Merge branch 'master' of git://github.com/christiaanb/clash into cλash
authorMatthijs Kooijman <m.kooijman@student.utwente.nl>
Wed, 19 Aug 2009 15:54:38 +0000 (17:54 +0200)
committerMatthijs Kooijman <m.kooijman@student.utwente.nl>
Wed, 19 Aug 2009 15:54:38 +0000 (17:54 +0200)
* 'master' of git://github.com/christiaanb/clash:
  Work around some bugs in the current clash to make reducer compile correctly
  Just name the testbench: testbench; don't add the unique
  No longer allow slashes in extended names, they are now stripped
  Used unsigned instead of natural as representation of RangedWord
  Add resetn ports

cλash/CLasH/Normalize.hs
cλash/CLasH/Normalize/NormalizeTools.hs
cλash/CLasH/Utils.hs
cλash/CLasH/Utils/Core/CoreTools.hs
cλash/CLasH/VHDL/VHDLTools.hs

index 7d28473e0d2b10bd09ca435ee6788faf8c8b0dee..6fd6a2e03cb0df3c5e553a57306f294b48e5d1cb 100644 (file)
@@ -64,8 +64,10 @@ etatop = notappargs ("eta", eta)
 -- β-reduction
 --------------------------------
 beta, betatop :: Transform
--- Substitute arg for x in expr
-beta (App (Lam x expr) arg) = change $ substitute [(x, arg)] expr
+-- Substitute arg for x in expr. For value lambda's, also clone before
+-- substitution.
+beta (App (Lam x expr) arg) | CoreSyn.isTyVar x = setChanged >> substitute x arg expr
+                            | otherwise      = setChanged >> substitute_clone x arg expr
 -- Propagate the application into the let
 beta (App (Let binds expr) arg) = change $ Let binds (App expr arg)
 -- Propagate the application into each of the alternatives
@@ -323,29 +325,36 @@ inlinenonreptop = everywhere ("inlinenonrep", inlinebind ((Monad.liftM not) . is
 inlinetoplevel, inlinetopleveltop :: Transform
 -- Any system name is candidate for inlining. Never inline user-defined
 -- functions, to preserver structure.
-inlinetoplevel expr@(Var f) | (Name.isSystemName . Id.idName) f = do
+inlinetoplevel expr@(Var f) | not $ isUserDefined f = do
+  norm <- isNormalizeable f
   -- See if this is a top level binding for which we have a body
   body_maybe <- Trans.lift $ getGlobalBind f
-  case body_maybe of
-    Just body -> do
+  if norm && Maybe.isJust body_maybe
+    then do
       -- Get the normalized version
       norm <- Trans.lift $ getNormalized f
       if needsInline norm 
-        then
-          change norm
+        then do
+          -- Regenerate all uniques in the to-be-inlined expression
+          norm_uniqued <- Trans.lift $ genUniques norm
+          change norm_uniqued
         else
           return expr
-    -- No body, this is probably a local variable or builtin or external
-    -- function.
-    Nothing -> return expr
+    else
+      -- No body or not normalizeable.
+      return expr
 -- Leave all other expressions unchanged
 inlinetoplevel expr = return expr
 inlinetopleveltop = everywhere ("inlinetoplevel", inlinetoplevel)
 
 needsInline :: CoreExpr -> Bool
--- Any function that just evaluates to another function, can be inlined
---needsInline (Var f) = True
-needsInline _ = False
+needsInline expr = case splitNormalized expr of
+  -- Inline any function that only has a single definition, it is probably
+  -- simple enough. This might inline some stuff that it shouldn't though it
+  -- will never inline user-defined functions (inlinetoplevel only tries
+  -- system names) and inlining should never break things.
+  (args, [bind], res) -> True
+  _ -> False
 
 --------------------------------
 -- Scrutinee simplification
@@ -423,7 +432,7 @@ casesimpl expr@(Case scrut b ty alts) = do
       -- binding containing a case expression.
       dobndr :: CoreBndr -> Int -> TransformMonad (CoreBndr, Maybe (CoreBndr, CoreExpr))
       dobndr b i = do
-        repr <- isRepr (Var b)
+        repr <- isRepr b
         -- Is b wild (e.g., not a free var of expr. Since b is only in scope
         -- in expr, this means that b is unused if expr does not use it.)
         let wild = not (VarSet.elemVarSet b free_vars)
@@ -647,7 +656,10 @@ simplrestop expr@(Lam _ _) = return expr
 simplrestop expr@(Let _ _) = return expr
 simplrestop expr = do
   local_var <- Trans.lift $ is_local_var expr
-  if local_var
+  -- Don't extract values that are not representable, to prevent loops with
+  -- inlinenonrep
+  repr <- isRepr expr
+  if local_var || not repr
     then
       return expr
     else do
@@ -685,9 +697,10 @@ normalizeExpr ::
   -> TranslatorSession CoreSyn.CoreExpr -- ^ The normalized expression
 
 normalizeExpr what expr = do
+      expr_uniqued <- genUniques expr
       -- Normalize this expression
-      trace (what ++ " before normalization:\n\n" ++ showSDoc ( ppr expr ) ++ "\n") $ return ()
-      expr' <- dotransforms transforms expr
+      trace (what ++ " before normalization:\n\n" ++ showSDoc ( ppr expr_uniqued ) ++ "\n") $ return ()
+      expr' <- dotransforms transforms expr_uniqued
       trace ("\n" ++ what ++ " after normalization:\n\n" ++ showSDoc ( ppr expr')) $ return ()
       return expr'
 
index 116c84742f45f7953b7fcea588820c8d7e305da3..c9e2f804f55508fd7bbec7c1e624e89ac419bd00 100644 (file)
@@ -20,14 +20,19 @@ import Data.Accessor.MonadState as MonadState
 
 -- GHC API
 import CoreSyn
+import qualified Name
+import qualified Id
 import qualified CoreSubst
 import qualified CoreUtils
+import qualified Type
 import Outputable ( showSDoc, ppr, nest )
 
 -- Local imports
 import CLasH.Normalize.NormalizeTypes
 import CLasH.Translator.TranslatorTypes
+import CLasH.Utils
 import CLasH.Utils.Pretty
+import qualified CLasH.Utils.Core.CoreTools as CoreTools
 import CLasH.VHDL.VHDLTypes
 import qualified CLasH.VHDL.VHDLTools as VHDLTools
 
@@ -131,9 +136,10 @@ inlinebind :: ((CoreBndr, CoreExpr) -> TransformMonad Bool) -> Transform
 inlinebind condition expr@(Let (NonRec bndr expr') res) = do
     applies <- condition (bndr, expr')
     if applies
-      then
+      then do
         -- Substitute the binding in res and return that
-        change $ substitute [(bndr, expr')] res
+        res' <- substitute_clone bndr expr' res
+        change res'
       else
         -- Don't change this let
         return expr
@@ -157,32 +163,60 @@ changeif :: Bool -> a -> TransformMonad a
 changeif True val = change val
 changeif False val = return val
 
--- Replace each of the binders given with the coresponding expressions in the
--- given expression.
-substitute :: [(CoreBndr, CoreExpr)] -> CoreExpr -> CoreExpr
-substitute [] expr = expr
--- Apply one substitution on the expression, but also on any remaining
--- substitutions. This seems to be the only way to handle substitutions like
--- [(b, c), (a, b)]. This means we reuse a substitution, which is not allowed
--- according to CoreSubst documentation (but it doesn't seem to be a problem).
--- TODO: Find out how this works, exactly.
-substitute ((b, e):subss) expr = substitute subss' expr'
-  where 
-    -- Create the Subst
-    subs = (CoreSubst.extendSubst CoreSubst.emptySubst b e)
-    -- Apply this substitution to the main expression
-    expr' = CoreSubst.substExpr subs expr
-    -- Apply this substitution on all the expressions in the remaining
-    -- substitutions
-    subss' = map (Arrow.second (CoreSubst.substExpr subs)) subss
+-- | 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 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 (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 expr = subeverywhere (substitute_clone find repl) expr
 
 -- Is the given expression representable at runtime, based on the type?
-isRepr :: CoreSyn.CoreExpr -> TransformMonad Bool
-isRepr (Type ty) = return False
-isRepr expr = Trans.lift $ MonadState.lift tsType $ VHDLTools.isReprType (CoreUtils.exprType expr)
+isRepr :: (CoreTools.TypedThing t) => t -> TransformMonad Bool
+isRepr tything = case CoreTools.getType tything of
+  Nothing -> return False
+  Just ty -> Trans.lift $ MonadState.lift tsType $ VHDLTools.isReprType ty 
 
 is_local_var :: CoreSyn.CoreExpr -> TranslatorSession Bool
 is_local_var (CoreSyn.Var v) = do
   bndrs <- getGlobalBinders
   return $ not $ v `elem` 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
+-- Check a list of typical compiler-defined names
+isUserDefined bndr = not $ str `elem` compiler_names
+  where
+    str = Name.getOccString bndr
+    -- These are names of bindings usually generated by the compiler. For some
+    -- reason these are not marked as system, probably because the name itself
+    -- is not made up by the compiler, just this particular binding is.
+    compiler_names = ["fromInteger"]
+
+-- 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. Note that if a binder is not normalizable, it might become
+-- so using argument propagation.
+isNormalizeable :: CoreBndr -> TransformMonad Bool 
+isNormalizeable bndr = do
+  let ty = Id.idType bndr
+  let (arg_tys, res_ty) = Type.splitFunTys ty
+  -- This function is normalizable if all its arguments and return value are
+  -- representable.
+  andM $ mapM isRepr (res_ty:arg_tys)
index aecbfcf6b9cf2cb4346c2ae8449e419b5c464391..94da85494f2216f75b395b542ed6c07b5362ecbf 100644 (file)
@@ -46,3 +46,14 @@ concatM = Monad.liftM concat
 
 isJustM :: (Monad m) => m (Maybe a) -> m Bool
 isJustM = Monad.liftM Maybe.isJust
+
+andM, orM :: (Monad m) => m [Bool] -> m Bool
+andM = Monad.liftM and
+orM = Monad.liftM or
+
+mapAccumLM :: (Monad m) => (acc -> x -> m (acc, y)) -> acc -> [x] -> m (acc, [y])
+mapAccumLM _ s []        =  return (s, [])
+mapAccumLM f s (x:xs)    =  do
+  (s',  y ) <- f s x
+  (s'', ys) <- mapAccumLM f s' xs
+  return (s'', y:ys)
index 094b70294ceabcca23e722df69c98e93e1bd85db..bf2ca27be3b6717b5262a8f9c1770397924be605 100644 (file)
@@ -37,12 +37,15 @@ import qualified CoreUtils
 import qualified CoreFVs
 import qualified Literal
 import qualified MkCore
+import qualified VarEnv
 
 -- Local imports
 import CLasH.Translator.TranslatorTypes
 import CLasH.Utils.GhcTools
 import CLasH.Utils.HsTools
 import CLasH.Utils.Pretty
+import CLasH.Utils
+import qualified CLasH.Utils.Core.BinderTools as BinderTools
 
 -- | A single binding, used as a shortcut to simplify type signatures.
 type Binding = (CoreSyn.CoreBndr, CoreSyn.CoreExpr)
@@ -190,6 +193,10 @@ is_simple _ = False
 has_free_tyvars :: CoreSyn.CoreExpr -> Bool
 has_free_tyvars = not . VarSet.isEmptyVarSet . (CoreFVs.exprSomeFreeVars Var.isTyVar)
 
+-- Does the given type have any free type vars?
+ty_has_free_tyvars :: Type.Type -> Bool
+ty_has_free_tyvars = not . VarSet.isEmptyVarSet . Type.tyVarsOfType
+
 -- Does the given CoreExpr have any free local vars?
 has_free_vars :: CoreSyn.CoreExpr -> Bool
 has_free_vars = not . VarSet.isEmptyVarSet . CoreFVs.exprFreeVars
@@ -336,3 +343,81 @@ instance TypedThing CoreSyn.CoreBndr where
 
 instance TypedThing Type.Type where
   getType = return . id
+
+-- | Generate new uniques for all binders in the given expression.
+-- Does not support making type variables unique, though this could be
+-- supported if required (by passing a CoreSubst.Subst instead of VarEnv to
+-- genUniques' below).
+genUniques :: CoreSyn.CoreExpr -> TranslatorSession CoreSyn.CoreExpr
+genUniques = genUniques' VarEnv.emptyVarEnv
+
+-- | A helper function to generate uniques, that takes a VarEnv containing the
+--   substitutions already performed.
+genUniques' :: VarEnv.VarEnv CoreSyn.CoreBndr -> CoreSyn.CoreExpr -> TranslatorSession CoreSyn.CoreExpr
+genUniques' subst (CoreSyn.Var f) = do
+  -- Replace the binder with its new value, if applicable.
+  let f' = VarEnv.lookupWithDefaultVarEnv subst f f
+  return (CoreSyn.Var f')
+-- Leave literals untouched
+genUniques' subst (CoreSyn.Lit l) = return $ CoreSyn.Lit l
+genUniques' subst (CoreSyn.App f arg) = do
+  -- Only work on subexpressions
+  f' <- genUniques' subst f
+  arg' <- genUniques' subst arg
+  return (CoreSyn.App f' arg')
+-- Don't change type abstractions
+genUniques' subst expr@(CoreSyn.Lam bndr res) | CoreSyn.isTyVar bndr = return expr
+genUniques' subst (CoreSyn.Lam bndr res) = do
+  -- Generate a new unique for the bound variable
+  (subst', bndr') <- genUnique subst bndr
+  res' <- genUniques' subst' res
+  return (CoreSyn.Lam bndr' res')
+genUniques' subst (CoreSyn.Let (CoreSyn.NonRec bndr bound) res) = do
+  -- Make the binders unique
+  (subst', bndr') <- genUnique subst bndr
+  bound' <- genUniques' subst' bound
+  res' <- genUniques' subst' res
+  return $ CoreSyn.Let (CoreSyn.NonRec bndr' bound') res'
+genUniques' subst (CoreSyn.Let (CoreSyn.Rec binds) res) = do
+  -- Make each of the binders unique
+  (subst', bndrs') <- mapAccumLM genUnique subst (map fst binds)
+  bounds' <- mapM (genUniques' subst') (map snd binds)
+  res' <- genUniques' subst' res
+  let binds' = zip bndrs' bounds'
+  return $ CoreSyn.Let (CoreSyn.Rec binds') res'
+genUniques' subst (CoreSyn.Case scrut bndr ty alts) = do
+  -- Process the scrutinee with the original substitution, since non of the
+  -- binders bound in the Case statement is in scope in the scrutinee.
+  scrut' <- genUniques' subst scrut
+  -- Generate a new binder for the scrutinee
+  (subst', bndr') <- genUnique subst bndr
+  -- Process each of the alts
+  alts' <- mapM (doalt subst') alts
+  return $ CoreSyn.Case scrut' bndr' ty alts'
+  where
+    doalt subst (con, bndrs, expr) = do
+      (subst', bndrs') <- mapAccumLM genUnique subst bndrs
+      expr' <- genUniques' subst' expr
+      -- Note that we don't return subst', since bndrs are only in scope in
+      -- expr.
+      return (con, bndrs', expr')
+genUniques' subst (CoreSyn.Cast expr coercion) = do
+  expr' <- genUniques' subst expr
+  -- Just process the casted expression
+  return $ CoreSyn.Cast expr' coercion
+genUniques' subst (CoreSyn.Note note expr) = do
+  expr' <- genUniques' subst expr
+  -- Just process the annotated expression
+  return $ CoreSyn.Note note expr'
+-- Leave types untouched
+genUniques' subst expr@(CoreSyn.Type _) = return expr
+
+-- Generate a new unique for the given binder, and extend the given
+-- substitution to reflect this.
+genUnique :: VarEnv.VarEnv CoreSyn.CoreBndr -> CoreSyn.CoreBndr -> TranslatorSession (VarEnv.VarEnv CoreSyn.CoreBndr, CoreSyn.CoreBndr)
+genUnique subst bndr = do
+  bndr' <- BinderTools.cloneVar bndr
+  -- Replace all occurences of the old binder with a reference to the new
+  -- binder.
+  let subst' = VarEnv.extendVarEnv subst bndr bndr'
+  return (subst', bndr')
index e273da8bd3a9f26512389ea468cda228d2adcac8..cff65a68606a0a508ff05d8e882dab2ac49a981a 100644 (file)
@@ -290,7 +290,8 @@ vhdl_ty_either tything =
     Just ty -> vhdl_ty_either' ty
 
 vhdl_ty_either' :: Type.Type -> TypeSession (Either String (Maybe AST.TypeMark))
-vhdl_ty_either' ty = do
+vhdl_ty_either' ty | ty_has_free_tyvars ty = return $ Left $ "VHDLTools.vhdl_ty_either': Cannot create type: type has free type variables: " ++ pprString ty
+                   | otherwise = do
   typemap <- getA tsTypes
   htype_either <- mkHType ty
   case htype_either of