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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 2838 - (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 2605
11 : cchiw 2397 in
12 :    
13 : cchiw 2603 fun err str=raise Fail (String.concat["Ill-formed EIN Operator",str])
14 : cchiw 2795 val testing=1
15 : cchiw 2603
16 : cchiw 2608 fun flatProd [e]=e
17 :     | flatProd e=E.Prod e
18 :    
19 : cchiw 2515
20 : cchiw 2605 fun prodAppPartial(es,p1)=(case es
21 :     of [] => raise Fail "Empty App Partial"
22 :     | [e1] => E.Apply(E.Partial p1,e1)
23 :     | (e1::e2) => let
24 :     val l= prodAppPartial(e2,p1)
25 :     val (_,e2')= F.mkProd[e1,l]
26 :     val (_,e1')=F.mkProd(e2@ [E.Apply(E.Partial p1, e1)])
27 :     in
28 :     E.Add[e1',e2']
29 :     end
30 :     (* end case *))
31 : cchiw 2494
32 : cchiw 2603 (*rewritten Sum*)
33 :     fun mkSum(c1,e1)=(case e1
34 :     of E.Conv _ => (0,E.Sum(c1,e1))
35 :     | E.Field _ => (0,E.Sum(c1,e1))
36 :     | E.Probe _ => (0,E.Sum(c1,e1))
37 :     | E.Apply _ => (0,E.Sum(c1,e1))
38 :     | E.Delta _ => (0,E.Sum(c1,e1))
39 :     | E.Epsilon _ => (0,E.Sum(c1,e1))
40 : cchiw 2838 (*| E.Tensor [] => (1,e1)*)
41 : cchiw 2603 | E.Tensor _ => (0,E.Sum(c1,e1))
42 :     | E.Neg e2 => (1,E.Neg(E.Sum(c1,e2)))
43 : cchiw 2608 | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Sum(c1,a),E.Sum(c1,b)))
44 :     | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Sum(c1,a)) e))
45 :     | E.Div (a,b) => (1,E.Div(E.Sum(c1,a),E.Sum(c1,b)))
46 : cchiw 2603 | E.Lift e => (1,E.Lift(E.Sum(c1,e)))
47 :     | E.Sum(c2,e2)=> (1,E.Sum(c1@c2,e2))
48 :     | E.Prod p =>F.filterSca(c1,p)
49 :     | E.Const _ => err("Sum of Const")
50 :     | E.Partial _ => err("Sum of Partial")
51 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
52 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
53 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
54 :     (*end case*))
55 : cchiw 2452
56 : cchiw 2603 (*rewritten Apply*)
57 :     fun mkapply(d1,e1)=(case e1
58 :     of E.Lift e => (1,E.Const 0)
59 :     | E.Prod [] => err("Apply of empty product")
60 :     | E.Add [] => err("Apply of empty Addition")
61 :     | E.Conv(v, alpha, h, d2) =>let
62 :     val E.Partial d3=d1
63 :     in (1,E.Conv(v,alpha,h,d2@d3)) end
64 :     | E.Field _ => (0,E.Apply(d1,e1))
65 : cchiw 2789 | E.Probe _ => (0,E.Apply(d1,e1)) (*FIX ME, Should be error actually apply of a tensor result*)
66 : cchiw 2603 | E.Apply(E.Partial d2,e2) => let
67 :     val E.Partial d3=d1
68 :     in (1,E.Apply(E.Partial(d3@d2),e2)) end
69 : cchiw 2608 | E.Apply _ => err" Apply of non-Partial expression"
70 :     | E.Sum(c2,e2)=> (1,E.Sum(c2,E.Apply(d1,e2)))
71 : cchiw 2603 | E.Neg e2 => (1,E.Neg(E.Apply(d1,e2)))
72 :     | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Apply(d1,a)) e))
73 :     | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Apply(d1,a),E.Apply(d1,b)))
74 : cchiw 2608 | E.Div (g,b) => let
75 :     in
76 :     (case F.filterField[b]
77 :     of (_,[]) => (1,E.Div(E.Apply(d1,g),b)) (*Division by a real*)
78 :     | (pre,h) => let
79 :     val g'=E.Apply(d1,g)
80 :     val h'=E.Apply(d1,flatProd(h))
81 :     val num=E.Sub(E.Prod([g']@h),E.Prod[g,h'])
82 :     val denom=E.Prod(pre@h@h)
83 :     in (1,E.Div(num,denom))
84 :     end
85 :     (*end case*))
86 :     end
87 :    
88 : cchiw 2603 | E.Prod p =>let
89 :     val (pre, post)= F.filterField p
90 :     val E.Partial d3=d1
91 :     in F.mkProd(pre@[prodAppPartial(post,d3)])
92 : cchiw 2515 end
93 : cchiw 2603 | E.Const _ => err("Const without Lift")
94 :     | E.Tensor _ => err("Tensor without Lift")
95 :     | E.Delta _ => err("Apply of Delta")
96 :     | E.Epsilon _ => err("Apply of Eps")
97 :     | E.Partial _ => err("Apply of Partial")
98 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
99 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
100 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
101 :     (*end case*))
102 :    
103 : cchiw 2515
104 : cchiw 2603 (*rewritten probe*)
105 :     fun mkprobe(e1,x)=(case e1
106 :     of E.Lift e => (1,e)
107 :     | E.Prod [] => err("Probe of empty product")
108 :     | E.Prod p => (1,E.Prod (List.map (fn(a)=>E.Probe(a,x)) p))
109 :     | E.Apply _ => (0,E.Probe(e1,x))
110 :     | E.Conv _ => (0,E.Probe(e1,x))
111 :     | E.Field _ => (0,E.Probe(e1,x))
112 : cchiw 2608 | E.Sum(c,e') => (1,E.Sum(c,E.Probe(e',x)))
113 : cchiw 2603 | E.Add e => (1,E.Add (List.map (fn(a)=>E.Probe(a,x)) e))
114 :     | E.Sub (a,b) => (1,E.Sub(E.Probe(a,x),E.Probe(b,x)))
115 :     | E.Neg e' => (1,E.Neg(E.Probe(e',x)))
116 : cchiw 2608 | E.Div (a,b) => (1,E.Div(E.Probe(a,x),E.Probe(b,x)))
117 : cchiw 2603 | E.Const _ => err("Const without Lift")
118 :     | E.Tensor _ => err("Tensor without Lift")
119 :     | E.Delta _ => err("Probe of Delta")
120 :     | E.Epsilon _ => err("Probe of Eps")
121 :     | E.Partial _ => err("Probe Partial")
122 :     | E.Probe _ => err("Probe of a Probe")
123 :     | E.Krn _ => err("Krn used before expand")
124 :     | E.Value _ => err("Value used before expand")
125 :     | E.Img _ => err("Probe used before expand")
126 :     (*end case*))
127 : cchiw 2515
128 : cchiw 2499
129 : cchiw 2397
130 : cchiw 2525
131 : cchiw 2397 (*Apply normalize to each term in product list
132 :     or Apply normalize to tail of each list*)
133 : cchiw 2838 fun normalize (ee as Ein.EIN{params, index, body}) = let
134 : cchiw 2397 val changed = ref false
135 : cchiw 2611
136 : cchiw 2605 fun rewriteBody body =(case body
137 :     of E.Const _ => body
138 :     | E.Tensor _ => body
139 :     | E.Field _ => body
140 :     | E.Delta _ => body
141 :     | E.Epsilon _ => body
142 :     | E.Conv _ => body
143 :     | E.Partial _ => body
144 :     | E.Krn _ => raise Fail"Krn before Expand"
145 :     | E.Img _ => raise Fail"Img before Expand"
146 :     | E.Value _ => raise Fail"Value before Expand"
147 : cchiw 2603
148 :     (*************Algebraic Rewrites **************)
149 : cchiw 2605 | E.Neg(E.Neg e) => rewriteBody e
150 :     | E.Neg e => E.Neg(rewriteBody e)
151 :     | E.Lift e => E.Lift(rewriteBody e)
152 :     | E.Add es => let val (change,body')= F.mkAdd(List.map rewriteBody es)
153 : cchiw 2452 in if (change=1) then ( changed:=true;body') else body' end
154 : cchiw 2605 | E.Sub(a, E.Field f)=> (changed:=true;E.Add[a, E.Neg(E.Field(f))])
155 :     | E.Sub(E.Sub(a,b),E.Sub(c,d)) => rewriteBody(E.Sub(E.Add[a,d],E.Add[b,c]))
156 : cchiw 2611 | E.Sub(E.Sub(a,b),e2) => rewriteBody (E.Sub(a,E.Add[b,e2]))
157 :     | E.Sub(e1,E.Sub(c,d)) => rewriteBody(E.Add([E.Sub(e1,c),d]))
158 :     | E.Sub (a,b) => E.Sub(rewriteBody a, rewriteBody b)
159 : cchiw 2605 | E.Div(E.Div(a,b),E.Div(c,d)) => rewriteBody(E.Div(E.Prod[a,d],E.Prod[b,c]))
160 :     | E.Div(E.Div(a,b),c) => rewriteBody (E.Div(a, E.Prod[b,c]))
161 : cchiw 2611 | E.Div(a,E.Div(b,c)) => rewriteBody (E.Div(E.Prod[a,c],b))
162 : cchiw 2605 | E.Div (a, b) => E.Div(rewriteBody a, rewriteBody b)
163 : cchiw 2603
164 :     (**************Apply, Sum, Probe**************)
165 : cchiw 2611 | E.Apply(E.Partial [],e) => e
166 :     | E.Apply(E.Partial d1, e1) =>
167 :     let
168 : cchiw 2603 val e2 = rewriteBody e1
169 :     val (c,e3)=mkapply(E.Partial d1,e2)
170 :     in (case c of 1=>(changed:=true;e3)| _ =>e3 (*end case*))
171 :     end
172 : cchiw 2611 | E.Apply _ => raise Fail" Not well-formed Apply expression"
173 :     | E.Sum([],e) => (changed:=true;rewriteBody e)
174 :     | E.Sum(c,e) => let
175 :     val (c,e')=mkSum(c,rewriteBody e)
176 :     in (case c of 0 => e'|_ => (changed:=true;e'))
177 : cchiw 2603 end
178 : cchiw 2611 | E.Probe(u,v) =>
179 :     let
180 : cchiw 2603 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 : cchiw 2494 (*************Product**************)
187 : cchiw 2605 | E.Prod [] => raise Fail"missing elements in product"
188 : cchiw 2449 | E.Prod [e1] => rewriteBody e1
189 : cchiw 2496 | E.Prod((E.Add(e2))::e3)=>
190 :     (changed := true; E.Add(List.map (fn e=> E.Prod([e]@e3)) e2))
191 : cchiw 2608 | E.Prod((E.Sub(e2,e3))::e4)=>
192 :     (changed :=true; E.Sub(E.Prod([e2]@e4), E.Prod([e3]@e4 )))
193 :     | E.Prod((E.Div(e2,e3))::e4)=> (changed :=true; E.Div(E.Prod([e2]@e4), e3 ))
194 : cchiw 2496 | E.Prod(e1::E.Add(e2)::e3)=>
195 :     (changed := true; E.Add(List.map (fn e=> E.Prod([e1,e]@e3)) e2))
196 :     | E.Prod(e1::E.Sub(e2,e3)::e4)=>
197 :     (changed :=true; E.Sub(E.Prod([e1,e2]@e4), E.Prod([e1,e3]@e4 )))
198 : cchiw 2603
199 : cchiw 2510
200 :     (*************Product EPS **************)
201 : cchiw 2605
202 : cchiw 2506 | E.Prod(E.Epsilon(i,j,k)::E.Apply(E.Partial d,e)::es)=>let
203 : cchiw 2603 val change= G.matchEps(0,d,[],[i,j,k])
204 : cchiw 2506 in case (change,es)
205 : cchiw 2611 of (1,_) =>(changed:=true; E.Const 0)
206 : cchiw 2510 | (_,[]) =>E.Prod[E.Epsilon(i,j,k),rewriteBody (E.Apply(E.Partial d,e))]
207 : cchiw 2506 |(_,_)=> let
208 :     val a=rewriteBody(E.Prod([E.Apply(E.Partial d,e)]@ es))
209 : cchiw 2603 val (_,b)=F.mkProd [E.Epsilon(i,j,k),a]
210 : cchiw 2611 in b end
211 : cchiw 2506 end
212 : cchiw 2510 | E.Prod(E.Epsilon(i,j,k)::E.Conv(V,alpha, h, d)::es)=>let
213 : cchiw 2611 val change= G.matchEps(0,d,[],[i,j,k])
214 :     in case (change,es)
215 :     of (1,_) =>(changed:=true; E.Const 0)
216 :     | (_,[]) =>E.Prod[E.Epsilon(i,j,k),E.Conv(V,alpha, h, d)]
217 :     | (_,_) =>let
218 :     val a=rewriteBody(E.Prod([E.Conv(V,alpha, h, d)]@ es))
219 :     val (_,b) = F.mkProd [E.Epsilon(i,j,k),a]
220 :     in b end
221 :     end
222 :    
223 : cchiw 2452 | E.Prod[(E.Epsilon(e1,e2,e3)), E.Tensor(_,[E.V i1,E.V i2])]=>
224 : cchiw 2553 if(e2=i1 andalso e3=i2) then (changed :=true;E.Const(0))
225 : cchiw 2452 else body
226 : cchiw 2510
227 : cchiw 2611 | E.Prod(E.Epsilon eps1::ps)=> (case (G.epsToDels(E.Epsilon eps1::ps))
228 :     of (1,e,[],_,_) =>(changed:=true;e)(* Changed to Deltas *)
229 :     | (1,e,sx,_,_) =>(changed:=true;E.Sum(sx,e))(* Changed to Deltas *)
230 : cchiw 2615 | (_,_,_,_,[]) => body
231 :     | (_,_,_,epsAll,rest) => let
232 : cchiw 2515 val p'=rewriteBody(E.Prod rest)
233 : cchiw 2611 val(_,b)= F.mkProd(epsAll@[p'])
234 : cchiw 2515 in b end
235 : cchiw 2611 (*end case*))
236 :    
237 :     | E.Prod(E.Sum(c1,E.Prod(E.Epsilon e1::es1))::E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es2))::es) =>
238 :     (case G.epsToDels([E.Epsilon e1, E.Epsilon e2]@es1@es2@es)
239 :     of (1,e,sx,_,_)=> (changed:=true; E.Sum(c1@c2@sx,e))
240 : cchiw 2615 | (_,_,_,_,_)=>let
241 : cchiw 2611 val eA=rewriteBody(E.Sum(c1,E.Prod(E.Epsilon e1::es1)))
242 :     val eB=rewriteBody(E.Prod(E.Sum(c2,E.Prod(E.Epsilon e2::es2))::es))
243 :     val (_,e)=F.mkProd([eA,eB])
244 :     in e
245 :     end
246 :     (*end case*))
247 : cchiw 2838
248 :     | E.Prod[E.Delta d, E.Neg e]=> (changed:=true;E.Neg(E.Prod[E.Delta d, e]))
249 : cchiw 2515 | E.Prod(E.Delta d::es)=>let
250 : cchiw 2603 val (pre',eps, dels,post)= F.filterGreek(E.Delta d::es)
251 : cchiw 2611 val (change,a)=G.reduceDelta(eps, dels, post)
252 : cchiw 2515 in (case (change,a)
253 :     of (0, _)=> E.Prod [E.Delta d,rewriteBody(E.Prod es)]
254 :     | (_, E.Prod p)=>let
255 : cchiw 2603 val (_, p') = F.mkProd p
256 : cchiw 2611 in (changed:=true;p') end
257 :     | _ => (changed:=true;a )
258 : cchiw 2515 (*end case*))
259 :     end
260 :    
261 : cchiw 2603 | E.Prod[e1,e2]=> let val (_,b)=F.mkProd[rewriteBody e1, rewriteBody e2] in b end
262 : cchiw 2449 | E.Prod(e::es)=>let
263 :     val e'=rewriteBody e
264 :     val e2=rewriteBody(E.Prod es)
265 : cchiw 2494 val(_,b)=(case e2
266 : cchiw 2603 of E.Prod p'=> F.mkProd([e']@p')
267 :     |_=>F.mkProd [e',e2])
268 : cchiw 2496 in b
269 : cchiw 2515 end
270 : cchiw 2584
271 : cchiw 2397 (*end case*))
272 : cchiw 2584
273 : cchiw 2510 fun loop(body ,count) = let
274 : cchiw 2838 val _ =print(String.concat["\n\n N =>",Int.toString(count),"--",P.printbody(body)])
275 : cchiw 2510 val body' = rewriteBody body
276 : cchiw 2838
277 : cchiw 2515 in
278 : cchiw 2397 if !changed
279 : cchiw 2838 then (changed := false ;loop(body',count+1))
280 : cchiw 2502 else (body',count)
281 : cchiw 2397 end
282 : cchiw 2838 val _ =print(String.concat["\n ******************* \n Start Normalize \n\n "])
283 : cchiw 2502 val (b,count) = loop(body,0)
284 : cchiw 2838 val _ =print(String.concat["\n Out of normalize \n",P.printbody(b),"\n Final CounterXX:",Int.toString(count),"\n\n"])
285 :     in
286 : cchiw 2502 (Ein.EIN{params=params, index=index, body=b},count)
287 : cchiw 2397 end
288 : cchiw 2463 end
289 :    
290 : cchiw 2397
291 :    
292 :     end (* local *)

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