Rename cλash dir to clash so it behaves well within the ghc build tree
[matthijs/master-project/cλash.git] / cλash / CLasH / Normalize / NormalizeTools.hs
diff --git a/cλash/CLasH/Normalize/NormalizeTools.hs b/cλash/CLasH/Normalize/NormalizeTools.hs
deleted file mode 100644 (file)
index cdb7ee0..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,245 +0,0 @@
--- 
--- This module provides functions for program transformations.
---
-module CLasH.Normalize.NormalizeTools where
-
--- Standard modules
-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 Control.Monad.Trans.Class as Trans
-import qualified Data.Accessor.Monad.Trans.State as MonadState
-
--- GHC API
-import CoreSyn
-import qualified Name
-import qualified Id
-import qualified CoreSubst
-import qualified Type
-import qualified CoreUtils
-import Outputable ( showSDoc, ppr, nest )
-
--- Local imports
-import CLasH.Normalize.NormalizeTypes
-import CLasH.Translator.TranslatorTypes
-import CLasH.VHDL.Constants (builtinIds)
-import CLasH.Utils
-import qualified CLasH.Utils.Core.CoreTools as CoreTools
-import qualified CLasH.VHDL.VHDLTools as VHDLTools
-
--- Apply the given transformation to all expressions in the given expression,
--- including the expression itself.
-everywhere :: Transform -> Transform
-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.
-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'
-  if Monoid.getAny $ changed
-    then
-      applyboth first second context expr'' 
-    else 
-      return expr''
-
--- Apply the given transformation to all direct subexpressions (only), not the
--- expression itself.
-subeverywhere :: Transform -> Transform
-subeverywhere trans c (App a b) = do
-  a' <- trans (AppFirst:c) a
-  b' <- trans (AppSecond:c) b
-  return $ App a' b'
-
-subeverywhere trans c (Let (NonRec b bexpr) expr) = do
-  bexpr' <- trans (LetBinding:c) bexpr
-  expr' <- trans (LetBody:c) expr
-  return $ Let (NonRec b bexpr') expr'
-
-subeverywhere trans c (Let (Rec binds) expr) = do
-  expr' <- trans (LetBody:c) expr
-  binds' <- mapM transbind binds
-  return $ Let (Rec binds') expr'
-  where
-    transbind :: (CoreBndr, CoreExpr) -> TransformMonad (CoreBndr, CoreExpr)
-    transbind (b, e) = do
-      e' <- trans (LetBinding:c) e
-      return (b, e')
-
-subeverywhere trans c (Lam x expr) = do
-  expr' <- trans (LambdaBody:c) expr
-  return $ Lam x expr'
-
-subeverywhere trans c (Case scrut b t alts) = do
-  scrut' <- trans (Other:c) scrut
-  alts' <- mapM transalt alts
-  return $ Case scrut' b t alts'
-  where
-    transalt :: CoreAlt -> TransformMonad CoreAlt
-    transalt (con, binders, expr) = do
-      expr' <- trans (Other:c) expr
-      return (con, binders, expr')
-
-subeverywhere trans c (Var x) = return $ Var x
-subeverywhere trans c (Lit x) = return $ Lit x
-subeverywhere trans c (Type x) = return $ Type x
-
-subeverywhere trans c (Cast expr ty) = do
-  expr' <- trans (Other:c) expr
-  return $ Cast expr' ty
-
-subeverywhere trans c expr = error $ "\nNormalizeTools.subeverywhere: Unsupported expression: " ++ show expr
-
--- Runs each of the transforms repeatedly inside the State monad.
-dotransforms :: [(String, Transform)] -> CoreExpr -> TranslatorSession CoreExpr
-dotransforms transs expr = do
-  (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
-inlinebind :: ((CoreBndr, CoreExpr) -> TransformMonad Bool) -> Transform
-inlinebind condition context expr@(Let (Rec binds) res) = do
-    -- Find all bindings that adhere to the condition
-    res_eithers <- mapM docond binds
-    case Either.partitionEithers res_eithers of
-      -- No replaces? No change
-      ([], _) -> return expr
-      (replace, others) -> do
-        -- Substitute the to be replaced binders with their expression
-        newexpr <- do_substitute replace (Let (Rec others) res)
-        change newexpr
-  where 
-    -- Apply the condition to a let binding and return an Either
-    -- depending on whether it needs to be inlined or not.
-    docond :: (CoreBndr, CoreExpr) -> TransformMonad (Either (CoreBndr, CoreExpr) (CoreBndr, CoreExpr))
-    docond b = do
-      res <- condition b
-      return $ case res of True -> Left b; False -> Right b
-
-    -- Apply the given list of substitutions to the the given expression
-    do_substitute :: [(CoreBndr, CoreExpr)] -> CoreExpr -> TransformMonad CoreExpr
-    do_substitute [] expr = return expr
-    do_substitute ((bndr, val):reps) expr = do
-      -- Perform this substitution in the expression
-      expr' <- substitute_clone bndr val context expr
-      -- And in the substitution values we will be using next
-      reps' <- mapM (subs_bind bndr val) reps
-      -- And then perform the remaining substitutions
-      do_substitute reps' expr'
-   
-    -- Replace the given binder with the given expression in the
-    -- expression oft the given let binding
-    subs_bind :: CoreBndr -> CoreExpr -> (CoreBndr, CoreExpr) -> TransformMonad (CoreBndr, CoreExpr)
-    subs_bind bndr expr (b, v) = do
-      v' <- substitute_clone  bndr expr (LetBinding:context) v
-      return (b, v')
-
-
--- Leave all other expressions unchanged
-inlinebind _ context expr = return expr
-
--- Sets the changed flag in the TransformMonad, to signify that some
--- transform has changed the result
-setChanged :: TransformMonad ()
-setChanged = Writer.tell (Monoid.Any True)
-
--- Sets the changed flag and returns the given value.
-change :: a -> TransformMonad a
-change val = do
-  setChanged
-  return val
-
--- Returns the given value and sets the changed flag if the bool given is
--- True. Note that this will not unset the changed flag if the bool is False.
-changeif :: Bool -> a -> TransformMonad a
-changeif True val = change val
-changeif False val = return val
-
--- | Creates a transformation that substitutes the given binder with the given
--- expression (This can be a type variable, replace by a Type expression).
--- Does not set the changed flag.
-substitute :: CoreBndr -> CoreExpr -> Transform
--- Use CoreSubst to subst a type var in an expression
-substitute find repl context expr = do
-  let subst = CoreSubst.extendSubst CoreSubst.emptySubst find repl
-  return $ CoreSubst.substExpr subst expr 
-
--- | Creates a transformation that substitutes the given binder with the given
--- expression. This does only work for value expressions! All binders in the
--- expression are cloned before the replacement, to guarantee uniqueness.
-substitute_clone :: CoreBndr -> CoreExpr -> Transform
--- If we see the var to find, replace it by a uniqued version of repl
-substitute_clone find repl context (Var var) | find == var = do
-  repl' <- Trans.lift $ CoreTools.genUniques repl
-  change repl'
-
--- For all other expressions, just look in subexpressions
-substitute_clone find repl context expr = subeverywhere (substitute_clone find repl) context expr
-
--- Is the given expression representable at runtime, based on the type?
-isRepr :: (CoreTools.TypedThing t) => t -> TransformMonad Bool
-isRepr tything = Trans.lift (isRepr' tything)
-
-isRepr' :: (CoreTools.TypedThing t) => t -> TranslatorSession Bool
-isRepr' tything = case CoreTools.getType tything of
-  Nothing -> return False
-  Just ty -> MonadState.lift tsType $ VHDLTools.isReprType ty 
-
-is_local_var :: CoreSyn.CoreExpr -> TranslatorSession Bool
-is_local_var (CoreSyn.Var v) = do
-  bndrs <- getGlobalBinders
-  return $ v `notElem` bndrs
-is_local_var _ = return False
-
--- Is the given binder defined by the user?
-isUserDefined :: CoreSyn.CoreBndr -> Bool
--- System names are certain to not be user defined
-isUserDefined bndr | Name.isSystemName (Id.idName bndr) = False
--- Builtin functions are usually not user-defined either (and would
--- break currently if they are...)
-isUserDefined bndr = str `notElem` builtinIds
-  where
-    str = Name.getOccString bndr
-
--- | Is the given binder normalizable? This means that its type signature can be
--- represented in hardware, which should (?) guarantee that it can be made
--- 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 check_tys = if result_nonrep then arg_tys else (res_ty:arg_tys) 
-  andM $ mapM isRepr' check_tys