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[diderot] Annotation of /branches/pure-cfg/src/compiler/codegen/clang.sml
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Annotation of /branches/pure-cfg/src/compiler/codegen/clang.sml

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Revision 1279 - (view) (download)

1 : jhr 520 (* clang.sml
2 :     *
3 :     * COPYRIGHT (c) 2011 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4 :     * All rights reserved.
5 :     *
6 :     * An tree representation of programs in a C-like language (e.g., C, CUDA,
7 : jhr 522 * or OpenCL). The purpose of this code is to commonality between the various
8 :     * backends, which are all generating C-like code.
9 : jhr 520 *)
10 :    
11 :     structure CLang =
12 : jhr 521 struct
13 : jhr 520
14 : lamonts 1244 type var = string
15 : jhr 522 type attr = string (* e.g., "static", "kernel", etc ... *)
16 :    
17 :     datatype ty
18 :     = T_Num of RawTypes.ty
19 :     | T_Ptr of ty
20 : jhr 573 | T_Array of ty * int option
21 : jhr 522 | T_Named of string
22 :    
23 : jhr 533 val voidTy = T_Named "void"
24 : lamonts 1265 val charTy = T_Named "char"
25 : jhr 638 val charPtr = T_Ptr(T_Named "char")
26 : jhr 1279 val charArrayPtr = T_Ptr(charPtr)
27 : jhr 1215 val intTy = T_Named "int"
28 : jhr 525 val int32 = T_Num(RawTypes.RT_Int32)
29 : jhr 623 val uint32 = T_Num(RawTypes.RT_UInt32)
30 : jhr 525 val int64 = T_Num(RawTypes.RT_Int64)
31 :     val float = T_Num(RawTypes.RT_Float)
32 :     val double = T_Num(RawTypes.RT_Double)
33 :    
34 : jhr 1262 (* FIXME: these types do not belong here! *)
35 : jhr 522 datatype decl
36 : jhr 525 = D_Comment of string list
37 : jhr 547 (* verbatim text (e.g., preprocessor directives) *)
38 :     | D_Verbatim of string list
39 : jhr 544 (* global variable declaration *)
40 : jhr 573 | D_Var of attr list * ty * var * initializer option
41 : jhr 544 (* function definition *)
42 : jhr 525 | D_Func of attr list * ty * string * param list * stm
43 : jhr 544 (* typedef of struct type *)
44 :     | D_StructDef of (ty * string) list * string
45 : jhr 522
46 : jhr 573 and initializer
47 :     = I_Exp of exp
48 :     | I_Struct of (string * initializer) list
49 :     | I_Array of (int * initializer) list
50 :    
51 : jhr 544 and param = PARAM of attr list * ty * var
52 : jhr 522
53 :     and stm
54 : jhr 525 = S_Block of stm list (* "{" stms "}" *)
55 :     | S_Comment of string list
56 : jhr 623 | S_Decl of ty * var * initializer option (* ty var [ '=' exp ]';' *)
57 : jhr 963 | S_Exp of exp (* exp ';' *)
58 : jhr 525 | S_If of exp * stm * stm (* 'if' exp stm 'else' stm *)
59 :     | S_While of exp * stm (* 'while' exp stm *)
60 : jhr 617 | S_For of (ty * var * exp) list * exp * exp list * stm
61 :     (* 'for' '(' inits ';' exp ';' incrs ')' stm *)
62 : jhr 963 | S_Call of string * exp list (* func '(' args ')' *)
63 : jhr 525 | S_Return of exp option (* 'return' [ exp ] ';' *)
64 : jhr 963 | S_Break (* 'break' ';' *)
65 :     | S_Continue (* 'continue' ';' *)
66 : jhr 522
67 :     and exp
68 : jhr 520 = E_Grp of exp (* "(" e ")" *)
69 : jhr 963 | E_AssignOp of exp * assignop * exp (* lvalue op= e *)
70 : jhr 520 | E_BinOp of exp * binop * exp (* e op e *)
71 :     | E_UnOp of unop * exp (* op e *)
72 : jhr 616 | E_PostOp of exp * postfix (* e op *)
73 : jhr 520 | E_Apply of string * exp list (* f "(" ... ")" *)
74 : jhr 521 | E_Subscript of exp * exp (* e "[" e "]" *)
75 :     | E_Select of exp * string (* e "." f *)
76 : jhr 525 | E_Indirect of exp * string (* e "->" f *)
77 : jhr 521 | E_Cast of ty * exp (* "(" ty ")" e *)
78 :     | E_Var of var
79 : jhr 525 | E_Int of IntegerLit.integer * ty
80 :     | E_Flt of FloatLit.float * ty
81 :     | E_Bool of bool
82 : jhr 528 | E_Str of string
83 : jhr 573 | E_Sizeof of ty (* "sizeof(" ty ")" *)
84 : jhr 520
85 : jhr 963 (* assignment operators *)
86 :     and assignop
87 :     = $= | += | *= | /= | %= | <<= | >>= | &= | ^= | |=
88 :    
89 : jhr 521 (* binary operators in increasing order of precedence *)
90 :     and binop
91 :     = #||
92 :     | #&&
93 :     | #== | #!=
94 :     | #< | #<= | #>= | #>
95 : jhr 963 | #<< | #>>
96 : jhr 521 | #+ | #-
97 :     | #* | #/ | #%
98 :    
99 : jhr 616 and unop = %- | %! | %& | %* | %~ | %++ | %--
100 : jhr 521
101 : jhr 616 and postfix = ^++ | ^--
102 :    
103 : jhr 522 (* smart constructors that add E_Grp wrappers based on operator precedence *)
104 : jhr 521 local
105 :     val commaP = 0
106 :     val assignP = 1
107 :     val condP = 2
108 :     val lorP = 3
109 :     val landP = 4
110 :     val borP = 5
111 :     val bandP = 6
112 :     val eqP = 7
113 :     val relP = 8
114 :     val shiftP = 9
115 :     val addP = 10
116 :     val mulP = 11
117 :     val unaryP = 12
118 :     val preP = 13
119 :     val compundP = 14 (* compound literal *)
120 :     val postP = 15
121 :     val callP = 16
122 :     val subP = 17
123 :     val atomP = 18
124 :     fun precOfBinop rator = (case rator
125 :     of #|| => lorP
126 :     | #&& => landP
127 :     | #== => eqP | #!= => eqP
128 :     | #< => relP | #<= => relP | #>= => relP | #> => relP
129 : jhr 963 | #<< => shiftP | #>> => shiftP
130 : jhr 521 | #+ => addP | #- => addP
131 :     | #* => mulP | #/ => mulP | #% => mulP
132 :     (* end case *))
133 :     fun prec (E_Grp _) = atomP
134 : jhr 963 | prec (E_AssignOp _) = assignP
135 : jhr 521 | prec (E_BinOp(_, rator, _)) = precOfBinop rator
136 : jhr 616 | prec (E_UnOp _) = preP
137 :     | prec (E_PostOp _) = postP
138 : jhr 521 | prec (E_Apply _) = callP
139 :     | prec (E_Subscript _) = postP
140 :     | prec (E_Select _) = postP
141 : jhr 525 | prec (E_Indirect _) = postP
142 : jhr 521 | prec (E_Cast _) = unaryP
143 :     | prec (E_Var _) = atomP
144 : jhr 525 | prec (E_Int _) = atomP
145 :     | prec (E_Flt _) = atomP
146 :     | prec (E_Bool _) = atomP
147 : jhr 528 | prec (E_Str _) = atomP
148 : jhr 573 | prec (E_Sizeof _) = callP
149 : jhr 521 in
150 :     fun mkGrp e = if (prec e < atomP) then E_Grp e else e
151 : jhr 963 fun mkAssignOp (e1, rator, e2) = let
152 :     val e1' = if prec e1 < unaryP then E_Grp e1 else e1
153 :     val e2' = if prec e2 < assignP then E_Grp e2 else e2
154 :     in
155 :     E_AssignOp(e1', rator, e2')
156 :     end
157 : jhr 522 (* Note that all C binary operators are left associative. *)
158 : jhr 964 fun mkBinOp (e1, #-, e2 as E_UnOp(%-, _)) = let
159 :     val e1' = if prec e1 < addP then E_Grp e1 else e1
160 :     val e2' = E_Grp e2
161 :     in
162 :     E_BinOp(e1', #-, e2')
163 :     end
164 :     | mkBinOp (e1, rator, e2) = let
165 : jhr 521 val p = precOfBinop rator
166 :     val e1' = if prec e1 < p then E_Grp e1 else e1
167 :     val e2' = if prec e2 <= p then E_Grp e2 else e2
168 :     in
169 :     E_BinOp(e1', rator, e2')
170 :     end
171 : jhr 1042 fun mkUnOp (%-, e as E_UnOp(%-, _)) = E_UnOp(%-, E_Grp e)
172 :     | mkUnOp (%-, e as E_UnOp(%--, _)) = E_UnOp(%-, E_Grp e)
173 :     | mkUnOp (%--, e as E_UnOp(%-, _)) = E_UnOp(%--, E_Grp e)
174 :     | mkUnOp (%--, e as E_UnOp(%--, _)) = E_UnOp(%--, E_Grp e)
175 :     | mkUnOp (rator, e) = if prec e < unaryP
176 : jhr 521 then E_UnOp(rator, E_Grp e)
177 :     else E_UnOp(rator, e)
178 : jhr 616 fun mkPostOp (e, rator) = if prec e < postP
179 :     then E_PostOp(E_Grp e, rator)
180 :     else E_PostOp(e, rator)
181 : jhr 521 fun mkApply (f, args) = E_Apply(f, args)
182 :     fun mkSubscript(e1, e2) = if prec e1 < postP
183 :     then E_Subscript(E_Grp e1, e2)
184 :     else E_Subscript(e1, e2)
185 :     fun mkSelect (e, f) = if prec e < postP
186 :     then E_Select(E_Grp e, f)
187 :     else E_Select(e, f)
188 : jhr 525 fun mkIndirect (e, f) = if prec e < postP
189 :     then E_Indirect(E_Grp e, f)
190 :     else E_Indirect(e, f)
191 : jhr 521 fun mkCast (ty, e) = E_Cast(ty, e)
192 :     val mkVar = E_Var
193 : jhr 963 fun mkInt (n, ty) = if n < 0 then E_UnOp(%-, E_Int(~n, ty)) else E_Int(n, ty)
194 :     fun mkFlt (f, ty) = if FloatLit.isNeg f
195 :     then E_UnOp(%-, E_Flt(FloatLit.negate f, ty))
196 :     else E_Flt(f, ty)
197 : jhr 525 val mkBool = E_Bool
198 : jhr 528 val mkStr = E_Str
199 : jhr 573 val mkSizeof = E_Sizeof
200 : jhr 521 end (* local *)
201 :    
202 : jhr 525 val skip = S_Block[]
203 : jhr 522
204 :     local
205 :     fun paren (e as E_Grp _) = e
206 :     | paren e = E_Grp e
207 :     in
208 : jhr 826 val mkComment = S_Comment
209 : jhr 525 fun mkBlock [stm] = stm
210 :     | mkBlock stms = S_Block stms
211 : jhr 528 val mkDecl = S_Decl
212 : jhr 963 val mkExpStm = S_Exp
213 :     fun mkAssign (e1, e2) = S_Exp(mkAssignOp(e1, $=, e2))
214 : jhr 522 fun mkIfThenElse (e, b1, b2) = S_If(paren e, b1, b2)
215 :     fun mkIfThen (e, b) = mkIfThenElse (e, b, skip)
216 : jhr 617 val mkFor = S_For
217 : jhr 522 fun mkWhile (e, b) = S_While(paren e, b)
218 : jhr 554 val mkCall = S_Call
219 : jhr 562 val mkReturn = S_Return
220 : jhr 963 val mkBreak = S_Break
221 :     val mkContinue = S_Continue
222 : jhr 522 end (* local *)
223 :    
224 : jhr 525 (* utility functions *)
225 :    
226 :     fun varToString x = x
227 :    
228 : jhr 963 fun assignopToString rator = (case rator
229 :     of $= => "="
230 :     | += => "+="
231 :     | *= => "*="
232 :     | /= => "/="
233 :     | %= => "%="
234 :     | <<= => "<<="
235 :     | >>= => ">>="
236 :     | &= => "&="
237 :     | ^= => "^="
238 :     | |= => "|="
239 :     (* end case *))
240 :    
241 : jhr 525 fun binopToString rator = (case rator
242 :     of #|| => "||"
243 :     | #&& => "&&"
244 :     | #== => "=="
245 :     | #!= => "!="
246 :     | #< => "<"
247 :     | #<= => "<="
248 :     | #>= => ">="
249 :     | #> => ">"
250 : jhr 963 | #<< => "<<"
251 :     | #>> => ">>"
252 : jhr 525 | #+ => "+"
253 :     | #- => "-"
254 :     | #* => "*"
255 :     | #/ => "/"
256 :     | #% => "%"
257 :     (* end case *))
258 :    
259 :     fun unopToString rator = (case rator
260 :     of %- => "-"
261 :     | %! => "!"
262 :     | %& => "&"
263 :     | %* => "*"
264 :     | %~ => "~"
265 : jhr 616 | %++ => "++"
266 :     | %-- => "--"
267 : jhr 525 (* end case *))
268 :    
269 : jhr 616 fun postopToString rator = (case rator
270 :     of ^++ => "++"
271 :     | ^-- => "--"
272 :     (* end case *))
273 :    
274 : jhr 548 fun expToString e = let
275 :     fun e2s (e, l) = (case e
276 :     of E_Grp e => "(" :: e2s(e, ")"::l)
277 : jhr 963 | E_AssignOp(e1, rator, e2) => e2s(e1, assignopToString rator :: e2s(e2, l))
278 : jhr 548 | E_BinOp(e1, rator, e2) => e2s(e1, binopToString rator :: e2s(e2, l))
279 :     | E_UnOp(rator, e) => unopToString rator :: e2s(e, l)
280 : jhr 616 | E_PostOp(e, rator) => e2s(e, postopToString rator :: l)
281 : jhr 548 | E_Apply(f, es) => let
282 :     fun args2s ([], l) = l
283 :     | args2s ([e], l) = e2s(e, l)
284 :     | args2s (e::es, l) = e2s(e, ","::args2s(es, l))
285 :     in
286 :     f :: "(" :: args2s(es, ")"::l)
287 :     end
288 :     | E_Subscript(e1, e2) => e2s(e1, "[" :: e2s(e2, "]"::l))
289 :     | E_Select(e, f) => e2s(e, "." :: f :: l)
290 :     | E_Indirect(e, f) => e2s(e, "->" :: f :: l)
291 :     | E_Cast(ty, e) => "(ty)" :: e2s(e, l) (* FIXME *)
292 :     | E_Var x => x::l
293 :     | E_Int(n, _) => IntegerLit.toString n :: l
294 :     | E_Flt(f, _) => FloatLit.toString f :: l
295 :     | E_Bool b => Bool.toString b :: l
296 :     | E_Str s => concat["\"", String.toCString s, "\""] :: l
297 : jhr 573 | E_Sizeof ty => "sizeof(ty)" :: l
298 : jhr 548 (* end case *))
299 :     in
300 :     String.concat(e2s(e, []))
301 :     end
302 :    
303 : jhr 520 end

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