source code
-- The Computer Language Benchmarks Game
-- https://salsa.debian.org/benchmarksgame-team/benchmarksgame/
--
--
-- Translated from C #6 to Haskell by Jaro Reinders
--
-- Contributed by Kevin Miller
--
-- ver 2: added a couple of optimizations
-- - Reduced number of times a vector of 8 was checked to see if
-- they had all escaped, similar to Dominic Letz's C #5 entry.
-- - Processed 64 pixels at a time if width was a multiple of 64,
-- thereby reducing writes to the bitmap.
-- GHC 9.2 fix contributed by Artem Pelenitsyn
import GHC.IO
import GHC.Exts
import System.Environment
import qualified Data.ByteString.Char8 as B
import qualified Data.ByteString.Unsafe as B
import Control.Monad
{-# INLINE vecNLE #-}
vecNLE :: DoubleX24# -> Double# -> Int#
vecNLE (# v0, v1, v2, v3 #) f
= ((v00 >## f)
`andI#` (v01 >## f)
`andI#` (v10 >## f)
`andI#` (v11 >## f)
`andI#` (v20 >## f)
`andI#` (v21 >## f)
`andI#` (v30 >## f)
`andI#` (v31 >## f))
where
!(# v00, v01 #) = unpackDoubleX2# v0
!(# v10, v11 #) = unpackDoubleX2# v1
!(# v20, v21 #) = unpackDoubleX2# v2
!(# v30, v31 #) = unpackDoubleX2# v3
{-# INLINE pixelsGT #-}
pixelsGT :: DoubleX24# -> Double# -> Word#
pixelsGT (# v0, v1, v2, v3 #) f
= ((int2Word# (v00 <=## f)) `uncheckedShiftL#` 7#)
`or#` ((int2Word# (v01 <=## f)) `uncheckedShiftL#` 6#)
`or#` ((int2Word# (v10 <=## f)) `uncheckedShiftL#` 5#)
`or#` ((int2Word# (v11 <=## f)) `uncheckedShiftL#` 4#)
`or#` ((int2Word# (v20 <=## f)) `uncheckedShiftL#` 3#)
`or#` ((int2Word# (v21 <=## f)) `uncheckedShiftL#` 2#)
`or#` ((int2Word# (v30 <=## f)) `uncheckedShiftL#` 1#)
`or#` ((int2Word# (v31 <=## f)) {- `uncheckedShiftL#` 0# -})
where
!(# v00, v01 #) = unpackDoubleX2# v0
!(# v10, v11 #) = unpackDoubleX2# v1
!(# v20, v21 #) = unpackDoubleX2# v2
!(# v30, v31 #) = unpackDoubleX2# v3
{-# INLINE calcSum #-}
calcSum
:: DoubleX24#
-> DoubleX2#
-> (# DoubleX24#, DoubleX24#, DoubleX24# #)
-> (# DoubleX24#, DoubleX24#, DoubleX24# #)
calcSum
(# initR0, initR1, initR2, initR3 #)
initI
(# (# r00, r10, r20, r30 #)
, (# i00, i10, i20, i30 #)
, (# _, _, _, _ #) #)
= (# (# r01, r11, r21, r31 #)
, (# i01, i11, i21, i31 #)
, (# sum01, sum11, sum21, sum31 #) #)
where
r'0 = r00 `timesDoubleX2#` r00
i'0 = i00 `timesDoubleX2#` i00
ri0 = r00 `timesDoubleX2#` i00
sum01 = r'0 `plusDoubleX2#` i'0
r01 = (r'0 `minusDoubleX2#` i'0) `plusDoubleX2#` initR0
i01 = (ri0 `plusDoubleX2#` ri0) `plusDoubleX2#` initI
r'1 = r10 `timesDoubleX2#` r10
i'1 = i10 `timesDoubleX2#` i10
ri1 = r10 `timesDoubleX2#` i10
sum11 = r'1 `plusDoubleX2#` i'1
r11 = (r'1 `minusDoubleX2#` i'1) `plusDoubleX2#` initR1
i11 = (ri1 `plusDoubleX2#` ri1) `plusDoubleX2#` initI
r'2 = r20 `timesDoubleX2#` r20
i'2 = i20 `timesDoubleX2#` i20
ri2 = r20 `timesDoubleX2#` i20
sum21 = r'2 `plusDoubleX2#` i'2
r21 = (r'2 `minusDoubleX2#` i'2) `plusDoubleX2#` initR2
i21 = (ri2 `plusDoubleX2#` ri2) `plusDoubleX2#` initI
r'3 = r30 `timesDoubleX2#` r30
i'3 = i30 `timesDoubleX2#` i30
ri3 = r30 `timesDoubleX2#` i30
sum31 = r'3 `plusDoubleX2#` i'3
r31 = (r'3 `minusDoubleX2#` i'3) `plusDoubleX2#` initR3
i31 = (ri3 `plusDoubleX2#` ri3) `plusDoubleX2#` initI
type DoubleX24# = (# DoubleX2#, DoubleX2#, DoubleX2#, DoubleX2# #)
{-# INLINE mand8 #-}
mand8 :: ByteArray# -> Int# -> DoubleX2# -> Word#
mand8 initRs indexR initI = go1 6# (# initR, i, initSum #) where
go1 :: Int# -> (# DoubleX24#, DoubleX24#, DoubleX24# #) -> Word#
go1 0# s =
let !(# _, _, sum #) = calcSum initR initI (calcSum initR initI s)
in pixelsGT sum 4.0## -- 0xff##
go1 n s =
let s'@(!(# _, _, sum #)) = go2 8# s
in if isTrue# (vecNLE sum 4.0##) then 0x00## else go1 (n -# 1#) s'
go2 0# s = s
go2 n s = go2 (n -# 1#) (calcSum initR initI s)
i = (# initI, initI, initI, initI #)
initSum =
(# broadcastDoubleX2# 0.0##
, broadcastDoubleX2# 0.0##
, broadcastDoubleX2# 0.0##
, broadcastDoubleX2# 0.0##
#)
initR0 = indexDoubleX2Array# initRs indexR
initR1 = indexDoubleX2Array# initRs (indexR +# 1#)
initR2 = indexDoubleX2Array# initRs (indexR +# 2#)
initR3 = indexDoubleX2Array# initRs (indexR +# 3#)
initR = (# initR0, initR1, initR2, initR3 #)
{-# INLINE mand64 #-}
mand64 :: ByteArray# -> Int# -> DoubleX2# -> Word#
mand64 initRs indexR initI = go 8# indexR 0## where
go 0# _ pix64 = pix64
go n indexR pix64 = go
(n -# 1#)
(indexR +# 4#)
((pix64 `uncheckedShiftRL#` 8#) `or#` ((mand8 initRs indexR initI) `uncheckedShiftL#` 56#))
main :: IO ()
main = do
xs <- getArgs
let
widHt = case xs of
(x : _) -> read x
_ -> 16000
widHt# = (\(I# x) -> x) widHt
pixelLength# = widHt# *# (widHt# `uncheckedIShiftRA#` 3#)
putStrLn ("P4\n" ++ show widHt ++ " " ++ show widHt)
pixels <- join $ IO $ \s ->
case newByteArray# (8# *# widHt#) s of { (# s, r #) ->
case newByteArray# (8# *# widHt#) s of { (# s, i #) ->
case 2.0## /## int2Double# widHt# of { a ->
let
-- go :: Int# -> State# RealWorld -> (# State# RealWorld, (# ByteArray#, ByteArray# #) #)
go xy s
| isTrue# (xy <# widHt#) =
-- case (\(IO x) -> x) (print (D# (a *## int2Double# xy -## 1.5##))) s of { (# s, () #) ->
case writeDoubleX2Array# r (xy `uncheckedIShiftRA#` 1#) ((broadcastDoubleX2# a `timesDoubleX2#` packDoubleX2# (# int2Double# xy, int2Double# (xy +# 1#) #)) `minusDoubleX2#` broadcastDoubleX2# 1.5##) s of { s ->
case writeDoubleArray# i xy (a *## int2Double# xy -## 1.0##) s of { s ->
case writeDoubleArray# i (xy +# 1#) (a *## int2Double# (xy +# 1#) -## 1.0##) s of { s ->
go (xy +# 2#) s }}}--}
| otherwise =
case unsafeFreezeByteArray# r s of { (# s, r #) ->
case unsafeFreezeByteArray# i s of { (# s, i #) ->
(# s, (# r, i #) #) }}
in case go 0# s of { (# s, (# r0, i0 #) #) ->
case newAlignedPinnedByteArray# pixelLength# 8# s of { (# s, pixels #) ->
case newMVar# s of { (# s, var #) ->
case putMVar# var 0 s of { s ->
let
chunkSize# = widHt# `uncheckedIShiftRA#` 6#
worker s
| isTrue# (notI# (widHt# `remInt#` 64#)) =
case newMVar# s of { (# s, thread #) ->
case fork# (IO (\s ->
let
go s = case takeMVar# var s of
(# s, I# val #)
| isTrue# (val <# widHt#) ->
let
chunk
| isTrue# ((widHt# -# val) <=# chunkSize#) = widHt# -# val
| otherwise = chunkSize#
in
-- case (\(IO x) -> x) (putStrLn (show (I# (val +# chunk), widHt))) s of { (# s, () #) ->
case putMVar# var (I# (val +# chunk)) s of { s ->
let
go1 y s
| isTrue# (y <# (val +# chunk)) = -- case (\(IO x) -> x) (putStrLn (show (D# (indexDoubleArray# i0 y)))) s of { (# s, () #) ->
let
init_i = broadcastDoubleX2# (indexDoubleArray# i0 y)
rowstart = y *# (widHt# `uncheckedIShiftRA#` 6#)
go2 x s
| isTrue# (x <# widHt#) =
-- case (\(IO x) y -> x y) (putStrLn (show (D# (indexDoubleArray# r0 x)))) s of { (# s, () #) ->
case writeWord8Array# pixels (rowstart +# (x `uncheckedIShiftRA#` 6#)) (wordToWord8# (mand64 r0 (x `uncheckedIShiftRA#` 1#) init_i)) s of { s ->
go2 (x +# 64#) s } -- }
| otherwise = s
in go1 (y +# 1#) (go2 0# s) -- }
| otherwise = s
in go (go1 val s) }
| otherwise -> (# putMVar# thread () (putMVar# var (I# val) s), () #)
in go s)) s of
(# s, _ #) -> (# s, thread #) }
| otherwise =
case newMVar# s of { (# s, thread #) ->
case fork# (IO (\s ->
let
go s = case takeMVar# var s of
(# s, I# val #)
| isTrue# (val <# widHt#) ->
let
chunk
| isTrue# ((widHt# -# val) <=# chunkSize#) = widHt# -# val
| otherwise = chunkSize#
in
-- case (\(IO x) -> x) (putStrLn (show (I# (val +# chunk), widHt))) s of { (# s, () #) ->
case putMVar# var (I# (val +# chunk)) s of { s ->
let
go1 y s
| isTrue# (y <# (val +# chunk)) = -- case (\(IO x) -> x) (putStrLn (show (D# (indexDoubleArray# i0 y)))) s of { (# s, () #) ->
let
init_i = broadcastDoubleX2# (indexDoubleArray# i0 y)
rowstart = y *# (widHt# `uncheckedIShiftRA#` 3#)
go2 x s
| isTrue# (x <# widHt#) =
-- case (\(IO x) y -> x y) (putStrLn (show (D# (indexDoubleArray# r0 x)))) s of { (# s, () #) ->
case writeWord8Array# pixels (rowstart +# (x `uncheckedIShiftRA#` 3#)) (wordToWord8# (mand8 r0 (x `uncheckedIShiftRA#` 1#) init_i)) s of { s ->
go2 (x +# 8#) s } -- }
| otherwise = s
in go1 (y +# 1#) (go2 0# s) -- }
| otherwise = s
in go (go1 val s) }
| otherwise -> (# putMVar# thread () (putMVar# var (I# val) s), () #)
in go s)) s of
(# s, _ #) -> (# s, thread #) }
in
case worker s of { (# s, thread0 #) ->
case worker s of { (# s, thread1 #) ->
case worker s of { (# s, thread2 #) ->
case worker s of { (# s, thread3 #) ->
case takeMVar# thread0 s of { (# s, () #) ->
case takeMVar# thread1 s of { (# s, () #) ->
case takeMVar# thread2 s of { (# s, () #) ->
case takeMVar# thread3 s of { (# s, () #) ->
case unsafeFreezeByteArray# pixels s of { (# s, pixels #) ->
(# s, B.unsafePackAddressLen (I# pixelLength#) (byteArrayContents# pixels) #) }
}}}}}}}}}}}}}}}
B.putStr pixels