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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 2613 - (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 2613 val testing=0
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 2397 (*Apply normalize to each term in product list
131 :     or Apply normalize to tail of each list*)
132 :     fun normalize (Ein.EIN{params, index, body}) = let
133 :     val changed = ref false
134 : cchiw 2611
135 : cchiw 2605 fun rewriteBody body =(case body
136 :     of E.Const _ => body
137 :     | E.Tensor _ => body
138 :     | E.Field _ => body
139 :     | E.Delta _ => body
140 :     | E.Epsilon _ => body
141 :     | E.Conv _ => body
142 :     | E.Partial _ => body
143 :     | E.Krn _ => raise Fail"Krn before Expand"
144 :     | E.Img _ => raise Fail"Img before Expand"
145 :     | E.Value _ => raise Fail"Value before Expand"
146 : cchiw 2603
147 :     (*************Algebraic Rewrites **************)
148 : cchiw 2605 | E.Neg(E.Neg e) => rewriteBody e
149 :     | E.Neg e => E.Neg(rewriteBody e)
150 :     | E.Lift e => E.Lift(rewriteBody e)
151 :     | E.Add es => let val (change,body')= F.mkAdd(List.map rewriteBody es)
152 : cchiw 2452 in if (change=1) then ( changed:=true;body') else body' end
153 : cchiw 2605 | E.Sub(a, E.Field f)=> (changed:=true;E.Add[a, E.Neg(E.Field(f))])
154 :     | E.Sub(E.Sub(a,b),E.Sub(c,d)) => rewriteBody(E.Sub(E.Add[a,d],E.Add[b,c]))
155 : cchiw 2611 | E.Sub(E.Sub(a,b),e2) => rewriteBody (E.Sub(a,E.Add[b,e2]))
156 :     | E.Sub(e1,E.Sub(c,d)) => rewriteBody(E.Add([E.Sub(e1,c),d]))
157 :     | E.Sub (a,b) => E.Sub(rewriteBody a, rewriteBody b)
158 : cchiw 2605 | E.Div(E.Div(a,b),E.Div(c,d)) => rewriteBody(E.Div(E.Prod[a,d],E.Prod[b,c]))
159 :     | E.Div(E.Div(a,b),c) => rewriteBody (E.Div(a, E.Prod[b,c]))
160 : cchiw 2611 | E.Div(a,E.Div(b,c)) => rewriteBody (E.Div(E.Prod[a,c],b))
161 : cchiw 2605 | E.Div (a, b) => E.Div(rewriteBody a, rewriteBody b)
162 : cchiw 2603
163 :     (**************Apply, Sum, Probe**************)
164 : cchiw 2611 | E.Apply(E.Partial [],e) => e
165 :     | E.Apply(E.Partial d1, e1) =>
166 :     let
167 : cchiw 2603 val e2 = rewriteBody e1
168 :     val (c,e3)=mkapply(E.Partial d1,e2)
169 :     in (case c of 1=>(changed:=true;e3)| _ =>e3 (*end case*))
170 :     end
171 : cchiw 2611 | E.Apply _ => raise Fail" Not well-formed Apply expression"
172 :     | E.Sum([],e) => (changed:=true;rewriteBody e)
173 :     | E.Sum(c,e) => let
174 :     val (c,e')=mkSum(c,rewriteBody e)
175 :     in (case c of 0 => e'|_ => (changed:=true;e'))
176 : cchiw 2603 end
177 : cchiw 2611 | E.Probe(u,v) =>
178 :     let
179 : cchiw 2603 val (c',b')=mkprobe(rewriteBody u,rewriteBody v)
180 :     in (case c'
181 :     of 1=> (changed:=true;b')
182 :     |_=> b'
183 :     (*end case*))
184 :     end
185 : cchiw 2494 (*************Product**************)
186 : cchiw 2605 | E.Prod [] => raise Fail"missing elements in product"
187 : cchiw 2449 | E.Prod [e1] => rewriteBody e1
188 : cchiw 2496 | E.Prod((E.Add(e2))::e3)=>
189 :     (changed := true; E.Add(List.map (fn e=> E.Prod([e]@e3)) e2))
190 : cchiw 2608 | E.Prod((E.Sub(e2,e3))::e4)=>
191 :     (changed :=true; E.Sub(E.Prod([e2]@e4), E.Prod([e3]@e4 )))
192 :     | E.Prod((E.Div(e2,e3))::e4)=> (changed :=true; E.Div(E.Prod([e2]@e4), e3 ))
193 : cchiw 2496 | E.Prod(e1::E.Add(e2)::e3)=>
194 :     (changed := true; E.Add(List.map (fn e=> E.Prod([e1,e]@e3)) e2))
195 :     | 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 :     (*************Product EPS **************)
200 : cchiw 2605
201 : cchiw 2506 | E.Prod(E.Epsilon(i,j,k)::E.Apply(E.Partial d,e)::es)=>let
202 : cchiw 2603 val change= G.matchEps(0,d,[],[i,j,k])
203 : cchiw 2506 in case (change,es)
204 : cchiw 2611 of (1,_) =>(changed:=true; E.Const 0)
205 : cchiw 2510 | (_,[]) =>E.Prod[E.Epsilon(i,j,k),rewriteBody (E.Apply(E.Partial d,e))]
206 : cchiw 2506 |(_,_)=> let
207 :     val a=rewriteBody(E.Prod([E.Apply(E.Partial d,e)]@ es))
208 : cchiw 2603 val (_,b)=F.mkProd [E.Epsilon(i,j,k),a]
209 : cchiw 2611 in b end
210 : cchiw 2506 end
211 : cchiw 2510 | E.Prod(E.Epsilon(i,j,k)::E.Conv(V,alpha, h, d)::es)=>let
212 : cchiw 2611 val change= G.matchEps(0,d,[],[i,j,k])
213 :     in case (change,es)
214 :     of (1,_) =>(changed:=true; E.Const 0)
215 :     | (_,[]) =>E.Prod[E.Epsilon(i,j,k),E.Conv(V,alpha, h, d)]
216 :     | (_,_) =>let
217 :     val a=rewriteBody(E.Prod([E.Conv(V,alpha, h, d)]@ es))
218 :     val (_,b) = F.mkProd [E.Epsilon(i,j,k),a]
219 :     in b end
220 :     end
221 :    
222 : cchiw 2452 | E.Prod[(E.Epsilon(e1,e2,e3)), E.Tensor(_,[E.V i1,E.V i2])]=>
223 : cchiw 2553 if(e2=i1 andalso e3=i2) then (changed :=true;E.Const(0))
224 : cchiw 2452 else body
225 : cchiw 2510
226 : cchiw 2611 | E.Prod(E.Epsilon eps1::ps)=> (case (G.epsToDels(E.Epsilon eps1::ps))
227 :     of (1,e,[],_,_) =>(changed:=true;e)(* Changed to Deltas *)
228 :     | (1,e,sx,_,_) =>(changed:=true;E.Sum(sx,e))(* Changed to Deltas *)
229 :     | (0,_,_,_,[]) => body
230 :     | (0,_,_,epsAll,rest) => let
231 : cchiw 2515 val p'=rewriteBody(E.Prod rest)
232 : cchiw 2611 val(_,b)= F.mkProd(epsAll@[p'])
233 : cchiw 2515 in b end
234 : cchiw 2611 (*end case*))
235 :    
236 :     | E.Prod(E.Sum(c1,E.Prod(E.Epsilon e1::es1))::E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es2))::es) =>
237 :     (case G.epsToDels([E.Epsilon e1, E.Epsilon e2]@es1@es2@es)
238 :     of (1,e,sx,_,_)=> (changed:=true; E.Sum(c1@c2@sx,e))
239 :     | (0,_,_,_,_)=>let
240 :     val eA=rewriteBody(E.Sum(c1,E.Prod(E.Epsilon e1::es1)))
241 :     val eB=rewriteBody(E.Prod(E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es2))::es))
242 :     val (_,e)=F.mkProd([eA,eB])
243 :     in e
244 :     end
245 :     (*end case*))
246 :    
247 : cchiw 2515 | E.Prod(E.Delta d::es)=>let
248 : cchiw 2603 val (pre',eps, dels,post)= F.filterGreek(E.Delta d::es)
249 : cchiw 2611 val (change,a)=G.reduceDelta(eps, dels, post)
250 : cchiw 2515 in (case (change,a)
251 :     of (0, _)=> E.Prod [E.Delta d,rewriteBody(E.Prod es)]
252 :     | (_, E.Prod p)=>let
253 : cchiw 2603 val (_, p') = F.mkProd p
254 : cchiw 2611 in (changed:=true;p') end
255 :     | _ => (changed:=true;a )
256 : cchiw 2515 (*end case*))
257 :     end
258 :    
259 : cchiw 2603 | E.Prod[e1,e2]=> let val (_,b)=F.mkProd[rewriteBody e1, rewriteBody e2] in b end
260 : cchiw 2449 | E.Prod(e::es)=>let
261 :     val e'=rewriteBody e
262 :     val e2=rewriteBody(E.Prod es)
263 : cchiw 2494 val(_,b)=(case e2
264 : cchiw 2603 of E.Prod p'=> F.mkProd([e']@p')
265 :     |_=>F.mkProd [e',e2])
266 : cchiw 2496 in b
267 : cchiw 2515 end
268 : cchiw 2584
269 : cchiw 2397 (*end case*))
270 : cchiw 2584
271 : cchiw 2510 fun loop(body ,count) = let
272 :     val body' = rewriteBody body
273 : cchiw 2515
274 :     in
275 : cchiw 2397 if !changed
276 : cchiw 2605 then let
277 :     val _= (case testing
278 :     of 1=> (print(String.concat["\nN =>",Int.toString(count),"--",P.printbody(body')]);1)
279 :     | _=> 1)
280 :     in
281 : cchiw 2611 (changed := false ;loop(body',count+1))
282 : cchiw 2605 end
283 : cchiw 2502 else (body',count)
284 : cchiw 2397 end
285 : cchiw 2502
286 :     val (b,count) = loop(body,0)
287 : cchiw 2605 val _ =(case testing
288 :     of 1 => (print(String.concat["\n out of normalize \n",P.printbody(b),"\n Final CounterXX:",Int.toString(count),"\n\n"]);1)
289 :     | _=> 1
290 :     (*end case*))
291 : cchiw 2397 in
292 : cchiw 2502 (Ein.EIN{params=params, index=index, body=b},count)
293 : cchiw 2397 end
294 : cchiw 2463 end
295 :    
296 : cchiw 2397
297 :    
298 :     end (* local *)

root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu
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