Merge branch 'cλash' of http://git.stderr.nl/matthijs/projects/master-project
[matthijs/master-project/cλash.git] / VHDL.hs
diff --git a/VHDL.hs b/VHDL.hs
index d177a10b934dc8004425a150552de5df83c12e4e..f838cbafcf5a4f9ee30a1ec73673543e84800c56 100644 (file)
--- a/VHDL.hs
+++ b/VHDL.hs
@@ -22,12 +22,13 @@ import Debug.Trace
 import qualified ForSyDe.Backend.VHDL.AST as AST
 
 -- GHC API
 import qualified ForSyDe.Backend.VHDL.AST as AST
 
 -- GHC API
+import CoreSyn
 import qualified Type
 import qualified Name
 import qualified OccName
 import qualified Var
 import qualified TyCon
 import qualified Type
 import qualified Name
 import qualified OccName
 import qualified Var
 import qualified TyCon
-import qualified CoreSyn
+import qualified DataCon
 import Outputable ( showSDoc, ppr )
 
 -- Local imports
 import Outputable ( showSDoc, ppr )
 
 -- Local imports
@@ -47,14 +48,16 @@ createDesignFiles ::
   -> [(AST.VHDLId, AST.DesignFile)]
 
 createDesignFiles binds =
   -> [(AST.VHDLId, AST.DesignFile)]
 
 createDesignFiles binds =
-  (mkVHDLBasicId "types", AST.DesignFile ieee_context [type_package]) :
+  (mkVHDLBasicId "types", AST.DesignFile ieee_context [type_package_dec, type_package_body]) :
   map (Arrow.second $ AST.DesignFile full_context) units
   
   where
   map (Arrow.second $ AST.DesignFile full_context) units
   
   where
-    init_session = VHDLSession Map.empty Map.empty builtin_funcs globalNameTable
+    init_session = VHDLSession Map.empty Map.empty Map.empty builtin_funcs globalNameTable
     (units, final_session) = 
       State.runState (createLibraryUnits binds) init_session
     ty_decls = Map.elems (final_session ^. vsTypes)
     (units, final_session) = 
       State.runState (createLibraryUnits binds) init_session
     ty_decls = Map.elems (final_session ^. vsTypes)
+    subty_decls = Map.elems (final_session ^. vsSubTypes)
+    tyfun_decls = Map.elems (final_session ^.vsTypeFuns)
     ieee_context = [
         AST.Library $ mkVHDLBasicId "IEEE",
         mkUseAll ["IEEE", "std_logic_1164"],
     ieee_context = [
         AST.Library $ mkVHDLBasicId "IEEE",
         mkUseAll ["IEEE", "std_logic_1164"],
@@ -63,7 +66,12 @@ createDesignFiles binds =
     full_context =
       mkUseAll ["work", "types"]
       : ieee_context
     full_context =
       mkUseAll ["work", "types"]
       : ieee_context
-    type_package = AST.LUPackageDec $ AST.PackageDec (mkVHDLBasicId "types") (map (AST.PDITD . snd) ty_decls)
+    type_package_dec = AST.LUPackageDec $ AST.PackageDec (mkVHDLBasicId "types") (packageTypeDecs ++ packageSubtypeDecs ++ subProgSpecs)
+    type_package_body = AST.LUPackageBody $ AST.PackageBody typesId (concat tyfun_decls)
+    packageTypeDecs = map (AST.PDITD . snd) ty_decls
+    packageSubtypeDecs = map (AST.PDISD . snd) subty_decls
+    subProgSpecs = concat (map subProgSpec tyfun_decls)
+    subProgSpec = map (\(AST.SubProgBody spec _ _) -> AST.PDISS spec)
 
 -- Create a use foo.bar.all statement. Takes a list of components in the used
 -- name. Must contain at least two components
 
 -- Create a use foo.bar.all statement. Takes a list of components in the used
 -- name. Must contain at least two components
@@ -246,25 +254,82 @@ mkConcSm ::
 
 mkConcSm (bndr, app@(CoreSyn.App _ _))= do
   signatures <- getA vsSignatures
 
 mkConcSm (bndr, app@(CoreSyn.App _ _))= do
   signatures <- getA vsSignatures
-  let 
-      (CoreSyn.Var f, args) = CoreSyn.collectArgs app
-      signature = Maybe.fromMaybe
-          (error $ "Using function '" ++ (bndrToString f) ++ "' without signature? This should not happen!")
+  funSignatures <- getA vsNameTable
+  let (CoreSyn.Var f, args) = CoreSyn.collectArgs app
+  case (Map.lookup (bndrToString f) funSignatures) of
+    Just funSignature ->
+      let
+        sigs = map (bndrToString.varBndr) args
+        sigsNames = map (\signal -> (AST.PrimName (AST.NSimple (mkVHDLExtId signal)))) sigs
+        func = (snd funSignature) sigsNames
+        src_wform = AST.Wform [AST.WformElem func Nothing]
+        dst_name = AST.NSimple (mkVHDLExtId (bndrToString bndr))
+        assign = dst_name AST.:<==: (AST.ConWforms [] src_wform Nothing)
+      in
+        return $ AST.CSSASm assign
+    Nothing ->
+      let  
+        signature = Maybe.fromMaybe 
+          (error $ "Using function '" ++ (bndrToString f) ++ "' without signature? This should not happen!") 
           (Map.lookup (bndrToString f) signatures)
           (Map.lookup (bndrToString f) signatures)
-      entity_id = ent_id signature
-      label = bndrToString bndr
+        entity_id = ent_id signature
+        label = bndrToString bndr
       -- Add a clk port if we have state
       --clk_port = Maybe.fromJust $ mkAssocElem (Just $ mkVHDLExtId "clk") "clk"
       --portmaps = mkAssocElems sigs args res signature ++ (if hasState hsfunc then [clk_port] else [])
       -- Add a clk port if we have state
       --clk_port = Maybe.fromJust $ mkAssocElem (Just $ mkVHDLExtId "clk") "clk"
       --portmaps = mkAssocElems sigs args res signature ++ (if hasState hsfunc then [clk_port] else [])
-      portmaps = mkAssocElems args bndr signature
-    in
-      return $ AST.CSISm $ AST.CompInsSm (mkVHDLExtId label) (AST.IUEntity (AST.NSimple entity_id)) (AST.PMapAspect portmaps)
+        portmaps = mkAssocElems args bndr signature
+      in
+        return $ AST.CSISm $ AST.CompInsSm (mkVHDLExtId label) (AST.IUEntity (AST.NSimple entity_id)) (AST.PMapAspect portmaps)
 
 -- GHC generates some funny "r = r" bindings in let statements before
 -- simplification. This outputs some dummy ConcSM for these, so things will at
 -- least compile for now.
 mkConcSm (bndr, CoreSyn.Var _) = return $ AST.CSPSm $ AST.ProcSm (mkVHDLBasicId "unused") [] []
 
 
 -- GHC generates some funny "r = r" bindings in let statements before
 -- simplification. This outputs some dummy ConcSM for these, so things will at
 -- least compile for now.
 mkConcSm (bndr, CoreSyn.Var _) = return $ AST.CSPSm $ AST.ProcSm (mkVHDLBasicId "unused") [] []
 
+-- A single alt case must be a selector
+mkConcSm (bndr, (Case (Var scrut) b ty [alt])) = error "Single case alt not supported yet"
+
+-- Multiple case alt are be conditional assignments and have only wild
+-- binders in the alts and only variables in the case values and a variable
+-- for a scrutinee. We check the constructor of the second alt, since the
+-- first is the default case, if there is any.
+mkConcSm (bndr, (Case (Var scrut) b ty [(_, _, Var false), (con, _, Var true)])) =
+  let
+    cond_expr = (varToVHDLExpr scrut) AST.:=: (conToVHDLExpr con)
+    true_expr  = (varToVHDLExpr true)
+    false_expr  = (varToVHDLExpr false)
+    false_wform = AST.Wform [AST.WformElem false_expr Nothing]
+    true_wform = AST.Wform [AST.WformElem true_expr Nothing]
+    whenelse = AST.WhenElse true_wform cond_expr
+    dst_name  = AST.NSimple (bndrToVHDLId bndr)
+    assign    = dst_name AST.:<==: (AST.ConWforms [whenelse] false_wform Nothing)
+  in
+    return $ AST.CSSASm assign
+mkConcSm (_, (Case (Var _) _ _ alts)) = error "VHDL.mkConcSm Not in normal form: Case statement with more than two alternatives"
+mkConcSm (_, Case _ _ _ _) = error "VHDL.mkConcSm Not in normal form: Case statement has does not have a simple variable as scrutinee"
+
+-- Turn a variable reference into a AST expression
+varToVHDLExpr :: Var.Var -> AST.Expr
+varToVHDLExpr var = AST.PrimName $ AST.NSimple $ bndrToVHDLId var
+
+-- Turn a constructor into an AST expression. For dataconstructors, this is
+-- only the constructor itself, not any arguments it has. Should not be called
+-- with a DEFAULT constructor.
+conToVHDLExpr :: CoreSyn.AltCon -> AST.Expr
+conToVHDLExpr (DataAlt dc) = AST.PrimLit lit
+  where
+    tycon = DataCon.dataConTyCon dc
+    tyname = TyCon.tyConName tycon
+    dcname = DataCon.dataConName dc
+    lit = case Name.getOccString tyname of
+      -- TODO: Do something more robust than string matching
+      "Bit"      -> case Name.getOccString dcname of "High" -> "'1'"; "Low" -> "'0'"
+      "Bool" -> case Name.getOccString dcname of "True" -> "true"; "False" -> "false"
+conToVHDLExpr (LitAlt _) = error "VHDL.conToVHDLExpr Literals not support in case alternatives yet"
+conToVHDLExpr DEFAULT = error "VHDL.conToVHDLExpr DEFAULT alternative should not occur here!"
+
+
+
 {-
 mkConcSm sigs (UncondDef src dst) _ = do
   src_expr <- vhdl_expr src
 {-
 mkConcSm sigs (UncondDef src dst) _ = do
   src_expr <- vhdl_expr src
@@ -385,6 +450,7 @@ vhdl_ty ty = do
             case name of
               "TFVec" -> Just $ mk_vector_ty (tfvec_len ty) ty
               "SizedWord" -> Just $ mk_vector_ty (sized_word_len ty) ty
             case name of
               "TFVec" -> Just $ mk_vector_ty (tfvec_len ty) ty
               "SizedWord" -> Just $ mk_vector_ty (sized_word_len ty) ty
+              "RangedWord" -> Just $ mk_natural_ty 0 (ranged_word_bound ty) ty
               otherwise -> Nothing
       -- Return new_ty when a new type was successfully created
       Maybe.fromMaybe 
               otherwise -> Nothing
       -- Return new_ty when a new type was successfully created
       Maybe.fromMaybe 
@@ -410,6 +476,18 @@ mk_vector_ty len ty = do
   modA vsTypeFuns (Map.insert (OrdType ty) (genUnconsVectorFuns std_logic_ty ty_id))
   return ty_id
 
   modA vsTypeFuns (Map.insert (OrdType ty) (genUnconsVectorFuns std_logic_ty ty_id))
   return ty_id
 
+mk_natural_ty ::
+  Int -- ^ The minimum bound (> 0)
+  -> Int -- ^ The maximum bound (> minimum bound)
+  -> Type.Type -- ^ The Haskell type to create a VHDL type for
+  -> VHDLState AST.TypeMark -- The typemark created.
+mk_natural_ty min_bound max_bound ty = do
+  let ty_id = mkVHDLExtId $ "nat_" ++ (show min_bound) ++ "_to_" ++ (show max_bound)
+  let ty_def = AST.SubtypeIn naturalTM (Nothing)
+  let ty_dec = AST.SubtypeDec ty_id ty_def
+  modA vsSubTypes (Map.insert (OrdType ty) (ty_id, ty_dec))
+  return ty_id
+
 
 builtin_types = 
   Map.fromList [
 
 builtin_types = 
   Map.fromList [