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[matthijs/master-project/cλash.git] / cλash / CLasH / Normalize / NormalizeTools.hs
index 0f988e02a598ec314b3a4dee57dac3e339eac4d8..cdb7ee01352a85fca6cf080de9019259c359d632 100644 (file)
@@ -1,4 +1,3 @@
-{-# LANGUAGE PackageImports #-}
 -- 
 -- This module provides functions for program transformations.
 --
 -- 
 -- This module provides functions for program transformations.
 --
@@ -9,9 +8,8 @@ import qualified Data.Monoid as Monoid
 import qualified Data.Either as Either
 import qualified Control.Monad as Monad
 import qualified Control.Monad.Trans.Writer as Writer
 import qualified Data.Either as Either
 import qualified Control.Monad as Monad
 import qualified Control.Monad.Trans.Writer as Writer
-import qualified "transformers" Control.Monad.Trans as Trans
+import qualified Control.Monad.Trans.Class as Trans
 import qualified Data.Accessor.Monad.Trans.State as MonadState
 import qualified Data.Accessor.Monad.Trans.State as MonadState
--- import Debug.Trace
 
 -- GHC API
 import CoreSyn
 
 -- GHC API
 import CoreSyn
@@ -19,8 +17,8 @@ import qualified Name
 import qualified Id
 import qualified CoreSubst
 import qualified Type
 import qualified Id
 import qualified CoreSubst
 import qualified Type
--- import qualified CoreUtils
--- import Outputable ( showSDoc, ppr, nest )
+import qualified CoreUtils
+import Outputable ( showSDoc, ppr, nest )
 
 -- Local imports
 import CLasH.Normalize.NormalizeTypes
 
 -- Local imports
 import CLasH.Normalize.NormalizeTypes
@@ -32,29 +30,45 @@ import qualified CLasH.VHDL.VHDLTools as VHDLTools
 
 -- Apply the given transformation to all expressions in the given expression,
 -- including the expression itself.
 
 -- Apply the given transformation to all expressions in the given expression,
 -- including the expression itself.
-everywhere :: (String, Transform) -> Transform
+everywhere :: Transform -> Transform
 everywhere trans = applyboth (subeverywhere (everywhere trans)) trans
 
 everywhere trans = applyboth (subeverywhere (everywhere trans)) trans
 
+data NormDbgLevel = 
+    NormDbgNone         -- ^ No debugging
+  | NormDbgFinal        -- ^ Print functions before / after normalization
+  | NormDbgApplied      -- ^ Print expressions before / after applying transformations
+  | NormDbgAll          -- ^ Print expressions when a transformation does not apply
+  deriving (Eq, Ord)
+normalize_debug = NormDbgFinal
+
+-- Applies a transform, optionally showing some debug output.
+apply :: (String, Transform) -> Transform
+apply (name, trans) ctx expr =  do
+    -- Apply the transformation and find out if it changed anything
+    (expr', any_changed) <- Writer.listen $ trans ctx expr
+    let changed = Monoid.getAny any_changed
+    -- If it changed, increase the transformation counter 
+    Monad.when changed $ Trans.lift (MonadState.modify tsTransformCounter (+1))
+    -- Prepare some debug strings
+    let before = showSDoc (nest 4 $ ppr expr) ++ "\nType: \n" ++ (showSDoc $ nest 4 $ ppr $ CoreUtils.exprType expr) ++ "\n"
+    let context = "Context: " ++ show ctx ++ "\n"
+    let after  = showSDoc (nest 4 $ ppr expr') ++ "\nType: \n" ++ (showSDoc $ nest 4 $ ppr $ CoreUtils.exprType expr') ++ "\n"
+    traceIf (normalize_debug >= NormDbgApplied && changed) ("Changes when applying transform " ++ name ++ " to:\n" ++ before ++ context ++ "Result:\n" ++ after) $ 
+     traceIf (normalize_debug >= NormDbgAll && not changed) ("No changes when applying transform " ++ name ++ " to:\n" ++ before  ++ context) $
+     return expr'
+
 -- Apply the first transformation, followed by the second transformation, and
 -- keep applying both for as long as expression still changes.
 -- Apply the first transformation, followed by the second transformation, and
 -- keep applying both for as long as expression still changes.
-applyboth :: Transform -> (String, Transform) -> Transform
-applyboth first (name, second) context expr = do
+applyboth :: Transform -> Transform -> Transform
+applyboth first second context expr = do
   -- Apply the first
   expr' <- first context expr
   -- Apply the second
   (expr'', changed) <- Writer.listen $ second context expr'
   -- Apply the first
   expr' <- first context expr
   -- Apply the second
   (expr'', changed) <- Writer.listen $ second context expr'
-  if Monoid.getAny $
-        -- trace ("Trying to apply transform " ++ name ++ " to:\n" ++ showSDoc (nest 4 $ ppr expr') ++ "\nType: \n" ++ (showSDoc $ nest 4 $ ppr $ CoreUtils.exprType expr') ++ "\n")
-        changed 
+  if Monoid.getAny $ changed
     then
     then
-     -- trace ("Applying transform " ++ name ++ " to:\n" ++ showSDoc (nest 4 $ ppr expr') ++ "\nType: \n" ++ (showSDoc $ nest 4 $ ppr $ CoreUtils.exprType expr') ++ "\n"
-     --        ++ "Context: " ++ show context ++ "\n"
-     --        ++ "Result of applying " ++ name ++ ":\n" ++ showSDoc (nest 4 $ ppr expr'') ++ "\n" ++ "Type: \n" ++ (showSDoc $ nest 4 $ ppr $ CoreUtils.exprType expr'') ++ "\n" ) $
-      do
-        Trans.lift $ MonadState.modify tsTransformCounter (+1)
-        applyboth first (name, second) context expr'' 
+      applyboth first second context expr'' 
     else 
     else 
-      -- trace ("No changes") $
       return expr''
 
 -- Apply the given transformation to all direct subexpressions (only), not the
       return expr''
 
 -- Apply the given transformation to all direct subexpressions (only), not the
@@ -105,9 +119,9 @@ subeverywhere trans c (Cast expr ty) = do
 subeverywhere trans c expr = error $ "\nNormalizeTools.subeverywhere: Unsupported expression: " ++ show expr
 
 -- Runs each of the transforms repeatedly inside the State monad.
 subeverywhere trans c expr = error $ "\nNormalizeTools.subeverywhere: Unsupported expression: " ++ show expr
 
 -- Runs each of the transforms repeatedly inside the State monad.
-dotransforms :: [Transform] -> CoreExpr -> TranslatorSession CoreExpr
+dotransforms :: [(String, Transform)] -> CoreExpr -> TranslatorSession CoreExpr
 dotransforms transs expr = do
 dotransforms transs expr = do
-  (expr', changed) <- Writer.runWriterT $ Monad.foldM (\e trans -> trans [] e) expr transs
+  (expr', changed) <- Writer.runWriterT $ Monad.foldM (\e trans -> everywhere (apply trans) [] e) expr transs
   if Monoid.getAny changed then dotransforms transs expr' else return expr'
 
 -- Inline all let bindings that satisfy the given condition
   if Monoid.getAny changed then dotransforms transs expr' else return expr'
 
 -- Inline all let bindings that satisfy the given condition
@@ -215,17 +229,17 @@ isUserDefined bndr = str `notElem` builtinIds
   where
     str = Name.getOccString bndr
 
   where
     str = Name.getOccString bndr
 
--- Is the given binder normalizable? This means that its type signature can be
+-- Is the given binder normalizable? This means that its type signature can be
 -- represented in hardware, which should (?) guarantee that it can be made
 -- represented in hardware, which should (?) guarantee that it can be made
--- into hardware. Note that if a binder is not normalizable, it might become
--- so using argument propagation.
-isNormalizeable :: CoreBndr -> TransformMonad Bool 
-isNormalizeable bndr = Trans.lift (isNormalizeable' bndr)
-
-isNormalizeable' :: CoreBndr -> TranslatorSession Bool 
-isNormalizeable' bndr = do
+-- into hardware. This checks whether all the arguments and (optionally)
+-- the return value are
+-- representable.
+isNormalizeable :: 
+  Bool -- ^ Allow the result to be unrepresentable?
+  -> CoreBndr  -- ^ The binder to check
+  -> TranslatorSession Bool  -- ^ Is it normalizeable?
+isNormalizeable result_nonrep bndr = do
   let ty = Id.idType bndr
   let (arg_tys, res_ty) = Type.splitFunTys ty
   let ty = Id.idType bndr
   let (arg_tys, res_ty) = Type.splitFunTys ty
-  -- This function is normalizable if all its arguments and return value are
-  -- representable.
-  andM $ mapM isRepr' (res_ty:arg_tys)
+  let check_tys = if result_nonrep then arg_tys else (res_ty:arg_tys) 
+  andM $ mapM isRepr' check_tys