VHDL.hs

   1 --
   2 -- Functions to generate VHDL from FlatFunctions
   3 --
   4 module VHDL where
   5
   6 import Data.Traversable
   7 import qualified Data.Foldable as Foldable
   8 import qualified Maybe
   9
  10 import qualified Type
  11 import qualified Name
  12 import qualified TyCon
  13 import Outputable ( showSDoc, ppr )
  14
  15 import qualified ForSyDe.Backend.VHDL.AST as AST
  16
  17 import VHDLTypes
  18 import FlattenTypes
  19 import TranslatorTypes
  20
  21 -- | Create an entity for a given function
  22 createEntity ::
  23   HsFunction        -- | The function signature
  24   -> FuncData       -- | The function data collected so far
  25   -> VHDLState ()
  26
  27 createEntity hsfunc fdata =
  28   let func = flatFunc fdata in
  29   case func of
  30     -- Skip (builtin) functions without a FlatFunction
  31     Nothing -> do return ()
  32     -- Create an entity for all other functions
  33     Just flatfunc ->
  34
  35       let
  36         sigs    = flat_sigs flatfunc
  37         args    = flat_args flatfunc
  38         res     = flat_res  flatfunc
  39         args'   = map (fmap (mkMap sigs)) args
  40         res'    = fmap (mkMap sigs) res
  41         ent_decl' = createEntityAST hsfunc args' res'
  42         entity' = Entity args' res' (Just ent_decl')
  43       in
  44         setEntity hsfunc entity'
  45   where
  46     mkMap :: Eq id => [(id, SignalInfo)] -> id -> (AST.VHDLId, AST.TypeMark)
  47     mkMap sigmap id =
  48       (mkVHDLId nm, vhdl_ty ty)
  49       where
  50         info = Maybe.fromMaybe
  51           (error $ "Signal not found in the name map? This should not happen!")
  52           (lookup id sigmap)
  53         nm = Maybe.fromMaybe
  54           (error $ "Signal not named? This should not happen!")
  55           (sigName info)
  56         ty = sigTy info
  57
  58 -- | Create the VHDL AST for an entity
  59 createEntityAST ::
  60   HsFunction            -- | The signature of the function we're working with
  61   -> [VHDLSignalMap]    -- | The entity's arguments
  62   -> VHDLSignalMap      -- | The entity's result
  63   -> AST.EntityDec      -- | The entity with the ent_decl filled in as well
  64
  65 createEntityAST hsfunc args res =
  66   AST.EntityDec vhdl_id ports
  67   where
  68     vhdl_id = mkEntityId hsfunc
  69     ports = concatMap (mapToPorts AST.In) args
  70             ++ mapToPorts AST.Out res
  71     mapToPorts :: AST.Mode -> VHDLSignalMap -> [AST.IfaceSigDec]
  72     mapToPorts mode m =
  73       map (mkIfaceSigDec mode) (Foldable.toList m)
  74
  75 -- | Create a port declaration
  76 mkIfaceSigDec ::
  77   AST.Mode                         -- | The mode for the port (In / Out)
  78   -> (AST.VHDLId, AST.TypeMark)    -- | The id and type for the port
  79   -> AST.IfaceSigDec               -- | The resulting port declaration
  80
  81 mkIfaceSigDec mode (id, ty) = AST.IfaceSigDec id mode ty
  82
  83 -- | Generate a VHDL entity name for the given hsfunc
  84 mkEntityId hsfunc =
  85   -- TODO: This doesn't work for functions with multiple signatures!
  86   mkVHDLId $ hsFuncName hsfunc
  87
  88 -- | Create an architecture for a given function
  89 createArchitecture ::
  90   HsFunction        -- | The function signature
  91   -> FuncData       -- | The function data collected so far
  92   -> VHDLState ()
  93
  94 createArchitecture hsfunc fdata =
  95   let func = flatFunc fdata in
  96   case func of
  97     -- Skip (builtin) functions without a FlatFunction
  98     Nothing -> do return ()
  99     -- Create an architecture for all other functions
 100     Just flatfunc ->
 101       let
 102         sigs      = flat_sigs flatfunc
 103         args      = flat_args flatfunc
 104         res       = flat_res  flatfunc
 105         apps      = flat_apps flatfunc
 106         entity_id = Maybe.fromMaybe
 107                       (error $ "Building architecture without an entity? This should not happen!")
 108                       (getEntityId fdata)
 109         -- Create signal declarations for all signals that are not in args and
 110         -- res
 111         sig_decs = [mkSigDec info | (id, info) <- sigs, (all (id `Foldable.notElem`) (res:args)) ]
 112         -- Create component instantiations for all function applications
 113         insts    = map (AST.CSISm . mkCompInsSm) apps
 114         arch     = AST.ArchBody (mkVHDLId "structural") (AST.NSimple entity_id) (map AST.BDISD sig_decs) insts
 115       in
 116         setArchitecture hsfunc arch
 117
 118 mkSigDec :: SignalInfo -> AST.SigDec
 119 mkSigDec info =
 120     AST.SigDec (mkVHDLId name) (vhdl_ty ty) Nothing
 121   where
 122     name = Maybe.fromMaybe
 123       (error $ "Unnamed signal? This should not happen!")
 124       (sigName info)
 125     ty = sigTy info
 126
 127 -- | Transforms a flat function application to a VHDL component instantiation.
 128 mkCompInsSm ::
 129   FApp UnnamedSignal  -- | The application to look at.
 130   -> AST.CompInsSm    -- | The corresponding VHDL component instantiation.
 131
 132 mkCompInsSm app =
 133   AST.CompInsSm label (AST.IUEntity (AST.NSimple entity_id)) (AST.PMapAspect portmaps)
 134   where
 135     entity_id = mkVHDLId "foo"
 136     label     = mkVHDLId "app"
 137     portmaps  = []
 138
 139 -- | Extracts the generated entity id from the given funcdata
 140 getEntityId :: FuncData -> Maybe AST.VHDLId
 141 getEntityId fdata =
 142   case funcEntity fdata of
 143     Nothing -> Nothing
 144     Just e  -> case ent_decl e of
 145       Nothing -> Nothing
 146       Just (AST.EntityDec id _) -> Just id
 147
 148 getLibraryUnits ::
 149   (HsFunction, FuncData)      -- | A function from the session
 150   -> [AST.LibraryUnit]        -- | The library units it generates
 151
 152 getLibraryUnits (hsfunc, fdata) =
 153   case funcEntity fdata of
 154     Nothing -> []
 155     Just ent -> case ent_decl ent of
 156       Nothing -> []
 157       Just decl -> [AST.LUEntity decl]
 158   ++
 159   case funcArch fdata of
 160     Nothing -> []
 161     Just arch -> [AST.LUArch arch]
 162
 163 -- | The VHDL Bit type
 164 bit_ty :: AST.TypeMark
 165 bit_ty = AST.unsafeVHDLBasicId "Bit"
 166
 167 -- Translate a Haskell type to a VHDL type
 168 vhdl_ty :: Type.Type -> AST.TypeMark
 169 vhdl_ty ty = Maybe.fromMaybe
 170   (error $ "Unsupported Haskell type: " ++ (showSDoc $ ppr ty))
 171   (vhdl_ty_maybe ty)
 172
 173 -- Translate a Haskell type to a VHDL type
 174 vhdl_ty_maybe :: Type.Type -> Maybe AST.TypeMark
 175 vhdl_ty_maybe ty =
 176   case Type.splitTyConApp_maybe ty of
 177     Just (tycon, args) ->
 178       let name = TyCon.tyConName tycon in
 179         -- TODO: Do something more robust than string matching
 180         case Name.getOccString name of
 181           "Bit"      -> Just bit_ty
 182           otherwise  -> Nothing
 183     otherwise -> Nothing
 184
 185 -- Shortcut
 186 mkVHDLId :: String -> AST.VHDLId
 187 mkVHDLId = AST.unsafeVHDLBasicId