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[diderot] Diff of /trunk/src/compiler/high-to-mid/high-to-mid.sml
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Diff of /trunk/src/compiler/high-to-mid/high-to-mid.sml

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revision 314, Tue Aug 17 21:49:25 2010 UTC revision 450, Thu Oct 21 15:58:26 2010 UTC
# Line 1  Line 1 
1  (* high-to-mid.sml  (* high-to-mid.sml
2   *   *
3   * COPYRIGHT (c) 2010 The Diderot Project (http://diderot.cs.uchicago.edu)   * COPYRIGHT (c) 2010 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4   * All rights reserved.   * All rights reserved.
5   *   *
6   * Translation from HighIL to MidIL representations.   * Translation from HighIL to MidIL representations.
# Line 13  Line 13 
13    end = struct    end = struct
14    
15      structure SrcIL = HighIL      structure SrcIL = HighIL
16      structure SrcOp = SrcIL.Op      structure SrcTy = HighILTypes
17        structure SrcOp = HighOps
18        structure VTbl = SrcIL.Var.Tbl
19      structure DstIL = MidIL      structure DstIL = MidIL
20      structure DstOp = DstIL.Op      structure DstTy = MidILTypes
21      structure VMap = SrcIL.Var.Map      structure DstOp = MidOps
22    
23        type var_env = DstIL.var VTbl.hash_table
24    
25        fun cvtTy SrcTy.BoolTy = DstTy.BoolTy
26          | cvtTy SrcTy.StringTy = DstTy.StringTy
27          | cvtTy SrcTy.IntTy = DstTy.intTy
28          | cvtTy (SrcTy.TensorTy[]) = DstTy.realTy
29          | cvtTy (SrcTy.TensorTy[d]) = DstTy.VecTy d
30          | cvtTy SrcTy.ImageTy = DstTy.ImageTy
31          | cvtTy ty = raise Fail("unexpected type " ^ SrcTy.toString ty)
32    
33        fun rename (env : var_env, x) = (case VTbl.find env x
34               of SOME x' => x'
35                | NONE => let
36                    val x' = DstIL.Var.new (SrcIL.Var.name x, cvtTy(SrcIL.Var.ty x))
37                    in
38                      VTbl.insert env (x, x');
39                      x'
40                    end
41              (* end case *))
42        fun renameList (env, xs) = List.map (fn x => rename(env, x)) xs
43    
44    (* expand the field Inside operator into a image-space test *)    (* expand the field Inside operator into a image-space test *)
45      fun expandInside (env, result, pos, fld) = let      fun expandInside (env, result, pos, fld) = let
46            val pos' = lookupVar (env, pos)            val pos = rename (env, pos)
47            val fld = (case valueOf fld            val fld = (case SrcIL.Var.binding fld
48                   of SrcIL.OP(SrcOp.Field fld, []) => fld                   of SrcIL.VB_RHS(SrcIL.OP(SrcOp.Field fld, [])) => fld
49                    | _ => raise Fail "bogus field binding"                    | _ => raise Fail "bogus field binding"
50                  (* end case *))                  (* end case *))
51            fun expand (FieldDef.CONV(_, img, _)) => let            fun expand (FieldDef.CONV(_, img, _)) = let
52                  val imgPos = newVar ??                  val imgPos = DstIL.Var.new ("x", DstTy.VecTy(ImageInfo.dim img))
53                  in [                  in [
54                    (imgPos, DstIL.OP(DstOp.Transform img, [pos'])),                    (imgPos, DstIL.OP(DstOp.PosToImgSpace img, [pos])),
55                    (result, DstIL.OP(DstOp.Inside img, [imgPos]))                    (result, DstIL.OP(DstOp.Inside img, [imgPos]))
56                  ] end                  ] end
57              | expand (FieldDef.NEG fld) => expand fld              | expand (FieldDef.NEG fld) = expand fld
58              | expand (FieldDef.SUM(fld1, dlf2)) => raise Fail "expandInside: SUM"              | expand (FieldDef.SUM(fld1, dlf2)) = raise Fail "expandInside: SUM"
59            in            in
60              expand fld              expand fld
61            end            end
62    
   (* generate a new variable indexed by dimension *)  
     local  
       val dimNames = Vector.fromList[ "x", "y", "z" ];  
     in  
     fun newVar_dim (prefix, d) =  
           DstIL.Var.new (prefix ^ Vector.sub(dimNames, d))  
   
     fun assign (x, rator, args) = (x, DstIL.OP(rator, args))  
     fun intLit (x, i) = (x, DstIL.LIT(Literal.Int(IntInf.fromInt i)))  
   
     fun generate (n, f) = List.concat(List.tabulate(n, f))  
   
   (* generate code for probing the field (D^k (v * h)) at pos *)  
     fun probe (result, (k, v, h), pos) = let  
           val ImageInfo.ImgInfo{dim, ty=([], ty), ...} = v  
           val dimTy = DstOp.VecTy dim  
           val s = Kernel.support h  
           val sTy = DstOp.VecTy(2*s)  
         (* generate the transform code *)  
           val x = DstIL.Var.new "x"     (* image-space position *)  
           val f = DstIL.Var.new "f"  
           val nd = DstIL.Var.new "nd"  
           val n = DstIL.Var.new "n"  
           val transformCode = [  
                   assign(x, DstIL.Transform v, [pos]),  
                   assign(nd, DstIL.Floor dim, [x]),  
                   assign(f, DstIL.Sub dimTy, [x, nd]),  
                   assign(n, DstOp.TruncToInt dim, [nd])  
                 ]  
         (* generate code to load the voxel data *)  
           fun forAxis (axis, suffix, offsets) = if (axis > 0)  
                 then generate (2*s, fn i => let  
                     val suffix = suffix ^ Int.toString i  
                     val offsets = i - (s - 1) :: offsets  
                     in  
                       forAxis (axis-1, suffix, offsets)  
                     end)  
                 else let  
                   fun computeIndices (_, []) = ([], [])  
                     | computeIndices (i, offset::offsets) = let  
                         val index = newVar_dim("i", i)  
                         val t1 = newVar "t1"  
                         val t2 = newVar "t2"  
                         val (indices, code) = computeIndices (i+1, offsets)  
                         val code = intLit(t1, offset) ::  
                               assign(t2, DstOp.Select i, [n]) ::  
                               assign(index, DstOp.Add(DstOp.IntTy), [t1, t2]) ::  
                               code  
                         val indices = index::indices  
                         in  
                           (indices, code)  
                         end  
                   val (indices, indicesCode) = computeIndices (0, ~(s-1) :: offsets)  
                   val a = DstIL.Var.new "a"  
                   val vox = DstIL.Var.new("v" ^ suffix)  
                   in  
                     indicesCode :: [  
                         assign(a, VoxelAddress v, indices),  
                         assign(vox, LoadVoxels(ty, 2*s))  
                       ]  
                   end  
 (* FIXME: we need a way to get out the voxel-vector variables too! *)  
           val loadCode = forAxis (dim-1, "", [])  
           in  
             ??  
           end  
   
     end  
   
63      fun expandProbe (env, result, fld, pos) = let      fun expandProbe (env, result, fld, pos) = let
64            val pos' = lookupVar (env, pos)            val pos = rename (env, pos)
65            val fld = (case valueOf fld            val fld = (case SrcIL.Var.binding fld
66                   of SrcIL.OP(SrcOp.Field fld, []) => fld                   of SrcIL.VB_RHS(SrcIL.OP(SrcOp.Field fld, [])) => fld
67                    | _ => raise Fail "bogus field binding"                    | _ => raise Fail "bogus field binding"
68                  (* end case *))                  (* end case *))
           fun expand (result, FieldDef.CONV(0, img, h)) => let  
                 val imgPos = newVar ??  
                 val xformStm = (imgPos, DstIL.OP(DstOp.Transform img, [pos']))  
 (* generate samples based on kernel support and dimensionality of image *)  
69                  in                  in
70                    xformStm :: probeStms              Probe.expand (result, fld, pos)
71                  end                  end
72              | expand (FieldDef.CONV(k, img, h)) => ??  
73              | expand (FieldDef.NEG fld) => let      fun arity (SrcTy.TensorTy[]) = 1
74                  val r = newVar ??        | arity (SrcTy.TensorTy[d]) = d
75                  val stms = expand (r, fld)        | arity _ = raise Fail "arity"
76    
77        fun expandOp (env, y, rator, args) = let
78              fun assign rator' =
79                    [(y, DstIL.OP(rator', renameList(env, args)))]
80              in
81                case rator
82                 of SrcOp.Add ty => assign (DstOp.Add(cvtTy ty))
83                  | SrcOp.Sub ty => assign (DstOp.Sub(cvtTy ty))
84                  | SrcOp.Mul ty => assign (DstOp.Mul(cvtTy ty))
85                  | SrcOp.Div ty => assign (DstOp.Div(cvtTy ty))
86                  | SrcOp.Neg ty => assign (DstOp.Neg(cvtTy ty))
87                  | SrcOp.LT ty => assign (DstOp.LT(cvtTy ty))
88                  | SrcOp.LTE ty => assign (DstOp.LTE(cvtTy ty))
89                  | SrcOp.EQ ty => assign (DstOp.EQ(cvtTy ty))
90                  | SrcOp.NEQ ty => assign (DstOp.NEQ(cvtTy ty))
91                  | SrcOp.GT ty => assign (DstOp.GT(cvtTy ty))
92                  | SrcOp.GTE ty => assign (DstOp.GTE(cvtTy ty))
93                  | SrcOp.Dot ty => assign (DstOp.Dot(arity ty))
94                  | SrcOp.Cross => assign DstOp.Cross
95                  | SrcOp.Norm ty => assign (DstOp.Norm(arity ty))
96                  | SrcOp.Scale ty => assign (DstOp.Scale(arity ty))
97                  | SrcOp.InvScale ty => assign (DstOp.InvScale(arity ty))
98                  | SrcOp.CL => assign DstOp.CL
99                  | SrcOp.PrincipleEvec ty => assign (DstOp.PrincipleEvec(cvtTy ty))
100                  | SrcOp.Subscript ty => assign (DstOp.Subscript(cvtTy ty))
101                  | SrcOp.Max => assign DstOp.Max
102                  | SrcOp.Min => assign DstOp.Min
103                  | SrcOp.Sin => assign DstOp.Sin
104                  | SrcOp.Cos => assign DstOp.Cos
105                  | SrcOp.Pow => assign DstOp.Pow
106                  | SrcOp.Not => assign DstOp.Not
107                  | SrcOp.IntToReal => assign DstOp.IntToReal
108                  | SrcOp.TruncToInt => assign (DstOp.TruncToInt 1)
109                  | SrcOp.RoundToInt => assign (DstOp.RoundToInt 1)
110                  | SrcOp.CeilToInt => assign (DstOp.CeilToInt 1)
111                  | SrcOp.FloorToInt => assign (DstOp.FloorToInt 1)
112                  | SrcOp.LoadImage info => assign (DstOp.LoadImage info)
113                  | SrcOp.Inside _ => (case args
114                       of [pos, fld] => expandInside(env, y, pos, fld)
115                      (* end case *))
116                  | SrcOp.Field fld => raise Fail "impossible"
117                  | SrcOp.Probe _ => (case args
118                       of [fld, pos] => expandProbe(env, y, fld, pos)
119                      (* end case *))
120                  | SrcOp.Input(ty, s) => assign (DstOp.Input(cvtTy ty, s))
121                  | SrcOp.InputWithDefault(ty, s) => assign (DstOp.InputWithDefault(cvtTy ty, s))
122                  | _ => raise Fail("unexpected " ^ SrcOp.toString rator)
123                (* end case *)
124              end
125    
126      (* expand a SrcIL assignment to a list of DstIL assignments *)
127        fun expand (env, (y, rhs)) = let
128              fun assign rhs = [(rename (env, y), rhs)]
129              in
130                case rhs
131                 of SrcIL.VAR x => assign (DstIL.VAR(rename(env, x)))
132                  | SrcIL.LIT lit => assign (DstIL.LIT lit)
133                  | SrcIL.OP(SrcOp.Field _, args) => []
134                  | SrcIL.OP(rator, args) => expandOp (env, rename (env, y), rator, args)
135                  | SrcIL.CONS args => assign (DstIL.CONS(renameList(env, args)))
136                (* end case *)
137              end
138    
139        structure Trans =  TranslateFn (
140          struct
141            structure SrcIL = SrcIL
142            structure DstIL = DstIL
143    
144            type var_env = var_env
145    
146            val rename = rename
147            val expand = expand
148          end)
149    
150        fun translate (SrcIL.Program{globals, globalInit, actors}) = let
151              val env = VTbl.mkTable (256, Fail "env")
152              fun transMethod (SrcIL.Method{name, stateIn, stateOut, body}) =
153                    DstIL.Method{
154                        name = name,
155                        stateIn = renameList (env, stateIn),
156                        stateOut = renameList (env, stateOut),
157                        body = Trans.translate (env, body)
158                      }
159              fun transActor (SrcIL.Actor{name, params, state, stateInit, methods}) =
160                    DstIL.Actor{
161                        name = name,
162                        params = renameList (env, params),
163                        state = renameList (env, state),
164                        stateInit = Trans.translate (env, stateInit),
165                        methods = List.map transMethod methods
166                      }
167            (* filter out field variables, since they will be made explicit in
168             * the MidIL.
169             *)
170              val globals = let
171                    fun filter x = (case SrcIL.Var.ty x
172                           of SrcTy.FieldTy => NONE
173                            | _ => SOME x
174                          (* end case *))
175                  in                  in
176                    (r, DstIL.OP(DstOp.Neg ty, [r])) :: stms                    List.mapPartial filter globals
177                  end                  end
             | expand (FieldDef.SUM(fld1, dlf2)) => raise Fail "expandInside: SUM"  
178            in            in
179              List.rev (expand (result, fld))              DstIL.Program{
180                    globals = renameList (env, globals),
181                    globalInit = Trans.translate (env, globalInit),
182                    actors = List.map transActor actors
183                  }
184            end            end
185    
186    end    end

Legend:
Removed from v.314  
changed lines
  Added in v.450

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