Add resetn ports
[matthijs/master-project/cλash.git] / cλash / CLasH / VHDL / Generate.hs
index 0e147b369c8fd77159908907f1a95f9fb18e23e7..eff5d75896735dbd397ce669fd2a3f6cc75cf972 100644 (file)
@@ -44,15 +44,15 @@ getEntity ::
 
 getEntity fname = Utils.makeCached fname tsEntities $ do
       expr <- Normalize.getNormalized fname
-      -- Strip off lambda's, these will be arguments
-      let (args, letexpr) = CoreSyn.collectBinders expr
+      -- Split the normalized expression
+      let (args, binds, res) = Normalize.splitNormalized expr
       -- Generate ports for all non-empty types
       args' <- catMaybesM $ mapM mkMap args
-      -- There must be a let at top level 
-      let (CoreSyn.Let binds (CoreSyn.Var res)) = letexpr
       -- TODO: Handle Nothing
       res' <- mkMap res
-      let vhdl_id = mkVHDLBasicId $ varToString fname ++ "_" ++ varToStringUniq fname
+      count <- getA tsEntityCounter 
+      let vhdl_id = mkVHDLBasicId $ varToString fname ++ "Component_" ++ show count
+      putA tsEntityCounter (count + 1)
       let ent_decl = createEntityAST vhdl_id args' res'
       let signature = Entity vhdl_id args' res' ent_decl
       return signature
@@ -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
@@ -111,12 +112,12 @@ getArchitecture ::
 
 getArchitecture fname = Utils.makeCached fname tsArchitectures $ do
   expr <- Normalize.getNormalized fname
+  -- Split the normalized expression
+  let (args, binds, res) = Normalize.splitNormalized expr
+  
+  -- Get the entity for this function
   signature <- getEntity fname
   let entity_id = ent_id signature
-  -- Strip off lambda's, these will be arguments
-  let (args, letexpr) = CoreSyn.collectBinders expr
-  -- There must be a let at top level 
-  let (CoreSyn.Let (CoreSyn.Rec binds) (CoreSyn.Var res)) = letexpr
 
   -- Create signal declarations for all binders in the let expression, except
   -- for the output port (that will already have an output port declared in
@@ -129,9 +130,9 @@ getArchitecture fname = Utils.makeCached fname tsArchitectures $ do
   let (in_state_maybes, out_state_maybes) = unzip state_vars
   let (statementss, used_entitiess) = unzip sms
   -- Create a state proc, if needed
-  let state_proc = case (Maybe.catMaybes in_state_maybes, Maybe.catMaybes out_state_maybes) of
-        ([in_state], [out_state]) -> [AST.CSPSm $ mkStateProcSm (in_state, out_state)]
-        ([], []) -> []
+  state_proc <- case (Maybe.catMaybes in_state_maybes, Maybe.catMaybes out_state_maybes) of
+        ([in_state], [out_state]) -> mkStateProcSm (in_state, out_state)
+        ([], []) -> return []
         (ins, outs) -> error $ "Weird use of state in " ++ show fname ++ ". In: " ++ show ins ++ " Out: " ++ show outs
   -- Join the create statements and the (optional) state_proc
   let statements = concat statementss ++ state_proc
@@ -144,12 +145,12 @@ getArchitecture fname = Utils.makeCached fname tsArchitectures $ do
               -> TranslatorSession ((Maybe CoreSyn.CoreBndr, Maybe CoreSyn.CoreBndr), ([AST.ConcSm], [CoreSyn.CoreBndr]))
               -- ^ ((Input state variable, output state variable), (statements, used entities))
     -- newtype unpacking is just a cast
-    dobind (bndr, (CoreSyn.Cast expr coercion)) 
-      | hasStateType expr
+    dobind (bndr, unpacked@(CoreSyn.Cast packed coercion)) 
+      | hasStateType packed && not (hasStateType unpacked)
       = return ((Just bndr, Nothing), ([], []))
     -- With simplCore, newtype packing is just a cast
-    dobind (bndr, expr@(CoreSyn.Cast (CoreSyn.Var state) coercion)) 
-      | hasStateType expr
+    dobind (bndr, packed@(CoreSyn.Cast unpacked@(CoreSyn.Var state) coercion)) 
+      | hasStateType packed && not (hasStateType unpacked)
       = return ((Nothing, Just state), ([], []))
     -- Without simplCore, newtype packing uses a data constructor
     dobind (bndr, (CoreSyn.App (CoreSyn.App (CoreSyn.Var con) (CoreSyn.Type _)) (CoreSyn.Var state))) 
@@ -162,9 +163,12 @@ getArchitecture fname = Utils.makeCached fname tsArchitectures $ do
 
 mkStateProcSm :: 
   (CoreSyn.CoreBndr, CoreSyn.CoreBndr) -- ^ The current and new state variables
-  -> AST.ProcSm -- ^ The resulting statement
-mkStateProcSm (old, new) =
-  AST.ProcSm label [clk] [statement]
+  -> TranslatorSession [AST.ConcSm] -- ^ The resulting statements
+mkStateProcSm (old, new) = do
+  nonempty <- hasNonEmptyType old 
+  if nonempty 
+    then return [AST.CSPSm $ AST.ProcSm label [clk] [statement]]
+    else return []
   where
     label       = mkVHDLBasicId $ "state"
     clk         = mkVHDLBasicId "clock"
@@ -184,7 +188,10 @@ 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.
@@ -836,6 +843,40 @@ genIterateOrGenerate'' len iter (Left res) f [app_f, start] = do
       -- Return the conditional generate part
       return $ (AST.GenerateSm cond_label cond_scheme [] app_concsms, used)
 
+genBlockRAM :: BuiltinBuilder
+genBlockRAM = genNoInsts $ genExprArgs genBlockRAM'
+
+genBlockRAM' :: (Either CoreSyn.CoreBndr AST.VHDLName) -> CoreSyn.CoreBndr -> [AST.Expr] -> TranslatorSession [AST.ConcSm]
+genBlockRAM' (Left res) f args@[data_in,rdaddr,wraddr,wrenable] = do
+  -- Get the ram type
+  let (tup,data_out) = Type.splitAppTy (Var.varType res)
+  let (tup',ramvec) = Type.splitAppTy tup
+  let Just realram = Type.coreView ramvec
+  let Just (tycon, types) = Type.splitTyConApp_maybe realram
+  Just ram_vhdl_ty <- MonadState.lift tsType $ vhdl_ty "wtf" (head types)
+  -- Make the intermediate vector
+  let ram_dec = AST.BDISD $ AST.SigDec ram_id ram_vhdl_ty Nothing
+  -- Get the data_out name
+  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 assign = mkUncondAssign (Right resname) argexpr
+  let block_label = mkVHDLExtId ("blockRAM" ++ (varToString res))
+  let block = AST.BlockSm block_label [] (AST.PMapAspect []) [ram_dec] [assign, mkUpdateProcSm]
+  return [AST.CSBSm block]
+  where
+    ram_id = mkVHDLBasicId "ram"
+    mkUpdateProcSm :: AST.ConcSm
+    mkUpdateProcSm = AST.CSPSm $ AST.ProcSm proclabel [clockId] [statement]
+      where
+        proclabel   = mkVHDLBasicId "updateRAM"
+        rising_edge = mkVHDLBasicId "rising_edge"
+        ramloc      = mkIndexedName (AST.NSimple ram_id) wraddr
+        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
 
 -----------------------------------------------------------------------------
 -- Function to generate VHDL for applications
@@ -860,7 +901,7 @@ genApplication dst f args = do
           let entity_id = ent_id signature
           -- TODO: Using show here isn't really pretty, but we'll need some
           -- unique-ish value...
-          let label = "comp_ins_" ++ (either show prettyShow) dst
+          let label = "comp_ins_" ++ (either (prettyShow . varToVHDLName) prettyShow) dst
           let portmaps = mkAssocElems args' ((either varToVHDLName id) dst) signature
           return ([mkComponentInst label entity_id portmaps], [f])
         False -> do
@@ -978,7 +1019,7 @@ 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],[]))
@@ -1033,13 +1074,8 @@ 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) [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 
@@ -1419,6 +1455,7 @@ globalNameTable = Map.fromList
   , (smallIntegerId   , (1, genFromInteger          ) )
   , (fstId            , (1, genFst                  ) )
   , (sndId            , (1, genSnd                  ) )
+  , (blockRAMId       , (5, genBlockRAM             ) )
   --, (tfvecId          , (1, genTFVec                ) )
   , (minimumId        , (2, error $ "\nFunction name: \"minimum\" is used internally, use another name"))
   ]