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[diderot] Annotation of /branches/charisee/src/compiler/high-il/normalize-ein.sml
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Annotation of /branches/charisee/src/compiler/high-il/normalize-ein.sml

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Revision 2605 - (view) (download)

1 : cchiw 2397
2 :     structure NormalizeEin = struct
3 :    
4 :     local
5 : cchiw 2445
6 : cchiw 2397 structure E = Ein
7 : cchiw 2603 structure P=Printer
8 :     structure F=Filter
9 :     structure G=EpsHelpers
10 : cchiw 2605
11 : cchiw 2397 in
12 :    
13 : cchiw 2603 fun err str=raise Fail (String.concat["Ill-formed EIN Operator",str])
14 : cchiw 2605 val testing=0
15 : cchiw 2603
16 : cchiw 2494
17 : cchiw 2515
18 : cchiw 2605 fun prodAppPartial(es,p1)=(case es
19 :     of [] => raise Fail "Empty App Partial"
20 :     | [e1] => E.Apply(E.Partial p1,e1)
21 :     | (e1::e2) => let
22 :     val l= prodAppPartial(e2,p1)
23 :     val (_,e2')= F.mkProd[e1,l]
24 :     val (_,e1')=F.mkProd(e2@ [E.Apply(E.Partial p1, e1)])
25 :     in
26 :     E.Add[e1',e2']
27 :     end
28 :     (* end case *))
29 : cchiw 2494
30 : cchiw 2603 (*rewritten Sum*)
31 :     fun mkSum(c1,e1)=(case e1
32 :     of E.Conv _ => (0,E.Sum(c1,e1))
33 :     | E.Field _ => (0,E.Sum(c1,e1))
34 :     | E.Probe _ => (0,E.Sum(c1,e1))
35 :     | E.Apply _ => (0,E.Sum(c1,e1))
36 :     | E.Delta _ => (0,E.Sum(c1,e1))
37 :     | E.Epsilon _ => (0,E.Sum(c1,e1))
38 :     | E.Tensor _ => (0,E.Sum(c1,e1))
39 :     | E.Neg e2 => (1,E.Neg(E.Sum(c1,e2)))
40 :     | E.Lift e => (1,E.Lift(E.Sum(c1,e)))
41 :     | E.Sum(c2,e2)=> (1,E.Sum(c1@c2,e2))
42 :     | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Sum(c1,a),E.Sum(c1,b)))
43 :     | E.Div (a,b) => (1,E.Div(E.Sum(c1,a),E.Sum(c1,b)))
44 :     | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Sum(c1,a)) e))
45 :     | E.Prod p =>F.filterSca(c1,p)
46 :     | E.Const _ => err("Sum of Const")
47 :     | E.Partial _ => err("Sum of Partial")
48 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
49 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
50 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
51 :     (*end case*))
52 : cchiw 2452
53 : cchiw 2603 (*rewritten Apply*)
54 :     fun mkapply(d1,e1)=(case e1
55 :     of E.Lift e => (1,E.Const 0)
56 :     | E.Prod [] => err("Apply of empty product")
57 :     | E.Add [] => err("Apply of empty Addition")
58 :     | E.Conv(v, alpha, h, d2) =>let
59 :     val E.Partial d3=d1
60 :     in (1,E.Conv(v,alpha,h,d2@d3)) end
61 :     | E.Field _ => (0,E.Apply(d1,e1))
62 :     | E.Probe _ => (0,E.Apply(d1,e1))
63 :     | E.Apply(E.Partial d2,e2) => let
64 :     val E.Partial d3=d1
65 :     in (1,E.Apply(E.Partial(d3@d2),e2)) end
66 : cchiw 2605 | E.Apply _ => raise Fail" Apply of non-Partial expression"
67 : cchiw 2603 | E.Neg e2 => (1,E.Neg(E.Apply(d1,e2)))
68 :     | E.Sum(c2,e2)=> (1,E.Sum(c2,E.Apply(d1,e2)))
69 :     | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Apply(d1,a)) e))
70 :     | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Apply(d1,a),E.Apply(d1,b)))
71 :     | E.Div (a,b) => (1,E.Div(E.Apply(d1,a),E.Apply(d1,b)))
72 :     | E.Prod p =>let
73 :     val (pre, post)= F.filterField p
74 :     val E.Partial d3=d1
75 :     in F.mkProd(pre@[prodAppPartial(post,d3)])
76 : cchiw 2515 end
77 : cchiw 2603 | E.Const _ => err("Const without Lift")
78 :     | E.Tensor _ => err("Tensor without Lift")
79 :     | E.Delta _ => err("Apply of Delta")
80 :     | E.Epsilon _ => err("Apply of Eps")
81 :     | E.Partial _ => err("Apply of Partial")
82 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
83 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
84 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
85 :     (*end case*))
86 :    
87 : cchiw 2515
88 : cchiw 2603 (*rewritten probe*)
89 :     fun mkprobe(e1,x)=(case e1
90 :     of E.Lift e => (1,e)
91 :     | E.Prod [] => err("Probe of empty product")
92 :     | E.Prod p => (1,E.Prod (List.map (fn(a)=>E.Probe(a,x)) p))
93 :     | E.Apply _ => (0,E.Probe(e1,x))
94 :     | E.Conv _ => (0,E.Probe(e1,x))
95 :     | E.Field _ => (0,E.Probe(e1,x))
96 :     | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Probe(a,x)) e))
97 :     | E.Sum(c,e') => (1,E.Sum(c,E.Probe(e',x)))
98 :     | E.Div (a,b) => (1,E.Div(E.Probe(a,x),E.Probe(b,x)))
99 :     | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Probe(a,x),E.Probe(b,x)))
100 :     | E.Neg e' => (1,E.Neg(E.Probe(e',x)))
101 :     | E.Const _ => err("Const without Lift")
102 :     | E.Tensor _ => err("Tensor without Lift")
103 :     | E.Delta _ => err("Probe of Delta")
104 :     | E.Epsilon _ => err("Probe of Eps")
105 :     | E.Partial _ => err("Probe Partial")
106 :     | E.Probe _ => err("Probe of a Probe")
107 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
108 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
109 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
110 :     (*end case*))
111 : cchiw 2515
112 : cchiw 2499
113 : cchiw 2397
114 : cchiw 2525
115 : cchiw 2605
116 :     (*fun K gg=String.concatWith "," (List.map (fn (E.V e1,_,_)=> (Int.toString(e1))) gg)*)
117 :     fun K _= " "
118 : cchiw 2525 fun Kt gg=List.map (fn e1=> print(String.concat["[", (K e1),"]"])) gg
119 :    
120 : cchiw 2397 (*Apply normalize to each term in product list
121 :     or Apply normalize to tail of each list*)
122 :     fun normalize (Ein.EIN{params, index, body}) = let
123 : cchiw 2605 (* val _ = print(String.concat["\n IN NORMALIZE@", P.printbody(body),"@\n"])*)
124 : cchiw 2397 val changed = ref false
125 : cchiw 2515 val sumIndex=ref []
126 :    
127 : cchiw 2605 fun rewriteBody body =(case body
128 :     of E.Const _ => body
129 :     | E.Tensor _ => body
130 :     | E.Field _ => body
131 :     | E.Delta _ => body
132 :     | E.Epsilon _ => body
133 :     | E.Conv _ => body
134 :     | E.Partial _ => body
135 :     | E.Krn _ => raise Fail"Krn before Expand"
136 :     | E.Img _ => raise Fail"Img before Expand"
137 :     | E.Value _ => raise Fail"Value before Expand"
138 : cchiw 2603
139 :     (*************Algebraic Rewrites **************)
140 : cchiw 2605 | E.Neg(E.Neg e) => rewriteBody e
141 :     | E.Neg e => E.Neg(rewriteBody e)
142 :     | E.Lift e => E.Lift(rewriteBody e)
143 :     | E.Add es => let val (change,body')= F.mkAdd(List.map rewriteBody es)
144 : cchiw 2452 in if (change=1) then ( changed:=true;body') else body' end
145 : cchiw 2605 | E.Sub(a, E.Field f)=> (changed:=true;E.Add[a, E.Neg(E.Field(f))])
146 :     | E.Sub(E.Sub(a,b),E.Sub(c,d)) => rewriteBody(E.Sub(E.Add[a,d],E.Add[b,c]))
147 :     | E.Sub(E.Sub(a,b),e2) =>rewriteBody (E.Sub(a,E.Add[b,e2]))
148 :     | E.Sub(e1,E.Sub(c,d)) =>rewriteBody(E.Add([E.Sub(e1,c),d]))
149 :     | E.Sub (a,b) => E.Sub(rewriteBody a, rewriteBody b)
150 :     | E.Div(E.Div(a,b),E.Div(c,d)) => rewriteBody(E.Div(E.Prod[a,d],E.Prod[b,c]))
151 :     | E.Div(E.Div(a,b),c) => rewriteBody (E.Div(a, E.Prod[b,c]))
152 :     | E.Div(a,E.Div(b,c)) => rewriteBody (E.Div(E.Prod[a,c],b))
153 :     | E.Div (a, b) => E.Div(rewriteBody a, rewriteBody b)
154 : cchiw 2603
155 :     (**************Apply, Sum, Probe**************)
156 : cchiw 2605 | E.Apply(E.Partial [],e)=> e
157 :     | E.Apply(E.Partial d1, e1)=>let
158 : cchiw 2603 val e2 = rewriteBody e1
159 :     val (c,e3)=mkapply(E.Partial d1,e2)
160 :     in (case c of 1=>(changed:=true;e3)| _ =>e3 (*end case*))
161 :     end
162 : cchiw 2605 | E.Apply _=> raise Fail" Not well-formed Apply expression"
163 :     | E.Sum([],e)=> (changed:=true;rewriteBody e)
164 :     | E.Sum(c,e)=>let
165 : cchiw 2603 val ref x=sumIndex
166 :     val c'=[c]@x
167 :     val e'=(sumIndex:=c';rewriteBody e)
168 :     val ref s=sumIndex
169 :     val z=hd(s)
170 :     val (cng,e2)=(sumIndex:=tl(s);mkSum(z,e'))
171 :     in (case cng
172 :     of 1=> (changed:=true;e2)
173 :     |_=> e2
174 :     (*end case*))
175 :     end
176 :     | E.Probe(u,v)=> let
177 :     val (c',b')=mkprobe(rewriteBody u,rewriteBody v)
178 :     in (case c'
179 :     of 1=> (changed:=true;b')
180 :     |_=> b'
181 :     (*end case*))
182 :     end
183 :    
184 : cchiw 2494 (*************Product**************)
185 : cchiw 2605 | E.Prod [] => raise Fail"missing elements in product"
186 : cchiw 2449 | E.Prod [e1] => rewriteBody e1
187 : cchiw 2510 | E.Prod((E.Div(e2,e3))::e4)=>
188 :     (changed :=true; E.Div(E.Prod([e2]@e4), e3 ))
189 : cchiw 2496 | E.Prod((E.Add(e2))::e3)=>
190 :     (changed := true; E.Add(List.map (fn e=> E.Prod([e]@e3)) e2))
191 :     | E.Prod(e1::E.Add(e2)::e3)=>
192 :     (changed := true; E.Add(List.map (fn e=> E.Prod([e1,e]@e3)) e2))
193 : cchiw 2510 | E.Prod((E.Sub(e2,e3))::e4)=>
194 :     (changed :=true; E.Sub(E.Prod([e2]@e4), E.Prod([e3]@e4 )))
195 : cchiw 2496 | E.Prod(e1::E.Sub(e2,e3)::e4)=>
196 :     (changed :=true; E.Sub(E.Prod([e1,e2]@e4), E.Prod([e1,e3]@e4 )))
197 : cchiw 2603
198 : cchiw 2510
199 :    
200 :     (*************Product EPS **************)
201 : cchiw 2605
202 : cchiw 2506 | E.Prod(E.Epsilon(i,j,k)::E.Apply(E.Partial d,e)::es)=>let
203 : cchiw 2603 val change= G.matchEps(0,d,[],[i,j,k])
204 : cchiw 2506 in case (change,es)
205 : cchiw 2553 of (1,_) =>(changed:=true; E.Const 0)
206 : cchiw 2510 | (_,[]) =>E.Prod[E.Epsilon(i,j,k),rewriteBody (E.Apply(E.Partial d,e))]
207 : cchiw 2506 |(_,_)=> let
208 :     val a=rewriteBody(E.Prod([E.Apply(E.Partial d,e)]@ es))
209 : cchiw 2603 val (_,b)=F.mkProd [E.Epsilon(i,j,k),a]
210 : cchiw 2506 in b end
211 :     end
212 : cchiw 2510 | E.Prod(E.Epsilon(i,j,k)::E.Conv(V,alpha, h, d)::es)=>let
213 : cchiw 2515
214 : cchiw 2603 val change= G.matchEps(0,d,[],[i,j,k])
215 : cchiw 2510 in case (change,es)
216 : cchiw 2553 of (1,_) =>(changed:=true; E.Const 0)
217 : cchiw 2510 | (_,[]) =>E.Prod[E.Epsilon(i,j,k),E.Conv(V,alpha, h, d)]
218 :     | (_,_) =>let
219 :     val a=rewriteBody(E.Prod([E.Conv(V,alpha, h, d)]@ es))
220 : cchiw 2603 val (_,b) = F.mkProd [E.Epsilon(i,j,k),a]
221 : cchiw 2510 in b end
222 :     end
223 :    
224 :    
225 : cchiw 2452 | E.Prod[(E.Epsilon(e1,e2,e3)), E.Tensor(_,[E.V i1,E.V i2])]=>
226 : cchiw 2553 if(e2=i1 andalso e3=i2) then (changed :=true;E.Const(0))
227 : cchiw 2452 else body
228 : cchiw 2510
229 : cchiw 2515
230 :     | E.Prod(E.Epsilon eps1::ps)=>
231 :     let
232 :    
233 :     val ref x=sumIndex
234 : cchiw 2603 val (i,s',e,rest)=G.epsToDels(x,body)
235 : cchiw 2515 in (case (i, e,rest)
236 :     of (1,[e1],_) =>(changed:=true;sumIndex:=s';e1)
237 :     |(0,eps,[])=>body
238 : cchiw 2603 | _ => let
239 : cchiw 2515 val p'=rewriteBody(E.Prod rest)
240 :     val p''= (case p' of E.Prod p=>p |e=>[e])
241 : cchiw 2603 val(_,b)= F.mkProd (e@p'')
242 : cchiw 2515 in b end
243 :     (*end case*))
244 :     end
245 :     | E.Prod(E.Sum(c1,E.Prod(E.Epsilon e1::es1))::E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es2))::es)=>let
246 :     val ref x=sumIndex
247 : cchiw 2584
248 : cchiw 2525
249 :     val m= Kt x
250 :    
251 : cchiw 2515 val c'= [c1@c2]@x
252 : cchiw 2603 val (i,s',e,rest)=G.epsToDels(c', E.Prod([E.Epsilon e1, E.Epsilon e2]@es1@es2@es))
253 : cchiw 2584 val gsg=Kt s'
254 : cchiw 2525
255 : cchiw 2584
256 : cchiw 2515 in (case (i, e,rest)
257 : cchiw 2525 of (1,[e1],_)=> (changed:=true;sumIndex:=s';let
258 :     val ss=List.nth(s',((length s')-2))
259 :     in
260 :     E.Sum(ss,e1) end )
261 : cchiw 2496 | _=>let
262 : cchiw 2515 val eA=rewriteBody(E.Sum(c1,E.Prod(E.Epsilon e1::es1)))
263 :     val eB=rewriteBody(E.Prod(E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es2))::es))
264 : cchiw 2603 val (_,e)=F.mkProd([eA,eB])
265 : cchiw 2515 in e
266 : cchiw 2496 end
267 :     (*end case*))
268 : cchiw 2463 end
269 : cchiw 2515
270 :     | E.Prod(E.Delta d::es)=>let
271 : cchiw 2603 val (pre',eps, dels,post)= F.filterGreek(E.Delta d::es)
272 : cchiw 2515 val ref x=sumIndex
273 : cchiw 2603 val (change,i',a)=G.reduceDelta(x, eps, dels, post)
274 : cchiw 2515
275 :     in (case (change,a)
276 :     of (0, _)=> E.Prod [E.Delta d,rewriteBody(E.Prod es)]
277 :     | (_, E.Prod p)=>let
278 : cchiw 2603 val (_, p') = F.mkProd p
279 : cchiw 2515 in (changed:=true;sumIndex:=i';p') end
280 :     | _ => (changed:=true;sumIndex:=i';a )
281 :     (*end case*))
282 :     end
283 :    
284 : cchiw 2603 | E.Prod[e1,e2]=> let val (_,b)=F.mkProd[rewriteBody e1, rewriteBody e2] in b end
285 : cchiw 2449 | E.Prod(e::es)=>let
286 :     val e'=rewriteBody e
287 :     val e2=rewriteBody(E.Prod es)
288 : cchiw 2494 val(_,b)=(case e2
289 : cchiw 2603 of E.Prod p'=> F.mkProd([e']@p')
290 :     |_=>F.mkProd [e',e2])
291 : cchiw 2496 in b
292 : cchiw 2515 end
293 : cchiw 2584
294 : cchiw 2397 (*end case*))
295 : cchiw 2584
296 : cchiw 2510 fun loop(body ,count) = let
297 :     val body' = rewriteBody body
298 : cchiw 2515
299 :     in
300 : cchiw 2397 if !changed
301 : cchiw 2605 then let
302 :     val _= (case testing
303 :     of 1=> (print(String.concat["\nN =>",Int.toString(count),"--",P.printbody(body')]);1)
304 :     | _=> 1)
305 :     in
306 :     (changed := false ;sumIndex:=[];loop(body',count+1))
307 :     end
308 : cchiw 2502 else (body',count)
309 : cchiw 2397 end
310 : cchiw 2502
311 :     val (b,count) = loop(body,0)
312 : cchiw 2605 val _ =(case testing
313 :     of 1 => (print(String.concat["\n out of normalize \n",P.printbody(b),"\n Final CounterXX:",Int.toString(count),"\n\n"]);1)
314 :     | _=> 1
315 :     (*end case*))
316 : cchiw 2397 in
317 : cchiw 2502 (Ein.EIN{params=params, index=index, body=b},count)
318 : cchiw 2397 end
319 : cchiw 2463 end
320 :    
321 : cchiw 2397
322 :    
323 :     end (* local *)

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