examples/IFLDemos.hs

   1 {-# OPTIONS_GHC -XModalTypes -dcore-lint -XScopedTypeVariables -ddump-types -XTypeFamilies -XNoMonomorphismRestriction #-}
   2 module Demo (demo, demo2) where
   3
   4 demo  z   = <[ \y -> ~~z ]>
   5
   6 demo2 :: <[ (a,b) ~~> c ]>@d -> <[ () ~~> a ]>@d -> <[ b ~~>c ]>@d
   7 demo2 x y = <[ ~~x ~~y ]>
   8
   9 swap :: <[ (a,(b,c)) ~~> d ]>@e -> <[ (b,(a,c)) ~~> d ]>@e
  10 swap f = <[ \x -> \y -> ~~f y x ]>
  11
  12 -- bad = <[ \f -> \x -> f x ]>
  13
  14 demo3 x y z q = <[ ~~q (~~x ~~y ~~z) ]>
  15
  16
  17
  18 class BitSerialHardwarePrimitives g where
  19   type Wire
  20
  21   <[ not ]>    :: <[             (Wire,())    ~~> Wire ]>@g
  22   <[ xor ]>    :: <[       (Wire,(Wire,()))   ~~> Wire ]>@g
  23   <[ or  ]>    :: <[       (Wire,(Wire,()))   ~~> Wire ]>@g
  24   <[ and ]>    :: <[       (Wire,(Wire,()))   ~~> Wire ]>@g
  25   <[ mux2 ]>   :: <[ (Wire,(Wire,(Wire,())))  ~~> Wire ]>@g
  26   <[ maj3 ]>   :: <[ (Wire,(Wire,(Wire,())))  ~~> Wire ]>@g
  27   <[ reg ]>    :: <[             (Wire,())    ~~> Wire ]>@g
  28   <[ zero ]>   :: <[             ()    ~~> Wire ]>@g
  29   <[ one ]>    :: <[             ()    ~~> Wire ]>@g
  30
  31   loop   :: [Bool] -> <[ () ~~> Wire ]>@g
  32   <[ lfsr ]>   :: Int ->  [ <[ Wire ]>@g ]
  33   <[ adder ]>  :: <[  (Wire,(Wire,())) ~~> Wire ]>@g
  34   fifo         :: Int -> <[  (Wire,()) ~~> Wire ]>@g
  35
  36   <[ probe ]>  :: Int -> <[ (Wire,())  ~~> Wire ]>@g
  37   <[ oracle ]> :: Int -> <[                Wire ]>@g
  38
  39 xor3 :: forall g . BitSerialHardwarePrimitives g => <[ (Wire,(Wire,(Wire,()))) ~~> Wire ]>@g
  40 xor3 = <[ \x -> \y -> \z -> xor (xor x y) z ]>
  41
  42 adder =
  43    <[ \in1 ->
  44       \in2 ->
  45       let firstBitMarker = ~~(loop [ i/=0 | i <- [0..31] ])
  46           carry_out      = reg (mux2 firstBitMarker zero carry_in)
  47           carry_in       = maj3 carry_out in1 in2
  48       in  ~~xor3 carry_out in1 in2
  49     ]>
  50
  51
  52 rotRight n =
  53   <[ \input ->
  54      let sel   = ~~(loop [ i >= 32-n | i<-[0..31] ])
  55          fifo1 = ~~(fifo (32-n)) input
  56          fifo2 = ~~(fifo  32   ) fifo1
  57      in  mux2 sel fifo1 fifo2
  58    ]>
  59
  60 sha256round =
  61   <[ \load ->
  62      \input ->
  63      \k_plus_w ->
  64      let a    = ~~(fifo 32) (mux2 load a_in input)
  65          b    = ~~(fifo 32) a
  66          c    = ~~(fifo 32) b
  67          d    = ~~(fifo 32) c
  68          e    = ~~(fifo 32) (mux2 load e_in d)
  69          f    = ~~(fifo 32) e
  70          g    = ~~(fifo 32) f
  71          h    = ~~(fifo 32) g
  72          s0   = ~~xor3
  73                     (~~(rotRight  2) a_in)
  74                     (~~(rotRight 13) a_in)
  75                     (~~(rotRight 22) a_in)
  76          s1   = ~~xor3
  77                     (~~(rotRight  6) e_in)
  78                     (~~(rotRight 11) e_in)
  79                     (~~(rotRight 25) e_in)
  80          a_in = adder t1 t2
  81          e_in = adder t1 d
  82          t1   = adder
  83                    (adder h s1)
  84                    (adder (mux2 e g f)
  85                           k_plus_w)
  86          t2   = adder s0 (maj3 a b c)
  87      in h
  88    ]>