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[diderot] Annotation of /branches/ein16/src/compiler/high-il/normalize-ein.sml
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Annotation of /branches/ein16/src/compiler/high-il/normalize-ein.sml

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Revision 2603 - (view) (download)
Original Path: branches/charisee/src/compiler/high-il/normalize-ein.sml

1 : cchiw 2397
2 :     structure NormalizeEin = struct
3 :    
4 :     local
5 : cchiw 2445
6 : cchiw 2397 structure E = Ein
7 : cchiw 2603 structure P=Printer
8 :     structure F=Filter
9 :     structure G=EpsHelpers
10 : cchiw 2397 in
11 :    
12 : cchiw 2603 fun err str=raise Fail (String.concat["Ill-formed EIN Operator",str])
13 : cchiw 2452
14 : cchiw 2603
15 : cchiw 2494
16 : cchiw 2515
17 : cchiw 2494 fun prodAppPartial ([e1],p1)= E.Apply(E.Partial p1,e1)
18 :     | prodAppPartial((e1::e2),p1)=let
19 :     val l= prodAppPartial(e2,p1)
20 : cchiw 2603 val (_,e2')= F.mkProd[e1,l]
21 :     val (_,e1')=F.mkProd(e2@ [E.Apply(E.Partial p1, e1)])
22 : cchiw 2494 in
23 :     E.Add[e1',e2']
24 :     end
25 :    
26 : cchiw 2452
27 : cchiw 2603 (*rewritten Sum*)
28 :     fun mkSum(c1,e1)=(case e1
29 :     of E.Conv _ => (0,E.Sum(c1,e1))
30 :     | E.Field _ => (0,E.Sum(c1,e1))
31 :     | E.Probe _ => (0,E.Sum(c1,e1))
32 :     | E.Apply _ => (0,E.Sum(c1,e1))
33 :     | E.Delta _ => (0,E.Sum(c1,e1))
34 :     | E.Epsilon _ => (0,E.Sum(c1,e1))
35 :     | E.Tensor _ => (0,E.Sum(c1,e1))
36 :     | E.Neg e2 => (1,E.Neg(E.Sum(c1,e2)))
37 :     | E.Lift e => (1,E.Lift(E.Sum(c1,e)))
38 :     | E.Sum(c2,e2)=> (1,E.Sum(c1@c2,e2))
39 :     | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Sum(c1,a),E.Sum(c1,b)))
40 :     | E.Div (a,b) => (1,E.Div(E.Sum(c1,a),E.Sum(c1,b)))
41 :     | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Sum(c1,a)) e))
42 :     | E.Prod p =>F.filterSca(c1,p)
43 :     | E.Const _ => err("Sum of Const")
44 :     | E.Partial _ => err("Sum of Partial")
45 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
46 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
47 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
48 :     (*end case*))
49 : cchiw 2452
50 : cchiw 2603 (*rewritten Apply*)
51 :     fun mkapply(d1,e1)=(case e1
52 :     of E.Lift e => (1,E.Const 0)
53 :     | E.Prod [] => err("Apply of empty product")
54 :     | E.Add [] => err("Apply of empty Addition")
55 :     | E.Conv(v, alpha, h, d2) =>let
56 :     val E.Partial d3=d1
57 :     in (1,E.Conv(v,alpha,h,d2@d3)) end
58 :     | E.Field _ => (0,E.Apply(d1,e1))
59 :     | E.Probe _ => (0,E.Apply(d1,e1))
60 :     | E.Apply(E.Partial d2,e2) => let
61 :     val E.Partial d3=d1
62 :     in (1,E.Apply(E.Partial(d3@d2),e2)) end
63 :     | E.Neg e2 => (1,E.Neg(E.Apply(d1,e2)))
64 :     | E.Sum(c2,e2)=> (1,E.Sum(c2,E.Apply(d1,e2)))
65 :     | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Apply(d1,a)) e))
66 :     | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Apply(d1,a),E.Apply(d1,b)))
67 :     | E.Div (a,b) => (1,E.Div(E.Apply(d1,a),E.Apply(d1,b)))
68 :     | E.Prod p =>let
69 :     val (pre, post)= F.filterField p
70 :     val E.Partial d3=d1
71 :     in F.mkProd(pre@[prodAppPartial(post,d3)])
72 : cchiw 2515 end
73 : cchiw 2603 | E.Const _ => err("Const without Lift")
74 :     | E.Tensor _ => err("Tensor without Lift")
75 :     | E.Delta _ => err("Apply of Delta")
76 :     | E.Epsilon _ => err("Apply of Eps")
77 :     | E.Partial _ => err("Apply of Partial")
78 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
79 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
80 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
81 :     (*end case*))
82 :    
83 : cchiw 2515
84 : cchiw 2603 (*rewritten probe*)
85 :     fun mkprobe(e1,x)=(case e1
86 :     of E.Lift e => (1,e)
87 :     | E.Prod [] => err("Probe of empty product")
88 :     | E.Prod p => (1,E.Prod (List.map (fn(a)=>E.Probe(a,x)) p))
89 :     | E.Apply _ => (0,E.Probe(e1,x))
90 :     | E.Conv _ => (0,E.Probe(e1,x))
91 :     | E.Field _ => (0,E.Probe(e1,x))
92 :     | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Probe(a,x)) e))
93 :     | E.Sum(c,e') => (1,E.Sum(c,E.Probe(e',x)))
94 :     | E.Div (a,b) => (1,E.Div(E.Probe(a,x),E.Probe(b,x)))
95 :     | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Probe(a,x),E.Probe(b,x)))
96 :     | E.Neg e' => (1,E.Neg(E.Probe(e',x)))
97 :     | E.Const _ => err("Const without Lift")
98 :     | E.Tensor _ => err("Tensor without Lift")
99 :     | E.Delta _ => err("Probe of Delta")
100 :     | E.Epsilon _ => err("Probe of Eps")
101 :     | E.Partial _ => err("Probe Partial")
102 :     | E.Probe _ => err("Probe of a Probe")
103 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
104 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
105 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
106 :     (*end case*))
107 : cchiw 2515
108 : cchiw 2499
109 : cchiw 2397
110 : cchiw 2517 (*print summation range*)
111 :     fun handleIndex e= (case e
112 :     of E.C(cx)=> String.concat["'",Int.toString(cx),"'"]
113 :     | E.V(ix)=> Int.toString(ix)
114 : cchiw 2603 (*end case *))
115 :    
116 : cchiw 2515 fun handleSumRange (mu,lb,ub)= print(String.concat[(handleIndex mu),"[",Int.toString(lb),"-",Int.toString(ub),"]"])
117 : cchiw 2517 fun printSx e=(print "\n $";List.map handleSumRange e; print "$")
118 : cchiw 2525
119 :     fun K gg=String.concatWith "," (List.map (fn (E.V e1,_,_)=> (Int.toString(e1))) gg)
120 :     fun Kt gg=List.map (fn e1=> print(String.concat["[", (K e1),"]"])) gg
121 :    
122 : cchiw 2397 (*Apply normalize to each term in product list
123 :     or Apply normalize to tail of each list*)
124 :     fun normalize (Ein.EIN{params, index, body}) = let
125 : cchiw 2584 (* val _ = print(String.concat["\n IN NORMALIZE@", P.printbody(body),"@\n"])*)
126 : cchiw 2397 val changed = ref false
127 : cchiw 2515 val sumIndex=ref []
128 :    
129 : cchiw 2584 fun rewriteBody body =
130 :     (case body
131 : cchiw 2397 of E.Const _=> body
132 :     | E.Tensor _ =>body
133 :     | E.Field _=> body
134 :     | E.Delta _ => body
135 :     | E.Epsilon _=>body
136 : cchiw 2603 | E.Conv _=>body
137 :     | E.Partial _=>body
138 :     | E.Krn _ =>raise Fail"Krn before Expand"
139 :     | E.Img _ => raise Fail"Img before Expand"
140 :     | E.Value _=> raise Fail"Value before Expand"
141 :    
142 :     (*************Algebraic Rewrites **************)
143 : cchiw 2521 | E.Neg(E.Neg e)=> rewriteBody e
144 : cchiw 2437 | E.Neg e => E.Neg(rewriteBody e)
145 : cchiw 2603 | E.Lift e => E.Lift(rewriteBody e)
146 :     | E.Add es => let val (change,body')= F.mkAdd(List.map rewriteBody es)
147 : cchiw 2452 in if (change=1) then ( changed:=true;body') else body' end
148 : cchiw 2510 | E.Sub(a, E.Field f)=> (changed:=true;E.Add[a, E.Neg(E.Field(f))])
149 : cchiw 2521 | E.Sub(E.Sub(a,b),E.Sub(c,d))=> rewriteBody(E.Sub(E.Add[a,d],E.Add[b,c]))
150 :     | E.Sub(E.Sub(a,b),e2)=>rewriteBody (E.Sub(a,E.Add[b,e2]))
151 :     | E.Sub(e1,E.Sub(c,d))=>rewriteBody(E.Add([E.Sub(e1,c),d]))
152 : cchiw 2437 | E.Sub (a,b)=> E.Sub(rewriteBody a, rewriteBody b)
153 : cchiw 2521 | E.Div(E.Div(a,b),E.Div(c,d))=> rewriteBody (E.Div(E.Prod[a,d],E.Prod[b,c]))
154 :     | E.Div(E.Div(a,b),c)=> rewriteBody (E.Div(a, E.Prod[b,c]))
155 :     | E.Div(a,E.Div(b,c))=> rewriteBody (E.Div(E.Prod[a,c],b))
156 : cchiw 2603 | E.Div (a, b) => E.Div(rewriteBody a, rewriteBody b)
157 :    
158 :     (**************Apply, Sum, Probe**************)
159 :     | E.Apply(E.Partial [],e)=> e
160 :     | E.Apply(E.Partial d1, e1)=>let
161 :     val e2 = rewriteBody e1
162 :     val (c,e3)=mkapply(E.Partial d1,e2)
163 :     in (case c of 1=>(changed:=true;e3)| _ =>e3 (*end case*))
164 :     end
165 :     | E.Apply(E.Prod e1,e2)=>E.Apply(E.Partial(F.filterPartial e1), rewriteBody e2)
166 :     | E.Sum([],e)=> (changed:=true;rewriteBody e)
167 :     | E.Sum(c,e)=>let
168 :     val ref x=sumIndex
169 :     val c'=[c]@x
170 :     val e'=(sumIndex:=c';rewriteBody e)
171 :     val ref s=sumIndex
172 :     val z=hd(s)
173 :     val (cng,e2)=(sumIndex:=tl(s);mkSum(z,e'))
174 :     in (case cng
175 :     of 1=> (changed:=true;e2)
176 :     |_=> e2
177 :     (*end case*))
178 :     end
179 :     | E.Probe(u,v)=> let
180 :     val (c',b')=mkprobe(rewriteBody u,rewriteBody v)
181 :     in (case c'
182 :     of 1=> (changed:=true;b')
183 :     |_=> b'
184 :     (*end case*))
185 :     end
186 :    
187 : cchiw 2494 (*************Product**************)
188 : cchiw 2449 | E.Prod [e1] => rewriteBody e1
189 : cchiw 2510 | E.Prod((E.Div(e2,e3))::e4)=>
190 :     (changed :=true; E.Div(E.Prod([e2]@e4), e3 ))
191 : cchiw 2496 | E.Prod((E.Add(e2))::e3)=>
192 :     (changed := true; E.Add(List.map (fn e=> E.Prod([e]@e3)) e2))
193 :     | E.Prod(e1::E.Add(e2)::e3)=>
194 :     (changed := true; E.Add(List.map (fn e=> E.Prod([e1,e]@e3)) e2))
195 : cchiw 2510 | E.Prod((E.Sub(e2,e3))::e4)=>
196 :     (changed :=true; E.Sub(E.Prod([e2]@e4), E.Prod([e3]@e4 )))
197 : cchiw 2496 | E.Prod(e1::E.Sub(e2,e3)::e4)=>
198 :     (changed :=true; E.Sub(E.Prod([e1,e2]@e4), E.Prod([e1,e3]@e4 )))
199 : cchiw 2603
200 : cchiw 2510
201 :    
202 :     (*************Product EPS **************)
203 :    
204 :     (* Apply (d, e) shoudl be convereted to Conv operator *)
205 : cchiw 2506 | E.Prod(E.Epsilon(i,j,k)::E.Apply(E.Partial d,e)::es)=>let
206 : cchiw 2603 val change= G.matchEps(0,d,[],[i,j,k])
207 : cchiw 2506 in case (change,es)
208 : cchiw 2553 of (1,_) =>(changed:=true; E.Const 0)
209 : cchiw 2510 | (_,[]) =>E.Prod[E.Epsilon(i,j,k),rewriteBody (E.Apply(E.Partial d,e))]
210 : cchiw 2506 |(_,_)=> let
211 :     val a=rewriteBody(E.Prod([E.Apply(E.Partial d,e)]@ es))
212 : cchiw 2603 val (_,b)=F.mkProd [E.Epsilon(i,j,k),a]
213 : cchiw 2506 in b end
214 :     end
215 : cchiw 2510 | E.Prod(E.Epsilon(i,j,k)::E.Conv(V,alpha, h, d)::es)=>let
216 : cchiw 2515
217 : cchiw 2603 val change= G.matchEps(0,d,[],[i,j,k])
218 : cchiw 2510 in case (change,es)
219 : cchiw 2553 of (1,_) =>(changed:=true; E.Const 0)
220 : cchiw 2510 | (_,[]) =>E.Prod[E.Epsilon(i,j,k),E.Conv(V,alpha, h, d)]
221 :     | (_,_) =>let
222 :     val a=rewriteBody(E.Prod([E.Conv(V,alpha, h, d)]@ es))
223 : cchiw 2603 val (_,b) = F.mkProd [E.Epsilon(i,j,k),a]
224 : cchiw 2510 in b end
225 :     end
226 :    
227 :    
228 : cchiw 2452 | E.Prod[(E.Epsilon(e1,e2,e3)), E.Tensor(_,[E.V i1,E.V i2])]=>
229 : cchiw 2553 if(e2=i1 andalso e3=i2) then (changed :=true;E.Const(0))
230 : cchiw 2452 else body
231 : cchiw 2510
232 : cchiw 2515
233 :     | E.Prod(E.Epsilon eps1::ps)=>
234 :     let
235 :    
236 :     val ref x=sumIndex
237 : cchiw 2603 val (i,s',e,rest)=G.epsToDels(x,body)
238 : cchiw 2515 in (case (i, e,rest)
239 :     of (1,[e1],_) =>(changed:=true;sumIndex:=s';e1)
240 :     |(0,eps,[])=>body
241 : cchiw 2603 | _ => let
242 : cchiw 2515 val p'=rewriteBody(E.Prod rest)
243 :     val p''= (case p' of E.Prod p=>p |e=>[e])
244 : cchiw 2603 val(_,b)= F.mkProd (e@p'')
245 : cchiw 2515 in b end
246 :     (*end case*))
247 :     end
248 :     | E.Prod(E.Sum(c1,E.Prod(E.Epsilon e1::es1))::E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es2))::es)=>let
249 :     val ref x=sumIndex
250 : cchiw 2584
251 : cchiw 2525
252 :     val m= Kt x
253 :    
254 : cchiw 2515 val c'= [c1@c2]@x
255 : cchiw 2603 val (i,s',e,rest)=G.epsToDels(c', E.Prod([E.Epsilon e1, E.Epsilon e2]@es1@es2@es))
256 : cchiw 2584 val gsg=Kt s'
257 : cchiw 2525
258 : cchiw 2584
259 : cchiw 2515 in (case (i, e,rest)
260 : cchiw 2525 of (1,[e1],_)=> (changed:=true;sumIndex:=s';let
261 :     val ss=List.nth(s',((length s')-2))
262 :     in
263 :     E.Sum(ss,e1) end )
264 : cchiw 2496 | _=>let
265 : cchiw 2515 val eA=rewriteBody(E.Sum(c1,E.Prod(E.Epsilon e1::es1)))
266 :     val eB=rewriteBody(E.Prod(E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es2))::es))
267 : cchiw 2603 val (_,e)=F.mkProd([eA,eB])
268 : cchiw 2515 in e
269 : cchiw 2496 end
270 :     (*end case*))
271 : cchiw 2463 end
272 : cchiw 2515
273 :     | E.Prod(E.Delta d::es)=>let
274 : cchiw 2603 val (pre',eps, dels,post)= F.filterGreek(E.Delta d::es)
275 : cchiw 2515 val ref x=sumIndex
276 : cchiw 2603 val (change,i',a)=G.reduceDelta(x, eps, dels, post)
277 : cchiw 2515
278 :     in (case (change,a)
279 :     of (0, _)=> E.Prod [E.Delta d,rewriteBody(E.Prod es)]
280 :     | (_, E.Prod p)=>let
281 : cchiw 2603 val (_, p') = F.mkProd p
282 : cchiw 2515 in (changed:=true;sumIndex:=i';p') end
283 :     | _ => (changed:=true;sumIndex:=i';a )
284 :     (*end case*))
285 :     end
286 :    
287 : cchiw 2603 | E.Prod[e1,e2]=> let val (_,b)=F.mkProd[rewriteBody e1, rewriteBody e2] in b end
288 : cchiw 2449 | E.Prod(e::es)=>let
289 :     val e'=rewriteBody e
290 :     val e2=rewriteBody(E.Prod es)
291 : cchiw 2494 val(_,b)=(case e2
292 : cchiw 2603 of E.Prod p'=> F.mkProd([e']@p')
293 :     |_=>F.mkProd [e',e2])
294 : cchiw 2496 in b
295 : cchiw 2515 end
296 : cchiw 2584
297 : cchiw 2397 (*end case*))
298 : cchiw 2584
299 : cchiw 2510 fun loop(body ,count) = let
300 :     val body' = rewriteBody body
301 : cchiw 2515
302 :     in
303 : cchiw 2397 if !changed
304 : cchiw 2603 then (print(String.concat["\nN =>",Int.toString(count),"--",P.printbody(body')]);
305 : cchiw 2515 changed := false ;sumIndex:=[];loop(body',count+1))
306 : cchiw 2502 else (body',count)
307 : cchiw 2397 end
308 : cchiw 2502
309 :     val (b,count) = loop(body,0)
310 : cchiw 2584 val _ = print(String.concat["\n out of normalize \n",P.printbody(b),"\n Final CounterXX:",Int.toString(count),"\n\n"])
311 : cchiw 2397 in
312 : cchiw 2502 (Ein.EIN{params=params, index=index, body=b},count)
313 : cchiw 2397 end
314 : cchiw 2463 end
315 :    
316 : cchiw 2397
317 :    
318 :     end (* local *)

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