Generate.hs

   1 module Generate where
   2
   3 -- Standard modules
   4 import qualified Control.Monad as Monad
   5 import qualified Data.Map as Map
   6 import qualified Maybe
   7 import qualified Data.Either as Either
   8 import Data.Accessor
   9 import Debug.Trace
  10
  11 -- ForSyDe
  12 import qualified ForSyDe.Backend.VHDL.AST as AST
  13
  14 -- GHC API
  15 import CoreSyn
  16 import Type
  17 import qualified Var
  18 import qualified IdInfo
  19
  20 -- Local imports
  21 import Constants
  22 import VHDLTypes
  23 import VHDLTools
  24 import CoreTools
  25 import Pretty
  26
  27 -----------------------------------------------------------------------------
  28 -- Functions to generate VHDL for builtin functions
  29 -----------------------------------------------------------------------------
  30
  31 -- | A function to wrap a builder-like function that expects its arguments to
  32 -- be expressions.
  33 genExprArgs ::
  34   (dst -> func -> [AST.Expr] -> res)
  35   -> (dst -> func -> [Either CoreSyn.CoreExpr AST.Expr] -> res)
  36 genExprArgs wrap dst func args = wrap dst func args'
  37   where args' = map (either (varToVHDLExpr.exprToVar) id) args
  38
  39 -- | A function to wrap a builder-like function that expects its arguments to
  40 -- be variables.
  41 genVarArgs ::
  42   (dst -> func -> [Var.Var] -> res)
  43   -> (dst -> func -> [Either CoreSyn.CoreExpr AST.Expr] -> res)
  44 genVarArgs wrap dst func args = wrap dst func args'
  45   where
  46     args' = map exprToVar exprargs
  47     -- Check (rather crudely) that all arguments are CoreExprs
  48     (exprargs, []) = Either.partitionEithers args
  49
  50 -- | A function to wrap a builder-like function that produces an expression
  51 -- and expects it to be assigned to the destination.
  52 genExprRes ::
  53   ((Either CoreSyn.CoreBndr AST.VHDLName) -> func -> [arg] -> VHDLSession AST.Expr)
  54   -> ((Either CoreSyn.CoreBndr AST.VHDLName) -> func -> [arg] -> VHDLSession [AST.ConcSm])
  55 genExprRes wrap dst func args = do
  56   expr <- wrap dst func args
  57   return $ [mkUncondAssign dst expr]
  58
  59 -- | Generate a binary operator application. The first argument should be a
  60 -- constructor from the AST.Expr type, e.g. AST.And.
  61 genOperator2 :: (AST.Expr -> AST.Expr -> AST.Expr) -> BuiltinBuilder
  62 genOperator2 op = genExprArgs $ genExprRes (genOperator2' op)
  63 genOperator2' :: (AST.Expr -> AST.Expr -> AST.Expr) -> dst -> CoreSyn.CoreBndr -> [AST.Expr] -> VHDLSession AST.Expr
  64 genOperator2' op _ f [arg1, arg2] = return $ op arg1 arg2
  65
  66 -- | Generate a unary operator application
  67 genOperator1 :: (AST.Expr -> AST.Expr) -> BuiltinBuilder
  68 genOperator1 op = genExprArgs $ genExprRes (genOperator1' op)
  69 genOperator1' :: (AST.Expr -> AST.Expr) -> dst -> CoreSyn.CoreBndr -> [AST.Expr] -> VHDLSession AST.Expr
  70 genOperator1' op _ f [arg] = return $ op arg
  71
  72 -- | Generate a function call from the destination binder, function name and a
  73 -- list of expressions (its arguments)
  74 genFCall :: BuiltinBuilder
  75 genFCall = genExprArgs $ genExprRes genFCall'
  76 genFCall' :: Either CoreSyn.CoreBndr AST.VHDLName -> CoreSyn.CoreBndr -> [AST.Expr] -> VHDLSession AST.Expr
  77 genFCall' (Left res) f args = do
  78   let fname = varToString f
  79   let el_ty = (tfvec_elem . Var.varType) res
  80   id <- vectorFunId el_ty fname
  81   return $ AST.PrimFCall $ AST.FCall (AST.NSimple id)  $
  82              map (\exp -> Nothing AST.:=>: AST.ADExpr exp) args
  83 genFCall' (Right name) _ _ = error $ "Cannot generate builtin function call assigned to a VHDLName: " ++ show name
  84
  85 -- | Generate a generate statement for the builtin function "map"
  86 genMap :: BuiltinBuilder
  87 genMap = genVarArgs genMap'
  88 genMap' :: (Either CoreSyn.CoreBndr AST.VHDLName) -> CoreSyn.CoreBndr -> [Var.Var] -> VHDLSession [AST.ConcSm]
  89 genMap' (Left res) f [mapped_f, arg] =
  90   let
  91     -- Setup the generate scheme
  92     len         = (tfvec_len . Var.varType) res
  93     -- TODO: Use something better than varToString
  94     label       = mkVHDLExtId ("mapVector" ++ (varToString res))
  95     n_id        = mkVHDLBasicId "n"
  96     n_expr      = idToVHDLExpr n_id
  97     range       = AST.ToRange (AST.PrimLit "0") (AST.PrimLit $ show (len-1))
  98     genScheme   = AST.ForGn n_id range
  99
 100     -- Create the content of the generate statement: Applying the mapped_f to
 101     -- each of the elements in arg, storing to each element in res
 102     resname     = mkIndexedName (varToVHDLName res) n_expr
 103     argexpr     = vhdlNameToVHDLExpr $ mkIndexedName (varToVHDLName arg) n_expr
 104   in do
 105     app_concsms <- genApplication (Right resname) mapped_f [Right argexpr]
 106     -- Return the generate statement
 107     return [AST.CSGSm $ AST.GenerateSm label genScheme [] app_concsms]
 108
 109 genMap' (Right name) _ _ = error $ "Cannot generate map function call assigned to a VHDLName: " ++ show name
 110
 111 genZipWith :: BuiltinBuilder
 112 genZipWith = genVarArgs genZipWith'
 113 genZipWith' :: (Either CoreSyn.CoreBndr AST.VHDLName) -> CoreSyn.CoreBndr -> [Var.Var] -> VHDLSession [AST.ConcSm]
 114 genZipWith' (Left res) f args@[zipped_f, arg1, arg2] =
 115   let
 116     -- Setup the generate scheme
 117     len         = (tfvec_len . Var.varType) res
 118     -- TODO: Use something better than varToString
 119     label       = mkVHDLExtId ("zipWithVector" ++ (varToString res))
 120     n_id        = mkVHDLBasicId "n"
 121     n_expr      = idToVHDLExpr n_id
 122     range       = AST.ToRange (AST.PrimLit "0") (AST.PrimLit $ show (len-1))
 123     genScheme   = AST.ForGn n_id range
 124
 125     -- Create the content of the generate statement: Applying the zipped_f to
 126     -- each of the elements in arg1 and arg2, storing to each element in res
 127     resname     = mkIndexedName (varToVHDLName res) n_expr
 128     argexpr1    = vhdlNameToVHDLExpr $ mkIndexedName (varToVHDLName arg1) n_expr
 129     argexpr2    = vhdlNameToVHDLExpr $ mkIndexedName (varToVHDLName arg2) n_expr
 130   in do
 131     app_concsms <- genApplication (Right resname) zipped_f [Right argexpr1, Right argexpr2]
 132     -- Return the generate functions
 133     return [AST.CSGSm $ AST.GenerateSm label genScheme [] app_concsms]
 134
 135 genFoldl :: BuiltinBuilder
 136 genFoldl = genFold True
 137
 138 genFoldr :: BuiltinBuilder
 139 genFoldr = genFold False
 140
 141 genFold :: Bool -> BuiltinBuilder
 142 genFold left = genVarArgs (genFold' left)
 143 genFold' :: Bool -> (Either CoreSyn.CoreBndr AST.VHDLName) -> CoreSyn.CoreBndr -> [Var.Var] -> VHDLSession [AST.ConcSm]
 144 -- Special case for an empty input vector, just assign start to res
 145 genFold' left (Left res) _ [_, start, vec] | len == 0 = return [mkUncondAssign (Left res) (varToVHDLExpr start)]
 146     where len = (tfvec_len . Var.varType) vec
 147 genFold' left (Left res) f [folded_f, start, vec] = do
 148   -- evec is (TFVec n), so it still needs an element type
 149   let (nvec, _) = splitAppTy (Var.varType vec)
 150   -- Put the type of the start value in nvec, this will be the type of our
 151   -- temporary vector
 152   let tmp_ty = Type.mkAppTy nvec (Var.varType start)
 153   tmp_vhdl_ty <- vhdl_ty tmp_ty
 154   -- Setup the generate scheme
 155   let gen_label = mkVHDLExtId ("foldlVector" ++ (varToString vec))
 156   let block_label = mkVHDLExtId ("foldlVector" ++ (varToString start))
 157   let gen_range = if left then AST.ToRange (AST.PrimLit "0") len_min_expr
 158                   else AST.DownRange len_min_expr (AST.PrimLit "0")
 159   let gen_scheme   = AST.ForGn n_id gen_range
 160   -- Make the intermediate vector
 161   let  tmp_dec     = AST.BDISD $ AST.SigDec tmp_id tmp_vhdl_ty Nothing
 162   -- Create the generate statement
 163   cells <- sequence [genFirstCell, genOtherCell]
 164   let gen_sm = AST.GenerateSm gen_label gen_scheme [] (map AST.CSGSm cells)
 165   -- Assign tmp[len-1] or tmp[0] to res
 166   let out_assign = mkUncondAssign (Left res) $ vhdlNameToVHDLExpr (if left then
 167                     (mkIndexedName tmp_name (AST.PrimLit $ show (len-1))) else
 168                     (mkIndexedName tmp_name (AST.PrimLit "0")))
 169   let block = AST.BlockSm block_label [] (AST.PMapAspect []) [tmp_dec] [AST.CSGSm gen_sm, out_assign]
 170   return [AST.CSBSm block]
 171   where
 172     -- The vector length
 173     len         = (tfvec_len . Var.varType) vec
 174     -- An id for the counter
 175     n_id = mkVHDLBasicId "n"
 176     n_cur = idToVHDLExpr n_id
 177     -- An expression for previous n
 178     n_prev = if left then (n_cur AST.:-: (AST.PrimLit "1"))
 179                      else (n_cur AST.:+: (AST.PrimLit "1"))
 180     -- An expression for len-1
 181     len_min_expr = (AST.PrimLit $ show (len-1))
 182     -- An id for the tmp result vector
 183     tmp_id = mkVHDLBasicId "tmp"
 184     tmp_name = AST.NSimple tmp_id
 185     -- Generate parts of the fold
 186     genFirstCell, genOtherCell :: VHDLSession AST.GenerateSm
 187     genFirstCell = do
 188       let cond_label = mkVHDLExtId "firstcell"
 189       -- if n == 0 or n == len-1
 190       let cond_scheme = AST.IfGn $ n_cur AST.:=: (if left then (AST.PrimLit "0")
 191                                                   else (AST.PrimLit $ show (len-1)))
 192       -- Output to tmp[current n]
 193       let resname = mkIndexedName tmp_name n_cur
 194       -- Input from start
 195       let argexpr1 = varToVHDLExpr start
 196       -- Input from vec[current n]
 197       let argexpr2 = vhdlNameToVHDLExpr $ mkIndexedName (varToVHDLName vec) n_cur
 198       app_concsms <- genApplication (Right resname) folded_f  ( if left then
 199                                                                   [Right argexpr1, Right argexpr2]
 200                                                                 else
 201                                                                   [Right argexpr2, Right argexpr1]
 202                                                               )
 203       -- Return the conditional generate part
 204       return $ AST.GenerateSm cond_label cond_scheme [] app_concsms
 205
 206     genOtherCell = do
 207       let cond_label = mkVHDLExtId "othercell"
 208       -- if n > 0 or n < len-1
 209       let cond_scheme = AST.IfGn $ n_cur AST.:/=: (if left then (AST.PrimLit "0")
 210                                                    else (AST.PrimLit $ show (len-1)))
 211       -- Output to tmp[current n]
 212       let resname = mkIndexedName tmp_name n_cur
 213       -- Input from tmp[previous n]
 214       let argexpr1 = vhdlNameToVHDLExpr $ mkIndexedName tmp_name n_prev
 215       -- Input from vec[current n]
 216       let argexpr2 = vhdlNameToVHDLExpr $ mkIndexedName (varToVHDLName vec) n_cur
 217       app_concsms <- genApplication (Right resname) folded_f  ( if left then
 218                                                                   [Right argexpr1, Right argexpr2]
 219                                                                 else
 220                                                                   [Right argexpr2, Right argexpr1]
 221                                                               )
 222       -- Return the conditional generate part
 223       return $ AST.GenerateSm cond_label cond_scheme [] app_concsms
 224
 225 -----------------------------------------------------------------------------
 226 -- Function to generate VHDL for applications
 227 -----------------------------------------------------------------------------
 228 genApplication ::
 229   (Either CoreSyn.CoreBndr AST.VHDLName) -- ^ Where to store the result?
 230   -> CoreSyn.CoreBndr -- ^ The function to apply
 231   -> [Either CoreSyn.CoreExpr AST.Expr] -- ^ The arguments to apply
 232   -> VHDLSession [AST.ConcSm] -- ^ The resulting concurrent statements
 233 genApplication dst f args =
 234   case Var.globalIdVarDetails f of
 235     IdInfo.DataConWorkId dc -> case dst of
 236       -- It's a datacon. Create a record from its arguments.
 237       Left bndr -> do
 238         -- We have the bndr, so we can get at the type
 239         labels <- getFieldLabels (Var.varType bndr)
 240         return $ zipWith mkassign labels $ map (either exprToVHDLExpr id) args
 241         where
 242           mkassign :: AST.VHDLId -> AST.Expr -> AST.ConcSm
 243           mkassign label arg =
 244             let sel_name = mkSelectedName ((either varToVHDLName id) dst) label in
 245             mkUncondAssign (Right sel_name) arg
 246       Right _ -> error $ "Generate.genApplication Can't generate dataconstructor application without an original binder"
 247     IdInfo.VanillaGlobal -> do
 248       -- It's a global value imported from elsewhere. These can be builtin
 249       -- functions. Look up the function name in the name table and execute
 250       -- the associated builder if there is any and the argument count matches
 251       -- (this should always be the case if it typechecks, but just to be
 252       -- sure...).
 253       case (Map.lookup (varToString f) globalNameTable) of
 254         Just (arg_count, builder) ->
 255           if length args == arg_count then
 256             builder dst f args
 257           else
 258             error $ "Generate.genApplication Incorrect number of arguments to builtin function: " ++ pprString f ++ " Args: " ++ show args
 259         Nothing -> error $ "Using function from another module that is not a known builtin: " ++ pprString f
 260     IdInfo.NotGlobalId -> do
 261       signatures <- getA vsSignatures
 262       -- This is a local id, so it should be a function whose definition we
 263       -- have and which can be turned into a component instantiation.
 264       let
 265         signature = Maybe.fromMaybe
 266           (error $ "Using function '" ++ (varToString f) ++ "' without signature? This should not happen!")
 267           (Map.lookup f signatures)
 268         entity_id = ent_id signature
 269         -- TODO: Using show here isn't really pretty, but we'll need some
 270         -- unique-ish value...
 271         label = "comp_ins_" ++ (either show prettyShow) dst
 272         portmaps = mkAssocElems (map (either exprToVHDLExpr id) args) ((either varToVHDLName id) dst) signature
 273         in
 274           return [mkComponentInst label entity_id portmaps]
 275     details -> error $ "Calling unsupported function " ++ pprString f ++ " with GlobalIdDetails " ++ pprString details
 276
 277 -----------------------------------------------------------------------------
 278 -- Functions to generate functions dealing with vectors.
 279 -----------------------------------------------------------------------------
 280
 281 -- Returns the VHDLId of the vector function with the given name for the given
 282 -- element type. Generates -- this function if needed.
 283 vectorFunId :: Type.Type -> String -> VHDLSession AST.VHDLId
 284 vectorFunId el_ty fname = do
 285   elemTM <- vhdl_ty el_ty
 286   -- TODO: This should not be duplicated from mk_vector_ty. Probably but it in
 287   -- the VHDLState or something.
 288   let vectorTM = mkVHDLExtId $ "vector_" ++ (AST.fromVHDLId elemTM)
 289   typefuns <- getA vsTypeFuns
 290   case Map.lookup (OrdType el_ty, fname) typefuns of
 291     -- Function already generated, just return it
 292     Just (id, _) -> return id
 293     -- Function not generated yet, generate it
 294     Nothing -> do
 295       let functions = genUnconsVectorFuns elemTM vectorTM
 296       case lookup fname functions of
 297         Just body -> do
 298           modA vsTypeFuns $ Map.insert (OrdType el_ty, fname) (function_id, body)
 299           return function_id
 300         Nothing -> error $ "I don't know how to generate vector function " ++ fname
 301   where
 302     function_id = mkVHDLExtId fname
 303
 304 genUnconsVectorFuns :: AST.TypeMark -- ^ type of the vector elements
 305                     -> AST.TypeMark -- ^ type of the vector
 306                     -> [(String, AST.SubProgBody)]
 307 genUnconsVectorFuns elemTM vectorTM  =
 308   [ (exId, AST.SubProgBody exSpec      []                  [exExpr])
 309   , (replaceId, AST.SubProgBody replaceSpec [AST.SPVD replaceVar] [replaceExpr,replaceRet])
 310   , (headId, AST.SubProgBody headSpec    []                  [headExpr])
 311   , (lastId, AST.SubProgBody lastSpec    []                  [lastExpr])
 312   , (initId, AST.SubProgBody initSpec    [AST.SPVD initVar]  [initExpr, initRet])
 313   , (tailId, AST.SubProgBody tailSpec    [AST.SPVD tailVar]  [tailExpr, tailRet])
 314   , (takeId, AST.SubProgBody takeSpec    [AST.SPVD takeVar]  [takeExpr, takeRet])
 315   , (dropId, AST.SubProgBody dropSpec    [AST.SPVD dropVar]  [dropExpr, dropRet])
 316   , (plusgtId, AST.SubProgBody plusgtSpec  [AST.SPVD plusgtVar] [plusgtExpr, plusgtRet])
 317   , (emptyId, AST.SubProgBody emptySpec   [AST.SPCD emptyVar] [emptyExpr])
 318   , (singletonId, AST.SubProgBody singletonSpec [AST.SPVD singletonVar] [singletonRet])
 319   , (copyId, AST.SubProgBody copySpec    [AST.SPVD copyVar]      [copyExpr])
 320   , (selId, AST.SubProgBody selSpec  [AST.SPVD selVar] [selFor, selRet])
 321   ]
 322   where
 323     ixPar   = AST.unsafeVHDLBasicId "ix"
 324     vecPar  = AST.unsafeVHDLBasicId "vec"
 325     nPar    = AST.unsafeVHDLBasicId "n"
 326     iId     = AST.unsafeVHDLBasicId "i"
 327     iPar    = iId
 328     aPar    = AST.unsafeVHDLBasicId "a"
 329     fPar = AST.unsafeVHDLBasicId "f"
 330     sPar = AST.unsafeVHDLBasicId "s"
 331     resId   = AST.unsafeVHDLBasicId "res"
 332     exSpec = AST.Function (mkVHDLExtId exId) [AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM,
 333                                AST.IfaceVarDec ixPar  naturalTM] elemTM
 334     exExpr = AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimName $ AST.NIndexed
 335               (AST.IndexedName (AST.NSimple vecPar) [AST.PrimName $
 336                 AST.NSimple ixPar]))
 337     replaceSpec = AST.Function (mkVHDLExtId replaceId)  [ AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM
 338                                           , AST.IfaceVarDec iPar   naturalTM
 339                                           , AST.IfaceVarDec aPar   elemTM
 340                                           ] vectorTM
 341        -- variable res : fsvec_x (0 to vec'length-1);
 342     replaceVar =
 343          AST.VarDec resId
 344                 (AST.SubtypeIn vectorTM
 345                   (Just $ AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint
 346                    [AST.ToRange (AST.PrimLit "0")
 347                             (AST.PrimName (AST.NAttribute $
 348                               AST.AttribName (AST.NSimple vecPar) (mkVHDLBasicId lengthId) Nothing) AST.:-:
 349                                 (AST.PrimLit "1"))   ]))
 350                 Nothing
 351        --  res AST.:= vec(0 to i-1) & a & vec(i+1 to length'vec-1)
 352     replaceExpr = AST.NSimple resId AST.:=
 353            (vecSlice (AST.PrimLit "0") (AST.PrimName (AST.NSimple iPar) AST.:-: AST.PrimLit "1") AST.:&:
 354             AST.PrimName (AST.NSimple aPar) AST.:&:
 355              vecSlice (AST.PrimName (AST.NSimple iPar) AST.:+: AST.PrimLit "1")
 356                       ((AST.PrimName (AST.NAttribute $
 357                                 AST.AttribName (AST.NSimple vecPar) (mkVHDLBasicId lengthId) Nothing))
 358                                                               AST.:-: AST.PrimLit "1"))
 359     replaceRet =  AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimName $ AST.NSimple resId)
 360     vecSlice init last =  AST.PrimName (AST.NSlice
 361                                         (AST.SliceName
 362                                               (AST.NSimple vecPar)
 363                                               (AST.ToRange init last)))
 364     headSpec = AST.Function (mkVHDLExtId headId) [AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM] elemTM
 365        -- return vec(0);
 366     headExpr = AST.ReturnSm (Just $ (AST.PrimName $ AST.NIndexed (AST.IndexedName
 367                     (AST.NSimple vecPar) [AST.PrimLit "0"])))
 368     lastSpec = AST.Function (mkVHDLExtId lastId) [AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM] elemTM
 369        -- return vec(vec'length-1);
 370     lastExpr = AST.ReturnSm (Just $ (AST.PrimName $ AST.NIndexed (AST.IndexedName
 371                     (AST.NSimple vecPar)
 372                     [AST.PrimName (AST.NAttribute $
 373                                 AST.AttribName (AST.NSimple vecPar) (mkVHDLBasicId lengthId) Nothing)
 374                                                              AST.:-: AST.PrimLit "1"])))
 375     initSpec = AST.Function (mkVHDLExtId initId) [AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM] vectorTM
 376        -- variable res : fsvec_x (0 to vec'length-2);
 377     initVar =
 378          AST.VarDec resId
 379                 (AST.SubtypeIn vectorTM
 380                   (Just $ AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint
 381                    [AST.ToRange (AST.PrimLit "0")
 382                             (AST.PrimName (AST.NAttribute $
 383                               AST.AttribName (AST.NSimple vecPar) (mkVHDLBasicId lengthId) Nothing) AST.:-:
 384                                 (AST.PrimLit "2"))   ]))
 385                 Nothing
 386        -- resAST.:= vec(0 to vec'length-2)
 387     initExpr = AST.NSimple resId AST.:= (vecSlice
 388                                (AST.PrimLit "0")
 389                                (AST.PrimName (AST.NAttribute $
 390                                   AST.AttribName (AST.NSimple vecPar) (mkVHDLBasicId lengthId) Nothing)
 391                                                              AST.:-: AST.PrimLit "2"))
 392     initRet =  AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimName $ AST.NSimple resId)
 393     tailSpec = AST.Function (mkVHDLExtId tailId) [AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM] vectorTM
 394        -- variable res : fsvec_x (0 to vec'length-2);
 395     tailVar =
 396          AST.VarDec resId
 397                 (AST.SubtypeIn vectorTM
 398                   (Just $ AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint
 399                    [AST.ToRange (AST.PrimLit "0")
 400                             (AST.PrimName (AST.NAttribute $
 401                               AST.AttribName (AST.NSimple vecPar) (mkVHDLBasicId lengthId) Nothing) AST.:-:
 402                                 (AST.PrimLit "2"))   ]))
 403                 Nothing
 404        -- res AST.:= vec(1 to vec'length-1)
 405     tailExpr = AST.NSimple resId AST.:= (vecSlice
 406                                (AST.PrimLit "1")
 407                                (AST.PrimName (AST.NAttribute $
 408                                   AST.AttribName (AST.NSimple vecPar) (mkVHDLBasicId lengthId) Nothing)
 409                                                              AST.:-: AST.PrimLit "1"))
 410     tailRet = AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimName $ AST.NSimple resId)
 411     takeSpec = AST.Function (mkVHDLExtId takeId) [AST.IfaceVarDec nPar   naturalTM,
 412                                    AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM ] vectorTM
 413        -- variable res : fsvec_x (0 to n-1);
 414     takeVar =
 415          AST.VarDec resId
 416                 (AST.SubtypeIn vectorTM
 417                   (Just $ AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint
 418                    [AST.ToRange (AST.PrimLit "0")
 419                                ((AST.PrimName (AST.NSimple nPar)) AST.:-:
 420                                 (AST.PrimLit "1"))   ]))
 421                 Nothing
 422        -- res AST.:= vec(0 to n-1)
 423     takeExpr = AST.NSimple resId AST.:=
 424                     (vecSlice (AST.PrimLit "1")
 425                               (AST.PrimName (AST.NSimple $ nPar) AST.:-: AST.PrimLit "1"))
 426     takeRet =  AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimName $ AST.NSimple resId)
 427     dropSpec = AST.Function (mkVHDLExtId dropId) [AST.IfaceVarDec nPar   naturalTM,
 428                                    AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM ] vectorTM
 429        -- variable res : fsvec_x (0 to vec'length-n-1);
 430     dropVar =
 431          AST.VarDec resId
 432                 (AST.SubtypeIn vectorTM
 433                   (Just $ AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint
 434                    [AST.ToRange (AST.PrimLit "0")
 435                             (AST.PrimName (AST.NAttribute $
 436                               AST.AttribName (AST.NSimple vecPar) (mkVHDLBasicId lengthId) Nothing) AST.:-:
 437                                (AST.PrimName $ AST.NSimple nPar)AST.:-: (AST.PrimLit "1")) ]))
 438                Nothing
 439        -- res AST.:= vec(n to vec'length-1)
 440     dropExpr = AST.NSimple resId AST.:= (vecSlice
 441                                (AST.PrimName $ AST.NSimple nPar)
 442                                (AST.PrimName (AST.NAttribute $
 443                                   AST.AttribName (AST.NSimple vecPar) (mkVHDLBasicId lengthId) Nothing)
 444                                                              AST.:-: AST.PrimLit "1"))
 445     dropRet =  AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimName $ AST.NSimple resId)
 446     plusgtSpec = AST.Function (mkVHDLExtId plusgtId) [AST.IfaceVarDec aPar   elemTM,
 447                                        AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM] vectorTM
 448     -- variable res : fsvec_x (0 to vec'length);
 449     plusgtVar =
 450       AST.VarDec resId
 451              (AST.SubtypeIn vectorTM
 452                (Just $ AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint
 453                 [AST.ToRange (AST.PrimLit "0")
 454                         (AST.PrimName (AST.NAttribute $
 455                           AST.AttribName (AST.NSimple vecPar) (mkVHDLBasicId lengthId) Nothing))]))
 456              Nothing
 457     plusgtExpr = AST.NSimple resId AST.:=
 458                    ((AST.PrimName $ AST.NSimple aPar) AST.:&:
 459                     (AST.PrimName $ AST.NSimple vecPar))
 460     plusgtRet = AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimName $ AST.NSimple resId)
 461     emptySpec = AST.Function (mkVHDLExtId emptyId) [] vectorTM
 462     emptyVar =
 463           AST.ConstDec resId
 464               (AST.SubtypeIn vectorTM Nothing)
 465               (Just $ AST.PrimLit "\"\"")
 466     emptyExpr = AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimName (AST.NSimple resId))
 467     singletonSpec = AST.Function (mkVHDLExtId singletonId) [AST.IfaceVarDec aPar elemTM ]
 468                                          vectorTM
 469     -- variable res : fsvec_x (0 to 0) := (others => a);
 470     singletonVar =
 471       AST.VarDec resId
 472              (AST.SubtypeIn vectorTM
 473                (Just $ AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint
 474                 [AST.ToRange (AST.PrimLit "0") (AST.PrimLit "0")]))
 475              (Just $ AST.Aggregate [AST.ElemAssoc (Just AST.Others)
 476                                           (AST.PrimName $ AST.NSimple aPar)])
 477     singletonRet = AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimName $ AST.NSimple resId)
 478     copySpec = AST.Function (mkVHDLExtId copyId) [AST.IfaceVarDec nPar   naturalTM,
 479                                    AST.IfaceVarDec aPar   elemTM   ] vectorTM
 480     -- variable res : fsvec_x (0 to n-1) := (others => a);
 481     copyVar =
 482       AST.VarDec resId
 483              (AST.SubtypeIn vectorTM
 484                (Just $ AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint
 485                 [AST.ToRange (AST.PrimLit "0")
 486                             ((AST.PrimName (AST.NSimple nPar)) AST.:-:
 487                              (AST.PrimLit "1"))   ]))
 488              (Just $ AST.Aggregate [AST.ElemAssoc (Just AST.Others)
 489                                           (AST.PrimName $ AST.NSimple aPar)])
 490     -- return res
 491     copyExpr = AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimName $ AST.NSimple resId)
 492     selSpec = AST.Function (mkVHDLExtId selId) [AST.IfaceVarDec fPar   naturalTM,
 493                                AST.IfaceVarDec nPar   naturalTM,
 494                                AST.IfaceVarDec sPar   naturalTM,
 495                                AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM ] vectorTM
 496     -- variable res : fsvec_x (0 to n-1);
 497     selVar =
 498       AST.VarDec resId
 499                 (AST.SubtypeIn vectorTM
 500                   (Just $ AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint
 501                     [AST.ToRange (AST.PrimLit "0")
 502                       ((AST.PrimName (AST.NSimple nPar)) AST.:-:
 503                       (AST.PrimLit "1"))   ])
 504                 )
 505                 Nothing
 506     -- for i res'range loop
 507     --   res(i) := vec(f+i*s);
 508     -- end loop;
 509     selFor = AST.ForSM iId (AST.AttribRange $ AST.AttribName (AST.NSimple resId) rangeId Nothing) [selAssign]
 510     -- res(i) := vec(f+i*s);
 511     selAssign = let origExp = AST.PrimName (AST.NSimple fPar) AST.:+:
 512                                 (AST.PrimName (AST.NSimple iId) AST.:*:
 513                                   AST.PrimName (AST.NSimple sPar)) in
 514                                   AST.NIndexed (AST.IndexedName (AST.NSimple resId) [AST.PrimName (AST.NSimple iId)]) AST.:=
 515                                     (AST.PrimName $ AST.NIndexed (AST.IndexedName (AST.NSimple vecPar) [origExp]))
 516     -- return res;
 517     selRet =  AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimName (AST.NSimple resId))
 518
 519 -----------------------------------------------------------------------------
 520 -- A table of builtin functions
 521 -----------------------------------------------------------------------------
 522
 523 -- | The builtin functions we support. Maps a name to an argument count and a
 524 -- builder function.
 525 globalNameTable :: NameTable
 526 globalNameTable = Map.fromList
 527   [ (exId             , (2, genFCall                ) )
 528   , (replaceId        , (3, genFCall                ) )
 529   , (headId           , (1, genFCall                ) )
 530   , (lastId           , (1, genFCall                ) )
 531   , (tailId           , (1, genFCall                ) )
 532   , (initId           , (1, genFCall                ) )
 533   , (takeId           , (2, genFCall                ) )
 534   , (dropId           , (2, genFCall                ) )
 535   , (selId            , (4, genFCall                ) )
 536   , (plusgtId         , (2, genFCall                ) )
 537   , (mapId            , (2, genMap                  ) )
 538   , (zipWithId        , (3, genZipWith              ) )
 539   , (foldlId          , (3, genFoldl                ) )
 540   , (foldrId          , (3, genFoldr                ) )
 541   , (emptyId          , (0, genFCall                ) )
 542   , (singletonId      , (1, genFCall                ) )
 543   , (copyId           , (2, genFCall                ) )
 544   , (hwxorId          , (2, genOperator2 AST.Xor    ) )
 545   , (hwandId          , (2, genOperator2 AST.And    ) )
 546   , (hworId           , (2, genOperator2 AST.Or     ) )
 547   , (hwnotId          , (1, genOperator1 AST.Not    ) )
 548   ]