src/edu/berkeley/fleet/ir/Process.java

   1 package edu.berkeley.fleet.ir;
   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
  16 /*
  17   - refactor the cleanup into the subclasses of Port (phase1, phase2, etc)
  18 */
  19
  20 // does peer.recvWord() have to honor the currently-set predicate?
  21
  22 // public class ReplaceModule extends Module { }
  23 // public class CountMergeModule extends Module { }
  24 // public class SortMergeModule extends Module { }
  25 // public class FanOutModule extends Module { }
  26 // public class MemoryModule extends Module { }
  27 // public class DoneModule extends Module { }
  28
  29 public class Process {
  30
  31
  32     public static int reset_count = 0;
  33     public static HashSet<Dock> torpedoes = new HashSet<Dock>();
  34
  35     public final Fleet    fleet;
  36     public final ShipPool pool;
  37
  38     public Process(Fleet fleet) {
  39         this.fleet = fleet;
  40         this.pool  = new ShipPool(fleet);
  41     }
  42
  43     private HashSet<Module> modules = new HashSet<Module>();
  44
  45     public void build(Context ctx) {
  46         for(Module mod : modules)
  47             mod.build(ctx);
  48     }
  49     public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) {
  50         reset_count = 0;
  51         torpedoes.clear();
  52         for(Module mod : modules)
  53             mod.reset(ctx, phase, ackDestination);
  54     }
  55
  56     public class Module {
  57
  58         void doReset(Context ctx, int phase, Dock dock, Port peer, Destination ackDestination, boolean peerUsed) {
  59             if (dock.getShip().getType().equals("Debug")) return;
  60
  61             switch(phase) {
  62
  63                 // Phase 0: torpedo every output dock, put it in
  64                 // collecting mode.  Cannot combine with phase 1,
  65                 // because until output docks are in vacuum mode we
  66                 // cannot be sure that the tokens to the input docks
  67                 // will eventually succeed.  This may cause the
  68                 // instructions sent after the tokens to back up into
  69                 // the switch fabric.
  70                 case 0: {
  71                     if (!dock.isInputDock()) {
  72                         torpedoes.add(dock);
  73                         LoopFactory lf = new LoopFactory(ctx, dock, 1);
  74                         lf.sendToken(ackDestination);
  75                         lf = lf.makeNext(0);
  76                         lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
  77                         lf.collectWord();
  78                         reset_count++;
  79                     }
  80                     break;
  81                 }
  82
  83                 // Phase 1: torpedo every input dock, put it in loopback mode
  84                 case 1: {
  85                     if (dock.isInputDock()) {
  86                         torpedoes.add(dock);
  87                         LoopFactory lf = new LoopFactory(ctx, dock, 1);
  88                         lf.sendToken(ackDestination);
  89
  90                         // FIXME: this won't work right for ports that
  91                         // get "shared" by two senders (for example,
  92                         // inAddrRead1/2)
  93
  94                         if (peerUsed && peer!=null) {
  95                             lf = lf.makeNext(0);
  96                             lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
  97                             ((OutPort)peer).recvWord(lf);
  98                             ((OutPort)peer).sendToken(lf);
  99                         }
 100                         reset_count++;
 101                     }
 102                     break;
 103                 }
 104
 105                 // Phase 2: torpedo every output dock, have it absorb tokens
 106                 case 2: {
 107                     if (!dock.isInputDock()) {
 108                         torpedoes.add(dock);
 109                         LoopFactory lf = new LoopFactory(ctx, dock, 1);
 110                         if (peer != null)
 111                             for(int i=0; i<((InPort)peer).getTokensToAbsorb(); i++)
 112                                 lf.recvToken();
 113                         lf.sendToken(ackDestination);
 114                         reset_count++;
 115                     }
 116                     break;
 117                 }
 118
 119                 // Phase 3: torpedo every input dock, and we're done
 120                 case 3: {
 121                     if (dock.isInputDock()) {
 122                         if (peerUsed && peer!=null) {
 123                             torpedoes.add(dock);
 124                         }
 125                         LoopFactory lf = new LoopFactory(ctx, dock, 1);
 126                         lf.sendToken(ackDestination);
 127                         reset_count++;
 128                     }
 129                     break;
 130                 }
 131
 132
 133             }
 134         }
 135
 136         public Module() {
 137             Process.this.modules.add(this);
 138         }
 139
 140         private HashMap<String,Port> ports = new HashMap<String,Port>();
 141
 142         public InPort  getInPort(String name)  { return (InPort)ports.get(name); }
 143         public OutPort getOutPort(String name) { return (OutPort)ports.get(name); }
 144
 145         public void build(Context ctx) { for(Port p : ports.values()) p.build(ctx); }
 146         public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) {
 147             for(Port p : ports.values()) p.reset(ctx, phase, ackDestination);
 148         }
 149
 150         public abstract class Port {
 151             public final String name;
 152             public Port(String name) {
 153                 this.name = name;
 154                 if (Module.this.ports.get(name)!=null) throw new RuntimeException();
 155                 Module.this.ports.put(name,this);
 156             }
 157             public abstract void build(Context ctx);
 158             public abstract void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination);
 159         }
 160
 161         public abstract class InPort extends Port {
 162             OutPort peer;
 163             public InPort(String name) { super(name); }
 164             public void connect(OutPort peer) {
 165                 this.setPeer(peer);
 166                 peer.setPeer(this);
 167             }
 168             public void setPeer(OutPort peer) {
 169                 if (this.peer!=null) throw new RuntimeException("cannot call setPeer() twice");
 170                 this.peer = peer;
 171             }
 172
 173             /** this port's peer (an OutPort) invokes this to have "recvToken" or equivalent inserted */
 174             public abstract void recvToken(LoopFactory loopfactory_at_output_dock);
 175             /** this port's peer (an OutPort) invokes this to have "sendWord" or equivalent inserted */
 176             public abstract void sendWord(LoopFactory loopfactory_at_output_dock);
 177
 178             public int getTokensToAbsorb() { return 0; }
 179         }
 180
 181         public abstract class OutPort extends Port {
 182             InPort peer;
 183             public OutPort(String name) { super(name); }
 184             public void connect(InPort peer) {
 185                 this.setPeer(peer);
 186                 peer.setPeer(this);
 187             }
 188             public void setPeer(InPort peer) {
 189                 if (this.peer!=null) throw new RuntimeException("cannot call setPeer() twice");
 190                 this.peer = peer;
 191             }
 192
 193             /** this port's peer (an InPort) invokes this to have "sendToken" or equivalent inserted */
 194             public abstract void sendToken(LoopFactory loopfactory_at_input_dock);
 195             /** this port's peer (an InPort) invokes this to have "recvWord" or equivalent inserted */
 196             public abstract void recvWord(LoopFactory loopfactory_at_input_dock);
 197         }
 198
 199         public final class DockInPort extends InPort {
 200             final Dock dock;
 201             int count;
 202             BitVector[] pattern;
 203             public DockInPort(String name, Dock dock) { this(name, dock, 0); }
 204             public DockInPort(String name, Dock dock, int count) { this(name, dock, count, new BitVector[] { null }); }
 205             public DockInPort(String name, Dock dock, int count, BitVector[] pattern) {
 206                 super(name);
 207                 this.dock = dock;
 208                 this.count = count;
 209                 this.pattern = pattern;
 210             }
 211             public void recvToken(LoopFactory lf) { lf.recvToken(); }
 212             public void sendWord(LoopFactory lf) { lf.sendWord(dock.getDataDestination()); }
 213             public void build(Context ctx) { build(ctx, new LoopFactory(ctx, dock, 1)); }
 214             // number-in-flight is considered a property of the input dock in a pair
 215             //public int getInflight() { return 4; }
 216             public int getInflight() { return 1; }
 217             public int getTokensToAbsorb() { return getInflight(); }
 218             private boolean peerUsed() {
 219                 if (peer==null) return false;
 220                 for(int i=0; i<pattern.length; i++) if (pattern[i]==null) return true;
 221                 return false;
 222             }
 223             public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) {
 224                 doReset(ctx, phase, dock, peer, ackDestination, peerUsed());
 225             }
 226             protected void build(Context ctx, LoopFactory lf) {
 227                 int inflight = (count != 0 && count < getInflight()) ? count : getInflight();
 228
 229                 if (peer!=null)
 230                     for(int i=0; i<inflight; i++) peer.sendToken(lf);
 231
 232                 lf = lf.makeNext(count);
 233                 for(int i=0; i<pattern.length; i++) {
 234                     if (pattern[i]==null) {
 235                         if (peer!=null) {
 236                             lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 237                             peer.recvWord(lf);
 238                             peer.sendToken(lf);
 239                             lf.deliver();
 240                         } else {
 241                             lf.interruptibleNop();
 242                         }
 243                     } else {
 244                         lf.literal(pattern[i]);
 245                         lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 246                         lf.deliver();
 247                     }
 248                 }
 249
 250                 if (count!=0) {
 251                     // "torpedoable nop" to keep the dock in a receptive state
 252                     lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 253                     lf.recvToken();
 254                 }
 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 static BitVector bv(long l) { return new BitVector(/*FIXME fleet.getWordWidth()*/37).set(l); }
 281     private static 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 ForeverModule extends Module {
 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 ForeverModule(long l) { this(new BitVector(fleet.getWordWidth()).set(l)); }
 310         public ForeverModule(final BitVector bv) { this.bv = bv; }
 311     }
 312
 313     public class OnceModule extends Module {
 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 OnceModule(long l) { this(new BitVector(fleet.getWordWidth()).set(l)); }
 346         public OnceModule(final BitVector bv) { this.bv = bv; }
 347     }
 348
 349     public class DebugModule extends Module {
 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 DebugModule() { }
 354     }
 355
 356     public class UnPunctuatorModule extends Module {
 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[] { bv(6 /*PASS_C2_V1*/), bv(10 /*DROP_C2_V1*/) } );
 362         public UnPunctuatorModule() { }
 363     }
 364
 365     public class PunctuatorModule extends Module {
 366         private final long    punc;
 367         private final Ship    ship  = pool.allocateShip("Counter");
 368         public  final OutPort out   = new DockOutPort("out", ship.getDock("out"));
 369         public  final InPort  val   = new DockInPort("in1",  ship.getDock("in1"));
 370         public  final InPort  op    = new DockInPort("inOp", ship.getDock("inOp"), 0, new BitVector[] { bv(6 /*PASS_C2_V1*/), bv(7 /*PASS_C2_V2*/) } );
 371         public  final InPort  count;
 372         public PunctuatorModule(long punc) {
 373             this.punc = punc;
 374             this.count = new DockInPort("in2",  ship.getDock("in2"), 0, new BitVector[] { null, bv(1), bv(punc) });
 375         }
 376     }
 377
 378     public class AluModule extends Module {
 379         public final Ship    ship = pool.allocateShip("Alu");
 380         public final InPort  in1 = new DockInPort("in1",  ship.getDock("in1"));
 381         public final InPort  in2 = new DockInPort("in2",  ship.getDock("in2"));
 382         public final InPort  inOp = new DockInPort("inOp", ship.getDock("inOp"));
 383         public final OutPort out  = new DockOutPort("out", ship.getDock("out"));
 384         public AluModule() { }
 385     }
 386
 387     public class DownCounterModule extends Module {
 388         public final Ship    ship  = pool.allocateShip("Counter");
 389         public final InPort  start = new DockInPort("in1",  ship.getDock("in1"));
 390         public final InPort  incr  = new DockInPort("in2",  ship.getDock("in2"));
 391         public final InPort  inOp  = new DockInPort("inOp", ship.getDock("inOp"), 0, new BitVector[] { bv(12 /*COUNTDOWN*/) });
 392         public final OutPort out   = new DockOutPort("out", ship.getDock("out"));
 393         public DownCounterModule() { }
 394     }
 395
 396     public class RepeatModule extends Module {
 397         public final Ship    ship   = pool.allocateShip("Counter");
 398         public final InPort  count  = new DockInPort("in1",  ship.getDock("in1"));
 399         public final InPort  val    = new DockInPort("in2",  ship.getDock("in2"));
 400         public final InPort  inOP   = new DockInPort("inOp", ship.getDock("inOp"), 0, new BitVector[] { bv(1 /*REPEAT_C1_V2*/) });
 401         public final OutPort out    = new DockOutPort("out", ship.getDock("out"));
 402         public RepeatModule() { }
 403     }
 404
 405     public class SortedMergeModule extends Module {
 406         public final Ship    ship = pool.allocateShip("Alu");
 407         public final InPort  in1  = new DockInPort("in1",  ship.getDock("in1"));
 408         public final InPort  in2  = new DockInPort("in2",  ship.getDock("in2"));
 409         public final InPort  inOp = new DockInPort("inOp", ship.getDock("inOp"), 0, new BitVector[] { bv(9 /*MAXMERGE*/) });
 410         public final OutPort out  = new DockOutPort("out", ship.getDock("out"));
 411         public SortedMergeModule() { }
 412     }
 413
 414     public class MemoryModule extends Module {
 415         public final Ship    ship;
 416         public final InPort  inCBD;
 417         public final InPort  inAddrRead1;
 418         public final InPort  inAddrRead2;
 419         public final InPort  inAddrWrite;
 420         public final InPort  inDataWrite;
 421         public final OutPort outRead1;
 422         public final OutPort outRead2;
 423         public final OutPort outWrite;
 424         public MemoryModule(Ship memoryShip) {
 425             this.ship = memoryShip;
 426             this.inCBD        = ship.getType().equals("Memory") ? new DockInPort("inCBD", ship.getDock("inCBD")) : null;
 427             this.inAddrWrite  = new DockInPort("inAddrWrite", ship.getDock("inAddrWrite"));
 428             this.inDataWrite  = new DockInPort("inDataWrite", ship.getDock("inDataWrite"));
 429             this.inAddrRead1  = new InPort("inAddrRead1") {
 430                     public void recvToken(LoopFactory lf) { lf.recvToken(); }
 431                     public void sendWord(LoopFactory lf) { lf.sendWord(ship.getDock("inAddrRead").getDataDestination(), new BitVector(1).set(0)); }
 432                     public void build(Context ctx) { }
 433                     public int getTokensToAbsorb() { return outRead1.peer.getTokensToAbsorb(); }
 434                     public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) {
 435                         doReset(ctx, phase, ship.getDock("inAddrRead"), null, ackDestination, false);
 436                     }
 437                 };
 438             this.inAddrRead2  = new InPort("inAddrRead2") {
 439                     public void recvToken(LoopFactory lf) { lf.recvToken(); }
 440                     public void sendWord(LoopFactory lf) { lf.sendWord(ship.getDock("inAddrRead").getDataDestination(), new BitVector(1).set(1)); }
 441                     public void build(Context ctx) { }
 442                     public int getTokensToAbsorb() { return outRead2.peer.getTokensToAbsorb(); }
 443                     public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) { }
 444                 };
 445             this.outRead1 = new OutPort("outRead1") {
 446                     public void sendToken(LoopFactory lf) { inAddrRead1.peer.sendToken(lf); }
 447                     public void recvWord(LoopFactory lf) { lf.recvWord(); }
 448                     public void build(Context ctx) { }
 449                     public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) { }
 450                 };
 451             this.outRead2 = new OutPort("outRead2") {
 452                     public void sendToken(LoopFactory lf) { inAddrRead2.peer.sendToken(lf); }
 453                     public void recvWord(LoopFactory lf) { lf.recvWord(); }
 454                     public void build(Context ctx) { }
 455                     public void reset(Context ctx, int phase, Destination ackDestination) { }
 456                 };
 457             this.outWrite = new DockOutPort("out", ship.getDock("out")) {
 458                     protected void build(Context ctx, LoopFactory lf) {
 459                         lf = lf.makeNext(0);
 460                         lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 461                         lf.collectWord();
 462
 463                         lf.setFlags(FlagFunction.ZERO, FlagFunction.ZERO.add(FlagC));
 464                         if (this.peer != null) {
 465                             lf.setPredicate(Predicate.FlagB);
 466                             lf.literal(77);
 467                             lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 468                             this.peer.recvToken(lf);
 469                             this.peer.sendWord(lf);
 470                         }
 471
 472                         lf.setPredicate(Predicate.NotFlagB);
 473                         lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 474                         lf.recvToken();
 475                         lf.setFlags(FlagFunction.ZERO.add(NotFlagC).add(FlagB), FlagFunction.ZERO.add(FlagC).add(FlagB));
 476                         if (outRead1.peer != null) {
 477                             lf.setPredicate(Predicate.NotFlagB);
 478                             outRead1.peer.sendWord(lf);
 479                         }
 480                         if (outRead2.peer != null) {
 481                             lf.setPredicate(Predicate.NotFlagA);
 482                             outRead2.peer.sendWord(lf);
 483                         }
 484                         lf.setPredicate(null);
 485                     }
 486                 };
 487         }
 488         public void build(Context ctx) {
 489             super.build(ctx);
 490             LoopFactory lf;
 491
 492             lf = new LoopFactory(ctx, ship.getDock("inAddrRead"), 0);
 493             lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 494             lf.recvWord();
 495             lf.setFlags(FlagFunction.ZERO.add(FlagC), FlagFunction.ZERO);
 496             lf.setPredicate(Predicate.NotFlagA);
 497             lf.sendToken(ship.getDock("out").getDataDestination(), new BitVector(1).set(0));
 498             lf.setPredicate(Predicate.FlagA);
 499             lf.sendToken(ship.getDock("out").getDataDestination(), new BitVector(1).set(1));
 500             lf.setPredicate(null);
 501             lf.deliver();
 502         }
 503     }
 504
 505     public static void main(String[] s) throws Exception {
 506         Fleet fleet = new Fpga();
 507         //Fleet fleet = new Interpreter(false);
 508
 509         Random random = new Random(System.currentTimeMillis());
 510         long[] vals = new long[256];
 511         for(int i=0; i<vals.length; i++) {
 512             vals[i] = Math.abs(random.nextInt());
 513         }
 514
 515         Ship mem1 = fleet.getShip("Memory", 0);
 516         Ship mem2 = fleet.getShip("Memory", 1);
 517         //Ship mem2 = fleet.getShip("DDR2", 0);
 518
 519         FleetProcess fp;
 520         int stride = 1;
 521         fp = null;
 522
 523         fp = fleet.run(new Instruction[0]);
 524         Gadgets.writeMem(fp, mem1, 0, bv(vals));
 525         int vals_length = vals.length;
 526
 527         // Disable readback/writeback inside the loop
 528         vals = null;
 529
 530         while(stride < vals_length) {
 531
 532             // reset the FleetProcess
 533             //fp.terminate(); fp = null;
 534
 535             System.out.println("stride " + stride);
 536
 537             // if we reset the FleetProcess, restart it
 538             if (fp==null) fp = fleet.run(new Instruction[0]);
 539
 540             // do the mergeSort
 541             vals = mergeSort(fp, fleet, vals, vals_length, stride, mem1, mem2);
 542
 543             // verify the cleanup
 544             //verifyClean(fp);
 545
 546             Ship mem = mem1; mem1=mem2; mem2=mem;
 547
 548             stride = stride * 2;
 549             System.out.println();
 550         }
 551
 552         BitVector[] bvs = new BitVector[vals_length];
 553         Gadgets.readMem(fp, mem1, 0, bvs);
 554         System.out.println("results:");
 555         for(int i=0; i<vals_length; i++)
 556             System.out.println(bvs[i].toLong());
 557     }
 558
 559     // FIXME: check for "lingering" torpedoes?
 560     public static void verifyClean(FleetProcess fp) {
 561         Ship debug   = fp.getFleet().getShip("Debug", 0);
 562         Dock debugIn = debug.getDock("in");
 563
 564         Context ctx;
 565         LoopFactory lf;
 566
 567         ctx = new Context(fp.getFleet());
 568         lf = new LoopFactory(ctx, debugIn, 1);
 569         lf.literal(12);
 570         lf.deliver();
 571         lf.literal(5);
 572         lf.deliver();
 573         Gadgets.dispatch(fp, ctx);
 574         fp.flush();
 575
 576         System.out.println("checking debug.in");
 577         if (fp.recvWord().toLong() != 12) throw new RuntimeException("debug dock not properly initialized");
 578         if (fp.recvWord().toLong() != 5)  throw new RuntimeException("debug dock not properly initialized");
 579
 580         long k = 0;
 581         for(Ship ship : fp.getFleet())
 582             if (!"Debug".equals(ship.getType()))
 583                 for (Dock dock : ship) {
 584                     System.out.print("checking " + dock + "                     ");
 585
 586                     k = (k + 23) % 65535;
 587                     ctx = new Context(fp.getFleet());
 588
 589                     boolean reverse = (k%2)==0;
 590
 591                     lf = new LoopFactory(ctx, debugIn, 4);
 592                     lf.recvToken();
 593                     lf.setFlags(FlagFunction.ZERO.add(FlagC), FlagFunction.ZERO);
 594                     lf.setPredicate(Predicate.NotFlagA);
 595                     lf.literal(k);
 596                     lf.setPredicate(Predicate.FlagA);
 597                     lf.literal(k+1);
 598                     lf.setPredicate(null);
 599                     lf.deliver();
 600
 601                     lf = new LoopFactory(ctx, dock, 1);
 602                     lf.sendToken(debugIn.getDataDestination(), new BitVector(1).set(reverse ? 1 : 0));
 603                     lf.sendToken(debugIn.getDataDestination(), new BitVector(1).set(reverse ? 0 : 1));
 604                     lf.sendToken(dock.getDataDestination(), new BitVector(1).set(reverse ? 1 : 0));
 605                     lf.sendToken(dock.getDataDestination(), new BitVector(1).set(reverse ? 0 : 1));
 606                     lf = lf.makeNext(2);
 607
 608                     // if a torpedo was lying in wait, the problem will be manifest as a "freezup"
 609                     lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 610
 611                     lf.recvToken();
 612                     lf.setFlags(FlagFunction.ZERO.add(FlagC), FlagFunction.ZERO);
 613                     lf.setPredicate(Predicate.NotFlagA);
 614                     lf.sendToken(debugIn.getDataDestination(), new BitVector(1).set(0));
 615                     lf.setPredicate(Predicate.FlagA);
 616                     lf.sendToken(debugIn.getDataDestination(), new BitVector(1).set(1));
 617                     lf.setPredicate(null);
 618
 619                     Gadgets.dispatch(fp, ctx);
 620                     fp.flush();
 621
 622                     long kk;
 623                     for(int i=0; i<4; i++) {
 624                         kk = fp.recvWord().toLong();
 625                         System.out.print("\rchecking " + dock + " (got "+(i+1)+")");
 626                         if (kk != ((reverse ^ (i%2!=0)) ? k+1 : k)) {
 627                             System.out.println();
 628                             throw new RuntimeException(dock+" not properly initialized ("+(i+1)+")");
 629                         }
 630                     }
 631                     System.out.println();
 632                 }
 633     }
 634
 635     public static long[] mergeSort(FleetProcess fp, Fleet fleet,
 636                                    long[] vals, int vals_length, int stride_length,
 637                                    Ship memoryShip1, Ship memoryShip2) throws Exception {
 638
 639         if (vals != null) {
 640             BitVector[] mem = new BitVector[vals_length];
 641             for(int i=0; i<mem.length; i++) mem[i] = new BitVector(fleet.getWordWidth()).set(vals[i]);
 642             Gadgets.writeMem(fp, memoryShip1, 0, mem);
 643         }
 644
 645         //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 646
 647         Process proc = new Process(fleet);
 648         DebugModule dm = proc.new DebugModule();
 649
 650         int end_of_data = vals_length;
 651         int num_strides = end_of_data / (stride_length * 2);
 652
 653         MemoryModule mm  = proc.new MemoryModule(memoryShip1);
 654         SortedMergeModule sm = proc.new SortedMergeModule();
 655
 656         // So far: we have four spare Counter ships; one can be used for resetting
 657         for(int i=0; i<2; i++) {
 658
 659             DownCounterModule c0 = proc.new DownCounterModule();
 660             DownCounterModule c1 = proc.new DownCounterModule();
 661
 662             c0.start.connect(proc.new ForeverModule(stride_length).out);
 663             c0.incr.connect(proc.new ForeverModule(1).out);
 664
 665             c1.start.connect(proc.new OnceModule(end_of_data + i*stride_length).out);
 666             c1.incr.connect(proc.new OnceModule(stride_length*2).out);
 667
 668             RepeatModule r1 = proc.new RepeatModule();
 669             r1.val.connect(c1.out);
 670             r1.count.connect(proc.new ForeverModule(stride_length).out);
 671
 672             AluModule alu = proc.new AluModule();
 673             alu.in1.connect(r1.out);
 674             alu.in2.connect(c0.out);
 675             alu.inOp.connect(proc.new ForeverModule(2).out);  // ADD
 676             alu.out.connect(i==0 ? mm.inAddrRead1 : mm.inAddrRead2);
 677
 678             PunctuatorModule punc = proc.new PunctuatorModule(-1);
 679             punc.count.connect(proc.new ForeverModule(stride_length).out);
 680             punc.val.connect(i==0 ? mm.outRead1 : mm.outRead2);
 681             punc.out.connect(i==0 ? sm.in1 : sm.in2);
 682         }
 683
 684         UnPunctuatorModule unpunc = proc.new UnPunctuatorModule();
 685         unpunc.val.connect(sm.out);
 686         unpunc.count.connect(proc.new ForeverModule(2*stride_length).out);
 687
 688         DownCounterModule cw = proc.new DownCounterModule();
 689         cw.start.connect(proc.new OnceModule(end_of_data).out);
 690         cw.incr.connect(proc.new OnceModule(1).out);
 691
 692         MemoryModule mm2 = proc.new MemoryModule(memoryShip2);
 693         mm2.inAddrWrite.connect(cw.out);
 694         mm2.inDataWrite.connect(unpunc.out);
 695         mm2.outWrite.connect(dm.in);
 696
 697         //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 698
 699         Context ctx = new Context(fp.getFleet());
 700         ctx.setAutoflush(true);
 701
 702         ArrayList<Instruction> ai = new ArrayList<Instruction>();
 703         proc.build(ctx);
 704         ctx.emit(ai);
 705         for(Instruction ins : ai) {
 706             //System.out.println(ins);
 707             fp.sendInstruction(ins);
 708         }
 709         fp.flush();
 710
 711         for(int i=0; i<vals_length; i++) {
 712             System.out.print("\rreading back... " + i+"/"+vals_length+"  ");
 713             BitVector rec = fp.recvWord();
 714             System.out.print(" (prev result: " + rec + " = " + rec.toLong() + ")");
 715         }
 716         System.out.println("\rdone.                                                                    ");
 717
 718         //if (true) return ret;
 719
 720         Context ctx2 = new Context(fp.getFleet());
 721         Dock debugIn = fleet.getShip("Debug",0).getDock("in");
 722         Dock fred = debugIn;
 723         fp.sendToken(debugIn.getInstructionDestination());
 724         fp.flush();
 725
 726         LoopFactory lf = new LoopFactory(ctx2, debugIn, 0);
 727         lf.literal(0);
 728         lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 729         lf.recvToken();
 730         lf.deliver();
 731
 732         Gadgets.dispatch(fp, ctx2);
 733         fp.flush();
 734
 735         int count = 0;
 736
 737         Ship counter = proc.pool.allocateShip("Counter");
 738
 739         for(int phase=0; phase<=3; phase++) {
 740             System.out.println("== phase "+phase+" ==================================================================");
 741             ctx2 = new Context(fp.getFleet());
 742
 743             Destination ackDestination = counter.getDock("in2").getDataDestination();
 744             proc.reset(ctx2, phase, ackDestination);
 745
 746             Context ctx3 = new Context(fp.getFleet());
 747             lf = new LoopFactory(ctx3, counter.getDock("inOp"), 1);
 748             lf.literal(9);
 749             lf.deliver();
 750             lf.literal(5);
 751             lf.deliver();
 752             lf = new LoopFactory(ctx3, counter.getDock("in1"), 1);
 753             lf.literal(reset_count-1);
 754             lf.deliver();
 755             lf.literal(1);
 756             lf.deliver();
 757             lf = new LoopFactory(ctx3, counter.getDock("in2"), 0);
 758             lf.abortLoopIfTorpedoPresent();
 759             lf.recvWord();
 760             lf.deliver();
 761             lf = new LoopFactory(ctx3, counter.getDock("out"), 1);
 762             lf.collectWord();
 763             lf.sendToken(counter.getDock("in2").getInstructionDestination());  // HACK: we don't check to make sure this hits
 764             lf.sendToken(debugIn.getDataDestination());
 765             Gadgets.dispatch(fp, ctx3);  // HACK: we don't check to make sure that this is "firmly in place"
 766
 767             for(Dock dock : torpedoes) fp.sendToken(dock.getInstructionDestination());
 768             Gadgets.dispatch(fp, ctx2);
 769             fp.flush();
 770             System.out.println("flushed");
 771
 772             fp.recvWord();
 773             System.out.println("phase done");
 774
 775             System.out.println();
 776         }
 777
 778         fp.sendToken(debugIn.getInstructionDestination());
 779         fp.flush();
 780
 781         //System.out.println("verifying cleanup:");
 782         //verifyClean(fp);
 783
 784         System.out.println("reading back:");
 785         long[] ret = null;
 786         if (vals != null) {
 787             ret = new long[vals_length];
 788             BitVector[] mem = new BitVector[vals_length];
 789             Gadgets.readMem(fp, memoryShip2, 0, mem);
 790             for(int i=0; i<ret.length; i++) ret[i] = mem[i].toLong();
 791         }
 792         return ret;
 793     }
 794
 795     private BitVector[] longsToBitVectors(long[] initialValues) {
 796         BitVector[] bv = new BitVector[initialValues.length];
 797         for(int i=0; i<initialValues.length; i++)
 798             bv[i] = new BitVector(fleet.getWordWidth()).set(initialValues[i]);
 799         return bv;
 800     }
 801 }
 802
 803