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

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

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revision 3850, Thu May 12 18:05:47 2016 UTC revision 4077, Tue Jun 28 14:56:14 2016 UTC
# Line 8  Line 8 
8    
9  structure LowToTree : sig  structure LowToTree : sig
10    
11      val translate : LowIR.program * (int -> TreeTypes.vec_layout) -> TreeIR.program      val translate : LowIR.program * TreeIR.target_info -> TreeIR.program
12    
13    end = struct    end = struct
14    
# Line 24  Line 24 
24      structure TV = TreeVar      structure TV = TreeVar
25      structure TGV = TreeGlobalVar      structure TGV = TreeGlobalVar
26      structure TSV = TreeStateVar      structure TSV = TreeStateVar
27        structure U = Util
28    
29    (* associate Tree IL globals variables with Low IL variables using properties *)    (* associate Tree IL globals variables with Low IL variables using properties *)
30      local      local
# Line 34  Line 35 
35               of NONE => let               of NONE => let
36                      val x' = TGV.new {                      val x' = TGV.new {
37                              name = GV.name x,                              name = GV.name x,
38                              ty = Util.trType (GV.ty x),                              ty = U.trType (GV.ty x),
39                              input = GV.isInput x,                              input = GV.isInput x,
40                              output = false, (* FIXME: change once we support output globals *)                              output = false, (* FIXME: change once we support output globals *)
41                              varying = GV.isVarying x,                              varying = GV.isVarying x,
42                              apiTy = if GV.isInput x                              apiTy = if GV.isInput x
43                                then SOME(Util.toAPIType (GV.ty x))                                then SOME(U.toAPIType (GV.ty x))
44                                else NONE                                else NONE
45                            }                            }
46                      in                      in
# Line 54  Line 55 
55      local      local
56        fun mkStateVar x = TSV.new {        fun mkStateVar x = TSV.new {
57                name = SV.name x,                name = SV.name x,
58                ty = Util.trType (SV.ty x),                ty = U.trType (SV.ty x),
59                varying = SV.isVarying x,                varying = SV.isVarying x,
60                apiTy = if (SV.isOutput x)                apiTy = if (SV.isOutput x)
61                  then SOME(Util.toAPIType (SV.ty x))                  then SOME(U.toAPIType (SV.ty x))
62                  else NONE                  else NONE
63              }              }
64      in      in
65      val {getFn = getStateVar, ...} = SV.newProp mkStateVar      val {getFn = getStateVar, ...} = SV.newProp mkStateVar
66      end      end
67    
68      (* for variables that are in an equivalence class (see UnifyVars), we use a single
69       * TreeIR variable (or vector of variables) to represent them.
70       *)
71        datatype eq_var_rep = NOEQ | VAR of TV.t | VEC of TV.t list
72        local
73          val {peekFn : IR.var -> eq_var_rep option, setFn, ...} =
74                V.newProp (fn x => raise Fail(V.toString x))
75    
76          fun repOf (env, x) = (case peekFn x
77                 of SOME b => b
78                  | NONE => let
79                      val rep = (case V.ty x
80                             of Ty.TensorTy[d] => VEC(U.newVectorVars(Env.layoutVec env d))
81                              | ty => VAR(U.newLocalVar x)
82                            (* end case *))
83                      in
84                        setFn (x, rep);
85                        rep
86                      end
87                (* end case *))
88        in
89    
90        fun eqClassRepOf (env, x) = (case UnifyVars.eqClassOf x
91               of SOME x' => repOf (env, x')
92                | NONE => NOEQ
93              (* end case *))
94    
95        fun useVar env = let
96              val useV = Env.useVar env
97              in
98                fn x => (case UnifyVars.eqClassOf x
99                      of SOME x' => (case repOf (env, x')
100                           of VAR x => Env.TREE(T.E_Var x)
101                            | VEC xs => let
102                                val Ty.TensorTy[d] = V.ty x
103                                in
104                                  Env.VEC(Env.layoutVec env d, List.map T.E_Var xs)
105                                end
106                            | NOEQ => raise Fail "impossible"
107                          (* end case *))
108                       | NONE => useV x
109                     (* end case *))
110              end
111        end
112    
113      fun mkBlock stms = T.Block{locals = ref [], body = stms}      fun mkBlock stms = T.Block{locals = ref [], body = stms}
114      fun mkIf (x, stms, []) = T.S_IfThen(x, mkBlock stms)      fun mkIf (x, stms, []) = T.S_IfThen(x, mkBlock stms)
115        | mkIf (x, stms1, stms2) = T.S_IfThenElse(x, mkBlock stms1, mkBlock stms2)        | mkIf (x, stms1, stms2) = T.S_IfThenElse(x, mkBlock stms1, mkBlock stms2)
116        fun mkAssign (x, e) = T.S_Assign(false, x, e)
117        fun mkDefn (x, e) = T.S_Assign(true, x, e)
118        val zero = T.E_Lit(Literal.Real(RealLit.zero false))
119    
120      (* turn an expression of type TensorTy to one of TensorTyRef *)
121        fun mkRef e = (case TreeTypeOf.exp e
122               of TTy.TensorTy(shp as _::_) => T.E_Op(TOp.TensorRef shp, [e])
123                | _ => e
124             (* end case *))
125    
126      (* turn an expression of type TensorRefTy to one of TensorRef *)
127        fun mkDeref e = (case TreeTypeOf.exp e
128               of TTy.TensorRefTy(shp as _::_) => T.E_Op(TOp.TensorCopy shp, [e])
129                | _ => e
130             (* end case *))
131    
132      fun cvtScalarTy Ty.BoolTy = TTy.BoolTy      fun cvtScalarTy Ty.BoolTy = TTy.BoolTy
133        | cvtScalarTy Ty.IntTy = TTy.IntTy        | cvtScalarTy Ty.IntTy = TTy.IntTy
134        | cvtScalarTy (Ty.TensorTy[]) = TTy.realTy        | cvtScalarTy (Ty.TensorTy[]) = TTy.realTy
135        | cvtScalarTy ty = raise Fail(concat["cvtScalarTy(", Ty.toString ty, ")"])        | cvtScalarTy ty = raise Fail(concat["cvtScalarTy(", Ty.toString ty, ")"])
136    
137      fun singleArg env x = (case Env.useVar env x    (* define a new local variable and bind x to it in the environment. *)
138             of Env.TREE e => e      fun newLocal (env, x) = let
139              | Env.VEC(layout, es) => T.E_Pack(layout, es)            val x' = U.newLocalVar x
140              in
141                Env.bindSimple (env, x, T.E_Var x');
142                x'
143              end
144    
145      (* get a variable's binding as a single argument expression.  This means that
146       * if x is bound to a vector of expressions, then we need to pack it.  Since
147       * Pack gets translated to an array, we need to create a new temp.
148       *)
149        fun singleArg env (x, stms) = (case useVar env x
150               of Env.RHS(ty, e) => let
151                    val tmp = U.newTempVar ("t", ty)
152                    in
153                      (T.E_Var tmp, T.S_Assign(true, tmp, e) :: stms)
154                    end
155                | Env.TREE e => (e, stms)
156                | Env.VEC(layout, es) => let
157                    val tmp = U.newTempVar("_arg", TTy.TensorTy[#wid layout])
158                    in
159                      (T.E_Var tmp, T.S_Assign(true, tmp, T.E_Pack(layout, es)) :: stms)
160                    end
161              (* end case *))
162    
163        fun singleArgs (env, args) = let
164              val singleArg = singleArg env
165              fun doArg (arg, (es, stms)) = let
166                    val (e', stms') = singleArg (arg, stms)
167                    in
168                      (e'::es, stms')
169                    end
170              in
171                List.foldr doArg ([], []) args
172              end
173    
174        fun simpleArg env = let
175              val useVar = useVar env
176              in
177                fn (x, stms) => (case useVar x
178                   of Env.RHS(ty, e) => let
179                        val tmp = U.newTempVar ("t", ty)
180                        in
181                          (T.E_Var tmp, T.S_Assign(true, tmp, e)::stms)
182                        end
183                    | Env.TREE e => (e, stms)
184                    | _ => raise Fail("expected simple binding for " ^ IR.Var.toString x)
185            (* end case *))            (* end case *))
186              end
187    
188      fun vectorArg (env, x) = (case Env.useVar env x    (* translation for simple operations (e.g., scalar operations) *)
189             of Env.TREE e => (case IR.Var.ty x      fun simpleArgs (env, args) = let
190              val simpleArg = simpleArg env
191              fun doArg (arg, (es, stms)) = let
192                    val (e', stms') = simpleArg (arg, stms)
193                    in
194                      (e'::es, stms')
195                    end
196              in
197                List.foldr doArg ([], []) args
198              end
199    
200        fun vectorArg (env, x) = let
201              fun expToArg (e, stms) = (case V.ty x
202                   of Ty.TensorTy[d] => let                   of Ty.TensorTy[d] => let
203                        val layout = Env.layoutVec env d                        val layout = Env.layoutVec env d
204  (* QUESTION: can "e" be a complicated expression or are we guaranteed that it will just                        val e = mkRef e
  * be a memory reference?  
  *)  
205                        val es = List.tabulate (                        val es = List.tabulate (
206                              List.length(#pieces layout),                              List.length(#pieces layout),
207                              fn i => T.E_VLoad(layout, e, i))                              fn i => T.E_VLoad(layout, e, i))
208                        in                        in
209                          (layout, es)                          (layout, es, stms)
210                        end                        end
211                    | ty => raise Fail("expected TensorTy[_], but found " ^ Ty.toString ty)                    | ty => raise Fail(concat[
212                  (* end case *))                          "expected ", V.toString x, " : TensorTy[_], but found " ^ Ty.toString ty
213              | Env.VEC(layout, es) => (layout, es)                        ])
214            (* end case *))            (* end case *))
215              in
216                case useVar env x
217                 of Env.RHS(ty, e) =>  let
218                      val tmp = U.newTempVar ("t", ty)
219                      in
220                        expToArg (T.E_Var tmp, [T.S_Assign(true, tmp, e)])
221                      end
222                  | Env.TREE e => expToArg(e, [])
223                  | Env.VEC(layout, es) => (layout, es, [])
224                (* end case *)
225              end
226    
227    (* convert a list of LowIR variables, each of which are mapped    (* convert a list of LowIR variables, each of which are mapped
228     * to lists of of vector expressions, to a list of list of expressions     * to lists of of vector expressions, to a list of list of expressions
229     *)     *)
230      fun vectorArgs (env, []) = raise Fail "unexpected empty argument list"      fun vectorArgs (env, []) = raise Fail "unexpected empty argument list"
231        | vectorArgs (env, x::xs) = let        | vectorArgs (env, x::xs) = let
232            val (layout, exps) = vectorArg (env, x)            val (layout, exps, stms) = vectorArg (env, x)
233            fun doArg (x, argLists) = let            fun doArg (x, (argLists, stms)) = let
234                  val (_, exps) = vectorArg (env, x)                  val (_, exps, stms') = vectorArg (env, x)
235                  in                  in
236                    ListPair.mapEq (op ::) (exps, argLists)                    (ListPair.mapEq (op ::) (exps, argLists), stms'@stms)
237                  end                  end
238            val argLists = List.foldl doArg [exps] xs            val (argLists, stms) = List.foldl doArg ([exps], stms) xs
239            in            in
240              (layout, List.map List.rev argLists)              (layout, List.map List.rev argLists, List.rev stms)
241            end            end
242    
243      fun trOp (env, lhs, srcRator, args) = let    (* translation for simple vector operations *)
244            fun bindOp rator = let      fun trVecOp (env, rator, args) = let
245                  fun getBinding x = (case Env.useVar env x            val useVar = useVar env
246                         of Env.TREE e => e            fun doArg (x, (es, stms)) = (case useVar x
247                          | _ => raise Fail("expected single binding for " ^ IR.Var.toString x)                   of Env.RHS(ty, e) => let
248                          val tmp = U.newTempVar ("t", ty)
249                          in
250                            (T.E_Var tmp :: es, T.S_Assign(true, tmp, e)::stms)
251                          end
252                      | Env.TREE e => (e::es, stms)
253                      | _ => raise Fail("expected simple binding for " ^ IR.Var.toString x)
254                        (* end case *))                        (* end case *))
255              val (args, stms) = List.foldr doArg ([], []) args
256              in
257                (Env.TREE(T.E_Op(rator, args)), stms)
258              end
259    
260        fun trOp (env, srcRator, args) = let
261              fun bindTREE rator = let
262                    val (args, stms) = simpleArgs (env, args)
263                    in
264                      (Env.TREE(T.E_Op(rator, args)), stms)
265                    end
266              fun bindTREE' rator = let
267                    val (args, stms) = singleArgs (env, args)
268                    in
269                      (Env.TREE(T.E_Op(rator, args)), stms)
270                    end
271              fun bindRHS (ty, rator) = let
272                    val (args, stms) = simpleArgs (env, args)
273                  in                  in
274                    Env.TREE(T.E_Op(rator, List.map getBinding args))                    (Env.RHS(ty, T.E_Op(rator, args)), stms)
275                  end                  end
276            fun bindVOp rator = let            fun bindVOp rator = let
277                  val (layout, argss) = vectorArgs (env, args)                  val (layout, argss, stms) = vectorArgs (env, args)
278                  val exps = ListPair.map                  fun mkArgs (w, [p], [args]) = [T.E_Op(rator(w, p), args)]
279                        (fn (w, args) => T.E_Op(rator w, args))                    | mkArgs (w, p::ps, args::argss) =
280                          (#pieces layout, argss)                        T.E_Op(rator(p, p), args) :: mkArgs (w-p, ps, argss)
281                      | mkArgs _ = raise Fail "bindVOp: arity mismatch"
282                    val exps = mkArgs (#wid layout, #pieces layout, argss)
283                    in
284                      (Env.VEC(layout, exps), stms)
285                    end
286              fun mkArgs f ({wid, pieces, ...} : TTy.vec_layout, args) = let
287                    fun mk (w, [p], [x]) = [T.E_Op(f(w, p, x))]
288                      | mk (w, p::ps, x::xs) = T.E_Op(f(p, p, x)) :: mk (w-p, ps, xs)
289                      | mk _ = raise Fail "mkArgs: arity mismatch"
290                  in                  in
291                    Env.VEC(layout, exps)                    mk (wid, pieces, args)
292                  end                  end
293            in            in
294              case srcRator              case srcRator
295               of Op.IAdd => bindOp TOp.IAdd               of Op.IAdd => bindTREE TOp.IAdd
296                | Op.ISub => bindOp TOp.ISub                | Op.ISub => bindTREE TOp.ISub
297                | Op.IMul => bindOp TOp.IMul                | Op.IMul => bindTREE TOp.IMul
298                | Op.IDiv => bindOp TOp.IDiv                | Op.IDiv => bindTREE TOp.IDiv
299                | Op.IMod => bindOp TOp.IMod                | Op.IMod => bindTREE TOp.IMod
300                | Op.INeg => bindOp TOp.INeg                | Op.INeg => bindTREE TOp.INeg
301  (* QUESTION: should we just use VAdd 1, etc ?*)  (* QUESTION: should we just use VAdd 1, etc ?*)
302                | Op.RAdd => bindOp TOp.RAdd                | Op.RAdd => bindTREE TOp.RAdd
303                | Op.RSub => bindOp TOp.RSub                | Op.RSub => bindTREE TOp.RSub
304                | Op.RMul => bindOp TOp.RMul                | Op.RMul => bindTREE TOp.RMul
305                | Op.RDiv => bindOp TOp.RDiv                | Op.RDiv => bindTREE TOp.RDiv
306                | Op.RNeg => bindOp TOp.RNeg                | Op.RNeg => bindTREE TOp.RNeg
307                | Op.LT ty => bindOp (TOp.LT (cvtScalarTy ty))                | Op.LT ty => bindTREE (TOp.LT (cvtScalarTy ty))
308                | Op.LTE ty => bindOp (TOp.LTE (cvtScalarTy ty))                | Op.LTE ty => bindTREE (TOp.LTE (cvtScalarTy ty))
309                | Op.EQ ty => bindOp (TOp.EQ (cvtScalarTy ty))                | Op.EQ ty => bindTREE (TOp.EQ (cvtScalarTy ty))
310                | Op.NEQ ty => bindOp (TOp.NEQ (cvtScalarTy ty))                | Op.NEQ ty => bindTREE (TOp.NEQ (cvtScalarTy ty))
311                | Op.GT ty => bindOp (TOp.GT (cvtScalarTy ty))                | Op.GT ty => bindTREE (TOp.GT (cvtScalarTy ty))
312                | Op.GTE ty => bindOp (TOp.GTE (cvtScalarTy ty))                | Op.GTE ty => bindTREE (TOp.GTE (cvtScalarTy ty))
313                | Op.Not => bindOp TOp.Not                | Op.Not => bindTREE TOp.Not
314                | Op.Abs ty => bindOp (TOp.Abs (cvtScalarTy ty))                | Op.Abs ty => bindTREE (TOp.Abs (cvtScalarTy ty))
315                | Op.Max ty => bindOp (TOp.Max (cvtScalarTy ty))                | Op.Max ty => bindTREE (TOp.Max (cvtScalarTy ty))
316                | Op.Min ty => bindOp (TOp.Min (cvtScalarTy ty))                | Op.Min ty => bindTREE (TOp.Min (cvtScalarTy ty))
317                | Op.RClamp => bindOp TOp.RClamp                | Op.RClamp => bindTREE TOp.RClamp
318                | Op.RLerp => bindOp TOp.RLerp                | Op.RLerp => bindTREE TOp.RLerp
319                | Op.VAdd _ => bindVOp TOp.VAdd                | Op.VAdd _ => bindVOp TOp.VAdd
320                | Op.VSub _ => bindVOp TOp.VSub                | Op.VSub _ => bindVOp TOp.VSub
321                | Op.VScale _ => bindVOp TOp.VScale                | Op.VScale _ => let
322                      val [s, v] = args
323                      val (s, stms) = simpleArg env (s, [])
324                      val (layout, vs, stms') = vectorArg (env, v)
325                      val exps = mkArgs (fn (w, p, x) => (TOp.VScale(w, p), [s, x])) (layout, vs)
326                      in
327                        (Env.VEC(layout, exps), stms@stms')
328                      end
329                | Op.VMul _ => bindVOp TOp.VMul                | Op.VMul _ => bindVOp TOp.VMul
330                | Op.VNeg _ => bindVOp TOp.VNeg                | Op.VNeg _ => bindVOp TOp.VNeg
331                | Op.VSum _ => ??                | Op.VSum _ => let
332                      val [v] = args
333                      val (layout, pieces, stms) = vectorArg (env, v)
334                      val e::es = mkArgs (fn (w, p, x) => (TOp.VSum(w, p), [x])) (layout, pieces)
335                      in
336                        (Env.TREE(List.foldr (fn (e, es) => T.E_Op(TOp.RAdd, [e, es])) e es), stms)
337                      end
338                  | Op.VDot _ => let
339                      val (layout, argss, stms) = vectorArgs (env, args)
340                      fun mkArgs (w, [p], [args]) = [T.E_Op(TOp.VDot(w, p), args)]
341                        | mkArgs (w, p::ps, args::argss) =
342                            T.E_Op(TOp.VDot(p, p), args) :: mkArgs (w-p, ps, argss)
343                        | mkArgs _ = raise Fail "VDot: arity mismatch"
344                      val e::es = mkArgs (#wid layout, #pieces layout, argss)
345                      in
346                        (Env.TREE(List.foldr (fn (e, es) => T.E_Op(TOp.RAdd, [e, es])) e es), stms)
347                      end
348                | Op.VIndex(_, i) => let                | Op.VIndex(_, i) => let
349  (* FIXME: more efficient to lookup the variable and avoid expanding TREE args *)                    val [v] = args
350                    val ({pieces, ...}, es) = vectorArg (env, hd args)                    val ({wid, pieces, ...}, es, stms) = vectorArg (env, v)
351                    fun select (i, w::ws, e::es) =                    fun select (_, wid, [w], [e]) = Env.TREE(T.E_Op(TOp.VIndex(wid, w, i), [e]))
352                        | select (i, wid, w::ws, e::es) =
353                          if (i < w)                          if (i < w)
354                            then Env.TREE(T.E_Op(TOp.VIndex(w, i), [e]))                            then Env.TREE(T.E_Op(TOp.VIndex(w, w, i), [e]))
355                            else select (i-w, ws, es)                            else select (i-w, wid-w, ws, es)
356                      | select _ = raise Fail("bogus " ^ Op.toString srcRator)                      | select _ = raise Fail("bogus " ^ Op.toString srcRator)
357                    in                    in
358                      select (i, pieces, es)                      (select (i, wid, pieces, es), stms)
359                      end
360                  | Op.VClamp n => let
361                      val [v, lo, hi] = args
362                      val (layout, vs, stms) = vectorArg (env, v)
363                      val (lo, stms) = simpleArg env (lo, stms)
364                      val (hi, stms) = simpleArg env (hi, stms)
365                      val exps = mkArgs
366                            (fn (w, p, x) => (TOp.VClamp(w, p), [x, lo, hi]))
367                              (layout, vs)
368                      in
369                        (Env.VEC(layout, exps), List.rev stms)
370                    end                    end
               | Op.VClamp n => bindVOp TOp.VClamp  
371                | Op.VMapClamp n => bindVOp TOp.VMapClamp                | Op.VMapClamp n => bindVOp TOp.VMapClamp
372                | Op.VLerp n => bindVOp TOp.VLerp                | Op.VLerp n => let
373                | Op.TensorIndex(ty, idxs) => ??                    val [u, v, t] = args
374                | Op.ProjectLast(ty, idxs) => ??                    val (layout, us, stms1) = vectorArg (env, u)
375                | Op.EigenVecs2x2 => ??                    val (_, vs, stms2) = vectorArg (env, v)
376                | Op.EigenVecs3x3 => ??                    val (t, stms) = simpleArg env (t, stms2 @ stms1)
377                | Op.EigenVals2x2 => ??                    val exps = let
378                | Op.EigenVals3x3 => ??                          fun mkArgs (w, [p], [u], [v]) = [T.E_Op(TOp.VLerp(w, p), [u, v, t])]
379                | Op.Zero ty => ??                            | mkArgs (w, p::ps, u::ur, v::vr) =
380                | Op.Select(Ty.TupleTy tys, i) => ??                                T.E_Op(TOp.VLerp(p, p), [u, v, t]) :: mkArgs (w-p, ps, ur, vr)
381                | Op.Subscript(Ty.SeqTy(ty, NONE)) => ??                            | mkArgs _ = raise Fail "VLerp: arity mismatch"
382                | Op.Subscript(Ty.SeqTy(ty, SOME _)) => ??                          in
383                | Op.MkDynamic(ty, n) => ??                            mkArgs (#wid layout, #pieces layout, us, vs)
384                | Op.Append ty => ??                          end
385                | Op.Prepend ty => ??                    in
386                | Op.Concat ty => ??                      (Env.VEC(layout, exps), stms)
387                | Op.Range => ??                    end
388                | Op.Length ty => ??                | Op.TensorIndex(ty, idxs) => let
389                | Op.SphereQuery(ty1, ty2) => ??                    val ([arg], stms) = simpleArgs (env, args)
390                | Op.Sqrt => bindOp TOp.Sqrt                    val ty = TreeTypeOf.exp arg
391                | Op.Cos => bindOp TOp.Cos                    in
392                | Op.ArcCos => bindOp TOp.ArcCos                      (Env.TREE(T.E_Op(TOp.TensorIndex(ty, idxs), [arg])), stms)
393                | Op.Sin => bindOp TOp.Sin                    end
394                | Op.ArcSin => bindOp TOp.ArcSin                | Op.ProjectLast(_, idxs) => let
395                | Op.Tan => bindOp TOp.Tan                    val ([arg], stms) = simpleArgs (env, args)
396                | Op.ArcTan => bindOp TOp.ArcTan                    val ty = TreeTypeOf.exp arg
397                | Op.Ceiling 1 => bindOp (TOp.Ceiling 1)                    in
398                | Op.Ceiling d => ??                      (Env.TREE(T.E_Op(TOp.ProjectLast(ty, idxs), [arg])), stms)
399                | Op.Floor 1 => bindOp (TOp.Floor 1)                    end
400                | Op.Floor d => ??                | Op.Select(ty, i) => bindTREE (TOp.Select(U.trType ty, i))
401                | Op.Round 1 => bindOp (TOp.Floor 1)                | Op.Subscript ty => bindTREE (TOp.Subscript(U.trType ty))
402                | Op.Round d => ??                | Op.MkDynamic(ty, n) => bindTREE (TOp.MkDynamic(U.trType ty, n))
403                | Op.Trunc 1 => bindOp (TOp.Trunc 1)                | Op.Append ty => bindTREE' (TOp.Append(U.trType ty))
404                | Op.Trunc d => ??                | Op.Prepend ty => bindTREE' (TOp.Prepend(U.trType ty))
405                | Op.IntToReal => bindOp TOp.IntToReal                | Op.Concat ty => bindTREE (TOp.Concat(U.trType ty))
406                | Op.RealToInt 1 => ??                | Op.Range => bindTREE TOp.Range
407                | Op.RealToInt d => ??                | Op.Length ty => bindTREE (TOp.Length(U.trType ty))
408  (* FIXME                | Op.SphereQuery(ty1, ty2) => bindTREE' (TOp.SphereQuery(U.trType ty1, U.trType ty2))
409                  | Op.Sqrt => bindTREE TOp.Sqrt
410                  | Op.Cos => bindTREE TOp.Cos
411                  | Op.ArcCos => bindTREE TOp.ArcCos
412                  | Op.Sin => bindTREE TOp.Sin
413                  | Op.ArcSin => bindTREE TOp.ArcSin
414                  | Op.Tan => bindTREE TOp.Tan
415                  | Op.ArcTan => bindTREE TOp.ArcTan
416                  | Op.Exp  => bindTREE TOp.Exp
417                  | Op.Ceiling 1 => bindTREE TOp.RCeiling
418                  | Op.Ceiling d => bindVOp TOp.VCeiling
419                  | Op.Floor 1 => bindTREE TOp.RFloor
420                  | Op.Floor d => bindVOp TOp.VFloor
421                  | Op.Round 1 => bindTREE TOp.RRound
422                  | Op.Round d => bindVOp TOp.VRound
423                  | Op.Trunc 1 => bindTREE TOp.RTrunc
424                  | Op.Trunc d => bindVOp TOp.VTrunc
425                  | Op.IntToReal => bindTREE TOp.IntToReal
426                  | Op.RealToInt 1 => bindTREE TOp.RealToInt
427                  | Op.RealToInt d => let
428                      val [v] = args
429                      val (layout, args, stms) = vectorArg (env, v)
430                      in
431                        case #pieces layout
432                         of [w] => (Env.TREE(T.E_Op(TOp.VToInt(d, w), args)), stms)
433                          | _ => raise Fail(concat["FIXME: RealToInt<", Int.toString d, ">"])
434                        (* end case *)
435                      end
436    (* FIXME: reduction operators
437                | Op.R_All ty => ??                | Op.R_All ty => ??
438                | Op.R_Exists ty => ??                | Op.R_Exists ty => ??
439                | Op.R_Max ty => ??                | Op.R_Max ty => ??
# Line 220  Line 443 
443                | Op.R_Mean ty => ??                | Op.R_Mean ty => ??
444                | Op.R_Variance ty => ??                | Op.R_Variance ty => ??
445  *)  *)
446                | Op.Transform info => ??                | Op.Transform info => bindTREE (TOp.Transform info)
447                | Op.Translate info => ??                | Op.Translate info => bindTREE (TOp.Translate info)
448                | Op.ControlIndex(info, ctl, d) => ??                | Op.ControlIndex(info, ctl, d) => bindTREE (TOp.ControlIndex(info, ctl, d))
449                | Op.LoadVoxel info => ??                | Op.LoadVoxel info => bindTREE (TOp.LoadVoxel info)
450                | Op.Inside(info, s) => ??                | Op.Inside(info, s) => bindTREE (TOp.Inside(info, s))
451                | Op.ImageDim(info, d) => bindOp(TOp.ImageDim(info, d))                | Op.ImageDim(info, d) => bindTREE(TOp.ImageDim(info, d))
452                | Op.LoadSeq(ty, file) => ??                | Op.MathFn f => bindTREE (TOp.MathFn f)
               | Op.LoadImage(ty, file) => ??  
               | Op.MathFn f => bindOp (TOp.MathFn f)  
453                | rator => raise Fail("bogus operator " ^ Op.toString srcRator)                | rator => raise Fail("bogus operator " ^ Op.toString srcRator)
454              (* end case *)              (* end case *)
455            end            end
456    
457    (* FIXME: we need to defer the copy when possible *)
458      (* if required, add a TensorCopy operation to the rhs of an assignment *)
459        fun mkAssignRHS (TTy.TensorTy _, rhs) = (case TreeTypeOf.exp rhs
460               of TTy.TensorRefTy shp => T.E_Op(TOp.TensorCopy shp, [rhs])
461                | _ => rhs
462              (* end case *))
463          | mkAssignRHS (_, rhs) = rhs
464    
465        fun mkDefn' (x, rhs) = mkDefn (x, mkAssignRHS(TV.ty x, rhs))
466        fun mkAssign' (x, rhs) = mkAssign (x, mkAssignRHS(TV.ty x, rhs))
467    
468    (* cases:
469            x in EqClass
470                    issue assignment; lhs is binding of representative (could be multiple vars)
471            useCount(x) > 1 and rhs is not simple
472            rhs is simple
473            rhs is vector
474    *)
475      fun trAssign (env, lhs, rhs) = let      fun trAssign (env, lhs, rhs) = let
476          (* simple binding for lhs variable; we check to see if it is part of an merged            fun getLHS () = (case UnifyVars.eqClassOf lhs of SOME x => x | _ => lhs)
477           * equivalence class, in which case we need to generate the assigment.            fun bindRHS rhs = Env.bindVar (env, getLHS(), Env.RHS(U.trTempType(V.ty lhs), rhs))
478            (* binding for the lhs variable, where the rhs is a simple expression.  We check to
479             * see if it is part of an merged equivalence class, in which case we need to generate
480             * assigment(s)
481           *)           *)
482            fun bindSimple rhs = (case UnifyVars.eqClassOf lhs            fun bindSimple rhs = (case eqClassRepOf(env, lhs)
483                   of SOME x => ??                   of NOEQ => (Env.bindSimple (env, lhs, rhs); [])
484                    | NONE => (Env.bindSimple (env, lhs, rhs); (env, []))                    | VAR x' => [mkAssign' (x', rhs)]
485                      | VEC xs' => (case V.ty lhs
486                           of Ty.TensorTy[d] => let
487                                val layout = Env.layoutVec env d
488                                val rhs = mkRef rhs
489                                in
490                                  List.mapi
491                                    (fn (i, x') => mkAssign(x', T.E_VLoad(layout, rhs, i)))
492                                      xs'
493                                end
494                            | _ => raise Fail "inconsistent"
495                  (* end case *))                  (* end case *))
496                    (* end case *))
497              fun assignOp (rator, args) = let
498                    val (args, stms) = simpleArgs (env, args)
499                    in
500                      case eqClassRepOf(env, lhs)
501                       of NOEQ => (
502                            bindRHS (T.E_Op(rator, args));
503                            stms)
504                        | VAR x' => stms @ [mkAssign' (x', T.E_Op(rator, args))]
505                        | VEC _ => raise Fail ("unexpected VEC for lhs " ^ V.toString lhs)
506                      (* end case *)
507                    end
508            in            in
509              case rhs              case rhs
510               of IR.GLOBAL x => bindSimple (T.E_Global(mkGlobalVar x))               of IR.GLOBAL x => bindSimple (T.E_Global(mkGlobalVar x))
511                | IR.STATE(NONE, fld) => bindSimple (T.E_State(NONE, getStateVar fld))                | IR.STATE(NONE, fld) =>
512                | IR.STATE(SOME x, fld) => ??                    bindSimple (T.E_State(NONE, getStateVar fld))
513                | IR.VAR x => (case Env.useVar env x                | IR.STATE(SOME x, fld) => let
514                     of Env.TREE e => ??                    val (arg, stms) = simpleArg env (x, [])
515                      | Env.VEC(layout, es) => ??                    val stms' = bindSimple (T.E_State(SOME arg, getStateVar fld))
516                    (* end case *))                    in
517                        stms' @ stms
518                      end
519                  | IR.VAR x => raise Fail "FIXME: VAR"
520                | IR.LIT lit => bindSimple (T.E_Lit lit)                | IR.LIT lit => bindSimple (T.E_Lit lit)
521                | IR.OP(rator, args) => trOp (env, lhs, rator, args)  (* FIXME: use the general IR.OP case for eigen-things, since the target info says that they
522                | IR.CONS(args, ty) => ??   * are not inline.
523                | IR.SEQ(args, ty) => ??   *)
524                | IR.EINAPP _ => raise Fail "unexpected EINAPP in LowIR code"                | IR.OP(Op.EigenVecs2x2, args) => assignOp (TOp.EigenVecs2x2, args)
525                  | IR.OP(Op.EigenVecs3x3, args) => assignOp (TOp.EigenVecs3x3, args)
526                  | IR.OP(Op.EigenVals2x2, args) => assignOp (TOp.EigenVals2x2, args)
527                  | IR.OP(Op.EigenVals3x3, args) => assignOp (TOp.EigenVals3x3, args)
528                  | IR.OP(Op.Zero(ty as Ty.TensorTy dd), []) => let
529                      val z = T.E_Lit(Literal.Real(RealLit.zero false))
530                      val sz = List.foldl Int.* 1 dd
531                      in
532                        bindRHS (T.E_Cons(List.tabulate(sz, fn _ => z), U.trType ty));
533                        []
534                      end
535                  | IR.OP(Op.LoadSeq(ty, file), []) => let
536                      val lhs = newLocal (env, getLHS ())
537                      in
538                        [T.S_LoadNrrd(lhs, U.toAPIType ty, file)]
539                      end
540                  | IR.OP(Op.LoadImage(ty, file), []) => let
541                      val lhs = newLocal (env, getLHS ())
542                      in
543                        [T.S_LoadNrrd(lhs, U.toAPIType ty, file)]
544                      end
545                  | IR.OP(rator, args) => let
546                      val (rhs, stms) = trOp (env, rator, args)
547                      val emitBind = (V.useCount lhs > 1) orelse not(Env.isInlineOp env rator)
548                      in
549                        case (rhs, eqClassRepOf(env, lhs), emitBind)
550                         of (_, NOEQ, false) => (Env.bindVar (env, lhs, rhs); stms)
551    (* FIXME: if the rhs has TensorRef type, then we should make the lhs TensorRef too! *)
552                          | (Env.TREE e, NOEQ, true) => mkDefn'(newLocal(env, lhs), e) :: stms
553                          | (Env.TREE e, VAR x', _) => mkAssign'(x', e) :: stms
554                          | (Env.VEC(layout, es), NOEQ, true) => let
555                              val vs = U.newVectorVars layout
556                              in
557                                Env.bindVar (env, lhs, Env.VEC(layout, List.map T.E_Var vs));
558                                ListPair.foldl (fn (v, e, stms) => mkDefn(v, e)::stms) stms (vs, es)
559                              end
560                          | (Env.VEC(layout, es), VEC xs, _) =>
561                              ListPair.foldl (fn (x, e, stms) => mkAssign(x, e)::stms) stms (xs, es)
562                          | _ => raise Fail "inconsistent"
563                        (* end case *)
564                      end
565                  | IR.CONS(args, Ty.TensorTy[d]) => let
566                      val layout = Env.layoutVec env d
567                      val (args, stms) = simpleArgs (env, args)
568                      fun mkVecs (args, w::ws) = let
569                          (* take arguments from args to build a vector value of width w; pad as
570                           * necessary.
571                           *)
572                            fun take (0, args, es) = T.E_Vec(w, w, List.rev es) :: mkVecs (args, ws)
573                              | take (i, [], es) = if #padded layout andalso null ws
574                                  then [T.E_Vec(w-i, w, List.rev es)]
575                                  else raise Fail "too few arguments for CONS"
576                              | take (i, arg::args, es) = take (i-1, args, arg :: es)
577                            in
578                              take (w, args, [])
579                            end
580                        | mkVecs ([], []) = []
581                        | mkVecs (_, []) = raise Fail "too many arguments for CONS"
582                      val es = mkVecs (args, #pieces layout)
583                      in
584                        case (eqClassRepOf(env, lhs), V.useCount lhs > 1)
585                         of (NOEQ, false) => (Env.bindVar(env, lhs, Env.VEC(layout, es)); stms)
586                          | (NOEQ, true) => let
587                              val vs = U.newVectorVars layout
588                              in
589                                Env.bindVar (env, lhs, Env.VEC(layout, List.map T.E_Var vs));
590                                ListPair.foldl (fn (v, e, stms) => mkDefn(v, e)::stms) stms (vs, es)
591                              end
592                          | (VEC xs, _) =>
593                              ListPair.foldl (fn (x, e, stms) => mkAssign(x, e)::stms) stms (xs, es)
594                          | _ => raise Fail "inconsistent"
595                        (* end case *)
596                      end
597                  | IR.CONS(args, ty) => let
598                      val (es, stms) = singleArgs (env, args)
599                      val ty = U.trType ty
600                      in
601                        Env.bindVar (env, getLHS (), Env.RHS(ty, T.E_Cons(es, ty)));
602                        stms
603                      end
604                  | IR.SEQ(args, ty) => let
605                      val (es, stms) = singleArgs (env, args)
606                      val ty = U.trType ty
607                    (* if we are dealing with a sequence of tensors, then we need to copy references *)
608                      val es = (case ty
609                             of TTy.SeqTy(TTy.TensorTy _, _) => List.map mkDeref es
610                              | _ => es
611                            (* end case *))
612                      in
613                        Env.bindVar (env, getLHS (), Env.RHS(ty, T.E_Seq(es, ty)));
614                        stms
615                      end
616                  | rhs => raise Fail(concat["unexpected ", IR.RHS.toString rhs, " in LowIR code"])
617              (* end case *)              (* end case *)
618            end            end
619    handle ex => (
620    print(concat["trAssign: ", V.toString lhs, " = ", IR.RHS.toString rhs, "\n"]);
621    raise ex)
622    
623    (* In order to reconstruct the block-structure from the CFG, we keep a stack of open ifs.    (* In order to reconstruct the block-structure from the CFG, we keep a stack of open ifs.
624     * the items on this stack distinguish between when we are processing the then and else     * the items on this stack distinguish between when we are processing the then and else
# Line 273  Line 635 
635       *)       *)
636        | ELSE_BR of T.stm list * T.exp * T.stm list * IR.node_kind        | ELSE_BR of T.stm list * T.exp * T.stm list * IR.node_kind
637    
638      fun trCFGWithEnv (env, prefix, cfg) = let      fun trCFGWithEnv (env, cfg) = let
639            fun useScalar x = (case Env.useVar env x            fun useScalar x = (case useVar env x
640                   of Env.TREE e => e                   of Env.RHS(_, e) => e
641                      | Env.TREE e => e
642                    | _ => raise Fail("expected scalar binding for " ^ V.toString x)                    | _ => raise Fail("expected scalar binding for " ^ V.toString x)
643                  (* end case *))                  (* end case *))
644            val _ = UnifyVars.analyze cfg            val _ = UnifyVars.analyze cfg
645          (* join (env, 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
646           * 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
647           * 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
648           * on the current path, and k is the kind of the join node (either JOIN or EXIT).           * on the current path, and k is the kind of the join node (either JOIN or EXIT).
649           *)           *)
650            fun join (env, [], _, IR.JOIN _) = raise Fail "JOIN with no open if"            fun join ([], _, IR.JOIN _) = raise Fail "JOIN with no open if"
651              | join (env, [], stms, _) = mkBlock (prefix @ List.rev stms)              | join ([], stms, _) = mkBlock (List.rev stms)
652              | join (env, THEN_BR(stms1, cond, elseBr)::stk, thenBlk, k) = let              | join (THEN_BR(stms1, cond, elseBr)::stk, thenBlk, k) = let
653                  val (env, thenBlk) = Env.flushPending (env, thenBlk)                  val thenBlk = Env.flushPending (env, thenBlk)
654                  in                  in
655                    doNode (env, elseBr, ELSE_BR(stms1, cond, thenBlk, k)::stk, [])                    doNode (elseBr, ELSE_BR(stms1, cond, thenBlk, k)::stk, [])
656                  end                  end
657              | join (env, ELSE_BR(stms, cond, thenBlk, k1)::stk, elseBlk, k2) = let              | join (ELSE_BR(stms, cond, thenBlk, k1)::stk, elseBlk, k2) = let
658                  val (env, elseBlk) = Env.flushPending (env, elseBlk)                  val elseBlk = Env.flushPending (env, elseBlk)
659                  in                  in
660                    case (k1, k2)                    case (k1, k2)
661                     of (IR.JOIN{succ, ...}, IR.JOIN _) => let                     of (IR.JOIN{succ, ...}, IR.JOIN _) => let
662                          val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)                          val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)
663                          in                          in
664                            doNode (env, !succ, stk, stm::stms)                            doNode (!succ, stk, stm::stms)
665                          end                          end
666                      | (IR.JOIN{succ, ...}, _) => let                      | (IR.JOIN{succ, ...}, _) => let
667                          val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)                          val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)
668                          in                          in
669                            doNode (env, !succ, stk, stm::stms)                            doNode (!succ, stk, stm::stms)
670                          end                          end
671                      | (_, IR.JOIN{succ, ...}) => let                      | (_, IR.JOIN{succ, ...}) => let
672                          val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)                          val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)
673                          in                          in
674                            doNode (env, !succ, stk, stm::stms)                            doNode (!succ, stk, stm::stms)
675                          end                          end
676                      | (_, _) => let                      | (_, _) => let
677                          val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)                          val stm = mkIf(cond, List.rev thenBlk, List.rev elseBlk)
678                          in                          in
679                            mkBlock (prefix @ List.rev(stm::stms))                            mkBlock (List.rev(stm::stms))
680                          end                          end
681                    (* end case *)                    (* end case *)
682                  end                  end
683            and doNode (env, nd : IR.node, ifStk : open_if list, stms) = (case IR.Node.kind nd            and doNode (nd : IR.node, ifStk : open_if list, stms) = (case IR.Node.kind nd
684                   of IR.NULL => raise Fail "unexpected NULL"                   of IR.NULL => raise Fail "unexpected NULL"
685                    | IR.ENTRY{succ} => doNode (env, !succ, ifStk, stms)                    | IR.ENTRY{succ} => doNode (!succ, ifStk, stms)
686                    | k as IR.JOIN _ => join (env, ifStk, stms, k)                    | k as IR.JOIN _ => join (ifStk, stms, k)
687                    | IR.COND{cond, trueBranch, falseBranch, ...} => let                    | IR.COND{cond, trueBranch, falseBranch, ...} => let
688                        val cond = useScalar (!cond)                        val cond = useScalar (!cond)
689                        val (env, stms) = Env.flushPending (env, stms)                        val stms = Env.flushPending (env, stms)
690                        in                        in
691                          doNode (env, !trueBranch, THEN_BR(stms, cond, !falseBranch)::ifStk, [])                          doNode (!trueBranch, THEN_BR(stms, cond, !falseBranch)::ifStk, [])
692                        end                        end
693                    | IR.FOREACH{var, src, bodyEntry, succ, ...} => let                    | IR.FOREACH{var, src, bodyEntry, succ, ...} => let
694                        val src = useScalar (!src)                        val var' = U.newIterVar var
695                        val var = Util.newIterVar var                        val _ = Env.bindSimple (env, var, T.E_Var var')
696                        val (env, stms) = Env.flushPending (env, stms)                      (* note that the flatten phase on LowIR should guarantee that each
697                        val body = doNode (env, !bodyEntry, [], [])                       * FOREACH node that takes a Range argument has its own instance of
698                        val stm = T.S_Foreach(var, src, body)                       * the Range expression.
699                         * Note also that we resolve the src scalar before processing the body
700                         * of the loop so that any nested flushPendings do not cause Range
701                         * bindings to be flushed.
702                         *)
703                          val mkStm = (case useScalar(!src)
704                                 of T.E_Op(TOp.Range, [lo, hi]) =>
705                                      (fn body => T.S_For(var', lo, hi, body))
706                                  | e =>
707                                      (fn body => T.S_Foreach(var', e, body))
708                                (* end case *))
709                          val stms = Env.flushPending (env, stms)
710                          val stm = mkStm (doNode (!bodyEntry, [], []))
711                        in                        in
712                          doNode (env, !succ, ifStk, stm::stms)                          doNode (!succ, ifStk, stm::stms)
713                        end                        end
714                    | IR.NEXT _ => mkBlock (List.rev stms)                    | IR.NEXT _ => mkBlock (List.rev stms)
715                    | IR.COM {text, succ, ...} =>                    | IR.COM {text, succ, ...} =>
716                        doNode (env, !succ, ifStk, T.S_Comment text :: stms)                        doNode (!succ, ifStk, T.S_Comment text :: stms)
717                    | IR.ASSIGN{stm=(lhs, rhs), succ, ...} => let                    | IR.ASSIGN{stm=(lhs, rhs), succ, ...} => let
718                        val (env, stms') = trAssign (env, lhs, rhs)                        val stms' = trAssign (env, lhs, rhs)
719                        in                        in
720                          doNode (env, !succ, ifStk, stms' @ stms)                          doNode (!succ, ifStk, stms' @ stms)
721                        end                        end
722                    | IR.MASSIGN{stm=(ys, rator, xs), succ, ...} => let                    | IR.MASSIGN{stm=([], Op.Print tys, xs), succ, ...} => let
723                        fun doLHSVar (y, (env, ys)) = let                        val (es, stms') = singleArgs (env, xs)
724                              val t = Util.newLocalVar y                      (* translate TensorTy to TensorRefTy in the type list *)
725                          fun trType (Ty.TensorTy(shp as _::_)) = TTy.TensorRefTy shp
726                            | trType ty = U.trType ty
727                          val tys = List.map trType tys
728                          val stm = T.S_Print(tys, List.map mkRef es)
729                              in                              in
730                                (rename (env, y, t), t::ys)                          doNode (!succ, ifStk, stm :: List.revAppend (stms', stms))
731                              end                              end
732                        val (env, ys) = List.foldr doLHSVar (env, []) ys                    | IR.MASSIGN{stm=(ys, rator, xs), succ, ...} => raise Fail(concat[
                       val rator = (case rator  
                              of Op.Print tys => TOp.Print(List.map Util.trType tys)  
                               | _ => raise Fail(concat[  
733                                      "unexepected operator ", Op.toString rator, " for MASSIGN"                                      "unexepected operator ", Op.toString rator, " for MASSIGN"
734                                    ])                                    ])
735                              (* end case *))                    | IR.GASSIGN{lhs, rhs, succ, ...} => let
736                        val stm = T.S_MAssign(ys, T.E_Op(rator, List.map (singleArg env) xs))                        val gv = mkGlobalVar lhs
737                          fun mkGAssign (gv, e) = T.S_GAssign(gv, mkAssignRHS(TGV.ty gv, e))
738                          val stm = (case useVar env rhs
739                                 of Env.RHS(_, e) => mkGAssign(gv, e)
740                                  | Env.TREE e => mkGAssign(gv, e)
741                                  | Env.VEC(layout, es) => let
742                                      val tmp = U.newTempVar("_arg", TTy.TensorTy[#wid layout])
743                        in                        in
744                          doNode (env, !succ, ifStk, stm :: stms)                                      T.S_GAssign(gv, T.E_Pack(layout, es))
745                        end                        end
                   | IR.GASSIGN{lhs, rhs, succ, ...} => let  
                       val stm = (case useAsInput(env, rhs)  
                              of NONE => T.S_GAssign(mkGlobalVar lhs, singleArg env rhs)  
                               | SOME mkStm => mkStm(mkGlobalVar lhs)  
746                              (* end case *))                              (* end case *))
747                        in                        in
748                          doNode (env, !succ, ifStk, stm::stms)                          doNode (!succ, ifStk, stm :: stms)
749                        end                        end
750                    | IR.NEW{strand, args, succ, ...} => raise Fail "NEW unimplemented"                    | IR.NEW{strand, args, succ, ...} => let
751                    | IR.SAVE{lhs, rhs, succ, ...} => let                        val (es, stms') = singleArgs (env, args)
752                        val stm = T.S_Save(getStateVar lhs, singleArg env rhs)                        val stm = T.S_New(strand, es)
753                        in                        in
754                          doNode (env, !succ, ifStk, stm::stms)                          doNode (!succ, ifStk, stm :: List.revAppend (stms', stms))
755                        end                        end
756                    | k as IR.EXIT{kind, succ, ...} => (case (!succ, kind)                    | IR.SAVE{lhs, rhs, succ, ...} => let
757                         of (NONE, ExitKind.RETURN) => let                        val sv = getStateVar lhs
758                              val suffix = [T.S_Exit]                        fun mkSAssign (sv, e) = T.S_Save(sv, mkAssignRHS(TSV.ty sv, e))
759                          val stm = (case useVar env rhs
760                                 of Env.RHS(_, e) => mkSAssign(sv, e)
761                                  | Env.TREE e => mkSAssign(sv, e)
762                                  | Env.VEC(layout, es) => let
763                                      val tmp = U.newTempVar("_arg", TTy.TensorTy[#wid layout])
764                              in                              in
765                                mkBlock (prefix @ List.revAppend(stms, suffix))                                      T.S_Save(sv, T.E_Pack(layout, es))
766                              end                              end
767                          | (NONE, ExitKind.ACTIVE) => let                              (* end case *))
                             val suffix = [T.S_Active]  
768                              in                              in
769                                mkBlock (prefix @ List.revAppend(stms, suffix))                          doNode (!succ, ifStk, stm :: stms)
770                              end                              end
771                      | k as IR.EXIT{kind, succ, ...} => (case (!succ, kind)
772                           of (NONE, ExitKind.RETURN) => mkBlock (List.rev(T.S_Exit :: stms))
773                            | (NONE, ExitKind.ACTIVE) => mkBlock (List.rev(T.S_Active :: stms))
774                          | (NONE, ExitKind.STABILIZE) => let                          | (NONE, ExitKind.STABILIZE) => let
775                              val stms = T.S_Stabilize :: stms                              val stms = T.S_Stabilize :: stms
776                              in                              in
777                                join (env, ifStk, stms, k)                                join (ifStk, stms, k)
778                              end                              end
779                          | (NONE, ExitKind.DIE) => join (env, ifStk, T.S_Die :: stms, k)                          | (NONE, ExitKind.DIE) => join (ifStk, T.S_Die :: stms, k)
780                          | (NONE, ExitKind.UNREACHABLE) => join (env, ifStk, stms, k)                          | (NONE, ExitKind.UNREACHABLE) => join (ifStk, stms, k)
781                          | (SOME nd, ExitKind.ACTIVE) => doNode (env, nd, ifStk, T.S_Active :: stms)                          | (SOME nd, ExitKind.ACTIVE) => doNode (nd, ifStk, T.S_Active :: stms)
782                          | (SOME nd, ExitKind.STABILIZE) => doNode (env, nd, ifStk, T.S_Stabilize :: stms)                          | (SOME nd, ExitKind.STABILIZE) => doNode (nd, ifStk, T.S_Stabilize :: stms)
783                          | (SOME nd, ExitKind.DIE) => doNode (env, nd, ifStk, T.S_Die :: stms)                          | (SOME nd, ExitKind.DIE) => doNode (nd, ifStk, T.S_Die :: stms)
784                          | (SOME nd, ExitKind.UNREACHABLE) => doNode (env, nd, ifStk, stms)                          | (SOME nd, ExitKind.UNREACHABLE) => doNode (nd, ifStk, stms)
785                          | _ => raise Fail("unexpected continuation edge from "^IR.Node.toString nd)                          | _ => raise Fail("unexpected continuation edge from "^IR.Node.toString nd)
786                        (* end case *))                        (* end case *))
787                  (* end case *))                  (* end case *))
788            in            in
789              ScopeVars.assignScopes (doNode (env, IR.CFG.entry cfg, [], []))              doNode (IR.CFG.entry cfg, [], [])
790            end            end
791    
792      fun trCFG vecLayout (prefix, cfg) = trCFGWithEnv (Env.new vecLayout, prefix, cfg)      fun trCFG info cfg = ScopeVars.assignScopes ([], trCFGWithEnv (Env.new info, cfg))
793    
794      (* Build a strand method from a TreeIR block.  We need to check for language features
795       * that require the world pointer (e.g., printing) and for references to global variables.
796       *)
797        fun mkMethod body = let
798              fun chkBlock (T.Block{body, ...}, uG, nW) =
799                    chkStms (body, uG, nW)
800              and chkStms ([], uG, nW) = (uG, nW)
801                | chkStms (stm::stms, uG, nW) = let
802                    fun next (true, true) = (true, true)
803                      | next (uG, nW) = chkStms (stms, uG, nW)
804                    in
805                      case stm
806                       of T.S_Assign(_, _, e) => next (chkExp (e, uG, nW))
807                        | T.S_MAssign(_, e) => next (chkExp (e, uG, nW))
808                        | T.S_GAssign(_, e) => next (chkExp (e, true, nW))
809                        | T.S_IfThen(e, blk) => let
810                            val (uG, nW) = chkExp (e, uG, nW)
811                            in
812                              next (chkBlock (blk, uG, nW))
813                            end
814                        | T.S_IfThenElse(e, blk1, blk2) => let
815                            val (uG, nW) = chkExp (e, uG, nW)
816                            val (uG, nW) = chkBlock (blk1, uG, nW)
817                            in
818                              next (chkBlock (blk2, uG, nW))
819                            end
820                        | T.S_For(_, e1, e2, blk) => let
821                            val (uG, nW) = chkExp (e1, uG, nW)
822                            val (uG, nW) = chkExp (e2, uG, nW)
823                            in
824                              next (chkBlock (blk, uG, nW))
825                            end
826                        | T.S_Foreach(_, e, blk) => let
827                            val (uG, nW) = chkExp (e, uG, nW)
828                            in
829                              next (chkBlock (blk, uG, nW))
830                            end
831                        | T.S_LoadNrrd _ => raise Fail "unexpected LoadNrrd"
832                        | T.S_Input _ => raise Fail "unexpected Input"
833                        | T.S_InputNrrd _ => raise Fail "unexpected InputNrrd"
834                        | T.S_New(_, es) => next (chkExps (es, uG, true))
835                        | T.S_Save(_, e) => next (chkExp (e, uG, nW))
836                        | T.S_Print(_, es) => next (chkExps (es, uG, true))
837                        | _ => next (uG, nW)
838                      (* end case *)
839                    end
840              and chkExps ([], uG, nW) = (uG, nW)
841                | chkExps (_, true, true) = (true, true)
842                | chkExps (e::es, uG, nW) = let
843                    val (uG, nW) = chkExp (e, uG, nW)
844                    in
845                      chkExps (es, uG, nW)
846                    end
847              and chkExp (T.E_Global gv, _, nW) = (true, nW)
848                | chkExp (T.E_State(SOME e, _), uG, nW) = chkExp (e, uG, nW)
849                | chkExp (T.E_Op(TOp.SphereQuery _, es), uG, nW) = chkExps (es, uG, true)
850                | chkExp (T.E_Op(_, es), uG, nW) = chkExps (es, uG, nW)
851                | chkExp (T.E_Vec(_, _, es), uG, nW) = chkExps (es, uG, nW)
852                | chkExp (T.E_Cons(es, _), uG, nW) = chkExps (es, uG, nW)
853                | chkExp (T.E_Seq(es, _), uG, nW) = chkExps (es, uG, nW)
854                | chkExp (T.E_Pack(_, es), uG, nW) = chkExps (es, uG, nW)
855                | chkExp (T.E_VLoad(_, e, _), uG, nW) = chkExp (e, uG, nW)
856                | chkExp (_, uG, nW) = (uG, nW)
857              val (usesGlobals, needsWorld) = chkBlock (body, false, false)
858              in
859                T.Method{usesGlobals = usesGlobals, needsWorld = needsWorld, body = body}
860              end
861    
862      fun trStrand layout strand = let      fun trStrand info strand = let
863            val trCFG = trCFG layout            val trMethod = mkMethod o trCFG info
864            val IR.Strand{name, params, state, stateInit, initM, updateM, stabilizeM} = strand            val IR.Strand{name, params, state, stateInit, initM, updateM, stabilizeM} = strand
865            val params' = List.map Util.newParamVar params            val params' = List.map U.newParamVar params
           val env = ListPair.foldlEq  
                 (fn (x, x', env) => rename(env, x, x')) (Env.new layout) (params, params')  
866            val state' = List.map getStateVar state            val state' = List.map getStateVar state
867              val stateInit' = let
868                    val env = Env.new info
869                    in
870                      ListPair.appEq
871                        (fn (x, x') => Env.bindSimple (env, x, T.E_Var x'))
872                          (params, params');
873                      mkMethod (ScopeVars.assignScopes (params', trCFGWithEnv (env, stateInit)))
874                    end
875            in            in
876              T.Strand{              T.Strand{
877                  name = name,                  name = name,
878                  params = params',                  params = params',
879                  state = state',                  state = state',
880                  stateInit = trCFGWithEnv (env, [], stateInit),                  stateInit = stateInit',
881                  initM = Option.map (fn cfg => trCFG ([], cfg)) initM,                  initM = Option.map trMethod initM,
882                  updateM = trCFG ([], updateM),                  updateM = trMethod updateM,
883                  stabilizeM = Option.map (fn cfg => trCFG ([], cfg)) stabilizeM                  stabilizeM = Option.map trMethod stabilizeM
884                }                }
885            end            end
886    
887      fun translate (prog, vecLayout) = let      fun translate (prog, info) = let
888            (* first step is to flatten any nested CONS nodes *)
889              val prog = Flatten.transform prog
890            val LowIR.Program{            val LowIR.Program{
891                    props, consts, inputs, constInit, globals, globalInit, strand, create, update                    props, consts, inputs, constInit, globals,
892                      globInit, strand, create, init, update
893                  } = prog                  } = prog
894              val trCFG = trCFG info
895            in            in
896              TreeIR.Program{              TreeIR.Program{
897                  props = props,                  props = props,
898                  consts = ??,                  target = info,
899                  inputs = ??,                  consts = List.map mkGlobalVar consts,
900                  constInit = ??,                  inputs = List.map (Inputs.map mkGlobalVar) inputs,
901                  globals = ??,                  constInit = trCFG constInit,
902                  globalInit = ??,                  globals = List.map mkGlobalVar globals,
903                  strand = trStrand vecLayout strand,                  globInit = trCFG globInit,
904                  create = ??,                  strand = trStrand info strand,
905                  update = ??                  create = Create.map trCFG create,
906                    init = Option.map trCFG init,
907                    update = Option.map trCFG update
908                }                }
909            end            end
910    

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