cλash/CLasH/VHDL/VHDLTools.hs

   1 module CLasH.VHDL.VHDLTools where
   2
   3 -- Standard modules
   4 import qualified Maybe
   5 import qualified Data.Either as Either
   6 import qualified Data.List as List
   7 import qualified Data.Map as Map
   8 import qualified Control.Monad as Monad
   9 import qualified Control.Arrow as Arrow
  10 import qualified Control.Monad.Trans.State as State
  11 import qualified Data.Monoid as Monoid
  12 import Data.Accessor
  13 import Data.Accessor.MonadState as MonadState
  14 import Debug.Trace
  15
  16 -- ForSyDe
  17 import qualified Language.VHDL.AST as AST
  18
  19 -- GHC API
  20 import CoreSyn
  21 import qualified Name
  22 import qualified OccName
  23 import qualified Var
  24 import qualified Id
  25 import qualified IdInfo
  26 import qualified TyCon
  27 import qualified Type
  28 import qualified DataCon
  29 import qualified CoreSubst
  30
  31 -- Local imports
  32 import CLasH.VHDL.VHDLTypes
  33 import CLasH.Translator.TranslatorTypes
  34 import CLasH.Utils.Core.CoreTools
  35 import CLasH.Utils.Pretty
  36 import CLasH.VHDL.Constants
  37
  38 -----------------------------------------------------------------------------
  39 -- Functions to generate concurrent statements
  40 -----------------------------------------------------------------------------
  41
  42 -- Create an unconditional assignment statement
  43 mkUncondAssign ::
  44   Either CoreBndr AST.VHDLName -- ^ The signal to assign to
  45   -> AST.Expr -- ^ The expression to assign
  46   -> AST.ConcSm -- ^ The resulting concurrent statement
  47 mkUncondAssign dst expr = mkAssign dst Nothing expr
  48
  49 -- Create a conditional assignment statement
  50 mkCondAssign ::
  51   Either CoreBndr AST.VHDLName -- ^ The signal to assign to
  52   -> AST.Expr -- ^ The condition
  53   -> AST.Expr -- ^ The value when true
  54   -> AST.Expr -- ^ The value when false
  55   -> AST.ConcSm -- ^ The resulting concurrent statement
  56 mkCondAssign dst cond true false = mkAssign dst (Just (cond, true)) false
  57
  58 -- Create a conditional or unconditional assignment statement
  59 mkAssign ::
  60   Either CoreBndr AST.VHDLName -- ^ The signal to assign to
  61   -> Maybe (AST.Expr , AST.Expr) -- ^ Optionally, the condition to test for
  62                                  -- and the value to assign when true.
  63   -> AST.Expr -- ^ The value to assign when false or no condition
  64   -> AST.ConcSm -- ^ The resulting concurrent statement
  65 mkAssign dst cond false_expr =
  66   let
  67     -- I'm not 100% how this assignment AST works, but this gets us what we
  68     -- want...
  69     whenelse = case cond of
  70       Just (cond_expr, true_expr) ->
  71         let
  72           true_wform = AST.Wform [AST.WformElem true_expr Nothing]
  73         in
  74           [AST.WhenElse true_wform cond_expr]
  75       Nothing -> []
  76     false_wform = AST.Wform [AST.WformElem false_expr Nothing]
  77     dst_name  = case dst of
  78       Left bndr -> AST.NSimple (varToVHDLId bndr)
  79       Right name -> name
  80     assign    = dst_name AST.:<==: (AST.ConWforms whenelse false_wform Nothing)
  81   in
  82     AST.CSSASm assign
  83
  84 mkAssocElems ::
  85   [AST.Expr]                    -- ^ The argument that are applied to function
  86   -> AST.VHDLName               -- ^ The binder in which to store the result
  87   -> Entity                     -- ^ The entity to map against.
  88   -> [AST.AssocElem]            -- ^ The resulting port maps
  89 mkAssocElems args res entity =
  90     -- Create the actual AssocElems
  91     zipWith mkAssocElem ports sigs
  92   where
  93     -- Turn the ports and signals from a map into a flat list. This works,
  94     -- since the maps must have an identical form by definition. TODO: Check
  95     -- the similar form?
  96     arg_ports = ent_args entity
  97     res_port  = ent_res entity
  98     -- Extract the id part from the (id, type) tuple
  99     ports     = map fst (res_port : arg_ports)
 100     -- Translate signal numbers into names
 101     sigs      = (vhdlNameToVHDLExpr res : args)
 102
 103 -- | Create an VHDL port -> signal association
 104 mkAssocElem :: AST.VHDLId -> AST.Expr -> AST.AssocElem
 105 mkAssocElem port signal = Just port AST.:=>: (AST.ADExpr signal)
 106
 107 -- | Create an VHDL port -> signal association
 108 mkAssocElemIndexed :: AST.VHDLId -> AST.VHDLId -> AST.VHDLId -> AST.AssocElem
 109 mkAssocElemIndexed port signal index = Just port AST.:=>: (AST.ADName (AST.NIndexed (AST.IndexedName
 110                       (AST.NSimple signal) [AST.PrimName $ AST.NSimple index])))
 111
 112 -- | Create an aggregate signal
 113 mkAggregateSignal :: [AST.Expr] -> AST.Expr
 114 mkAggregateSignal x = AST.Aggregate (map (\z -> AST.ElemAssoc Nothing z) x)
 115
 116 mkComponentInst ::
 117   String -- ^ The portmap label
 118   -> AST.VHDLId -- ^ The entity name
 119   -> [AST.AssocElem] -- ^ The port assignments
 120   -> AST.ConcSm
 121 mkComponentInst label entity_id portassigns = AST.CSISm compins
 122   where
 123     -- We always have a clock port, so no need to map it anywhere but here
 124     clk_port = mkAssocElem clockId (idToVHDLExpr clockId)
 125     compins = AST.CompInsSm (mkVHDLExtId label) (AST.IUEntity (AST.NSimple entity_id)) (AST.PMapAspect (portassigns ++ [clk_port]))
 126
 127 -----------------------------------------------------------------------------
 128 -- Functions to generate VHDL Exprs
 129 -----------------------------------------------------------------------------
 130
 131 varToVHDLExpr :: Var.Var -> TypeSession AST.Expr
 132 varToVHDLExpr var = do
 133   case Id.isDataConWorkId_maybe var of
 134     Just dc -> return $ dataconToVHDLExpr dc
 135     -- This is a dataconstructor.
 136     -- Not a datacon, just another signal. Perhaps we should check for
 137     -- local/global here as well?
 138     -- Sadly so.. tfp decimals are types, not data constructors, but instances
 139     -- should still be translated to integer literals. It is probebly not the
 140     -- best solution to translate them here.
 141     -- FIXME: Find a better solution for translating instances of tfp integers
 142     Nothing -> do
 143         let ty  = Var.varType var
 144         case Type.splitTyConApp_maybe ty of
 145                 Just (tycon, args) ->
 146                   case Name.getOccString (TyCon.tyConName tycon) of
 147                     "Dec" -> do
 148                       len <- tfp_to_int ty
 149                       return $ AST.PrimLit $ (show len)
 150                     otherwise -> return $ AST.PrimName $ AST.NSimple $ varToVHDLId var
 151
 152 -- Turn a VHDLName into an AST expression
 153 vhdlNameToVHDLExpr = AST.PrimName
 154
 155 -- Turn a VHDL Id into an AST expression
 156 idToVHDLExpr = vhdlNameToVHDLExpr . AST.NSimple
 157
 158 -- Turn a Core expression into an AST expression
 159 exprToVHDLExpr core = varToVHDLExpr (exprToVar core)
 160
 161 -- Turn a alternative constructor into an AST expression. For
 162 -- dataconstructors, this is only the constructor itself, not any arguments it
 163 -- has. Should not be called with a DEFAULT constructor.
 164 altconToVHDLExpr :: CoreSyn.AltCon -> AST.Expr
 165 altconToVHDLExpr (DataAlt dc) = dataconToVHDLExpr dc
 166
 167 altconToVHDLExpr (LitAlt _) = error "\nVHDL.conToVHDLExpr: Literals not support in case alternatives yet"
 168 altconToVHDLExpr DEFAULT = error "\nVHDL.conToVHDLExpr: DEFAULT alternative should not occur here!"
 169
 170 -- Turn a datacon (without arguments!) into a VHDL expression.
 171 dataconToVHDLExpr :: DataCon.DataCon -> AST.Expr
 172 dataconToVHDLExpr dc = AST.PrimLit lit
 173   where
 174     tycon = DataCon.dataConTyCon dc
 175     tyname = TyCon.tyConName tycon
 176     dcname = DataCon.dataConName dc
 177     lit = case Name.getOccString tyname of
 178       -- TODO: Do something more robust than string matching
 179       "Bit"      -> case Name.getOccString dcname of "High" -> "'1'"; "Low" -> "'0'"
 180       "Bool" -> case Name.getOccString dcname of "True" -> "true"; "False" -> "false"
 181
 182 -----------------------------------------------------------------------------
 183 -- Functions dealing with names, variables and ids
 184 -----------------------------------------------------------------------------
 185
 186 -- Creates a VHDL Id from a binder
 187 varToVHDLId ::
 188   CoreSyn.CoreBndr
 189   -> AST.VHDLId
 190 varToVHDLId = mkVHDLExtId . varToString
 191
 192 -- Creates a VHDL Name from a binder
 193 varToVHDLName ::
 194   CoreSyn.CoreBndr
 195   -> AST.VHDLName
 196 varToVHDLName = AST.NSimple . varToVHDLId
 197
 198 -- Extracts the binder name as a String
 199 varToString ::
 200   CoreSyn.CoreBndr
 201   -> String
 202 varToString = OccName.occNameString . Name.nameOccName . Var.varName
 203
 204 -- Get the string version a Var's unique
 205 varToStringUniq :: Var.Var -> String
 206 varToStringUniq = show . Var.varUnique
 207
 208 -- Extracts the string version of the name
 209 nameToString :: Name.Name -> String
 210 nameToString = OccName.occNameString . Name.nameOccName
 211
 212 -- Shortcut for Basic VHDL Ids.
 213 -- Can only contain alphanumerics and underscores. The supplied string must be
 214 -- a valid basic id, otherwise an error value is returned. This function is
 215 -- not meant to be passed identifiers from a source file, use mkVHDLExtId for
 216 -- that.
 217 mkVHDLBasicId :: String -> AST.VHDLId
 218 mkVHDLBasicId s =
 219   AST.unsafeVHDLBasicId $ (strip_multiscore . strip_leading . strip_invalid) s
 220   where
 221     -- Strip invalid characters.
 222     strip_invalid = filter (`elem` ['A'..'Z'] ++ ['a'..'z'] ++ ['0'..'9'] ++ "_.")
 223     -- Strip leading numbers and underscores
 224     strip_leading = dropWhile (`elem` ['0'..'9'] ++ "_")
 225     -- Strip multiple adjacent underscores
 226     strip_multiscore = concat . map (\cs ->
 227         case cs of
 228           ('_':_) -> "_"
 229           _ -> cs
 230       ) . List.group
 231
 232 -- Shortcut for Extended VHDL Id's. These Id's can contain a lot more
 233 -- different characters than basic ids, but can never be used to refer to
 234 -- basic ids.
 235 -- Use extended Ids for any values that are taken from the source file.
 236 mkVHDLExtId :: String -> AST.VHDLId
 237 mkVHDLExtId s =
 238   AST.unsafeVHDLExtId $ strip_invalid s
 239   where
 240     -- Allowed characters, taken from ForSyde's mkVHDLExtId
 241     allowed = ['A'..'Z'] ++ ['a'..'z'] ++ ['0'..'9'] ++ " \"#&\\'()*+,./:;<=>_|!$%@?[]^`{}~-"
 242     strip_invalid = filter (`elem` allowed)
 243
 244 -- Create a record field selector that selects the given label from the record
 245 -- stored in the given binder.
 246 mkSelectedName :: AST.VHDLName -> AST.VHDLId -> AST.VHDLName
 247 mkSelectedName name label =
 248    AST.NSelected $ name AST.:.: (AST.SSimple label)
 249
 250 -- Create an indexed name that selects a given element from a vector.
 251 mkIndexedName :: AST.VHDLName -> AST.Expr -> AST.VHDLName
 252 -- Special case for already indexed names. Just add an index
 253 mkIndexedName (AST.NIndexed (AST.IndexedName name indexes)) index =
 254  AST.NIndexed (AST.IndexedName name (indexes++[index]))
 255 -- General case for other names
 256 mkIndexedName name index = AST.NIndexed (AST.IndexedName name [index])
 257
 258 -----------------------------------------------------------------------------
 259 -- Functions dealing with VHDL types
 260 -----------------------------------------------------------------------------
 261
 262 -- | Maps the string name (OccName) of a type to the corresponding VHDL type,
 263 -- for a few builtin types.
 264 builtin_types =
 265   Map.fromList [
 266     ("Bit", std_logicTM),
 267     ("Bool", booleanTM), -- TysWiredIn.boolTy
 268     ("Dec", integerTM)
 269   ]
 270
 271 -- Translate a Haskell type to a VHDL type, generating a new type if needed.
 272 -- Returns an error value, using the given message, when no type could be
 273 -- created.
 274 vhdl_ty :: String -> Type.Type -> TypeSession AST.TypeMark
 275 vhdl_ty msg ty = do
 276   tm_either <- vhdl_ty_either ty
 277   case tm_either of
 278     Right tm -> return tm
 279     Left err -> error $ msg ++ "\n" ++ err
 280
 281 -- Translate a Haskell type to a VHDL type, generating a new type if needed.
 282 -- Returns either an error message or the resulting type.
 283 vhdl_ty_either :: Type.Type -> TypeSession (Either String AST.TypeMark)
 284 vhdl_ty_either ty = do
 285   typemap <- getA tsTypes
 286   htype_either <- mkHType ty
 287   case htype_either of
 288     -- No errors
 289     Right htype -> do
 290       let builtin_ty = do -- See if this is a tycon and lookup its name
 291             (tycon, args) <- Type.splitTyConApp_maybe ty
 292             let name = Name.getOccString (TyCon.tyConName tycon)
 293             Map.lookup name builtin_types
 294       -- If not a builtin type, try the custom types
 295       let existing_ty = (fmap fst) $ Map.lookup htype typemap
 296       case Monoid.getFirst $ Monoid.mconcat (map Monoid.First [builtin_ty, existing_ty]) of
 297         -- Found a type, return it
 298         Just t -> return (Right t)
 299         -- No type yet, try to construct it
 300         Nothing -> do
 301           newty_maybe <- (construct_vhdl_ty ty)
 302           case newty_maybe of
 303             Right (ty_id, ty_def) -> do
 304               -- TODO: Check name uniqueness
 305               modA tsTypes (Map.insert htype (ty_id, ty_def))
 306               modA tsTypeDecls (\typedefs -> typedefs ++ [mktydecl (ty_id, ty_def)])
 307               return (Right ty_id)
 308             Left err -> return $ Left $
 309               "VHDLTools.vhdl_ty: Unsupported Haskell type: " ++ pprString ty ++ "\n"
 310               ++ err
 311     -- Error when constructing htype
 312     Left err -> return $ Left err
 313
 314 -- Construct a new VHDL type for the given Haskell type. Returns an error
 315 -- message or the resulting typemark and typedef.
 316 construct_vhdl_ty :: Type.Type -> TypeSession (Either String (AST.TypeMark, Either AST.TypeDef AST.SubtypeIn))
 317 construct_vhdl_ty ty = do
 318   case Type.splitTyConApp_maybe ty of
 319     Just (tycon, args) -> do
 320       let name = Name.getOccString (TyCon.tyConName tycon)
 321       case name of
 322         "TFVec" -> mk_vector_ty ty
 323         "SizedWord" -> mk_unsigned_ty ty
 324         "SizedInt"  -> mk_signed_ty ty
 325         "RangedWord" -> do
 326           bound <- tfp_to_int (ranged_word_bound_ty ty)
 327           mk_natural_ty 0 bound
 328         -- Create a custom type from this tycon
 329         otherwise -> mk_tycon_ty ty tycon args
 330     Nothing -> return (Left $ "VHDLTools.construct_vhdl_ty: Cannot create type for non-tycon type: " ++ pprString ty ++ "\n")
 331
 332 -- | Create VHDL type for a custom tycon
 333 mk_tycon_ty :: Type.Type -> TyCon.TyCon -> [Type.Type] -> TypeSession (Either String (AST.TypeMark, Either AST.TypeDef AST.SubtypeIn))
 334 mk_tycon_ty ty tycon args =
 335   case TyCon.tyConDataCons tycon of
 336     -- Not an algebraic type
 337     [] -> return (Left $ "VHDLTools.mk_tycon_ty: Only custom algebraic types are supported: " ++ pprString tycon ++ "\n")
 338     [dc] -> do
 339       let arg_tys = DataCon.dataConRepArgTys dc
 340       -- TODO: CoreSubst docs say each Subs can be applied only once. Is this a
 341       -- violation? Or does it only mean not to apply it again to the same
 342       -- subject?
 343       let real_arg_tys = map (CoreSubst.substTy subst) arg_tys
 344       elem_tys_either <- mapM vhdl_ty_either real_arg_tys
 345       case Either.partitionEithers elem_tys_either of
 346         -- No errors in element types
 347         ([], elem_tys) -> do
 348           let elems = zipWith AST.ElementDec recordlabels elem_tys
 349           -- For a single construct datatype, build a record with one field for
 350           -- each argument.
 351           -- TODO: Add argument type ids to this, to ensure uniqueness
 352           -- TODO: Special handling for tuples?
 353           let elem_names = concat $ map prettyShow elem_tys
 354           let ty_id = mkVHDLExtId $ nameToString (TyCon.tyConName tycon) ++ elem_names
 355           let ty_def = AST.TDR $ AST.RecordTypeDef elems
 356           let tupshow = mkTupleShow elem_tys ty_id
 357           modA tsTypeFuns $ Map.insert (OrdType ty, showIdString) (showId, tupshow)
 358           return $ Right (ty_id, Left ty_def)
 359         -- There were errors in element types
 360         (errors, _) -> return $ Left $
 361           "VHDLTools.mk_tycon_ty: Can not construct type for: " ++ pprString tycon ++ "\n because no type can be construced for some of the arguments.\n"
 362           ++ (concat errors)
 363     dcs -> return $ Left $ "VHDLTools.mk_tycon_ty: Only single constructor datatypes supported: " ++ pprString tycon ++ "\n"
 364   where
 365     -- Create a subst that instantiates all types passed to the tycon
 366     -- TODO: I'm not 100% sure that this is the right way to do this. It seems
 367     -- to work so far, though..
 368     tyvars = TyCon.tyConTyVars tycon
 369     subst = CoreSubst.extendTvSubstList CoreSubst.emptySubst (zip tyvars args)
 370     -- Generate a bunch of labels for fields of a record
 371     recordlabels = map (\c -> mkVHDLBasicId [c]) ['A'..'Z']
 372
 373 -- | Create a VHDL vector type
 374 mk_vector_ty ::
 375   Type.Type -- ^ The Haskell type of the Vector
 376   -> TypeSession (Either String (AST.TypeMark, Either AST.TypeDef AST.SubtypeIn))
 377       -- ^ An error message or The typemark created.
 378
 379 mk_vector_ty ty = do
 380   types_map <- getA tsTypes
 381   env <- getA tsHscEnv
 382   let (nvec_l, nvec_el) = Type.splitAppTy ty
 383   let (nvec, leng) = Type.splitAppTy nvec_l
 384   let vec_ty = Type.mkAppTy nvec nvec_el
 385   len <- tfp_to_int (tfvec_len_ty ty)
 386   let el_ty = tfvec_elem ty
 387   el_ty_tm_either <- vhdl_ty_either el_ty
 388   case el_ty_tm_either of
 389     -- Could create element type
 390     Right el_ty_tm -> do
 391       let ty_id = mkVHDLExtId $ "vector-"++ (AST.fromVHDLId el_ty_tm) ++ "-0_to_" ++ (show len)
 392       let range = AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint [AST.ToRange (AST.PrimLit "0") (AST.PrimLit $ show (len - 1))]
 393       let existing_elem_ty = (fmap fst) $ Map.lookup (StdType $ OrdType vec_ty) types_map
 394       case existing_elem_ty of
 395         Just t -> do
 396           let ty_def = AST.SubtypeIn t (Just range)
 397           return (Right (ty_id, Right ty_def))
 398         Nothing -> do
 399           let vec_id = mkVHDLExtId $ "vector_" ++ (AST.fromVHDLId el_ty_tm)
 400           let vec_def = AST.TDA $ AST.UnconsArrayDef [tfvec_indexTM] el_ty_tm
 401           modA tsTypes (Map.insert (StdType $ OrdType vec_ty) (vec_id, (Left vec_def)))
 402           modA tsTypeDecls (\typedefs -> typedefs ++ [mktydecl (vec_id, (Left vec_def))])
 403           let vecShowFuns = mkVectorShow el_ty_tm vec_id
 404           mapM_ (\(id, subprog) -> modA tsTypeFuns $ Map.insert (OrdType vec_ty, id) ((mkVHDLExtId id), subprog)) vecShowFuns
 405           let ty_def = AST.SubtypeIn vec_id (Just range)
 406           return (Right (ty_id, Right ty_def))
 407     -- Could not create element type
 408     Left err -> return $ Left $
 409       "VHDLTools.mk_vector_ty: Can not construct vectortype for elementtype: " ++ pprString el_ty  ++ "\n"
 410       ++ err
 411
 412 mk_natural_ty ::
 413   Int -- ^ The minimum bound (> 0)
 414   -> Int -- ^ The maximum bound (> minimum bound)
 415   -> TypeSession (Either String (AST.TypeMark, Either AST.TypeDef AST.SubtypeIn))
 416       -- ^ An error message or The typemark created.
 417 mk_natural_ty min_bound max_bound = do
 418   let ty_id = mkVHDLExtId $ "nat_" ++ (show min_bound) ++ "_to_" ++ (show max_bound)
 419   let range = AST.ConstraintRange $ AST.SubTypeRange (AST.PrimLit $ (show min_bound)) (AST.PrimLit $ (show max_bound))
 420   let ty_def = AST.SubtypeIn naturalTM (Just range)
 421   return (Right (ty_id, Right ty_def))
 422
 423 mk_unsigned_ty ::
 424   Type.Type -- ^ Haskell type of the unsigned integer
 425   -> TypeSession (Either String (AST.TypeMark, Either AST.TypeDef AST.SubtypeIn))
 426 mk_unsigned_ty ty = do
 427   size <- tfp_to_int (sized_word_len_ty ty)
 428   let ty_id = mkVHDLExtId $ "unsigned_" ++ show (size - 1)
 429   let range = AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint [AST.ToRange (AST.PrimLit "0") (AST.PrimLit $ show (size - 1))]
 430   let ty_def = AST.SubtypeIn unsignedTM (Just range)
 431   let unsignedshow = mkIntegerShow ty_id
 432   modA tsTypeFuns $ Map.insert (OrdType ty, showIdString) (showId, unsignedshow)
 433   return (Right (ty_id, Right ty_def))
 434
 435 mk_signed_ty ::
 436   Type.Type -- ^ Haskell type of the signed integer
 437   -> TypeSession (Either String (AST.TypeMark, Either AST.TypeDef AST.SubtypeIn))
 438 mk_signed_ty ty = do
 439   size <- tfp_to_int (sized_int_len_ty ty)
 440   let ty_id = mkVHDLExtId $ "signed_" ++ show (size - 1)
 441   let range = AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint [AST.ToRange (AST.PrimLit "0") (AST.PrimLit $ show (size - 1))]
 442   let ty_def = AST.SubtypeIn signedTM (Just range)
 443   let signedshow = mkIntegerShow ty_id
 444   modA tsTypeFuns $ Map.insert (OrdType ty, showIdString) (showId, signedshow)
 445   return (Right (ty_id, Right ty_def))
 446
 447 -- Finds the field labels for VHDL type generated for the given Core type,
 448 -- which must result in a record type.
 449 getFieldLabels :: Type.Type -> TypeSession [AST.VHDLId]
 450 getFieldLabels ty = do
 451   -- Ensure that the type is generated (but throw away it's VHDLId)
 452   let error_msg = "\nVHDLTools.getFieldLabels: Can not get field labels, because: " ++ pprString ty ++ "can not be generated."
 453   vhdl_ty error_msg ty
 454   -- Get the types map, lookup and unpack the VHDL TypeDef
 455   types <- getA tsTypes
 456   -- Assume the type for which we want labels is really translatable
 457   Right htype <- mkHType ty
 458   case Map.lookup htype types of
 459     Just (_, Left (AST.TDR (AST.RecordTypeDef elems))) -> return $ map (\(AST.ElementDec id _) -> id) elems
 460     _ -> error $ "\nVHDL.getFieldLabels: Type not found or not a record type? This should not happen! Type: " ++ (show ty)
 461
 462 mktydecl :: (AST.VHDLId, Either AST.TypeDef AST.SubtypeIn) -> AST.PackageDecItem
 463 mktydecl (ty_id, Left ty_def) = AST.PDITD $ AST.TypeDec ty_id ty_def
 464 mktydecl (ty_id, Right ty_def) = AST.PDISD $ AST.SubtypeDec ty_id ty_def
 465
 466 mkHType :: Type.Type -> TypeSession (Either String HType)
 467 mkHType ty = do
 468   -- FIXME: Do we really need to do this here again?
 469   let builtin_ty = do -- See if this is a tycon and lookup its name
 470         (tycon, args) <- Type.splitTyConApp_maybe ty
 471         let name = Name.getOccString (TyCon.tyConName tycon)
 472         Map.lookup name builtin_types
 473   case builtin_ty of
 474     Just typ ->
 475       return $ Right $ BuiltinType $ prettyShow typ
 476     Nothing ->
 477       case Type.splitTyConApp_maybe ty of
 478         Just (tycon, args) -> do
 479           let name = Name.getOccString (TyCon.tyConName tycon)
 480           case name of
 481             "TFVec" -> do
 482               let el_ty = tfvec_elem ty
 483               elem_htype_either <- mkHType el_ty
 484               case elem_htype_either of
 485                 -- Could create element type
 486                 Right elem_htype -> do
 487                   len <- tfp_to_int (tfvec_len_ty ty)
 488                   return $ Right $ VecType len elem_htype
 489                 -- Could not create element type
 490                 Left err -> return $ Left $
 491                   "VHDLTools.mkHType: Can not construct vectortype for elementtype: " ++ pprString el_ty  ++ "\n"
 492                   ++ err
 493             "SizedWord" -> do
 494               len <- tfp_to_int (sized_word_len_ty ty)
 495               return $ Right $ SizedWType len
 496             "SizedInt" -> do
 497               len <- tfp_to_int (sized_word_len_ty ty)
 498               return $ Right $ SizedIType len
 499             "RangedWord" -> do
 500               bound <- tfp_to_int (ranged_word_bound_ty ty)
 501               return $ Right $ RangedWType bound
 502             otherwise -> do
 503               mkTyConHType tycon args
 504         Nothing -> return $ Right $ StdType $ OrdType ty
 505
 506 -- FIXME: Do we really need to do this here again?
 507 mkTyConHType :: TyCon.TyCon -> [Type.Type] -> TypeSession (Either String HType)
 508 mkTyConHType tycon args =
 509   case TyCon.tyConDataCons tycon of
 510     -- Not an algebraic type
 511     [] -> return $ Left $ "VHDLTools.mkHType: Only custom algebraic types are supported: " ++ pprString tycon ++ "\n"
 512     [dc] -> do
 513       let arg_tys = DataCon.dataConRepArgTys dc
 514       let real_arg_tys = map (CoreSubst.substTy subst) arg_tys
 515       elem_htys_either <- mapM mkHType real_arg_tys
 516       case Either.partitionEithers elem_htys_either of
 517         -- No errors in element types
 518         ([], elem_htys) -> do
 519           return $ Right $ ADTType (nameToString (TyCon.tyConName tycon)) elem_htys
 520         -- There were errors in element types
 521         (errors, _) -> return $ Left $
 522           "VHDLTools.mkHType: Can not construct type for: " ++ pprString tycon ++ "\n because no type can be construced for some of the arguments.\n"
 523           ++ (concat errors)
 524     dcs -> return $ Left $ "VHDLTools.mkHType: Only single constructor datatypes supported: " ++ pprString tycon ++ "\n"
 525   where
 526     tyvars = TyCon.tyConTyVars tycon
 527     subst = CoreSubst.extendTvSubstList CoreSubst.emptySubst (zip tyvars args)
 528
 529 -- Is the given type representable at runtime?
 530 isReprType :: Type.Type -> TypeSession Bool
 531 isReprType ty = do
 532   ty_either <- vhdl_ty_either ty
 533   return $ case ty_either of
 534     Left _ -> False
 535     Right _ -> True
 536
 537
 538 tfp_to_int :: Type.Type -> TypeSession Int
 539 tfp_to_int ty = do
 540   hscenv <- getA tsHscEnv
 541   let norm_ty = normalise_tfp_int hscenv ty
 542   case Type.splitTyConApp_maybe norm_ty of
 543     Just (tycon, args) -> do
 544       let name = Name.getOccString (TyCon.tyConName tycon)
 545       case name of
 546         "Dec" -> do
 547           len <- tfp_to_int' ty
 548           return len
 549         otherwise -> do
 550           modA tsTfpInts (Map.insert (OrdType norm_ty) (-1))
 551           return $ error ("Callin tfp_to_int on non-dec:" ++ (show ty))
 552     Nothing -> return $ error ("Callin tfp_to_int on non-dec:" ++ (show ty))
 553
 554 tfp_to_int' :: Type.Type -> TypeSession Int
 555 tfp_to_int' ty = do
 556   lens <- getA tsTfpInts
 557   hscenv <- getA tsHscEnv
 558   let norm_ty = normalise_tfp_int hscenv ty
 559   let existing_len = Map.lookup (OrdType norm_ty) lens
 560   case existing_len of
 561     Just len -> return len
 562     Nothing -> do
 563       let new_len = eval_tfp_int hscenv ty
 564       modA tsTfpInts (Map.insert (OrdType norm_ty) (new_len))
 565       return new_len
 566
 567 mkTupleShow ::
 568   [AST.TypeMark] -- ^ type of each tuple element
 569   -> AST.TypeMark -- ^ type of the tuple
 570   -> AST.SubProgBody
 571 mkTupleShow elemTMs tupleTM = AST.SubProgBody showSpec [] [showExpr]
 572   where
 573     tupPar    = AST.unsafeVHDLBasicId "tup"
 574     showSpec  = AST.Function showId [AST.IfaceVarDec tupPar tupleTM] stringTM
 575     showExpr  = AST.ReturnSm (Just $
 576                   AST.PrimLit "'('" AST.:&: showMiddle AST.:&: AST.PrimLit "')'")
 577       where
 578         showMiddle = foldr1 (\e1 e2 -> e1 AST.:&: AST.PrimLit "','" AST.:&: e2) $
 579           map ((genExprFCall showId).
 580                 AST.PrimName .
 581                 AST.NSelected .
 582                 (AST.NSimple tupPar AST.:.:).
 583                 tupVHDLSuffix)
 584               (take tupSize recordlabels)
 585     recordlabels = map (\c -> mkVHDLBasicId [c]) ['A'..'Z']
 586     tupSize = length elemTMs
 587
 588 mkVectorShow ::
 589   AST.TypeMark -- ^ elemtype
 590   -> AST.TypeMark -- ^ vectype
 591   -> [(String,AST.SubProgBody)]
 592 mkVectorShow elemTM vectorTM =
 593   [ (headId, AST.SubProgBody headSpec []                   [headExpr])
 594   , (tailId, AST.SubProgBody tailSpec [AST.SPVD tailVar]   [tailExpr, tailRet])
 595   , (showIdString, AST.SubProgBody showSpec [AST.SPSB doShowDef] [showRet])
 596   ]
 597   where
 598     vecPar  = AST.unsafeVHDLBasicId "vec"
 599     resId   = AST.unsafeVHDLBasicId "res"
 600     headSpec = AST.Function (mkVHDLExtId headId) [AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM] elemTM
 601     -- return vec(0);
 602     headExpr = AST.ReturnSm (Just $ (AST.PrimName $ AST.NIndexed (AST.IndexedName
 603                     (AST.NSimple vecPar) [AST.PrimLit "0"])))
 604     vecSlice init last =  AST.PrimName (AST.NSlice
 605                                       (AST.SliceName
 606                                             (AST.NSimple vecPar)
 607                                             (AST.ToRange init last)))
 608     tailSpec = AST.Function (mkVHDLExtId tailId) [AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM] vectorTM
 609        -- variable res : fsvec_x (0 to vec'length-2);
 610     tailVar =
 611          AST.VarDec resId
 612                 (AST.SubtypeIn vectorTM
 613                   (Just $ AST.ConstraintIndex $ AST.IndexConstraint
 614                    [AST.ToRange (AST.PrimLit "0")
 615                             (AST.PrimName (AST.NAttribute $
 616                               AST.AttribName (AST.NSimple vecPar) (AST.NSimple $ mkVHDLBasicId lengthId) Nothing) AST.:-:
 617                                 (AST.PrimLit "2"))   ]))
 618                 Nothing
 619        -- res AST.:= vec(1 to vec'length-1)
 620     tailExpr = AST.NSimple resId AST.:= (vecSlice
 621                                (AST.PrimLit "1")
 622                                (AST.PrimName (AST.NAttribute $
 623                                   AST.AttribName (AST.NSimple vecPar) (AST.NSimple $ mkVHDLBasicId lengthId) Nothing)
 624                                                              AST.:-: AST.PrimLit "1"))
 625     tailRet = AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimName $ AST.NSimple resId)
 626     showSpec  = AST.Function showId [AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM] stringTM
 627     doShowId  = AST.unsafeVHDLExtId "doshow"
 628     doShowDef = AST.SubProgBody doShowSpec [] [doShowRet]
 629       where doShowSpec = AST.Function doShowId [AST.IfaceVarDec vecPar vectorTM]
 630                                            stringTM
 631             -- case vec'len is
 632             --  when  0 => return "";
 633             --  when  1 => return head(vec);
 634             --  when others => return show(head(vec)) & ',' &
 635             --                        doshow (tail(vec));
 636             -- end case;
 637             doShowRet =
 638               AST.CaseSm (AST.PrimName (AST.NAttribute $
 639                           AST.AttribName (AST.NSimple vecPar) (AST.NSimple $ mkVHDLBasicId lengthId) Nothing))
 640               [AST.CaseSmAlt [AST.ChoiceE $ AST.PrimLit "0"]
 641                          [AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimLit "\"\"")],
 642                AST.CaseSmAlt [AST.ChoiceE $ AST.PrimLit "1"]
 643                          [AST.ReturnSm (Just $
 644                           genExprFCall showId
 645                                (genExprFCall (mkVHDLExtId headId) (AST.PrimName $ AST.NSimple vecPar)) )],
 646                AST.CaseSmAlt [AST.Others]
 647                          [AST.ReturnSm (Just $
 648                            genExprFCall showId
 649                              (genExprFCall (mkVHDLExtId headId) (AST.PrimName $ AST.NSimple vecPar)) AST.:&:
 650                            AST.PrimLit "','" AST.:&:
 651                            genExprFCall doShowId
 652                              (genExprFCall (mkVHDLExtId tailId) (AST.PrimName $ AST.NSimple vecPar)) ) ]]
 653     -- return '<' & doshow(vec) & '>';
 654     showRet =  AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimLit "'<'" AST.:&:
 655                                genExprFCall doShowId (AST.PrimName $ AST.NSimple vecPar) AST.:&:
 656                                AST.PrimLit "'>'" )
 657
 658 mkIntegerShow ::
 659   AST.TypeMark -- ^ The specific signed
 660   -> AST.SubProgBody
 661 mkIntegerShow signedTM = AST.SubProgBody showSpec [] [showExpr]
 662   where
 663     signedPar = AST.unsafeVHDLBasicId "sint"
 664     showSpec = AST.Function showId [AST.IfaceVarDec signedPar signedTM] stringTM
 665     showExpr = AST.ReturnSm (Just $
 666                 AST.PrimName $ AST.NAttribute $ AST.AttribName (AST.NSimple integerId)
 667                   (AST.NIndexed $ AST.IndexedName (AST.NSimple imageId) [signToInt]) Nothing )
 668       where
 669         signToInt = genExprFCall (mkVHDLBasicId toIntegerId) (AST.PrimName $ AST.NSimple $ signedPar)
 670
 671 mkBuiltInShow :: [AST.SubProgBody]
 672 mkBuiltInShow = [ AST.SubProgBody showBitSpec [] [showBitExpr]
 673                 , AST.SubProgBody showBoolSpec [] [showBoolExpr]
 674                 ]
 675   where
 676     bitPar    = AST.unsafeVHDLBasicId "s"
 677     boolPar    = AST.unsafeVHDLBasicId "b"
 678     showBitSpec = AST.Function showId [AST.IfaceVarDec bitPar std_logicTM] stringTM
 679     -- if s = '1' then return "'1'" else return "'0'"
 680     showBitExpr = AST.IfSm (AST.PrimName (AST.NSimple bitPar) AST.:=: AST.PrimLit "'1'")
 681                         [AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimLit "\"High\"")]
 682                         []
 683                         (Just $ AST.Else [AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimLit "\"Low\"")])
 684     showBoolSpec = AST.Function showId [AST.IfaceVarDec boolPar booleanTM] stringTM
 685     -- if b then return "True" else return "False"
 686     showBoolExpr = AST.IfSm (AST.PrimName (AST.NSimple boolPar))
 687                         [AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimLit "\"True\"")]
 688                         []
 689                         (Just $ AST.Else [AST.ReturnSm (Just $ AST.PrimLit "\"False\"")])
 690
 691 genExprFCall :: AST.VHDLId -> AST.Expr -> AST.Expr
 692 genExprFCall fName args =
 693    AST.PrimFCall $ AST.FCall (AST.NSimple fName)  $
 694              map (\exp -> Nothing AST.:=>: AST.ADExpr exp) [args]
 695
 696 genExprPCall2 :: AST.VHDLId -> AST.Expr -> AST.Expr -> AST.SeqSm
 697 genExprPCall2 entid arg1 arg2 =
 698         AST.ProcCall (AST.NSimple entid) $
 699          map (\exp -> Nothing AST.:=>: AST.ADExpr exp) [arg1,arg2]
 700
 701 mkSigDec :: CoreSyn.CoreBndr -> TranslatorSession (Maybe AST.SigDec)
 702 mkSigDec bndr =
 703   if True then do --isInternalSigUse use || isStateSigUse use then do
 704     let error_msg = "\nVHDL.mkSigDec: Can not make signal declaration for type: \n" ++ pprString bndr
 705     type_mark <- MonadState.lift tsType $ vhdl_ty error_msg (Var.varType bndr)
 706     return $ Just (AST.SigDec (varToVHDLId bndr) type_mark Nothing)
 707   else
 708     return Nothing