src/edu/berkeley/fleet/dataflow/DataFlowGraph.java

   1 package edu.berkeley.fleet.dataflow;
   2 import edu.berkeley.fleet.loops.*;
   3 import java.util.concurrent.Semaphore;
   4 import java.util.*;
   5 import java.net.*;
   6 import edu.berkeley.fleet.two.*;
   7 import edu.berkeley.fleet.api.*;
   8 import edu.berkeley.fleet.fpga.*;
   9 import edu.berkeley.fleet.api.Instruction.*;
  10 import edu.berkeley.fleet.api.Instruction.Set;
  11 import edu.berkeley.fleet.api.Instruction.Set.*;
  12 import static edu.berkeley.fleet.api.Predicate.*;
  13 import static edu.berkeley.fleet.util.BitManipulations.*;
  14
  15 // does peer.recvWord() have to honor the currently-set predicate?
  16
  17 // public class ReplaceNode extends Node { }
  18 // public class CountMergeNode extends Node { }
  19 // public class SortMergeNode extends Node { }
  20 // public class FanOutNode extends Node { }
  21 // public class MemoryNode extends Node { }
  22 // public class DoneNode extends Node { }
  23
  24 public class DataFlowGraph {
  25
  26     public final Fleet    fleet;
  27     public final ShipPool pool;
  28
  29     public DataFlowGraph(Fleet fleet) {
  30         this(fleet, new ShipPool(fleet));
  31     }
  32     public DataFlowGraph(Fleet fleet, ShipPool pool) {
  33         this.fleet = fleet;
  34         this.pool  = pool;
  35     }
  36
  37     public static int reset_count = 0;
  38     public static HashSet<Dock> torpedoes = new HashSet<Dock>();
  39
  40     private HashSet<Node> nodes = new HashSet<Node>();
  41
  42     public void build(Context ctx) {
  43         for(Node mod : nodes)
  44             mod.build(ctx);
  45     }
  46     public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) {
  47         reset_count = 0;
  48         torpedoes.clear();
  49         for(Node mod : nodes)
  50             mod.reset(ctx, phase, ackDestination);
  51     }
  52
  53     public class Node {
  54
  55         void doReset(Context ctx, int phase, Dock dock, Port peer, Destination ackDestination, boolean peerUsed) {
  56             if (dock.getShip().getType().equals("Debug")) return;
  57
  58             switch(phase) {
  59
  60                 // Phase 0: torpedo every output dock, put it in
  61                 // collecting mode.  Cannot combine with phase 1,
  62                 // because until output docks are in vacuum mode we
  63                 // cannot be sure that the tokens to the input docks
  64                 // will eventually succeed.  This may cause the
  65                 // instructions sent after the tokens to back up into
  66                 // the switch fabric.
  67                 case 0: {
  68                     if (!dock.isInputDock()) {
  69                         torpedoes.add(dock);
  70                         LoopFactory lf = new LoopFactory(ctx, dock, 1);
  71                         lf.sendToken(ackDestination);
  72                         lf = lf.makeNext(0);
  73                         lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
  74                         lf.collectWord();
  75                         reset_count++;
  76                     }
  77                     break;
  78                 }
  79
  80                 // Phase 1: torpedo every input dock, put it in loopback mode
  81                 case 1: {
  82                     if (dock.isInputDock()) {
  83                         torpedoes.add(dock);
  84                         LoopFactory lf = new LoopFactory(ctx, dock, 1);
  85                         lf.sendToken(ackDestination);
  86
  87                         // FIXME: this won't work right for ports that
  88                         // get "shared" by two senders (for example,
  89                         // inAddrRead1/2)
  90
  91                         if (peerUsed && peer!=null) {
  92                             lf = lf.makeNext(0);
  93                             lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
  94                             ((OutPort)peer).recvWord(lf);
  95                             ((OutPort)peer).sendToken(lf);
  96                         }
  97                         reset_count++;
  98                     }
  99                     break;
 100                 }
 101
 102                 // Phase 2: torpedo every output dock, have it absorb tokens
 103                 case 2: {
 104                     if (!dock.isInputDock()) {
 105                         torpedoes.add(dock);
 106                         LoopFactory lf = new LoopFactory(ctx, dock, 1);
 107                         if (peer != null)
 108                             for(int i=0; i<((InPort)peer).getTokensToAbsorb(); i++)
 109                                 lf.recvToken();
 110                         lf.sendToken(ackDestination);
 111                         reset_count++;
 112                     }
 113                     break;
 114                 }
 115
 116                 // Phase 3: torpedo every input dock, and we're done
 117                 case 3: {
 118                     if (dock.isInputDock()) {
 119                         if (peerUsed && peer!=null) {
 120                             torpedoes.add(dock);
 121                         }
 122                         LoopFactory lf = new LoopFactory(ctx, dock, 1);
 123                         lf.sendToken(ackDestination);
 124                         reset_count++;
 125                     }
 126                     break;
 127                 }
 128
 129
 130             }
 131         }
 132
 133         public Node() {
 134             DataFlowGraph.this.nodes.add(this);
 135         }
 136
 137         private HashMap<String,Port> ports = new HashMap<String,Port>();
 138
 139         public InPort  getInPort(String name)  { return (InPort)ports.get(name); }
 140         public OutPort getOutPort(String name) { return (OutPort)ports.get(name); }
 141
 142         public void build(Context ctx) { for(Port p : ports.values()) p.build(ctx); }
 143         public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) {
 144             for(Port p : ports.values()) p.reset(ctx, phase, ackDestination);
 145         }
 146
 147         public abstract class Port {
 148             public final String name;
 149             public Port(String name) {
 150                 this.name = name;
 151                 if (Node.this.ports.get(name)!=null) throw new RuntimeException();
 152                 Node.this.ports.put(name,this);
 153             }
 154             public abstract void build(Context ctx);
 155             public abstract void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination);
 156         }
 157
 158         public abstract class InPort extends Port {
 159             OutPort peer;
 160             public InPort(String name) { super(name); }
 161             public void connect(OutPort peer) {
 162                 this.setPeer(peer);
 163                 peer.setPeer(this);
 164             }
 165             public void setPeer(OutPort peer) {
 166                 if (this.peer!=null) throw new RuntimeException("cannot call setPeer() twice");
 167                 this.peer = peer;
 168             }
 169
 170             /** this port's peer (an OutPort) invokes this to have "recvToken" or equivalent inserted */
 171             public abstract void recvToken(LoopFactory loopfactory_at_output_dock);
 172             /** this port's peer (an OutPort) invokes this to have "sendWord" or equivalent inserted */
 173             public abstract void sendWord(LoopFactory loopfactory_at_output_dock);
 174
 175             public int getTokensToAbsorb() { return 0; }
 176         }
 177
 178         public abstract class OutPort extends Port {
 179             InPort peer;
 180             public OutPort(String name) { super(name); }
 181             public void connect(InPort peer) {
 182                 this.setPeer(peer);
 183                 peer.setPeer(this);
 184             }
 185             public void setPeer(InPort peer) {
 186                 if (this.peer!=null) throw new RuntimeException("cannot call setPeer() twice");
 187                 this.peer = peer;
 188             }
 189
 190             /** this port's peer (an InPort) invokes this to have "sendToken" or equivalent inserted */
 191             public abstract void sendToken(LoopFactory loopfactory_at_input_dock);
 192             /** this port's peer (an InPort) invokes this to have "recvWord" or equivalent inserted */
 193             public abstract void recvWord(LoopFactory loopfactory_at_input_dock);
 194         }
 195
 196         public final class DockInPort extends InPort {
 197             final Dock dock;
 198             int count;
 199             BitVector[] pattern;
 200             public DockInPort(String name, Dock dock) { this(name, dock, 0); }
 201             public DockInPort(String name, Dock dock, int count) { this(name, dock, count, new BitVector[] { null }); }
 202             public DockInPort(String name, Dock dock, int count, BitVector[] pattern) {
 203                 super(name);
 204                 this.dock = dock;
 205                 this.count = count;
 206                 this.pattern = pattern;
 207             }
 208             public void recvToken(LoopFactory lf) { lf.recvToken(); }
 209             public void sendWord(LoopFactory lf) { lf.sendWord(dock.getDataDestination()); }
 210             public void build(Context ctx) { build(ctx, new LoopFactory(ctx, dock, 1)); }
 211             // number-in-flight is considered a property of the input dock in a pair
 212             public int getInflight() { return 4; }
 213             //public int getInflight() { return 1; }
 214             public int getTokensToAbsorb() { return getInflight(); }
 215             private boolean peerUsed() {
 216                 if (peer==null) return false;
 217                 for(int i=0; i<pattern.length; i++) if (pattern[i]==null) return true;
 218                 return false;
 219             }
 220             public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) {
 221                 doReset(ctx, phase, dock, peer, ackDestination, peerUsed());
 222             }
 223             protected void build(Context ctx, LoopFactory lf) {
 224                 int inflight = (count != 0 && count < getInflight()) ? count : getInflight();
 225
 226                 if (peer!=null)
 227                     for(int i=0; i<inflight; i++) peer.sendToken(lf);
 228
 229                 lf = lf.makeNext(count, true);
 230                 for(int i=0; i<pattern.length; i++) {
 231                     if (pattern[i]==null) {
 232                         if (peer!=null) {
 233                             lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 234                             peer.recvWord(lf);
 235                             peer.sendToken(lf);
 236                             lf.deliver();
 237                         } else {
 238                             lf.interruptibleNop();
 239                         }
 240                     } else {
 241                         lf.literal(pattern[i]);
 242                         lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 243                         lf.deliver();
 244                     }
 245                 }
 246
 247                 if (count!=0) {
 248                     // "torpedoable nop" to keep the dock in a receptive state
 249                     lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 250                     lf.recvToken();
 251                 }
 252             }
 253             public BitVector getConstant(String constantName) {
 254                 return dock.getConstant(constantName);
 255             }
 256         }
 257
 258         public /*final*/ class DockOutPort extends OutPort {
 259             public final Dock dock;
 260             public final int count;
 261             public DockOutPort(String name, Dock dock) { this(name, dock, 0); }
 262             public DockOutPort(String name, Dock dock, int count) { super(name); this.dock = dock; this.count = count; }
 263             public void sendToken(LoopFactory lf) { lf.sendToken(dock.getDataDestination()); }
 264             public void recvWord(LoopFactory lf) { lf.recvWord(); }
 265             public void build(Context ctx) { build(ctx, new LoopFactory(ctx, dock, 1)); }
 266             protected void build(Context ctx, LoopFactory lf) {
 267                 if (peer==null) return;
 268                 lf = lf.makeNext(count);
 269                 lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 270                 peer.recvToken(lf);
 271                 lf.collectWord();
 272                 peer.sendWord(lf);
 273             }
 274             public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) {
 275                 doReset(ctx, phase, dock, peer, ackDestination, true);
 276             }
 277         }
 278     }
 279
 280     private BitVector bv(long l) { return new BitVector(/*FIXME fleet.getWordWidth()*/37).set(l); }
 281     private BitVector[] bv(long[] l) {
 282         BitVector[] ret = new BitVector[l.length];
 283         for(int i=0; i<ret.length; i++) ret[i] = bv(l[i]);
 284         return ret;
 285     }
 286
 287     /**
 288      *  Deliver the constant at out forever.  Flow control in<->out is
 289      *  maintained, but out is not flow-controlled, so be sure
 290      *  that every datum sent there is consumed synchronously wiht
 291      *  data items sent to out.
 292      */
 293     public class ForeverNode extends Node {
 294         private BitVector bv;
 295         public final OutPort out = new OutPort("out") {
 296                 public void sendToken(LoopFactory lf) { }
 297                 public void recvWord(LoopFactory lf) { }
 298                 public void build(Context ctx) { }
 299                 public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) { }
 300                 public void setPeer(InPort peer) {
 301                     this.peer = peer;
 302                     DockInPort pip = ((DockInPort)peer);
 303                     for(int i=0; i<pip.pattern.length; i++) {
 304                         if (pip.pattern[i]==null)
 305                             pip.pattern[i] = bv;
 306                     }
 307                 }
 308             };
 309         public ForeverNode(long l) { this(new BitVector(fleet.getWordWidth()).set(l)); }
 310         public ForeverNode(final BitVector bv) { this.bv = bv; }
 311     }
 312
 313     public class OnceNode extends Node {
 314         private BitVector bv;
 315         public final OutPort out = new OutPort("out") {
 316                 public void sendToken(LoopFactory lf) { }
 317                 public void recvWord(LoopFactory lf) { }
 318                 public void build(Context ctx) { }
 319                 public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) { }
 320                 public void setPeer(InPort peer) {
 321                     this.peer = peer;
 322                     DockInPort pip = ((DockInPort)peer);
 323                     BitVector[] pip_pattern = pip.pattern;
 324                     BitVector[] temp = new BitVector[pip_pattern.length * 2];
 325                     int j = 0;
 326                     int i = 0;
 327                     boolean done = false;
 328                     // FIXME: if peer.count is already 1, this gets simpler and different
 329                     for(i=0; i<temp.length; i++) {
 330                         if (pip_pattern[j] != null) {
 331                             temp[i] = pip_pattern[j];
 332                         } else {
 333                             if (done) break;
 334                             done = true;
 335                             temp[i] = bv;
 336                         }
 337                         j++;
 338                         if (j >= pip_pattern.length) j = 0;
 339                     }
 340                     pip.pattern = new BitVector[i];
 341                     System.arraycopy(temp, 0, pip.pattern, 0, i);
 342                     pip.count = 1;
 343                 }
 344             };
 345         public OnceNode(long l) { this(new BitVector(fleet.getWordWidth()).set(l)); }
 346         public OnceNode(final BitVector bv) { this.bv = bv; }
 347     }
 348
 349     public class DebugNode extends Node {
 350         public final Ship ship = pool.allocateShip("Debug");
 351         public final InPort in = new DockInPort("in", ship.getDock("in"));
 352         // NOTE: shutdown needs to treat this specially
 353         public DebugNode() { }
 354     }
 355
 356     public class UnPunctuatorNode extends Node {
 357         private final Ship    ship  = pool.allocateShip("Counter");
 358         public  final OutPort out   = new DockOutPort("out", ship.getDock("out"));
 359         public  final InPort  val   = new DockInPort("in1",  ship.getDock("in1"));
 360         public  final InPort  count = new DockInPort("in2",  ship.getDock("in2"), 0, new BitVector[] { null, bv(1) });
 361         public  final InPort  op    = new DockInPort("inOp", ship.getDock("inOp"), 0, new BitVector[] {
 362                 ship.getDock("inOp").getConstant("PASS_C2_V1"),
 363                 ship.getDock("inOp").getConstant("DROP_C2_V1") } );
 364         public UnPunctuatorNode() { }
 365     }
 366
 367     public class PunctuatorNode extends Node {
 368         private final long    punc;
 369         private final Ship    ship  = pool.allocateShip("Counter");
 370         public  final OutPort out   = new DockOutPort("out", ship.getDock("out"));
 371         public  final InPort  val   = new DockInPort("in1",  ship.getDock("in1"));
 372         public  final InPort  op    = new DockInPort("inOp", ship.getDock("inOp"), 0, new BitVector[] {
 373                 ship.getDock("inOp").getConstant("PASS_C2_V1"),
 374                 ship.getDock("inOp").getConstant("PASS_C2_V2") } );
 375         public  final InPort  count;
 376         public PunctuatorNode(long punc) {
 377             this.punc = punc;
 378             this.count = new DockInPort("in2",  ship.getDock("in2"), 0, new BitVector[] { null, bv(1), bv(punc) });
 379         }
 380     }
 381
 382     public class AluNode extends Node {
 383         public final Ship    ship = pool.allocateShip("Alu");
 384         public final InPort  in1 = new DockInPort("in1",  ship.getDock("in1"));
 385         public final InPort  in2 = new DockInPort("in2",  ship.getDock("in2"));
 386         public final InPort  inOp = new DockInPort("inOp", ship.getDock("inOp"));
 387         public final OutPort out  = new DockOutPort("out", ship.getDock("out"));
 388         public AluNode() { }
 389     }
 390
 391     public class DownCounterNode extends Node {
 392         public final Ship    ship  = pool.allocateShip("Counter");
 393         public final InPort  start = new DockInPort("in1",  ship.getDock("in1"));
 394         public final InPort  incr  = new DockInPort("in2",  ship.getDock("in2"));
 395         public final InPort  inOp  = new DockInPort("inOp", ship.getDock("inOp"), 0, new BitVector[] {
 396                 ship.getDock("inOp").getConstant("COUNT") });
 397         public final OutPort out   = new DockOutPort("out", ship.getDock("out"));
 398         public DownCounterNode() { }
 399     }
 400
 401     public class RepeatNode extends Node {
 402         public final Ship    ship   = pool.allocateShip("Counter");
 403         public final InPort  count  = new DockInPort("in1",  ship.getDock("in1"));
 404         public final InPort  val    = new DockInPort("in2",  ship.getDock("in2"));
 405         public final InPort  inOP   = new DockInPort("inOp", ship.getDock("inOp"), 0, new BitVector[] {
 406                 ship.getDock("inOp").getConstant("REPEAT_C1_V2") });
 407         public final OutPort out    = new DockOutPort("out", ship.getDock("out"));
 408         public RepeatNode() { }
 409     }
 410
 411     public class SortedMergeNode extends Node {
 412         public final Ship    ship = pool.allocateShip("Alu");
 413         public final InPort  in1  = new DockInPort("in1",  ship.getDock("in1"));
 414         public final InPort  in2  = new DockInPort("in2",  ship.getDock("in2"));
 415         public final InPort  inOp = new DockInPort("inOp", ship.getDock("inOp"), 0, new BitVector[] {
 416                 ship.getDock("inOp").getConstant("MAXMERGE") });
 417         public final OutPort out  = new DockOutPort("out", ship.getDock("out"));
 418         public SortedMergeNode() { }
 419     }
 420
 421     public class MemoryNode extends Node {
 422         public final Ship    ship;
 423         public final InPort  inCBD;
 424         public final InPort  inAddrRead1;
 425         public final InPort  inAddrRead2;
 426         public final InPort  inAddrWrite;
 427         public final InPort  inDataWrite;
 428         public final OutPort outRead1;
 429         public final OutPort outRead2;
 430         public final OutPort outWrite;
 431         public MemoryNode(Ship memoryShip) {
 432             this.ship = memoryShip;
 433             this.inCBD        = ship.getType().equals("Memory") ? new DockInPort("inCBD", ship.getDock("inCBD")) : null;
 434             this.inAddrWrite  = new DockInPort("inAddrWrite", ship.getDock("inAddrWrite"));
 435             this.inDataWrite  = new DockInPort("inDataWrite", ship.getDock("inDataWrite"));
 436             this.inAddrRead1  = new InPort("inAddrRead1") {
 437                     public void recvToken(LoopFactory lf) { lf.recvToken(); }
 438                     public void sendWord(LoopFactory lf) { lf.sendWord(ship.getDock("inAddrRead").getDataDestination(), new BitVector(1).set(0)); }
 439                     public void build(Context ctx) { }
 440                     public int getTokensToAbsorb() { return outRead1.peer.getTokensToAbsorb(); }
 441                     public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) {
 442                         doReset(ctx, phase, ship.getDock("inAddrRead"), null, ackDestination, false);
 443                     }
 444                 };
 445             this.inAddrRead2  = new InPort("inAddrRead2") {
 446                     public void recvToken(LoopFactory lf) { lf.recvToken(); }
 447                     public void sendWord(LoopFactory lf) { lf.sendWord(ship.getDock("inAddrRead").getDataDestination(), new BitVector(1).set(1)); }
 448                     public void build(Context ctx) { }
 449                     public int getTokensToAbsorb() { return outRead2.peer.getTokensToAbsorb(); }
 450                     public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) { }
 451                 };
 452             this.outRead1 = new OutPort("outRead1") {
 453                     public void sendToken(LoopFactory lf) { inAddrRead1.peer.sendToken(lf); }
 454                     public void recvWord(LoopFactory lf) { lf.recvWord(); }
 455                     public void build(Context ctx) { }
 456                     public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) { }
 457                 };
 458             this.outRead2 = new OutPort("outRead2") {
 459                     public void sendToken(LoopFactory lf) { inAddrRead2.peer.sendToken(lf); }
 460                     public void recvWord(LoopFactory lf) { lf.recvWord(); }
 461                     public void build(Context ctx) { }
 462                     public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) { }
 463                 };
 464             this.outWrite = new DockOutPort("out", ship.getDock("out")) {
 465                     protected void build(Context ctx, LoopFactory lf) {
 466                         lf = lf.makeNext(0);
 467                         lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 468                         lf.collectWord();
 469
 470                         lf.setFlags(FlagFunction.ZERO, FlagFunction.ZERO.add(FlagC));
 471                         if (this.peer != null) {
 472                             lf.setPredicate(Predicate.FlagB);
 473                             lf.literal(77);
 474                             lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 475                             this.peer.recvToken(lf);
 476                             this.peer.sendWord(lf);
 477                         }
 478
 479                         lf.setPredicate(Predicate.NotFlagB);
 480                         lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 481                         lf.recvToken();
 482                         lf.setFlags(FlagFunction.ZERO.add(NotFlagC).add(FlagB), FlagFunction.ZERO.add(FlagC).add(FlagB));
 483                         if (outRead1.peer != null) {
 484                             lf.setPredicate(Predicate.NotFlagB);
 485                             outRead1.peer.sendWord(lf);
 486                         }
 487                         if (outRead2.peer != null) {
 488                             lf.setPredicate(Predicate.NotFlagA);
 489                             outRead2.peer.sendWord(lf);
 490                         }
 491                         lf.setPredicate(null);
 492                     }
 493                 };
 494         }
 495         public void build(Context ctx) {
 496             super.build(ctx);
 497             LoopFactory lf;
 498
 499             lf = new LoopFactory(ctx, ship.getDock("inAddrRead"), 0);
 500             lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 501             lf.recvWord();
 502             lf.setFlags(FlagFunction.ZERO.add(FlagC), FlagFunction.ZERO);
 503             lf.setPredicate(Predicate.NotFlagA);
 504             lf.sendToken(ship.getDock("out").getDataDestination(), new BitVector(1).set(0));
 505             lf.setPredicate(Predicate.FlagA);
 506             lf.sendToken(ship.getDock("out").getDataDestination(), new BitVector(1).set(1));
 507             lf.setPredicate(null);
 508             lf.deliver();
 509         }
 510     }
 511
 512     public static void main(String[] s) throws Exception {
 513         Fleet fleet = new Fpga();
 514         //Fleet fleet = new Interpreter(false);
 515
 516         Random random = new Random(System.currentTimeMillis());
 517         long[] vals = new long[256];
 518         for(int i=0; i<vals.length; i++) {
 519             vals[i] = Math.abs(random.nextInt());
 520         }
 521
 522         Ship mem1 = fleet.getShip("Memory", 0);
 523         Ship mem2 = fleet.getShip("Memory", 1);
 524         //Ship mem2 = fleet.getShip("DDR2", 0);
 525
 526         FleetProcess fp;
 527         int stride = 1;
 528         fp = null;
 529
 530         fp = fleet.run(new Instruction[0]);
 531         MemoryUtils.writeMem(fp, mem1, 0, vals);
 532         int vals_length = vals.length;
 533
 534         // Disable readback/writeback inside the loop
 535         vals = null;
 536
 537         while(stride < vals_length) {
 538
 539             // reset the FleetProcess
 540             //fp.terminate(); fp = null;
 541
 542             System.out.println("stride " + stride);
 543
 544             // if we reset the FleetProcess, restart it
 545             if (fp==null) fp = fleet.run(new Instruction[0]);
 546
 547             // do the mergeSort
 548             vals = mergeSort(fp, fleet, vals, vals_length, stride, mem1, mem2);
 549
 550             // verify the cleanup
 551             //CleanupUtils.verifyClean(fp);
 552
 553             Ship mem = mem1; mem1=mem2; mem2=mem;
 554
 555             stride = stride * 2;
 556             System.out.println();
 557         }
 558
 559         BitVector[] bvs = new BitVector[vals_length];
 560         MemoryUtils.readMem(fp, mem1, 0, bvs);
 561         System.out.println("results:");
 562         for(int i=0; i<vals_length; i++)
 563             System.out.println(bvs[i].toLong());
 564     }
 565
 566
 567     public static long[] mergeSort(FleetProcess fp, Fleet fleet,
 568                                    long[] vals, int vals_length, int stride_length,
 569                                    Ship memoryShip1, Ship memoryShip2) throws Exception {
 570
 571         if (vals != null) {
 572             BitVector[] mem = new BitVector[vals_length];
 573             for(int i=0; i<mem.length; i++) mem[i] = new BitVector(fleet.getWordWidth()).set(vals[i]);
 574             MemoryUtils.writeMem(fp, memoryShip1, 0, mem);
 575         }
 576
 577         //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 578
 579         DataFlowGraph proc = new DataFlowGraph(fleet);
 580         DebugNode dm = proc.new DebugNode();
 581
 582         int end_of_data = vals_length;
 583         int num_strides = end_of_data / (stride_length * 2);
 584
 585         MemoryNode mm  = proc.new MemoryNode(memoryShip1);
 586         SortedMergeNode sm = proc.new SortedMergeNode();
 587
 588         // So far: we have four spare Counter ships; one can be used for resetting
 589         for(int i=0; i<2; i++) {
 590
 591             DownCounterNode c0 = proc.new DownCounterNode();
 592             DownCounterNode c1 = proc.new DownCounterNode();
 593
 594             c0.start.connect(proc.new ForeverNode(stride_length).out);
 595             c0.incr.connect(proc.new ForeverNode(1).out);
 596
 597             c1.start.connect(proc.new OnceNode(end_of_data + i*stride_length).out);
 598             c1.incr.connect(proc.new OnceNode(stride_length*2).out);
 599
 600             RepeatNode r1 = proc.new RepeatNode();
 601             r1.val.connect(c1.out);
 602             r1.count.connect(proc.new ForeverNode(stride_length).out);
 603
 604             AluNode alu = proc.new AluNode();
 605             alu.in1.connect(r1.out);
 606             alu.in2.connect(c0.out);
 607             alu.inOp.connect(proc.new ForeverNode(((Node.DockInPort)alu.inOp).getConstant("ADD")).out);
 608             alu.out.connect(i==0 ? mm.inAddrRead1 : mm.inAddrRead2);
 609
 610             PunctuatorNode punc = proc.new PunctuatorNode(-1);
 611             punc.count.connect(proc.new ForeverNode(stride_length).out);
 612             punc.val.connect(i==0 ? mm.outRead1 : mm.outRead2);
 613             punc.out.connect(i==0 ? sm.in1 : sm.in2);
 614         }
 615
 616         UnPunctuatorNode unpunc = proc.new UnPunctuatorNode();
 617         unpunc.val.connect(sm.out);
 618         unpunc.count.connect(proc.new ForeverNode(2*stride_length).out);
 619
 620         DownCounterNode cw = proc.new DownCounterNode();
 621         cw.start.connect(proc.new OnceNode(end_of_data).out);
 622         cw.incr.connect(proc.new OnceNode(1).out);
 623
 624         MemoryNode mm2 = proc.new MemoryNode(memoryShip2);
 625         mm2.inAddrWrite.connect(cw.out);
 626         mm2.inDataWrite.connect(unpunc.out);
 627         mm2.outWrite.connect(dm.in);
 628
 629         //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 630
 631         Context ctx = new Context(fp.getFleet());
 632         ctx.setAutoflush(true);
 633
 634         ArrayList<Instruction> ai = new ArrayList<Instruction>();
 635         proc.build(ctx);
 636         ctx.emit(ai);
 637         for(Instruction ins : ai) {
 638             //System.out.println(ins);
 639             fp.sendInstruction(ins);
 640         }
 641         fp.flush();
 642
 643         for(int i=0; i<vals_length; i++) {
 644             System.out.print("\rreading back... " + i+"/"+vals_length+"  ");
 645             BitVector rec = fp.recvWord();
 646             System.out.print(" (prev result: " + rec + " = " + rec.toLong() + ")");
 647         }
 648         System.out.println("\rdone.                                                                    ");
 649
 650         //if (true) return ret;
 651
 652         Context ctx2 = new Context(fp.getFleet());
 653         Dock debugIn = fleet.getShip("Debug",0).getDock("in");
 654         Dock fred = debugIn;
 655         fp.sendToken(debugIn.getInstructionDestination());
 656         fp.flush();
 657
 658         LoopFactory lf = new LoopFactory(ctx2, debugIn, 0);
 659         lf.literal(0);
 660         lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 661         lf.recvToken();
 662         lf.deliver();
 663
 664         ctx2.dispatch(fp);
 665         fp.flush();
 666
 667         int count = 0;
 668
 669         Ship counter = proc.pool.allocateShip("Counter");
 670
 671         for(int phase=0; phase<=3; phase++) {
 672             System.out.println("== phase "+phase+" ==================================================================");
 673             ctx2 = new Context(fp.getFleet());
 674
 675             Destination ackDestination = counter.getDock("in2").getDataDestination();
 676             proc.reset(ctx2, phase, ackDestination);
 677
 678             Context ctx3 = new Context(fp.getFleet());
 679             lf = new LoopFactory(ctx3, counter.getDock("inOp"), 1);
 680             lf.literal("DROP_C1_V2");
 681             lf.deliver();
 682             lf.literal(5);
 683             lf.deliver();
 684             lf = new LoopFactory(ctx3, counter.getDock("in1"), 1);
 685             lf.literal(reset_count-1);
 686             lf.deliver();
 687             lf.literal(1);
 688             lf.deliver();
 689             lf = new LoopFactory(ctx3, counter.getDock("in2"), 0);
 690             lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 691             lf.recvWord();
 692             lf.deliver();
 693             lf = new LoopFactory(ctx3, counter.getDock("out"), 1);
 694             lf.collectWord();
 695             lf.sendToken(counter.getDock("in2").getInstructionDestination());  // HACK: we don't check to make sure this hits
 696             lf.sendToken(debugIn.getDataDestination());
 697             ctx3.dispatch(fp);  // HACK: we don't check to make sure that this is "firmly in place"
 698
 699             for(Dock dock : torpedoes) fp.sendToken(dock.getInstructionDestination());
 700             ctx2.dispatch(fp);
 701             fp.flush();
 702             System.out.println("flushed");
 703
 704             fp.recvWord();
 705             System.out.println("phase done");
 706
 707             System.out.println();
 708         }
 709
 710         fp.sendToken(debugIn.getInstructionDestination());
 711         fp.flush();
 712
 713         //System.out.println("verifying cleanup:");
 714         //CleanupUtils.verifyClean(fp);
 715
 716         System.out.println("reading back:");
 717         long[] ret = null;
 718         if (vals != null) {
 719             ret = new long[vals_length];
 720             BitVector[] mem = new BitVector[vals_length];
 721             MemoryUtils.readMem(fp, memoryShip2, 0, mem);
 722             for(int i=0; i<ret.length; i++) ret[i] = mem[i].toLong();
 723         }
 724         return ret;
 725     }
 726
 727     private BitVector[] longsToBitVectors(long[] initialValues) {
 728         BitVector[] bv = new BitVector[initialValues.length];
 729         for(int i=0; i<initialValues.length; i++)
 730             bv[i] = new BitVector(fleet.getWordWidth()).set(initialValues[i]);
 731         return bv;
 732     }
 733 }
 734
 735