, stms) => mkAssign' (x, e) :: stms)
656                                  stms (xs, es)
657                    end                    end
658                | IR.VAR x => raise Fail "FIXME: VAR"                    (* end case *))
659                | IR.LIT lit => bindSimple (T.E_Lit lit)                | IR.LIT lit => bindSimple (T.E_Lit lit, stms)
660  (* FIXME: use the general IR.OP case for eigen-things, since the target info says that they                | IR.OP(Op.EigenVals2x2, [x]) => trEigenVals (env, lhs, TOp.EigenVals2x2, x, stms)
661   * are not inline.                | IR.OP(Op.EigenVals3x3, [x]) => trEigenVals (env, lhs, TOp.EigenVals3x3, x, stms)
  *)  
               | IR.OP(Op.EigenVecs2x2, args) => assignOp (TOp.EigenVecs2x2, args)  
               | IR.OP(Op.EigenVecs3x3, args) => assignOp (TOp.EigenVecs3x3, args)  
               | IR.OP(Op.EigenVals2x2, args) => assignOp (TOp.EigenVals2x2, args)  
               | IR.OP(Op.EigenVals3x3, args) => assignOp (TOp.EigenVals3x3, args)  
662                | IR.OP(Op.Zero(ty as Ty.TensorTy dd), []) => let                | IR.OP(Op.Zero(ty as Ty.TensorTy dd), []) => let
663                    val z = T.E_Lit(Literal.Real(RealLit.zero false))                    val z = T.E_Lit(Literal.Real(RealLit.zero false))
664                    val sz = List.foldl Int.* 1 dd                    val sz = List.foldl Int.* 1 dd
665                    in                    in
666                      bindRHS (T.E_Cons(List.tabulate(sz, fn _ => z), U.trType ty));                      bindCons (List.tabulate(sz, fn _ => z), ty, stms)
                     []  
667                    end                    end
668                | IR.OP(Op.LoadSeq(ty, file), []) => let                | IR.OP(Op.LoadSeq(ty, file), []) => let
669                    val lhs = newLocal (env, getLHS ())                    val lhs = newLocal (env, getLHS ())
670                    in                    in
671                      [T.S_LoadNrrd(lhs, U.toAPIType ty, file)]                      T.S_LoadNrrd(lhs, U.toAPIType ty, file) :: stms
672                    end                    end
673                | IR.OP(Op.LoadImage(ty, file), []) => let                | IR.OP(Op.LoadImage(ty, file), []) => let
674                    val lhs = newLocal (env, getLHS ())                    val lhs = newLocal (env, getLHS ())
675                    in                    in
676                      [T.S_LoadNrrd(lhs, U.toAPIType ty, file)]                      T.S_LoadNrrd(lhs, U.toAPIType ty, file) :: stms
677                    end                    end
678                | IR.OP(rator, args) => let                | IR.OP(rator, args) => let
679                    val (rhs, stms) = trOp (env, rator, args)                    val (rhs, stms') = trOp (env, rator, args)
680                      val stms = stms' @ stms
681                    val emitBind = (V.useCount lhs > 1) orelse not(Env.isInlineOp env rator)                    val emitBind = (V.useCount lhs > 1) orelse not(Env.isInlineOp env rator)
682                    in                    in
683                      case (rhs, eqClassRepOf(env, lhs), emitBind)                      case (rhs, eqClassRepOf(env, lhs), emitBind)
684                       of (_, NOEQ, false) => (Env.bindVar (env, lhs, rhs); stms)                       of (_, NOEQ, false) => (Env.bindVar (env, lhs, rhs); stms)
 (* FIXME: if the rhs has TensorRef type, then we should make the lhs TensorRef too! *)  
685                        | (Env.TREE e, NOEQ, true) => mkDefn'(newLocal(env, lhs), e) :: stms                        | (Env.TREE e, NOEQ, true) => mkDefn'(newLocal(env, lhs), e) :: stms
686                        | (Env.TREE e, VAR x', _) => mkAssign'(x', e) :: stms                        | (Env.TREE e, VAR x', _) => mkAssign'(x', e) :: stms
687                        | (Env.VEC(layout, es), NOEQ, true) => let                        | (Env.VEC(layout, es), NOEQ, true) => let
# Line 525  Line 695 
695                        | _ => raise Fail "inconsistent"                        | _ => raise Fail "inconsistent"
696                      (* end case *)                      (* end case *)
697                    end                    end
               | IR.CONS(args, Ty.TensorTy[d]) => let  
                   val layout = Env.layoutVec env d  
                   val (args, stms) = simpleArgs (env, args)  
                   fun mkVecs (args, w::ws) = let  
                       (* take arguments from args to build a vector value of width w; pad as  
                        * necessary.  
                        *)  
                         fun take (0, args, es) = T.E_Vec(w, w, List.rev es) :: mkVecs (args, ws)  
                           | take (i, [], es) = if #padded layout andalso null ws  
                               then [T.E_Vec(w-i, w, List.rev es)]  
                               else raise Fail "too few arguments for CONS"  
                           | take (i, arg::args, es) = take (i-1, args, arg :: es)  
                         in  
                           take (w, args, [])  
                         end  
                     | mkVecs ([], []) = []  
                     | mkVecs (_, []) = raise Fail "too many arguments for CONS"  
                   val es = mkVecs (args, #pieces layout)  
                   in  
                     case (eqClassRepOf(env, lhs), V.useCount lhs > 1)  
                      of (NOEQ, false) => (Env.bindVar(env, lhs, Env.VEC(layout, es)); stms)  
                       | (NOEQ, true) => let  
                           val vs = U.newVectorVars layout  
                           in  
                             Env.bindVar (env, lhs, Env.VEC(layout, List.map T.E_Var vs));  
                             ListPair.foldl (fn (v, e, stms) => mkDefn(v, e)::stms) stms (vs, es)  
                           end  
                       | (VEC xs, _) =>  
                           ListPair.foldl (fn (x, e, stms) => mkAssign(x, e)::stms) stms (xs, es)  
                       | _ => raise Fail "inconsistent"  
                     (* end case *)  
                   end  
698                | IR.CONS(args, ty) => let                | IR.CONS(args, ty) => let
699                    val (es, stms) = singleArgs (env, args)                    val (es, stms') = simpleArgs (env, args)
                   val ty = U.trType ty  
700                    in                    in
701                      Env.bindVar (env, getLHS (), Env.RHS(ty, T.E_Cons(es, ty)));                      bindCons (es, ty, stms' @ stms)
                     stms  
702                    end                    end
703                | IR.SEQ(args, ty) => let                | IR.SEQ(args, ty) => let
704                    val (es, stms) = singleArgs (env, args)                    val (es, stms') = singleArgs (env, args)
705                      val stms = stms' @ stms
706                    val ty = U.trType ty                    val ty = U.trType ty
707                    (* if we are dealing with a sequence of tensors, then we need to copy references *)
708                      val es = (case ty
709                             of TTy.SeqTy(TTy.TensorTy _, _) => List.map mkDeref es
710                              | _ => es
711                            (* end case *))
712                      val seq = T.E_Seq(es, ty)
713                    in                    in
714                      Env.bindVar (env, getLHS (), Env.RHS(ty, T.E_Seq(es, ty)));                      case eqClassRepOf(env, lhs)
715                      stms                       of NOEQ => if (V.useCount lhs > 1)
716                              then mkDefn (newMemLocal (env, lhs), seq) :: stms
717                              else (
718                                Env.bindVar (env, lhs, Env.RHS(ty, seq));
719                                stms)
720                          | VAR x => mkAssign (x, seq) :: stms
721                          | VEC xs => raise Fail "inconsistent"
722                        (* end case *)
723                      end
724                  | IR.APPLY(f, args) => let
725                      val (es, stms') = singleArgs (env, args)
726                      in
727                        Env.bindVar (env, lhs, Env.TREE(T.E_Apply(getFuncVar f, es)));
728                        stms' @ stms
729                    end                    end
730                | rhs => raise Fail(concat["unexpected ", IR.RHS.toString rhs, " in LowIR code"])                | rhs => raise Fail(concat["unexpected ", IR.RHS.toString rhs, " in LowIR code"])
731              (* end case *)              (* end case *)
# Line 599  Line 755 
755                    | Env.TREE e => e                    | Env.TREE e => e
756                    | _ => raise Fail("expected scalar binding for " ^ V.toString x)                    | _ => raise Fail("expected scalar binding for " ^ V.toString x)
757                  (* end case *))                  (* end case *))
758            (* analyze the CFG *)
759            val _ = UnifyVars.analyze cfg            val _ = UnifyVars.analyze cfg
760              val _ = AssignTypes.analyze cfg
761          (* join (stk, stms, k): handle a control-flow join, where env is the          (* join (stk, stms, k): handle a control-flow join, where env is the
762           * current environment, stk is the stack of open ifs (the top of stk specifies           * current environment, stk is the stack of open ifs (the top of stk specifies
763           * which branch we are in), stms are the TreeIL statements preceding the join           * which branch we are in), stms are the TreeIL statements preceding the join
# Line 672  Line 830 
830                    | IR.NEXT _ => mkBlock (List.rev stms)                    | IR.NEXT _ => mkBlock (List.rev stms)
831                    | IR.COM {text, succ, ...} =>                    | IR.COM {text, succ, ...} =>
832                        doNode (!succ, ifStk, T.S_Comment text :: stms)                        doNode (!succ, ifStk, T.S_Comment text :: stms)
833                    | IR.ASSIGN{stm=(lhs, rhs), succ, ...} => let                    | IR.ASSIGN{stm=(lhs, rhs), succ, ...} =>
834                        val stms' = trAssign (env, lhs, rhs)                        doNode (!succ, ifStk, trAssign (env, lhs, rhs, stms))
                       in  
                         doNode (!succ, ifStk, stms' @ stms)  
                       end  
835                    | IR.MASSIGN{stm=([], Op.Print tys, xs), succ, ...} => let                    | IR.MASSIGN{stm=([], Op.Print tys, xs), succ, ...} => let
836                        val (es, stms') = singleArgs (env, xs)                        val (es, stms') = singleArgs (env, xs)
837                      (* translate TensorTy to TensorRefTy in the type list *)                      (* translate TensorTy to TensorRefTy in the type list *)
# Line 687  Line 842 
842                        in                        in
843                          doNode (!succ, ifStk, stm :: List.revAppend (stms', stms))                          doNode (!succ, ifStk, stm :: List.revAppend (stms', stms))
844                        end                        end
845                      | IR.MASSIGN{stm=([vals, vecs], Op.EigenVecs2x2, [x]), succ, ...} =>
846                          doNode (
847                            !succ, ifStk,
848                            trEigenVecs (env, vals, vecs, TOp.EigenVecs2x2, x, stms))
849                      | IR.MASSIGN{stm=([vals, vecs], Op.EigenVecs3x3, [x]), succ, ...} =>
850                          doNode (
851                            !succ, ifStk,
852                            trEigenVecs (env, vals, vecs, TOp.EigenVecs3x3, x, stms))
853                    | IR.MASSIGN{stm=(ys, rator, xs), succ, ...} => raise Fail(concat[                    | IR.MASSIGN{stm=(ys, rator, xs), succ, ...} => raise Fail(concat[
854                          "unexepected operator ", Op.toString rator, " for MASSIGN"                          "unexepected operator ", Op.toString rator, " for MASSIGN"
855                        ])                        ])
# Line 727  Line 890 
890                          doNode (!succ, ifStk, stm :: stms)                          doNode (!succ, ifStk, stm :: stms)
891                        end                        end
892                    | k as IR.EXIT{kind, succ, ...} => (case (!succ, kind)                    | k as IR.EXIT{kind, succ, ...} => (case (!succ, kind)
893                         of (NONE, ExitKind.RETURN) => mkBlock (List.rev(T.S_Exit :: stms))                         of (NONE, ExitKind.RETURN NONE) => join (ifStk, stms, k)
894                          | (NONE, ExitKind.ACTIVE) => mkBlock (List.rev(T.S_Active :: stms))                          | (NONE, ExitKind.RETURN(SOME x)) => let
895                                val (e', stms) = singleArg env (x, stms)
896                                in
897                                  join (ifStk, T.S_Return e' :: stms, k)
898                                end
899                            | (NONE, ExitKind.ACTIVE) => join (ifStk, T.S_Active :: stms, k)
900                          | (NONE, ExitKind.STABILIZE) => let                          | (NONE, ExitKind.STABILIZE) => let
901                              val stms = T.S_Stabilize :: stms                              val stms = T.S_Stabilize :: stms
902                              in                              in
# Line 736  Line 904 
904                              end                              end
905                          | (NONE, ExitKind.DIE) => join (ifStk, T.S_Die :: stms, k)                          | (NONE, ExitKind.DIE) => join (ifStk, T.S_Die :: stms, k)
906                          | (NONE, ExitKind.UNREACHABLE) => join (ifStk, stms, k)                          | (NONE, ExitKind.UNREACHABLE) => join (ifStk, stms, k)
907                            | (SOME nd, ExitKind.RETURN NONE) => doNode (nd, ifStk, stms)
908                            | (SOME nd, ExitKind.RETURN(SOME x)) => let
909                                val (e', stms) = singleArg env (x, stms)
910                                in
911                                  doNode (nd, ifStk, T.S_Return e' :: stms)
912                                end
913                          | (SOME nd, ExitKind.ACTIVE) => doNode (nd, ifStk, T.S_Active :: stms)                          | (SOME nd, ExitKind.ACTIVE) => doNode (nd, ifStk, T.S_Active :: stms)
914                          | (SOME nd, ExitKind.STABILIZE) => doNode (nd, ifStk, T.S_Stabilize :: stms)                          | (SOME nd, ExitKind.STABILIZE) => doNode (nd, ifStk, T.S_Stabilize :: stms)
915                          | (SOME nd, ExitKind.DIE) => doNode (nd, ifStk, T.S_Die :: stms)                          | (SOME nd, ExitKind.DIE) => doNode (nd, ifStk, T.S_Die :: stms)
916                          | (SOME nd, ExitKind.UNREACHABLE) => doNode (nd, ifStk, stms)                          | (SOME nd, ExitKind.UNREACHABLE) => doNode (nd, ifStk, stms)
                         | _ => raise Fail("unexpected continuation edge from "^IR.Node.toString nd)  
917                        (* end case *))                        (* end case *))
918                  (* end case *))                  (* end case *))
919            in            in
# Line 749  Line 922 
922    
923      fun trCFG info cfg = ScopeVars.assignScopes ([], trCFGWithEnv (Env.new info, cfg))      fun trCFG info cfg = ScopeVars.assignScopes ([], trCFGWithEnv (Env.new info, cfg))
924    
925      (* Convert a user-defined function.  We need to check for language features
926       * that require the world pointer (e.g., printing) and for references to global variables.
927       *)
928        fun trFunc info (IR.Func{name, params, body}) = let
929              val params' = List.map U.newParamVar params
930              val env = Env.new info
931              val _ = ListPair.appEq
932                        (fn (x, x') => Env.bindSimple (env, x, T.E_Var x'))
933                          (params, params')
934              val body' = ScopeVars.assignScopes (params', trCFGWithEnv (env, body))
935              val {needsWorld, usesGlobals} = Util.analyzeBlock body'
936              val name' = mkFuncVar (name, needsWorld, usesGlobals)
937              in
938                T.Func{name = name', params = params', body = body'}
939              end
940    
941    (* Build a strand method from a TreeIR block.  We need to check for language features    (* Build a strand method from a TreeIR block.  We need to check for language features
942     * that require the world pointer (e.g., printing) and for references to global variables.     * that require the world pointer (e.g., printing) and for references to global variables.
943     *)     *)
944      fun mkMethod body = let      fun mkMethod body = let
945            fun chkBlock (T.Block{body, ...}, uG, nW) =            val {needsWorld, usesGlobals} = Util.analyzeBlock body
                 chkStms (body, uG, nW)  
           and chkStms ([], uG, nW) = (uG, nW)  
             | chkStms (stm::stms, uG, nW) = let  
                 fun next (true, true) = (true, true)  
                   | next (uG, nW) = chkStms (stms, uG, nW)  
                 in  
                   case stm  
                    of T.S_Assign(_, _, e) => next (chkExp (e, uG, nW))  
                     | T.S_MAssign(_, e) => next (chkExp (e, uG, nW))  
                     | T.S_GAssign(_, e) => next (chkExp (e, true, nW))  
                     | T.S_IfThen(e, blk) => let  
                         val (uG, nW) = chkExp (e, uG, nW)  
                         in  
                           next (chkBlock (blk, uG, nW))  
                         end  
                     | T.S_IfThenElse(e, blk1, blk2) => let  
                         val (uG, nW) = chkExp (e, uG, nW)  
                         val (uG, nW) = chkBlock (blk1, uG, nW)  
                         in  
                           next (chkBlock (blk2, uG, nW))  
                         end  
                     | T.S_For(_, e1, e2, blk) => let  
                         val (uG, nW) = chkExp (e1, uG, nW)  
                         val (uG, nW) = chkExp (e2, uG, nW)  
                         in  
                           next (chkBlock (blk, uG, nW))  
                         end  
                     | T.S_Foreach(_, e, blk) => let  
                         val (uG, nW) = chkExp (e, uG, nW)  
                         in  
                           next (chkBlock (blk, uG, nW))  
                         end  
                     | T.S_LoadNrrd _ => raise Fail "unexpected LoadNrrd"  
                     | T.S_Input _ => raise Fail "unexpected Input"  
                     | T.S_InputNrrd _ => raise Fail "unexpected InputNrrd"  
                     | T.S_New(_, es) => next (chkExps (es, uG, true))  
                     | T.S_Save(_, e) => next (chkExp (e, uG, nW))  
                     | T.S_Print(_, es) => next (chkExps (es, uG, true))  
                     | _ => next (uG, nW)  
                   (* end case *)  
                 end  
           and chkExps ([], uG, nW) = (uG, nW)  
             | chkExps (_, true, true) = (true, true)  
             | chkExps (e::es, uG, nW) = let  
                 val (uG, nW) = chkExp (e, uG, nW)  
                 in  
                   chkExps (es, uG, nW)  
                 end  
           and chkExp (T.E_Global gv, _, nW) = (true, nW)  
             | chkExp (T.E_State(SOME e, _), uG, nW) = chkExp (e, uG, nW)  
             | chkExp (T.E_Op(TOp.SphereQuery _, es), uG, nW) = chkExps (es, uG, true)  
             | chkExp (T.E_Op(_, es), uG, nW) = chkExps (es, uG, nW)  
             | chkExp (T.E_Vec(_, _, es), uG, nW) = chkExps (es, uG, nW)  
             | chkExp (T.E_Cons(es, _), uG, nW) = chkExps (es, uG, nW)  
             | chkExp (T.E_Seq(es, _), uG, nW) = chkExps (es, uG, nW)  
             | chkExp (T.E_Pack(_, es), uG, nW) = chkExps (es, uG, nW)  
             | chkExp (T.E_VLoad(_, e, _), uG, nW) = chkExp (e, uG, nW)  
             | chkExp (_, uG, nW) = (uG, nW)  
           val (usesGlobals, needsWorld) = chkBlock (body, false, false)  
946            in            in
947              T.Method{usesGlobals = usesGlobals, needsWorld = needsWorld, body = body}              T.Method{needsW = needsWorld, hasG = usesGlobals, body = body}
948            end            end
949    
950      fun trStrand info strand = let      fun trStrand info strand = let
# Line 847  Line 977 
977            val prog = Flatten.transform prog            val prog = Flatten.transform prog
978            val LowIR.Program{            val LowIR.Program{
979                    props, consts, inputs, constInit, globals,                    props, consts, inputs, constInit, globals,
980                    globInit, strand, create, init, update                    funcs, globInit, strand, create, init, update
981                  } = prog                  } = prog
982            val trCFG = trCFG info            val trCFG = trCFG info
983            in            in
# Line 858  Line 988 
988                  inputs = List.map (Inputs.map mkGlobalVar) inputs,                  inputs = List.map (Inputs.map mkGlobalVar) inputs,
989                  constInit = trCFG constInit,                  constInit = trCFG constInit,
990                  globals = List.map mkGlobalVar globals,                  globals = List.map mkGlobalVar globals,
991                    funcs = List.map (trFunc info) funcs,
992                  globInit = trCFG globInit,                  globInit = trCFG globInit,
993                  strand = trStrand info strand,                  strand = trStrand info strand,
994                  create = let                  create = Create.map trCFG create,
                   val IR.Create{dim, code} = create  
                   in  
                     T.Create{dim = dim, code = trCFG code}  
                   end,  
995                  init = Option.map trCFG init,                  init = Option.map trCFG init,
996                  update = Option.map trCFG update                  update = Option.map trCFG update
997                }                }

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