compiler/QCompilerCode.cpp

   1 //----------------------------------------------------------------------------\r
   2 //  CompilerCode.cpp\r
   3 //  Compile intermediate code into native C++ code\r
   4 //  $Date: 2003/02/20 00:24:16 $\r
   5 //  $Revision: 1.4 $\r
   6 //----------------------------------------------------------------------------\r
   7 #ifdef __BORLANDC__\r
   8 #include <vcl.h>\r
   9 #pragma hdrstop\r
  10 #endif //__BORLANDC__\r
  11 \r
  12 #include <iostream>\r
  13 #include <fstream>\r
  14 #include "QCompilerCode.h"\r
  15 \r
  16 #ifndef M_PI\r
  17 #define M_PI 3.1415926535897932384626433832795028841971693993751\r
  18 #endif//M_PI\r
  19 \r
  20 //----------------------------------------------------------------------------\r
  21 #ifdef __BORLANDC__\r
  22 #pragma package(smart_init)\r
  23 #endif //__BORLANDC__\r
  24 \r
  25 //----------------------------------------------------------------------------\r
  26 /**\r
  27  *  Constructor\r
  28  */\r
  29 QCompilerCode::QCompilerCode(const char * const filename) : QCompiler() {\r
  30   mQParseInfo.clear();\r
  31   mTargetName = filename;\r
  32 }\r
  33 \r
  34 //----------------------------------------------------------------------------\r
  35 /**\r
  36  *  Constructor with input stream\r
  37  */\r
  38 QCompilerCode::QCompilerCode(std::istream &is, const char * const filename)\r
  39     : QCompiler(is) {\r
  40   mQParseInfo.clear();\r
  41   mTargetName = filename;\r
  42 }\r
  43 \r
  44 //----------------------------------------------------------------------------\r
  45 /**\r
  46  *  Destructor\r
  47  */\r
  48 QCompilerCode::~QCompilerCode() {\r
  49   mQParseInfo.clear();\r
  50 }\r
  51 \r
  52 //----------------------------------------------------------------------------\r
  53 /**\r
  54  *  Save the compile result to output stream\r
  55  */\r
  56 void\r
  57 QCompilerCode::SaveToStream(std::ostream &os) {\r
  58   int vec_size = mQParseInfo.size();\r
  59 \r
  60   if (false == mState) {\r
  61     std::cerr << "QCompilerCode: compile has not been completed.\n";\r
  62     return;\r
  63   }\r
  64 \r
  65   WriteHeader(os);\r
  66   for (int i = 0; i < vec_size; i++) {\r
  67     const std::vector<int> &indices = mQParseInfo[i].getTargetIndices();\r
  68     switch (mQParseInfo[i].getOperator()) {\r
  69     case cn_cnot:\r
  70       WriteCNot(os, indices[0], indices[1]);\r
  71       break;\r
  72     case cn_crot:\r
  73       WriteCRot(os, indices[0], indices[1],\r
  74                 (double)180 / (double)mQParseInfo[i].getRotation() * M_PI);\r
  75       break;\r
  76     case cn_h:\r
  77       WriteHadam(os, indices[0]);\r
  78       break;\r
  79     case cn_m:\r
  80       // do nothing\r
  81       break;\r
  82     case cn_swap:\r
  83       //TODO:\r
  84       break;\r
  85     case cn_x:\r
  86       //TODO:\r
  87       break;\r
  88     case cn_y:\r
  89       //TODO:\r
  90       break;\r
  91     case cn_z:\r
  92       //TODO:\r
  93       break;\r
  94     case cn_not:\r
  95       //TODO:\r
  96       break;\r
  97     case cn_ccnot:\r
  98       WriteCCNot(os, indices[0], indices[1], indices[2]);\r
  99       break;\r
 100     case cn_init:\r
 101       WriteQBits(os, indices[0]);\r
 102       break;\r
 103     default:\r
 104       break;\r
 105     }\r
 106   }\r
 107   WriteFooter(os);\r
 108 }\r
 109 \r
 110 //----------------------------------------------------------------------------\r
 111 /**\r
 112  *  Save the compile result to a file whose name is specified with 'filename'\r
 113  */\r
 114 void\r
 115 QCompilerCode::SaveToFile(const char * const filename) {\r
 116   std::ofstream   ofs(filename);\r
 117 \r
 118   if (!ofs) {\r
 119     std::cerr << "QCompilerCode: failed in file open.\n";\r
 120     return;\r
 121   }\r
 122 \r
 123   SaveToStream(ofs);\r
 124 \r
 125   ofs.close();\r
 126 }\r
 127 \r
 128 //----------------------------------------------------------------------------\r
 129 /**\r
 130  *  Implementation of a virtual function\r
 131  */\r
 132 bool\r
 133 QCompilerCode::CompileOneLine(const QParseInfo &pinfo) {\r
 134   if (false == pinfo.getParseResult()) return false;\r
 135   mQParseInfo.push_back(pinfo);\r
 136   return true;\r
 137 }\r
 138 \r
 139 //----------------------------------------------------------------------------\r
 140 /**\r
 141  *  Implementation of a virtual function\r
 142  */\r
 143 void\r
 144 QCompilerCode::CatchError(const QParseInfo &pinfo, const int at) {\r
 145   std::cerr << "There is an error at line " << at << "\n";\r
 146   switch (pinfo.getErrorNo()) {\r
 147   case QParseInfo::er_syntax_error:\r
 148     std::cerr << "Syntax Error.\n";\r
 149     break;\r
 150   case QParseInfo::er_unknown_operation:\r
 151     std::cerr << "Unknown Operation.\n";\r
 152     break;\r
 153   case QParseInfo::er_lack_of_arguments:\r
 154     std::cerr << "Lack of Arguments.\n";\r
 155     break;\r
 156   case QParseInfo::er_too_many_arguments:\r
 157     std::cerr << "Too Many Arguments.\n";\r
 158     break;\r
 159   case QParseInfo::er_invalid_arguments:\r
 160     std::cerr << "Invalid Arguments.\n";\r
 161     break;\r
 162   default:\r
 163     std::cerr << "Unknown Error.\n";\r
 164     break;\r
 165   }\r
 166   mQParseInfo.clear();\r
 167 }\r
 168 \r
 169 //----------------------------------------------------------------------------\r
 170 /**\r
 171  *  Subcontract function of SaveToStream()\r
 172  */\r
 173 void\r
 174 QCompilerCode::WriteHeader(std::ostream &os) {\r
 175   os << "//----------------------------------------------------------------------------\n"\r
 176   << "//  QCAD compiled code\n"\r
 177   << "//----------------------------------------------------------------------------\n"\r
 178   << "#include <iostream>\n"\r
 179   << "#include \"QC_all.h\"\n"\r
 180   << "#include \"qclib.h\"\n\n"\r
 181   << "int main(void)\n{\n"\r
 182   << "    std::cerr << \"\\nCopyright (c) 2003 QCAD project.\\n\"\n"\r
 183   << "              << \"This application is automatically generated by qcc.\\n\""\r
 184   << "              << \"The result will be stored into \\\""\r
 185   << mTargetName << "\\\".\\n\\n\";"\r
 186   << "\n";\r
 187 }\r
 188 \r
 189 //----------------------------------------------------------------------------\r
 190 /**\r
 191  *  Subcontract function of SaveToStream()\r
 192  */\r
 193 void\r
 194 QCompilerCode::WriteQBits(std::ostream &os, const int &t1) {\r
 195   os << "    QBits qbits(" << t1 << ");\n"\r
 196   << "    std::cerr << \"Calcuate with " << t1 << " qubits.\\n\";\n"\r
 197   << "    qc::allocWith(qbits);\n";\r
 198 }\r
 199 \r
 200 //----------------------------------------------------------------------------\r
 201 /**\r
 202  *  Subcontract function of SaveToStream()\r
 203  */\r
 204 void\r
 205 QCompilerCode::WriteFooter(std::ostream &os) {\r
 206   os << "    qc::getQBits()->SaveToFile(\"" << mTargetName << "\");\n"\r
 207   << "    qc::release();\n\n"\r
 208   << "    std::cerr << \"done.\\n\";\n"\r
 209   << "    return 0;\n}\n";\r
 210 }\r
 211 \r
 212 //----------------------------------------------------------------------------\r
 213 /**\r
 214  *  Subcontract function of SaveToStream()\r
 215  */\r
 216 void\r
 217 QCompilerCode::WriteCNot(std::ostream &os, const int &t1, const int &c1) {\r
 218   os << "    QC_cnot::calc(" << t1 << ", " << c1 << ",qbits.GetBitsR(),qbits.GetBitsI(),qbits.GetNumberOfQBits());\n"\r
 219   << "    std::cerr << \"Controlled-Not(" << t1 << ", " << c1 << ")\\n\";\n";\r
 220 }\r
 221 \r
 222 //----------------------------------------------------------------------------\r
 223 /**\r
 224  *  Subcontract function of SaveToStream()\r
 225  */\r
 226 void\r
 227 QCompilerCode::WriteCCNot (std::ostream &os, const int &t1,\r
 228                            const int &c1, const int &c2) {\r
 229   os << "    QC_ccnot::calc(" << t1 << ", " << c1 << ", " << c2 << ",qbits.GetBitsR(),qbits.GetBitsI(),qbits.GetNumberOfQBits());\n"\r
 230   << "    std::cerr << \"Toffoli("\r
 231   << t1 << ", " << c1 << ", " << c2 << ")\\n\";\n";\r
 232 }\r
 233 \r
 234 //----------------------------------------------------------------------------\r
 235 /**\r
 236  *  Subcontract function of SaveToStream()\r
 237  */\r
 238 void\r
 239 QCompilerCode::WriteCRot  (std::ostream &os, const int &t1,\r
 240                            const int &c1, const double rad) {\r
 241   os << "    QC_crot::calc(" << t1 << ", " << c1 << ", " << rad << ",qbits.GetBitsR(),qbits.GetBitsI(),qbits.GetNumberOfQBits());\n"\r
 242   << "    std::cerr << \"Controlled-Rot("\r
 243   << t1 << ", " << c1 << ")\\n\";\n";\r
 244 }\r
 245 \r
 246 //----------------------------------------------------------------------------\r
 247 /**\r
 248  *  Subcontract function of SaveToStream()\r
 249  */\r
 250 void\r
 251 QCompilerCode::WriteHadam (std::ostream &os, const int &t1) {\r
 252   os << "    QC_hadamard::calc(" << t1 << ",qbits.GetBitsR(),qbits.GetBitsI(),qbits.GetNumberOfQBits());\n"\r
 253   << "    std::cerr << \"Hadamard(" << t1 << ")\\n\";\n";\r
 254 }\r
 255 \r