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[diderot] Diff of /branches/charisee/src/compiler/translate/translate-basis.sml
[diderot] / 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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revision 407, Fri Oct 15 12:27:09 2010 UTC revision 1383, Thu Jun 23 20:24:04 2011 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 32  Line 32 
32            (* end case *))            (* end case *))
33    
34      fun pruneShape sv = (case TU.pruneShape(MV.toShape sv)      fun pruneShape sv = (case TU.pruneShape(MV.toShape sv)
35             of Ty.Shape dd => DstTy.TensorTy(List.map pruneDim dd)             of Ty.Shape dd => DstTy.tensorTy(List.map pruneDim dd)
36              | shp => raise Fail("unresolved shape " ^ TU.shapeToString shp)              | shp => raise Fail("unresolved shape " ^ TU.shapeToString shp)
37            (* end case *))            (* end case *))
38    
39      fun dimVarToTensor dv = DstTy.TensorTy[pruneDim(MV.toDim dv)]      fun dimVarToTensor dv = DstTy.tensorTy[pruneDim(MV.toDim dv)]
40        fun dimVarToMatrix dv = let
41              val d = pruneDim(MV.toDim dv)
42              in
43                DstTy.tensorTy[d, d]        (* square matrix type *)
44              end
45      fun shapeVarToTensor sv = pruneShape sv      fun shapeVarToTensor sv = pruneShape sv
46    
47      fun assign (y, rator, xs) = [(y, IL.OP(rator, xs))]      fun assign (y, rator, xs) = [(y, IL.OP(rator, xs))]
48    
49        fun basisFn name (y, [], xs) = [(y, IL.APPLY(name, xs))]
50    
51      fun simpleOp rator (y, [], xs) = assign (y, rator, xs)      fun simpleOp rator (y, [], xs) = assign (y, rator, xs)
52    
53      fun tensorOp rator (y, [sv], xs) = assign (y, rator(shapeVarToTensor sv), xs)      fun tensorOp rator (y, [sv], xs) = assign (y, rator(shapeVarToTensor sv), xs)
54    
55      fun vectorOp rator (y, [dv], xs) = assign (y, rator(dimVarToTensor dv), xs)      fun vectorOp rator (y, [dv], xs) = assign (y, rator(dimVarToTensor dv), xs)
56    
57      fun kernel h (y, [], []) = assign(y, Op.Kernel h, [])      fun kernel h (y, [], []) = assign(y, Op.Kernel(h, 0), [])
58    
59    (* build a table that maps Basis variables to their translation functions *)    (* build a table that maps Basis variables to their translation functions *)
60      val tbl : ((IL.var * Ty.meta_var list * IL.var list) -> IL.assign list) VTbl.hash_table = let      val tbl : ((IL.var * Ty.meta_var list * IL.var list) -> IL.assign list) VTbl.hash_table = let
61            val tbl = VTbl.mkTable (128, Fail "Translate table")            val tbl = VTbl.mkTable (128, Fail "Translate table")
62            in            in
63              List.app (VTbl.insert tbl) [              List.app (VTbl.insert tbl) [
                 (BV.add_ii,             simpleOp(Op.Add DstTy.IntTy)),  
                 (BV.add_tt,             tensorOp Op.Add),  
                 (BV.sub_ii,             simpleOp(Op.Sub DstTy.IntTy)),  
                 (BV.sub_tt,             tensorOp Op.Sub),  
                 (BV.mul_ii,             simpleOp(Op.Mul DstTy.IntTy)),  
                 (BV.mul_rr,             simpleOp(Op.Mul(DstTy.TensorTy[]))),  
                 (BV.mul_rt,             tensorOp Op.Scale),  
                 (BV.mul_tr,             fn (y, sv, [t, r]) => tensorOp Op.Scale (y, sv, [r, t])),  
                 (BV.div_ii,             simpleOp(Op.Div DstTy.IntTy)),  
                 (BV.div_rr,             simpleOp(Op.Div(DstTy.TensorTy[]))),  
                 (BV.div_tr,             tensorOp Op.InvScale),  
64                  (BV.lt_ii,              simpleOp(Op.LT DstTy.IntTy)),                  (BV.lt_ii,              simpleOp(Op.LT DstTy.IntTy)),
65                  (BV.lt_rr,              simpleOp(Op.LT(DstTy.TensorTy[]))),                  (BV.lt_rr,              simpleOp(Op.LT DstTy.realTy)),
66                  (BV.lte_ii,             simpleOp(Op.LTE DstTy.IntTy)),                  (BV.lte_ii,             simpleOp(Op.LTE DstTy.IntTy)),
67                  (BV.lte_rr,             simpleOp(Op.LTE(DstTy.TensorTy[]))),                  (BV.lte_rr,             simpleOp(Op.LTE DstTy.realTy)),
68                  (BV.gte_ii,             simpleOp(Op.GTE DstTy.IntTy)),                  (BV.gte_ii,             simpleOp(Op.GTE DstTy.IntTy)),
69                  (BV.gte_rr,             simpleOp(Op.GTE(DstTy.TensorTy[]))),                  (BV.gte_rr,             simpleOp(Op.GTE(DstTy.realTy))),
70                  (BV.gt_ii,              simpleOp(Op.GT DstTy.IntTy)),                  (BV.gt_ii,              simpleOp(Op.GT DstTy.IntTy)),
71                  (BV.gt_rr,              simpleOp(Op.GT(DstTy.TensorTy[]))),                  (BV.gt_rr,              simpleOp(Op.GT(DstTy.realTy))),
72                  (BV.equ_bb,             simpleOp(Op.EQ DstTy.BoolTy)),                  (BV.equ_bb,             simpleOp(Op.EQ DstTy.BoolTy)),
73                  (BV.equ_ii,             simpleOp(Op.EQ DstTy.IntTy)),                  (BV.equ_ii,             simpleOp(Op.EQ DstTy.IntTy)),
74                  (BV.equ_ss,             simpleOp(Op.EQ DstTy.StringTy)),                  (BV.equ_ss,             simpleOp(Op.EQ DstTy.StringTy)),
75                  (BV.equ_rr,             simpleOp(Op.EQ(DstTy.TensorTy[]))),                  (BV.equ_rr,             simpleOp(Op.EQ(DstTy.realTy))),
76                  (BV.neq_bb,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.BoolTy)),                  (BV.neq_bb,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.BoolTy)),
77                  (BV.neq_ii,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.IntTy)),                  (BV.neq_ii,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.IntTy)),
78                  (BV.neq_ss,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.StringTy)),                  (BV.neq_ss,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.StringTy)),
79                  (BV.neq_rr,             simpleOp(Op.NEQ(DstTy.TensorTy[]))),                  (BV.neq_rr,             simpleOp(Op.NEQ(DstTy.realTy))),
80                    (BV.add_ii,             simpleOp(Op.Add DstTy.IntTy)),
81                    (BV.add_tt,             tensorOp Op.Add),
82                    (BV.add_ff,             fn (y, _, [f, g]) => assign(y, Op.AddField, [f, g])),
83                    (BV.sub_ii,             simpleOp(Op.Sub DstTy.IntTy)),
84                    (BV.sub_tt,             tensorOp Op.Sub),
85                    (BV.sub_ff,             fn (y, _, [f, g]) => assign(y, Op.SubField, [f, g])),
86                    (BV.mul_ii,             simpleOp(Op.Mul DstTy.IntTy)),
87                    (BV.mul_rr,             simpleOp(Op.Mul(DstTy.realTy))),
88                    (BV.mul_rt,             tensorOp Op.Scale),
89                    (BV.mul_tr,             fn (y, sv, [t, r]) => tensorOp Op.Scale (y, sv, [r, t])),
90                    (BV.mul_rf,             fn (y, _, [s, f]) => assign(y, Op.ScaleField, [s, f])),
91                    (BV.mul_fr,             fn (y, _, [f, s]) => assign(y, Op.ScaleField, [s, f])),
92                    (BV.div_ii,             simpleOp(Op.Div DstTy.IntTy)),
93                    (BV.div_rr,             simpleOp(Op.Div DstTy.realTy)),
94                    (BV.div_tr,             fn (y, [sv], [x, s]) => let
95                                              val one = IL.Var.new("one", DstTy.realTy)
96                                              val s' = IL.Var.new("sInv", DstTy.realTy)
97                                              in [
98                                                (one, IL.LIT(Literal.Float(FloatLit.one))),
99                                                (s', IL.OP(Op.Div DstTy.realTy, [one, s])),
100                                                (y, IL.OP(Op.Scale(shapeVarToTensor sv), [s', x]))
101                                              ] end),
102                    (BV.div_fr,             fn (y, _, [f, s]) => let
103                                              val one = IL.Var.new("one", DstTy.realTy)
104                                              val s' = IL.Var.new("sInv", DstTy.realTy)
105                                              in [
106                                                (one, IL.LIT(Literal.Float(FloatLit.one))),
107                                                (s', IL.OP(Op.Div DstTy.realTy, [one, s])),
108                                                (y, IL.OP(Op.ScaleField, [s', f]))
109                                              ] end),
110                    (BV.exp_ri,             simpleOp(Op.Power)),
111                    (BV.exp_rr,             basisFn ILBasis.pow),
112                    (BV.convolve_vk,        fn (y, [_, dv, _], xs) =>
113                                              assign(y, Op.Field(pruneDim(MV.toDim dv)), xs)),
114                    (BV.convolve_kv,        fn (y, [_, dv, _], [k, v]) =>
115                                              assign(y, Op.Field(pruneDim(MV.toDim dv)), [v, k])),
116                  (BV.neg_i,              simpleOp(Op.Neg DstTy.IntTy)),                  (BV.neg_i,              simpleOp(Op.Neg DstTy.IntTy)),
117                  (BV.neg_t,              tensorOp Op.Neg),                  (BV.neg_t,              tensorOp Op.Neg),
118                  (BV.neg_f,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.NegField, xs)),                  (BV.neg_f,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.NegField, xs)),
119                  (BV.op_at,              fn (y, [_, dv, sv], xs) =>                  (BV.op_at,              fn (y, [_, dv, sv], xs) =>
120                                            assign(y, Op.Probe(shapeVarToTensor sv, dimVarToTensor dv), xs)),                                            assign(y, Op.Probe(dimVarToTensor dv, shapeVarToTensor sv), xs)),
                 (BV.op_convolve,        fn (y, _, xs) => assign(y, Op.Convolve, xs)),  
121                  (BV.op_D,               fn (y, _, xs) => assign(y, Op.DiffField, xs)),                  (BV.op_D,               fn (y, _, xs) => assign(y, Op.DiffField, xs)),
122                  (BV.op_norm,            tensorOp Op.Norm),                  (BV.op_Dotimes,         fn (y, _, xs) => assign(y, Op.DiffField, xs)),
123                    (BV.op_norm,            fn (y, [sv], xs) => (case shapeVarToTensor sv
124                                               of DstTy.TensorTy[] => assign(y, Op.Abs DstTy.realTy, xs)
125                                                | ty => assign(y, Op.Norm ty, xs)
126                                              (* end case *))),
127                  (BV.op_not,             simpleOp Op.Not),                  (BV.op_not,             simpleOp Op.Not),
128                    (BV.fn_atan2,           basisFn ILBasis.atan2),
129                  (BV.fn_CL,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.CL, xs)),                  (BV.fn_CL,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.CL, xs)),
130                  (BV.fn_convolve,        fn (y, _, [h, img]) => assign(y, Op.Convolve, [img, h])),                  (BV.fn_convolve,        fn (y, [_, dv, _], [h, img]) =>
131                  (BV.fn_cos,             simpleOp Op.Cos),                                            assign(y, Op.Field(pruneDim(MV.toDim dv)), [img, h])),
132                    (BV.fn_cos,             basisFn ILBasis.cos),
133                    (BV.op_cross,           simpleOp Op.Cross),
134                    (BV.fn_cross,           simpleOp Op.Cross),
135                    (BV.op_outer,           fn (y, [dv1, dv2], xs) => let
136                                              val d1 = pruneDim(MV.toDim dv1)
137                                              val d2 = pruneDim(MV.toDim dv2)
138                                              in
139                                                assign (y, Op.Outer(DstTy.tensorTy[d1, d2]), xs)
140                                              end),
141                    (BV.fn_outer,           fn (y, [dv1, dv2], xs) => let
142                                              val d1 = pruneDim(MV.toDim dv1)
143                                              val d2 = pruneDim(MV.toDim dv2)
144                                              in
145                                                assign (y, Op.Outer(DstTy.tensorTy[d1, d2]), xs)
146                                              end),
147                    (BV.op_inner,           fn (y, [sh1, sh2, _], xs) => let
148                                              val ty1 as DstTy.TensorTy dd1 = pruneShape sh1
149                                              val ty2 as DstTy.TensorTy dd2 = pruneShape sh2
150                                              val rator = (case (dd1, dd2)
151                                                     of ([d], [d']) => Op.Dot ty1
152                                                      | ([d1], [d1', d2]) => Op.MulVecMat ty2
153                                                      | ([d1, d2], [d2']) => Op.MulMatVec ty1
154                                                      | ([d1, d2], [d2', d3]) => Op.MulMatMat(ty1, ty2)
155                                                      | _ => raise Fail "unsupported inner-product type"
156                                                    (* end case *))
157                                              in
158                                                assign (y, rator, xs)
159                                              end),
160                  (BV.fn_dot,             vectorOp Op.Dot),                  (BV.fn_dot,             vectorOp Op.Dot),
161                    (BV.fn_evals,           fn _ => raise Fail "evals not implemented yet"), (* FIXME *)
162                    (BV.fn_evecs,           fn _ => raise Fail "evecs not implemented yet"), (* FIXME *)
163                  (BV.fn_inside,          fn (y, [_, dv, _], xs) =>                  (BV.fn_inside,          fn (y, [_, dv, _], xs) =>
164                                            assign(y, Op.Inside(dimVarToTensor dv), xs)),                                            assign(y, Op.Inside(pruneDim(MV.toDim dv)), xs)),
165                    (BV.clamp_rrr,          simpleOp (Op.Clamp DstTy.realTy)),
166                    (BV.clamp_vvv,          vectorOp Op.Clamp),
167                    (BV.lerp3,              tensorOp Op.Lerp),
168                    (BV.lerp5,              fn (y, [sv], [a, b, x0, x, x1]) => let
169                                              val t1 = IL.Var.new("t1", DstTy.realTy)
170                                              val t2 = IL.Var.new("t2", DstTy.realTy)
171                                              val t3 = IL.Var.new("t3", DstTy.realTy)
172                                              in [
173                                                (t1, IL.OP(Op.Sub DstTy.realTy, [x, x0])),
174                                                (t2, IL.OP(Op.Sub DstTy.realTy, [x1, x0])),
175                                                (t3, IL.OP(Op.Div DstTy.realTy, [t1, t2])),
176                                                (y,  IL.OP(Op.Lerp(shapeVarToTensor sv), [a, b, t3]))
177                                              ] end),
178                  (BV.fn_max,             simpleOp Op.Max),                  (BV.fn_max,             simpleOp Op.Max),
179                  (BV.fn_min,             simpleOp Op.Min),                  (BV.fn_min,             simpleOp Op.Min),
180                  (BV.fn_modulate,        vectorOp Op.Mul),                  (BV.fn_modulate,        vectorOp Op.Mul),
181                  (BV.fn_pow,             simpleOp Op.Pow),                  (BV.fn_normalize,       vectorOp Op.Normalize),
182                    (BV.fn_outer,           fn _ => raise Fail "outer not implemented yet"), (* FIXME *)
183                    (BV.fn_pow,             basisFn ILBasis.pow),
184                  (BV.fn_principleEvec,   vectorOp Op.PrincipleEvec),                  (BV.fn_principleEvec,   vectorOp Op.PrincipleEvec),
185                  (BV.fn_sin,             simpleOp Op.Sin),                  (BV.fn_sin,             basisFn ILBasis.sin),
186                    (BV.fn_sqrt,            basisFn ILBasis.sqrt),
187                    (BV.fn_tan,             basisFn ILBasis.tan),
188                    (BV.fn_trace,           fn (y, [dv], xs) => assign(y, Op.Trace(dimVarToMatrix dv), xs)),
189                  (BV.kn_bspln3,          kernel Kernel.bspln3),                  (BV.kn_bspln3,          kernel Kernel.bspln3),
190                  (BV.kn_bspln5,          kernel Kernel.bspln5),                  (BV.kn_bspln5,          kernel Kernel.bspln5),
191                  (BV.kn_ctmr,            kernel Kernel.ctmr),                  (BV.kn_ctmr,            kernel Kernel.ctmr),
192                    (BV.kn_c2ctmr,          kernel Kernel.ctmr),
193                  (BV.kn_tent,            kernel Kernel.tent),                  (BV.kn_tent,            kernel Kernel.tent),
194                  (BV.i2r,                simpleOp Op.IntToReal)                  (BV.kn_c1tent,          kernel Kernel.tent),
195                    (BV.i2r,                simpleOp Op.IntToReal),
196                    (BV.identity,           fn (y, [dv], []) =>
197                                              assign(y, Op.Identity(pruneDim(MV.toDim dv)), [])),
198                    (BV.zero,               fn (y, [sv], []) =>
199                                              assign(y, Op.Zero(shapeVarToTensor sv), []))
200                ];                ];
201              tbl              tbl
202            end            end
# Line 115  Line 205 
205             of SOME transFn => transFn(y, mvs, xs)             of SOME transFn => transFn(y, mvs, xs)
206              | NONE => raise Fail("TranslateBasis.translate: unknown basis function " ^ Var.uniqueNameOf f)              | NONE => raise Fail("TranslateBasis.translate: unknown basis function " ^ Var.uniqueNameOf f)
207            (* end case *))            (* end case *))
208    handle ex => (print(concat["translate (", IL.Var.toString y, ", ",
209    Var.uniqueNameOf f, ", ...)\n"]); raise ex)
210    
211    end    end
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