source: icGREP/icgrep-devel/icgrep/cc/cc_compiler.cpp @ 5140

Last change on this file since 5140 was 5140, checked in by cameron, 3 years ago

Bitstream and byte space character class kernels - initial check-in

File size: 8.6 KB
Line 
1/*
2 *  Copyright (c) 2014 International Characters.
3 *  This software is licensed to the public under the Open Software License 3.0.
4 *  icgrep is a trademark of International Characters.
5 */
6
7#include "cc_compiler.h"
8
9//Pablo Expressions
10#include <re/re_alt.h>
11#include <re/re_cc.h>
12#include <re/re_seq.h>
13#include <re/re_rep.h>
14#include <re/re_name.h>
15#include <re/re_diff.h>
16#include <re/re_intersect.h>
17#include <re/re_assertion.h>
18#include <pablo/codegenstate.h>
19#include <pablo/builder.hpp>
20#include <pablo/function.h>
21#include <stdexcept>
22
23using namespace re;
24using namespace pablo;
25
26namespace cc {
27
28CC_Compiler::CC_Compiler(PabloFunction & function, const unsigned encodingBits, const std::string prefix)
29: mBuilder(function.getEntryBlock())
30, mBasisBit(encodingBits)
31, mEncodingBits(encodingBits) {
32    for (unsigned i = 0; i != mEncodingBits; i++) {
33        Var * var = mBuilder.createVar(prefix + std::to_string(i));
34        function.setParameter(i, var);
35        mBasisBit[i] = var;
36    }
37    mEncodingMask = (static_cast<unsigned>(1) << encodingBits) - static_cast<unsigned>(1);
38}
39
40Assign * CC_Compiler::compileCC(const std::string && canonicalName, const CC *cc, PabloBlock & block) {
41    return block.createAssign(std::move(canonicalName), charset_expr(cc, block));
42}
43
44Assign * CC_Compiler::compileCC(const std::string && canonicalName, const CC *cc, PabloBuilder & builder) {
45    return builder.createAssign(std::move(canonicalName), charset_expr(cc, builder));
46}
47
48
49   
50template<typename PabloBlockOrBuilder>
51PabloAST * CC_Compiler::charset_expr(const CC * cc, PabloBlockOrBuilder & pb) {
52    if (cc->empty()) {
53        return pb.createZeroes();
54    }
55    if (cc->size() > 2) {
56        bool combine = true;
57        for (const interval_t & i : *cc) {
58            if (lo_codepoint(i) != hi_codepoint(i)) {
59                combine = false;
60                break;
61            }
62        }
63        if (combine) {
64            auto i = cc->begin(), e = cc->end();
65            for (auto j = i; ++j != e; i = j) {
66                if ((lo_codepoint(i) + 2) != lo_codepoint(j)) {
67                    combine  = false;
68                    break;
69                }
70            }
71            if (combine) {
72                codepoint_t lo = lo_codepoint(cc->front());
73                codepoint_t hi = lo_codepoint(cc->back());
74                lo &= (mEncodingMask - 1);
75                hi |= (mEncodingMask ^ (mEncodingMask - 1));
76                PabloAST * expr = make_range(lo, hi, pb);
77                PabloAST * bit0 = getBasisVar(0);
78                if ((lo & 1) == 0) {
79                    bit0 = pb.createNot(bit0);
80                }
81                return pb.createAnd(expr, bit0);
82            }
83        }
84    }
85    PabloAST * expr = nullptr;
86    for (const interval_t & i : *cc) {
87        PabloAST * temp = char_or_range_expr(lo_codepoint(i), hi_codepoint(i), pb);
88        expr = (expr == nullptr) ? temp : pb.createOr(expr, temp);
89    }
90    return expr;
91   
92}
93
94template<typename PabloBlockOrBuilder>
95PabloAST * CC_Compiler::bit_pattern_expr(const unsigned pattern, unsigned selected_bits, PabloBlockOrBuilder & pb) {
96    if (LLVM_UNLIKELY(selected_bits == 0)) {
97        return PabloBlock::createOnes();
98    } else {
99        std::vector<PabloAST*> terms;
100        for (unsigned i = 0; selected_bits; ++i) {
101            unsigned test_bit = static_cast<unsigned>(1) << i;
102            PabloAST * term = PabloBlock::createOnes();
103            if (selected_bits & test_bit) {
104                term = getBasisVar(i);
105                if ((pattern & test_bit) == 0) {
106                    term = pb.createNot(term);
107                }
108                selected_bits ^= test_bit;
109            }
110            terms.push_back(term);
111        }
112        if (terms.size() > 1) {
113            //Reduce the list so that all of the expressions are contained within a single expression.
114            std::vector<PabloAST*> temp;
115            temp.reserve(terms.size());
116            do {
117                for (unsigned i = 0; i < (terms.size() / 2); i++) {
118                    temp.push_back(pb.createAnd(terms[2 * i], terms[(2 * i) + 1]));
119                }
120                if (terms.size() % 2 == 1) {
121                    temp.push_back(terms.back());
122                }
123                terms.swap(temp);
124                temp.clear();
125            }
126            while (terms.size() > 1);
127        }
128        assert (terms.size() == 1);
129        return terms.front();
130    }
131}
132
133template<typename PabloBlockOrBuilder>
134inline PabloAST * CC_Compiler::char_test_expr(const codepoint_t ch, PabloBlockOrBuilder &pb) {
135    return bit_pattern_expr(ch, mEncodingMask, pb);
136}
137
138template<typename PabloBlockOrBuilder>
139PabloAST * CC_Compiler::make_range(const codepoint_t n1, const codepoint_t n2, PabloBlockOrBuilder & pb) {
140    codepoint_t diff_count = 0;
141
142    for (codepoint_t diff_bits = n1 ^ n2; diff_bits; diff_count++, diff_bits >>= 1);
143
144    if ((n2 < n1) || (diff_count > mEncodingBits))
145    {
146        throw std::runtime_error("Bad Range: [" + std::to_string(n1) + "," + std::to_string(n2) + "]");
147    }
148
149    const codepoint_t mask0 = (static_cast<codepoint_t>(1) << diff_count) - 1;
150
151    PabloAST * common = bit_pattern_expr(n1 & ~mask0, mEncodingMask ^ mask0, pb);
152
153    if (diff_count == 0) return common;
154
155    const codepoint_t mask1 = (static_cast<codepoint_t>(1) << (diff_count - 1)) - 1;
156
157    PabloAST* lo_test = GE_Range(diff_count - 1, n1 & mask1, pb);
158    PabloAST* hi_test = LE_Range(diff_count - 1, n2 & mask1, pb);
159
160    return pb.createAnd(common, pb.createSel(getBasisVar(diff_count - 1), hi_test, lo_test));
161}
162
163template<typename PabloBlockOrBuilder>
164PabloAST * CC_Compiler::GE_Range(const unsigned N, const unsigned n, PabloBlockOrBuilder &pb) {
165    if (N == 0) {
166        return pb.createOnes(); //Return a true literal.
167    }
168    else if (((N % 2) == 0) && ((n >> (N - 2)) == 0)) {
169        return pb.createOr(pb.createOr(getBasisVar(N - 1), getBasisVar(N - 2)), GE_Range(N - 2, n, pb));
170    }
171    else if (((N % 2) == 0) && ((n >> (N - 2)) == 3)) {
172        return pb.createAnd(pb.createAnd(getBasisVar(N - 1), getBasisVar(N - 2)), GE_Range(N - 2, n - (3 << (N - 2)), pb));
173    }
174    else if (N >= 1)
175    {
176        int hi_bit = n & (1 << (N - 1));
177        int lo_bits = n - hi_bit;
178        PabloAST * lo_range = GE_Range(N - 1, lo_bits, pb);
179        if (hi_bit == 0)
180        {
181            /*
182              If the hi_bit of n is not set, then whenever the corresponding bit
183              is set in the target, the target will certaily be >=.  Otherwise,
184              the value of GE_range(N-1), lo_range) is required.
185            */
186            return pb.createOr(getBasisVar(N - 1), lo_range);
187        }
188        else
189        {
190            /*
191              If the hi_bit of n is set, then the corresponding bit must be set
192              in the target for >= and GE_range(N-1, lo_bits) must also be true.
193            */
194            return pb.createAnd(getBasisVar(N - 1), lo_range);
195        }
196    }
197    throw std::runtime_error("Unexpected input given to ge_range: " + std::to_string(N) + ", " + std::to_string(n));
198}
199
200template<typename PabloBlockOrBuilder>
201PabloAST * CC_Compiler::LE_Range(const unsigned N, const unsigned n, PabloBlockOrBuilder &pb)
202{
203    /*
204      If an N-bit pattern is all ones, then it is always true that any n-bit value is LE this pattern.
205      Handling this as a special case avoids an overflow issue with n+1 requiring more than N bits.
206    */
207    if ((n + 1) == (1UL << N)) {
208        return pb.createOnes(); //True.
209    }
210    else {
211        return pb.createNot(GE_Range(N, n + 1, pb));
212    }
213}
214
215template<typename PabloBlockOrBuilder>
216inline PabloAST * CC_Compiler::char_or_range_expr(const codepoint_t lo, const codepoint_t hi, PabloBlockOrBuilder &pb) {
217    if (lo == hi) {
218        return char_test_expr(lo, pb);
219    }
220    else if (lo < hi) {
221        return make_range(lo, hi, pb);
222    }
223    throw std::runtime_error(std::string("Invalid Character Set Range: [") + std::to_string(lo) + "," + std::to_string(hi) + "]");
224}
225
226inline Var * CC_Compiler::getBasisVar(const unsigned i) const {
227    assert (i < mEncodingBits);
228    return mBasisBit[mEncodingBits - i - 1];
229}
230   
231pablo::PabloFunction * ParabixCharacterClassFunction(std::string ccSetName, std::vector<re::CC *> charClasses, unsigned basisBitsCount) {
232       
233    pablo::PabloFunction * cc_function = pablo::PabloFunction::Create(ccSetName + "_fn", basisBitsCount, charClasses.size());
234    CC_Compiler ccc(* cc_function, basisBitsCount);
235   
236    pablo::PabloBuilder pBuilder(ccc.getBuilder().getPabloBlock(), ccc.getBuilder());
237    const std::vector<pablo::Var *> bits = ccc.getBasisBits();
238   
239    for (unsigned i = 0; i < charClasses.size(); i++) {
240        cc_function->setResult(i, ccc.compileCC(charClasses[i]));
241    }
242    return cc_function;
243}
244
245} // end of namespace cc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.