Merge branch 'cλash' of http://git.stderr.nl/matthijs/projects/master-project
[matthijs/master-project/cλash.git] / cλash / CLasH / VHDL / VHDLTools.hs
index eabb1b48f371a3a4e0f1c0515b91c97136f94756..cff65a68606a0a508ff05d8e882dab2ac49a981a 100644 (file)
@@ -5,6 +5,7 @@ module CLasH.VHDL.VHDLTools where
 import qualified Maybe
 import qualified Data.Either as Either
 import qualified Data.List as List
 import qualified Maybe
 import qualified Data.Either as Either
 import qualified Data.List as List
+import qualified Data.Char as Char
 import qualified Data.Map as Map
 import qualified Control.Monad as Monad
 import qualified Control.Arrow as Arrow
 import qualified Data.Map as Map
 import qualified Control.Monad as Monad
 import qualified Control.Arrow as Arrow
@@ -88,20 +89,18 @@ mkAssocElems ::
   [AST.Expr]                    -- ^ The argument that are applied to function
   -> AST.VHDLName               -- ^ The binder in which to store the result
   -> Entity                     -- ^ The entity to map against.
   [AST.Expr]                    -- ^ The argument that are applied to function
   -> AST.VHDLName               -- ^ The binder in which to store the result
   -> Entity                     -- ^ The entity to map against.
-  -> TranslatorSession [AST.AssocElem] -- ^ The resulting port maps
+  -> [AST.AssocElem]            -- ^ The resulting port maps
 mkAssocElems args res entity =
 mkAssocElems args res entity =
-    -- Create the actual AssocElems
-    return $ zipWith mkAssocElem ports sigs
+    arg_maps ++ (Maybe.maybeToList res_map_maybe)
   where
   where
-    -- Turn the ports and signals from a map into a flat list. This works,
-    -- since the maps must have an identical form by definition. TODO: Check
-    -- the similar form?
     arg_ports = ent_args entity
     arg_ports = ent_args entity
-    res_port  = ent_res entity
-    -- Extract the id part from the (id, type) tuple
-    ports     = map fst (res_port : arg_ports)
-    -- Translate signal numbers into names
-    sigs      = (vhdlNameToVHDLExpr res : args)
+    res_port_maybe = ent_res entity
+    -- Create an expression of res to map against the output port
+    res_expr = vhdlNameToVHDLExpr res
+    -- Map each of the input ports
+    arg_maps = zipWith mkAssocElem (map fst arg_ports) args
+    -- Map the output port, if present
+    res_map_maybe = fmap (\port -> mkAssocElem (fst port) res_expr) res_port_maybe
 
 -- | Create an VHDL port -> signal association
 mkAssocElem :: AST.VHDLId -> AST.Expr -> AST.AssocElem
 
 -- | Create an VHDL port -> signal association
 mkAssocElem :: AST.VHDLId -> AST.Expr -> AST.AssocElem
@@ -120,7 +119,8 @@ mkComponentInst label entity_id portassigns = AST.CSISm compins
   where
     -- We always have a clock port, so no need to map it anywhere but here
     clk_port = mkAssocElem clockId (idToVHDLExpr clockId)
   where
     -- We always have a clock port, so no need to map it anywhere but here
     clk_port = mkAssocElem clockId (idToVHDLExpr clockId)
-    compins = AST.CompInsSm (mkVHDLExtId label) (AST.IUEntity (AST.NSimple entity_id)) (AST.PMapAspect (portassigns ++ [clk_port]))
+    resetn_port = mkAssocElem resetId (idToVHDLExpr resetId)
+    compins = AST.CompInsSm (mkVHDLExtId label) (AST.IUEntity (AST.NSimple entity_id)) (AST.PMapAspect (portassigns ++ [clk_port,resetn_port]))
 
 -----------------------------------------------------------------------------
 -- Functions to generate VHDL Exprs
 
 -----------------------------------------------------------------------------
 -- Functions to generate VHDL Exprs
@@ -185,7 +185,10 @@ dataconToVHDLExpr dc = AST.PrimLit lit
 varToVHDLId ::
   CoreSyn.CoreBndr
   -> AST.VHDLId
 varToVHDLId ::
   CoreSyn.CoreBndr
   -> AST.VHDLId
-varToVHDLId = mkVHDLExtId . varToString
+varToVHDLId var = mkVHDLExtId $ (varToString var ++ varToStringUniq var ++ (show $ lowers $ varToStringUniq var))
+  where
+    lowers :: String -> Int
+    lowers xs = length [x | x <- xs, Char.isLower x]
 
 -- Creates a VHDL Name from a binder
 varToVHDLName ::
 
 -- Creates a VHDL Name from a binder
 varToVHDLName ::
@@ -236,7 +239,7 @@ mkVHDLExtId s =
   AST.unsafeVHDLExtId $ strip_invalid s
   where 
     -- Allowed characters, taken from ForSyde's mkVHDLExtId
   AST.unsafeVHDLExtId $ strip_invalid s
   where 
     -- Allowed characters, taken from ForSyde's mkVHDLExtId
-    allowed = ['A'..'Z'] ++ ['a'..'z'] ++ ['0'..'9'] ++ " \"#&\\'()*+,./:;<=>_|!$%@?[]^`{}~-"
+    allowed = ['A'..'Z'] ++ ['a'..'z'] ++ ['0'..'9'] ++ " \"#&'()*+,./:;<=>_|!$%@?[]^`{}~-"
     strip_invalid = filter (`elem` allowed)
 
 -- Create a record field selector that selects the given label from the record
     strip_invalid = filter (`elem` allowed)
 
 -- Create a record field selector that selects the given label from the record
@@ -287,7 +290,8 @@ vhdl_ty_either tything =
     Just ty -> vhdl_ty_either' ty
 
 vhdl_ty_either' :: Type.Type -> TypeSession (Either String (Maybe AST.TypeMark))
     Just ty -> vhdl_ty_either' ty
 
 vhdl_ty_either' :: Type.Type -> TypeSession (Either String (Maybe AST.TypeMark))
-vhdl_ty_either' ty = do
+vhdl_ty_either' ty | ty_has_free_tyvars ty = return $ Left $ "VHDLTools.vhdl_ty_either': Cannot create type: type has free type variables: " ++ pprString ty
+                   | otherwise = do
   typemap <- getA tsTypes
   htype_either <- mkHType ty
   case htype_either of
   typemap <- getA tsTypes
   htype_either <- mkHType ty
   case htype_either of
@@ -434,9 +438,10 @@ mk_natural_ty ::
   -> TypeSession (Either String (Maybe (AST.TypeMark, Either AST.TypeDef AST.SubtypeIn)))
       -- ^ An error message or The typemark created.
 mk_natural_ty min_bound max_bound = do
   -> TypeSession (Either String (Maybe (AST.TypeMark, Either AST.TypeDef AST.SubtypeIn)))
       -- ^ An error message or The typemark created.
 mk_natural_ty min_bound max_bound = do
-  let ty_id = mkVHDLExtId $ "nat_" ++ (show min_bound) ++ "_to_" ++ (show max_bound)
-  let range = AST.ConstraintRange $ AST.SubTypeRange (AST.PrimLit $ (show min_bound)) (AST.PrimLit $ (show max_bound))
-  let ty_def = AST.SubtypeIn naturalTM (Just range)
+  let bitsize = floor (logBase 2 (fromInteger (toInteger max_bound)))
+  let ty_id = mkVHDLExtId $ "natural_" ++ (show min_bound) ++ "_to_" ++ (show max_bound)
+  let range = AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint [AST.ToRange (AST.PrimLit $ show min_bound) (AST.PrimLit $ show bitsize)]
+  let ty_def = AST.SubtypeIn unsignedTM (Just range)
   return (Right $ Just (ty_id, Right ty_def))
 
 mk_unsigned_ty ::
   return (Right $ Just (ty_id, Right ty_def))
 
 mk_unsigned_ty ::
@@ -447,8 +452,6 @@ mk_unsigned_ty ty = do
   let ty_id = mkVHDLExtId $ "unsigned_" ++ show (size - 1)
   let range = AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint [AST.ToRange (AST.PrimLit "0") (AST.PrimLit $ show (size - 1))]
   let ty_def = AST.SubtypeIn unsignedTM (Just range)
   let ty_id = mkVHDLExtId $ "unsigned_" ++ show (size - 1)
   let range = AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint [AST.ToRange (AST.PrimLit "0") (AST.PrimLit $ show (size - 1))]
   let ty_def = AST.SubtypeIn unsignedTM (Just range)
-  let unsignedshow = mkIntegerShow ty_id
-  modA tsTypeFuns $ Map.insert (OrdType ty, showIdString) (showId, unsignedshow)
   return (Right $ Just (ty_id, Right ty_def))
   
 mk_signed_ty ::
   return (Right $ Just (ty_id, Right ty_def))
   
 mk_signed_ty ::
@@ -459,8 +462,6 @@ mk_signed_ty ty = do
   let ty_id = mkVHDLExtId $ "signed_" ++ show (size - 1)
   let range = AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint [AST.ToRange (AST.PrimLit "0") (AST.PrimLit $ show (size - 1))]
   let ty_def = AST.SubtypeIn signedTM (Just range)
   let ty_id = mkVHDLExtId $ "signed_" ++ show (size - 1)
   let range = AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint [AST.ToRange (AST.PrimLit "0") (AST.PrimLit $ show (size - 1))]
   let ty_def = AST.SubtypeIn signedTM (Just range)
-  let signedshow = mkIntegerShow ty_id
-  modA tsTypeFuns $ Map.insert (OrdType ty, showIdString) (showId, signedshow)
   return (Right $ Just (ty_id, Right ty_def))
 
 -- Finds the field labels for VHDL type generated for the given Core type,
   return (Right $ Just (ty_id, Right ty_def))
 
 -- Finds the field labels for VHDL type generated for the given Core type,
@@ -678,26 +679,19 @@ mkVectorShow elemTM vectorTM =
                                genExprFCall doShowId (AST.PrimName $ AST.NSimple vecPar) AST.:&:
                                AST.PrimLit "'>'" )
 
                                genExprFCall doShowId (AST.PrimName $ AST.NSimple vecPar) AST.:&:
                                AST.PrimLit "'>'" )
 
-mkIntegerShow ::
-  AST.TypeMark -- ^ The specific signed
-  -> AST.SubProgBody
-mkIntegerShow signedTM = AST.SubProgBody showSpec [] [showExpr]
-  where
-    signedPar = AST.unsafeVHDLBasicId "sint"
-    showSpec = AST.Function showId [AST.IfaceVarDec signedPar signedTM] stringTM
-    showExpr = AST.ReturnSm (Just $
-                AST.PrimName $ AST.NAttribute $ AST.AttribName (AST.NSimple integerId) 
-                  (AST.NIndexed $ AST.IndexedName (AST.NSimple imageId) [signToInt]) Nothing )
-      where
-        signToInt = genExprFCall (mkVHDLBasicId toIntegerId) (AST.PrimName $ AST.NSimple $ signedPar)
-
 mkBuiltInShow :: [AST.SubProgBody]
 mkBuiltInShow = [ AST.SubProgBody showBitSpec [] [showBitExpr]
                 , AST.SubProgBody showBoolSpec [] [showBoolExpr]
 mkBuiltInShow :: [AST.SubProgBody]
 mkBuiltInShow = [ AST.SubProgBody showBitSpec [] [showBitExpr]
                 , AST.SubProgBody showBoolSpec [] [showBoolExpr]
+                , AST.SubProgBody showSingedSpec [] [showSignedExpr]
+                , AST.SubProgBody showUnsignedSpec [] [showUnsignedExpr]
+                -- , AST.SubProgBody showNaturalSpec [] [showNaturalExpr]
                 ]
   where
                 ]
   where
-    bitPar    = AST.unsafeVHDLBasicId "s"
-    boolPar    = AST.unsafeVHDLBasicId "b"
+    bitPar      = AST.unsafeVHDLBasicId "s"
+    boolPar     = AST.unsafeVHDLBasicId "b"
+    signedPar   = AST.unsafeVHDLBasicId "sint"
+    unsignedPar = AST.unsafeVHDLBasicId "uint"
+    -- naturalPar  = AST.unsafeVHDLBasicId "nat"
     showBitSpec = AST.Function showId [AST.IfaceVarDec bitPar std_logicTM] stringTM
     -- if s = '1' then return "'1'" else return "'0'"
     showBitExpr = AST.IfSm (AST.PrimName (AST.NSimple bitPar) AST.:=: AST.PrimLit "'1'")
     showBitSpec = AST.Function showId [AST.IfaceVarDec bitPar std_logicTM] stringTM
     -- if s = '1' then return "'1'" else return "'0'"
     showBitExpr = AST.IfSm (AST.PrimName (AST.NSimple bitPar) AST.:=: AST.PrimLit "'1'")
@@ -710,6 +704,23 @@ mkBuiltInShow = [ AST.SubProgBody showBitSpec [] [showBitExpr]
                         [AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimLit "\"True\"")]
                         []
                         (Just $ AST.Else [AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimLit "\"False\"")])
                         [AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimLit "\"True\"")]
                         []
                         (Just $ AST.Else [AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimLit "\"False\"")])
+    showSingedSpec = AST.Function showId [AST.IfaceVarDec signedPar signedTM] stringTM
+    showSignedExpr =  AST.ReturnSm (Just $
+                        AST.PrimName $ AST.NAttribute $ AST.AttribName (AST.NSimple integerId) 
+                        (AST.NIndexed $ AST.IndexedName (AST.NSimple imageId) [signToInt]) Nothing )
+                      where
+                        signToInt = genExprFCall (mkVHDLBasicId toIntegerId) (AST.PrimName $ AST.NSimple $ signedPar)
+    showUnsignedSpec =  AST.Function showId [AST.IfaceVarDec unsignedPar unsignedTM] stringTM
+    showUnsignedExpr =  AST.ReturnSm (Just $
+                          AST.PrimName $ AST.NAttribute $ AST.AttribName (AST.NSimple integerId) 
+                          (AST.NIndexed $ AST.IndexedName (AST.NSimple imageId) [unsignToInt]) Nothing )
+                        where
+                          unsignToInt = genExprFCall (mkVHDLBasicId toIntegerId) (AST.PrimName $ AST.NSimple $ unsignedPar)
+    -- showNaturalSpec = AST.Function showId [AST.IfaceVarDec naturalPar naturalTM] stringTM
+    -- showNaturalExpr = AST.ReturnSm (Just $
+    --                     AST.PrimName $ AST.NAttribute $ AST.AttribName (AST.NSimple integerId)
+    --                     (AST.NIndexed $ AST.IndexedName (AST.NSimple imageId) [AST.PrimName $ AST.NSimple $ naturalPar]) Nothing )
+                      
   
 genExprFCall :: AST.VHDLId -> AST.Expr -> AST.Expr
 genExprFCall fName args = 
   
 genExprFCall :: AST.VHDLId -> AST.Expr -> AST.Expr
 genExprFCall fName args = 
@@ -728,3 +739,8 @@ mkSigDec bndr = do
   case type_mark_maybe of
     Just type_mark -> return $ Just (AST.SigDec (varToVHDLId bndr) type_mark Nothing)
     Nothing -> return Nothing
   case type_mark_maybe of
     Just type_mark -> return $ Just (AST.SigDec (varToVHDLId bndr) type_mark Nothing)
     Nothing -> return Nothing
+
+-- | Does the given thing have a non-empty type?
+hasNonEmptyType :: (TypedThing t, Outputable.Outputable t) => 
+  t -> TranslatorSession Bool
+hasNonEmptyType thing = MonadState.lift tsType $ isJustM (vhdl_ty "hasNonEmptyType: Non representable type?" thing)