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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 2386, Sat Jun 15 18:34:05 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 26  Line 26 
26      structure MV = MetaVar      structure MV = MetaVar
27      structure VTbl = Var.Tbl      structure VTbl = Var.Tbl
28    
29        structure EinOp= Operators
30        structure R=Rewrite
31        structure N=Normalize
32    
33        fun pruneTy tv = (case TU.prune(MV.toType tv)
34               of (ty as Ty.T_Var _) => raise Fail("unresolved type " ^ TU.toString ty)
35                | ty => TranslateTy.tr ty
36              (* end case *))
37    
38      fun pruneDim d = (case TU.pruneDim d      fun pruneDim d = (case TU.pruneDim d
39             of (Ty.DimConst n) => n             of (Ty.DimConst n) => n
40              | d => raise Fail("unresolved dimension " ^ TU.dimToString d)              | d => raise Fail("unresolved dimension " ^ TU.dimToString d)
# Line 36  Line 45 
45              | shp => raise Fail("unresolved shape " ^ TU.shapeToString shp)              | shp => raise Fail("unresolved shape " ^ TU.shapeToString shp)
46            (* end case *))            (* end case *))
47    
48      fun dimVarToTensor dv = DstTy.tensorTy[pruneDim(MV.toDim dv)]      fun dimVarToInt dv = pruneDim(MV.toDim dv)
49        fun dimVarToTensor dv = DstTy.tensorTy[dimVarToInt dv]
50        fun dimVarToMatrix dv = let
51              val d = dimVarToInt dv
52              in
53                DstTy.tensorTy[d, d]        (* square matrix type *)
54              end
55      fun shapeVarToTensor sv = pruneShape sv      fun shapeVarToTensor sv = pruneShape sv
56    
57      fun assign (y, rator, xs) = [(y, IL.OP(rator, xs))]      fun assign (y, rator, xs) = [IL.ASSGN(y, IL.OP(rator, xs))]
58    
59        fun basisFn name (y, [], xs) = [IL.ASSGN(y, IL.APPLY(name, xs))]
60    
61      fun simpleOp rator (y, [], xs) = assign (y, rator, xs)      fun simpleOp rator (y, [], xs) = assign (y, rator, xs)
62    
# Line 47  Line 64 
64    
65      fun vectorOp rator (y, [dv], xs) = assign (y, rator(dimVarToTensor dv), xs)      fun vectorOp rator (y, [dv], xs) = assign (y, rator(dimVarToTensor dv), xs)
66    
67      fun kernel h (y, [], []) = assign(y, Op.Kernel h, [])      fun kernel h (y, [], []) = assign(y, Op.Kernel(h, 0), [])
68    
69      (* utility functions for synthesizing eigenvector/eigenvalue code *)
70        fun eigenVec (rator, dim) = let
71              val ty = DstTy.SeqTy(DstTy.realTy, dim)
72              in
73                fn (y, _, [m]) => let
74                    val v = IL.Var.new("evals", ty)
75                    in
76                      [IL.MASSGN([v, y], rator, [m])]
77                    end
78              end
79        fun eigenVal (rator, dim) = let
80              val ty = DstTy.SeqTy(DstTy.vecTy dim, dim)
81              in
82                fn (y, _, [m]) => let
83                    val v = IL.Var.new("evecs", ty)
84                    in
85                      [IL.MASSGN([y, v], rator, [m])]
86                    end
87              end
88    
89            fun createTenEin(operator, sv)=let shape=shapeVarToTensor
90                in S.transform(operator,[len(shape), shape]) end
91            fun createFldEin(operator, f)=S.transform(operator,[])
92    
93    
94         fun assignEin (y, rator, xs) = [IL.ASSGN(y, IL.EINAPP(R.evalEinApp(rator, xs)))]
95        fun simpleEinOp  rator(y, [],xs)= assignEin (y,S.transform(rator,[]), xs)
96        fun tensorEinOp rator(y,[sv],xs)= assignEin(y,createTenEin(rator,sv),xs)
97    
98    (* build a table that maps Basis variables to their translation functions *)    (* build a table that maps Basis variables to their translation functions *)
99      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
100            val tbl = VTbl.mkTable (128, Fail "Translate table")            val tbl = VTbl.mkTable (128, Fail "Translate table")
101              val insert = VTbl.insert tbl
102            in            in
103              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),  
104                  (BV.lt_ii,              simpleOp(Op.LT DstTy.IntTy)),                  (BV.lt_ii,              simpleOp(Op.LT DstTy.IntTy)),
105                  (BV.lt_rr,              simpleOp(Op.LT(DstTy.realTy))),                  (BV.lt_rr,              simpleOp(Op.LT DstTy.realTy)),
106                  (BV.lte_ii,             simpleOp(Op.LTE DstTy.IntTy)),                  (BV.lte_ii,             simpleOp(Op.LTE DstTy.IntTy)),
107                  (BV.lte_rr,             simpleOp(Op.LTE(DstTy.realTy))),                  (BV.lte_rr,             simpleOp(Op.LTE DstTy.realTy)),
108                  (BV.gte_ii,             simpleOp(Op.GTE DstTy.IntTy)),                  (BV.gte_ii,             simpleOp(Op.GTE DstTy.IntTy)),
109                  (BV.gte_rr,             simpleOp(Op.GTE(DstTy.realTy))),                  (BV.gte_rr,             simpleOp(Op.GTE(DstTy.realTy))),
110                  (BV.gt_ii,              simpleOp(Op.GT DstTy.IntTy)),                  (BV.gt_ii,              simpleOp(Op.GT DstTy.IntTy)),
# Line 81  Line 117 
117                  (BV.neq_ii,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.IntTy)),                  (BV.neq_ii,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.IntTy)),
118                  (BV.neq_ss,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.StringTy)),                  (BV.neq_ss,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.StringTy)),
119                  (BV.neq_rr,             simpleOp(Op.NEQ(DstTy.realTy))),                  (BV.neq_rr,             simpleOp(Op.NEQ(DstTy.realTy))),
120    
121                        (* Changed*)
122    
123                    (BV.add_ii,             simpleEinOp(EinOp.addScalars)),
124                    (BV.add_tt,             tensorEinOp(EinOp.addTensors)),
125    
126    
127                    (BV.add_ff,             fn (y, _, [f, g])
128                                                =>assignEin(y, createFldEin(EinOp.addField,f ), [f, g])),
129                    (BV.add_fr,             fn (y, _, [f, s])
130                                                => assignEin(y, createFldEin(EinOp.addTenField,f ), [f, s])),
131                    (BV.add_rf,             fn (y, _, [s, f])
132                                                => assignEin(y, createFldEin(EinOp.addTenField,f ), [f, s])),
133    
134                    (BV.sub_ii,             simpleEinOp(EinOp.subScalars)), (*DstTy.IntTy*)
135                    (BV.sub_tt,             tensorEinOp(EinOp.subTensor)),
136                    (BV.sub_ff,             fn (y, _, [f, g])
137                                                => assignEin(y, createFldEin(EinOp.subField,f), [f, g])),
138    
139                    (* UnChanged*)
140                    (BV.sub_fr,             fn (y, _, [f, s]) => let
141                                              val s' = IL.Var.copy s
142                                              in [
143                                                IL.ASSGN(s', IL.OP(Op.Neg DstTy.realTy, [s])),
144                                                IL.ASSGN(y, IL.OP(Op.OffsetField, [f, s']))
145                                              ] end),
146    
147                    (BV.sub_rf,             fn (y, _, [s, f]) => let
148                                              val f' = IL.Var.copy f
149                                              in [
150                                                IL.ASSGN(f', IL.OP(Op.NegField, [f])),
151                                                IL.ASSGN(y, IL.OP(Op.OffsetField, [f', s]))
152                                              ] end),
153                             (* Changed*)
154                    (BV.mul_ii,             simpleEinOp(EinOp.scalarxscalar)),
155                    (BV.mul_rr,             simpleEinOp(EinOp.scalarxscalar)),
156                    (BV.mul_rt,             tensorEinOp(EinOp.scaleTensor)),    (*tensorOp Op.Scale),*)
157    
158                    (BV.mul_tr,             fn (y, sv, [t, r])
159                                                =>assignEin(y,createTenEin(EinOp.scaleTensor, sv), [r,t])
160    
161    
162                    (BV.mul_rf,             fn (y, _, [s, f])
163                                                => assignEin(y, createFldEin(EinOp.scaleField,f), [s, f])),
164                    (BV.mul_fr,             fn (y, _, [f, s])
165                                                => assignEin(y, createFldEin(EinOp.scaleField,f), [s, f])),
166    
167                             (* UnChanged*)
168    
169                    (BV.div_ii,             simpleOp(Op.Div DstTy.IntTy)),
170                    (BV.div_rr,             simpleOp(Op.Div DstTy.realTy)),
171                    (BV.div_tr,             fn (y, [sv], [x, 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.Scale(shapeVarToTensor sv), [s', x]))
178                                              ] end),
179                    (BV.div_fr,             fn (y, _, [f, s]) => let
180                                              val one = IL.Var.new("one", DstTy.realTy)
181                                              val s' = IL.Var.new("sInv", DstTy.realTy)
182                                              in [
183                                                IL.ASSGN(one, IL.LIT(Literal.Float(FloatLit.one))),
184                                                IL.ASSGN(s', IL.OP(Op.Div DstTy.realTy, [one, s])),
185                                                IL.ASSGN(y, IL.OP(Op.ScaleField, [s', f]))
186                                              ] end),
187                    (BV.exp_ri,             simpleOp(Op.Power)),
188                    (BV.exp_rr,             basisFn MathFuns.pow),
189    
190                            (* Changed*)
191                    (*Note curl is in Ein and does not need to normalize.*)
192                    (BV.curl2D,             fn (y, _, xs) => assignEin(y, EinOp.Curl2d, xs)),
193                    (BV.curl3D,             fn (y, _, xs) => assignEin(y, EinOp.Curl3d, xs)),
194    
195    
196                             (* UnChanged*)
197                    (BV.convolve_vk,        fn (y, [_, dv, _], xs) =>
198                                              assign(y, Op.Field(pruneDim(MV.toDim dv)), xs)),
199                    (BV.convolve_kv,        fn (y, [_, dv, _], [k, v]) =>
200                                              assign(y, Op.Field(pruneDim(MV.toDim dv)), [v, k])),
201    
202    
203                  (BV.neg_i,              simpleOp(Op.Neg DstTy.IntTy)),                  (BV.neg_i,              simpleOp(Op.Neg DstTy.IntTy)),
204                  (BV.neg_t,              tensorOp Op.Neg),                  (BV.neg_t,              tensorOp Op.Neg),
205                  (BV.neg_f,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.NegField, xs)),                  (BV.neg_f,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.NegField, xs)),
206                  (BV.op_at,              fn (y, [_, dv, sv], xs) =>                  (BV.op_probe,           fn (y, [_, dv, sv], xs) =>
207                                            assign(y, Op.Probe(shapeVarToTensor sv, dimVarToTensor dv), xs)),                                            assign(y, Op.Probe(dimVarToTensor dv, shapeVarToTensor sv), xs)),
208                  (BV.op_convolve,        fn (y, _, xs) => assign(y, Op.Convolve, xs)),  
209                  (BV.op_D,               fn (y, _, xs) => assign(y, Op.DiffField, xs)),                           (* Changed*)
210                  (BV.op_norm,            tensorOp Op.Norm),                  (*Um what do I give as the argument to Normalize?*)
211                    (BV.op_D,               fn (y, _, xs) => assignEin(y, createFldEin(EinOp.Grad,xs), xs)),
212                    (BV.op_Dotimes,         fn (y, _, xs) => assignEin(y, createFldEin(EinOp.Divergence,xs), xs)),
213    
214                             (* UnChanged*)
215                    (BV.op_norm,            fn (y, [sv], xs) => (case shapeVarToTensor sv
216                                               of DstTy.TensorTy[] => assign(y, Op.Abs DstTy.realTy, xs)
217                                                | ty => assign(y, Op.Norm ty, xs)
218                                              (* end case *))),
219                  (BV.op_not,             simpleOp Op.Not),                  (BV.op_not,             simpleOp Op.Not),
220                  (BV.fn_CL,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.CL, xs)),  
221                  (BV.fn_convolve,        fn (y, _, [h, img]) => assign(y, Op.Convolve, [img, h])),                           (* Changed*)
222                  (BV.fn_cos,             simpleOp Op.Cos),                  (BV.op_cross,           fn(y, _ , xs )=> assignEin(y,EinOp.crossProductE ,xs)
223                  (BV.fn_dot,             vectorOp Op.Dot),                  (BV.op_outer,           fn (y, [dv1, dv2], xs) => let
224                                              val d1 = pruneDim(MV.toDim dv1)
225                                              val d2 = pruneDim(MV.toDim dv2)
226                                              in assignEin( y, S.transform(EinOp.outerProduct,[(length(d1),d1), (length(d2),d2)]),xs)
227                                              end
228                                                (*Here, d1, d2 is an int, but we want a list.*)
229    
230                    (* Assuming dd1, ddd2 are lists of dimensions*)
231                    (BV.op_inner,        fn (y, [sh1, sh2, _], xs) => let
232                                              val ty1 as DstTy.TensorTy dd1 = pruneShape sh1
233                                              val ty2 as DstTy.TensorTy dd2 = pruneShape sh2
234                                              val ilist=  [(length(dd1)-1, List.take(dd1, length(dd1)-1) ) ,
235                                                    ( length(dd2)-1, tl(dd2)),
236                                                    ( 0, [hd(dd2)]) ]
237                                              in assignEin(y, S.tranform(EinOp.innerProduct, ilist),xs) end),
238    
239    
240                    (BV.op_colon,         fn (y, [sh1, sh2, _], xs) => let
241                                              val ty1 as DstTy.TensorTy dd1 = pruneShape sh1
242                                              val ty2 as DstTy.TensorTy dd2 = pruneShape sh2
243                                              val ilist=    [ (length(dd1)-2 ,  List.take(q, length(q)-2)) ,
244                                                    ( length(dd2)-2 , tl(tl(dd2))),
245                                                    (_, List.take(dd2,2))]
246                                             in  assignEin(y, S.transform(EinOp.doubleDot, ilist),xs) end),
247    
248    
249                                (* UnChanged*)
250                  (BV.fn_inside,          fn (y, [_, dv, _], xs) =>                  (BV.fn_inside,          fn (y, [_, dv, _], xs) =>
251                                            assign(y, Op.Inside(dimVarToTensor dv), xs)),                                            assign(y, Op.Inside(pruneDim(MV.toDim dv)), xs)),
252                    (BV.clamp_rrr,          simpleOp (Op.Clamp DstTy.realTy)),
253                    (BV.clamp_vvv,          vectorOp Op.Clamp),
254                    (BV.lerp3,              tensorOp Op.Lerp),
255                    (BV.lerp5,              fn (y, [sv], [a, b, x0, x, x1]) => let
256                                              val t1 = IL.Var.new("t1", DstTy.realTy)
257                                              val t2 = IL.Var.new("t2", DstTy.realTy)
258                                              val t3 = IL.Var.new("t3", DstTy.realTy)
259                                              in [
260                                                IL.ASSGN(t1, IL.OP(Op.Sub DstTy.realTy, [x, x0])),
261                                                IL.ASSGN(t2, IL.OP(Op.Sub DstTy.realTy, [x1, x0])),
262                                                IL.ASSGN(t3, IL.OP(Op.Div DstTy.realTy, [t1, t2])),
263                                                IL.ASSGN(y,  IL.OP(Op.Lerp(shapeVarToTensor sv), [a, b, t3]))
264                                              ] end),
265                    (BV.evals2x2,           eigenVal (Op.Eigen2x2, 2)),
266                    (BV.evals3x3,           eigenVal (Op.Eigen3x3, 3)),
267                    (BV.evecs2x2,           eigenVec (Op.Eigen2x2, 2)),
268                    (BV.evecs3x3,           eigenVec (Op.Eigen3x3, 3)),
269                  (BV.fn_max,             simpleOp Op.Max),                  (BV.fn_max,             simpleOp Op.Max),
270                  (BV.fn_min,             simpleOp Op.Min),                  (BV.fn_min,             simpleOp Op.Min),
271                  (BV.fn_modulate,        vectorOp Op.Mul),                  (BV.fn_modulate,        vectorOp Op.Mul),
272                  (BV.fn_pow,             simpleOp Op.Pow),                  (BV.fn_normalize,       vectorOp Op.Normalize),
273                  (BV.fn_principleEvec,   vectorOp Op.PrincipleEvec),                  (BV.fn_principleEvec,   vectorOp Op.PrincipleEvec),
274                  (BV.fn_sin,             simpleOp Op.Sin),  
275                            (* Changed*)
276                    (BV.fn_trace,           fn (y, [dv], xs) => (let
277                             val i=pruneDim(MV.toDim dv)  (* (dimVarToMatrix dv)*)
278                            (*we need i to be the dimension n of an n xn matrix*)
279                            in  assignEin(y,S.transform(EinOp.trace, [1,i]),xs)  end)
280    
281                            (* UnChanged*)
282                    (BV.fn_transpose,       fn (y, [dv1, dv2], xs) =>
283                                              assign(y, Op.Transpose(dimVarToInt dv1, dimVarToInt dv2), xs)),
284                  (BV.kn_bspln3,          kernel Kernel.bspln3),                  (BV.kn_bspln3,          kernel Kernel.bspln3),
285                  (BV.kn_bspln5,          kernel Kernel.bspln5),                  (BV.kn_bspln5,          kernel Kernel.bspln5),
286                  (BV.kn_ctmr,            kernel Kernel.ctmr),                  (BV.kn_ctmr,            kernel Kernel.ctmr),
287                    (BV.kn_c2ctmr,          kernel Kernel.ctmr),
288                    (BV.kn_c4hexic,         kernel Kernel.c4hexic),
289                  (BV.kn_tent,            kernel Kernel.tent),                  (BV.kn_tent,            kernel Kernel.tent),
290                  (BV.i2r,                simpleOp Op.IntToReal)                  (BV.kn_c1tent,          kernel Kernel.tent),
291                    (BV.i2r,                simpleOp Op.IntToReal),
292    
293                            (* Changed*)
294                    (BV.identity,           fn (y, [dv], []) =>(let
295                                            val i=pruneDim(MV.toDim dv)
296                                            (*we need i to be the dimension n of an n xn matrix*)
297                                            in  assignEin(y, S.transform(EinOp.identity,[(1,i),(1,i)]),[]) end)),
298    
299                            (* UnChanged*)
300                    (BV.zero,               fn (y, [sv], []) =>
301                                              assign(y, Op.Zero(shapeVarToTensor sv), [])),
302                    (BV.subscript,          fn (y, [tv, dv], args) =>
303                                              assign(y,
304                                                Op.SeqSub(DstTy.SeqTy(pruneTy tv, pruneDim(MV.toDim dv))),
305                                                args))
306                ];                ];
307              (* add C math functions *)
308                List.app (fn (n, x) => insert(x, basisFn n)) BV.mathFns;
309              tbl              tbl
310            end            end
311    
# Line 115  Line 313 
313             of SOME transFn => transFn(y, mvs, xs)             of SOME transFn => transFn(y, mvs, xs)
314              | NONE => raise Fail("TranslateBasis.translate: unknown basis function " ^ Var.uniqueNameOf f)              | NONE => raise Fail("TranslateBasis.translate: unknown basis function " ^ Var.uniqueNameOf f)
315            (* end case *))            (* end case *))
316    handle ex => (print(concat["translate (", IL.Var.toString y, ", ",
317    Var.uniqueNameOf f, ", ...)\n"]); raise ex)
318    
319    end    end

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changed lines
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