Store the RegisterBankState in a algbraic data type.
[matthijs/master-project/cλash.git] / Translator.hs
index 64cdb5199a9aa5b5e69b9008b12d6b63a704105d..a15c9b394ce65f75ee7b7be55d8fc4d7b9399c51 100644 (file)
@@ -7,6 +7,8 @@ import qualified Type
 import qualified TyCon
 import qualified DataCon
 import qualified Maybe
+import qualified Module
+import qualified Control.Monad.State as State
 import Name
 import Data.Generics
 import NameEnv ( lookupNameEnv )
@@ -16,164 +18,573 @@ import Outputable ( showSDoc, ppr )
 import GHC.Paths ( libdir )
 import DynFlags ( defaultDynFlags )
 import List ( find )
+import qualified List
+import qualified Monad
+
+-- The following modules come from the ForSyDe project. They are really
+-- internal modules, so ForSyDe.cabal has to be modified prior to installing
+-- ForSyDe to get access to these modules.
+import qualified ForSyDe.Backend.VHDL.AST as AST
+import qualified ForSyDe.Backend.VHDL.Ppr
+import qualified ForSyDe.Backend.Ppr
+-- This is needed for rendering the pretty printed VHDL
+import Text.PrettyPrint.HughesPJ (render)
 
 main = 
-               do
-                       defaultErrorHandler defaultDynFlags $ do
-                               runGhc (Just libdir) $ do
-                                       dflags <- getSessionDynFlags
-                                       setSessionDynFlags dflags
-                                       --target <- guessTarget "adder.hs" Nothing
-                                       --liftIO (print (showSDoc (ppr (target))))
-                                       --liftIO $ printTarget target
-                                       --setTargets [target]
-                                       --load LoadAllTargets
-                                       --core <- GHC.compileToCoreSimplified "Adders.hs"
-                                       core <- GHC.compileToCoreSimplified "Adders.hs"
-                                       liftIO $ printBinds (cm_binds core)
-                                       let bind = findBind "no_carry_adder" (cm_binds core)
-                                       let NonRec var expr = bind
-                                       liftIO $ putStr $ showSDoc $ ppr expr
-                                       liftIO $ putStr "\n\n"
-                                       liftIO $ putStr $ getEntity bind
-                                       liftIO $ putStr $ getArchitecture bind
-                                       return expr
+    do
+      defaultErrorHandler defaultDynFlags $ do
+        runGhc (Just libdir) $ do
+          dflags <- getSessionDynFlags
+          setSessionDynFlags dflags
+          --target <- guessTarget "adder.hs" Nothing
+          --liftIO (print (showSDoc (ppr (target))))
+          --liftIO $ printTarget target
+          --setTargets [target]
+          --load LoadAllTargets
+          --core <- GHC.compileToCoreSimplified "Adders.hs"
+          core <- GHC.compileToCoreSimplified "Adders.hs"
+          --liftIO $ printBinds (cm_binds core)
+          let binds = Maybe.mapMaybe (findBind (cm_binds core)) ["full_adder", "half_adder"]
+          liftIO $ printBinds binds
+          -- Turn bind into VHDL
+          let vhdl = State.evalState (mkVHDL binds) (VHDLSession 0 builtin_funcs)
+          liftIO $ putStr $ concat $ map (render . ForSyDe.Backend.Ppr.ppr) vhdl
+          return ()
+  where
+    -- Turns the given bind into VHDL
+    mkVHDL binds = do
+      -- Get the function signatures
+      funcs <- mapM mkHWFunction binds
+      -- Add them to the session
+      mapM (uncurry addFunc) funcs
+      -- Create architectures for them
+      mapM getArchitecture binds
 
 printTarget (Target (TargetFile file (Just x)) obj Nothing) =
-       print $ show file
+  print $ show file
 
 printBinds [] = putStr "done\n\n"
 printBinds (b:bs) = do
-       printBind b
-       putStr "\n"
-       printBinds bs
+  printBind b
+  putStr "\n"
+  printBinds bs
 
 printBind (NonRec b expr) = do
-       putStr "NonRec: "
-       printBind' (b, expr)
+  putStr "NonRec: "
+  printBind' (b, expr)
 
 printBind (Rec binds) = do
-       putStr "Rec: \n"        
-       foldl1 (>>) (map printBind' binds)
+  putStr "Rec: \n"  
+  foldl1 (>>) (map printBind' binds)
 
 printBind' (b, expr) = do
-       putStr $ getOccString b
-       --putStr $ showSDoc $ ppr expr
-       putStr "\n"
-
-findBind :: String -> [CoreBind] -> CoreBind
-findBind lookfor =
-       -- This ignores Recs and compares the name of the bind with lookfor,
-       -- disregarding any namespaces in OccName and extra attributes in Name and
-       -- Var.
-       Maybe.fromJust . find (\b -> case b of 
-               Rec l -> False
-               NonRec var _ -> lookfor == (occNameString $ nameOccName $ getName var)
-       )
-
--- Generate a port (or multiple for tuple types) in the given direction for
--- each type given.
-getPortsForTys :: String -> String -> Int -> [Type] -> String
-getPortsForTys dir prefix num [] = ""
-getPortsForTys dir prefix num (t:ts) = 
-       (getPortsForTy dir (prefix ++ show num) t) ++ getPortsForTys dir prefix (num + 1) ts
-
-getPortsForFunTy ty =
-               -- All of a function's arguments become IN ports, the result becomes on
-               -- (or more) OUT ports.
-               -- Drop the first ;\n
-               drop 2 (getPortsForTys "in" "portin" 0 args) ++ (getPortsForTy "out" "portout" res) ++ "\n"
-       where
-               (args, res) = Type.splitFunTys ty
-
-getPortsForTy  :: String -> String -> Type -> String
-getPortsForTy dir name ty =
-       if (TyCon.isTupleTyCon tycon) then
-               -- Expand tuples we find
-               getPortsForTys dir name 0 args
-       else -- Assume it's a type constructor application, ie simple data type
-               let 
-                       vhdlTy = showSDoc $ ppr $ TyCon.tyConName tycon;
-               in
-                       ";\n\t" ++ name ++ " : " ++ dir ++ " " ++ vhdlTy
-       where
-               (tycon, args) = Type.splitTyConApp ty 
-
-getEntity (NonRec var expr) =
-               "entity " ++ name ++ " is\n"
-               ++ "port (\n"
-               ++ getPortsForFunTy ty
-         ++ ");\n"
-               ++ "end " ++ name ++ ";\n\n"
-       where
-               name = (getOccString var)
-               ty = CoreUtils.exprType expr
+  putStr $ getOccString b
+  putStr $ showSDoc $ ppr expr
+  putStr "\n"
 
+findBind :: [CoreBind] -> String -> Maybe CoreBind
+findBind binds lookfor =
+  -- This ignores Recs and compares the name of the bind with lookfor,
+  -- disregarding any namespaces in OccName and extra attributes in Name and
+  -- Var.
+  find (\b -> case b of 
+    Rec l -> False
+    NonRec var _ -> lookfor == (occNameString $ nameOccName $ getName var)
+  ) binds
+
+getPortMapEntry ::
+  SignalNameMap AST.VHDLId  -- The port name to bind to
+  -> SignalNameMap AST.VHDLId 
+                            -- The signal or port to bind to it
+  -> AST.AssocElem          -- The resulting port map entry
+  
 -- Accepts a port name and an argument to map to it.
 -- Returns the appropriate line for in the port map
-getPortMapEntry binds portname (Var id) = 
-       "\t" ++ portname ++ " => " ++ signalname ++ "\n"
-       where
-               Port signalname = Maybe.fromMaybe
-                       (error $ "Argument " ++ getOccString id ++ "is unknown")
-                       (lookup id binds)
-
-getPortMapEntry binds _ a = error $ "Unsupported argument: " ++ (showSDoc $ ppr a)
+getPortMapEntry (Signal portname) (Signal signame) = 
+  (Just portname) AST.:=>: (AST.ADName (AST.NSimple signame))
 
 getInstantiations ::
-       PortNameMap                  -- The arguments that need to be applied to the
-                                                                                                                        -- expression. Should always be the Args
-                                                                                                                        -- constructor.
-       -> [(CoreBndr, PortNameMap)] -- A list of bindings in effect
-       -> CoreSyn.CoreExpr          -- The expression to generate an architecture for
-       -> String                    -- The resulting VHDL code
+  [SignalNameMap AST.VHDLId]   -- The arguments that need to be applied to the
+                               -- expression.
+  -> SignalNameMap AST.VHDLId  -- The output ports that the expression should generate.
+  -> [(CoreBndr, SignalNameMap AST.VHDLId)] 
+                               -- A list of bindings in effect
+  -> CoreSyn.CoreExpr          -- The expression to generate an architecture for
+  -> VHDLState ([AST.SigDec], [AST.ConcSm])    
+                               -- The resulting VHDL code
 
 -- A lambda expression binds the first argument (a) to the binder b.
-getInstantiations (Args (a:as)) binds (Lam b expr) =
-       getInstantiations (Args as) ((b, a):binds) expr
+getInstantiations (a:as) outs binds (Lam b expr) =
+  getInstantiations as outs ((b, a):binds) expr
 
 -- A case expression that checks a single variable and has a single
 -- alternative, can be used to take tuples apart
-getInstantiations args binds (Case (Var v) b _ [res]) =
-       case altcon of
-               DataAlt datacon ->
-                       if (DataCon.isTupleCon datacon) then
-                               getInstantiations args binds' expr
-                       else
-                               error "Data constructors other than tuples not supported"
-               otherwise ->
-                       error "Case binders other than tuples not supported"
-       where
-               binds' = (zip bind_vars tuple_ports) ++ binds
-               (altcon, bind_vars, expr) = res
-               -- Find the portnamemaps for each of the tuple's elements
-               Tuple tuple_ports = Maybe.fromMaybe 
-                       (error $ "Case expression uses unknown scrutinee " ++ getOccString v)
-                       (lookup v binds)
+getInstantiations args outs binds (Case (Var v) b _ [res]) =
+  -- Split out the type of alternative constructor, the variables it binds
+  -- and the expression to evaluate with the variables bound.
+  let (altcon, bind_vars, expr) = res in
+  case altcon of
+    DataAlt datacon ->
+      if (DataCon.isTupleCon datacon) then
+        let 
+          -- Lookup the scrutinee (which must be a variable bound to a tuple) in
+          -- the existing bindings list and get the portname map for each of
+          -- it's elements.
+          Tuple tuple_ports = Maybe.fromMaybe 
+            (error $ "Case expression uses unknown scrutinee " ++ getOccString v)
+            (lookup v binds)
+          -- Merge our existing binds with the new binds.
+          binds' = (zip bind_vars tuple_ports) ++ binds 
+        in
+          -- Evaluate the expression with the new binds list
+          getInstantiations args outs binds' expr
+      else
+        error "Data constructors other than tuples not supported"
+    otherwise ->
+      error "Case binders other than tuples not supported"
 
 -- An application is an instantiation of a component
-getInstantiations args binds app@(App expr arg) =
-       --indent ++ "F:\n" ++ (getInstantiations (' ':indent) expr) ++ "\n" ++ indent ++ "A:\n" ++ (getInstantiations (' ':indent) arg) ++ "\n"
-       "app : " ++ (getOccString f) ++ "\n"
-       ++ "port map (\n"
-       ++ concat (zipWith (getPortMapEntry binds) ["portin0", "portin1"] args)
-       ++ ");\n"
-       where
-               ((Var f), args) = collectArgs app
-
-getInstantiations args binds expr = showSDoc $ ppr $ expr
-
-getArchitecture (NonRec var expr) =
-       "architecture structural of " ++ name ++ " is\n"
-       ++ "begin\n"
-       ++ getInstantiations (Args [Tuple [Port "portin0", Port "portin1"]]) [] expr
-       ++ "end structural\n"
-       where
-               name = (getOccString var)
-               ty = CoreUtils.exprType expr
-
-data PortNameMap =
-       Args [PortNameMap] -- Each of the submaps represent an argument to the
-                          -- function. Should only occur at top level.
-       | Tuple [PortNameMap]
-       | Port  String
+getInstantiations args outs binds app@(App expr arg) = do
+  let ((Var f), fargs) = collectArgs app
+      name = getOccString f
+  if isTupleConstructor f 
+    then do
+      -- Get the signals we should bind our results to
+      let Tuple outports = outs
+      -- Split the tuple constructor arguments into types and actual values.
+      let (_, vals) = splitTupleConstructorArgs fargs
+      -- Bind each argument to each output signal
+      res <- sequence $ zipWith 
+        (\outs' expr' -> getInstantiations args outs' binds expr')
+        outports vals
+      -- res is a list of pairs of lists, so split out the signals and
+      -- components into separate lists of lists
+      let (sigs, comps) = unzip res
+      -- And join all the signals and component instantiations together
+      return $ (concat sigs, concat comps)
+    else do
+      -- This is an normal function application, which maps to a component
+      -- instantiation.
+      -- Lookup the hwfunction to instantiate
+      HWFunction inports outport <- getHWFunc name
+      -- Generate a unique name for the application
+      appname <- uniqueName "app"
+      -- Expand each argument to a signal or port name, possibly generating
+      -- new signals and component instantiations
+      (sigs, comps, args) <- expandArgs binds fargs
+      -- Bind each of the input ports to the expanded signal or port
+      let inmaps = zipWith getPortMapEntry inports args
+      -- Bind each of the output ports to our output signals
+      let outmaps = mapOutputPorts outport outs
+      -- Build and return a component instantiation
+      let comp = AST.CompInsSm
+            (AST.unsafeVHDLBasicId appname)
+            (AST.IUEntity (AST.NSimple (AST.unsafeVHDLBasicId name)))
+            (AST.PMapAspect (inmaps ++ outmaps))
+      return (sigs, (AST.CSISm comp) : comps)
+
+getInstantiations args outs binds expr = 
+  error $ "Unsupported expression" ++ (showSDoc $ ppr $ expr)
+
+expandExpr ::
+  [(CoreBndr, SignalNameMap AST.VHDLId)] 
+                                         -- A list of bindings in effect
+  -> CoreExpr                            -- The expression to expand
+  -> VHDLState (
+       [AST.SigDec],                     -- Needed signal declarations
+       [AST.ConcSm],                     -- Needed component instantations and
+                                         -- signal assignments.
+       [SignalNameMap AST.VHDLId],       -- The signal names corresponding to
+                                         -- the expression's arguments
+       SignalNameMap AST.VHDLId)         -- The signal names corresponding to
+                                         -- the expression's result.
+expandExpr binds lam@(Lam b expr) = do
+  -- Generate a new signal to which we will expect this argument to be bound.
+  signal_name <- uniqueName ("arg-" ++ getOccString b)
+  -- Find the type of the binder
+  let (arg_ty, _) = Type.splitFunTy (CoreUtils.exprType lam)
+  -- Create signal names for the binder
+  let arg_signal = getPortNameMapForTy ("xxx") arg_ty
+  -- Create the corresponding signal declarations
+  let signal_decls = mkSignalsFromMap arg_signal
+  -- Add the binder to the list of binds
+  let binds' = (b, arg_signal) : binds
+  -- Expand the rest of the expression
+  (signal_decls', statements', arg_signals', res_signal') <- expandExpr binds' expr
+  -- Properly merge the results
+  return (signal_decls ++ signal_decls',
+          statements',
+          arg_signal : arg_signals',
+          res_signal')
+
+expandExpr binds (Var id) =
+  return ([], [], [], Signal signal_id)
+  where
+    -- Lookup the id in our binds map
+    Signal signal_id = Maybe.fromMaybe
+      (error $ "Argument " ++ getOccString id ++ "is unknown")
+      (lookup id binds)
+
+expandExpr binds l@(Let (NonRec b bexpr) expr) = do
+  (signal_decls, statements, arg_signals, res_signals) <- expandExpr binds bexpr
+  let binds' = (b, res_signals) : binds
+  (signal_decls', statements', arg_signals', res_signals') <- expandExpr binds' expr
+  return (
+    signal_decls ++ signal_decls',
+    statements ++ statements',
+    arg_signals',
+    res_signals')
+
+expandExpr binds app@(App _ _) = do
+  let ((Var f), args) = collectArgs app
+  if isTupleConstructor f 
+    then
+      expandBuildTupleExpr binds args
+    else
+      expandApplicationExpr binds (CoreUtils.exprType app) f args
+
+expandExpr binds expr@(Case (Var v) b _ alts) =
+  case alts of
+    [alt] -> expandSingleAltCaseExpr binds v b alt
+    otherwise -> error $ "Multiple alternative case expression not supported: " ++ (showSDoc $ ppr expr)
+
+expandExpr binds expr@(Case _ b _ _) =
+  error $ "Case expression with non-variable scrutinee not supported: " ++ (showSDoc $ ppr expr)
+
+expandExpr binds expr = 
+  error $ "Unsupported expression: " ++ (showSDoc $ ppr $ expr)
+
+-- Expands the construction of a tuple into VHDL
+expandBuildTupleExpr ::
+  [(CoreBndr, SignalNameMap AST.VHDLId)] 
+                                         -- A list of bindings in effect
+  -> [CoreExpr]                          -- A list of expressions to put in the tuple
+  -> VHDLState ( [AST.SigDec], [AST.ConcSm], [SignalNameMap AST.VHDLId], SignalNameMap AST.VHDLId)
+                                         -- See expandExpr
+expandBuildTupleExpr binds args = do
+  -- Split the tuple constructor arguments into types and actual values.
+  let (_, vals) = splitTupleConstructorArgs args
+  -- Expand each of the values in the tuple
+  (signals_declss, statementss, arg_signalss, res_signals) <-
+    (Monad.liftM List.unzip4) $ mapM (expandExpr binds) vals
+  if any (not . null) arg_signalss
+    then error "Putting high order functions in tuples not supported"
+    else
+      return (
+        concat signals_declss,
+        concat statementss,
+        [],
+        Tuple res_signals)
+
+-- Expands the most simple case expression that scrutinizes a plain variable
+-- and has a single alternative. This simple form currently allows only for
+-- unpacking tuple variables.
+expandSingleAltCaseExpr ::
+  [(CoreBndr, SignalNameMap AST.VHDLId)] 
+                            -- A list of bindings in effect
+  -> Var.Var                -- The scrutinee
+  -> CoreBndr               -- The binder to bind the scrutinee to
+  -> CoreAlt                -- The single alternative
+  -> VHDLState ( [AST.SigDec], [AST.ConcSm], [SignalNameMap AST.VHDLId], SignalNameMap AST.VHDLId)
+                                         -- See expandExpr
+
+expandSingleAltCaseExpr binds v b alt@(DataAlt datacon, bind_vars, expr) =
+  if not (DataCon.isTupleCon datacon) 
+    then
+      error $ "Dataconstructors other than tuple constructors not supported in case pattern of alternative: " ++ (showSDoc $ ppr alt)
+    else
+      let
+        -- Lookup the scrutinee (which must be a variable bound to a tuple) in
+        -- the existing bindings list and get the portname map for each of
+        -- it's elements.
+        Tuple tuple_ports = Maybe.fromMaybe 
+          (error $ "Case expression uses unknown scrutinee " ++ getOccString v)
+          (lookup v binds)
+        -- TODO include b in the binds list
+        -- Merge our existing binds with the new binds.
+        binds' = (zip bind_vars tuple_ports) ++ binds 
+      in
+        -- Expand the expression with the new binds list
+        expandExpr binds' expr
+
+expandSingleAltCaseExpr _ _ _ alt =
+  error $ "Case patterns other than data constructors not supported in case alternative: " ++ (showSDoc $ ppr alt)
+      
+
+-- Expands the application of argument to a function into VHDL
+expandApplicationExpr ::
+  [(CoreBndr, SignalNameMap AST.VHDLId)] 
+                                         -- A list of bindings in effect
+  -> Type                                -- The result type of the function call
+  -> Var.Var                             -- The function to call
+  -> [CoreExpr]                          -- A list of argumetns to apply to the function
+  -> VHDLState ( [AST.SigDec], [AST.ConcSm], [SignalNameMap AST.VHDLId], SignalNameMap AST.VHDLId)
+                                         -- See expandExpr
+expandApplicationExpr binds ty f args = do
+  let name = getOccString f
+  -- Generate a unique name for the application
+  appname <- uniqueName ("app-" ++ name)
+  -- Lookup the hwfunction to instantiate
+  HWFunction inports outport <- getHWFunc name
+  -- Expand each of the args, so each of them is reduced to output signals
+  (arg_signal_decls, arg_statements, arg_res_signals) <- expandArgs binds args
+  -- Bind each of the input ports to the expanded arguments
+  let inmaps = concat $ zipWith createAssocElems inports arg_res_signals
+  -- Create signal names for our result
+  let res_signal = getPortNameMapForTy (appname ++ "-out") ty
+  -- Create the corresponding signal declarations
+  let signal_decls = mkSignalsFromMap res_signal
+  -- Bind each of the output ports to our output signals
+  let outmaps = mapOutputPorts outport res_signal
+  -- Instantiate the component
+  let component = AST.CSISm $ AST.CompInsSm
+        (AST.unsafeVHDLBasicId appname)
+        (AST.IUEntity (AST.NSimple (AST.unsafeVHDLBasicId name)))
+        (AST.PMapAspect (inmaps ++ outmaps))
+  -- Merge the generated declarations
+  return (
+    signal_decls ++ arg_signal_decls,
+    component : arg_statements,
+    [], -- We don't take any extra arguments; we don't support higher order functions yet
+    res_signal)
+  
+-- Creates a list of AssocElems (port map lines) that maps the given signals
+-- to the given ports.
+createAssocElems ::
+  SignalNameMap AST.VHDLId      -- The port names to bind to
+  -> SignalNameMap AST.VHDLId   -- The signals to bind to it
+  -> [AST.AssocElem]            -- The resulting port map lines
+  
+createAssocElems (Signal port_id) (Signal signal_id) = 
+  [(Just port_id) AST.:=>: (AST.ADName (AST.NSimple signal_id))]
+
+createAssocElems (Tuple ports) (Tuple signals) = 
+  concat $ zipWith createAssocElems ports signals
+
+-- Generate a signal declaration for a signal with the given name and the
+-- given type and no value. Also returns the id of the signal.
+mkSignal :: String -> AST.TypeMark -> (AST.VHDLId, AST.SigDec)
+mkSignal name ty =
+  (id, mkSignalFromId id ty)
+  where 
+    id = AST.unsafeVHDLBasicId name
+
+mkSignalFromId :: AST.VHDLId -> AST.TypeMark -> AST.SigDec
+mkSignalFromId id ty =
+  AST.SigDec id ty Nothing
+
+-- Generates signal declarations for all the signals in the given map
+mkSignalsFromMap ::
+  SignalNameMap AST.VHDLId 
+  -> [AST.SigDec]
+
+mkSignalsFromMap (Signal id) =
+  -- TODO: This uses the bit type hardcoded
+  [mkSignalFromId id vhdl_bit_ty]
+
+mkSignalsFromMap (Tuple signals) =
+  concat $ map mkSignalsFromMap signals
+
+expandArgs :: 
+  [(CoreBndr, SignalNameMap AST.VHDLId)] -- A list of bindings in effect
+  -> [CoreExpr]                          -- The arguments to expand
+  -> VHDLState ([AST.SigDec], [AST.ConcSm], [SignalNameMap AST.VHDLId])  
+                                         -- The resulting signal declarations,
+                                         -- component instantiations and a
+                                         -- VHDLName for each of the
+                                         -- expressions passed in.
+expandArgs binds (e:exprs) = do
+  -- Expand the first expression
+  (signal_decls, statements, arg_signals, res_signal) <- expandExpr binds e
+  if not (null arg_signals)
+    then error $ "Passing functions as arguments not supported: " ++ (showSDoc $ ppr e)
+    else do
+      (signal_decls', statements', res_signals') <- expandArgs binds exprs
+      return (
+        signal_decls ++ signal_decls',
+        statements ++ statements',
+        res_signal : res_signals')
+
+expandArgs _ [] = return ([], [], [])
+
+-- Is the given name a (binary) tuple constructor
+isTupleConstructor :: Var.Var -> Bool
+isTupleConstructor var =
+  Name.isWiredInName name
+  && Name.nameModule name == tuple_mod
+  && (Name.occNameString $ Name.nameOccName name) == "(,)"
+  where
+    name = Var.varName var
+    mod = nameModule name
+    tuple_mod = Module.mkModule (Module.stringToPackageId "ghc-prim") (Module.mkModuleName "GHC.Tuple")
+
+-- Split arguments into type arguments and value arguments This is probably
+-- not really sufficient (not sure if Types can actually occur as value
+-- arguments...)
+splitTupleConstructorArgs :: [CoreExpr] -> ([CoreExpr], [CoreExpr])
+splitTupleConstructorArgs (e:es) =
+  case e of
+    Type t     -> (e:tys, vals)
+    otherwise  -> (tys, e:vals)
+  where
+    (tys, vals) = splitTupleConstructorArgs es
+
+splitTupleConstructorArgs [] = ([], [])
+
+mapOutputPorts ::
+  SignalNameMap AST.VHDLId      -- The output portnames of the component
+  -> SignalNameMap AST.VHDLId   -- The output portnames and/or signals to map these to
+  -> [AST.AssocElem]            -- The resulting output ports
+
+-- Map the output port of a component to the output port of the containing
+-- entity.
+mapOutputPorts (Signal portname) (Signal signalname) =
+  [(Just portname) AST.:=>: (AST.ADName (AST.NSimple signalname))]
+
+-- Map matching output ports in the tuple
+mapOutputPorts (Tuple ports) (Tuple signals) =
+  concat (zipWith mapOutputPorts ports signals)
+
+getArchitecture ::
+  CoreBind                  -- The binder to expand into an architecture
+  -> VHDLState AST.ArchBody -- The resulting architecture
+   
+getArchitecture (Rec _) = error "Recursive binders not supported"
+
+getArchitecture (NonRec var expr) = do
+  let name = (getOccString var)
+  HWFunction inports outport <- getHWFunc name
+  sess <- State.get
+  (signal_decls, statements, arg_signals, res_signal) <- expandExpr [] expr
+  let inport_assigns = concat $ zipWith createSignalAssignments arg_signals inports
+  let outport_assigns = createSignalAssignments outport res_signal
+  return $ AST.ArchBody
+    (AST.unsafeVHDLBasicId "structural")
+    -- Use unsafe for now, to prevent pulling in ForSyDe error handling
+    (AST.NSimple (AST.unsafeVHDLBasicId name))
+    (map AST.BDISD signal_decls)
+    (inport_assigns ++ outport_assigns ++ statements)
+
+-- Create concurrent assignments of one map of signals to another. The maps
+-- should have a similar form.
+createSignalAssignments ::
+  SignalNameMap AST.VHDLId         -- The signals to assign to
+  -> SignalNameMap AST.VHDLId      -- The signals to assign
+  -> [AST.ConcSm]                  -- The resulting assignments
+
+-- A simple assignment of one signal to another (greatly complicated because
+-- signal assignments can be conditional with multiple conditions in VHDL).
+createSignalAssignments (Signal dst) (Signal src) =
+    [AST.CSSASm assign]
+  where
+    src_name  = AST.NSimple src
+    src_expr  = AST.PrimName src_name
+    src_wform = AST.Wform [AST.WformElem src_expr Nothing]
+    dst_name  = (AST.NSimple dst)
+    assign    = dst_name AST.:<==: (AST.ConWforms [] src_wform Nothing)
+
+createSignalAssignments (Tuple dsts) (Tuple srcs) =
+  concat $ zipWith createSignalAssignments dsts srcs
+
+createSignalAssignments dst src =
+  error $ "Non matching source and destination: " ++ show dst ++ "\nand\n" ++  show src
+
+data SignalNameMap t =
+  Tuple [SignalNameMap t]
+  | Signal  t
+  deriving (Show)
+
+-- Generate a port name map (or multiple for tuple types) in the given direction for
+-- each type given.
+getPortNameMapForTys :: String -> Int -> [Type] -> [SignalNameMap AST.VHDLId]
+getPortNameMapForTys prefix num [] = [] 
+getPortNameMapForTys prefix num (t:ts) =
+  (getPortNameMapForTy (prefix ++ show num) t) : getPortNameMapForTys prefix (num + 1) ts
+
+getPortNameMapForTy :: String -> Type -> SignalNameMap AST.VHDLId
+getPortNameMapForTy name ty =
+  if (TyCon.isTupleTyCon tycon) then
+    -- Expand tuples we find
+    Tuple (getPortNameMapForTys name 0 args)
+  else -- Assume it's a type constructor application, ie simple data type
+    -- TODO: Add type?
+    Signal (AST.unsafeVHDLBasicId name)
+  where
+    (tycon, args) = Type.splitTyConApp ty 
+
+data HWFunction = HWFunction { -- A function that is available in hardware
+  inPorts   :: [SignalNameMap AST.VHDLId],
+  outPort   :: SignalNameMap AST.VHDLId
+  --entity    :: AST.EntityDec
+} deriving (Show)
+
+-- Turns a CoreExpr describing a function into a description of its input and
+-- output ports.
+mkHWFunction ::
+  CoreBind                                   -- The core binder to generate the interface for
+  -> VHDLState (String, HWFunction)          -- The name of the function and its interface
+
+mkHWFunction (NonRec var expr) =
+    return (name, HWFunction inports outport)
+  where
+    name = (getOccString var)
+    ty = CoreUtils.exprType expr
+    (fargs, res) = Type.splitFunTys ty
+    args = if length fargs == 1 then fargs else (init fargs)
+    --state = if length fargs == 1 then () else (last fargs)
+    inports = case args of
+      -- Handle a single port specially, to prevent an extra 0 in the name
+      [port] -> [getPortNameMapForTy "portin" port]
+      ps     -> getPortNameMapForTys "portin" 0 ps
+    outport = getPortNameMapForTy "portout" res
+
+mkHWFunction (Rec _) =
+  error "Recursive binders not supported"
+
+data VHDLSession = VHDLSession {
+  nameCount :: Int,                      -- A counter that can be used to generate unique names
+  funcs     :: [(String, HWFunction)]    -- All functions available, indexed by name
+} deriving (Show)
+
+type VHDLState = State.State VHDLSession
+
+-- Add the function to the session
+addFunc :: String -> HWFunction -> VHDLState ()
+addFunc name f = do
+  fs <- State.gets funcs -- Get the funcs element from the session
+  State.modify (\x -> x {funcs = (name, f) : fs }) -- Prepend name and f
+
+-- Lookup the function with the given name in the current session. Errors if
+-- it was not found.
+getHWFunc :: String -> VHDLState HWFunction
+getHWFunc name = do
+  fs <- State.gets funcs -- Get the funcs element from the session
+  return $ Maybe.fromMaybe
+    (error $ "Function " ++ name ++ "is unknown? This should not happen!")
+    (lookup name fs)
+
+-- Makes the given name unique by appending a unique number.
+-- This does not do any checking against existing names, so it only guarantees
+-- uniqueness with other names generated by uniqueName.
+uniqueName :: String -> VHDLState String
+uniqueName name = do
+  count <- State.gets nameCount -- Get the funcs element from the session
+  State.modify (\s -> s {nameCount = count + 1})
+  return $ name ++ "-" ++ (show count)
+
+-- Shortcut
+mkVHDLId :: String -> AST.VHDLId
+mkVHDLId = AST.unsafeVHDLBasicId
+
+builtin_funcs = 
+  [ 
+    ("hwxor", HWFunction [Signal $ mkVHDLId "a", Signal $ mkVHDLId "b"] (Signal $ mkVHDLId "o")),
+    ("hwand", HWFunction [Signal $ mkVHDLId "a", Signal $ mkVHDLId "b"] (Signal $ mkVHDLId "o")),
+    ("hwor", HWFunction [Signal $ mkVHDLId "a", Signal $ mkVHDLId "b"] (Signal $ mkVHDLId "o")),
+    ("hwnot", HWFunction [Signal $ mkVHDLId "i"] (Signal $ mkVHDLId "o"))
+  ]
+
+vhdl_bit_ty :: AST.TypeMark
+vhdl_bit_ty = AST.unsafeVHDLBasicId "Bit"
+
+-- vim: set ts=8 sw=2 sts=2 expandtab: