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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 2608 - (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 2608 val testing=1
15 : cchiw 2603
16 : cchiw 2608 fun flatProd [e]=e
17 :     | flatProd e=E.Prod e
18 :    
19 : cchiw 2515
20 : cchiw 2605 fun prodAppPartial(es,p1)=(case es
21 :     of [] => raise Fail "Empty App Partial"
22 :     | [e1] => E.Apply(E.Partial p1,e1)
23 :     | (e1::e2) => let
24 :     val l= prodAppPartial(e2,p1)
25 :     val (_,e2')= F.mkProd[e1,l]
26 :     val (_,e1')=F.mkProd(e2@ [E.Apply(E.Partial p1, e1)])
27 :     in
28 :     E.Add[e1',e2']
29 :     end
30 :     (* end case *))
31 : cchiw 2494
32 : cchiw 2603 (*rewritten Sum*)
33 :     fun mkSum(c1,e1)=(case e1
34 :     of E.Conv _ => (0,E.Sum(c1,e1))
35 :     | E.Field _ => (0,E.Sum(c1,e1))
36 :     | E.Probe _ => (0,E.Sum(c1,e1))
37 :     | E.Apply _ => (0,E.Sum(c1,e1))
38 :     | E.Delta _ => (0,E.Sum(c1,e1))
39 :     | E.Epsilon _ => (0,E.Sum(c1,e1))
40 :     | E.Tensor _ => (0,E.Sum(c1,e1))
41 :     | E.Neg e2 => (1,E.Neg(E.Sum(c1,e2)))
42 : cchiw 2608 | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Sum(c1,a),E.Sum(c1,b)))
43 :     | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Sum(c1,a)) e))
44 :     | E.Div (a,b) => (1,E.Div(E.Sum(c1,a),E.Sum(c1,b)))
45 : cchiw 2603 | E.Lift e => (1,E.Lift(E.Sum(c1,e)))
46 :     | E.Sum(c2,e2)=> (1,E.Sum(c1@c2,e2))
47 :     | E.Prod p =>F.filterSca(c1,p)
48 :     | E.Const _ => err("Sum of Const")
49 :     | E.Partial _ => err("Sum of Partial")
50 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
51 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
52 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
53 :     (*end case*))
54 : cchiw 2452
55 : cchiw 2603 (*rewritten Apply*)
56 :     fun mkapply(d1,e1)=(case e1
57 :     of E.Lift e => (1,E.Const 0)
58 :     | E.Prod [] => err("Apply of empty product")
59 :     | E.Add [] => err("Apply of empty Addition")
60 :     | E.Conv(v, alpha, h, d2) =>let
61 :     val E.Partial d3=d1
62 :     in (1,E.Conv(v,alpha,h,d2@d3)) end
63 :     | E.Field _ => (0,E.Apply(d1,e1))
64 :     | E.Probe _ => (0,E.Apply(d1,e1))
65 :     | E.Apply(E.Partial d2,e2) => let
66 :     val E.Partial d3=d1
67 :     in (1,E.Apply(E.Partial(d3@d2),e2)) end
68 : cchiw 2608 | E.Apply _ => err" Apply of non-Partial expression"
69 :     | E.Sum(c2,e2)=> (1,E.Sum(c2,E.Apply(d1,e2)))
70 : cchiw 2603 | E.Neg e2 => (1,E.Neg(E.Apply(d1,e2)))
71 :     | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Apply(d1,a)) e))
72 :     | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Apply(d1,a),E.Apply(d1,b)))
73 : cchiw 2608 | E.Div (g,b) => let
74 :     in
75 :     (case F.filterField[b]
76 :     of (_,[]) => (1,E.Div(E.Apply(d1,g),b)) (*Division by a real*)
77 :     | (pre,h) => let
78 :     val g'=E.Apply(d1,g)
79 :     val h'=E.Apply(d1,flatProd(h))
80 :     val num=E.Sub(E.Prod([g']@h),E.Prod[g,h'])
81 :     val denom=E.Prod(pre@h@h)
82 :     in (1,E.Div(num,denom))
83 :     end
84 :     (*end case*))
85 :     end
86 :    
87 : cchiw 2603 | E.Prod p =>let
88 :     val (pre, post)= F.filterField p
89 :     val E.Partial d3=d1
90 :     in F.mkProd(pre@[prodAppPartial(post,d3)])
91 : cchiw 2515 end
92 : cchiw 2603 | E.Const _ => err("Const without Lift")
93 :     | E.Tensor _ => err("Tensor without Lift")
94 :     | E.Delta _ => err("Apply of Delta")
95 :     | E.Epsilon _ => err("Apply of Eps")
96 :     | E.Partial _ => err("Apply of Partial")
97 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
98 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
99 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
100 :     (*end case*))
101 :    
102 : cchiw 2515
103 : cchiw 2603 (*rewritten probe*)
104 :     fun mkprobe(e1,x)=(case e1
105 :     of E.Lift e => (1,e)
106 :     | E.Prod [] => err("Probe of empty product")
107 :     | E.Prod p => (1,E.Prod (List.map (fn(a)=>E.Probe(a,x)) p))
108 :     | E.Apply _ => (0,E.Probe(e1,x))
109 :     | E.Conv _ => (0,E.Probe(e1,x))
110 :     | E.Field _ => (0,E.Probe(e1,x))
111 : cchiw 2608 | E.Sum(c,e') => (1,E.Sum(c,E.Probe(e',x)))
112 : cchiw 2603 | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Probe(a,x)) e))
113 :     | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Probe(a,x),E.Probe(b,x)))
114 :     | E.Neg e' => (1,E.Neg(E.Probe(e',x)))
115 : cchiw 2608 | E.Div (a,b) => (1,E.Div(E.Probe(a,x),E.Probe(b,x)))
116 : cchiw 2603 | E.Const _ => err("Const without Lift")
117 :     | E.Tensor _ => err("Tensor without Lift")
118 :     | E.Delta _ => err("Probe of Delta")
119 :     | E.Epsilon _ => err("Probe of Eps")
120 :     | E.Partial _ => err("Probe Partial")
121 :     | E.Probe _ => err("Probe of a Probe")
122 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
123 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
124 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
125 :     (*end case*))
126 : cchiw 2515
127 : cchiw 2499
128 : cchiw 2397
129 : cchiw 2525
130 : cchiw 2605
131 :     (*fun K gg=String.concatWith "," (List.map (fn (E.V e1,_,_)=> (Int.toString(e1))) gg)*)
132 :     fun K _= " "
133 : cchiw 2525 fun Kt gg=List.map (fn e1=> print(String.concat["[", (K e1),"]"])) gg
134 :    
135 : cchiw 2397 (*Apply normalize to each term in product list
136 :     or Apply normalize to tail of each list*)
137 :     fun normalize (Ein.EIN{params, index, body}) = let
138 : cchiw 2605 (* val _ = print(String.concat["\n IN NORMALIZE@", P.printbody(body),"@\n"])*)
139 : cchiw 2397 val changed = ref false
140 : cchiw 2515 val sumIndex=ref []
141 :    
142 : cchiw 2605 fun rewriteBody body =(case body
143 :     of E.Const _ => body
144 :     | E.Tensor _ => body
145 :     | E.Field _ => body
146 :     | E.Delta _ => body
147 :     | E.Epsilon _ => body
148 :     | E.Conv _ => body
149 :     | E.Partial _ => body
150 :     | E.Krn _ => raise Fail"Krn before Expand"
151 :     | E.Img _ => raise Fail"Img before Expand"
152 :     | E.Value _ => raise Fail"Value before Expand"
153 : cchiw 2603
154 :     (*************Algebraic Rewrites **************)
155 : cchiw 2605 | E.Neg(E.Neg e) => rewriteBody e
156 :     | E.Neg e => E.Neg(rewriteBody e)
157 :     | E.Lift e => E.Lift(rewriteBody e)
158 :     | E.Add es => let val (change,body')= F.mkAdd(List.map rewriteBody es)
159 : cchiw 2452 in if (change=1) then ( changed:=true;body') else body' end
160 : cchiw 2605 | E.Sub(a, E.Field f)=> (changed:=true;E.Add[a, E.Neg(E.Field(f))])
161 :     | E.Sub(E.Sub(a,b),E.Sub(c,d)) => rewriteBody(E.Sub(E.Add[a,d],E.Add[b,c]))
162 :     | E.Sub(E.Sub(a,b),e2) =>rewriteBody (E.Sub(a,E.Add[b,e2]))
163 :     | E.Sub(e1,E.Sub(c,d)) =>rewriteBody(E.Add([E.Sub(e1,c),d]))
164 :     | E.Sub (a,b) => E.Sub(rewriteBody a, rewriteBody b)
165 :     | E.Div(E.Div(a,b),E.Div(c,d)) => rewriteBody(E.Div(E.Prod[a,d],E.Prod[b,c]))
166 :     | E.Div(E.Div(a,b),c) => rewriteBody (E.Div(a, E.Prod[b,c]))
167 :     | E.Div(a,E.Div(b,c)) => rewriteBody (E.Div(E.Prod[a,c],b))
168 :     | E.Div (a, b) => E.Div(rewriteBody a, rewriteBody b)
169 : cchiw 2603
170 :     (**************Apply, Sum, Probe**************)
171 : cchiw 2605 | E.Apply(E.Partial [],e)=> e
172 :     | E.Apply(E.Partial d1, e1)=>let
173 : cchiw 2603 val e2 = rewriteBody e1
174 :     val (c,e3)=mkapply(E.Partial d1,e2)
175 :     in (case c of 1=>(changed:=true;e3)| _ =>e3 (*end case*))
176 :     end
177 : cchiw 2605 | E.Apply _=> raise Fail" Not well-formed Apply expression"
178 :     | E.Sum([],e)=> (changed:=true;rewriteBody e)
179 :     | E.Sum(c,e)=>let
180 : cchiw 2603 val ref x=sumIndex
181 :     val c'=[c]@x
182 :     val e'=(sumIndex:=c';rewriteBody e)
183 :     val ref s=sumIndex
184 :     val z=hd(s)
185 :     val (cng,e2)=(sumIndex:=tl(s);mkSum(z,e'))
186 :     in (case cng
187 :     of 1=> (changed:=true;e2)
188 :     |_=> e2
189 :     (*end case*))
190 :     end
191 :     | E.Probe(u,v)=> let
192 :     val (c',b')=mkprobe(rewriteBody u,rewriteBody v)
193 :     in (case c'
194 :     of 1=> (changed:=true;b')
195 :     |_=> b'
196 :     (*end case*))
197 :     end
198 :    
199 : cchiw 2494 (*************Product**************)
200 : cchiw 2605 | E.Prod [] => raise Fail"missing elements in product"
201 : cchiw 2449 | E.Prod [e1] => rewriteBody e1
202 : cchiw 2496 | E.Prod((E.Add(e2))::e3)=>
203 :     (changed := true; E.Add(List.map (fn e=> E.Prod([e]@e3)) e2))
204 : cchiw 2608 | E.Prod((E.Sub(e2,e3))::e4)=>
205 :     (changed :=true; E.Sub(E.Prod([e2]@e4), E.Prod([e3]@e4 )))
206 :     | E.Prod((E.Div(e2,e3))::e4)=> (changed :=true; E.Div(E.Prod([e2]@e4), e3 ))
207 : cchiw 2496 | E.Prod(e1::E.Add(e2)::e3)=>
208 :     (changed := true; E.Add(List.map (fn e=> E.Prod([e1,e]@e3)) e2))
209 :     | E.Prod(e1::E.Sub(e2,e3)::e4)=>
210 :     (changed :=true; E.Sub(E.Prod([e1,e2]@e4), E.Prod([e1,e3]@e4 )))
211 : cchiw 2603
212 : cchiw 2510
213 :    
214 :     (*************Product EPS **************)
215 : cchiw 2605
216 : cchiw 2506 | E.Prod(E.Epsilon(i,j,k)::E.Apply(E.Partial d,e)::es)=>let
217 : cchiw 2603 val change= G.matchEps(0,d,[],[i,j,k])
218 : cchiw 2506 in case (change,es)
219 : cchiw 2553 of (1,_) =>(changed:=true; E.Const 0)
220 : cchiw 2510 | (_,[]) =>E.Prod[E.Epsilon(i,j,k),rewriteBody (E.Apply(E.Partial d,e))]
221 : cchiw 2506 |(_,_)=> let
222 :     val a=rewriteBody(E.Prod([E.Apply(E.Partial d,e)]@ es))
223 : cchiw 2603 val (_,b)=F.mkProd [E.Epsilon(i,j,k),a]
224 : cchiw 2506 in b end
225 :     end
226 : cchiw 2510 | E.Prod(E.Epsilon(i,j,k)::E.Conv(V,alpha, h, d)::es)=>let
227 : cchiw 2515
228 : cchiw 2603 val change= G.matchEps(0,d,[],[i,j,k])
229 : cchiw 2510 in case (change,es)
230 : cchiw 2553 of (1,_) =>(changed:=true; E.Const 0)
231 : cchiw 2510 | (_,[]) =>E.Prod[E.Epsilon(i,j,k),E.Conv(V,alpha, h, d)]
232 :     | (_,_) =>let
233 :     val a=rewriteBody(E.Prod([E.Conv(V,alpha, h, d)]@ es))
234 : cchiw 2603 val (_,b) = F.mkProd [E.Epsilon(i,j,k),a]
235 : cchiw 2510 in b end
236 :     end
237 :    
238 :    
239 : cchiw 2452 | E.Prod[(E.Epsilon(e1,e2,e3)), E.Tensor(_,[E.V i1,E.V i2])]=>
240 : cchiw 2553 if(e2=i1 andalso e3=i2) then (changed :=true;E.Const(0))
241 : cchiw 2452 else body
242 : cchiw 2510
243 : cchiw 2515
244 :     | E.Prod(E.Epsilon eps1::ps)=>
245 :     let
246 :    
247 :     val ref x=sumIndex
248 : cchiw 2603 val (i,s',e,rest)=G.epsToDels(x,body)
249 : cchiw 2515 in (case (i, e,rest)
250 :     of (1,[e1],_) =>(changed:=true;sumIndex:=s';e1)
251 :     |(0,eps,[])=>body
252 : cchiw 2603 | _ => let
253 : cchiw 2515 val p'=rewriteBody(E.Prod rest)
254 :     val p''= (case p' of E.Prod p=>p |e=>[e])
255 : cchiw 2603 val(_,b)= F.mkProd (e@p'')
256 : cchiw 2515 in b end
257 :     (*end case*))
258 :     end
259 :     | E.Prod(E.Sum(c1,E.Prod(E.Epsilon e1::es1))::E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es2))::es)=>let
260 :     val ref x=sumIndex
261 : cchiw 2584
262 : cchiw 2525
263 :     val m= Kt x
264 :    
265 : cchiw 2515 val c'= [c1@c2]@x
266 : cchiw 2603 val (i,s',e,rest)=G.epsToDels(c', E.Prod([E.Epsilon e1, E.Epsilon e2]@es1@es2@es))
267 : cchiw 2584 val gsg=Kt s'
268 : cchiw 2525
269 : cchiw 2584
270 : cchiw 2515 in (case (i, e,rest)
271 : cchiw 2525 of (1,[e1],_)=> (changed:=true;sumIndex:=s';let
272 :     val ss=List.nth(s',((length s')-2))
273 :     in
274 :     E.Sum(ss,e1) end )
275 : cchiw 2496 | _=>let
276 : cchiw 2515 val eA=rewriteBody(E.Sum(c1,E.Prod(E.Epsilon e1::es1)))
277 :     val eB=rewriteBody(E.Prod(E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es2))::es))
278 : cchiw 2603 val (_,e)=F.mkProd([eA,eB])
279 : cchiw 2515 in e
280 : cchiw 2496 end
281 :     (*end case*))
282 : cchiw 2463 end
283 : cchiw 2515
284 :     | E.Prod(E.Delta d::es)=>let
285 : cchiw 2603 val (pre',eps, dels,post)= F.filterGreek(E.Delta d::es)
286 : cchiw 2515 val ref x=sumIndex
287 : cchiw 2603 val (change,i',a)=G.reduceDelta(x, eps, dels, post)
288 : cchiw 2515
289 :     in (case (change,a)
290 :     of (0, _)=> E.Prod [E.Delta d,rewriteBody(E.Prod es)]
291 :     | (_, E.Prod p)=>let
292 : cchiw 2603 val (_, p') = F.mkProd p
293 : cchiw 2515 in (changed:=true;sumIndex:=i';p') end
294 :     | _ => (changed:=true;sumIndex:=i';a )
295 :     (*end case*))
296 :     end
297 :    
298 : cchiw 2603 | E.Prod[e1,e2]=> let val (_,b)=F.mkProd[rewriteBody e1, rewriteBody e2] in b end
299 : cchiw 2449 | E.Prod(e::es)=>let
300 :     val e'=rewriteBody e
301 :     val e2=rewriteBody(E.Prod es)
302 : cchiw 2494 val(_,b)=(case e2
303 : cchiw 2603 of E.Prod p'=> F.mkProd([e']@p')
304 :     |_=>F.mkProd [e',e2])
305 : cchiw 2496 in b
306 : cchiw 2515 end
307 : cchiw 2584
308 : cchiw 2397 (*end case*))
309 : cchiw 2584
310 : cchiw 2510 fun loop(body ,count) = let
311 :     val body' = rewriteBody body
312 : cchiw 2515
313 :     in
314 : cchiw 2397 if !changed
315 : cchiw 2605 then let
316 :     val _= (case testing
317 :     of 1=> (print(String.concat["\nN =>",Int.toString(count),"--",P.printbody(body')]);1)
318 :     | _=> 1)
319 :     in
320 :     (changed := false ;sumIndex:=[];loop(body',count+1))
321 :     end
322 : cchiw 2502 else (body',count)
323 : cchiw 2397 end
324 : cchiw 2502
325 :     val (b,count) = loop(body,0)
326 : cchiw 2605 val _ =(case testing
327 :     of 1 => (print(String.concat["\n out of normalize \n",P.printbody(b),"\n Final CounterXX:",Int.toString(count),"\n\n"]);1)
328 :     | _=> 1
329 :     (*end case*))
330 : cchiw 2397 in
331 : cchiw 2502 (Ein.EIN{params=params, index=index, body=b},count)
332 : cchiw 2397 end
333 : cchiw 2463 end
334 :    
335 : cchiw 2397
336 :    
337 :     end (* local *)

root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu
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