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[diderot] Annotation of /branches/charisee_dev/src/compiler/high-to-mid/ProbeEin.sml
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Annotation of /branches/charisee_dev/src/compiler/high-to-mid/ProbeEin.sml

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Revision 3540 - (view) (download)

1 : cchiw 2845 (* Expands probe ein
2 : cchiw 2606 *
3 : jhr 3349 * This code is part of the Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4 :     *
5 :     * COPYRIGHT (c) 2015 The University of Chicago
6 : cchiw 2606 * All rights reserved.
7 :     *)
8 :    
9 :     structure ProbeEin = struct
10 :    
11 :     local
12 :    
13 :     structure E = Ein
14 :     structure DstIL = MidIL
15 :     structure DstOp = MidOps
16 : jhr 3060 structure P = Printer
17 :     structure T = TransformEin
18 :     structure MidToS = MidToString
19 : cchiw 2976 structure DstV = DstIL.Var
20 :     structure DstTy = MidILTypes
21 :    
22 : cchiw 2606 in
23 :    
24 : cchiw 2870 (* This file expands probed fields
25 :     * Take a look at ProbeEin tex file for examples
26 :     *Note that the original field is an EIN operator in the form <V_alpha * H^(deltas)>(midIL.var list )
27 :     * Param_ids are used to note the placement of the argument in the midIL.var list
28 :     * Index_ids keep track of the shape of an Image or differentiation.
29 :     * Mu bind Index_id
30 :     * Generally, we will refer to the following
31 :     *dim:dimension of field V
32 :     * s: support of kernel H
33 :     * alpha: The alpha in <V_alpha * H^(deltas)>
34 :     * deltas: The deltas in <V_alpha * H^(deltas)>
35 :     * Vid:param_id for V
36 :     * hid:param_id for H
37 :     * nid: integer position param_id
38 :     * fid :fractional position param_id
39 : cchiw 3166 * img-imginfo about V
40 : cchiw 2870 *)
41 : cchiw 3033
42 : cchiw 2923 val testing=0
43 : cchiw 3325 val valnumflag=true
44 : cchiw 3459 val tsplitvar=true
45 :     val fieldliftflag=true
46 : cchiw 3460 val constflag=true
47 : cchiw 3459 val detflag =true
48 :     val detsumflag=true
49 : cchiw 3503 fun incUse (DstIL.V{useCnt, ...}) = (useCnt := !useCnt + 1)
50 :     fun decUse (DstIL.V{useCnt, ...}) = (useCnt := !useCnt - 1)
51 : cchiw 3307
52 : cchiw 3540 val liftimgflag =false
53 :     val pullKrn= false
54 :    
55 : cchiw 2845 val cnt = ref 0
56 :     fun transformToIndexSpace e=T.transformToIndexSpace e
57 :     fun transformToImgSpace e=T.transformToImgSpace e
58 : cchiw 3268 fun toStringBind e=(MidToString.toStringBind e)
59 : cchiw 3540 fun toStringBindp e=(MidToString.toStringBind e)
60 : cchiw 3260 fun mkEin e=Ein.mkEin e
61 : cchiw 3033 fun mkEinApp(rator,args)=DstIL.EINAPP(rator,args)
62 : cchiw 3441 fun setConst e = E.setConst e
63 :     fun setNeg e = E.setNeg e
64 :     fun setExp e = E.setExp e
65 :     fun setDiv e= E.setDiv e
66 :     fun setSub e= E.setSub e
67 :     fun setProd e= E.setProd e
68 :     fun setAdd e= E.setAdd e
69 : cchiw 3472 fun mkCx es =List.map (fn c => E.C (c,true)) es
70 :     fun mkCxSingle c = E.C (c,true)
71 : cchiw 3441
72 : cchiw 2845 fun testp n=(case testing
73 :     of 0=> 1
74 : cchiw 3472 | _ =>(print(String.concat n);1)
75 : cchiw 2845 (*end case*))
76 : cchiw 3260
77 :    
78 : cchiw 2845 fun getRHSDst x = (case DstIL.Var.binding x
79 :     of DstIL.VB_RHS(DstIL.OP(rator, args)) => (rator, args)
80 :     | DstIL.VB_RHS(DstIL.VAR x') => getRHSDst x'
81 :     | vb => raise Fail(concat[ "expected rhs operator for ", DstIL.Var.toString x, "but found ", DstIL.vbToString vb])
82 :     (* end case *))
83 : cchiw 2838
84 : cchiw 2606
85 : cchiw 2845 (* getArgsDst:MidIL.Var* MidIL.Var->int, ImageInfo, int
86 :     uses the Param_ids for the image, kernel,
87 :     and position tensor to get the Mid-IL arguments
88 :     returns the support of ther kernel, and image
89 :     *)
90 : jhr 3060 fun getArgsDst(hArg,imgArg,args) = (case (getRHSDst hArg, getRHSDst imgArg)
91 : cchiw 3531 of ((DstOp.Kernel(h, i), _ ), (DstOp.LoadImage(_, _, img), _ ))=> ((Kernel.support h) ,img,ImageInfo.dim img)
92 :     | ((k,_),(i,_)) => raise Fail (String.concat["Expected kernel:", (DstOp.toString k ),"Expected Image:", (DstOp.toString i)])
93 : cchiw 2845 (*end case*))
94 : cchiw 2606
95 :    
96 : cchiw 2845 (*handleArgs():int*int*int*Mid IL.Var list
97 :     ->int*Mid.ILVars list* code*int* low-il-var
98 :     * uses the Param_ids for the image, kernel, and tensor
99 :     * and gets the mid-IL vars for each.
100 :     *Transforms the position to index space
101 :     *P is the mid-il var for the (transformation matrix)transpose
102 :     *)
103 :     fun handleArgs(Vid,hid,tid,args)=let
104 :     val imgArg=List.nth(args,Vid)
105 :     val hArg=List.nth(args,hid)
106 :     val newposArg=List.nth(args,tid)
107 :     val (s,img,dim) =getArgsDst(hArg,imgArg,args)
108 :     val (argsT,P,code)=transformToImgSpace(dim,img,newposArg,imgArg)
109 : cchiw 2606 in
110 : cchiw 2845 (dim,args@argsT,code, s,P)
111 : cchiw 2606 end
112 : cchiw 3531
113 : cchiw 2838
114 : cchiw 3540
115 :    
116 : cchiw 2845 (*createBody:int*int*int,mu list, param_id, param_id, param_id, param_id
117 :     * expands the body for the probed field
118 :     *)
119 :     fun createBody(dim, s,sx,alpha,deltas,Vid, hid, nid, fid)=let
120 :     (*1-d fields*)
121 :     fun createKRND1 ()=let
122 :     val sum=sx
123 : cchiw 3472 val dels=List.map (fn e=>(mkCxSingle 0,e)) deltas
124 : cchiw 3441 val pos=[setAdd[E.Tensor(fid,[]),E.Value(sum)]]
125 :     val rest= E.Krn(hid,dels,setSub(E.Tensor(nid,[]),E.Value(sum)))
126 : cchiw 2845 in
127 : cchiw 3441 setProd[E.Img(Vid,alpha,pos),rest]
128 : cchiw 2843 end
129 : cchiw 3531
130 :     fun mkImg(imgpos)=E.Img(Vid,alpha,imgpos)
131 :    
132 : cchiw 2845 (*createKRN Image field and kernels *)
133 : cchiw 3531 fun createKRN(0,imgpos,rest)=setProd ([mkImg(imgpos)] @rest)
134 : cchiw 2845 | createKRN(dim,imgpos,rest)=let
135 :     val dim'=dim-1
136 :     val sum=sx+dim'
137 : cchiw 3472 val dels=List.map (fn e=>(mkCxSingle dim',e)) deltas
138 :     val pos=[setAdd[E.Tensor(fid,[mkCxSingle dim']),E.Value(sum)]]
139 :     val rest'= E.Krn(hid,dels,setSub(E.Tensor(nid,[mkCxSingle dim']),E.Value(sum)))
140 : cchiw 2845 in
141 :     createKRN(dim',pos@imgpos,[rest']@rest)
142 :     end
143 :     val exp=(case dim
144 :     of 1 => createKRND1()
145 :     | _=> createKRN(dim, [],[])
146 :     (*end case*))
147 :     (*sumIndex creating summaiton Index for body*)
148 :     val slb=1-s
149 : cchiw 3383 val _=List.tabulate(dim, (fn dim=> (String.concat[" sx:",Int.toString(sx)," dim:",Int.toString(dim),"esum",Int.toString(sx+dim) ]) ))
150 : cchiw 2845 val esum=List.tabulate(dim, (fn dim=>(E.V (dim+sx),slb,s)))
151 : cchiw 2843 in
152 : cchiw 2845 E.Sum(esum, exp)
153 : cchiw 2606 end
154 : cchiw 3540
155 : cchiw 2606
156 : cchiw 3540
157 :     (* build position *)
158 :     fun buildPos (dir,dim,argsA,hid,nid,s) =let
159 :     val vA = DstV.new ("kernel_pos", DstTy.TensorTy([]))
160 :     val p=[E.KRN,E.TEN(1,[dim])]
161 :     val pos=setSub(E.Tensor(1,[mkCxSingle dir]),E.Value(0))
162 :     val exp= E.BuildPos(s,pos)
163 :     (*val exp = E.Sum([(E.V 0, slb, s)],E.Krn(0,[],pos))*)
164 :     val a=[List.nth(argsA,hid),List.nth(argsA,nid)]
165 :     val A=(vA,mkEinApp(mkEin(p,[],exp),a))
166 :     in (vA,A) end
167 :    
168 :     (* apply differentiation *)
169 :     fun getKrn1Del(dx,dim,args,slb,s)= let
170 :     val n=Int.toString(dx)
171 :     val vA = DstV.new ("kernel_del"^n, DstTy.TensorTy([]))
172 :     val p=[E.KRN,E.TEN(1,[dim])]
173 :     val exp = E.EvalKrn dx
174 :     val A = (vA,mkEinApp(mkEin(p,[],exp),args))
175 :     in (vA,A) end
176 :    
177 :     (*create holder expression*)
178 :     fun mkHolder(dim,args) =let
179 :     val n=List.length(args)
180 :     val vA = DstV.new ("kernel_cons", DstTy.TensorTy([n]))
181 :     val p=[E.KRN,E.TEN(1,[dim])]
182 :     val A= (vA,mkEinApp(mkEin(p,[],E.Holder n),args))
183 :     in (vA,A) end
184 :    
185 :     (*lifted Kernel expressions*)
186 :     fun liftKrn(dx,dir,dim,argsA,hid,nid,slb,s)=let
187 :     val (vA,A)=buildPos(dir,dim,argsA,hid,nid,s)
188 :     val args=[List.nth(argsA,hid),vA]
189 :     fun iter(0,vBs,Bs)=let
190 :     val (vA,A)=getKrn1Del(0,dim,args,slb,s)
191 :     in (vA::vBs,A::Bs) end
192 :     | iter (n,vBs,Bs)= let
193 :     val (vA,A)=getKrn1Del(n,dim,args,slb,s)
194 :     in iter(n-1,vA::vBs,A::Bs) end
195 :     val (vBs,Bs)=iter(length(dx),[],[])
196 :     val (vC,C) =mkHolder(dim,vBs)
197 :     in (vC,(A::Bs)@[C]) end
198 :    
199 :    
200 :    
201 :     fun createBody2(dim, s,sx,alpha,deltas,Vid, hid, nid, fid,params,argsA)=let
202 :     (*1-d fields*)
203 :     val slb=1-s
204 :    
205 :    
206 :     (*making image*)
207 :     val tid=(case liftimgflag
208 :     of true => length(params)-1
209 :     | _ => length(params)-1
210 :     (*end case*))
211 :     fun mkImg imgpos =(case liftimgflag
212 :     of true=>(E.Tensor(Vid,alpha),SOME(E.Sum(List.tabulate(dim, (fn dim=>(E.V (dim),slb,s))),E.Img(Vid,alpha,imgpos))))
213 :     | _ =>let
214 :     val imgpos= List.tabulate(dim,fn e=> setAdd[E.Tensor(fid,[mkCxSingle e]),E.Value(e+sx)])
215 :     in (E.Img(Vid,alpha,imgpos),NONE) end
216 :     (*end case*))
217 :    
218 :     fun createKRND1 ()=let
219 :     val sum=sx
220 :     val dels=List.map (fn e=>(mkCxSingle 0,e)) deltas
221 :     val imgpos=[setAdd[E.Tensor(fid,[]),E.Value(sum)]]
222 :     val rest= E.Krn(hid,dels,setSub(E.Tensor(nid,[]),E.Value(sum)))
223 :     val (talpha,iexp)= mkImg imgpos
224 :     in (setProd[talpha,rest],iexp,NONE,NONE)end
225 :    
226 :     (*createKRN Image field and kernels *)
227 :     fun createKRN(0,orig,imgpos,vAs,krnpos)= let
228 :     val (talpha,iexp)= mkImg imgpos
229 :     in (setProd ([talpha]@orig),iexp,SOME vAs,SOME krnpos) end
230 :     | createKRN(d,orig,imgpos,vAs,krnpos)=let
231 :     val dim'=d-1
232 :     val sum=sx+dim'
233 :     val dels=List.map (fn e=>(mkCxSingle dim',e)) deltas
234 :     val ipos=setAdd[E.Tensor(fid,[mkCxSingle dim']),E.Value(dim')]
235 :     val opos= E.Krn(hid,dels,E.Tensor(tid+d,[]))
236 :     val (vA,A)= liftKrn(dels,dim',dim,argsA,hid,nid,slb,s)
237 :     in
238 :     createKRN(dim',[opos]@orig,[ipos]@imgpos,[vA]@vAs,A@krnpos)
239 :     end
240 :    
241 :     val (oexp,iexp,vAs,keinapp)=(case dim
242 :     of 1 => createKRND1()
243 :     | _=> createKRN(dim, [],[],[],[])
244 :     (*end case*))
245 :    
246 :     val oexp=E.Sum(List.tabulate(dim, (fn dim=>(E.V (dim+sx),slb,s))), oexp)
247 :     in (oexp,iexp,vAs,keinapp) end
248 :    
249 :     fun createBody3(dim, s,sx,[],deltas,Vid, hid, nid, fid,params,argsA)=
250 :     createBody2(dim, s,sx,[],deltas,Vid, hid, nid, fid,params,argsA)
251 :     | createBody3(dim, s,sx,alpha,deltas,Vid, hid, nid, fid,params,argsA)=
252 :     (createBody(dim, s,sx,alpha,deltas,Vid, hid, nid, fid),NONE,NONE,NONE)
253 :    
254 : cchiw 2845 (*getsumshift:sum_indexid list* int list-> int
255 : cchiw 3540 *get fresh/unused index_id, returns int
256 : cchiw 2845 *)
257 : cchiw 3383 fun getsumshift(sx,n) =let
258 : cchiw 2845 val nsumshift= (case sx
259 : cchiw 3383 of []=> n
260 : cchiw 2845 | _=>let
261 :     val (E.V v,_,_)=List.hd(List.rev sx)
262 :     in v+1
263 :     end
264 :     (* end case *))
265 : cchiw 3383
266 : cchiw 2845 val aa=List.map (fn (E.V v,_,_)=>Int.toString v) sx
267 : cchiw 3383 val _ =(String.concat["\n", "SumIndex:" ,(String.concatWith"," aa),
268 :     "\n\t Index length:",Int.toString n,
269 :     "\n\t Freshindex: ", Int.toString nsumshift])
270 : cchiw 2845 in
271 :     nsumshift
272 : cchiw 3540 end
273 : cchiw 2611
274 : cchiw 2845 (*formBody:ein_exp->ein_exp
275 :     *just does a quick rewrite
276 :     *)
277 :     fun formBody(E.Sum([],e))=formBody e
278 :     | formBody(E.Sum(sx,e))= E.Sum(sx,formBody e)
279 : cchiw 3441 | formBody(E.Opn(E.Prod, [e]))=e
280 : cchiw 2845 | formBody e=e
281 : cchiw 2606
282 : cchiw 2976 (* silly change in order of the product to match vis branch WorldtoSpace functions*)
283 : cchiw 3441 fun multiPs([P0,P1,P2],sx,body)= formBody(E.Sum(sx, setProd[P0,P1,P2,body]))
284 : cchiw 3353 (*
285 : cchiw 3441 | multiPs([P0,P1],sx,body)=formBody(E.Sum(sx, setProd([P0,body,P1])))
286 : cchiw 3353 *)
287 : cchiw 3441 | multiPs([P0,P1,P2,P3],sx,body)= formBody(E.Sum(sx, setProd[P0,P1,P2,P3,body]))
288 :     | multiPs(Ps,sx,body)=formBody(E.Sum(sx,setProd([body]@Ps)))
289 : cchiw 3195
290 : cchiw 2976
291 : cchiw 3441 fun multiMergePs([P0,P1],[sx0,sx1],body)=E.Sum([sx0],setProd[P0,E.Sum([sx1],setProd[P1,body])])
292 : cchiw 3195 | multiMergePs e=multiPs e
293 : cchiw 3540
294 :     (* ******************************************* setImage ******************************************* *)
295 :     fun replaceImgA(es,vid,newbie)=List.take(es,vid)@[newbie]@List.drop(es,vid+1)
296 :     fun setImage(params',argsA,code,vexp2,index,alpha,paraminstant,Vid,s)=
297 :     (case vexp2
298 :     of NONE =>(params',argsA,code)
299 :     | SOME vexp => let
300 :     val iArg = DstV.new ("Img", DstTy.TensorTy([]))
301 :     val alphax=List.map (fn (E.V i)=>List.nth(index,i)) alpha
302 :     val ieinapp=(iArg,mkEinApp(mkEin(paraminstant,alphax,vexp),argsA))
303 :     (*
304 :     val _ =print(String.concat["\n****\n Image (",Int.toString(length(argsA)),")"])
305 :     val _ =print(String.concat(List.map (fn e=> DstIL.Var.toString(e)^",") argsA))
306 :     val _ =print(String.concat["\n replace at ",Int.toString Vid ," with " , DstIL.Var.toString iArg ,"\n"])*)
307 :     val argsA=replaceImgA(argsA,Vid,iArg)
308 :     val params'=replaceImgA(params',Vid,E.TEN(2,[(s-(1-s)+1)*(s-(1-s)+1),(s-(1-s)+1)]))
309 :     val code=code@[ieinapp]
310 :     (*
311 :     val _ =print(String.concat(List.map (fn e=> DstIL.Var.toString(e)^",") argsA))
312 :     val _ =print(String.concat["\n****\n Image(",Int.toString(length(argsA)),")"])*)
313 :     in (params',argsA,code) end
314 :     (*end case*))
315 :    
316 :     (*kernels*)
317 :     fun setKernel(params',args',code,vAs2,keinapp2,dim)=
318 :     (case (vAs2,keinapp2)
319 :     of (NONE,NONE)=> (params',args',code)
320 :     | (SOME vAs,SOME keinapp) => let
321 :     (*
322 :     val _ =print"\n****\n Kernels\n"
323 :     val _ =print(String.concat["\n****\n Kernel(",Int.toString(length(args')),")"])
324 :     val _ =print(String.concat(List.map (fn e=> DstIL.Var.toString(e)^",") args'))*)
325 :     val args'= args'@vAs
326 :     val params'= params'@(List.tabulate(dim,fn _=> E.TEN(2,[])))
327 :     val code=code@keinapp
328 :     (*
329 :     val _ =print"\n"
330 :     val _ =print(String.concat(List.map (fn e=> DstIL.Var.toString(e)^",") args'))
331 :     val _ =print(String.concat["\n****\n Kernel(",Int.toString(length(args')),")"])*)
332 :     in (params',args',code) end
333 :     (*end case*))
334 : cchiw 3195
335 : cchiw 3540 fun setImageKernel(params',args',code,vexp2,vAs2,keinapp2,dim,index,alpha,paraminstant,Vid,s)=let
336 :     val (params',args',code)=setImage(params',args',code,vexp2,index,alpha,paraminstant,Vid,s)
337 :     in setKernel(params',args',code,vAs2,keinapp2,dim) end
338 :    
339 : cchiw 3195
340 : cchiw 3472 (* ******************************************* Replace probe ******************************************* *)
341 :     (* replaceProbe
342 : cchiw 2845 * Transforms position to world space
343 :     * transforms result back to index_space
344 :     * rewrites body
345 :     * replace probe with expanded version
346 :     *)
347 : cchiw 3540 fun replaceProbe0((y, DstIL.EINAPP(e,args)),p ,sx)
348 : cchiw 3048 =let
349 :     val originalb=Ein.body e
350 :     val params=Ein.params e
351 :     val index=Ein.index e
352 : cchiw 3267 val _ = testp["\n***************** \n Replace ************ \n"]
353 : cchiw 3260 val _= toStringBind (y, DstIL.EINAPP(e,args))
354 : cchiw 3048
355 :     val E.Probe(E.Conv(Vid,alpha,hid,dx),E.Tensor(tid,_))=p
356 : cchiw 2845 val fid=length(params)
357 :     val nid=fid+1
358 :     val Pid=nid+1
359 :     val nshift=length(dx)
360 :     val (dim,argsA,code,s,PArg) = handleArgs(Vid,hid,tid,args)
361 : cchiw 3383 val freshIndex=getsumshift(sx,length(index))
362 : cchiw 2845 val (dx,newsx1,Ps)=transformToIndexSpace(freshIndex,dim,dx,Pid)
363 :     val params'=params@[E.TEN(3,[dim]),E.TEN(1,[dim]),E.TEN(1,[dim,dim])]
364 :     val body' = createBody(dim, s,freshIndex+nshift,alpha,dx,Vid, hid, nid, fid)
365 : cchiw 2976 val body' = multiPs(Ps,newsx1,body')
366 : cchiw 3033
367 :     val body'=(case originalb
368 :     of E.Sum(sx, E.Probe _) => E.Sum(sx,body')
369 : cchiw 3441 | E.Sum(sx,E.Opn(E.Prod,[eps0,E.Probe _ ])) => E.Sum(sx,setProd[eps0,body'])
370 : cchiw 3033 | _ => body'
371 :     (*end case*))
372 :    
373 : cchiw 2845 val args'=argsA@[PArg]
374 : cchiw 3033 val einapp=(y,mkEinApp(mkEin(params',index,body'),args'))
375 : cchiw 3540 val _= List.map toStringBind(List.rev (einapp::code))
376 : cchiw 3033 in
377 :     code@[einapp]
378 : cchiw 2845 end
379 : cchiw 2976
380 : cchiw 3540
381 :    
382 : cchiw 3531 fun replaceProbe3((y, DstIL.EINAPP(e,args)),p ,sx) = let
383 :     val originalb=Ein.body e
384 :     val params=Ein.params e
385 :     val index=Ein.index e
386 :     val _ = testp["\n***************** \n Replace ************ \n"]
387 :     val _= toStringBind (y, DstIL.EINAPP(e,args))
388 :    
389 :     val E.Probe(E.Conv(Vid,alpha,hid,dx),E.Tensor(tid,_))=p
390 :     val fid=length(params)
391 :     val nid=fid+1
392 :     val Pid=nid+1
393 :     val nshift=length(dx)
394 :     val (dim,argsA,code,s,PArg) = handleArgs(Vid,hid,tid,args)
395 :     val freshIndex=getsumshift(sx,length(index))
396 :     val (dx,newsx1,Ps)=transformToIndexSpace(freshIndex,dim,dx,Pid)
397 :    
398 :     val paraminstant=params@[E.TEN(3,[dim]),E.TEN(1,[dim])]
399 :     val params'=paraminstant@[E.TEN(1,[dim,dim])]
400 : cchiw 3540
401 : cchiw 3531
402 : cchiw 3540 val (body',vexp2,vAs2,keinapp2) = createBody3(dim, s,freshIndex+nshift,alpha,dx,Vid, hid, nid, fid,paraminstant,argsA)
403 : cchiw 3531 val body' = multiPs(Ps,newsx1,body')
404 :     val body'=(case originalb
405 :     of E.Sum(sx, E.Probe _) => E.Sum(sx,body')
406 :     | E.Sum(sx,E.Opn(E.Prod,[eps0,E.Probe _ ])) => E.Sum(sx,setProd[eps0,body'])
407 :     | _ => body'
408 :     (*end case*))
409 : cchiw 3540
410 :     (*images and kernels*)
411 :     val (params',argsA,code)=setImageKernel(params',argsA,code,vexp2,vAs2,keinapp2,dim,index,alpha,paraminstant,Vid,s)
412 : cchiw 3531
413 :    
414 :     (*replace term*)
415 :     val args'=argsA@[PArg]
416 :     val einapp=(y,mkEinApp(mkEin(params',index,body'),args'))
417 :     val _= List.map toStringBindp(code@[einapp])
418 :     in
419 :     code@[einapp]
420 :     end
421 :    
422 :    
423 : cchiw 3472 (* ******************************************* Lift probe ******************************************* *)
424 : cchiw 3048 fun createEinApp(originalb,alpha,index,freshIndex,dim,dx,sx)= let
425 : cchiw 2976 val Pid=0
426 :     val tid=1
427 : cchiw 3260
428 :     (*Assumes body is already clean*)
429 : cchiw 3048 val (newdx,newsx,Ps)=transformToIndexSpace(freshIndex,dim,dx,Pid)
430 :    
431 :     (*need to rewrite dx*)
432 : cchiw 3260 val (_,sizes,e as E.Conv(_,alpha',_,dx))=(case sx@newsx
433 : cchiw 3048 of []=> ([],index,E.Conv(9,alpha,7,newdx))
434 : cchiw 3260 | _ => cleanIndex.cleanIndex(E.Conv(9,alpha,7,newdx),index,sx@newsx)
435 : cchiw 3048 (*end case*))
436 :    
437 :     val params=[E.TEN(1,[dim,dim]),E.TEN(1,sizes)]
438 : cchiw 3260 fun filterAlpha []=[]
439 :     | filterAlpha(E.C _::es)= filterAlpha es
440 :     | filterAlpha(e1::es)=[e1]@(filterAlpha es)
441 :    
442 :     val tshape=filterAlpha(alpha')@newdx
443 : cchiw 3033 val t=E.Tensor(tid,tshape)
444 : cchiw 3441
445 : cchiw 3195 val (splitvar,body)=(case originalb
446 : cchiw 3441 of E.Sum(sx, E.Probe _) => (true,multiPs(Ps,sx@newsx,t))
447 :     | E.Sum(sx,E.Opn(E.Prod,[eps0,E.Probe _ ])) => (false,E.Sum(sx,setProd[eps0,multiPs(Ps,newsx,t)]))
448 : cchiw 3195 | _ => (case tsplitvar
449 : cchiw 3441 of(* true => (true,multiMergePs(Ps,newsx,t)) (*pushes summations in place*)
450 : cchiw 3259 | false*) _ => (true,multiPs(Ps,newsx,t))
451 : cchiw 3195 (*end case*))
452 : cchiw 3441 (*end case*))
453 : cchiw 3048
454 : cchiw 3324 val _ =(case splitvar
455 : cchiw 3540 of true=> (String.concat["splitvar is true", P.printbody body])
456 :     | _ => (String.concat["splitvar is false",P.printbody body])
457 : cchiw 3324 (*end case*))
458 :    
459 :    
460 : cchiw 3048 val ein0=mkEin(params,index,body)
461 : cchiw 2976 in
462 : cchiw 3260 (splitvar,ein0,sizes,dx,alpha')
463 : cchiw 2976 end
464 : cchiw 3048
465 : cchiw 3540 fun liftProbe0((y, DstIL.EINAPP(e,args)),p ,sx)=let
466 : cchiw 3441 val _=testp["\n******* Lift Geneirc Probe ***\n"]
467 : cchiw 3048 val originalb=Ein.body e
468 :     val params=Ein.params e
469 : cchiw 3189 val index=Ein.index e
470 : cchiw 3383 val _ = (toStringBind (y, DstIL.EINAPP(e,args)))
471 : cchiw 2976
472 : cchiw 3048 val E.Probe(E.Conv(Vid,alpha,hid,dx),E.Tensor(tid,_))=p
473 : cchiw 2976 val fid=length(params)
474 :     val nid=fid+1
475 :     val nshift=length(dx)
476 : cchiw 3048 val (dim,args',code,s,PArg) = handleArgs(Vid,hid,tid,args)
477 : cchiw 3383 val freshIndex=getsumshift(sx,length(index))
478 : cchiw 2976
479 :     (*transform T*P*P..Ps*)
480 : cchiw 3260 val (splitvar,ein0,sizes,dx,alpha')= createEinApp(originalb,alpha,index,freshIndex,dim,dx,sx)
481 : cchiw 3441
482 : cchiw 3048 val FArg = DstV.new ("F", DstTy.TensorTy(sizes))
483 :     val einApp0=mkEinApp(ein0,[PArg,FArg])
484 : cchiw 3195 val rtn0=(case splitvar
485 : cchiw 3324 of false => [(y,mkEinApp(ein0,[PArg,FArg]))]
486 :     | _ => let
487 :     val bind3 = (y,DstIL.EINAPP(SummationEin.main ein0,[PArg,FArg]))
488 : cchiw 3440 in Split.splitEinApp bind3
489 : cchiw 3324 end
490 : cchiw 3195 (*end case*))
491 : cchiw 2976
492 :     (*lifted probe*)
493 :     val params'=params@[E.TEN(3,[dim]),E.TEN(1,[dim])]
494 : cchiw 3383 val freshIndex'= length(sizes)
495 :    
496 : cchiw 3540 val body' = createBody(dim, s,freshIndex',alpha',dx,Vid, hid, nid, fid)
497 : cchiw 3033 val ein1=mkEin(params',sizes,body')
498 : cchiw 2976 val einApp1=mkEinApp(ein1,args')
499 : cchiw 3048 val rtn1=(FArg,einApp1)
500 : cchiw 3195 val rtn=code@[rtn1]@rtn0
501 : cchiw 3260 val _= List.map toStringBind ([rtn1]@rtn0)
502 : cchiw 3383 val _=(String.concat["\n* end Lift Geneirc Probe ******** \n"])
503 : cchiw 3540 val _= List.map toStringBind rtn
504 : cchiw 2976 in
505 :     rtn
506 :     end
507 : cchiw 3540
508 :     fun liftProbe3((y, DstIL.EINAPP(e,args)),p ,sx)=let
509 : cchiw 3531 val _=testp["\n******* Lift Geneirc Probe ***\n"]
510 :     val originalb=Ein.body e
511 :     val params=Ein.params e
512 :     val index=Ein.index e
513 :     val _ = (toStringBind (y, DstIL.EINAPP(e,args)))
514 :    
515 :     val E.Probe(E.Conv(Vid,alpha,hid,dx),E.Tensor(tid,_))=p
516 :     val fid=length(params)
517 :     val nid=fid+1
518 :     val nshift=length(dx)
519 :     val (dim,args',code,s,PArg) = handleArgs(Vid,hid,tid,args)
520 :     val freshIndex=getsumshift(sx,length(index))
521 :    
522 :     (*transform T*P*P..Ps*)
523 :     val (splitvar,ein0,sizes,dx,alpha')= createEinApp(originalb,alpha,index,freshIndex,dim,dx,sx)
524 :    
525 :     val FArg = DstV.new ("F", DstTy.TensorTy(sizes))
526 :     val einApp0=mkEinApp(ein0,[PArg,FArg])
527 :     val rtn0=(case splitvar
528 : cchiw 3540 of false => [(y,mkEinApp(ein0,[PArg,FArg]))]
529 :     | _ => let
530 :     val bind3 = (y,DstIL.EINAPP(SummationEin.main ein0,[PArg,FArg]))
531 :     in Split.splitEinApp bind3
532 :     end
533 :     (*end case*))
534 : cchiw 3531
535 :     (*lifted probe*)
536 :     val params'=params@[E.TEN(3,[dim]),E.TEN(1,[dim])]
537 :     val freshIndex'= length(sizes)
538 :    
539 :     (*val body' = createBody(dim, s,freshIndex',alpha',dx,Vid, hid, nid, fid)*)
540 : cchiw 3540
541 :     val (body',vexp2,vAs2,keinapp2) = createBody3(dim, s,freshIndex',alpha',dx,Vid, hid, nid, fid,params',args')
542 : cchiw 3531
543 : cchiw 3540 (*set image and kernel*)
544 :     val (params',args',code)=setImageKernel(params',args',code,vexp2,vAs2,keinapp2,dim,index,alpha,params',Vid,s)
545 : cchiw 3531
546 :     val ein1=mkEin(params',sizes,body')
547 :     val einApp1=mkEinApp(ein1,args')
548 :     val rtn1=(FArg,einApp1)
549 :     val rtn=code@[rtn1]@rtn0
550 :     val _= List.map toStringBind ([rtn1]@rtn0)
551 :     val _=(String.concat["\n* end Lift Geneirc Probe ******** \n"])
552 : cchiw 3540 val _= List.map toStringBindp(rtn)
553 : cchiw 3531 in
554 : cchiw 3540 rtn
555 : cchiw 3531 end
556 : cchiw 3540
557 :     fun replaceProbe e= (case pullKrn
558 :     of true=>replaceProbe3 e
559 :     | false => replaceProbe0 e
560 :     (*end case*))
561 :     fun liftProbe e=(case pullKrn
562 :     of true=>liftProbe3 e
563 :     | false => liftProbe0 e
564 :     (*end case*))
565 :    
566 : cchiw 3531
567 : cchiw 3472 (* ******************************************* Reconstruction -> Lift|Replace probe ******************************************* *)
568 :     (* scans dx for contant
569 :     * arg:(1,code1, body1,[])
570 :     *)
571 :     fun reconstruction([],arg)= replaceProbe arg
572 :     | reconstruction(dx,arg)=(case (constflag,fieldliftflag)
573 :     of (true,true) => liftProbe arg
574 :     | (_,false) => replaceProbe arg
575 :     | _ => let
576 :     fun fConst [] = liftProbe arg
577 :     | fConst (E.C _::_) = replaceProbe arg
578 :     | fConst (_ ::es)= fConst es
579 :     in fConst dx end
580 :     (* end case*))
581 : cchiw 3383
582 : cchiw 3472 (* **************************************************** Index Tensor **************************************************** *)
583 :     (*Push constant indices to tensor replacement*)
584 :     fun getF (e,fieldset,dim,newvx)= let
585 : cchiw 3324 val (y, DstIL.EINAPP(ein,args))=e
586 :     val index0=Ein.index ein
587 : cchiw 3472 val index1 = index0@dim
588 :     val b=Ein.body ein
589 : cchiw 3324
590 : cchiw 3472 val (c1,dx,body1)=(case b
591 :     of E.Sum([(vsum,0,n)],E.Probe(E.Conv(V,[c1,v0],h,dx),pos))=>let
592 :     val shiftdx=List.tabulate(length(dx),fn n=>E.V (n+2))
593 :     val b=E.Probe(E.Conv(V,[E.V 0,E.V 1],h,shiftdx),pos)
594 :     in (c1,dx,b) end
595 :     | E.Probe(E.Conv(V,[c1,v0],h,dx),pos)=> let
596 :     val body1_unshifted= E.Probe(E.Conv(V,[E.V newvx, v0],h,dx),pos)
597 :     (* clean to get body indices in order *)
598 :     val ( _ , _, body1)= cleanIndex.cleanIndex(body1_unshifted,index1,[])
599 :     in (c1,dx,body1) end
600 :     | E.Probe(E.Conv(V,[c1],h,dx),pos)=> let
601 :     val body1_unshifted= E.Probe(E.Conv(V,[E.V newvx],h,dx),pos)
602 :     val ( _ , _, body1)= cleanIndex.cleanIndex(body1_unshifted,index1,[])
603 :     in (c1,dx,body1) end
604 :     (*end case*))
605 :    
606 : cchiw 3324 val lhs1=DstV.new ("L", DstTy.TensorTy(index1))
607 :     val ein1 = mkEin(Ein.params ein,index1,body1)
608 :     val code1= (lhs1,mkEinApp(ein1,args))
609 : cchiw 3472
610 :     val (_,(lhs0,codeAll))= (case valnumflag
611 :     of false => (fieldset,(lhs1, reconstruction(dx,(code1,body1,[]))))
612 : cchiw 3503 | true => (case (einVarSet.rtnVarN(fieldset,code1))
613 : cchiw 3472 of (fieldset,NONE) => (fieldset,(lhs1, reconstruction(dx,(code1,body1,[]))))
614 :     | (fieldset,SOME m) => (fieldset,(m,[]))
615 :     (*end case*))
616 : cchiw 3383 (*end case*))
617 : cchiw 3472
618 : cchiw 3324 (*Probe that tensor at a constant position c1*)
619 :     val param0 = [E.TEN(1,index1)]
620 : cchiw 3472 val nx=List.tabulate(newvx,fn n=>E.V n)
621 :     val body0 = (case b
622 :     of E.Sum([(vsum,0,n)],_)=> E.Sum([(vsum,0,n)],E.Tensor(0,[vsum,vsum]@nx))
623 :     | _ => E.Tensor(0,[c1]@nx)
624 :     (*end case*))
625 : cchiw 3324 val ein0 = mkEin(param0,index0,body0)
626 : cchiw 3472 val einApp0 = mkEinApp(ein0,[lhs0])
627 : cchiw 3324 val code0 = (y,einApp0)
628 : cchiw 3472 val _= toStringBind code0
629 : cchiw 3324 in
630 : cchiw 3472 codeAll@[code0]
631 :     end
632 :     (* **************************************************** General Fn **************************************************** *)
633 : cchiw 2845 (* expandEinOp: code-> code list
634 : cchiw 3259 * A this point we only have simple ein ops
635 :     * Looks to see if the expression has a probe. If so, replaces it.
636 : cchiw 2845 * Note how we keeps eps expressions so only generate pieces that are used
637 :     *)
638 : cchiw 3540 fun expandEinOp(e0 as (y, DstIL.EINAPP(ein,args)),fieldset,varset)=let
639 : cchiw 3503 fun rewriteBody(e,p as E.Probe(E.Conv(_,alpha,_,dx),_))= (case (detflag,alpha,dx)
640 : cchiw 3472 of (true,[E.C(_,true), E.V 0],[]) => getF(e,fieldset,[3],1)
641 :     | (true,[E.C(_,true), E.V 0],[E.V 1]) => getF(e,fieldset,[3],2)
642 :     | (true,[E.C(_,true), E.V 0],[E.V 1,E.V 2]) => getF(e,fieldset,[3],3)
643 :     | (true,[E.C(_,true)],[]) => getF(e,fieldset,[3],0)
644 :     | (true,[E.C(_,true)],[E.V 0]) => getF(e,fieldset,[3],1)
645 :     | (true,[E.C(_,true)],[E.V 0,E.V 1]) => getF(e,fieldset,[3],2)
646 :     | (true,[E.C(_,true)],[E.V 0,E.V 1,E.V 2]) => getF(e,fieldset,[3],3)
647 :     | _ => reconstruction(dx,(e,p,[]))
648 :     (*end case*))
649 : cchiw 3503 | rewriteBody(e,E.Sum(sx,p as E.Probe(E.Conv(_,alpha,_,dx),_)))= (case (detsumflag,sx,alpha,dx)
650 : cchiw 3472 of (true,[(E.V 0,0,_)],[E.V 0 ,E.V 0],[]) => getF(e,fieldset,[3,3],0)
651 :     | (true,[(E.V 1,0,_)],[E.V 1 ,E.V 1],[E.V 0]) => getF(e,fieldset,[3,3],1)
652 :     | (true,[(E.V 2,0,_)],[E.V 2 ,E.V 2],[E.V 0,E.V 1]) => getF(e,fieldset,[3,3],2)
653 :     | (_,_,_,[]) => replaceProbe(e,p, sx) (*no dx*)
654 :     | (_,_,[],_) => reconstruction(dx,(e,p,sx))
655 :     | _ => replaceProbe(e,p, sx)
656 : cchiw 2845 (* end case *))
657 : cchiw 3503 | rewriteBody(e,E.Sum(sx,E.Opn(E.Prod,[eps,E.Probe p]))) = replaceProbe(e,E.Probe p,sx)
658 :     | rewriteBody (e,_) = [e]
659 : cchiw 3174
660 : cchiw 3472 val b=Ein.body ein
661 : cchiw 3540 fun pf()=(P.printbody b)
662 : cchiw 3472 fun matchField()=(case b
663 : cchiw 3540
664 :     of E.Probe _ => (pf();1)
665 :     | E.Sum (_, E.Probe _)=> (pf();1)
666 :     | E.Sum(_, E.Opn(E.Prod,[ _ ,E.Probe _]))=> (pf();1)
667 : cchiw 3271 | _ =>0
668 :     (*end case*))
669 : cchiw 3503 val (fieldset,varset,code,flag) = (case valnumflag
670 :     of true => (case (einVarSet.rtnVarN(fieldset,e0))
671 :     of (fldset,NONE) => (fldset,varset,rewriteBody(e0,b),0)
672 :     | (fldset,SOME v) => (fldset,varset,[(y,DstIL.VAR v)],1)
673 :     (*of (fldset, NONE) => (fldset,varset,rewriteBody((y,DstIL.EINAPP(ein,List.map (fn a=>einVarSet.replaceArg(varset,a)) args)), b),0)
674 :     | (fldset,SOME v) => (fldset,einVarSet.VarSet.add(varset,einVarSet.VAR(v,y)),[],1)*)
675 : cchiw 3472 (*end case*))
676 : cchiw 3503 | _ => (fieldset,varset,rewriteBody(e0, b),0)
677 : cchiw 3327 (*end case*))
678 : cchiw 3472 val m=matchField()
679 : cchiw 3503 in (code,fieldset,varset,m,flag) end
680 : cchiw 2843
681 : cchiw 2606 end; (* local *)
682 :    
683 : cchiw 2845 end (* local *)

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