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[diderot] Diff of /branches/charisee/src/compiler/translate/translate-basis.sml
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Diff of /branches/charisee/src/compiler/translate/translate-basis.sml

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trunk/src/compiler/translate/translate-basis.sml revision 194, Mon Aug 2 16:40:29 2010 UTC branches/charisee/src/compiler/translate/translate-basis.sml revision 2380, Fri Jun 7 22:28:15 2013 UTC
# Line 1  Line 1 
1  (* translate-basis.sml  (* translate-basis.sml
2   *   *
3   * COPYRIGHT (c) 2010 The Diderot Project (http://diderot.cs.uchicago.edu)   * COPYRIGHT (c) 2010 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4   * All rights reserved.   * All rights reserved.
5   *   *
6   * Translation for basis operations in Simple AST to HighIL code   * Translation for basis operations in Simple AST to HighIL code
# Line 13  Line 13 
13     * reverse order.     * reverse order.
14     *)     *)
15      val translate : (HighIL.var * Var.var * Types.meta_var list * HighIL.var list)      val translate : (HighIL.var * Var.var * Types.meta_var list * HighIL.var list)
16            -> HighIL.assign list            -> HighIL.assignment list
17    
18    end = struct    end = struct
19    
20      structure BV = BasisVars      structure BV = BasisVars
21      structure IL = HighIL      structure IL = HighIL
22        structure DstTy = HighILTypes
23      structure Op = HighOps      structure Op = HighOps
24      structure Ty = Types      structure Ty = Types
25      structure TU = TypeUtil      structure TU = TypeUtil
26      structure MV = MetaVar      structure MV = MetaVar
27      structure VTbl = Var.Tbl      structure VTbl = Var.Tbl
28        structure EinOp= Examples
29    
30      fun assign (y, rator, xs) = [(y, IL.OP(rator, xs))]      fun pruneTy tv = (case TU.prune(MV.toType tv)
31               of (ty as Ty.T_Var _) => raise Fail("unresolved type " ^ TU.toString ty)
32                | ty => TranslateTy.tr ty
33              (* end case *))
34    
35      fun simpleOp rator (y, [], xs) = assign (y, rator, xs)      fun pruneDim d = (case TU.pruneDim d
36               of (Ty.DimConst n) => n
37                | d => raise Fail("unresolved dimension " ^ TU.dimToString d)
38              (* end case *))
39    
40      fun tensorOp rator (y, [sv], xs) = (case TU.pruneShape(MV.toShape sv)      fun pruneShape sv = (case TU.pruneShape(MV.toShape sv)
41             of Ty.Shape dd => assign (y, rator(Op.TensorTy dd), xs)             of Ty.Shape dd => DstTy.tensorTy(List.map pruneDim dd)
42              | shp => raise Fail("unresolved shape " ^ TU.shapeToString shp)              | shp => raise Fail("unresolved shape " ^ TU.shapeToString shp)
43            (* end case *))            (* end case *))
44    
45        fun dimVarToInt dv = pruneDim(MV.toDim dv)
46        fun dimVarToTensor dv = DstTy.tensorTy[dimVarToInt dv]
47        fun dimVarToMatrix dv = let
48              val d = dimVarToInt dv
49              in
50                DstTy.tensorTy[d, d]        (* square matrix type *)
51              end
52        fun shapeVarToTensor sv = pruneShape sv
53    
54        fun assign (y, rator, xs) = [IL.ASSGN(y, IL.OP(rator, xs))]
55    
56        fun basisFn name (y, [], xs) = [IL.ASSGN(y, IL.APPLY(name, xs))]
57    
58        fun simpleOp rator (y, [], xs) = assign (y, rator, xs)
59    
60        fun tensorOp rator (y, [sv], xs) = assign (y, rator(shapeVarToTensor sv), xs)
61    
62        fun vectorOp rator (y, [dv], xs) = assign (y, rator(dimVarToTensor dv), xs)
63    
64        fun kernel h (y, [], []) = assign(y, Op.Kernel(h, 0), [])
65    
66      (* utility functions for synthesizing eigenvector/eigenvalue code *)
67        fun eigenVec (rator, dim) = let
68              val ty = DstTy.SeqTy(DstTy.realTy, dim)
69              in
70                fn (y, _, [m]) => let
71                    val v = IL.Var.new("evals", ty)
72                    in
73                      [IL.MASSGN([v, y], rator, [m])]
74                    end
75              end
76        fun eigenVal (rator, dim) = let
77              val ty = DstTy.SeqTy(DstTy.vecTy dim, dim)
78              in
79                fn (y, _, [m]) => let
80                    val v = IL.Var.new("evecs", ty)
81                    in
82                      [IL.MASSGN([y, v], rator, [m])]
83                    end
84              end
85    
86        fun assignEin(*hmm*)
87    
88        fun ScaGenToEin  rator(y, [],xs)= assignEin (y,S.transform(rator,[]), xs) (*rator should be Ein not generic*)
89    
90    
91        fun GenToEin rator(y,[sv],xs)= assignEin(y, S.transform(rator, [len(sv), sv] ),xs)
92    
93        fun createTenEin(operator, sv)=S.transform(operator,[len(sv), sv])
94        fun createFldEin(operator, f)=S.transform(operator,[  ])
95    
96    (* build a table that maps Basis variables to their translation functions *)    (* build a table that maps Basis variables to their translation functions *)
97      val tbl = let      val tbl : ((IL.var * Ty.meta_var list * IL.var list) -> IL.assignment list) VTbl.hash_table = let
98            val tbl = VTbl.mkTable (128, Fail "Translate table")            val tbl = VTbl.mkTable (128, Fail "Translate table")
99              val insert = VTbl.insert tbl
100            in            in
101              List.app (VTbl.insert tbl) [              List.app insert [
102                  (BV.add_ii,             simpleOp(Op.Add Op.IntTy)),                  (BV.lt_ii,              simpleOp(Op.LT DstTy.IntTy)),
103                  (BV.add_tt,             tensorOp Op.Add),                  (BV.lt_rr,              simpleOp(Op.LT DstTy.realTy)),
104                  (BV.sub_ii,             simpleOp(Op.Sub Op.IntTy)),                  (BV.lte_ii,             simpleOp(Op.LTE DstTy.IntTy)),
105                  (BV.sub_tt,             tensorOp Op.Sub),                  (BV.lte_rr,             simpleOp(Op.LTE DstTy.realTy)),
106                  (BV.mul_ii,             simpleOp(Op.Mul Op.IntTy)),                  (BV.gte_ii,             simpleOp(Op.GTE DstTy.IntTy)),
107                  (BV.mul_rr,             simpleOp(Op.Mul(Op.TensorTy[]))),                  (BV.gte_rr,             simpleOp(Op.GTE(DstTy.realTy))),
108                  (BV.mul_rt,             tensorOp Op.Scale),                  (BV.gt_ii,              simpleOp(Op.GT DstTy.IntTy)),
109                  (BV.mul_tr,             fn (y, sv, [t, r]) => tensorOp Op.Scale (y, sv, [r, t])),                  (BV.gt_rr,              simpleOp(Op.GT(DstTy.realTy))),
110                  (BV.div_ii,             simpleOp(Op.Div Op.IntTy)),                  (BV.equ_bb,             simpleOp(Op.EQ DstTy.BoolTy)),
111                  (BV.div_rr,             simpleOp(Op.Div(Op.TensorTy[]))),                  (BV.equ_ii,             simpleOp(Op.EQ DstTy.IntTy)),
112                  (BV.div_tr,             tensorOp Op.InvScale),                  (BV.equ_ss,             simpleOp(Op.EQ DstTy.StringTy)),
113                  (BV.lt_ii,              simpleOp(Op.LT Op.IntTy)),                  (BV.equ_rr,             simpleOp(Op.EQ(DstTy.realTy))),
114                  (BV.lt_rr,              simpleOp(Op.LT(Op.TensorTy[]))),                  (BV.neq_bb,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.BoolTy)),
115                  (BV.lte_ii,             simpleOp(Op.LTE Op.IntTy)),                  (BV.neq_ii,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.IntTy)),
116                  (BV.lte_rr,             simpleOp(Op.LTE(Op.TensorTy[]))),                  (BV.neq_ss,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.StringTy)),
117                  (BV.gte_ii,             simpleOp(Op.GTE Op.IntTy)),                  (BV.neq_rr,             simpleOp(Op.NEQ(DstTy.realTy))),
118                  (BV.gte_rr,             simpleOp(Op.GTE(Op.TensorTy[]))),  
119                  (BV.gt_ii,              simpleOp(Op.GT Op.IntTy)),                      (* Changed*)
120                  (BV.gt_rr,              simpleOp(Op.GT(Op.TensorTy[]))),  
121                  (BV.equ_bb,             simpleOp(Op.EQ Op.BoolTy)),                  (BV.add_ii,             ScaGenToEin(EinOp.addScalars)), (* DstTy.IntTy*)
122                  (BV.equ_ii,             simpleOp(Op.EQ Op.IntTy)),                  (BV.add_tt,             GenToEin(EinOp.addTensors)),
123                  (BV.equ_ss,             simpleOp(Op.EQ Op.StringTy)),  
124                  (BV.equ_rr,             simpleOp(Op.EQ(Op.TensorTy[]))),                      (*Ein*)
125                  (BV.neq_bb,             simpleOp(Op.NEQ Op.BoolTy)),                  (BV.add_ff,             fn (y, _, [f, g])
126                  (BV.neq_ii,             simpleOp(Op.NEQ Op.IntTy)),                                              =>assignEin(y, createFldEin(EinOp.addField,f ), [f, g])),
127                  (BV.neq_ss,             simpleOp(Op.NEQ Op.StringTy)),                  (BV.add_fr,             fn (y, _, [f, s])
128                  (BV.neq_rr,             simpleOp(Op.NEQ(Op.TensorTy[]))),                                              => assignEin(y, createFldEin(EinOp.addTenField,f ), [f, s])),
129                  (BV.neg_i,              simpleOp(Op.Neg Op.IntTy)),                  (BV.add_rf,             fn (y, _, [s, f])
130                                                => assignEin(y, createFldEin(EinOp.addTenField,f ), [f, s])),
131    
132                    (BV.sub_ii,             ScaGenToEin(EinOp.subScalars)), (*DstTy.IntTy*)
133                    (BV.sub_tt,             GenToEin(EinOp.subTensor)),
134                    (BV.sub_ff,             fn (y, _, [f, g])
135                                                => assignEin(y, createFldEin(EinOp.subField,f), [f, g])),
136    
137                    (* UnChanged*)
138                    (BV.sub_fr,             fn (y, _, [f, s]) => let
139                                              val s' = IL.Var.copy s
140                                              in [
141                                                IL.ASSGN(s', IL.OP(Op.Neg DstTy.realTy, [s])),
142                                                IL.ASSGN(y, IL.OP(Op.OffsetField, [f, s']))
143                                              ] end),
144    
145                    (BV.sub_rf,             fn (y, _, [s, f]) => let
146                                              val f' = IL.Var.copy f
147                                              in [
148                                                IL.ASSGN(f', IL.OP(Op.NegField, [f])),
149                                                IL.ASSGN(y, IL.OP(Op.OffsetField, [f', s]))
150                                              ] end),
151                             (* Changed*)
152                    (BV.mul_ii,             ScaGenToEin(EinOp.scalarxscalar)), (* DstTy.IntTy)),*)
153                    (BV.mul_rr,             ScaGenToEin(EinOp.scalarxscalar)), (*(DstTy.realTy))),*)
154                    (BV.mul_rt,             GenToEin(EinOp.scaleTensor)),    (*tensorOp Op.Scale),*)
155    
156                    (BV.mul_tr,             fn (y, sv, [t, r])
157                                                =>assignEin(y,createEin(EinOp.scaleTensor, sv), [r,t])
158    
159    
160                    (BV.mul_rf,             fn (y, _, [s, f]) => assignEin(y, createFldEin(EinOp.scaleField,f), [s, f])),
161                    (BV.mul_fr,             fn (y, _, [f, s]) => assignEin(y, createFldEin(EinOp.scaleField,f), [s, f])),
162    
163                             (* UnChanged*)
164    
165                    (BV.div_ii,             simpleOp(Op.Div DstTy.IntTy)),
166                    (BV.div_rr,             simpleOp(Op.Div DstTy.realTy)),
167                    (BV.div_tr,             fn (y, [sv], [x, s]) => let
168                                              val one = IL.Var.new("one", DstTy.realTy)
169                                              val s' = IL.Var.new("sInv", DstTy.realTy)
170                                              in [
171                                                IL.ASSGN(one, IL.LIT(Literal.Float(FloatLit.one))),
172                                                IL.ASSGN(s', IL.OP(Op.Div DstTy.realTy, [one, s])),
173                                                IL.ASSGN(y, IL.OP(Op.Scale(shapeVarToTensor sv), [s', x]))
174                                              ] end),
175                    (BV.div_fr,             fn (y, _, [f, s]) => let
176                                              val one = IL.Var.new("one", DstTy.realTy)
177                                              val s' = IL.Var.new("sInv", DstTy.realTy)
178                                              in [
179                                                IL.ASSGN(one, IL.LIT(Literal.Float(FloatLit.one))),
180                                                IL.ASSGN(s', IL.OP(Op.Div DstTy.realTy, [one, s])),
181                                                IL.ASSGN(y, IL.OP(Op.ScaleField, [s', f]))
182                                              ] end),
183                    (BV.exp_ri,             simpleOp(Op.Power)),
184                    (BV.exp_rr,             basisFn MathFuns.pow),
185    
186                            (* Changed*)
187                    (BV.curl2D,             fn (y, _, xs) => assignEin(y, EinOp.Curl2d, xs)),
188                    (BV.curl3D,             fn (y, _, xs) => assignEin(y, EinOp.Curl3d, xs)),
189    
190    
191                             (* UnChanged*)
192                    (BV.convolve_vk,        fn (y, [_, dv, _], xs) =>
193                                              assign(y, Op.Field(pruneDim(MV.toDim dv)), xs)),
194                    (BV.convolve_kv,        fn (y, [_, dv, _], [k, v]) =>
195                                              assign(y, Op.Field(pruneDim(MV.toDim dv)), [v, k])),
196    
197    
198                    (BV.neg_i,              simpleOp(Op.Neg DstTy.IntTy)),
199                  (BV.neg_t,              tensorOp Op.Neg),                  (BV.neg_t,              tensorOp Op.Neg),
200                  (BV.neg_f,              fn (y, [DK, NK, SK], xs) => ??), (*FIXME*)                  (BV.neg_f,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.NegField, xs)),
201                  (BV.op_at,              fn (y, [DK, NK, SK], xs) => ??), (*FIXME*)                  (BV.op_probe,           fn (y, [_, dv, sv], xs) =>
202                  (BV.op_D,               fn (y, [DK, NK, SK], xs) => ??), (*FIXME*)                                            assign(y, Op.Probe(dimVarToTensor dv, shapeVarToTensor sv), xs)),
203                  (BV.op_norm,            tensorOp Op.Norm),  
204                  (BV.op_not,             simpleOp Op.Not),                           (* Changed****)
205                  (BV.op_subscript,       fn (y, [SK, NK], xs) => ??), (*FIXME*)                  (BV.op_D,               fn (y, _, xs) => assignEin(y, EinOp.Grad, xs)),
206                  (BV.fn_CL,              fn (y, [N3, N3], xs) => ??), (*FIXME*)                  (BV.op_Dotimes,         fn (y, _, xs) => assignEin(y, EinOp.Divergence, xs)),
207                  (BV.fn_convolve,        fn (y, [DK, NK, SK], xs) => ??), (*FIXME*)  
208                  (BV.fn_cos,             simpleOp Op.Cos),                           (* UnChanged*)
209                  (BV.fn_dot,             fn (y, [dv], xs) => (case TU.pruneDim(MV.toDim dv)                  (BV.op_norm,            fn (y, [sv], xs) => (case shapeVarToTensor sv
210                                             of Ty.DimConst d => assign (y, Op.Dot(Op.TensorTy[d]), xs)                                             of DstTy.TensorTy[] => assign(y, Op.Abs DstTy.realTy, xs)
211                                              | dim => raise Fail("unresolved dimension "^TU.dimToString dim)                                              | ty => assign(y, Op.Norm ty, xs)
212                                            (* end case *))),                                            (* end case *))),
213                  (BV.fn_inside,          fn (y, [DK, NK, SK], xs) => ??), (*FIXME*)                  (BV.op_not,             simpleOp Op.Not),
214                  (BV.fn_load,            fn (y, [NK, SK], xs) => ??), (*FIXME*)  
215                  (BV.fn_max,             simpleOp Op.Min),                           (* Changed*)
216                  (BV.fn_min,             simpleOp Op.Max),                  (BV.op_cross,           createScalarEin EinOp.crossProduct),
217                  (BV.fn_modulate,        fn (y, [NK], xs) => ??), (*FIXME*)                  (BV.op_outer,            assignEin (y, EinOp.outerProduct, xs)
218                  (BV.fn_pow,             simpleOp Op.Pow),                                              (*  fn (y, [dv1, dv2], xs) => let
219                  (BV.fn_principleEvec,   fn (y, [NK], xs) => ??), (*FIXME*)                                            val d1 = pruneDim(MV.toDim dv1)
220                  (BV.fn_sin,             simpleOp Op.Sin),                                            val d2 = pruneDim(MV.toDim dv2)
221                  (BV.kn_bspln3,          fn (y, [], xs) => ??), (*FIXME*)                                            in
222                  (BV.kn_bspln5,          fn (y, [], xs) => ??), (*FIXME*)                                              (DstTy.tensorTy[d1, d2]), xs)
223                  (BV.kn_ctmr,            fn (y, [], xs) => ??), (*FIXME*)                                            end),*)
224                  (BV.kn_tent,            fn (y, [], xs) => ??), (*FIXME*)  
225    
226                    (BV.op_inner,        fn (y, [sh1, sh2, _], xs) => let
227                                              val ty1 as DstTy.TensorTy dd1 = pruneShape sh1
228                                              val ty2 as DstTy.TensorTy dd2 = pruneShape sh2
229                                              val ilist=  [(length(dd1)-1, List.take(dd1, length(dd1)-1) ) ,
230                                                        ( length(dd2)-1, tl(dd2)),
231                                                        ( 0, [hd(dd2)]) ]
232    
233                                              in assignEin(y, S.tranform(EinOp.innerProduct, ilist),xs) end),
234    
235    
236                    (BV.op_colon,         fn (y, [sh1, sh2, _], xs) => let
237                                              val ty1 as DstTy.TensorTy dd1 = pruneShape sh1
238                                              val ty2 as DstTy.TensorTy dd2 = pruneShape sh2
239                                              val ilist=    [ (length(dd1)-2 ,  List.take(q, length(q)-2)) ,
240                                                ( length(dd2)-2 , tl(tl(dd2))),(_, List.take(dd2,2))]
241                                             in  assignEin(y, S.transform(EinOp.doubleDot, ilist),xs) end),
242    
243    
244                                (* UnChanged*)
245                    (BV.fn_inside,          fn (y, [_, dv, _], xs) =>
246                                              assign(y, Op.Inside(pruneDim(MV.toDim dv)), xs)),
247                    (BV.clamp_rrr,          simpleOp (Op.Clamp DstTy.realTy)),
248                    (BV.clamp_vvv,          vectorOp Op.Clamp),
249                    (BV.lerp3,              tensorOp Op.Lerp),
250                    (BV.lerp5,              fn (y, [sv], [a, b, x0, x, x1]) => let
251                                              val t1 = IL.Var.new("t1", DstTy.realTy)
252                                              val t2 = IL.Var.new("t2", DstTy.realTy)
253                                              val t3 = IL.Var.new("t3", DstTy.realTy)
254                                              in [
255                                                IL.ASSGN(t1, IL.OP(Op.Sub DstTy.realTy, [x, x0])),
256                                                IL.ASSGN(t2, IL.OP(Op.Sub DstTy.realTy, [x1, x0])),
257                                                IL.ASSGN(t3, IL.OP(Op.Div DstTy.realTy, [t1, t2])),
258                                                IL.ASSGN(y,  IL.OP(Op.Lerp(shapeVarToTensor sv), [a, b, t3]))
259                                              ] end),
260                    (BV.evals2x2,           eigenVal (Op.Eigen2x2, 2)),
261                    (BV.evals3x3,           eigenVal (Op.Eigen3x3, 3)),
262                    (BV.evecs2x2,           eigenVec (Op.Eigen2x2, 2)),
263                    (BV.evecs3x3,           eigenVec (Op.Eigen3x3, 3)),
264                    (BV.fn_max,             simpleOp Op.Max),
265                    (BV.fn_min,             simpleOp Op.Min),
266                    (BV.fn_modulate,        vectorOp Op.Mul),
267                    (BV.fn_normalize,       vectorOp Op.Normalize),
268                    (BV.fn_principleEvec,   vectorOp Op.PrincipleEvec),
269    
270                            (* Changed*)
271                    (BV.fn_trace,           fn (y, [dv], xs) => assignEin(y, EinOp.Trace,xs)),
272                            (*(dimVarToMatrix dv), xs)),*)
273    
274                            (* UnChanged*)
275                    (BV.fn_transpose,       fn (y, [dv1, dv2], xs) =>
276                                              assign(y, Op.Transpose(dimVarToInt dv1, dimVarToInt dv2), xs)),
277                    (BV.kn_bspln3,          kernel Kernel.bspln3),
278                    (BV.kn_bspln5,          kernel Kernel.bspln5),
279                    (BV.kn_ctmr,            kernel Kernel.ctmr),
280                    (BV.kn_c2ctmr,          kernel Kernel.ctmr),
281                    (BV.kn_c4hexic,         kernel Kernel.c4hexic),
282                    (BV.kn_tent,            kernel Kernel.tent),
283                    (BV.kn_c1tent,          kernel Kernel.tent),
284                  (BV.i2r,                simpleOp Op.IntToReal),                  (BV.i2r,                simpleOp Op.IntToReal),
285                  (BV.input,              fn (y, [TK], xs) => ??) (*FIXME*)  
286                            (* Changed*)
287                    (BV.identity,           fn (y, [dv], []) =>(let val i=pruneDim(MV.toDim dv)
288                                               in  assignEin(y, S.transform(EinOp.identity,[(1,i),(1,i)]  ),[]) end)),
289    
290                            (* UnChanged*)
291                    (BV.zero,               fn (y, [sv], []) =>
292                                              assign(y, Op.Zero(shapeVarToTensor sv), [])),
293                    (BV.subscript,          fn (y, [tv, dv], args) =>
294                                              assign(y,
295                                                Op.SeqSub(DstTy.SeqTy(pruneTy tv, pruneDim(MV.toDim dv))),
296                                                args))
297                ];                ];
298              (* add C math functions *)
299                List.app (fn (n, x) => insert(x, basisFn n)) BV.mathFns;
300              tbl              tbl
301            end            end
302    
303      fun translate (y, f, mvs, xs) = (case VTbl.find tbl f      fun translate (y, f, mvs, xs) = (case VTbl.find tbl f
304             of SOME transFn => transFn(mvs, xs)             of SOME transFn => transFn(y, mvs, xs)
305              | NONE => raise Fail("TranslateBasis.translate: unknown function " ^ Var.nameOf f)              | NONE => raise Fail("TranslateBasis.translate: unknown basis function " ^ Var.uniqueNameOf f)
306            (* end case *))            (* end case *))
307    handle ex => (print(concat["translate (", IL.Var.toString y, ", ",
308    Var.uniqueNameOf f, ", ...)\n"]); raise ex)
309    
310    end    end

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