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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 3267 - (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 2870 structure Eq=EqualEin
11 :     structure R=RationalEin
12 : cchiw 2605
13 : cchiw 2397 in
14 :    
15 : cchiw 3153 val testing=0
16 : cchiw 2845 fun err str=raise Fail (String.concat["Ill-formed EIN Operator",str])
17 :     fun mkProd e= F.mkProd e
18 :     fun filterSca e=F.filterSca e
19 :     fun mkAdd e=F.mkAdd e
20 :     fun filterGreek e=F.filterGreek e
21 : cchiw 3138 fun mkapply e= derivativeEin.mkapply e
22 : cchiw 2845 fun testp n=(case testing
23 :     of 0=> 1
24 :     | _ =>(print(String.concat n);1)
25 :     (*end case*))
26 : cchiw 2608
27 : cchiw 3138
28 : cchiw 2845 (*mkSum:sum_indexid list * ein_exp->int *ein_exp
29 :     *distribute summation expression
30 :     *)
31 : cchiw 3138 fun mkSum(c1,e1)=(case e1
32 : cchiw 2922 of E.Lift e => (1,E.Lift(E.Sum(c1,e)))
33 :     | E.Tensor(_,[]) => (1,e1)
34 :     | E.Const _ => (1,e1)
35 :     | E.ConstR _ => (1,e1)
36 :     | E.Prod p => filterSca(c1,p)
37 :     | _ => (0,E.Sum(c1,e1))
38 :     (*end case*))
39 : cchiw 2923
40 : cchiw 2870
41 : cchiw 2845 (*mkprobe:ein_exp* ein_exp-> int ein_exp
42 :     *rewritten probe
43 :     *)
44 : cchiw 3138 fun mkprobe(e1,x)=let
45 : cchiw 2955 val (c,rtn)=(case e1
46 : cchiw 2976 of E.Lift e => (1,e)
47 :     | E.Sqrt a => (1,E.Sqrt(E.Probe(a,x)))
48 : cchiw 3138 | E.Cosine a => (1,E.Cosine(E.Probe(a,x)))
49 :     | E.ArcCosine a => (1,E.ArcCosine(E.Probe(a,x)))
50 :     | E.Sine a => (1,E.Sine(E.Probe(a,x)))
51 :     | E.ArcSine a => (1,E.ArcSine(E.Probe(a,x)))
52 : cchiw 2976 | E.PowReal(a,n1) => (1,E.PowReal(E.Probe(a,x),n1))
53 :     | E.Prod [] => err("Probe of empty product")
54 :     | E.Prod p => (1,E.Prod (List.map (fn(a)=>E.Probe(a,x)) p))
55 :     | E.Apply _ => (0,E.Probe(e1,x))
56 :     | E.Conv _ => (0,E.Probe(e1,x))
57 :     | E.Field _ => (0,E.Probe(e1,x))
58 :     | E.Sum(c,e') => (1,E.Sum(c,E.Probe(e',x)))
59 :     | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Probe(a,x)) e))
60 :     | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Probe(a,x),E.Probe(b,x)))
61 :     | E.Neg a => (1,E.Neg(E.Probe(a,x)))
62 :     | E.Div (a,b) => (1,E.Div(E.Probe(a,x),E.Probe(b,x)))
63 : cchiw 3138 | E.Const _ => (1,e1)
64 : cchiw 2976 | Ein.ConstR _ =>(1,e1)
65 :     | E.Tensor _ => err("Tensor without Lift")
66 :     | E.Delta _ => (0,e1)
67 :     | E.Epsilon _ => (0,e1)
68 :     | E.Eps2 _ => (0,e1)
69 :     | E.Partial _ => err("Probe Partial")
70 :     | E.Probe _ => err("Probe of a Probe")
71 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
72 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
73 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
74 :     (*end case*))
75 :     in
76 :     (c,rtn)
77 :     end
78 : cchiw 2603
79 : cchiw 2845 (* normalize: EIN->EIN
80 :     * rewrite body of EIN
81 :     * note "c" keeps track if ein_exp is changed
82 :     *)
83 : cchiw 2870 fun normalize (ee as Ein.EIN{params, index, body},args) = let
84 : cchiw 2397 val changed = ref false
85 : cchiw 2605 fun rewriteBody body =(case body
86 : cchiw 2845 of E.Const _ => body
87 : cchiw 3152 | Ein.ConstR _ => body
88 : cchiw 2845 | E.Tensor _ => body
89 :     | E.Field _ => body
90 :     | E.Delta _ => body
91 :     | E.Epsilon _ => body
92 :     | E.Eps2 _ => body
93 :     | E.Conv _ => body
94 :     | E.Partial _ => body
95 :     | E.Krn _ => raise Fail"Krn before Expand"
96 :     | E.Img _ => raise Fail"Img before Expand"
97 :     | E.Value _ => raise Fail"Value before Expand"
98 :     | E.Lift e => E.Lift(rewriteBody e)
99 : cchiw 2867 | E.Sqrt e => E.Sqrt(rewriteBody e)
100 : cchiw 3152 | E.Cosine e => E.Cosine(rewriteBody e)
101 :     | E.ArcCosine e => E.ArcCosine(rewriteBody e)
102 : cchiw 3138 | E.Sine e => E.Sine(rewriteBody e)
103 : cchiw 3152 | E.ArcSine e => E.ArcSine(rewriteBody e)
104 :     | E.PowInt(e,n1) => E.PowInt(rewriteBody e,n1)
105 :     | E.PowReal(e,n1) => E.PowReal(rewriteBody e,n1)
106 : cchiw 3138 (*************Algebraic Rewrites **************)
107 : cchiw 3193 | E.Neg(E.Neg e) => rewriteBody e
108 :     | E.Neg(E.Const 0) => ( changed:=true;E.Const 0)
109 :     | E.Neg e => E.Neg(rewriteBody e)
110 : cchiw 2845 | E.Add es => let
111 :     val (change,body')= mkAdd(List.map rewriteBody es)
112 :     in if (change=1) then ( changed:=true;body') else body' end
113 : cchiw 3138 (*
114 :     | E.Sub(a, E.Field f)=> (changed:=true;E.Add[a, E.Neg(E.Field(f))])
115 : cchiw 3193
116 : cchiw 3138 *)
117 : cchiw 3193 | E.Sub (E.Const 0,b) => (changed:=true;E.Neg(rewriteBody b))
118 :     | E.Sub (a,E.Const 0) => (changed:=true;rewriteBody a)
119 : cchiw 2845 | E.Sub (a,b) => E.Sub(rewriteBody a, rewriteBody b)
120 : cchiw 3193 | E.Div(E.Const 0,e) => (changed:=true;E.Const 0)
121 :     (*| E.Div(e1 as E.Tensor(_,[_]),e2 as E.Tensor(_,[]))=>
122 :     rewriteBody (E.Prod[E.Div(E.Const 1, e2),e1])*)
123 : cchiw 2845 | E.Div(E.Div(a,b),E.Div(c,d)) => rewriteBody(E.Div(E.Prod[a,d],E.Prod[b,c]))
124 :     | E.Div(E.Div(a,b),c) => rewriteBody (E.Div(a, E.Prod[b,c]))
125 :     | E.Div(a,E.Div(b,c)) => rewriteBody (E.Div(E.Prod[a,c],b))
126 :     | E.Div (a, b) => (E.Div(rewriteBody a, rewriteBody b))
127 :     (**************Apply, Sum, Probe**************)
128 :     | E.Apply(E.Partial [],e) => e
129 :     | E.Apply(E.Partial d1, e1) =>
130 :     let
131 :     val e2 = rewriteBody e1
132 :     val (c,e3)=mkapply(E.Partial d1,e2)
133 :     in
134 :     (case c of 1=>(changed:=true;e3)| _ =>e3 (*end case*))
135 :     end
136 :     | E.Apply _ => raise Fail" Not well-formed Apply expression"
137 :     | E.Sum([],e) => (changed:=true;rewriteBody e)
138 :     | E.Sum(c,e) => let
139 :     val (c,e')=mkSum(c,rewriteBody e)
140 :     in
141 :     (case c of 0 => e'|_ => (changed:=true;e'))
142 :     end
143 :     | E.Probe(u,v) =>
144 :     let
145 :     val (c',b')=mkprobe(rewriteBody u,rewriteBody v)
146 :     in (case c'
147 :     of 1=> (changed:=true;b')
148 :     |_=> b'
149 :     (*end case*))
150 :     end
151 :     (*************Product**************)
152 :     | E.Prod [] => raise Fail"missing elements in product"
153 :     | E.Prod [e1] => rewriteBody e1
154 : cchiw 2906 (*
155 : cchiw 3193 | E.Prod((E.Div(e2,e3))::e4)=> (changed :=true; let
156 :     val e1'=E.Div(E.Prod([e2]@e4), e3)
157 :     val _ =print("\n\nprodiv: "^ P.printbody(body)^"\n=>"^ P.printbody(e1'))
158 :     in e1' end
159 :     )
160 : cchiw 3138 *)
161 : cchiw 3193 | E.Prod[(e1 as E.Sqrt(s1)),(e2 as E.Sqrt(s2))]=>
162 : cchiw 3166 if(Eq.isBodyEq(s1,s2)) then (changed :=true;s1)
163 : cchiw 2903 else let
164 : cchiw 2955 val a=rewriteBody e1
165 : cchiw 3193 val b=rewriteBody e2
166 : cchiw 2955 val (_,d)=mkProd ([a,b])
167 :     in d
168 :     end
169 : cchiw 3166
170 : cchiw 2845 (*************Product EPS **************)
171 : cchiw 2611
172 : cchiw 2845 | E.Prod(E.Epsilon(i,j,k)::E.Apply(E.Partial d,e)::es)=>let
173 :     val change= G.matchEps(0,d,[],[i,j,k])
174 :     in case (change,es)
175 :     of (1,_) =>(changed:=true; E.Const 0)
176 :     | (_,[]) =>E.Prod[E.Epsilon(i,j,k),rewriteBody (E.Apply(E.Partial d,e))]
177 :     |(_,_)=> let
178 :     val a=rewriteBody(E.Prod([E.Apply(E.Partial d,e)]@ es))
179 :     val (_,b)=mkProd [E.Epsilon(i,j,k),a]
180 :     in b end
181 :     end
182 : cchiw 2856 (*
183 :     | E.Prod(E.Epsilon(i,j,k)::E.Conv(V1,[a1], h1, d1)::E.Conv(V,alpha, h, d)::es)=>let
184 :     val change= G.matchEps(0,alpha@d,[],[i,j,k])
185 :     in case (change,es)
186 :     of (1,_) =>(changed:=true; E.Lift(E.Const 0))
187 :     | (_,[]) =>E.Prod[E.Epsilon(i,j,k),E.Conv(V1,[a1], h1, d1),E.Conv(V,alpha, h, d)]
188 :     | (_,_) =>let
189 :     val a=rewriteBody(E.Prod([E.Conv(V1,[a1], h1, d1),E.Conv(V,alpha, h, d)]@ es))
190 :     val (_,b) = mkProd [E.Epsilon(i,j,k),a]
191 :     in b end
192 :     end
193 :     *)
194 : cchiw 2845 | E.Prod(E.Epsilon(i,j,k)::E.Conv(V,alpha, h, d)::es)=>let
195 :     val change= G.matchEps(0,d,[],[i,j,k])
196 :     in case (change,es)
197 : cchiw 2856 of (1,_) =>(changed:=true; E.Lift(E.Const 0))
198 : cchiw 2845 | (_,[]) =>E.Prod[E.Epsilon(i,j,k),E.Conv(V,alpha, h, d)]
199 :     | (_,_) =>let
200 :     val a=rewriteBody(E.Prod([E.Conv(V,alpha, h, d)]@ es))
201 :     val (_,b) = mkProd [E.Epsilon(i,j,k),a]
202 :     in b end
203 :     end
204 :     | E.Prod[(E.Epsilon(e1,e2,e3)), E.Tensor(_,[E.V i1,E.V i2])]=>
205 :     if(e2=i1 andalso e3=i2)
206 :     then (changed :=true;E.Const(0))
207 :     else body
208 : cchiw 2856 (*
209 :     | E.Prod(E.Epsilon e1::E.Sum(c1,E.Prod(E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es3))::es2))::es1) =>
210 :     (case G.epsToDels([E.Epsilon e1, E.Epsilon e2]@es3@es2@es1)
211 :     of (1,e,sx,_,_)=> (changed:=true; E.Sum(c1@c2@sx,e))
212 :     | (_,_,_,_,_)=>let
213 :     val eA=rewriteBody(E.Epsilon e1)
214 :     val eB=rewriteBody(E.Prod(E.Sum(c1,E.Prod(E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es3))::es2))::es1))
215 :     val (_,e)=mkProd([eA,eB])
216 :     in
217 :     e
218 :     end
219 : cchiw 3138 (*end case*))
220 :     *)
221 : cchiw 2845 | E.Prod(E.Epsilon eps1::ps)=> (case (G.epsToDels(E.Epsilon eps1::ps))
222 : cchiw 3138 of (1,e,[],_,_) =>(changed:=true;e)(* Changed to Deltas*)
223 : cchiw 2845 | (1,e,sx,_,_) =>(changed:=true;E.Sum(sx,e))
224 :     (* Changed to Deltas *)
225 :     | (_,_,_,_,[]) => body
226 :     | (_,_,_,epsAll,rest) => let
227 :     val p'=rewriteBody(E.Prod rest)
228 :     val(_,b)= mkProd(epsAll@[p'])
229 :     in b end
230 :     (*end case*))
231 :     | E.Prod(E.Sum(c1,E.Prod(E.Epsilon e1::es1))::E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es2))::es) =>
232 :     (case G.epsToDels([E.Epsilon e1, E.Epsilon e2]@es1@es2@es)
233 : cchiw 2611 of (1,e,sx,_,_)=> (changed:=true; E.Sum(c1@c2@sx,e))
234 : cchiw 2615 | (_,_,_,_,_)=>let
235 : cchiw 2611 val eA=rewriteBody(E.Sum(c1,E.Prod(E.Epsilon e1::es1)))
236 : cchiw 2845 val eB=rewriteBody(E.Prod(E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es2))::es))
237 :     val (_,e)=mkProd([eA,eB])
238 :     in
239 :     e
240 :     end
241 :     (*end case*))
242 :     | E.Prod[E.Delta d, E.Neg e]=> (changed:=true;E.Neg(E.Prod[E.Delta d, e]))
243 :     | E.Prod(E.Delta d::es)=>let
244 :     val (pre',eps, dels,post)= filterGreek(E.Delta d::es)
245 : cchiw 2856 val _= testp["\n\n Reduce delta--",P.printbody(body)]
246 : cchiw 2845 val (change,a)=G.reduceDelta(eps, dels, post)
247 : cchiw 2856 val _= testp["\n\n ---delta moved--",P.printbody(a)]
248 : cchiw 2845 in (case (change,a)
249 :     of (0, _)=> E.Prod [E.Delta d,rewriteBody(E.Prod es)]
250 :     | (_, E.Prod p)=>let
251 :     val (_, p') = mkProd p
252 :     in (changed:=true;p') end
253 :     | _ => (changed:=true;a )
254 : cchiw 2611 (*end case*))
255 : cchiw 2845 end
256 :     | E.Prod[e1,e2]=> let
257 :     val (_,b)=mkProd[rewriteBody e1, rewriteBody e2]
258 :     in b end
259 :     | E.Prod(e::es)=>let
260 :     val e'=rewriteBody e
261 :     val e2=rewriteBody(E.Prod es)
262 :     val(_,b)=(case e2
263 :     of E.Prod p'=> mkProd([e']@p')
264 :     |_=>mkProd [e',e2])
265 :     in
266 :     b
267 :     end
268 : cchiw 2838
269 : cchiw 2845 (*end case*))
270 : cchiw 2584
271 : cchiw 3267 val _=testp["\n******** Start Normalize: \n",P.printerE ee,"\n*****\n"]
272 : cchiw 2845 fun loop(body ,count) = let
273 :     val _= testp["\n\n N =>",Int.toString(count),"--",P.printbody(body)]
274 :     val body' = rewriteBody body
275 : cchiw 2838
276 : cchiw 2845 in
277 :     if !changed
278 :     then (changed := false ;loop(body',count+1))
279 :     else (body',count)
280 :     end
281 : cchiw 3267
282 : cchiw 2845 val (b,count) = loop(body,0)
283 : cchiw 3138 val _ =testp["\n Out of normalize \n",P.printbody(b),
284 : cchiw 2845 "\n Final CounterXX:",Int.toString(count),"\n\n"]
285 :     in
286 :     (Ein.EIN{params=params, index=index, body=b},count)
287 :     end
288 : cchiw 2463 end
289 :    
290 : cchiw 2397
291 :     end (* local *)

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