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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 435, Tue Oct 19 13:14:20 2010 UTC branches/charisee/src/compiler/translate/translate-basis.sml revision 2447, Sat Sep 28 18:10:51 2013 UTC
# 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 S=Specialize
31    
32        fun pruneTy tv = (case TU.prune(MV.toType tv)
33               of (ty as Ty.T_Var _) => raise Fail("unresolved type " ^ TU.toString ty)
34                | ty => TranslateTy.tr ty
35              (* end case *))
36    
37      fun pruneDim d = (case TU.pruneDim d      fun pruneDim d = (case TU.pruneDim d
38             of (Ty.DimConst n) => n             of (Ty.DimConst n) => n
39              | d => raise Fail("unresolved dimension " ^ TU.dimToString d)              | d => raise Fail("unresolved dimension " ^ TU.dimToString d)
40            (* end case *))            (* end case *))
41    
42    
43    
44      fun pruneShape sv = (case TU.pruneShape(MV.toShape sv)      fun pruneShape sv = (case TU.pruneShape(MV.toShape sv)
45             of Ty.Shape dd => DstTy.tensorTy(List.map pruneDim dd)             of Ty.Shape dd => DstTy.tensorTy(List.map pruneDim dd)
46              | shp => raise Fail("unresolved shape " ^ TU.shapeToString shp)              | shp => raise Fail("unresolved shape " ^ TU.shapeToString shp)
47            (* end case *))            (* end case *))
48    
     fun dimVarToTensor dv = DstTy.tensorTy[pruneDim(MV.toDim dv)]  
     fun shapeVarToTensor sv = pruneShape sv  
49    
50      fun assign (y, rator, xs) = [(y, IL.OP(rator, xs))]      fun dimVarToInt dv = pruneDim(MV.toDim dv)
51        fun dimVarToTensor dv = DstTy.tensorTy[dimVarToInt dv]
52        fun dimVarToMatrix dv = let
53              val d = dimVarToInt dv
54              in
55                DstTy.tensorTy[d, d]        (* square matrix type *)
56              end
57    
58    
59        fun assign (y, rator, xs) = [IL.ASSGN(y, IL.OP(rator, xs))]
60    
61        fun basisFn name (y, [], xs) = [IL.ASSGN(y, IL.APPLY(name, xs))]
62    
63      fun simpleOp rator (y, [], xs) = assign (y, rator, xs)      fun simpleOp rator (y, [], xs) = assign (y, rator, xs)
64            fun shapeVarToTensor sv = pruneShape sv
65    
66    
67      fun tensorOp rator (y, [sv], xs) = assign (y, rator(shapeVarToTensor sv), xs)      fun tensorOp rator (y, [sv], xs) = assign (y, rator(shapeVarToTensor sv), xs)
68    
69      fun vectorOp rator (y, [dv], xs) = assign (y, rator(dimVarToTensor dv), xs)      fun vectorOp rator (y, [dv], xs) = assign (y, rator(dimVarToTensor dv), xs)
70    
71      fun kernel h (y, [], []) = assign(y, Op.Kernel h, [])      fun kernel h (y, [], []) = assign(y, Op.Kernel(h, 0), [])
72    
73      (* utility functions for synthesizing eigenvector/eigenvalue code *)
74        fun eigenVec (rator, dim) = let
75              val ty = DstTy.SeqTy(DstTy.realTy, dim)
76              in
77                fn (y, _, [m]) => let
78                    val v = IL.Var.new("evals", ty)
79                    in
80                      [IL.MASSGN([v, y], rator, [m])]
81                    end
82              end
83        fun eigenVal (rator, dim) = let
84              val ty = DstTy.SeqTy(DstTy.vecTy dim, dim)
85              in
86                fn (y, _, [m]) => let
87                    val v = IL.Var.new("evecs", ty)
88                    in
89                      [IL.MASSGN([y, v], rator, [m])]
90                    end
91              end
92    
93    
94    
95    
96    
97        fun assignEin (y, rator, xs) = [IL.ASSGN(y, IL.EINAPP(rator, xs))]
98    
99        fun simpleEinOp rator (y, _,xs) = assignEin(y, rator, xs)
100    
101        fun peelFieldSK SK=[2]  (*(case TU.pruneShape(MV.toShape SK)
102                of Ty.Shape dd =>  List.map pruneDim dd
103                | shp => raise Fail("unresolved shape " ^ TU.shapeToString shp)
104                (* end case *))*)
105    
106    
107    
108        fun tensorEinOp einop (y, [SK], xs) =
109            let val ty1 as DstTy.TensorTy dd1 = pruneShape SK
110                val rator =S.transform(einop,[dd1],[])
111            in
112                    assignEin(y, rator,xs)
113            end
114    
115    
116    
117        fun scalarField(einop,paramarg,y,xs)=
118                let val paramarg'=List.map dimVarToInt  paramarg(*[2]*)
119                    val rator=S.transform(einop, [[]],paramarg')
120    
121                in
122                    assignEin(y, rator, xs)
123                end
124    
125        fun singleField(SK,einop,paramarg, y, xs)=
126            let
127                val s=peelFieldSK SK
128                val paramarg'= List.map dimVarToInt paramarg (*[2]*)
129                val rator= S.transform(einop, [s],paramarg')
130            in assignEin(y, rator, xs)
131            end
132    
133    
134    
135    
136    (****MV.toDim returns int, and DstTy.TensorTy returns intlist *)
137    
138    (*DK- SK-shape,NK-dim *)
139    
140    (* shape is an int list, DIM is in int|variable, k-level of differntiation *)
141    
142    (* build a table that maps Basis variables to their translation functions *)    (* build a table that maps Basis variables to their translation functions *)
143      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
144            val tbl = VTbl.mkTable (128, Fail "Translate table")            val tbl = VTbl.mkTable (128, Fail "Translate table")
145              val insert = VTbl.insert tbl
146            in            in
147              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),  
148                  (BV.lt_ii,              simpleOp(Op.LT DstTy.IntTy)),                  (BV.lt_ii,              simpleOp(Op.LT DstTy.IntTy)),
149                  (BV.lt_rr,              simpleOp(Op.LT(DstTy.realTy))),                  (BV.lt_rr,              simpleOp(Op.LT DstTy.realTy)),
150                  (BV.lte_ii,             simpleOp(Op.LTE DstTy.IntTy)),                  (BV.lte_ii,             simpleOp(Op.LTE DstTy.IntTy)),
151                  (BV.lte_rr,             simpleOp(Op.LTE(DstTy.realTy))),                  (BV.lte_rr,             simpleOp(Op.LTE DstTy.realTy)),
152                  (BV.gte_ii,             simpleOp(Op.GTE DstTy.IntTy)),                  (BV.gte_ii,             simpleOp(Op.GTE DstTy.IntTy)),
153                  (BV.gte_rr,             simpleOp(Op.GTE(DstTy.realTy))),                  (BV.gte_rr,             simpleOp(Op.GTE(DstTy.realTy))),
154                  (BV.gt_ii,              simpleOp(Op.GT DstTy.IntTy)),                  (BV.gt_ii,              simpleOp(Op.GT DstTy.IntTy)),
# Line 81  Line 161 
161                  (BV.neq_ii,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.IntTy)),                  (BV.neq_ii,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.IntTy)),
162                  (BV.neq_ss,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.StringTy)),                  (BV.neq_ss,             simpleOp(Op.NEQ DstTy.StringTy)),
163                  (BV.neq_rr,             simpleOp(Op.NEQ(DstTy.realTy))),                  (BV.neq_rr,             simpleOp(Op.NEQ(DstTy.realTy))),
164                  (BV.neg_i,              simpleOp(Op.Neg DstTy.IntTy)),                  (BV.add_ii,             simpleOp Op.IAdd ),
165                  (BV.neg_t,              tensorOp Op.Neg),                  (BV.add_tt,             tensorEinOp EinOp.addTensor),
166                  (BV.neg_f,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.NegField, xs)),                  (BV.add_ff,             fn (y, [_,NK,SK], xs)=> singleField(SK,EinOp.addField, [NK,NK], y, xs)),
167                  (BV.op_at,              fn (y, [_, dv, sv], xs) =>                  (BV.add_fr,             fn (y, [_,NK], xs)=>    scalarField(EinOp.addTenField,[NK],y, xs)),
168                                            assign(y, Op.Probe(shapeVarToTensor sv, dimVarToTensor dv), xs)),                  (BV.add_rf,             fn (y, [_,NK], [s, f])=>scalarField(EinOp.addTenField,[NK],y,[f,s])),
169                  (BV.op_convolve,        fn (y, _, xs) => assign(y, Op.Convolve, xs)),                  (BV.sub_ii,              simpleOp Op.ISub ),
170                  (BV.op_D,               fn (y, _, xs) => assign(y, Op.DiffField, xs)),                  (BV.sub_tt,             tensorEinOp EinOp.subTensor),
171                  (BV.op_norm,            tensorOp Op.Norm),                  (BV.sub_ff,             fn (y, [_,NK,SK], xs)=>singleField(SK,EinOp.subField, [NK,NK],y,xs)),
172                    (BV.sub_fr,             fn (y, [_,NK], xs) =>     scalarField(EinOp.subField,[NK], y,xs)),
173                    (BV.sub_rf,             fn (y, [_,NK], [s, f]) => scalarField(EinOp.subField,[NK], y,[f, s])),
174    (* CHANEG create negative subtraction*)
175                    (BV.mul_ii,             simpleOp Op.IMul),
176                    (BV.mul_rr,             simpleOp Op.IMul),
177                    (BV.mul_rt,             tensorEinOp EinOp.scaleTensor),
178                    (BV.mul_tr,             fn (y, [SK], [t, r])=>let
179                                             val ty1 as DstTy.TensorTy dd1 = pruneShape SK
180                                                val rator =S.transform(EinOp.scaleTensor,[dd1],[])
181                                            in
182                                                assignEin(y, rator,[r,t])
183                                            end),
184    
185    
186    
187                  (BV.mul_rf,             fn (y,[_,NK,SK], xs)=> singleField(SK,EinOp.scaleField,[NK],y, xs)),
188    
189    
190    
191                    (BV.mul_fr,             fn (y, [_,NK,SK], [f, s])=> singleField(SK,EinOp.scaleField, [NK],y,[s,f])),
192    
193                    (BV.div_ii,             simpleOp Op.IDiv),
194                    (BV.div_rr,             simpleOp Op.IDiv),
195    
196    
197                   (BV.div_tr,             tensorEinOp EinOp.divideTensor),
198    
199                    (BV.div_fr,             fn (y, [_,NK,SK], xs) =>singleField(SK,EinOp.divideField, [NK],y, xs)),
200                    (BV.exp_ri,             simpleOp(Op.Power)),
201                    (BV.exp_rr,             basisFn MathFuns.pow),
202                    (BV.curl2D,             simpleEinOp EinOp.Curl2d),
203                    (BV.curl3D,             simpleEinOp EinOp.Curl3d),
204                    (BV.convolve_vk,        fn (y, [_, NK, SK], xs) => singleField(SK,EinOp.conv, [NK],y,xs)),
205                    (BV.convolve_kv,        fn (y, [_, NK, SK], [k, v]) =>singleField(SK,EinOp.conv, [NK],y,[v,k])),
206                    (BV.neg_i,              simpleOp Op.INeg),
207                    (BV.neg_t,              tensorEinOp EinOp.negTensor),
208    
209    
210                    (BV.neg_f,              fn (y, [_,NK,SK], xs) => singleField(SK,EinOp.negField, [NK],y,xs)),
211    
212                    (BV.op_probe,           fn (y, [_, NK, SK], xs) =>
213                                            let
214                                                val dv=dimVarToTensor NK  (*Field*)
215                                                val sv=shapeVarToTensor SK (*Position*)
216                                                val dv'=peelFieldSK dv
217                                                val sv'=peelFieldSK sv
218                                                val einop= S.transform(EinOp.probe,[sv',dv'],[2])
219                                            in assignEin(y, einop,xs)
220                                            end),
221                    (BV.op_D,               fn (y, [_, NK], xs) => scalarField(EinOp.Grad,[NK], y,xs)),
222                    (BV.op_Dotimes,         fn (y, [_, NK, SK, NK2], xs) => singleField(SK,EinOp.Divergence,[NK], y,xs)),
223                    (BV.op_norm,            fn (y, [sv], xs) => (case shapeVarToTensor sv
224                                               of DstTy.TensorTy[] => assign(y, Op.Abs DstTy.realTy, xs)
225                                                | ty => assign(y, Op.Norm ty, xs)
226                                              (* end case *))),
227    
228                  (BV.op_not,             simpleOp Op.Not),                  (BV.op_not,             simpleOp Op.Not),
229                  (BV.fn_CL,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.CL, xs)),                  (BV.op_cross,           simpleEinOp EinOp.crossProduct),
230                  (BV.fn_convolve,        fn (y, _, [h, img]) => assign(y, Op.Convolve, [img, h])),                  (BV.op_outer,           fn (y, [dv1, dv2], xs) => let
231                  (BV.fn_cos,             simpleOp Op.Cos),                                              val d1 = [pruneDim(MV.toDim dv1)]
232                  (BV.fn_dot,             vectorOp Op.Dot),                                              val d2 = [pruneDim(MV.toDim dv2)]
233                                              in
234                                                assignEin( y, S.transform(EinOp.outerProduct,[d1,d2],[]),xs)
235                                              end),
236                    (BV.op_inner,        fn (y, [sh1, sh2, _], xs) =>
237                                                let
238                                                    val ty1 as DstTy.TensorTy dd1 = pruneShape sh1
239                                                    val ty2 as DstTy.TensorTy dd2 = pruneShape sh2
240                                                    val alpha= List.take(dd1, length(dd1)-1)
241                                                    val beta=  tl(dd2)
242                                                    val i =hd(dd2)
243                                                    val ilist=  [alpha, beta, [i]]
244                                              in
245                                                assignEin(y, S.transform(EinOp.innerProduct, ilist,[]),xs)
246                                            end),
247    
248                    (BV.op_colon,         fn (y, [sh1, sh2, _], xs) =>
249                                                let
250                                                    val ty1 as DstTy.TensorTy dd1 = pruneShape sh1
251                                                    val ty2 as DstTy.TensorTy dd2 = pruneShape sh2
252                                                    val m= List.take(dd2,2)
253                                                    val i=hd(m)
254                                                    val j=tl(m)
255                                                    val alpha= List.take(dd1, length(dd1)-2)
256                                                    val beta=tl(tl(dd2))
257                                                    val ilist=[alpha, beta, [i], j]
258                                                in
259                                                    assignEin(y, S.transform(EinOp.doubleDot, ilist,[]),xs)
260                                                end),
261    
262                  (BV.fn_inside,          fn (y, [_, dv, _], xs) =>                  (BV.fn_inside,          fn (y, [_, dv, _], xs) =>
263                                            assign(y, Op.Inside(dimVarToTensor dv), xs)),                                            assign(y, Op.Inside(pruneDim(MV.toDim dv)), xs)),
264                    (BV.clamp_rrr,          simpleOp (Op.Clamp DstTy.realTy)),
265                    (BV.clamp_vvv,          vectorOp Op.Clamp),
266                    (BV.lerp3,              tensorOp Op.Lerp),
267                    (BV.lerp5,              fn (y, [sv], [a, b, x0, x, x1]) => let
268                                              val t1 = IL.Var.new("t1", DstTy.realTy)
269                                              val t2 = IL.Var.new("t2", DstTy.realTy)
270                                              val t3 = IL.Var.new("t3", DstTy.realTy)
271                                              in [
272                                                IL.ASSGN(t1, IL.OP(Op.ISub, [x, x0])),
273                                                IL.ASSGN(t2, IL.OP(Op.ISub, [x1, x0])),
274                                                IL.ASSGN(t3, IL.OP(Op.IDiv, [t1, t2])),
275                                                IL.ASSGN(y,  IL.OP(Op.Lerp(shapeVarToTensor sv), [a, b, t3]))
276                                              ] end),
277                    (BV.evals2x2,           eigenVal (Op.Eigen2x2, 2)),
278                    (BV.evals3x3,           eigenVal (Op.Eigen3x3, 3)),
279                    (BV.evecs2x2,           eigenVec (Op.Eigen2x2, 2)),
280                    (BV.evecs3x3,           eigenVec (Op.Eigen3x3, 3)),
281                  (BV.fn_max,             simpleOp Op.Max),                  (BV.fn_max,             simpleOp Op.Max),
282                  (BV.fn_min,             simpleOp Op.Min),                  (BV.fn_min,             simpleOp Op.Min),
283                  (BV.fn_modulate,        vectorOp Op.Mul),                  (BV.fn_modulate,         fn (y, _, xs) => assign (y, Op.IMul, xs)),
284                  (BV.fn_pow,             simpleOp Op.Pow),                  (BV.fn_normalize,       vectorOp Op.Normalize),
285                  (BV.fn_principleEvec,   vectorOp Op.PrincipleEvec),                  (BV.fn_principleEvec,   vectorOp Op.PrincipleEvec),
286                  (BV.fn_sin,             simpleOp Op.Sin),  
287                   (BV.fn_trace,           fn (y, [dv], xs) =>let
288                                                val d=dimVarToInt dv
289                                            in
290                                                assignEin(y,S.transform(EinOp.trace, [[d]],[]),xs)
291                                            end),
292    
293                    (BV.fn_transpose,           fn (y, [dv1, dv2], xs) =>
294                                            let
295                                                val d1=dimVarToInt dv1
296                                                val d2=dimVarToInt dv2
297                                            in
298                                                assignEin(y,S.transform(EinOp.transpose, [[d1],[d2]],[]),xs)
299                                            end),
300    
301                  (BV.kn_bspln3,          kernel Kernel.bspln3),                  (BV.kn_bspln3,          kernel Kernel.bspln3),
302                  (BV.kn_bspln5,          kernel Kernel.bspln5),                  (BV.kn_bspln5,          kernel Kernel.bspln5),
303                  (BV.kn_ctmr,            kernel Kernel.ctmr),                  (BV.kn_ctmr,            kernel Kernel.ctmr),
304                    (BV.kn_c2ctmr,          kernel Kernel.ctmr),
305                    (BV.kn_c4hexic,         kernel Kernel.c4hexic),
306                  (BV.kn_tent,            kernel Kernel.tent),                  (BV.kn_tent,            kernel Kernel.tent),
307                  (BV.i2r,                simpleOp Op.IntToReal)                  (BV.kn_c1tent,          kernel Kernel.tent),
308                    (BV.i2r,                simpleOp Op.IntToReal),
309    
310                    (BV.identity,           fn (y, [dv], xs) =>let
311                                                val d=dimVarToInt dv
312                                            in assignEin(y, S.transform(EinOp.identity,[[d],[d]],[]),xs)
313                                            end),
314    
315                 (*   (BV.zero,               fn (y, [sv], []) =>
316                                              assign(y, Op.Zero(shapeVarToTensor sv), [])),*)
317                   (BV.subscript,          fn (y, [tv, dv], xs) =>
318                                              assign(y,
319                                                Op.SeqSub(DstTy.SeqTy(pruneTy tv, pruneDim(MV.toDim dv))),
320                                                xs))
321    
322    
323                (*,
324    
325                (BV.dynSubscript,       fn (y, [tv], args) =>
326                                            assign(y, Op.SeqSub(DstTy.DynSeqTy(pruneTy tv)), args))*)
327                ];                ];
328    
329              (* add C math functions *)
330                List.app (fn (n, x) => insert(x, basisFn n)) BV.mathFns;
331              tbl              tbl
332            end            end
333    
# Line 115  Line 335 
335             of SOME transFn => transFn(y, mvs, xs)             of SOME transFn => transFn(y, mvs, xs)
336              | NONE => raise Fail("TranslateBasis.translate: unknown basis function " ^ Var.uniqueNameOf f)              | NONE => raise Fail("TranslateBasis.translate: unknown basis function " ^ Var.uniqueNameOf f)
337            (* end case *))            (* end case *))
338    handle ex => (print(concat["translate (", IL.Var.toString y, ", ",
339    Var.uniqueNameOf f, ", ...)\n"]); raise ex)
340    
341    end    end

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