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[diderot] Annotation of /branches/vis12/src/compiler/simplify/eval.sml
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Annotation of /branches/vis12/src/compiler/simplify/eval.sml

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Revision 1116 - (view) (download)
Original Path: trunk/src/compiler/simplify/eval.sml

1 : jhr 231 (* eval.sml
2 :     *
3 : jhr 435 * COPYRIGHT (c) 2010 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4 : jhr 231 * All rights reserved.
5 :     *
6 :     * Evaluation of "static" expressions.
7 :     *)
8 :    
9 : jhr 236 structure Eval : sig
10 : jhr 231
11 : jhr 236 datatype value
12 :     = BV of bool
13 :     | SV of string
14 :     | IV of IntInf.int
15 : jhr 1116 | RV of real
16 :     | TV of value list (* tensors: values will either be RV or TV *)
17 :     | ImgV of ImageInfo.info * Var.var
18 : jhr 236
19 : jhr 269 val evalStatics : Var.Set.set * Simple.block -> value Var.Map.map
20 : jhr 236
21 :     end = struct
22 :    
23 : jhr 234 structure Ty = Types
24 :     structure BV = BasisVars
25 : jhr 231 structure S = Simple
26 :     structure VMap = Var.Map
27 : jhr 269 structure VSet = Var.Set
28 : jhr 231 structure VTbl = Var.Tbl
29 :    
30 :     datatype value
31 :     = BV of bool
32 : jhr 234 | SV of string
33 : jhr 231 | IV of IntInf.int
34 : jhr 1116 (* FIXME: we probably should use FloatLit.float values instead of reals! *)
35 :     | RV of real
36 :     | TV of value list (* tensors: values will either be RV or TV *)
37 :     | ImgV of ImageInfo.info * Var.var
38 : jhr 231
39 : jhr 234 fun toString (BV b) = Bool.toString b
40 :     | toString (IV i) = IntInf.toString i
41 :     | toString (SV s) = concat["\"", String.toString s, "\""]
42 : jhr 1116 | toString (RV r) = Real.toString r
43 :     | toString (TV _) = "tensor"
44 :     (* FIXME: should include x in output *)
45 :     | toString (ImgV(info, x)) = ImageInfo.toString info
46 : jhr 231
47 :     val tbl : (value list -> value) VTbl.hash_table = let
48 :     val tbl = VTbl.mkTable (128, Fail "Eval table")
49 :     fun intBinOp rator [IV a, IV b] = IV(rator(a, b))
50 : jhr 1116 fun tensorBinOp rator [v1, v2] = let
51 :     fun f (TV v1, TV v2) = TV(ListPair.mapEq f (v1, v2))
52 :     | f (RV r1, RV r2) = RV(rator(r1, r2))
53 :     in
54 :     f (v1, v2)
55 :     end
56 :     fun realBinOp rator [RV a, RV b] = RV(rator(a, b))
57 :     fun realUnOp rator [RV a] = RV(rator a)
58 : jhr 231 fun intCmp rator [IV a, IV b] = BV(rator(a, b))
59 : jhr 1116 fun realCmp rator [RV a, RV b] = BV(rator(a, b))
60 : jhr 234 fun boolCmp rator [BV a, BV b] = BV(rator(a, b))
61 :     fun stringCmp rator [SV a, SV b] = BV(rator(a, b))
62 : jhr 231 in
63 :     List.app (VTbl.insert tbl) [
64 :     (BV.add_ii, intBinOp (op +)),
65 :     (BV.add_tt, tensorBinOp (op +)),
66 :     (BV.sub_ii, intBinOp (op -)),
67 :     (BV.sub_tt, tensorBinOp (op -)),
68 : jhr 234 (BV.mul_ii, intBinOp (op * )),
69 :     (BV.mul_rr, realBinOp (op * )),
70 :     (*
71 : jhr 231 (BV.mul_rt, tensorOp Op.Scale),
72 :     (BV.mul_tr, fn (y, sv, [t, r]) => tensorOp Op.Scale (y, sv, [r, t])),
73 : jhr 234 *)
74 : jhr 231 (BV.div_ii, intBinOp IntInf.quot),
75 : jhr 234 (BV.div_rr, realBinOp (op /)),
76 :     (*
77 : jhr 231 (BV.div_tr, tensorOp Op.InvScale),
78 : jhr 234 *)
79 : jhr 231 (BV.lt_ii, intCmp (op <)),
80 :     (BV.lt_rr, realCmp (op <)),
81 :     (BV.lte_ii, intCmp (op <=)),
82 :     (BV.lte_rr, realCmp (op <=)),
83 :     (BV.gte_ii, intCmp (op >=)),
84 :     (BV.gte_rr, realCmp (op >=)),
85 :     (BV.gt_ii, intCmp (op >)),
86 :     (BV.gt_rr, realCmp (op >)),
87 : jhr 234 (BV.equ_bb, boolCmp (op =)),
88 : jhr 231 (BV.equ_ii, intCmp (op =)),
89 : jhr 234 (BV.equ_ss, stringCmp (op =)),
90 : jhr 231 (BV.equ_rr, realCmp Real.==),
91 : jhr 234 (BV.neq_bb, boolCmp (op <>)),
92 : jhr 231 (BV.neq_ii, intCmp (op <>)),
93 : jhr 234 (BV.neq_ss, stringCmp (op <>)),
94 : jhr 231 (BV.neq_rr, realCmp Real.!=),
95 : jhr 245 (BV.neg_i, fn [IV i] => IV(~i)),
96 : jhr 234 (*
97 : jhr 231 (BV.neg_t, tensorOp Op.Neg),
98 : jhr 245 (BV.neg_f, fn [FV fld] => FV(FieldDef.neg fld)),
99 : jhr 231 (BV.op_at, fn (y, _, xs) => assign(y, Op.Probe, xs)),
100 : jhr 245 (BV.op_D, fn [FV fld] => FV(FieldDef.diff fld)),
101 : jhr 231 (BV.op_norm, tensorOp Op.Norm),
102 : jhr 245 *)
103 :     (BV.op_not, fn [BV b] => BV(not b)),
104 : jhr 231 (*
105 : jhr 245 (BV.fn_CL, fn (y, _, xs) => assign(y, Op.CL, xs)),
106 : jhr 269 (BV.op_convolve, fn [Img info, KV h] => FV(FieldDef.CONV(0, info, h))),
107 :     (BV.fn_convolve, fn [KV h, Img info] => FV(FieldDef.CONV(0, info, h))),
108 : jhr 1116 *)
109 : jhr 245 (BV.fn_cos, realUnOp Math.cos),
110 :     (*
111 : jhr 231 (BV.fn_dot, vectorOp Op.Dot),
112 :     (BV.fn_inside, fn (y, _, xs) => assign(y, Op.Inside, xs)),
113 : jhr 234 *)
114 :     (BV.fn_max, realBinOp Real.min),
115 :     (BV.fn_min, realBinOp Real.max),
116 :     (BV.fn_modulate, tensorBinOp (op * )),
117 :     (BV.fn_pow, realBinOp Real.Math.pow),
118 : jhr 231 (*
119 :     (BV.fn_principleEvec, vectorOp Op.PrincipleEvec),
120 : jhr 234 *)
121 : jhr 245 (BV.fn_sin, realUnOp Math.sin),
122 : jhr 1116 (*
123 : jhr 231 (BV.kn_bspln3, kernel Kernel.bspln3),
124 :     (BV.kn_bspln5, kernel Kernel.bspln5),
125 :     (BV.kn_ctmr, kernel Kernel.ctmr),
126 :     (BV.kn_tent, kernel Kernel.tent),
127 : jhr 1116 (BV.kn_c1tent, kernel Kernel.c1tent),
128 :     (BV.kn_c2ctmr, kernel Kernel.c2ctmr),
129 :     *)
130 : jhr 245 (BV.i2r, fn [IV i] => RV(real(IntInf.toInt i)))
131 : jhr 231 ];
132 :     tbl
133 :     end
134 :    
135 : jhr 1116 fun loadImage ([Ty.DIM dim, Ty.SHAPE shp], SV filename) = let
136 : jhr 245 val Ty.DimConst d = TypeUtil.resolveDim dim
137 :     val Ty.Shape dd = TypeUtil.resolveShape shp
138 :     val info as ImageInfo.ImgInfo{dim, ...} = ImageInfo.getInfo filename
139 : jhr 234 in
140 : jhr 245 (* check that the expected dimension and actual dimension match *)
141 :     if (d <> dim)
142 :     then raise Fail(concat["image file \"", filename, "\" has wrong dimension"])
143 :     else ();
144 :     (* check that the expected shape and actual shape match *)
145 :     (* FIXME *)
146 : jhr 1116 info
147 : jhr 234 end
148 :    
149 : jhr 231 fun evalVar env x = (case VMap.find (env, x)
150 :     of SOME v => v
151 :     | NONE => raise Fail("undefined variable " ^ Var.uniqueNameOf x)
152 :     (* end case *))
153 :    
154 : jhr 269 fun apply (env, f, mvs, xs) =
155 :     if List.all (fn x => VMap.inDomain(env, x)) xs
156 :     then (* try *)(
157 : jhr 231 if Var.same(f, BV.fn_load)
158 : jhr 1116 then let
159 :     val [imgName] = xs
160 :     in
161 :     SOME(ImgV(loadImage(mvs, evalVar env imgName), imgName))
162 :     end
163 : jhr 231 else (case VTbl.find tbl f
164 : jhr 269 of SOME evalFn => SOME(evalFn (List.map (evalVar env) xs))
165 :     | NONE => NONE
166 : jhr 231 (* end case *))
167 : jhr 240 ) handle ex => (
168 :     TextIO.output (TextIO.stdErr, concat [
169 :     Var.uniqueNameOf f, "(",
170 :     String.concatWith "," (List.map Var.uniqueNameOf xs),
171 :     ") fails with exception ", exnName ex, "\n"
172 :     ]);
173 : jhr 269 raise ex)
174 :     else NONE
175 :    
176 :     fun evalExp (env, e) = (case e
177 :     of S.E_Var x => VMap.find (env, x)
178 :     | S.E_Lit(Literal.Int i) => SOME(IV i)
179 :     | S.E_Lit(Literal.Float f) => SOME(RV(FloatLit.toReal f))
180 :     | S.E_Lit(Literal.String s) => SOME(SV s)
181 :     | S.E_Lit(Literal.Bool b) => SOME(BV b)
182 :     | S.E_Tuple _ => raise Fail "E_Tuple"
183 :     | S.E_Apply(f, mvs, xs, _) => apply(env, f, mvs, xs)
184 : jhr 1116 | S.E_Cons xs => (case evalArgs(env, xs)
185 :     of NONE => NONE
186 :     | SOME vs => SOME(TV vs)
187 :     (* end case *))
188 :     | S.E_Slice(x, indices, _) => (case VMap.find (env, x)
189 :     of SOME v => let
190 :     fun slice (TV vs, SOME ix :: ixs) = (case VMap.find (env, ix)
191 :     of SOME(IV i) => slice (List.nth(vs, IntInf.toInt i), ixs)
192 :     | NONE => raise Subscript
193 :     (* end case *))
194 :     | slice (TV vs, NONE :: ixs) =
195 :     TV(List.map (fn v => slice(v, ixs)) vs)
196 :     | slice (v, []) = v
197 :     in
198 :     SOME(slice(v, indices)) handle Subscript => NONE
199 :     end
200 :     | _ => NONE
201 :     (* end case *))
202 : jhr 269 | S.E_Input(ty, name, optDefault) => raise Fail "impossible"
203 : jhr 1116 | S.E_LoadImage info => SOME(ImgV info)
204 : jhr 269 (* end case *))
205 :    
206 : jhr 1116 and evalArgs (env, args) = let
207 :     fun eval ([], vs) = SOME(List.rev vs)
208 :     | eval (x::xs, vs) = (case VMap.find(env, x)
209 :     of SOME v => eval(xs, v::vs)
210 :     | NONE => NONE
211 :     (* end case *))
212 :     in
213 :     eval (args, [])
214 :     end
215 :    
216 :     fun getInput (ty, name, optDefault) = (case ty
217 :     of Ty.T_Bool =>
218 :     Inputs.getInput(name, (Option.map BV) o Bool.fromString, optDefault)
219 :     | Ty.T_Int =>
220 :     Inputs.getInput(name, (Option.map IV) o IntInf.fromString, optDefault)
221 :     | Ty.T_String => Inputs.getInput(name, fn s => SOME(SV s), optDefault)
222 :     | Ty.T_Tensor(Ty.Shape[]) =>
223 :     Inputs.getInput(name, (Option.map RV) o Real.fromString, optDefault)
224 :     | Ty.T_Tensor(Ty.Shape[Ty.DimConst d]) => let
225 :     fun fromString s = let
226 :     (* first split into fields by "," *)
227 :     val flds = String.fields (fn #"," => true | _ => false) s
228 :     (* then tokenize by white space and flatten *)
229 :     val toks = List.concat(List.map (String.tokens Char.isSpace) flds)
230 :     (* then convert to reals *)
231 :     val vals = List.map (RV o valOf o Real.fromString) toks
232 :     in
233 :     if (List.length vals = d)
234 :     then SOME(TV(vals))
235 :     else NONE
236 :     end
237 :     handle _ => NONE
238 :     in
239 :     Inputs.getInput(name, fromString, optDefault)
240 :     end
241 :     | Ty.T_Tensor shp => raise Fail "TODO: general tensor inputs"
242 :     | _ => raise Fail(concat[
243 :     "input ", name, " has invalid type ", TypeUtil.toString ty
244 :     ])
245 :     (* end case *))
246 :    
247 : jhr 269 fun evalStatics (statics, blk) = let
248 :     fun evalBlock (env, S.Block stms) = let
249 :     exception Done of value VMap.map
250 :     fun evalStm (stm, env) = (case stm
251 : jhr 1116 of S.S_Var _ => raise Fail "unexpected variable decl"
252 :     | S.S_Assign(x, S.E_Input(ty, name, optDefault)) =>
253 : jhr 269 if VSet.member(statics, x)
254 :     then let
255 :     val optDefault = Option.map (evalVar env) optDefault
256 : jhr 1116 val input = getInput (ty, name, optDefault)
257 : jhr 269 in
258 :     case input
259 :     of SOME v => VMap.insert(env, x, v)
260 :     | NONE => raise Fail("error getting required input " ^ name)
261 :     (* end case *)
262 :     end
263 :     else env
264 :     | S.S_Assign(x, e) => (case evalExp(env, e)
265 :     of SOME v =>
266 : jhr 340 (Log.msg(concat["eval assignment: ", Var.uniqueNameOf x, " = ", toString v, "\n"]);
267 : jhr 269 VMap.insert(env, x, v)
268 :     )
269 :     | NONE => env
270 :     (* end case *))
271 :     | S.S_IfThenElse(x, b1, b2) => (case VMap.find(env, x)
272 :     of SOME(BV true) => evalBlock(env, b1)
273 :     | SOME(BV false) => evalBlock(env, b2)
274 :     | SOME _ => raise Fail "type error"
275 :     | NONE => raise (Done env)
276 :     (* end case *))
277 : jhr 511 | S.S_New _ => raise Fail "unexpected new strand"
278 : jhr 269 | S.S_Die => raise Fail "unexpected die"
279 :     | S.S_Stabilize => raise Fail "unexpected stabilize"
280 : jhr 234 (* end case *))
281 : jhr 231 in
282 : jhr 269 (List.foldl evalStm env stms) handle Done env => env
283 : jhr 231 end
284 : jhr 236 in
285 : jhr 269 evalBlock (VMap.empty, blk)
286 : jhr 236 end
287 :    
288 : jhr 231 end

root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu
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