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

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branches/charisee/src/compiler/high-to-mid/ProbeEin.sml revision 2922, Tue Mar 3 03:55:09 2015 UTC branches/charisee_dev/src/compiler/high-to-mid/ProbeEin.sml revision 3325, Tue Oct 20 17:04:54 2015 UTC
# Line 14  Line 14 
14      structure P=Printer      structure P=Printer
15      structure T=TransformEin      structure T=TransformEin
16      structure MidToS=MidToString      structure MidToS=MidToString
17        structure DstV = DstIL.Var
18        structure DstTy = MidILTypes
19    
20      in      in
21    
22      (* This file expands probed fields      (* This file expands probed fields
# Line 34  Line 37 
37      *img-imginfo about V      *img-imginfo about V
38      *)      *)
39    
40      val testing=1      val testing=0
41      val cnt = ref 0      val testlift=1
42        val detflag =true
43        val fieldliftflag=true
44        val valnumflag=true
45    
46    
47        val cnt = ref 0
48      fun transformToIndexSpace e=T.transformToIndexSpace e      fun transformToIndexSpace e=T.transformToIndexSpace e
49      fun transformToImgSpace  e=T.transformToImgSpace  e      fun transformToImgSpace  e=T.transformToImgSpace  e
50        fun toStringBind e=(MidToString.toStringBind e)
51        fun mkEin e=Ein.mkEin e
52        fun mkEinApp(rator,args)=DstIL.EINAPP(rator,args)
53    
54      fun testp n=(case testing      fun testp n=(case testing
55          of 0=> 1          of 0=> 1
56          | _ =>(print(String.concat n);1)          | _ =>(print(String.concat n);1)
57          (*end case*))          (*end case*))
58    
59    
60      fun getRHSDst x  = (case DstIL.Var.binding x      fun getRHSDst x  = (case DstIL.Var.binding x
61          of DstIL.VB_RHS(DstIL.OP(rator, args)) => (rator, args)          of DstIL.VB_RHS(DstIL.OP(rator, args)) => (rator, args)
62          | DstIL.VB_RHS(DstIL.VAR x') => getRHSDst x'          | DstIL.VB_RHS(DstIL.VAR x') => getRHSDst x'
# Line 56  Line 70 
70      returns the support of ther kernel, and image      returns the support of ther kernel, and image
71      *)      *)
72      fun getArgsDst(hArg,imgArg,args)=(case (getRHSDst hArg,getRHSDst imgArg)      fun getArgsDst(hArg,imgArg,args)=(case (getRHSDst hArg,getRHSDst imgArg)
73          of ((DstOp.Kernel(h, i), _ ),(DstOp.LoadImage img, _ ))=> let          of ((DstOp.Kernel(h, i), _ ), (DstOp.LoadImage(_, _, img), _ ))=> let
74              in              in
75                  ((Kernel.support h) ,img,ImageInfo.dim img)                  ((Kernel.support h) ,img,ImageInfo.dim img)
76              end              end
# Line 142  Line 156 
156      | formBody(E.Prod [e])=e      | formBody(E.Prod [e])=e
157      | formBody e=e      | formBody e=e
158    
159        (* silly change in order of the product to match vis branch WorldtoSpace functions*)
160        fun multiPs([P0,P1,P2],sx,body)= formBody(E.Sum(sx, E.Prod([P0,P1,P2,body])))
161          | multiPs([P0,P1],sx,body)=formBody(E.Sum(sx, E.Prod([P0,body,P1])))
162          | multiPs(Ps,sx,body)=formBody(E.Sum(sx, E.Prod([body]@Ps)))
163    
164    
165        fun multiMergePs([P0,P1],[sx0,sx1],body)=E.Sum([sx0],E.Prod[P0,E.Sum([sx1],E.Prod[P1,body])])
166          | multiMergePs e=multiPs e
167    
168    
169      (* replaceProbe:ein_exp* params *midIL.var list * int list* sum_id list      (* replaceProbe:ein_exp* params *midIL.var list * int list* sum_id list
170              -> ein_exp* *code              -> ein_exp* *code
171      * Transforms position to world space      * Transforms position to world space
# Line 149  Line 173 
173      * rewrites body      * rewrites body
174      * replace probe with expanded version      * replace probe with expanded version
175      *)      *)
176      fun replaceProbe(b,params,args,index, sx)=let  (*    fun replaceProbe(testN,y,originalb,b,params,args,index, sx)*)
177          val E.Probe(E.Conv(Vid,alpha,hid,dx),E.Tensor(tid,_))=b  
178         fun replaceProbe(testN,(y, DstIL.EINAPP(e,args)),p ,sx)
179            =let
180            val originalb=Ein.body e
181            val params=Ein.params e
182            val index=Ein.index e
183            val _ = testp["\n***************** \n Replace ************ \n"]
184            val _=  toStringBind (y, DstIL.EINAPP(e,args))
185    
186            val E.Probe(E.Conv(Vid,alpha,hid,dx),E.Tensor(tid,_))=p
187          val fid=length(params)          val fid=length(params)
188          val nid=fid+1          val nid=fid+1
189          val Pid=nid+1          val Pid=nid+1
# Line 160  Line 193 
193          val (dx,newsx1,Ps)=transformToIndexSpace(freshIndex,dim,dx,Pid)          val (dx,newsx1,Ps)=transformToIndexSpace(freshIndex,dim,dx,Pid)
194          val params'=params@[E.TEN(3,[dim]),E.TEN(1,[dim]),E.TEN(1,[dim,dim])]          val params'=params@[E.TEN(3,[dim]),E.TEN(1,[dim]),E.TEN(1,[dim,dim])]
195          val body' = createBody(dim, s,freshIndex+nshift,alpha,dx,Vid, hid, nid, fid)          val body' = createBody(dim, s,freshIndex+nshift,alpha,dx,Vid, hid, nid, fid)
196            val body' = multiPs(Ps,newsx1,body')
197    
198          (*silly change in order of product to match vis branch WorldtoSpace functions*)          val body'=(case originalb
199          val body' =(case Ps              of E.Sum(sx, E.Probe _)              => E.Sum(sx,body')
200              of [_,_,_]=>        formBody(E.Sum(newsx1, E.Prod(Ps@[body'])))              | E.Sum(sx,E.Prod[eps0,E.Probe _ ])  => E.Sum(sx,E.Prod[eps0,body'])
201              | _ =>  formBody(E.Sum(newsx1, E.Prod([body']@Ps)))              | _                                  => body'
202              (*end case*))              (*end case*))
203    
204    
205          val args'=argsA@[PArg]          val args'=argsA@[PArg]
206            val einapp=(y,mkEinApp(mkEin(params',index,body'),args'))
207          in          in
208              (body',params',args' ,code)              code@[einapp]
209          end          end
210    
211      (* expandEinOp: code->  code list      val tsplitvar=true
212      *Looks to see if the expression has a probe. If so, replaces it.      fun createEinApp(originalb,alpha,index,freshIndex,dim,dx,sx)= let
213      * Note how we keeps eps expressions so only generate pieces that are used          val Pid=0
214      *)          val tid=1
215      fun expandEinOp( e as (y, DstIL.EINAPP(einorig, args))) = let  
216          val ein=SummationEin.cleanSummation(einorig)          (*Assumes body is already clean*)
217          val Ein.EIN{params, index, body}=ein          val (newdx,newsx,Ps)=transformToIndexSpace(freshIndex,dim,dx,Pid)
218          fun rewriteBody b=(case b  
219              of E.Probe(E.Field _,_)=> raise Fail"Poorly formed EIN operator. Argument needs to be applied in High-IL"          (*need to rewrite dx*)
220              | E.Probe e =>let          val (_,sizes,e as E.Conv(_,alpha',_,dx))=(case sx@newsx
221                of []=> ([],index,E.Conv(9,alpha,7,newdx))
222                | _ => cleanIndex.cleanIndex(E.Conv(9,alpha,7,newdx),index,sx@newsx)
223                (*end case*))
224    
225                  val (body',params',args',newbies)=replaceProbe(E.Probe e,params,args, index, [])          val params=[E.TEN(1,[dim,dim]),E.TEN(1,sizes)]
226                  val einapp=(y,DstIL.EINAPP(Ein.EIN{params=params', index=index, body=body'},args'))          fun filterAlpha []=[]
227                  val code=newbies@[einapp]            | filterAlpha(E.C _::es)= filterAlpha es
228              | filterAlpha(e1::es)=[e1]@(filterAlpha es)
229    
230            val tshape=filterAlpha(alpha')@newdx
231            val t=E.Tensor(tid,tshape)
232            val (splitvar,body)=(case originalb
233                of E.Sum(sx, E.Probe _)              => (false,E.Sum(sx,multiPs(Ps,newsx,t)))
234                | E.Sum(sx,E.Prod[eps0,E.Probe _ ])  => (false,E.Sum(sx,E.Prod[eps0,multiPs(Ps,newsx,t)]))
235                | _                                  => (case tsplitvar
236                    of(* true =>   (true,multiMergePs(Ps,newsx,t))  (*pushes summations in place*)
237                    | false*) _ =>   (true,multiPs(Ps,newsx,t))
238                    (*end case*))
239                (*end case*))
240    
241            val _ =(case splitvar
242            of true=> (String.concat["splitvar is true", P.printbody body])
243            | _ => (String.concat["splitvar is false",P.printbody body])
244            (*end case*))
245    
246    
247            val ein0=mkEin(params,index,body)
248                  in                  in
249                      code              (splitvar,ein0,sizes,dx,alpha')
250                  end                  end
             | E.Sum(sx,E.Probe e)  =>let  
251    
252                  val (body',params',args',newbies)=replaceProbe(E.Probe e,params,args, index, sx)      fun liftProbe(printStrings,(y, DstIL.EINAPP(e,args)),p ,sx)=let
253                  val  body'=E.Sum(sx,body')          val _=testp["\n******* Lift ******** \n"]
254                  val einapp=(y,DstIL.EINAPP(Ein.EIN{params=params', index=index, body=body'},args'))          val originalb=Ein.body e
255                  val code=newbies@[einapp]          val params=Ein.params e
256            val index=Ein.index e
257            val _=  toStringBind (y, DstIL.EINAPP(e,args))
258    
259                  in          val E.Probe(E.Conv(Vid,alpha,hid,dx),E.Tensor(tid,_))=p
260                      code          val fid=length(params)
261            val nid=fid+1
262            val nshift=length(dx)
263            val (dim,args',code,s,PArg) = handleArgs(Vid,hid,tid,args)
264            val freshIndex=getsumshift(sx,index)
265    
266            (*transform T*P*P..Ps*)
267            val (splitvar,ein0,sizes,dx,alpha')= createEinApp(originalb,alpha,index,freshIndex,dim,dx,sx)
268            val FArg  = DstV.new ("F", DstTy.TensorTy(sizes))
269            val einApp0=mkEinApp(ein0,[PArg,FArg])
270            val rtn0=(case splitvar
271                of false => [(y,mkEinApp(ein0,[PArg,FArg]))]
272                | _      => let
273                     val bind3 = (y,DstIL.EINAPP(SummationEin.main ein0,[PArg,FArg]))
274                     in Split.splitEinApp bind3
275                  end                  end
276              | E.Sum(sx,E.Prod[eps,E.Probe e]) =>let              (*end case*))
277    
278                  val (body',params',args',newbies)=replaceProbe(E.Probe e,params,args, index, sx)          (*lifted probe*)
279                  val  body'=E.Sum(sx,E.Prod[eps,body'])          val params'=params@[E.TEN(3,[dim]),E.TEN(1,[dim])]
280                  val einapp=(y,DstIL.EINAPP(Ein.EIN{params=params', index=index, body=body'},args'))          val body' = createBody(dim, s,freshIndex+nshift,alpha',dx,Vid, hid, nid, fid)
281                  val code=newbies@[einapp]          val ein1=mkEin(params',sizes,body')
282                  in          val einApp1=mkEinApp(ein1,args')
283                      code          val rtn1=(FArg,einApp1)
284            val rtn=code@[rtn1]@rtn0
285            val _= List.map toStringBind ([rtn1]@rtn0)
286    
287            in
288                rtn
289                  end                  end
290              | _=> [(y, DstIL.EINAPP(ein,args))]  
291    
292        fun liftFieldMat(newvx,e)=
293            let
294                val (y, DstIL.EINAPP(ein,args))=e
295                val E.Probe(E.Conv(V,[c1,v0],h,dx),pos)=Ein.body ein
296                val index0=Ein.index ein
297                val index1 = index0@[3]
298                val body1_unshifted = E.Probe(E.Conv(V,[E.V newvx, v0],h,dx),pos)
299                (* clean to get body indices in order *)
300                val ( _ , _, body1)= cleanIndex.cleanIndex(body1_unshifted,index1,[])
301                val _ = testp ["\n Shifted ",P.printbody body1_unshifted,"=>",P.printbody body1]
302    
303                val lhs1=DstV.new ("L", DstTy.TensorTy(index1))
304                val ein1 = mkEin(Ein.params ein,index1,body1)
305                val code1= (lhs1,mkEinApp(ein1,args))
306                val codeAll= (case dx
307                of []=> replaceProbe(1,code1,body1,[])
308                | _ =>liftProbe(1,code1,body1,[])
309                (*end case*))
310    
311                (*Probe that tensor at a constant position  c1*)
312                val param0 = [E.TEN(1,index1)]
313                val nx=List.tabulate(length(dx)+1,fn n=>E.V n)
314                val body0 =  E.Tensor(0,[c1]@nx)
315                val ein0 = mkEin(param0,index0,body0)
316                val einApp0 = mkEinApp(ein0,[lhs1])
317                val code0 = (y,einApp0)
318                val _= toStringBind code0
319            in
320                codeAll@[code0]
321        end
322    
323        fun liftFieldSum e =
324        let
325            val _=print"\n*************************************\n"
326            val (y, DstIL.EINAPP(ein,args))=e
327            val E.Sum([(vsum,0,n)],E.Probe(E.Conv(V,[c1,v0],h,dx),pos))=Ein.body ein
328            val index0=Ein.index ein
329            val index1 = index0@[3]@[3]
330            val shiftdx=List.tabulate(length(dx),fn n=>E.V (n+2))
331            val body1 = E.Probe(E.Conv(V,[E.V 0,E.V 1],h,shiftdx),pos)
332    
333    
334            val lhs1=DstV.new ("L", DstTy.TensorTy(index1))
335            val ein1 = mkEin(Ein.params ein,index1,body1)
336            val code1= (lhs1,mkEinApp(ein1,args))
337            val codeAll= (case dx
338            of []=> replaceProbe(1,code1,body1,[])
339            | _ =>liftProbe(1,code1,body1,[])
340              (* end case *))              (* end case *))
341    
342            (*Probe that tensor at a constant position  c1*)
343            val param0 = [E.TEN(1,index1)]
344            val nx=List.tabulate(length(dx),fn n=>E.V n)
345            val body0 =  E.Sum([(vsum,0,n)],E.Tensor(0,[vsum,vsum]@nx))
346            val ein0 = mkEin(param0,index0,body0)
347            val einApp0 = mkEinApp(ein0,[lhs1])
348            val code0 = (y,einApp0)
349            val _= toStringBind  e
350            val _ =toStringBind code0
351           val _ = (String.concat  ["\norig",P.printbody(Ein.body ein),"\n replace i  ",P.printbody body1,"\nfreshtensor",P.printbody body0])
352           val _ =(String.concat(List.map toStringBind (codeAll@[code0])))
353                   val _=print"\n*************************************\n"
354          in          in
355              rewriteBody body          codeAll@[code0]
356        end
357    
358    
359        (* expandEinOp: code->  code list
360        * A this point we only have simple ein ops
361        * Looks to see if the expression has a probe. If so, replaces it.
362        * Note how we keeps eps expressions so only generate pieces that are used
363        *)
364       fun expandEinOp( e as (y, DstIL.EINAPP(ein,args)),fieldset)=let
365    
366            fun checkConst ([],a) =
367                (case fieldliftflag
368                    of true => liftProbe a
369                    | _ => replaceProbe a
370                (*end case*))
371            | checkConst ((E.C _::_),a) = replaceProbe a
372            | checkConst ((_ ::es),a)= checkConst(es,a)
373    
374            fun rewriteBody b=(case (detflag,b)
375                of (true,E.Probe(E.Conv(_,[E.C _ ,E.V 0],_,[]),pos))
376                    => liftFieldMat (1,e)
377                | (true,E.Probe(E.Conv(_,[E.C _ ,E.V 0],_,[E.V 1]),pos))
378                    => liftFieldMat (2,e)
379                | (true,E.Probe(E.Conv(_,[E.C _ ,E.V 0],_,[E.V 1,E.V 2] ),pos))
380                    => liftFieldMat (3,e)
381                | (true, E.Sum([(E.V 0,0,_)],E.Probe(E.Conv(_,[E.V 0 ,E.V 0],_,[]),pos)))
382                    => liftFieldSum e
383                | (true, E.Sum([(E.V 1,0,_)],E.Probe(E.Conv(_,[E.V 1 ,E.V 1],_,[E.V 0]),pos)))
384                    => liftFieldSum e
385                | (true, E.Sum([(E.V 2,0,_)],E.Probe(E.Conv(_,[E.V 2 ,E.V 2],_,[E.V 0,E.V 1]),pos)))
386                    => liftFieldSum e
387    
388    
389                | (_,E.Probe(E.Conv(_,_,_,[]),_))
390                    => replaceProbe(0,e,b,[])
391                | (_,E.Probe(E.Conv (_,alpha,_,dx),_))
392                    => checkConst(dx,(0,e,b,[])) (*scans dx for contant*)
393                | (_,E.Sum(sx,p as E.Probe(E.Conv(_,_,_,[]),_)))
394                    => replaceProbe(0,e,p, sx)  (*no dx*)
395                | (_,E.Sum(sx,p as E.Probe(E.Conv(_,[],_,dx),_)))
396                    => checkConst(dx,(0,e,p,sx)) (*scalar field*)
397                | (_,E.Sum(sx,E.Probe p))
398                    => replaceProbe(0,e,E.Probe p, sx)
399                | (_,E.Sum(sx,E.Prod[eps,E.Probe p]))
400                    => replaceProbe(0,e,E.Probe p,sx)
401                | (_,_) => [e]
402                (* end case *))
403    
404            val (fieldset,var) = (case valnumflag
405                of true => einSet.rtnVar(fieldset,y,DstIL.EINAPP(ein,args))
406                | _     => (fieldset,NONE)
407            (*end case*))
408    
409            fun matchField b=(case b
410                of E.Probe _ => 1
411                | E.Sum (_, E.Probe _)=>1
412                | E.Sum(_, E.Prod[ _ ,E.Probe _])=>1
413                | _ =>0
414                (*end case*))
415    
416            in  (case var
417                of NONE=> (("\n \n mapp_not_replacing:"^(P.printerE ein)^":");(rewriteBody(Ein.body ein),fieldset,matchField(Ein.body ein),0))
418                | SOME v=> (("\n mapp_replacing"^(P.printerE ein)^":");( [(y,DstIL.VAR v)],fieldset, matchField(Ein.body ein),1))
419                (*end case*))
420          end          end
421    
422    end; (* local *)    end; (* local *)

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