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