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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 426, Mon Oct 18 18:49:55 2010 UTC branches/charisee/src/compiler/translate/translate-basis.sml revision 2378, Thu Jun 6 21:02:40 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    
# Line 25  Line 25 
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 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 pruneDim d = (case TU.pruneDim d      fun pruneDim d = (case TU.pruneDim d
36             of (Ty.DimConst n) => n             of (Ty.DimConst n) => n
# Line 36  Line 42 
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 dimVarToTensor dv = DstTy.tensorTy[pruneDim(MV.toDim dv)]      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      fun shapeVarToTensor sv = pruneShape sv
53    
54      fun assign (y, rator, xs) = [(y, IL.OP(rator, xs))]      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)      fun simpleOp rator (y, [], xs) = assign (y, rator, xs)
59    
# Line 47  Line 61 
61    
62      fun vectorOp rator (y, [dv], xs) = assign (y, rator(dimVarToTensor dv), xs)      fun vectorOp rator (y, [dv], xs) = assign (y, rator(dimVarToTensor dv), xs)
63    
64      fun kernel h (y, [], []) = assign(y, Op.Kernel h, [])      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 createScalarEin rator(y, [],xs)= assignEin (y,rator, xs)
89    
90        fun createEin rator(y, [sv], xs)= assignEin(y, rator, xs)
91    
92    
93    
94    
95    (* build a table that maps Basis variables to their translation functions *)    (* build a table that maps Basis variables to their translation functions *)
96      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.assignment list) VTbl.hash_table = let
97            val tbl = VTbl.mkTable (128, Fail "Translate table")            val tbl = VTbl.mkTable (128, Fail "Translate table")
98              val insert = VTbl.insert tbl
99            in            in
100              List.app (VTbl.insert tbl) [              List.app insert [
                 (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.realTy))),  
                 (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.realTy))),  
                 (BV.div_tr,             tensorOp Op.InvScale),  
101                  (BV.lt_ii,              simpleOp(Op.LT DstTy.IntTy)),                  (BV.lt_ii,              simpleOp(Op.LT DstTy.IntTy)),
102                  (BV.lt_rr,              simpleOp(Op.LT(DstTy.realTy))),                  (BV.lt_rr,              simpleOp(Op.LT DstTy.realTy)),
103                  (BV.lte_ii,             simpleOp(Op.LTE DstTy.IntTy)),                  (BV.lte_ii,             simpleOp(Op.LTE DstTy.IntTy)),
104                  (BV.lte_rr,             simpleOp(Op.LTE(DstTy.realTy))),                  (BV.lte_rr,             simpleOp(Op.LTE DstTy.realTy)),
105                  (BV.gte_ii,             simpleOp(Op.GTE DstTy.IntTy)),                  (BV.gte_ii,             simpleOp(Op.GTE DstTy.IntTy)),
106                  (BV.gte_rr,             simpleOp(Op.GTE(DstTy.realTy))),                  (BV.gte_rr,             simpleOp(Op.GTE(DstTy.realTy))),
107                  (BV.gt_ii,              simpleOp(Op.GT DstTy.IntTy)),                  (BV.gt_ii,              simpleOp(Op.GT DstTy.IntTy)),
# Line 81  Line 114 
114                  (BV.neq_ii,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.IntTy)),                  (BV.neq_ii,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.IntTy)),
115                  (BV.neq_ss,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.StringTy)),                  (BV.neq_ss,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.StringTy)),
116                  (BV.neq_rr,             simpleOp(Op.NEQ(DstTy.realTy))),                  (BV.neq_rr,             simpleOp(Op.NEQ(DstTy.realTy))),
117    
118                        (* Changed*)
119    
120                    (BV.add_ii,             createScalarEin(EinOp.addScalars)), (* DstTy.IntTy*)
121                    (BV.add_tt,             createEin(Ein.Op.addTensors)),
122    
123                         (* UnChanged*)
124                    (BV.add_ff,             fn (y, _, [f, g]) => assign(y, Op.AddField, [f, g])),
125                    (BV.add_fr,             fn (y, _, [f, s]) => assign(y, Op.OffsetField, [f, s])),
126                    (BV.add_rf,             fn (y, _, [s, f]) => assign(y, Op.OffsetField, [f, s])),
127                          (* Changed*)
128                    (BV.sub_ii,             createScalarEin(EinOp.subScalars)), (*DstTy.IntTy*)
129                    (BV.sub_tt,             createEin(EinOp.subTensor)),
130    
131                            (* UnChanged*)
132                    (BV.sub_ff,             fn (y, _, [f, g]) => assign(y, Op.SubField, [f, g])),
133                    (BV.sub_fr,             fn (y, _, [f, s]) => let
134                                              val s' = IL.Var.copy s
135                                              in [
136                                                IL.ASSGN(s', IL.OP(Op.Neg DstTy.realTy, [s])),
137                                                IL.ASSGN(y, IL.OP(Op.OffsetField, [f, s']))
138                                              ] end),
139    
140                    (BV.sub_rf,             fn (y, _, [s, f]) => let
141                                              val f' = IL.Var.copy f
142                                              in [
143                                                IL.ASSGN(f', IL.OP(Op.NegField, [f])),
144                                                IL.ASSGN(y, IL.OP(Op.OffsetField, [f', s]))
145                                              ] end),
146                             (* Changed*)
147                    (BV.mul_ii,             createScalarEin(EinOp.scalarxscalar)), (* DstTy.IntTy)),*)
148                    (BV.mul_rr,             createScalarEin(EinOp.scalarxscalar)), (*(DstTy.realTy))),*)
149                    (BV.mul_rt,             createEin(EinOp.scaleTensor)),    (*tensorOp Op.Scale),*)
150                    (BV.mul_tr,             fn (y, sv, [t, r]) => createEin EinOp.scaleTensor (y, sv, [r, t])),
151    
152    
153    
154    
155                             (* UnChanged*)
156                    (BV.mul_rf,             fn (y, _, [s, f]) => assign(y, Op.ScaleField, [s, f])),
157                    (BV.mul_fr,             fn (y, _, [f, s]) => assign(y, Op.ScaleField, [s, f])),
158    
159    
160    
161                    (BV.div_ii,             simpleOp(Op.Div DstTy.IntTy)),
162                    (BV.div_rr,             simpleOp(Op.Div DstTy.realTy)),
163                    (BV.div_tr,             fn (y, [sv], [x, s]) => let
164                                              val one = IL.Var.new("one", DstTy.realTy)
165                                              val s' = IL.Var.new("sInv", DstTy.realTy)
166                                              in [
167                                                IL.ASSGN(one, IL.LIT(Literal.Float(FloatLit.one))),
168                                                IL.ASSGN(s', IL.OP(Op.Div DstTy.realTy, [one, s])),
169                                                IL.ASSGN(y, IL.OP(Op.Scale(shapeVarToTensor sv), [s', x]))
170                                              ] end),
171                    (BV.div_fr,             fn (y, _, [f, s]) => let
172                                              val one = IL.Var.new("one", DstTy.realTy)
173                                              val s' = IL.Var.new("sInv", DstTy.realTy)
174                                              in [
175                                                IL.ASSGN(one, IL.LIT(Literal.Float(FloatLit.one))),
176                                                IL.ASSGN(s', IL.OP(Op.Div DstTy.realTy, [one, s])),
177                                                IL.ASSGN(y, IL.OP(Op.ScaleField, [s', f]))
178                                              ] end),
179                    (BV.exp_ri,             simpleOp(Op.Power)),
180                    (BV.exp_rr,             basisFn MathFuns.pow),
181    
182    
183    
184                    (BV.curl2D,             fn (y, _, xs) => assign(y, Op.CurlField 2, xs)),
185                    (BV.curl3D,             fn (y, _, xs) => assign(y, Op.CurlField 3, xs)),
186    
187    
188    
189                    (BV.convolve_vk,        fn (y, [_, dv, _], xs) =>
190                                              assign(y, Op.Field(pruneDim(MV.toDim dv)), xs)),
191                    (BV.convolve_kv,        fn (y, [_, dv, _], [k, v]) =>
192                                              assign(y, Op.Field(pruneDim(MV.toDim dv)), [v, k])),
193                  (BV.neg_i,              simpleOp(Op.Neg DstTy.IntTy)),                  (BV.neg_i,              simpleOp(Op.Neg DstTy.IntTy)),
194                  (BV.neg_t,              tensorOp Op.Neg),                  (BV.neg_t,              tensorOp Op.Neg),
195                  (BV.neg_f,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.NegField, xs)),                  (BV.neg_f,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.NegField, xs)),
196                  (BV.op_at,              fn (y, [_, dv, sv], xs) =>                  (BV.op_probe,           fn (y, [_, dv, sv], xs) =>
197                                            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)),  
198                  (BV.op_D,               fn (y, _, xs) => assign(y, Op.DiffField, xs)),                  (BV.op_D,               fn (y, _, xs) => assign(y, Op.DiffField, xs)),
199                  (BV.op_norm,            tensorOp Op.Norm),                  (BV.op_Dotimes,         fn (y, _, xs) => assign(y, Op.DiffField, xs)),
200                    (BV.op_norm,            fn (y, [sv], xs) => (case shapeVarToTensor sv
201                                               of DstTy.TensorTy[] => assign(y, Op.Abs DstTy.realTy, xs)
202                                                | ty => assign(y, Op.Norm ty, xs)
203                                              (* end case *))),
204                  (BV.op_not,             simpleOp Op.Not),                  (BV.op_not,             simpleOp Op.Not),
205                  (BV.fn_CL,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.CL, xs)),                  (BV.op_cross,           simpleOp Op.Cross),
206                  (BV.fn_convolve,        fn (y, _, [h, img]) => assign(y, Op.Convolve, [img, h])),                  (BV.op_outer,           fn (y, [dv1, dv2], xs) => let
207                  (BV.fn_cos,             simpleOp Op.Cos),                                            val d1 = pruneDim(MV.toDim dv1)
208                  (BV.fn_dot,             vectorOp Op.Dot),                                            val d2 = pruneDim(MV.toDim dv2)
209                                              in
210                                                assign (y, Op.Outer(DstTy.tensorTy[d1, d2]), xs)
211                                              end),
212                    (BV.op_inner,           fn (y, [sh1, sh2, _], xs) => let
213                                              val ty1 as DstTy.TensorTy dd1 = pruneShape sh1
214                                              val ty2 as DstTy.TensorTy dd2 = pruneShape sh2
215                                              val rator = (case (dd1, dd2)
216                                                     of ([d], [d']) => Op.Dot ty1
217                                                      | ([d1], [d1', d2]) => Op.MulVecMat ty2
218                                                      | ([d1, d2], [d2']) => Op.MulMatVec ty1
219                                                      | ([d1, d2], [d2', d3]) => Op.MulMatMat(ty1, ty2)
220                                                      | ([d1], [d1', d2, d3]) => Op.MulVecTen3 ty2
221                                                      | ([d1, d2, d3], [d3']) => Op.MulTen3Vec ty1
222                                                      | _ => raise Fail(concat[
223                                                            "unsupported inner-product: ",
224                                                            DstTy.toString ty1, " * ", DstTy.toString ty2
225                                                          ])
226                                                    (* end case *))
227                                              in
228                                                assign (y, rator, xs)
229                                              end),
230                    (BV.op_colon,           fn (y, [sh1, sh2, _], xs) => let
231                                              val ty1 as DstTy.TensorTy dd1 = pruneShape sh1
232                                              val ty2 as DstTy.TensorTy dd2 = pruneShape sh2
233                                              in
234                                                assign (y, Op.ColonMul(ty1, ty2), xs)
235                                              end),
236                  (BV.fn_inside,          fn (y, [_, dv, _], xs) =>                  (BV.fn_inside,          fn (y, [_, dv, _], xs) =>
237                                            assign(y, Op.Inside(dimVarToTensor dv), xs)),                                            assign(y, Op.Inside(pruneDim(MV.toDim dv)), xs)),
238                    (BV.clamp_rrr,          simpleOp (Op.Clamp DstTy.realTy)),
239                    (BV.clamp_vvv,          vectorOp Op.Clamp),
240                    (BV.lerp3,              tensorOp Op.Lerp),
241                    (BV.lerp5,              fn (y, [sv], [a, b, x0, x, x1]) => let
242                                              val t1 = IL.Var.new("t1", DstTy.realTy)
243                                              val t2 = IL.Var.new("t2", DstTy.realTy)
244                                              val t3 = IL.Var.new("t3", DstTy.realTy)
245                                              in [
246                                                IL.ASSGN(t1, IL.OP(Op.Sub DstTy.realTy, [x, x0])),
247                                                IL.ASSGN(t2, IL.OP(Op.Sub DstTy.realTy, [x1, x0])),
248                                                IL.ASSGN(t3, IL.OP(Op.Div DstTy.realTy, [t1, t2])),
249                                                IL.ASSGN(y,  IL.OP(Op.Lerp(shapeVarToTensor sv), [a, b, t3]))
250                                              ] end),
251                    (BV.evals2x2,           eigenVal (Op.Eigen2x2, 2)),
252                    (BV.evals3x3,           eigenVal (Op.Eigen3x3, 3)),
253                    (BV.evecs2x2,           eigenVec (Op.Eigen2x2, 2)),
254                    (BV.evecs3x3,           eigenVec (Op.Eigen3x3, 3)),
255                  (BV.fn_max,             simpleOp Op.Max),                  (BV.fn_max,             simpleOp Op.Max),
256                  (BV.fn_min,             simpleOp Op.Min),                  (BV.fn_min,             simpleOp Op.Min),
257                  (BV.fn_modulate,        vectorOp Op.Mul),                  (BV.fn_modulate,        vectorOp Op.Mul),
258                  (BV.fn_pow,             simpleOp Op.Pow),                  (BV.fn_normalize,       vectorOp Op.Normalize),
259                  (BV.fn_principleEvec,   vectorOp Op.PrincipleEvec),                  (BV.fn_principleEvec,   vectorOp Op.PrincipleEvec),
260                  (BV.fn_sin,             simpleOp Op.Sin),                  (BV.fn_trace,           fn (y, [dv], xs) => assign(y, Op.Trace(dimVarToMatrix dv), xs)),
261                    (BV.fn_transpose,       fn (y, [dv1, dv2], xs) =>
262                                              assign(y, Op.Transpose(dimVarToInt dv1, dimVarToInt dv2), xs)),
263                  (BV.kn_bspln3,          kernel Kernel.bspln3),                  (BV.kn_bspln3,          kernel Kernel.bspln3),
264                  (BV.kn_bspln5,          kernel Kernel.bspln5),                  (BV.kn_bspln5,          kernel Kernel.bspln5),
265                  (BV.kn_ctmr,            kernel Kernel.ctmr),                  (BV.kn_ctmr,            kernel Kernel.ctmr),
266                    (BV.kn_c2ctmr,          kernel Kernel.ctmr),
267                    (BV.kn_c4hexic,         kernel Kernel.c4hexic),
268                  (BV.kn_tent,            kernel Kernel.tent),                  (BV.kn_tent,            kernel Kernel.tent),
269                  (BV.i2r,                simpleOp Op.IntToReal)                  (BV.kn_c1tent,          kernel Kernel.tent),
270                    (BV.i2r,                simpleOp Op.IntToReal),
271                    (BV.identity,           fn (y, [dv], []) =>
272                                              assign(y, Op.Identity(pruneDim(MV.toDim dv)), [])),
273                    (BV.zero,               fn (y, [sv], []) =>
274                                              assign(y, Op.Zero(shapeVarToTensor sv), [])),
275                    (BV.subscript,          fn (y, [tv, dv], args) =>
276                                              assign(y,
277                                                Op.SeqSub(DstTy.SeqTy(pruneTy tv, pruneDim(MV.toDim dv))),
278                                                args))
279                ];                ];
280              (* add C math functions *)
281                List.app (fn (n, x) => insert(x, basisFn n)) BV.mathFns;
282              tbl              tbl
283            end            end
284    
# Line 115  Line 286 
286             of SOME transFn => transFn(y, mvs, xs)             of SOME transFn => transFn(y, mvs, xs)
287              | NONE => raise Fail("TranslateBasis.translate: unknown basis function " ^ Var.uniqueNameOf f)              | NONE => raise Fail("TranslateBasis.translate: unknown basis function " ^ Var.uniqueNameOf f)
288            (* end case *))            (* end case *))
289    handle ex => (print(concat["translate (", IL.Var.toString y, ", ",
290    Var.uniqueNameOf f, ", ...)\n"]); raise ex)
291    
292    end    end

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