source: icGREP/icgrep-devel/icgrep/llvm_gen.cpp @ 4086

Last change on this file since 4086 was 4086, checked in by cameron, 5 years ago

Support for Pablo if-statements; use for utf-8 scope streams

File size: 37.9 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 "llvm_gen.h"
8
9Ps* ps = NULL; Nl* nl = NULL; No* no = NULL; Lo* lo = NULL; Ll* ll = NULL; Lm* lm = NULL; Nd* nd = NULL;
10Pc* pc = NULL; Lt* lt = NULL; Lu* lu = NULL; Pf* pf = NULL; Pd* pd = NULL; Pe* pe = NULL; Pi* pi = NULL;
11Po* po = NULL; Me* me = NULL; Mc* mc = NULL; Mn* mn = NULL; Sk* sk = NULL; So* so = NULL; Sm* sm = NULL;
12Sc* sc = NULL; Zl* zl = NULL; Co* co = NULL; Cn* cn = NULL; Cc* cc = NULL; Cf* cf = NULL; Cs* cs = NULL;
13Zp* zp = NULL; Zs* zs = NULL;
14
15extern "C" {
16  void wrapped_print_register(BitBlock bit_block) {
17      print_register<BitBlock>("", bit_block);
18  }
19}
20
21extern "C" {
22    BitBlock wrapped_get_category_Ps(Basis_bits &basis_bits){
23        if (ps == NULL) ps = new Ps();
24        Struct_Ps ps_output;
25        ps->do_block(basis_bits, ps_output);
26
27        return ps_output.cc;
28    }
29}
30
31extern "C" {
32    BitBlock wrapped_get_category_Nl(Basis_bits &basis_bits){
33        if (nl == NULL) nl = new Nl();
34        Struct_Nl nl_output;
35        nl->do_block(basis_bits, nl_output);
36
37        return nl_output.cc;
38    }
39}
40
41extern "C" {
42    BitBlock wrapped_get_category_No(Basis_bits &basis_bits){
43        if (no == NULL) no = new No();
44        Struct_No no_output;
45        no->do_block(basis_bits, no_output);
46
47        return no_output.cc;
48    }
49}
50
51extern "C" {
52    BitBlock wrapped_get_category_Lo(Basis_bits &basis_bits){
53        if (lo == NULL) lo = new Lo();
54        Struct_Lo lo_output;
55        lo->do_block(basis_bits, lo_output);
56
57        return lo_output.cc;
58    }
59}
60
61extern "C" {
62    BitBlock wrapped_get_category_Ll(Basis_bits &basis_bits){
63        if (ll == NULL) ll = new Ll();
64        Struct_Ll ll_output;
65        ll->do_block(basis_bits, ll_output);
66
67        return ll_output.cc;
68    }
69}
70
71extern "C" {
72    BitBlock wrapped_get_category_Lm(Basis_bits &basis_bits){
73        if (lm == NULL) lm = new Lm();
74        Struct_Lm lm_output;
75        lm->do_block(basis_bits, lm_output);
76
77        return lm_output.cc;
78    }
79}
80
81extern "C" {
82    BitBlock wrapped_get_category_Nd(Basis_bits &basis_bits){
83        if (nd == NULL) nd = new Nd();
84        Struct_Nd nd_output;
85        nd->do_block(basis_bits, nd_output);
86
87        return nd_output.cc;
88    }
89}
90
91extern "C" {
92    BitBlock wrapped_get_category_Pc(Basis_bits &basis_bits){
93        if (pc == NULL) pc = new Pc();
94        Struct_Pc pc_output;
95        pc->do_block(basis_bits, pc_output);
96
97        return pc_output.cc;
98    }
99}
100
101extern "C" {
102    BitBlock wrapped_get_category_Lt(Basis_bits &basis_bits){
103        if (lt == NULL) lt = new Lt();
104        Struct_Lt lt_output;
105        lt->do_block(basis_bits, lt_output);
106
107        return lt_output.cc;
108    }
109}
110
111extern "C" {
112    BitBlock wrapped_get_category_Lu(Basis_bits &basis_bits){
113        if (lu == NULL) lu = new Lu();
114        Struct_Lu lu_output;
115        lu->do_block(basis_bits, lu_output);
116
117        return lu_output.cc;
118    }
119}
120
121extern "C" {
122    BitBlock wrapped_get_category_Pf(Basis_bits &basis_bits){
123        if (pf == NULL) pf = new Pf();
124        Struct_Pf pf_output;
125        pf->do_block(basis_bits, pf_output);
126
127        return pf_output.cc;
128    }
129}
130
131extern "C" {
132    BitBlock wrapped_get_category_Pd(Basis_bits &basis_bits){
133        if (pd == NULL) pd = new Pd();
134        Struct_Pd pd_output;
135        pd->do_block(basis_bits, pd_output);
136
137        return pd_output.cc;
138    }
139}
140
141extern "C" {
142    BitBlock wrapped_get_category_Pe(Basis_bits &basis_bits){
143        if (pe == NULL) pe = new Pe();
144        Struct_Pe pe_output;
145        pe->do_block(basis_bits, pe_output);
146
147        return pe_output.cc;
148    }
149}
150
151extern "C" {
152    BitBlock wrapped_get_category_Pi(Basis_bits &basis_bits){
153        if (pi == NULL) pi = new Pi();
154        Struct_Pi pi_output;
155        pi->do_block(basis_bits, pi_output);
156
157        return pi_output.cc;
158    }
159}
160
161extern "C" {
162    BitBlock wrapped_get_category_Po(Basis_bits &basis_bits){
163        if (po == NULL) po = new Po();
164        Struct_Po po_output;
165        po->do_block(basis_bits, po_output);
166
167        return po_output.cc;
168    }
169}
170
171extern "C" {
172    BitBlock wrapped_get_category_Me(Basis_bits &basis_bits){
173        if (me == NULL) me = new Me();
174        Struct_Me me_output;
175        me->do_block(basis_bits, me_output);
176
177        return me_output.cc;
178    }
179}
180
181extern "C" {
182    BitBlock wrapped_get_category_Mc(Basis_bits &basis_bits){
183        if (mc == NULL) mc = new Mc();
184        Struct_Mc mc_output;
185        mc->do_block(basis_bits, mc_output);
186
187        return mc_output.cc;
188    }
189}
190
191extern "C" {
192    BitBlock wrapped_get_category_Mn(Basis_bits &basis_bits){
193        if (mn == NULL) mn = new Mn();
194        Struct_Mn mn_output;
195        mn->do_block(basis_bits, mn_output);
196
197        return mn_output.cc;
198    }
199}
200
201extern "C" {
202    BitBlock wrapped_get_category_Sk(Basis_bits &basis_bits){
203        if (sk == NULL) sk = new Sk();
204        Struct_Sk sk_output;
205        sk->do_block(basis_bits, sk_output);
206
207        return sk_output.cc;
208    }
209}
210
211extern "C" {
212    BitBlock wrapped_get_category_So(Basis_bits &basis_bits){
213        if (so == NULL) so = new So();
214        Struct_So so_output;
215        so->do_block(basis_bits, so_output);
216
217        return so_output.cc;
218    }
219}
220
221extern "C" {
222    BitBlock wrapped_get_category_Sm(Basis_bits &basis_bits){
223        if (sm == NULL) sm = new Sm();
224        Struct_Sm sm_output;
225        sm->do_block(basis_bits, sm_output);
226
227        return sm_output.cc;
228    }
229}
230
231extern "C" {
232    BitBlock wrapped_get_category_Sc(Basis_bits &basis_bits){
233        if (sc == NULL) sc = new Sc();
234        Struct_Sc sc_output;
235        sc->do_block(basis_bits, sc_output);
236
237        return sc_output.cc;
238    }
239}
240
241extern "C" {
242    BitBlock wrapped_get_category_Zl(Basis_bits &basis_bits){
243        if (zl == NULL) zl = new Zl();
244        Struct_Zl zl_output;
245        zl->do_block(basis_bits, zl_output);
246
247        return zl_output.cc;
248    }
249}
250
251extern "C" {
252    BitBlock wrapped_get_category_Co(Basis_bits &basis_bits){
253        if (co == NULL) co = new Co();
254        Struct_Co co_output;
255        co->do_block(basis_bits, co_output);
256
257        return co_output.cc;
258    }
259}
260
261extern "C" {
262    BitBlock wrapped_get_category_Cn(Basis_bits &basis_bits){
263        if (cn == NULL) cn = new Cn();
264        Struct_Cn cn_output;
265        cn->do_block(basis_bits, cn_output);
266
267        return cn_output.cc;
268    }
269}
270
271extern "C" {
272    BitBlock wrapped_get_category_Cc(Basis_bits &basis_bits){
273        if (cc == NULL) cc = new Cc();
274        Struct_Cc cc_output;
275        cc->do_block(basis_bits, cc_output);
276
277        return cc_output.cc;
278    }
279}
280
281extern "C" {
282    BitBlock wrapped_get_category_Cf(Basis_bits &basis_bits){
283        if (cf == NULL) cf = new Cf();
284        Struct_Cf cf_output;
285        cf->do_block(basis_bits, cf_output);
286
287        return cf_output.cc;
288    }
289}
290
291extern "C" {
292    BitBlock wrapped_get_category_Cs(Basis_bits &basis_bits){
293        if (cs == NULL) cs = new Cs();
294        Struct_Cs cs_output;
295        cs->do_block(basis_bits, cs_output);
296
297        return cs_output.cc;
298    }
299}
300
301extern "C" {
302    BitBlock wrapped_get_category_Zp(Basis_bits &basis_bits){
303        if (zp == NULL) zp = new Zp();
304        Struct_Zp zp_output;
305        zp->do_block(basis_bits, zp_output);
306
307        return zp_output.cc;
308    }
309}
310
311extern "C" {
312    BitBlock wrapped_get_category_Zs(Basis_bits &basis_bits){
313        if (zs == NULL) zs = new Zs();
314        Struct_Zs zs_output;
315        zs->do_block(basis_bits, zs_output);
316
317        return zs_output.cc;
318    }
319}
320
321LLVM_Generator::LLVM_Generator(std::map<std::string, std::string> name_map, std::string basis_pattern, int bits)
322{
323    m_name_map = name_map;
324    mBasis_Pattern = basis_pattern;
325    mBits = bits;
326}
327
328LLVM_Generator::~LLVM_Generator()
329{
330    delete mMod;
331
332    if (ps != NULL) delete ps;
333    if (nl != NULL) delete nl;
334    if (no != NULL) delete no;
335    if (lo != NULL) delete lo;
336    if (ll != NULL) delete ll;
337    if (lm != NULL) delete lm;
338    if (nd != NULL) delete nd;
339    if (pc != NULL) delete pc;
340    if (lt != NULL) delete lt;
341    if (lu != NULL) delete lu;
342    if (pf != NULL) delete pf;
343    if (pd != NULL) delete pd;
344    if (pe != NULL) delete pe;
345    if (pi != NULL) delete pi;
346    if (po != NULL) delete po;
347    if (me != NULL) delete me;
348    if (mc != NULL) delete mc;
349    if (mn != NULL) delete mn;
350    if (sk != NULL) delete sk;
351    if (so != NULL) delete so;
352    if (sm != NULL) delete sm;
353    if (sc != NULL) delete sc;
354    if (zl != NULL) delete zl;
355    if (co != NULL) delete co;
356    if (cn != NULL) delete cn;
357    if (cc != NULL) delete cc;
358    if (cf != NULL) delete cf;
359    if (cs != NULL) delete cs;
360    if (zp != NULL) delete zp;
361    if (zs != NULL) delete zs;
362
363}
364
365LLVM_Gen_RetVal LLVM_Generator::Generate_LLVMIR(CodeGenState cg_state, CodeGenState subexpression_cg_state, std::list<PabloS*> cc_cgo_stmtsl)
366{
367    //Create the module.
368    MakeLLVMModule();
369
370    //Create the jit execution engine.up
371    InitializeNativeTarget();
372    std::string ErrStr;
373
374    mExecutionEngine = EngineBuilder(mMod).setUseMCJIT(true).setErrorStr(&ErrStr).setOptLevel(CodeGenOpt::Level::Less).create();
375    if (!mExecutionEngine)
376    {
377        std::cout << "\nCould not create ExecutionEngine: " + ErrStr << std::endl;
378        exit(1);
379    }
380
381    InitializeNativeTargetAsmPrinter();
382    InitializeNativeTargetAsmParser();
383
384    DefineTypes();
385    DeclareFunctions();
386    DeclareCallFunctions(cg_state.stmtsl);
387
388    Function::arg_iterator args = mFunc_process_block->arg_begin();
389    Value* ptr_basis_bits = args++;
390    ptr_basis_bits->setName("basis_bits");
391    mptr_carry_q = args++;
392    mptr_carry_q->setName("carry_q");
393    Value* ptr_output = args++;
394    ptr_output->setName("output");
395
396    //Create the carry queue.
397    mCarryQueueIdx = 0;
398    mCarryQueueSize = LLVM_Generator_Helper::CarryCount_PabloStatements(subexpression_cg_state.stmtsl);
399    mCarryQueueSize += LLVM_Generator_Helper::CarryCount_PabloStatements(cg_state.stmtsl);
400    /* The following may be needed if carry-generating operations are ever inserted
401       by the character class compiler.
402    mCarryQueueSize += LLVM_Generator_Helper::CarryCount_PabloStatements(cc_cgo_stmtsl);
403    */
404
405    mBasicBlock = BasicBlock::Create(mMod->getContext(), "parabix_entry", mFunc_process_block,0);
406
407    //The basis bits structure
408    mPtr_basis_bits_addr = new AllocaInst(mStruct_Basis_Bits_Ptr1, "basis_bits.addr", mBasicBlock);
409    StoreInst* void_14 = new StoreInst(ptr_basis_bits, mPtr_basis_bits_addr, false, mBasicBlock);
410
411    for (int i = 0; i < mBits; i++)
412    {
413        StoreBitBlockMarkerPtr(mBasis_Pattern + std::to_string(i), i);
414    }
415
416    //The output structure.
417    mPtr_output_addr = new AllocaInst(mStruct_Output_Ptr1, "output.addr", mBasicBlock);
418    StoreInst* void_16 = new StoreInst(ptr_output, mPtr_output_addr, false, mBasicBlock);
419
420    //Generate the IR instructions for the function.
421
422    Generate_PabloStatements(cc_cgo_stmtsl);
423    Generate_PabloStatements(subexpression_cg_state.stmtsl);
424    Generate_PabloStatements(cg_state.stmtsl);
425    SetReturnMarker(cg_state.newsym, 0);
426    SetReturnMarker(m_name_map.find("LineFeed")->second, 1);
427
428    //Terminate the block
429    ReturnInst::Create(mMod->getContext(), mBasicBlock);
430
431    //Create a verifier.  The verifier will print an error message if our module is malformed in any way.
432    verifyModule(*mMod, PrintMessageAction);
433
434    //Un-comment this line in order to display the IR that has been generated by this module.
435#ifdef DUMP_GENERATED_IR
436    mMod->dump();
437#endif
438
439    //Use the pass manager to run optimizations on the function.
440    FunctionPassManager fpm(mMod);
441
442    // Set up the optimizer pipeline.  Start with registering info about how the target lays out data structures.
443    fpm.add(new DataLayout(*mExecutionEngine->getDataLayout()));
444
445    fpm.add(createPromoteMemoryToRegisterPass()); //Transform to SSA form.
446
447    fpm.add(createBasicAliasAnalysisPass());      //Provide basic AliasAnalysis support for GVN. (Global Value Numbering)
448    fpm.add(createCFGSimplificationPass());       //Simplify the control flow graph.
449    fpm.add(createInstructionCombiningPass());    //Simple peephole optimizations and bit-twiddling.
450    fpm.add(createReassociatePass());             //Reassociate expressions.
451    fpm.add(createGVNPass());                     //Eliminate common subexpressions.
452
453    fpm.doInitialization();
454
455    fpm.run(*mFunc_process_block);
456
457#ifdef DUMP_OPTIMIZED_IR
458    mMod->dump();
459#endif
460    mExecutionEngine->finalizeObject();
461
462    LLVM_Gen_RetVal retVal;
463    //Return the required size of the carry queue and a pointer to the process_block function.
464    retVal.carry_q_size = mCarryQueueSize;
465    retVal.process_block_fptr = mExecutionEngine->getPointerToFunction(mFunc_process_block);
466
467    return retVal;
468}
469
470#define bitBlockExprType m64x2Vect
471
472void LLVM_Generator::DefineTypes()
473{
474    //The BitBlock vector.
475    m64x2Vect = VectorType::get(IntegerType::get(mMod->getContext(), 64), 2);
476    m128x1Vect = VectorType::get(IntegerType::get(mMod->getContext(), 128), 1);
477    //A pointer to the BitBlock vector.
478    m64x2Vect_Ptr1 = PointerType::get(m64x2Vect, 0);
479
480    //Constant definitions.
481    mConst_int64_neg1 = ConstantInt::get(mMod->getContext(), APInt(64, StringRef("-1"), 10));
482
483    mConst_Aggregate_64x2_0 = ConstantAggregateZero::get(m64x2Vect);
484    std::vector<Constant*> const_packed_27_elems;
485    const_packed_27_elems.push_back(mConst_int64_neg1);
486    const_packed_27_elems.push_back(mConst_int64_neg1);
487    mConst_Aggregate_64x2_neg1 = ConstantVector::get(const_packed_27_elems);
488
489
490    StructType *StructTy_struct_Basis_bits = mMod->getTypeByName("struct.Basis_bits");
491    if (!StructTy_struct_Basis_bits) {
492        StructTy_struct_Basis_bits = StructType::create(mMod->getContext(), "struct.Basis_bits");
493    }
494    std::vector<Type*>StructTy_struct_Basis_bits_fields;
495    for (int i = 0; i < mBits; i++)
496    {
497        StructTy_struct_Basis_bits_fields.push_back(m64x2Vect);
498    }
499    if (StructTy_struct_Basis_bits->isOpaque()) {
500        StructTy_struct_Basis_bits->setBody(StructTy_struct_Basis_bits_fields, /*isPacked=*/false);
501    }
502
503    mStruct_Basis_Bits_Ptr1 = PointerType::get(StructTy_struct_Basis_bits, 0);
504
505    std::vector<Type*>FuncTy_0_args;
506    FuncTy_0_args.push_back(mStruct_Basis_Bits_Ptr1);
507
508    //The carry q array.
509    FuncTy_0_args.push_back(m64x2Vect_Ptr1);
510
511    //The output structure.
512    StructType *StructTy_struct_Output = mMod->getTypeByName("struct.Output");
513    if (!StructTy_struct_Output) {
514        StructTy_struct_Output = StructType::create(mMod->getContext(), "struct.Output");
515    }
516    std::vector<Type*>StructTy_struct_Output_fields;
517    StructTy_struct_Output_fields.push_back(m64x2Vect);
518    StructTy_struct_Output_fields.push_back(m64x2Vect);
519    if (StructTy_struct_Output->isOpaque()) {
520        StructTy_struct_Output->setBody(StructTy_struct_Output_fields, /*isPacked=*/false);
521    }
522    mStruct_Output_Ptr1 = PointerType::get(StructTy_struct_Output, 0);
523
524    //The &output parameter.
525    FuncTy_0_args.push_back(mStruct_Output_Ptr1);
526
527    mFuncTy_0 = FunctionType::get(
528     /*Result=*/Type::getVoidTy(mMod->getContext()),
529     /*Params=*/FuncTy_0_args,
530     /*isVarArg=*/false);
531}
532
533void LLVM_Generator::DeclareFunctions()
534{
535    //This function can be used for testing to print the contents of a register from JIT'd code to the terminal window.
536    //mFunc_print_register = mMod->getOrInsertFunction("wrapped_print_register", Type::getVoidTy(getGlobalContext()), m64x2Vect, NULL);
537    //mExecutionEngine->addGlobalMapping(cast<GlobalValue>(mFunc_print_register), (void *)&wrapped_print_register);
538    // to call->  b.CreateCall(mFunc_print_register, unicode_category);
539
540    SmallVector<AttributeSet, 4> Attrs;
541    AttributeSet PAS;
542    {
543        AttrBuilder B;
544        B.addAttribute(Attribute::ReadOnly);
545        B.addAttribute(Attribute::NoCapture);
546        PAS = AttributeSet::get(mMod->getContext(), 1U, B);
547    }
548    Attrs.push_back(PAS);
549    {
550        AttrBuilder B;
551        B.addAttribute(Attribute::NoCapture);
552        PAS = AttributeSet::get(mMod->getContext(), 2U, B);
553    }
554    Attrs.push_back(PAS);
555    {
556        AttrBuilder B;
557        B.addAttribute(Attribute::NoCapture);
558        PAS = AttributeSet::get(mMod->getContext(), 3U, B);
559    }
560    Attrs.push_back(PAS);
561    {
562        AttrBuilder B;
563        B.addAttribute(Attribute::NoUnwind);
564        B.addAttribute(Attribute::UWTable);
565        PAS = AttributeSet::get(mMod->getContext(), ~0U, B);
566    }
567    AttributeSet AttrSet = AttributeSet::get(mMod->getContext(), Attrs);
568
569    //Create the function that will be generated.
570    mFunc_process_block = mMod->getFunction("process_block");
571    if (!mFunc_process_block) {
572        mFunc_process_block = Function::Create(
573            /*Type=*/mFuncTy_0,
574            /*Linkage=*/GlobalValue::ExternalLinkage,
575            /*Name=*/"process_block", mMod);
576        mFunc_process_block->setCallingConv(CallingConv::C);
577    }
578    mFunc_process_block->setAttributes(AttrSet);
579}
580
581void LLVM_Generator::DeclareCallFunctions(std::list<PabloS*> stmts)
582{
583    std::list<PabloS*>::iterator it;
584    for (it = stmts.begin(); it != stmts.end(); ++it)
585    {
586        DeclareCallFunctions_PabloS(*it);
587    }
588}
589
590void LLVM_Generator::DeclareCallFunctions_PabloS(PabloS* stmt)
591{
592    if (Assign* an = dynamic_cast<Assign*>(stmt))
593    {
594        DeclareCallFunctions_PabloE(an->getExpr());
595    }
596    if (While* whl = dynamic_cast<While*>(stmt))
597    {
598        DeclareCallFunctions_PabloE(whl->getExpr());
599        DeclareCallFunctions(whl->getPSList());
600    }
601}
602
603void LLVM_Generator::DeclareCallFunctions_PabloE(PabloE* expr)
604{
605    if (Call* pablo_call = dynamic_cast<Call*>(expr))
606    {
607        std::string callee = "wrapped_get_category_" + pablo_call->getCallee();
608        if (mMarkerMap.find(callee) == mMarkerMap.end())
609        {
610            Value* func_get_unicode_category = mMod->getOrInsertFunction(callee, m64x2Vect, mStruct_Basis_Bits_Ptr1, NULL);
611            void* addr;
612            if (pablo_call->getCallee() == "Ps")
613            {
614                addr = (void *)&wrapped_get_category_Ps;
615            }
616            else if (pablo_call->getCallee() == "Nl")
617            {
618                addr = (void *)&wrapped_get_category_Nl;
619            }
620            else if (pablo_call->getCallee() == "No")
621            {
622                addr = (void *)&wrapped_get_category_No;
623            }
624            else if (pablo_call->getCallee() == "Lo")
625            {
626                addr = (void *)&wrapped_get_category_Lo;
627            }
628            else if (pablo_call->getCallee() == "Ll")
629            {
630                addr = (void *)&wrapped_get_category_Ll;
631            }
632            else if (pablo_call->getCallee() == "Lm")
633            {
634                addr = (void *)&wrapped_get_category_Lm;
635            }
636            else if (pablo_call->getCallee() == "Nd")
637            {
638                addr = (void *)&wrapped_get_category_Nd;
639            }
640            else if (pablo_call->getCallee() == "Pc")
641            {
642                addr = (void *)&wrapped_get_category_Pc;
643            }
644            else if (pablo_call->getCallee() == "Lt")
645            {
646                addr = (void *)&wrapped_get_category_Lt;
647            }
648            else if (pablo_call->getCallee() == "Lu")
649            {
650                addr = (void *)&wrapped_get_category_Lu;
651            }
652            else if (pablo_call->getCallee() == "Pf")
653            {
654                addr = (void *)&wrapped_get_category_Pf;
655            }
656            else if (pablo_call->getCallee() == "Pd")
657            {
658                addr = (void *)&wrapped_get_category_Pd;
659            }
660            else if (pablo_call->getCallee() == "Pe")
661            {
662                addr = (void *)&wrapped_get_category_Pe;
663            }
664            else if (pablo_call->getCallee() == "Pi")
665            {
666                addr = (void *)&wrapped_get_category_Pi;
667            }
668            else if (pablo_call->getCallee() == "Po")
669            {
670                addr = (void *)&wrapped_get_category_Po;
671            }
672            else if (pablo_call->getCallee() == "Me")
673            {
674                addr = (void *)&wrapped_get_category_Me;
675            }
676            else if (pablo_call->getCallee() == "Mc")
677            {
678                addr = (void *)&wrapped_get_category_Mc;
679            }
680            else if (pablo_call->getCallee() == "Mn")
681            {
682                addr = (void *)&wrapped_get_category_Mn;
683            }
684            else if (pablo_call->getCallee() == "Sk")
685            {
686                addr = (void *)&wrapped_get_category_Sk;
687            }
688            else if (pablo_call->getCallee() == "So")
689            {
690                addr = (void *)&wrapped_get_category_So;
691            }
692            else if (pablo_call->getCallee() == "Sm")
693            {
694                addr = (void *)&wrapped_get_category_Sm;
695            }
696            else if (pablo_call->getCallee() == "Sc")
697            {
698                addr = (void *)&wrapped_get_category_Sc;
699            }
700            else if (pablo_call->getCallee() == "Zl")
701            {
702                addr = (void *)&wrapped_get_category_Zl;
703            }
704            else if (pablo_call->getCallee() == "Co")
705            {
706                addr = (void *)&wrapped_get_category_Co;
707            }
708            else if (pablo_call->getCallee() == "Cn")
709            {
710                addr = (void *)&wrapped_get_category_Cn;
711            }
712            else if (pablo_call->getCallee() == "Cc")
713            {
714                addr = (void *)&wrapped_get_category_Cc;
715            }
716            else if (pablo_call->getCallee() == "Cf")
717            {
718                addr = (void *)&wrapped_get_category_Cf;
719            }
720            else if (pablo_call->getCallee() == "Cs")
721            {
722                addr = (void *)&wrapped_get_category_Cs;
723            }
724            else if (pablo_call->getCallee() == "Zp")
725            {
726                addr = (void *)&wrapped_get_category_Zp;
727            }
728            else if (pablo_call->getCallee() == "Zs")
729            {
730                addr = (void *)&wrapped_get_category_Zs;
731            }
732
733            mExecutionEngine->addGlobalMapping(cast<GlobalValue>(func_get_unicode_category), addr);
734            mMarkerMap.insert(make_pair(callee, func_get_unicode_category));
735        }
736    }
737    else if (And* pablo_and = dynamic_cast<And*>(expr))
738    {
739        DeclareCallFunctions_PabloE(pablo_and->getExpr1());
740        DeclareCallFunctions_PabloE(pablo_and->getExpr2());
741    }
742    else if (Or* pablo_or = dynamic_cast<Or*>(expr))
743    {
744        DeclareCallFunctions_PabloE(pablo_or->getExpr1());
745        DeclareCallFunctions_PabloE(pablo_or->getExpr2());
746    }
747    else if (Sel* pablo_sel = dynamic_cast<Sel*>(expr))
748    {
749        DeclareCallFunctions_PabloE(pablo_sel->getIf_expr());
750        DeclareCallFunctions_PabloE(pablo_sel->getT_expr());
751        DeclareCallFunctions_PabloE(pablo_sel->getF_expr());
752    }
753    else if (Not* pablo_not = dynamic_cast<Not*>(expr))
754    {
755        DeclareCallFunctions_PabloE(pablo_not->getExpr());
756    }
757    else if (Advance* adv = dynamic_cast<Advance*>(expr))
758    {
759        DeclareCallFunctions_PabloE(adv->getExpr());
760    }
761    else if (MatchStar* mstar = dynamic_cast<MatchStar*>(expr))
762    {
763        DeclareCallFunctions_PabloE(mstar->getExpr1());
764        DeclareCallFunctions_PabloE(mstar->getExpr2());
765    }
766    else if (ScanThru* sthru = dynamic_cast<ScanThru*>(expr))
767    {
768        DeclareCallFunctions_PabloE(sthru->getScanFrom());
769        DeclareCallFunctions_PabloE(sthru->getScanThru());
770    }
771}
772
773void LLVM_Generator::MakeLLVMModule()
774{
775    mMod = new Module("icgrep", getGlobalContext());
776    mMod->setDataLayout("e-p:64:64:64-i1:8:8-i8:8:8-i16:16:16-i32:32:32-i64:64:64-f32:32:32-f64:64:64-v64:64:64-v128:128:128-a0:0:64-s0:64:64-f80:128:128-n8:16:32:64-S128");
777    mMod->setTargetTriple("x86_64-unknown-linux-gnu");
778}
779
780void LLVM_Generator::StoreBitBlockMarkerPtr(std::string name, int index)
781{
782    IRBuilder<> b(mBasicBlock);
783
784    Value* basis_bits_struct = b.CreateLoad(mPtr_basis_bits_addr);
785    Value* struct_indices[] = {b.getInt64(0), b.getInt32(index)};
786    Value* basis_bits_struct_GEP = b.CreateGEP(basis_bits_struct, struct_indices, name);
787    mMarkerMap.insert(make_pair(name, basis_bits_struct_GEP));
788}
789
790Value* LLVM_Generator::GetMarker(std::string name)
791{
792    IRBuilder<> b(mBasicBlock);
793
794    if (mMarkerMap.find(name) == mMarkerMap.end())
795    {       
796        Value* ptr = b.CreateAlloca(m64x2Vect);
797        Value* void_1 = b.CreateStore(mConst_Aggregate_64x2_0, ptr);
798        mMarkerMap.insert(make_pair(name, ptr));
799    }
800    std::map<std::string, Value*>::iterator itGet = mMarkerMap.find(name);
801
802    return itGet->second;
803}
804
805void LLVM_Generator::SetReturnMarker(std::string marker, int output_idx)
806{
807    IRBuilder<> b(mBasicBlock);
808
809    Value* marker_bitblock = b.CreateLoad(GetMarker(marker));
810    Value* output_struct = b.CreateLoad(mPtr_output_addr);
811    Value* output_indices[] = {b.getInt64(0), b.getInt32(output_idx)};
812    Value* output_struct_GEP = b.CreateGEP(output_struct, output_indices, "return" + marker);
813    Value* store_marker = b.CreateStore(marker_bitblock, output_struct_GEP);
814}
815
816std::string LLVM_Generator::Generate_PabloStatements(std::list<PabloS*> stmts)
817{
818    std::string retVal = "";
819
820    std::list<PabloS*>::iterator it;
821    for (it = stmts.begin(); it != stmts.end(); ++it)
822    {
823        retVal = Generate_PabloS(*it);
824    }
825
826    return retVal;
827}
828
829std::string LLVM_Generator::Generate_PabloS(PabloS *stmt)
830{
831    std::string retVal = "";
832
833    if (Assign* assign = dynamic_cast<Assign*>(stmt))
834    {
835        IRBuilder<> b(mBasicBlock);
836       
837        b.CreateStore(Generate_PabloE(assign->getExpr()), GetMarker(assign->getM()));
838       
839        retVal = assign->getM();
840    }
841    else if (If* ifstmt = dynamic_cast<If*>(stmt))
842    {
843        BasicBlock*  ifEntryBlock = mBasicBlock;
844        BasicBlock*  ifBodyBlock = BasicBlock::Create(mMod->getContext(), "if.body",mFunc_process_block, 0);
845        BasicBlock*  ifEndBlock = BasicBlock::Create(mMod->getContext(), "if.end",mFunc_process_block, 0);
846       
847        int if_start_idx = mCarryQueueIdx;
848       
849        Value* if_test_value = Generate_PabloE(ifstmt->getExpr());
850
851        /* Generate the statements into the if body block, and also determine the
852           final carry index.  */
853       
854        IRBuilder<> b_ifbody(ifBodyBlock);
855        mBasicBlock = ifBodyBlock;
856        std::string returnMarker = Generate_PabloStatements(ifstmt->getPSList());
857        int if_end_idx = mCarryQueueIdx;
858       
859        if (if_start_idx < if_end_idx + 1) {
860            // Have at least two internal carries.   Accumulate and store.
861            int if_accum_idx = mCarryQueueIdx;
862            mCarryQueueIdx++;
863           
864            Value* if_carry_accum_value = genCarryInLoad(mptr_carry_q, if_start_idx);
865           
866            for (int c = if_start_idx+1; c < if_end_idx; c++)
867            {
868                Value* carryq_value = genCarryInLoad(mptr_carry_q, c);
869                if_carry_accum_value = b_ifbody.CreateOr(carryq_value, if_carry_accum_value);
870            }
871            Value* void_1 = genCarryOutStore(if_carry_accum_value, mptr_carry_q, if_accum_idx);
872           
873        }
874        b_ifbody.CreateBr(ifEndBlock);
875       
876        IRBuilder<> b_entry(ifEntryBlock);
877        mBasicBlock = ifEntryBlock;
878        if (if_start_idx < if_end_idx) {
879            // Have at least one internal carry.
880            int if_accum_idx = mCarryQueueIdx - 1;
881            Value* last_if_pending_carries = genCarryInLoad(mptr_carry_q, if_accum_idx);
882            if_test_value = b_entry.CreateOr(if_test_value, last_if_pending_carries);
883        }
884        b_entry.CreateCondBr(genBitBlockAny(if_test_value), ifEndBlock, ifBodyBlock);
885       
886        mBasicBlock = ifEndBlock;
887
888        retVal = returnMarker;
889    }
890    else if (While* whl = dynamic_cast<While*>(stmt))
891    {
892        int idx = mCarryQueueIdx;
893
894        //With this call to the while body we will account for all of the carry in values.
895        std::string returnMarker = Generate_PabloStatements(whl->getPSList());
896
897        BasicBlock*  whileCondBlock = BasicBlock::Create(mMod->getContext(), "while.cond", mFunc_process_block, 0);
898        BasicBlock*  whileBodyBlock = BasicBlock::Create(mMod->getContext(), "while.body",mFunc_process_block, 0);
899        BasicBlock*  whileEndBlock = BasicBlock::Create(mMod->getContext(), "while.end",mFunc_process_block, 0);
900
901        IRBuilder<> b(mBasicBlock);
902        b.CreateBr(whileCondBlock);
903        mBasicBlock = whileCondBlock;
904        IRBuilder<> b_cond(whileCondBlock);
905
906        Value* expression_marker_value = Generate_PabloE(whl->getExpr());
907        // Use an i128 compare for simplicity and speed.
908        Value* cast_marker_value_1 = b_cond.CreateBitCast(expression_marker_value, IntegerType::get(mMod->getContext(), 128));
909        Value* int_tobool1 = b_cond.CreateICmpEQ(cast_marker_value_1, ConstantInt::get(IntegerType::get(mMod->getContext(), 128), 0));
910        b_cond.CreateCondBr(int_tobool1, whileEndBlock, whileBodyBlock);
911
912        mBasicBlock = whileBodyBlock;
913        mCarryQueueIdx = 0;
914        //Store the current carry queue.
915        Value* ptr_last_carry_q = mptr_carry_q;
916
917        IRBuilder<> b_wb1(mBasicBlock);
918        //Create and initialize a new carry queue.
919        Value* ptr_while_carry_q = b_wb1.CreateAlloca(m64x2Vect, b_wb1.getInt64(mCarryQueueSize - idx));
920        for (int i=0; i<(mCarryQueueSize-idx); i++)
921        {
922            Value* void_1 = genCarryOutStore(mConst_Aggregate_64x2_0, ptr_while_carry_q, i);
923        }
924
925        //Point mptr_carry_q to the new local carry queue.
926        mptr_carry_q = ptr_while_carry_q;
927
928        returnMarker = Generate_PabloStatements(whl->getPSList());
929
930        IRBuilder<> b_wb2(mBasicBlock);
931        //Copy back to the last carry queue the carries from the execution of the while statement list.
932        for (int c=0; c<(mCarryQueueSize-idx); c++)
933        {
934            Value* new_carryq_value = b_wb2.CreateOr(genCarryInLoad(mptr_carry_q, c), genCarryInLoad(ptr_last_carry_q, idx + c));
935            Value* void_1 = genCarryOutStore(new_carryq_value, ptr_last_carry_q, idx + c);
936        }
937
938        b_wb2.CreateBr(whileCondBlock);
939
940        mBasicBlock = whileEndBlock;
941        mptr_carry_q = ptr_last_carry_q;
942        mCarryQueueIdx += idx;
943
944        retVal = returnMarker;
945    }
946
947    return retVal;
948}
949
950Value* LLVM_Generator::Generate_PabloE(PabloE *expr)
951{
952    Value* retVal = 0;
953
954    if (All* all = dynamic_cast<All*>(expr))
955    {
956        IRBuilder<> b(mBasicBlock);
957
958        if ((all->getNum() != 0) && (all->getNum() != 1))
959            std::cout << "\nErr: 'All' can only be set to 1 or 0.\n" << std::endl;
960        Value* ptr_all = b.CreateAlloca(m64x2Vect);
961        Value* void_1 = b.CreateStore((all->getNum() == 0 ? mConst_Aggregate_64x2_0 : mConst_Aggregate_64x2_neg1), ptr_all);
962        Value* all_value = b.CreateLoad(ptr_all);
963
964        retVal = all_value;
965    }
966    else if (Call* call = dynamic_cast<Call*>(expr))
967    {
968        IRBuilder<> b(mBasicBlock);
969
970        //Call the callee once and store the result in the marker map.
971        if (mMarkerMap.find(call->getCallee()) == mMarkerMap.end())
972        {
973            std::map<std::string, Value*>::iterator itFuncGet = mMarkerMap.find("wrapped_get_category_" + call->getCallee());
974            Value* basis_bits_struct = b.CreateLoad(mPtr_basis_bits_addr);
975            Value* unicode_category = b.CreateCall(itFuncGet->second, basis_bits_struct);
976            Value* ptr = b.CreateAlloca(m64x2Vect);
977            Value* void_1 = b.CreateStore(unicode_category, ptr);
978
979            mMarkerMap.insert(make_pair(call->getCallee(), ptr));
980        }
981        std::map<std::string, Value*>::iterator itGet = mMarkerMap.find(call->getCallee());
982        Value * var_value = b.CreateLoad(itGet->second);
983
984
985        retVal = var_value;
986    }
987    else if (Var* var = dynamic_cast<Var*>(expr))
988    {
989        IRBuilder<> b(mBasicBlock);
990
991        Value* var_value = b.CreateLoad(GetMarker(var->getVar()), false, var->getVar());
992
993        retVal = var_value;
994    }
995    else if (And* pablo_and = dynamic_cast<And*>(expr))
996    {
997        IRBuilder<> b(mBasicBlock);
998
999        Value* and_result = b.CreateAnd(Generate_PabloE(pablo_and->getExpr1()), Generate_PabloE(pablo_and->getExpr2()), "and_inst");
1000
1001        retVal = and_result;
1002    }
1003    else if (Or* pablo_or = dynamic_cast<Or*>(expr))
1004    {
1005        IRBuilder<> b(mBasicBlock);
1006
1007        Value* or_result = b.CreateOr(Generate_PabloE(pablo_or->getExpr1()), Generate_PabloE(pablo_or->getExpr2()), "or_inst");
1008
1009        retVal = or_result;
1010    }
1011    else if (Sel* pablo_sel = dynamic_cast<Sel*>(expr))
1012    {
1013        IRBuilder<>b(mBasicBlock);
1014        Value* ifMask = Generate_PabloE(pablo_sel->getIf_expr());
1015        Value* and_if_true_result = b.CreateAnd(ifMask, Generate_PabloE(pablo_sel->getT_expr()));
1016        Value* and_if_false_result = b.CreateAnd(genNot(ifMask), Generate_PabloE(pablo_sel->getF_expr()));
1017        Value* or_result = b.CreateOr(and_if_true_result, and_if_false_result);
1018
1019        retVal = or_result;
1020    }
1021    else if (Not* pablo_not = dynamic_cast<Not*>(expr))
1022    {
1023        IRBuilder<> b(mBasicBlock);
1024
1025        Constant* const_packed_elems [] = {b.getInt64(-1), b.getInt64(-1)};
1026        Constant* const_packed = ConstantVector::get(const_packed_elems);
1027        Value* expr_value = Generate_PabloE(pablo_not->getExpr());
1028        Value* xor_rslt = b.CreateXor(expr_value, const_packed, "xor_inst");
1029
1030        retVal = xor_rslt;
1031    }
1032    else if (CharClass* cc = dynamic_cast<CharClass*>(expr))
1033    {
1034        IRBuilder<> b(mBasicBlock);
1035
1036        Value* character_class = b.CreateLoad(GetMarker(cc->getCharClass()));
1037
1038        retVal = character_class;
1039    }
1040    else if (Advance* adv = dynamic_cast<Advance*>(expr))
1041    {
1042        IRBuilder<> b(mBasicBlock);
1043
1044        int this_carry_idx = mCarryQueueIdx;
1045        mCarryQueueIdx++;
1046       
1047        Value* carryq_value = genCarryInLoad(mptr_carry_q, this_carry_idx);
1048
1049        Value* strm_value = Generate_PabloE(adv->getExpr());
1050        Value* srli_1_value = b.CreateLShr(strm_value, 63);
1051
1052        Value* packed_shuffle;
1053        Constant* const_packed_1_elems [] = {b.getInt32(0), b.getInt32(2)};
1054        Constant* const_packed_1 = ConstantVector::get(const_packed_1_elems);
1055        packed_shuffle = b.CreateShuffleVector(carryq_value, srli_1_value, const_packed_1, "packed_shuffle nw");
1056
1057        Constant* const_packed_2_elems[] = {b.getInt64(1), b.getInt64(1)};
1058        Constant* const_packed_2 = ConstantVector::get(const_packed_2_elems);
1059
1060        Value* shl_value = b.CreateShl(strm_value, const_packed_2, "shl_value");
1061        Value* result_value = b.CreateOr(shl_value, packed_shuffle, "or.result_value");
1062
1063        Value* carry_out = genShiftRight127(strm_value, "carry_out");
1064        //CarryQ - carry out:
1065        Value* void_1 = genCarryOutStore(carry_out, mptr_carry_q, this_carry_idx);
1066
1067        retVal = result_value;
1068    }
1069    else if (MatchStar* mstar = dynamic_cast<MatchStar*>(expr))
1070    {
1071        IRBuilder<> b(mBasicBlock);
1072        Value* strm_value = Generate_PabloE(mstar->getExpr1());
1073        Value* cc_value = Generate_PabloE(mstar->getExpr2());
1074        retVal = genMatchStar(strm_value, cc_value);
1075    }
1076    else if (ScanThru* sthru = dynamic_cast<ScanThru*>(expr))
1077    {
1078        IRBuilder<> b(mBasicBlock);
1079        Value* strm_value = Generate_PabloE(sthru->getScanFrom());
1080        Value* scanthru_value = Generate_PabloE(sthru->getScanThru());
1081        retVal = genScanThru(strm_value, scanthru_value);
1082    }
1083
1084    return retVal;
1085}
1086
1087
1088Value* LLVM_Generator::genMatchStar(Value* marker_expr, Value* cc_expr) {
1089    IRBuilder<> b(mBasicBlock);
1090    Value* marker_and_cc = b.CreateAnd(marker_expr, cc_expr);
1091    return b.CreateOr(b.CreateXor(genAddWithCarry(marker_and_cc, cc_expr), cc_expr), marker_expr, "matchstar_rslt");
1092}
1093
1094Value* LLVM_Generator::genScanThru(Value* marker_expr, Value* cc_expr) {
1095    IRBuilder<> b(mBasicBlock);
1096    return b.CreateAnd(genAddWithCarry(marker_expr, cc_expr), genNot(cc_expr), "scanthru_rslt");
1097}
1098
1099Value* LLVM_Generator::genAddWithCarry(Value* e1, Value* e2) {
1100    IRBuilder<> b(mBasicBlock);
1101   
1102    //CarryQ - carry in.
1103    int this_carry_idx = mCarryQueueIdx;
1104    mCarryQueueIdx++;
1105   
1106    Value* carryq_value = genCarryInLoad(mptr_carry_q, this_carry_idx);
1107
1108    Value* carrygen = b.CreateAnd(e1, e2, "carrygen");
1109    Value* carryprop = b.CreateOr(e1, e2, "carryprop");
1110    Value* digitsum = b.CreateAdd(e1, e2, "digitsum");
1111    Value* partial = b.CreateAdd(digitsum, carryq_value, "partial");
1112    Value* digitcarry = b.CreateOr(carrygen, b.CreateAnd(carryprop, genNot(partial)));   
1113    Value* mid_carry_in = genShiftLeft64(b.CreateLShr(digitcarry, 63), "mid_carry_in");
1114
1115    Value* sum = b.CreateAdd(partial, mid_carry_in, "sum");
1116    Value* carry_out = genShiftRight127(b.CreateOr(carrygen, b.CreateAnd(carryprop, genNot(sum))), "carry_out");
1117   
1118    //CarryQ - carry out:   
1119    Value* void_1 = genCarryOutStore(carry_out, mptr_carry_q, this_carry_idx);
1120   
1121    return sum;
1122}
1123
1124Value* LLVM_Generator::genCarryInLoad(Value* ptr_carry_q, int n) {
1125    IRBuilder<> b(mBasicBlock);
1126    Value* carryq_idx = b.getInt64(n);
1127    Value* carryq_GEP = b.CreateGEP(ptr_carry_q, carryq_idx);
1128    return b.CreateLoad(carryq_GEP);
1129}
1130
1131Value* LLVM_Generator::genCarryOutStore(Value* carryout, Value* ptr_carry_q, int n ) {
1132    IRBuilder<> b(mBasicBlock);
1133    Value* carryq_idx = b.getInt64(n);
1134    Value* carryq_GEP = b.CreateGEP(ptr_carry_q, carryq_idx);
1135    return b.CreateStore(carryout, carryq_GEP);
1136}
1137
1138Value* LLVM_Generator::genBitBlockAny(Value* e) {
1139    IRBuilder<> b(mBasicBlock);
1140    Value* cast_marker_value_1 = b.CreateBitCast(e, IntegerType::get(mMod->getContext(), 128));
1141    return b.CreateICmpEQ(cast_marker_value_1, ConstantInt::get(IntegerType::get(mMod->getContext(), 128), 0));
1142}
1143
1144Value* LLVM_Generator::genShiftRight127(Value* e, const Twine &namehint) {
1145    IRBuilder<> b(mBasicBlock);
1146    Value* i128_val = b.CreateBitCast(e, IntegerType::get(mMod->getContext(), 128));
1147    return b.CreateBitCast(b.CreateLShr(i128_val, 127, namehint), bitBlockExprType);
1148}
1149
1150Value* LLVM_Generator::genShiftLeft64(Value* e, const Twine &namehint) {
1151    IRBuilder<> b(mBasicBlock);
1152    Value* i128_val = b.CreateBitCast(e, IntegerType::get(mMod->getContext(), 128));
1153    return b.CreateBitCast(b.CreateShl(i128_val, 64, namehint), bitBlockExprType);
1154}
1155
1156Value* LLVM_Generator::genNot(Value* e, const Twine &namehint) {
1157    IRBuilder<> b(mBasicBlock);
1158    return b.CreateXor(e, mConst_Aggregate_64x2_neg1, namehint);
1159}
1160
1161
1162
1163
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.