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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 2843 - (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 2795 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 : cchiw 2843 | E.Eps2 _ => (0,E.Sum(c1,e1))
41 : cchiw 2838 (*| E.Tensor [] => (1,e1)*)
42 : cchiw 2603 | E.Tensor _ => (0,E.Sum(c1,e1))
43 :     | E.Neg e2 => (1,E.Neg(E.Sum(c1,e2)))
44 : cchiw 2608 | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Sum(c1,a),E.Sum(c1,b)))
45 :     | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Sum(c1,a)) e))
46 :     | E.Div (a,b) => (1,E.Div(E.Sum(c1,a),E.Sum(c1,b)))
47 : cchiw 2603 | E.Lift e => (1,E.Lift(E.Sum(c1,e)))
48 :     | E.Sum(c2,e2)=> (1,E.Sum(c1@c2,e2))
49 :     | E.Prod p =>F.filterSca(c1,p)
50 :     | E.Const _ => err("Sum of Const")
51 :     | E.Partial _ => err("Sum of Partial")
52 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
53 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
54 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
55 :     (*end case*))
56 : cchiw 2452
57 : cchiw 2603 (*rewritten Apply*)
58 :     fun mkapply(d1,e1)=(case e1
59 :     of E.Lift e => (1,E.Const 0)
60 :     | E.Prod [] => err("Apply of empty product")
61 :     | E.Add [] => err("Apply of empty Addition")
62 :     | E.Conv(v, alpha, h, d2) =>let
63 :     val E.Partial d3=d1
64 :     in (1,E.Conv(v,alpha,h,d2@d3)) end
65 :     | E.Field _ => (0,E.Apply(d1,e1))
66 : cchiw 2789 | E.Probe _ => (0,E.Apply(d1,e1)) (*FIX ME, Should be error actually apply of a tensor result*)
67 : cchiw 2603 | E.Apply(E.Partial d2,e2) => let
68 :     val E.Partial d3=d1
69 :     in (1,E.Apply(E.Partial(d3@d2),e2)) end
70 : cchiw 2608 | E.Apply _ => err" Apply of non-Partial expression"
71 :     | E.Sum(c2,e2)=> (1,E.Sum(c2,E.Apply(d1,e2)))
72 : cchiw 2603 | E.Neg e2 => (1,E.Neg(E.Apply(d1,e2)))
73 :     | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Apply(d1,a)) e))
74 :     | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Apply(d1,a),E.Apply(d1,b)))
75 : cchiw 2608 | E.Div (g,b) => let
76 :     in
77 :     (case F.filterField[b]
78 :     of (_,[]) => (1,E.Div(E.Apply(d1,g),b)) (*Division by a real*)
79 :     | (pre,h) => let
80 :     val g'=E.Apply(d1,g)
81 :     val h'=E.Apply(d1,flatProd(h))
82 :     val num=E.Sub(E.Prod([g']@h),E.Prod[g,h'])
83 :     val denom=E.Prod(pre@h@h)
84 :     in (1,E.Div(num,denom))
85 :     end
86 :     (*end case*))
87 :     end
88 :    
89 : cchiw 2603 | E.Prod p =>let
90 :     val (pre, post)= F.filterField p
91 :     val E.Partial d3=d1
92 :     in F.mkProd(pre@[prodAppPartial(post,d3)])
93 : cchiw 2515 end
94 : cchiw 2603 | E.Const _ => err("Const without Lift")
95 :     | E.Tensor _ => err("Tensor without Lift")
96 :     | E.Delta _ => err("Apply of Delta")
97 :     | E.Epsilon _ => err("Apply of Eps")
98 : cchiw 2843 | E.Eps2 _ => err("Apply of Eps")
99 : cchiw 2603 | E.Partial _ => err("Apply of Partial")
100 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
101 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
102 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
103 :     (*end case*))
104 :    
105 : cchiw 2515
106 : cchiw 2603 (*rewritten probe*)
107 :     fun mkprobe(e1,x)=(case e1
108 :     of E.Lift e => (1,e)
109 :     | E.Prod [] => err("Probe of empty product")
110 :     | E.Prod p => (1,E.Prod (List.map (fn(a)=>E.Probe(a,x)) p))
111 :     | E.Apply _ => (0,E.Probe(e1,x))
112 :     | E.Conv _ => (0,E.Probe(e1,x))
113 :     | E.Field _ => (0,E.Probe(e1,x))
114 : cchiw 2608 | E.Sum(c,e') => (1,E.Sum(c,E.Probe(e',x)))
115 : cchiw 2603 | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Probe(a,x)) e))
116 :     | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Probe(a,x),E.Probe(b,x)))
117 :     | E.Neg e' => (1,E.Neg(E.Probe(e',x)))
118 : cchiw 2608 | E.Div (a,b) => (1,E.Div(E.Probe(a,x),E.Probe(b,x)))
119 : cchiw 2603 | E.Const _ => err("Const without Lift")
120 :     | E.Tensor _ => err("Tensor without Lift")
121 : cchiw 2843 | E.Delta _ => (0,e1)
122 :     | E.Epsilon _ => (0,e1)
123 :     | E.Eps2 _ => (0,e1)
124 : cchiw 2603 | E.Partial _ => err("Probe Partial")
125 :     | E.Probe _ => err("Probe of a Probe")
126 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
127 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
128 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
129 :     (*end case*))
130 : cchiw 2515
131 : cchiw 2499
132 : cchiw 2397
133 : cchiw 2525
134 : cchiw 2397 (*Apply normalize to each term in product list
135 :     or Apply normalize to tail of each list*)
136 : cchiw 2838 fun normalize (ee as Ein.EIN{params, index, body}) = let
137 : cchiw 2397 val changed = ref false
138 : cchiw 2611
139 : cchiw 2605 fun rewriteBody body =(case body
140 :     of E.Const _ => body
141 :     | E.Tensor _ => body
142 :     | E.Field _ => body
143 :     | E.Delta _ => body
144 :     | E.Epsilon _ => body
145 : cchiw 2843 | E.Eps2 _ => body
146 : cchiw 2605 | E.Conv _ => body
147 :     | E.Partial _ => body
148 :     | E.Krn _ => raise Fail"Krn before Expand"
149 :     | E.Img _ => raise Fail"Img before Expand"
150 :     | E.Value _ => raise Fail"Value before Expand"
151 : cchiw 2603
152 :     (*************Algebraic Rewrites **************)
153 : cchiw 2605 | E.Neg(E.Neg e) => rewriteBody e
154 :     | E.Neg e => E.Neg(rewriteBody e)
155 :     | E.Lift e => E.Lift(rewriteBody e)
156 :     | E.Add es => let val (change,body')= F.mkAdd(List.map rewriteBody es)
157 : cchiw 2452 in if (change=1) then ( changed:=true;body') else body' end
158 : cchiw 2605 | E.Sub(a, E.Field f)=> (changed:=true;E.Add[a, E.Neg(E.Field(f))])
159 :     | E.Sub(E.Sub(a,b),E.Sub(c,d)) => rewriteBody(E.Sub(E.Add[a,d],E.Add[b,c]))
160 : cchiw 2611 | E.Sub(E.Sub(a,b),e2) => rewriteBody (E.Sub(a,E.Add[b,e2]))
161 :     | E.Sub(e1,E.Sub(c,d)) => rewriteBody(E.Add([E.Sub(e1,c),d]))
162 :     | E.Sub (a,b) => E.Sub(rewriteBody a, rewriteBody b)
163 : cchiw 2843 | E.Div(e1 as E.Tensor(_,[_]),e2 as E.Tensor(_,[]))=>
164 :     rewriteBody (E.Prod[E.Div(E.Const 1, e2),e1])
165 : cchiw 2605 | 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 : cchiw 2611 | E.Div(a,E.Div(b,c)) => rewriteBody (E.Div(E.Prod[a,c],b))
168 : cchiw 2605 | E.Div (a, b) => E.Div(rewriteBody a, rewriteBody b)
169 : cchiw 2603
170 :     (**************Apply, Sum, Probe**************)
171 : cchiw 2611 | E.Apply(E.Partial [],e) => e
172 :     | E.Apply(E.Partial d1, e1) =>
173 :     let
174 : cchiw 2603 val e2 = rewriteBody e1
175 :     val (c,e3)=mkapply(E.Partial d1,e2)
176 :     in (case c of 1=>(changed:=true;e3)| _ =>e3 (*end case*))
177 :     end
178 : cchiw 2611 | E.Apply _ => raise Fail" Not well-formed Apply expression"
179 :     | E.Sum([],e) => (changed:=true;rewriteBody e)
180 :     | E.Sum(c,e) => let
181 :     val (c,e')=mkSum(c,rewriteBody e)
182 :     in (case c of 0 => e'|_ => (changed:=true;e'))
183 : cchiw 2603 end
184 : cchiw 2611 | E.Probe(u,v) =>
185 :     let
186 : cchiw 2603 val (c',b')=mkprobe(rewriteBody u,rewriteBody v)
187 :     in (case c'
188 :     of 1=> (changed:=true;b')
189 :     |_=> b'
190 :     (*end case*))
191 :     end
192 : cchiw 2494 (*************Product**************)
193 : cchiw 2605 | E.Prod [] => raise Fail"missing elements in product"
194 : cchiw 2449 | E.Prod [e1] => rewriteBody e1
195 : cchiw 2496 | E.Prod((E.Add(e2))::e3)=>
196 :     (changed := true; E.Add(List.map (fn e=> E.Prod([e]@e3)) e2))
197 : cchiw 2608 | E.Prod((E.Sub(e2,e3))::e4)=>
198 :     (changed :=true; E.Sub(E.Prod([e2]@e4), E.Prod([e3]@e4 )))
199 :     | E.Prod((E.Div(e2,e3))::e4)=> (changed :=true; E.Div(E.Prod([e2]@e4), e3 ))
200 : cchiw 2496 | E.Prod(e1::E.Add(e2)::e3)=>
201 :     (changed := true; E.Add(List.map (fn e=> E.Prod([e1,e]@e3)) e2))
202 :     | E.Prod(e1::E.Sub(e2,e3)::e4)=>
203 :     (changed :=true; E.Sub(E.Prod([e1,e2]@e4), E.Prod([e1,e3]@e4 )))
204 : cchiw 2603
205 : cchiw 2510
206 :     (*************Product EPS **************)
207 : cchiw 2605
208 : cchiw 2506 | E.Prod(E.Epsilon(i,j,k)::E.Apply(E.Partial d,e)::es)=>let
209 : cchiw 2603 val change= G.matchEps(0,d,[],[i,j,k])
210 : cchiw 2506 in case (change,es)
211 : cchiw 2611 of (1,_) =>(changed:=true; E.Const 0)
212 : cchiw 2510 | (_,[]) =>E.Prod[E.Epsilon(i,j,k),rewriteBody (E.Apply(E.Partial d,e))]
213 : cchiw 2506 |(_,_)=> let
214 :     val a=rewriteBody(E.Prod([E.Apply(E.Partial d,e)]@ es))
215 : cchiw 2603 val (_,b)=F.mkProd [E.Epsilon(i,j,k),a]
216 : cchiw 2611 in b end
217 : cchiw 2506 end
218 : cchiw 2510 | E.Prod(E.Epsilon(i,j,k)::E.Conv(V,alpha, h, d)::es)=>let
219 : cchiw 2611 val change= G.matchEps(0,d,[],[i,j,k])
220 :     in case (change,es)
221 :     of (1,_) =>(changed:=true; E.Const 0)
222 :     | (_,[]) =>E.Prod[E.Epsilon(i,j,k),E.Conv(V,alpha, h, d)]
223 :     | (_,_) =>let
224 :     val a=rewriteBody(E.Prod([E.Conv(V,alpha, h, d)]@ es))
225 :     val (_,b) = F.mkProd [E.Epsilon(i,j,k),a]
226 :     in b end
227 :     end
228 :    
229 : cchiw 2452 | E.Prod[(E.Epsilon(e1,e2,e3)), E.Tensor(_,[E.V i1,E.V i2])]=>
230 : cchiw 2553 if(e2=i1 andalso e3=i2) then (changed :=true;E.Const(0))
231 : cchiw 2452 else body
232 : cchiw 2510
233 : cchiw 2611 | E.Prod(E.Epsilon eps1::ps)=> (case (G.epsToDels(E.Epsilon eps1::ps))
234 :     of (1,e,[],_,_) =>(changed:=true;e)(* Changed to Deltas *)
235 :     | (1,e,sx,_,_) =>(changed:=true;E.Sum(sx,e))(* Changed to Deltas *)
236 : cchiw 2615 | (_,_,_,_,[]) => body
237 :     | (_,_,_,epsAll,rest) => let
238 : cchiw 2515 val p'=rewriteBody(E.Prod rest)
239 : cchiw 2611 val(_,b)= F.mkProd(epsAll@[p'])
240 : cchiw 2515 in b end
241 : cchiw 2611 (*end case*))
242 :    
243 :     | E.Prod(E.Sum(c1,E.Prod(E.Epsilon e1::es1))::E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es2))::es) =>
244 :     (case G.epsToDels([E.Epsilon e1, E.Epsilon e2]@es1@es2@es)
245 :     of (1,e,sx,_,_)=> (changed:=true; E.Sum(c1@c2@sx,e))
246 : cchiw 2615 | (_,_,_,_,_)=>let
247 : cchiw 2611 val eA=rewriteBody(E.Sum(c1,E.Prod(E.Epsilon e1::es1)))
248 :     val eB=rewriteBody(E.Prod(E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es2))::es))
249 :     val (_,e)=F.mkProd([eA,eB])
250 :     in e
251 :     end
252 :     (*end case*))
253 : cchiw 2838
254 :     | E.Prod[E.Delta d, E.Neg e]=> (changed:=true;E.Neg(E.Prod[E.Delta d, e]))
255 : cchiw 2515 | E.Prod(E.Delta d::es)=>let
256 : cchiw 2603 val (pre',eps, dels,post)= F.filterGreek(E.Delta d::es)
257 : cchiw 2611 val (change,a)=G.reduceDelta(eps, dels, post)
258 : cchiw 2515 in (case (change,a)
259 :     of (0, _)=> E.Prod [E.Delta d,rewriteBody(E.Prod es)]
260 :     | (_, E.Prod p)=>let
261 : cchiw 2603 val (_, p') = F.mkProd p
262 : cchiw 2611 in (changed:=true;p') end
263 :     | _ => (changed:=true;a )
264 : cchiw 2515 (*end case*))
265 :     end
266 :    
267 : cchiw 2603 | E.Prod[e1,e2]=> let val (_,b)=F.mkProd[rewriteBody e1, rewriteBody e2] in b end
268 : cchiw 2449 | E.Prod(e::es)=>let
269 :     val e'=rewriteBody e
270 :     val e2=rewriteBody(E.Prod es)
271 : cchiw 2494 val(_,b)=(case e2
272 : cchiw 2603 of E.Prod p'=> F.mkProd([e']@p')
273 :     |_=>F.mkProd [e',e2])
274 : cchiw 2496 in b
275 : cchiw 2515 end
276 : cchiw 2584
277 : cchiw 2397 (*end case*))
278 : cchiw 2584
279 : cchiw 2510 fun loop(body ,count) = let
280 : cchiw 2838 val _ =print(String.concat["\n\n N =>",Int.toString(count),"--",P.printbody(body)])
281 : cchiw 2510 val body' = rewriteBody body
282 : cchiw 2838
283 : cchiw 2515 in
284 : cchiw 2397 if !changed
285 : cchiw 2838 then (changed := false ;loop(body',count+1))
286 : cchiw 2502 else (body',count)
287 : cchiw 2397 end
288 : cchiw 2838 val _ =print(String.concat["\n ******************* \n Start Normalize \n\n "])
289 : cchiw 2502 val (b,count) = loop(body,0)
290 : cchiw 2838 val _ =print(String.concat["\n Out of normalize \n",P.printbody(b),"\n Final CounterXX:",Int.toString(count),"\n\n"])
291 :     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 *)

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