Fail again when we try translate a DEFAULT condition
[matthijs/master-project/cλash.git] / cλash / CLasH / VHDL / Generate.hs
index 7faeb01429628714edcea5c095d8a94d2aaf3fec..99f798f47e72a91a23cb28c2610e06f05b2bde4c 100644 (file)
@@ -90,9 +90,10 @@ createEntityAST vhdl_id args res =
     -- Create a basic Id, since VHDL doesn't grok filenames with extended Ids.
     ports = map (mkIfaceSigDec AST.In) args
               ++ (Maybe.maybeToList res_port)
-              ++ [clk_port]
+              ++ [clk_port,resetn_port]
     -- Add a clk port if we have state
     clk_port = AST.IfaceSigDec clockId AST.In std_logicTM
+    resetn_port = AST.IfaceSigDec resetId AST.In std_logicTM
     res_port = fmap (mkIfaceSigDec AST.Out) res
 
 -- | Create a port declaration
@@ -166,16 +167,18 @@ mkStateProcSm ::
 mkStateProcSm (old, new) = do
   nonempty <- hasNonEmptyType old 
   if nonempty 
-    then return [AST.CSPSm $ AST.ProcSm label [clk] [statement]]
+    then return [AST.CSPSm $ AST.ProcSm label [clockId,resetId] [statement]]
     else return []
   where
     label       = mkVHDLBasicId $ "state"
-    clk         = mkVHDLBasicId "clock"
     rising_edge = AST.NSimple $ mkVHDLBasicId "rising_edge"
     wform       = AST.Wform [AST.WformElem (AST.PrimName $ varToVHDLName new) Nothing]
-    assign      = AST.SigAssign (varToVHDLName old) wform
-    rising_edge_clk = AST.PrimFCall $ AST.FCall rising_edge [Nothing AST.:=>: (AST.ADName $ AST.NSimple clk)]
-    statement   = AST.IfSm rising_edge_clk [assign] [] Nothing
+    clk_assign      = AST.SigAssign (varToVHDLName old) wform
+    rising_edge_clk = AST.PrimFCall $ AST.FCall rising_edge [Nothing AST.:=>: (AST.ADName $ AST.NSimple clockId)]
+    resetn_is_low  = (AST.PrimName $ AST.NSimple resetId) AST.:=: (AST.PrimLit "'0'")
+    reset_statement = []
+    clk_statement = [AST.ElseIf rising_edge_clk [clk_assign]]
+    statement   = AST.IfSm resetn_is_low reset_statement clk_statement Nothing
 
 
 -- | Transforms a core binding into a VHDL concurrent statement
@@ -187,7 +190,10 @@ mkConcSm ::
 
 
 -- Ignore Cast expressions, they should not longer have any meaning as long as
--- the type works out.
+-- the type works out. Throw away state repacking
+mkConcSm (bndr, to@(CoreSyn.Cast from ty))
+  | hasStateType to && hasStateType from
+  = return ([],[])
 mkConcSm (bndr, CoreSyn.Cast expr ty) = mkConcSm (bndr, expr)
 
 -- Simple a = b assignments are just like applications, but without arguments.
@@ -201,7 +207,7 @@ mkConcSm (bndr, app@(CoreSyn.App _ _))= do
   let valargs = get_val_args (Var.varType f) args
   genApplication (Left bndr) f (map Left valargs)
 
--- A single alt case must be a selector. This means thee scrutinee is a simple
+-- A single alt case must be a selector. This means the scrutinee is a simple
 -- variable, the alternative is a dataalt with a single non-wild binder that
 -- is also returned.
 mkConcSm (bndr, expr@(CoreSyn.Case (CoreSyn.Var scrut) b ty [alt])) 
@@ -226,14 +232,23 @@ mkConcSm (bndr, expr@(CoreSyn.Case (CoreSyn.Var scrut) b ty [alt]))
 -- 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, (CoreSyn.Case (CoreSyn.Var scrut) b ty [(_, _, CoreSyn.Var false), (con, _, CoreSyn.Var true)])) = do
+
+-- mkConcSm (bndr, (CoreSyn.Case (CoreSyn.Var scrut) b ty [(_, _, CoreSyn.Var false), (con, _, CoreSyn.Var true)])) = do
+--   scrut' <- MonadState.lift tsType $ varToVHDLExpr scrut
+--   altcon <- MonadState.lift tsType $ altconToVHDLExpr con
+--   let cond_expr = scrut' AST.:=: altcon
+--   true_expr <- MonadState.lift tsType $ varToVHDLExpr true
+--   false_expr <- MonadState.lift tsType $ varToVHDLExpr false
+--   return ([mkCondAssign (Left bndr) cond_expr true_expr false_expr], [])
+mkConcSm (bndr, (CoreSyn.Case (CoreSyn.Var scrut) _ _ (alt:alts))) = do --error "\nVHDL.mkConcSm: Not in normal form: Case statement with more than two alternatives"
   scrut' <- MonadState.lift tsType $ varToVHDLExpr scrut
-  let cond_expr = scrut' AST.:=: (altconToVHDLExpr con)
-  true_expr <- MonadState.lift tsType $ varToVHDLExpr true
-  false_expr <- MonadState.lift tsType $ varToVHDLExpr false
-  return ([mkCondAssign (Left bndr) cond_expr true_expr false_expr], [])
+  -- Omit first condition, which is the default
+  altcons <- MonadState.lift tsType $ mapM (altconToVHDLExpr . (\(con,_,_) -> con)) alts
+  let cond_exprs = map (\x -> scrut' AST.:=: x) altcons
+  -- Rotate expressions to the left, so that the expression related to the default case is the last
+  exprs <- MonadState.lift tsType $ mapM (varToVHDLExpr . (\(_,_,CoreSyn.Var expr) -> expr)) (alts ++ [alt])
+  return ([mkAltsAssign (Left bndr) cond_exprs exprs], [])
 
-mkConcSm (_, (CoreSyn.Case (CoreSyn.Var _) _ _ alts)) = error "\nVHDL.mkConcSm: Not in normal form: Case statement with more than two alternatives"
 mkConcSm (_, CoreSyn.Case _ _ _ _) = error "\nVHDL.mkConcSm: Not in normal form: Case statement has does not have a simple variable as scrutinee"
 mkConcSm (bndr, expr) = error $ "\nVHDL.mkConcSM: Unsupported binding in let expression: " ++ pprString bndr ++ " = " ++ pprString expr
 
@@ -286,14 +301,16 @@ genVarArgs wrap dst func args = wrap dst func args'
 -- | A function to wrap a builder-like function that expects its arguments to
 -- be Literals
 genLitArgs ::
-  (dst -> func -> [Literal.Literal] -> res)
-  -> (dst -> func -> [Either CoreSyn.CoreExpr AST.Expr] -> res)
-genLitArgs wrap dst func args = wrap dst func args'
-  where
-    args' = map exprToLit litargs
-    -- FIXME: Check if we were passed an CoreSyn.App
-    litargs = concat (map getLiterals exprargs)
-    (exprargs, []) = Either.partitionEithers args
+  (dst -> func -> [Literal.Literal] -> TranslatorSession [AST.ConcSm])
+  -> (dst -> func -> [Either CoreSyn.CoreExpr AST.Expr] -> TranslatorSession [AST.ConcSm])
+genLitArgs wrap dst func args = do
+  hscenv <- MonadState.lift tsType $ getA tsHscEnv
+  let (exprargs, []) = Either.partitionEithers args
+  -- FIXME: Check if we were passed an CoreSyn.App
+  let litargs = concat (map (getLiterals hscenv) exprargs)
+  let args' = map exprToLit litargs
+  concsms <- wrap dst func args'
+  return concsms    
 
 -- | A function to wrap a builder-like function that produces an expression
 -- and expects it to be assigned to the destination.
@@ -344,12 +361,13 @@ genFCall' switch (Left res) f args = do
 genFCall' _ (Right name) _ _ = error $ "\nGenerate.genFCall': Cannot generate builtin function call assigned to a VHDLName: " ++ show name
 
 genFromSizedWord :: BuiltinBuilder
-genFromSizedWord = genNoInsts $ genExprArgs $ genExprRes genFromSizedWord'
-genFromSizedWord' :: Either CoreSyn.CoreBndr AST.VHDLName -> CoreSyn.CoreBndr -> [AST.Expr] -> TranslatorSession AST.Expr
-genFromSizedWord' (Left res) f args = do
-  let fname = varToString f
-  return $ AST.PrimFCall $ AST.FCall (AST.NSimple (mkVHDLBasicId toIntegerId))  $
-             map (\exp -> Nothing AST.:=>: AST.ADExpr exp) args
+genFromSizedWord = genNoInsts $ genExprArgs genFromSizedWord'
+genFromSizedWord' :: Either CoreSyn.CoreBndr AST.VHDLName -> CoreSyn.CoreBndr -> [AST.Expr] -> TranslatorSession [AST.ConcSm]
+genFromSizedWord' (Left res) f args@[arg] = do
+  return $ [mkUncondAssign (Left res) arg]
+  -- let fname = varToString f
+  -- return $ AST.PrimFCall $ AST.FCall (AST.NSimple (mkVHDLBasicId toIntegerId))  $
+  --            map (\exp -> Nothing AST.:=>: AST.ADExpr exp) args
 genFromSizedWord' (Right name) _ _ = error $ "\nGenerate.genFromSizedWord': Cannot generate builtin function call assigned to a VHDLName: " ++ show name
 
 genResize :: BuiltinBuilder
@@ -378,17 +396,17 @@ genFromInteger' (Left res) f lits = do {
         ; (tycon, args) = Type.splitTyConApp ty
         ; name = Name.getOccString (TyCon.tyConName tycon)
         } ;
-  ; case name of
-    "RangedWord" -> return $ AST.PrimLit (show (last lits))
-    otherwise -> do {
-      ; len <- case name of
-        "SizedInt" -> MonadState.lift tsType $ tfp_to_int (sized_int_len_ty ty)
-        "SizedWord" -> MonadState.lift tsType $ tfp_to_int (sized_word_len_ty ty)
-        "RangedWord" -> MonadState.lift tsType $ tfp_to_int (ranged_word_bound_ty ty)
-      ; let fname = case name of "SizedInt" -> toSignedId ; "SizedWord" -> toUnsignedId
-      ; return $ AST.PrimFCall $ AST.FCall (AST.NSimple (mkVHDLBasicId fname))
-                [Nothing AST.:=>: AST.ADExpr (AST.PrimLit (show (last lits))), Nothing AST.:=>: AST.ADExpr( AST.PrimLit (show len))]
+  ; len <- case name of
+    "SizedInt" -> MonadState.lift tsType $ tfp_to_int (sized_int_len_ty ty)
+    "SizedWord" -> MonadState.lift tsType $ tfp_to_int (sized_word_len_ty ty)
+    "RangedWord" -> do {
+      ; bound <- MonadState.lift tsType $ tfp_to_int (ranged_word_bound_ty ty)
+      ; return $ floor (logBase 2 (fromInteger (toInteger (bound)))) + 1
       }
+  ; let fname = case name of "SizedInt" -> toSignedId ; "SizedWord" -> toUnsignedId ; "RangedWord" -> toUnsignedId
+  ; return $ AST.PrimFCall $ AST.FCall (AST.NSimple (mkVHDLBasicId fname))
+            [Nothing AST.:=>: AST.ADExpr (AST.PrimLit (show (last lits))), Nothing AST.:=>: AST.ADExpr( AST.PrimLit (show len))]
+
   }
 
 genFromInteger' (Right name) _ _ = error $ "\nGenerate.genFromInteger': Cannot generate builtin function call assigned to a VHDLName: " ++ show name
@@ -856,7 +874,8 @@ genBlockRAM' (Left res) f args@[data_in,rdaddr,wraddr,wrenable] = do
   reslabels <- MonadState.lift tsType $ getFieldLabels (Var.varType res)
   let resname' = varToVHDLName res
   let resname = mkSelectedName resname' (reslabels!!0)
-  let argexpr = vhdlNameToVHDLExpr $ mkIndexedName (AST.NSimple ram_id) rdaddr
+  let rdaddr_int = genExprFCall (mkVHDLBasicId toIntegerId) rdaddr
+  let argexpr = vhdlNameToVHDLExpr $ mkIndexedName (AST.NSimple ram_id) rdaddr_int
   let assign = mkUncondAssign (Right resname) argexpr
   let block_label = mkVHDLExtId ("blockRAM" ++ (varToString res))
   let block = AST.BlockSm block_label [] (AST.PMapAspect []) [ram_dec] [assign, mkUpdateProcSm]
@@ -868,11 +887,12 @@ genBlockRAM' (Left res) f args@[data_in,rdaddr,wraddr,wrenable] = do
       where
         proclabel   = mkVHDLBasicId "updateRAM"
         rising_edge = mkVHDLBasicId "rising_edge"
-        ramloc      = mkIndexedName (AST.NSimple ram_id) wraddr
+        wraddr_int  = genExprFCall (mkVHDLBasicId toIntegerId) wraddr
+        ramloc      = mkIndexedName (AST.NSimple ram_id) wraddr_int
         wform       = AST.Wform [AST.WformElem data_in Nothing]
         ramassign      = AST.SigAssign ramloc wform
         rising_edge_clk = genExprFCall rising_edge (AST.PrimName $ AST.NSimple clockId)
-        statement   = AST.IfSm (AST.And rising_edge_clk (wrenable AST.:=: AST.PrimLit "'1'")) [ramassign] [] Nothing
+        statement   = AST.IfSm (AST.And rising_edge_clk wrenable) [ramassign] [] Nothing
 
 -----------------------------------------------------------------------------
 -- Function to generate VHDL for applications
@@ -1015,7 +1035,7 @@ genUnconsVectorFuns :: AST.TypeMark -- ^ type of the vector elements
                     -> [(String, (AST.SubProgBody, [String]))]
 genUnconsVectorFuns elemTM vectorTM  = 
   [ (exId, (AST.SubProgBody exSpec      []                  [exExpr],[]))
-  , (replaceId, (AST.SubProgBody replaceSpec [AST.SPVD replaceVar] [replaceExpr,replaceRet],[]))
+  , (replaceId, (AST.SubProgBody replaceSpec [AST.SPVD replaceVar] [replaceExpr1,replaceExpr2,replaceRet],[]))
   , (lastId, (AST.SubProgBody lastSpec    []                  [lastExpr],[]))
   , (initId, (AST.SubProgBody initSpec    [AST.SPVD initVar]  [initExpr, initRet],[]))
   , (minimumId, (AST.SubProgBody minimumSpec [] [minimumExpr],[]))
@@ -1051,12 +1071,11 @@ genUnconsVectorFuns elemTM vectorTM  =
     sPar = AST.unsafeVHDLBasicId "s"
     resId   = AST.unsafeVHDLBasicId "res"    
     exSpec = AST.Function (mkVHDLExtId exId) [AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM,
-                               AST.IfaceVarDec ixPar  naturalTM] elemTM
+                               AST.IfaceVarDec ixPar  unsignedTM] elemTM
     exExpr = AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimName $ AST.NIndexed 
-              (AST.IndexedName (AST.NSimple vecPar) [AST.PrimName $ 
-                AST.NSimple ixPar]))
+              (AST.IndexedName (AST.NSimple vecPar) [genExprFCall (mkVHDLBasicId toIntegerId) (AST.PrimName $ AST.NSimple $ ixPar)]))
     replaceSpec = AST.Function (mkVHDLExtId replaceId)  [ AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM
-                                          , AST.IfaceVarDec iPar   naturalTM
+                                          , AST.IfaceVarDec iPar   unsignedTM
                                           , AST.IfaceVarDec aPar   elemTM
                                           ] vectorTM 
        -- variable res : fsvec_x (0 to vec'length-1);
@@ -1070,13 +1089,8 @@ genUnconsVectorFuns elemTM vectorTM  =
                                 (AST.PrimLit "1"))   ]))
                 Nothing
        --  res AST.:= vec(0 to i-1) & a & vec(i+1 to length'vec-1)
-    replaceExpr = AST.NSimple resId AST.:=
-           (vecSlice (AST.PrimLit "0") (AST.PrimName (AST.NSimple iPar) AST.:-: AST.PrimLit "1") AST.:&:
-            AST.PrimName (AST.NSimple aPar) AST.:&: 
-             vecSlice (AST.PrimName (AST.NSimple iPar) AST.:+: AST.PrimLit "1")
-                      ((AST.PrimName (AST.NAttribute $ 
-                                AST.AttribName (AST.NSimple vecPar) (AST.NSimple $ mkVHDLBasicId lengthId) Nothing)) 
-                                                              AST.:-: AST.PrimLit "1"))
+    replaceExpr1 = AST.NSimple resId AST.:= AST.PrimName (AST.NSimple vecPar)
+    replaceExpr2 = AST.NIndexed (AST.IndexedName (AST.NSimple resId) [genExprFCall (mkVHDLBasicId toIntegerId) (AST.PrimName $ AST.NSimple $ iPar)]) AST.:= AST.PrimName (AST.NSimple aPar)
     replaceRet =  AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimName $ AST.NSimple resId)
     vecSlice init last =  AST.PrimName (AST.NSlice 
                                         (AST.SliceName 
@@ -1443,6 +1457,10 @@ globalNameTable = Map.fromList
   , (hwnotId          , (1, genOperator1 AST.Not    ) )
   , (equalityId       , (2, genOperator2 (AST.:=:)  ) )
   , (inEqualityId     , (2, genOperator2 (AST.:/=:) ) )
+  , (ltId             , (2, genOperator2 (AST.:<:)  ) )
+  , (lteqId           , (2, genOperator2 (AST.:<=:) ) )
+  , (gtId             , (2, genOperator2 (AST.:>:)  ) )
+  , (gteqId           , (2, genOperator2 (AST.:>=:) ) )
   , (boolOrId         , (2, genOperator2 AST.Or     ) )
   , (boolAndId        , (2, genOperator2 AST.And    ) )
   , (plusId           , (2, genOperator2 (AST.:+:)  ) )