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[sml3d] Diff of /trunk/sml3d/src/particles/compiler/translate.sml
ViewVC logotype

Diff of /trunk/sml3d/src/particles/compiler/translate.sml

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revision 974, Tue Aug 31 23:03:51 2010 UTC revision 1110, Thu Apr 7 21:30:21 2011 UTC
# Line 1  Line 1 
1  (* translate.sml  (* translate.sml
2   *  
3   * COPYRIGHT (c) 2009 John Reppy (http://cs.uchicago.edu/~jhr)   * COPYRIGHT (c) 2009 John Reppy (http://cs.uchicago.edu/~jhr)
4   * All rights reserved.   * All rights reserved.
5   *   *
# Line 8  Line 8 
8    
9  structure Translate : sig  structure Translate : sig
10    
11      val compile : Particles.particle_group -> PSysIR.program      val compile : Particles.program -> PSysIR.program
12    
13    end = struct    end = struct
14    
# Line 20  Line 20 
20    
21      fun printErr s = TextIO.output(TextIO.stdErr, s ^ "\n")      fun printErr s = TextIO.output(TextIO.stdErr, s ^ "\n")
22    
23    (*
24      datatype particle_state = PS of {      datatype particle_state = PS of {
25          pos : IR.var,           (* vec3 *)          pos : IR.var,           (* vec3 *)
26          vel : IR.var,           (* vec3 *)          vel : IR.var,           (* vec3 *)
27          size : IR.var,          (* float *)          size : IR.var,          (* float *)
28          ttl : IR.var,           (* float *)          ttl : IR.var,           (* float *)
29          color : IR.var,         (* vec3 (NOTE: should be vector4) *)          color : IR.var,         (* vec3 (NOTE: should be vector4) *)
30          pos2 : IR.var,          (* vec3 *)        user : IR.var list
         dummy : IR.var  
31        }        }
32    *)
33        type particle_state = IR.var list
34    
35    (* special PSV global variables *)    (* special PSV global variables *)
36      val epsilon = PSV.constf(0.00001)      val epsilon = PSV.constf(0.00001)
# Line 36  Line 38 
38    (* constants *)    (* constants *)
39      val pi = 3.14159265358979      val pi = 3.14159265358979
40    
41    (* dummy placeholder *)      fun retState s = IR.mkRETURN s
     fun dummy (state, k) =  
           IR.mkPRIM(  
             IR.newLocal(  
               "temp",  
               IR.T_BOOL,  
               (IR.COPY, [IR.newConst("c", IR.C_BOOL false)])  
             ),  
             IR.COPY,  
             [IR.newConst("c", IR.C_BOOL false)],  
             k state  
           )  
   
   
     fun retState s = let  
       val PS{pos, vel, size, ttl, color, pos2, dummy} = s  
      in  
       IR.mkRETURN (  
         [pos, vel, size, ttl, color, pos2, dummy],  
         [IR.POS, IR.VEL, IR.SZ, IR.TTL, IR.COLOR, IR.POS2, IR.DUMMY]  
       )  
      end  
42    
43    (* translation environment *)    (* translation environment *)
44      datatype env = TE of (IR.block list ref * IR.var PSV.Map.map)      datatype env = TE of (IR.block list ref * IR.var PSV.Map.map)
45        fun insert (TE(blks, env), x, x') = TE(blks, PSV.Map.insert (env, x, x'))
46    
47      (* Interaction with environment and state variables *)
48      fun psvToIRVar (TE(_, env), x as PSV.V{name, id, ...}) = (case PSV.Map.find(env, x)      fun psvToIRVar (TE(_, env), x as PSV.V{name, id, ...}) = (case PSV.Map.find(env, x)
49             of SOME x' => x'             of SOME x' => x'
50              | NONE => raise Fail (String.concat["unknown variable ", name, " with ID ", Int.toString id])              | NONE => raise Fail (String.concat["unknown variable ", name, " with ID ", Int.toString id])
51            (* end case *))            (* end case *))
52    
53      fun insert (TE(blks, env), x, x') = TE(blks, PSV.Map.insert (env, x, x'))          fun findIRVarByName (state, name) = let
54              fun eq (var as IR.V{name=st_name, ...}) = st_name = ("ps_" ^ name)
   (* create a block that implements the given continuation *)  
     fun newBlock (TE(blks, _), k : particle_state -> IR.stmt) = let  
           val pos = IR.newParam ("ps_pos", IR.T_VEC)  
           val vel = IR.newParam ("ps_vel", IR.T_VEC)  
           val size = IR.newParam ("ps_size", IR.T_FLOAT)  
           val ttl = IR.newParam ("ps_ttl", IR.T_FLOAT)  
           val color = IR.newParam ("ps_color", IR.T_VEC)  
           val dummy = IR.newParam ("ps_dummy", IR.T_FLOAT)  
           val pos2 = IR.newParam ("ps_pos2", IR.T_VEC)  
           val state = PS{pos=pos, vel=vel, size=size, ttl=ttl, color=color, pos2=pos2, dummy=dummy}  
           val blk = IR.newBlock ([pos, vel, size, ttl, color, pos2, dummy], k state)  
55            in            in
56              blks := blk :: !blks;            (case (List.find eq state)
57              blk              of SOME sv => sv
58                 | NONE => raise Fail ("Could not find var mapping.")
59              (* end case *))
60            end            end
61    
62          fun newBlockWithArgs (TE(blks, _), args, k : particle_state -> IR.stmt) = let          fun getIRVarForSV (v as PSV.SV{name, ...}, state) = findIRVarByName(state, name)
63            val pos = IR.newParam ("ps_pos", IR.T_VEC)  
64            val vel = IR.newParam ("ps_vel", IR.T_VEC)     (* create a block that implements the given continuation *)
65            val size = IR.newParam ("ps_size", IR.T_FLOAT)      fun newBlockWithArgs (TE(blks, _), state , args, k : particle_state -> IR.stmt) = let
66            val ttl = IR.newParam ("ps_ttl", IR.T_FLOAT)         fun copyVar(v as IR.V{name, varType, ...}) = IR.newParam(name, varType)
67            val color = IR.newParam ("ps_color", IR.T_VEC)         val newState = List.map copyVar state
68            val dummy = IR.newParam ("ps_dummy", IR.T_FLOAT)             val blk = IR.newBlock (newState @ args, k newState)
           val pos2 = IR.newParam ("ps_pos2", IR.T_VEC)  
           val state = PS{pos=pos, vel=vel, size=size, ttl=ttl, color=color, pos2=pos2, dummy = dummy}  
           val blk = IR.newBlock ([pos, vel, size, ttl, color, pos2, dummy] @ args, k state)  
69            in            in
70              blks := blk :: !blks;              blks := blk :: !blks;
71              blk              blk
72            end            end
73    
74      fun goto (PS{pos, vel, size, ttl, color, pos2, dummy}, blk) =          fun newBlock (env, state, k) = newBlockWithArgs(env, state, [], k)
           IR.mkGOTO(blk, [pos, vel, size, ttl, color, pos2, dummy])  
75    
76          fun gotoWithArgs(PS{pos, vel, size, ttl, color, pos2, dummy}, args, blk) =      fun gotoWithArgs(state, args, blk) = IR.mkGOTO(blk, state @ args)
77            IR.mkGOTO(blk, [pos, vel, size, ttl, color, pos2, dummy] @ args)      fun goto (state, blk) = gotoWithArgs(state, [], blk)
78    
79      fun letPRIM (x, ty, p, args, body) = let      fun letPRIM (x, ty, p, args, body) = let
80            val x' = IR.newLocal(x, ty, (p, args))            val x' = IR.newLocal(x, ty, (p, args))
# Line 112  Line 82 
82              IR.mkPRIM(x', p, args, body x')              IR.mkPRIM(x', p, args, body x')
83            end            end
84    
   (* prim bound to state variable (S_LOCAL for now) *)  
     fun letSPRIM(x, ty, p, args, body) = let  
           val x' = IR.new(x, IR.S_LOCAL(ref (p, args)), ty)  
           in  
             IR.mkPRIM(x', p, args, body x')  
           end  
   
85    (* Not sure if this should be made into a primitive or not, but    (* Not sure if this should be made into a primitive or not, but
86     * basically this creates the XOR'd value of var1 and var2 and     * basically this creates the XOR'd value of var1 and var2 and
87     * stores it in result.     * stores it in result.
# Line 129  Line 92 
92            letPRIM("testNAND", IR.T_BOOL, IR.NOT, [testAND], fn testNAND =>            letPRIM("testNAND", IR.T_BOOL, IR.NOT, [testAND], fn testNAND =>
93            letPRIM(result, IR.T_BOOL, IR.AND, [testOR, testNAND], stmt))))            letPRIM(result, IR.T_BOOL, IR.AND, [testOR, testNAND], stmt))))
94    
95        fun genFloatVar (fltVar, env, domain : Float.float P.domain, dist, stmt : IR.var -> IR.stmt) = let
96          fun genRandVal(var, stmt : IR.var -> IR.stmt) = (case dist
97            of P.DIST_UNIFORM =>
98              letPRIM(var, IR.T_FLOAT, IR.RAND, [], stmt)
99    
100             (* The PDF here is f(x) = 2x when 0 < x <= 1, so the CDF is going
101              * to be the integral of f from 0 -> y => y^2. Hence, whenever we
102              * generate a random number, in order to get the random value according
103              * to this probability distribution, we just square it.
104              *)
105             | P.DIST_INC_LIN =>
106              letPRIM("randVal", IR.T_FLOAT, IR.RAND, [], fn randVal =>
107              letPRIM(var, IR.T_FLOAT, IR.MULT, [randVal, randVal], stmt))
108    
109             (* The PDF here is f(x) = -2x + 2 when 0 <= x < 1, so the CDF is going
110              * to be the integral of f from 0 -> y => -(y^2) + 2y. Hence, whenever we
111              * generate a random number, in order to get the random value according
112              * to this probability distribution, we just square it.
113              *)
114             | P.DIST_DEC_LIN =>
115              letPRIM("randVal", IR.T_FLOAT, IR.RAND, [], fn randVal =>
116              letPRIM("randSq", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [randVal, randVal], fn randSq =>
117              letPRIM("termOne", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [randSq, IR.newConst("negOne", IR.C_FLOAT ~1.0)], fn termOne =>
118              letPRIM("termTwo", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [randVal, IR.newConst("negOne", IR.C_FLOAT 2.0)], fn termTwo =>
119              letPRIM(var, IR.T_FLOAT, IR.ADD, [termOne, termTwo], stmt)
120              ))))
121    
122             | _ => raise Fail "Unable to create random float for specified distribution."
123           (* end case *))
124         in
125         (case domain
126          of P.D_POINT(pt) =>
127             (* Our options here are pretty limited... *)
128             letPRIM (fltVar, IR.T_FLOAT, IR.COPY, [psvToIRVar(env, pt)], stmt)
129    
130           | P.D_BOX{max, min} =>
131             genRandVal("randf", fn rand =>
132             letPRIM("boxDiff", IR.T_FLOAT, IR.SUB, [psvToIRVar(env, max), psvToIRVar(env, max)], fn diff =>
133             letPRIM("scale", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [diff, rand], fn scale =>
134             letPRIM( fltVar, IR.T_FLOAT, IR.ADD, [psvToIRVar(env, max), scale], stmt )
135             )))
136           | _ => raise Fail "Cannot generate float in specified domain."
137         (* end case *))
138        end
139    
140    (* Generates a random vector within the given domain and puts it in vecVar *)    (* Generates a random vector within the given domain and puts it in vecVar *)
141      fun genVecVar (vecVar, env, domain, stmt : IR.var -> IR.stmt) = (case domain      fun genVecVar (
142          vecVar,
143          env,
144          domain : Vec3f.vec3 P.domain,
145          dist : Vec3f.vec3 P.distribution,
146          stmt : IR.var -> IR.stmt
147        ) = (case domain
148             of P.D_POINT(pt) =>             of P.D_POINT(pt) =>
149               (* Our options here are pretty limited... *)               (* Our options here are pretty limited... *)
150                  letPRIM (vecVar, IR.T_VEC, IR.COPY, [psvToIRVar(env, pt)], stmt)                  letPRIM (vecVar, IR.T_VEC, IR.COPY, [psvToIRVar(env, pt)], stmt)
# Line 201  Line 215 
215                    letPRIM("htInv", IR.T_FLOAT, IR.DIV, [IR.newConst("one", IR.C_FLOAT 1.0), height], fn htInv =>                    letPRIM("htInv", IR.T_FLOAT, IR.DIV, [IR.newConst("one", IR.C_FLOAT 1.0), height], fn htInv =>
216                    letPRIM("n", IR.T_VEC, IR.SCALE, [htInv, normVec], fn norm =>                    letPRIM("n", IR.T_VEC, IR.SCALE, [htInv, normVec], fn norm =>
217                    (* Generate a point in the lower disc. *)                    (* Generate a point in the lower disc. *)
218                      genVecVar("ptInDisc", insert(env, normVar, norm), P.D_DISC{pt = pt1, normal = normVar, irad = irad, orad = orad}, fn ptInDisc =>                      genVecVar("ptInDisc",
219                          insert(env, normVar, norm),
220                          P.D_DISC{pt = pt1, normal = normVar, irad = irad, orad = orad},
221                          dist,
222                          fn ptInDisc =>
223                    (* Now add this point to a random scaling of the normVec. *)                    (* Now add this point to a random scaling of the normVec. *)
224                      letPRIM("s", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [height, ourRand], fn scale =>                      letPRIM("s", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [height, ourRand], fn scale =>
225                      letPRIM("sn", IR.T_VEC, IR.SCALE, [scale, normVec], fn scaledNormVec =>                      letPRIM("sn", IR.T_VEC, IR.SCALE, [scale, normVec], fn scaledNormVec =>
# Line 242  Line 260 
260                    letPRIM("eh",  IR.T_FLOAT, IR.RAND, [], fn ourRand =>                    letPRIM("eh",  IR.T_FLOAT, IR.RAND, [], fn ourRand =>
261                    letPRIM("nv", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [psvToIRVar(env, pt2), psvToIRVar(env, pt1)], fn normVec =>                    letPRIM("nv", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [psvToIRVar(env, pt2), psvToIRVar(env, pt1)], fn normVec =>
262                    letPRIM("n", IR.T_VEC, IR.NORM, [normVec], fn norm =>                    letPRIM("n", IR.T_VEC, IR.NORM, [normVec], fn norm =>
263                      genVecVar("ptInDisc", insert(env, normVar, norm), P.D_DISC{pt = pt1, normal = normVar, irad = irad, orad = orad}, fn ptInDisc =>                      genVecVar("ptInDisc",
264                          insert(env, normVar, norm),
265                          P.D_DISC{pt = pt1, normal = normVar, irad = irad, orad = orad},
266                          dist,
267                          fn ptInDisc =>
268                      letPRIM("gptt", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [psvToIRVar(env, pt2), ptInDisc], fn genPtToTip =>                      letPRIM("gptt", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [psvToIRVar(env, pt2), ptInDisc], fn genPtToTip =>
269                      letPRIM("gpttlen", IR.T_FLOAT, IR.LEN, [genPtToTip], fn genPtToTipLen =>                      letPRIM("gpttlen", IR.T_FLOAT, IR.LEN, [genPtToTip], fn genPtToTipLen =>
270                      letPRIM("s", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [genPtToTipLen, ourRand], fn scale =>                      letPRIM("s", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [genPtToTipLen, ourRand], fn scale =>
# Line 250  Line 272 
272                      letPRIM(vecVar, IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [ptInDisc, scaledNormVec], stmt)))))))))                      letPRIM(vecVar, IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [ptInDisc, scaledNormVec], stmt)))))))))
273                  end                  end
274    
275                    | P.D_SPHERE{center, irad, orad} =>
276    
277              (* generate two random angles... *)
278              letPRIM("r1", IR.T_FLOAT, IR.RAND, [], fn randForAngOne =>
279              letPRIM("t1", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [randForAngOne, IR.newConst("fullCit", IR.C_FLOAT (2.0 * pi))], fn randAngOne =>
280              letPRIM("r2", IR.T_FLOAT, IR.RAND, [], fn randForAngTwo =>
281              letPRIM("t2", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [randForAngTwo, IR.newConst("fullCit", IR.C_FLOAT (2.0 * pi))], fn randAngTwo =>
282    
283              (* Generate vector in the sphere ... *)
284              (* If my math is correct this should be
285               * <(cos t1)(cos t2), (sin t1)(cos t2), sin t2>
286               * This is different from wikipedia's article on spherical coordinates
287               * because of a phase shift, but for the generation of random numbers,
288               * it's irrelevant.
289               *)
290              letPRIM("cost1", IR.T_FLOAT, IR.COS, [randAngOne], fn cost1 =>
291              letPRIM("cost2", IR.T_FLOAT, IR.COS, [randAngTwo], fn cost2 =>
292              letPRIM("sint1", IR.T_FLOAT, IR.SIN, [randAngOne], fn sint1 =>
293              letPRIM("sint2", IR.T_FLOAT, IR.SIN, [randAngTwo], fn sint2 =>
294    
295              letPRIM("xVal", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [cost1, cost2], fn xVal =>
296              letPRIM("yVal", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [sint1, cost2], fn yVal =>
297              (* zval is just sint2 *)
298    
299              letPRIM("xVec", IR.T_VEC, IR.SCALE, [xVal, IR.newConst("xDir", IR.C_VEC {x=1.0, y=0.0, z=0.0})], fn xVec =>
300              letPRIM("yVec", IR.T_VEC, IR.SCALE, [yVal, IR.newConst("yDir", IR.C_VEC {x=0.0, y=1.0, z=0.0})], fn yVec =>
301              letPRIM("zVec", IR.T_VEC, IR.SCALE, [sint2, IR.newConst("zDir", IR.C_VEC {x=0.0, y=0.0, z=1.0})], fn zVec =>
302    
303              letPRIM("addedVecs", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [xVec, yVec], fn addedVecs =>
304              letPRIM("notNormVec", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [addedVecs, zVec], fn nnVec =>
305              letPRIM("vec", IR.T_VEC, IR.NORM, [nnVec], fn vec =>
306    
307              (* Generate a random radius... *)
308                      letPRIM("ratio", IR.T_FLOAT, IR.DIV, [psvToIRVar(env, irad), psvToIRVar(env, orad)], fn ratio =>
309                      letPRIM("invRatio", IR.T_FLOAT, IR.SUB, [IR.newConst("one", IR.C_FLOAT 1.0), ratio], fn invRatio =>
310                      letPRIM("randVar", IR.T_FLOAT, IR.RAND, [], fn rand =>
311                      letPRIM("randScale", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [rand, invRatio], fn randScale =>
312                      letPRIM("randVal", IR.T_FLOAT, IR.ADD, [randScale, ratio], fn randVal =>
313                      letPRIM("randValSq", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [randVal, randVal], fn randValSq =>
314                      letPRIM("radDiff", IR.T_FLOAT, IR.SUB, [psvToIRVar(env, orad), psvToIRVar(env, irad)], fn radDiff =>
315                      letPRIM("randRadVal", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [radDiff, randValSq], fn randRadVal =>
316                      letPRIM("rad", IR.T_FLOAT, IR.ADD, [psvToIRVar(env, irad), randRadVal], fn rad =>
317    
318                      (* Normalize the vector and scale it by the radius. *)
319                      letPRIM("scaledVec", IR.T_VEC, IR.SCALE, [rad, vec], fn sVec =>
320                      letPRIM(vecVar, IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [sVec, psvToIRVar(env, center)], stmt)
321                      ))))))))))
322                      ))))))))))))
323                      ))))
324    
325              | _ => raise Fail "Cannot generate point in specified domain."              | _ => raise Fail "Cannot generate point in specified domain."
326            (* end case *))            (* end case *))
327            (*            (*
# Line 259  Line 331 
331        | generate (Dblob{c, stddev}) = Vec3f.unpack c        | generate (Dblob{c, stddev}) = Vec3f.unpack c
332            *)            *)
333    
   
334    (* This function takes an IR boolean, its environment, a particle state, domain,    (* This function takes an IR boolean, its environment, a particle state, domain,
335     * and continuation.     * and continuation.
336     *     *
# Line 307  Line 378 
378               *)               *)
379                | P.D_DISC{pt, normal, orad, irad} =>                | P.D_DISC{pt, normal, orad, irad} =>
380                    letPRIM("posToPt", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [pos, psvToIRVar(env, pt)], fn posToPt =>                    letPRIM("posToPt", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [pos, psvToIRVar(env, pt)], fn posToPt =>
                   letPRIM("posToPtLen", IR.T_FLOAT, IR.LEN, [posToPt], fn posToPtLen =>  
381                    letPRIM("dot", IR.T_FLOAT, IR.DOT, [posToPt, psvToIRVar(env, normal)], fn dotProd =>                    letPRIM("dot", IR.T_FLOAT, IR.DOT, [posToPt, psvToIRVar(env, normal)], fn dotProd =>
382                    letPRIM("inDisc", IR.T_BOOL, IR.GT, [IR.newConst("small", IR.C_FLOAT 0.01), dotProd], fn inDisc =>                    letPRIM("inDisc", IR.T_BOOL, IR.GT, [IR.newConst("small", IR.C_FLOAT 0.01), dotProd], fn inDisc =>
383                    letPRIM("inOrad", IR.T_BOOL, IR.GT, [psvToIRVar(env, orad), posToPtLen], fn inOrad =>  
384                    letPRIM("inIrad", IR.T_BOOL, IR.GT, [posToPtLen, psvToIRVar(env, irad)], fn inIrad =>                    letPRIM("parPosToP", IR.T_VEC, IR.SCALE, [dotProd, psvToIRVar(env, normal)], fn posToPtParallelToNormal =>
385                      letPRIM("perpPosToP", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [posToPt, posToPtParallelToNormal], fn posToPtPerpToNormal =>
386                      letPRIM("inDiscLen", IR.T_FLOAT, IR.LEN, [posToPtPerpToNormal], fn posToPtLen =>
387    
388                      letPRIM("inOradGt", IR.T_BOOL, IR.GT, [psvToIRVar(env, orad), posToPtLen], fn inOradGt =>
389                      letPRIM("inOradEq", IR.T_BOOL, IR.EQUALS, [psvToIRVar(env, orad), posToPtLen], fn inOradEq =>
390                      letPRIM("inOrad", IR.T_BOOL, IR.OR, [inOradGt, inOradEq], fn inOrad =>
391    
392                      letPRIM("inIradGt", IR.T_BOOL, IR.GT, [posToPtLen, psvToIRVar(env, irad)], fn inIradGt =>
393                      letPRIM("inIradEq", IR.T_BOOL, IR.EQUALS, [posToPtLen, psvToIRVar(env, irad)], fn inIradEq =>
394                      letPRIM("inIrad", IR.T_BOOL, IR.OR, [inIradGt, inIradEq], fn inIrad =>
395    
396                    letPRIM("inBothRad", IR.T_BOOL, IR.AND, [inIrad, inOrad], fn inBothRad =>                    letPRIM("inBothRad", IR.T_BOOL, IR.AND, [inIrad, inOrad], fn inBothRad =>
397                    letPRIM(boolVar, IR.T_BOOL, IR.AND, [inDisc, inBothRad], stmt))))))))  
398                      letPRIM(boolVar, IR.T_BOOL, IR.AND, [inDisc, inBothRad], stmt))))))))))))))
399    
400              (* Simply see whether or not the distance from the center is within the              (* Simply see whether or not the distance from the center is within the
401               * specified bounds.               * specified bounds.
# Line 324  Line 406 
406                    letPRIM("inOrad", IR.T_BOOL, IR.GT, [psvToIRVar(env, orad), posToCLen], fn inOrad =>                    letPRIM("inOrad", IR.T_BOOL, IR.GT, [psvToIRVar(env, orad), posToCLen], fn inOrad =>
407                    letPRIM("inIrad", IR.T_BOOL, IR.GT, [posToCLen, psvToIRVar(env, irad)], fn inIrad =>                    letPRIM("inIrad", IR.T_BOOL, IR.GT, [posToCLen, psvToIRVar(env, irad)], fn inIrad =>
408                    letPRIM(boolVar, IR.T_BOOL, IR.AND, [inIrad, inOrad], stmt)))))                    letPRIM(boolVar, IR.T_BOOL, IR.AND, [inIrad, inOrad], stmt)))))
409    
410                      | P.D_CYLINDER {pt1, pt2, irad, orad} =>
411    
412                      (* !FIXME! Right now, we see whether or not the point is within the two planes defined
413                       * by the endpoints of the cylinder, and then testing to see whether or not the smallest
414                       * distance to the line segment falls within the radii. It might be faster to find the
415                       * closest point to the line defined by the endpoints and then see whether or not the point
416                       * is within the segment.
417                       *)
418    
419                      (* Is it in one plane *)
420                      letPRIM("plane1Norm", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [psvToIRVar(env, pt2), psvToIRVar(env, pt1)], fn plane1Norm =>
421                      letPRIM("posToPt1", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [pos, psvToIRVar(env, pt1)], fn posToPt1 =>
422                      letPRIM("dot1", IR.T_FLOAT, IR.DOT, [posToPt1, plane1Norm], fn dot1Prod =>
423                      letPRIM("inPlane1", IR.T_BOOL, IR.GT, [dot1Prod, IR.newConst("zero", IR.C_FLOAT 0.0)], fn inPlane1=>
424    
425                      (* Is it in another plane *)
426                      letPRIM("plane2Norm", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [psvToIRVar(env, pt1), psvToIRVar(env, pt2)], fn plane2Norm =>
427                      letPRIM("posToPt2", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [pos, psvToIRVar(env, pt2)], fn posToPt2 =>
428                      letPRIM("dot2", IR.T_FLOAT, IR.DOT, [posToPt2, plane2Norm], fn dot2Prod =>
429                      letPRIM("inPlane2", IR.T_BOOL, IR.GT, [dot2Prod, IR.newConst("zero", IR.C_FLOAT 0.0)], fn inPlane2=>
430    
431                      (* Is it in both planes? *)
432                      letPRIM("inPlanes", IR.T_BOOL, IR.AND, [inPlane1, inPlane2], fn inPlanes =>
433    
434                      (* Find distance from segment *)
435                      letPRIM("a", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [psvToIRVar(env, pt2), psvToIRVar(env, pt1)], fn a =>
436                      letPRIM("b", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [psvToIRVar(env, pt1), pos], fn b =>
437                      letPRIM("alen", IR.T_FLOAT, IR.LEN, [a], fn alen =>
438                      letPRIM("axb", IR.T_VEC, IR.CROSS, [a, b], fn axb =>
439                      letPRIM("axblen", IR.T_FLOAT, IR.LEN, [axb], fn axblen =>
440                      letPRIM("dist", IR.T_FLOAT, IR.DIV, [axblen, alen], fn dist =>
441    
442                      (* Is distance in both radii? *)
443                      letPRIM("inOradGt", IR.T_BOOL, IR.GT, [psvToIRVar(env, orad), dist], fn inOradGt =>
444                      letPRIM("inOradEq", IR.T_BOOL, IR.EQUALS, [psvToIRVar(env, orad), dist], fn inOradEq =>
445                      letPRIM("inOrad", IR.T_BOOL, IR.OR, [inOradGt, inOradEq], fn inOrad =>
446    
447                      letPRIM("inIradGt", IR.T_BOOL, IR.GT, [dist, psvToIRVar(env, irad)], fn inIradGt =>
448                      letPRIM("inIradEq", IR.T_BOOL, IR.EQUALS, [dist, psvToIRVar(env, irad)], fn inIradEq =>
449                      letPRIM("inIrad", IR.T_BOOL, IR.OR, [inIradGt, inIradEq], fn inIrad =>
450    
451                      letPRIM("inBothRad", IR.T_BOOL, IR.AND, [inIrad, inOrad], fn inBothRad =>
452    
453                      (* It's in the cylinder (tube) if it's within both radii and in both planes... *)
454                      letPRIM(boolVar, IR.T_BOOL, IR.AND, [inPlanes, inBothRad], stmt)
455                      ))))))))))))))))))))))
456  (*  (*
457                | P.D_TRIANGLE {pt1: vec3f var, pt2: vec3f var, pt3: vec3f var}                | P.D_TRIANGLE {pt1: vec3f var, pt2: vec3f var, pt3: vec3f var}
458                | P.D_PLANE {pt: vec3f var, normal: vec3f var}                | P.D_PLANE {pt: vec3f var, normal: vec3f var}
459                | P.D_RECT {pt: vec3f var, htvec: vec3f var, wdvec: vec3f var}                | P.D_RECT {pt: vec3f var, htvec: vec3f var, wdvec: vec3f var}
460                | P.D_BOX {min: vec3f var, max: vec3f var}                | P.D_BOX {min: vec3f var, max: vec3f var}
461                | P.D_SPHERE {center: vec3f var, irad: vec3f var, orad: vec3f var}                | P.D_SPHERE {center: vec3f var, irad: vec3f var, orad: vec3f var}
               | P.D_CYLINDER {pt1: vec3f var, pt2: vec3f var, irad: float var, orad: float var}  
462                | P.D_CONE {pt1: vec3f var, pt2: vec3f var, irad: float var, orad: float var}                | P.D_CONE {pt1: vec3f var, pt2: vec3f var, irad: float var, orad: float var}
463                | P.D_BLOB {center: vec3f var, stddev: float var}                | P.D_BLOB {center: vec3f var, stddev: float var}
464                | P.D_DISC {pt: vec3f var, normal: vec3f var, irad: float var, orad: float var}                | P.D_DISC {pt: vec3f var, normal: vec3f var, irad: float var, orad: float var}
# Line 339  Line 467 
467              (* end case *)              (* end case *)
468            end (*end let *)            end (*end let *)
469    
470            fun mkIntBool(env, p1var, p2var, d : Vec3f.vec3 P.domain, k : IR.var -> IR.stmt) = let
471              val _ = ()
472             in
473              (case d
474                of P.D_POINT(pt) =>
475    
476                 (* Get vectors *)
477                 letPRIM("p1ToPt", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [psvToIRVar (env, pt), p1var], fn p1ToPt =>
478                 letPRIM("p2ToPt", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [psvToIRVar (env, pt), p2var], fn p2ToPt =>
479                 letPRIM("p1ToP2", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [p2var, p1var], fn p1ToP2 =>
480    
481                 (* Get distances *)
482                 letPRIM("p1ToPtLen", IR.T_FLOAT, IR.LEN, [p1ToPt], fn p1ToPtLen =>
483                 letPRIM("p2ToPtLen", IR.T_FLOAT, IR.LEN, [p2ToPt], fn p2ToPtLen =>
484                 letPRIM("p1ToP2Len", IR.T_FLOAT, IR.LEN, [p1ToP2], fn p1ToP2Len =>
485    
486                 (* Add & subtract ... *)
487                 letPRIM("distSum", IR.T_FLOAT, IR.ADD, [p1ToPtLen, p2ToPtLen], fn distSum =>
488                 letPRIM("distDiff", IR.T_FLOAT, IR.SUB, [distSum, p1ToP2Len], fn distDiff =>
489                 letPRIM("distDiffAbs", IR.T_FLOAT, IR.ABS, [distDiff], fn distDiffAbs =>
490    
491                 (* Do the boolean stuff... *)
492                 letPRIM("intersect", IR.T_BOOL, IR.GT, [psvToIRVar(env, epsilon), distDiffAbs], k)
493    
494                 )))
495                 )))
496                 )))
497    
498    (* generate code to produce a random particle state from a domain *)              | _ => raise Fail ("Cannot calculate intersection for specified domain")
499      fun newParticle (posDomain, velDomain, colDomain, env, k : particle_state -> IR.stmt) =            (* end case *))
500              (* genVecVar (vecVar, env, domain, stmt) *)  
501              genVecVar("ps_pos", env, posDomain, fn newPos =>           end (* mkIntBool *)
502              genVecVar("ps_vel", env, velDomain, fn newVel =>  
503              genVecVar("ps_col", env, colDomain, fn newCol =>          fun mkIntPt(env, p1var, p2var, d : Vec3f.vec3 P.domain, k : IR.var -> IR.stmt) = let
504              letSPRIM ("ps_size", IR.T_FLOAT, IR.RAND, [], fn newSize =>            val _ = ()
505              letSPRIM ("ps_ttl", IR.T_FLOAT, IR.COPY, [IR.newConst("fbool", IR.C_FLOAT 10000.0)], fn newIsDead =>           in
506                k(PS{pos = newPos,            (case d
507                     vel = newVel,              of P.D_POINT(pt) => k (psvToIRVar (env, pt))
508                     size = newSize,               | _ => raise Fail ("Cannot calculate intersection for specified domain")
509                     ttl = newIsDead,            (* end case *))
510                     color = newCol,           end (* mkIntPt *)
                    pos2 = IR.newConst("ps_pos2", IR.C_VEC {x=0.0, y=0.0, z=0.0}),  
                    dummy = IR.newConst("ps_dummy", IR.C_FLOAT 0.01)})  
             )))))  
511    
512      (* Find the normal at the given position of the particle for the specified      (* Find the normal at the given position of the particle for the specified
513       * domain. Note, that the particle doesn't necessarily need to be on the       * domain. Note, that the particle doesn't necessarily need to be on the
514       * domain, but if it's not then the behavior is undefined.       * domain, but if it's not then the behavior is undefined.
515       *)       *)
516      fun normAtPoint(retNorm, d, env, state, k : IR.var -> particle_state -> IR.stmt) = let      fun normAtPoint(retNorm, d, env, pos, state, k : IR.var -> particle_state -> IR.stmt) = let
517        val newNorm = IR.newParam("n", IR.T_VEC)        val newNorm = IR.newParam("n", IR.T_VEC)
518        val nextBlk = newBlockWithArgs(env, [newNorm], k(newNorm))        val nextBlk = newBlockWithArgs(env, state, [newNorm], k(newNorm))
       val PS{pos, ...} = state  
519       in       in
520        (case d        (case d
521            of P.D_PLANE{pt, normal} => letPRIM(retNorm, IR.T_VEC, IR.COPY, [psvToIRVar(env, normal)],            of P.D_PLANE{pt, normal} => letPRIM(retNorm, IR.T_VEC, IR.COPY, [psvToIRVar(env, normal)],
# Line 384  Line 535 
535                     )                     )
536                   )                   )
537    
538             | P.D_SPHERE{center, irad, orad} => let             | P.D_SPHERE{center, irad, orad} =>
               val PS{pos, ...} = state  
               in  
539                      letPRIM("sv", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [pos, psvToIRVar(env, center)], fn subVec =>                      letPRIM("sv", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [pos, psvToIRVar(env, center)], fn subVec =>
540                  letPRIM(retNorm, IR.T_VEC, IR.NORM, [subVec], fn newNormVar => k newNormVar state                  letPRIM(retNorm, IR.T_VEC, IR.NORM, [subVec], fn newNormVar => k newNormVar state
541                      ))                      ))
               end  
542    
543             | _ => raise Fail("Cannot find normal to point of specified domain.")             | _ => raise Fail("Cannot find normal to point of specified domain.")
544           (* end case *))           (* end case *))
545          end          end
546    
547          fun trEmitter(emit, env, state, k : particle_state -> IR.stmt) = let          fun trExpr(expr, env, state, k : IR.var -> IR.stmt) = (case expr
548              of P.CONSTF f => k (IR.newConst ("c", IR.C_FLOAT f))
549    
550           | P.CONST3F v => k (IR.newConst ("c", IR.C_VEC v))
551    
552           | P.VAR v => k (psvToIRVar (env, v))
553    
554           | P.STATE_VAR sv => k (getIRVarForSV (sv, state))
555    
556           | P.GENERATE3F (dom, dist) => genVecVar("genVec", env, dom, dist, k)
557    
558           | P.GENERATEF (dom, dist) => genFloatVar("genFlt", env, dom, dist, k)
559    
560           | P.ADD(e1, e2) =>
561             trExpr(e1, env, state, fn e1var =>
562             trExpr(e2, env, state, fn e2var =>
563             let
564              val IR.V{varType=vt1, ...} = e1var
565              val IR.V{varType=vt2, ...} = e2var
566             in
567              (case (vt1, vt2)
568                of (IR.T_FLOAT, IR.T_FLOAT) => letPRIM("addVar", IR.T_FLOAT, IR.ADD, [e1var, e2var], k)
569                 | (IR.T_VEC, IR.T_VEC) => letPRIM("addVar", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [e1var, e2var], k)
570                 | _ => raise Fail ("Type mismatch to ADD expression")
571              (* end case *))
572             end))
573    
574           | P.SCALE (e1, e2) =>
575             trExpr(e1, env, state, fn e1var =>
576             trExpr(e2, env, state, fn e2var =>
577             let
578              val IR.V{varType=vt1, ...} = e1var
579              val IR.V{varType=vt2, ...} = e2var
580             in
581              (case (vt1, vt2)
582                of (IR.T_FLOAT, IR.T_VEC) => letPRIM("scaleVar", IR.T_VEC, IR.SCALE, [e1var, e2var], k)
583                 | (IR.T_FLOAT, IR.T_FLOAT) => letPRIM("addVar", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [e1var, e2var], k)
584                 | _ => raise Fail ("Type mismatch to SCALE expression")
585              (* end case *))
586             end))
587    
588           | P.DIV (e1, e2) =>
589             trExpr(e1, env, state, fn e1var =>
590             trExpr(e2, env, state, fn e2var =>
591             let
592              val IR.V{varType=vt1, ...} = e1var
593              val IR.V{varType=vt2, ...} = e2var
594             in
595              (case (vt1, vt2)
596                of (IR.T_FLOAT, IR.T_FLOAT) => letPRIM("divVar", IR.T_FLOAT, IR.DIV, [e1var, e2var], k)
597                 | _ => raise Fail ("Type mismatch to DIV expression")
598              (* end case *))
599             end))
600    
601           | P.NEG e =>
602             trExpr(e, env, state, fn evar =>
603             let
604              val IR.V{varType, ...} = evar
605             in
606              (case varType
607                of IR.T_FLOAT => letPRIM("negVar", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [evar, IR.newConst("negOne", IR.C_FLOAT ~1.0)], k)
608                 | IR.T_VEC => letPRIM("negVar", IR.T_VEC, IR.NEG_VEC, [evar], k)
609                 | _ => raise Fail ("Type mismatch to NEG expression")
610              (* end case *))
611             end)
612    
613           | P.DOT (e1, e2) =>
614             trExpr(e1, env, state, fn e1var =>
615             trExpr(e2, env, state, fn e2var =>
616             let
617              val IR.V{varType=vt1, ...} = e1var
618              val IR.V{varType=vt2, ...} = e2var
619             in
620              (case (vt1, vt2)
621                of (IR.T_VEC, IR.T_VEC) => letPRIM("dotVar", IR.T_FLOAT, IR.DOT, [e1var, e2var], k)
622                 | _ => raise Fail ("Type mismatch to DOT expression")
623              (* end case *))
624             end))
625    
626           | P.CROSS (e1, e2) =>
627             trExpr(e1, env, state, fn e1var =>
628             trExpr(e2, env, state, fn e2var =>
629             let
630              val IR.V{varType=vt1, ...} = e1var
631              val IR.V{varType=vt2, ...} = e2var
632             in
633              (case (vt1, vt2)
634                of (IR.T_VEC, IR.T_VEC) => letPRIM("crossVar", IR.T_VEC, IR.CROSS, [e1var, e2var], k)
635                 | _ => raise Fail ("Type mismatch to CROSS expression")
636              (* end case *))
637             end))
638    
639           | P.NORMALIZE e =>
640             trExpr(e, env, state, fn evar =>
641             let
642              val IR.V{varType, ...} = evar
643             in
644              (case varType
645                of IR.T_VEC => letPRIM("normVar", IR.T_VEC, IR.NORM, [evar], k)
646                 | _ => raise Fail ("Type mismatch to NORMALIZE expression")
647              (* end case *))
648             end)
649    
650           | P.LENGTH e =>
651             trExpr(e, env, state, fn evar =>
652             let
653              val IR.V{varType, ...} = evar
654             in
655              (case varType
656                of IR.T_VEC => letPRIM("lenVar", IR.T_VEC, IR.LEN, [evar], k)
657                 | _ => raise Fail ("Type mismatch to LENGTH expression")
658              (* end case *))
659             end)
660    
661           (* !SPEED! We're assuming that there is an intersection here... *)
662           | P.INTERSECT {p1, p2, d} =>
663             trExpr(p1, env, state, fn p1var =>
664             trExpr(p2, env, state, fn p2var =>
665             let
666              val IR.V{varType=vt1, ...} = p1var
667              val IR.V{varType=vt2, ...} = p2var
668             in
669              (case (vt1, vt2)
670                of (IR.T_VEC, IR.T_VEC) => mkIntPt(env, p1var, p2var, d, k)
671                 | _ => raise Fail("Type mismatch to INTERSECT expression")
672              (* end case *))
673             end))
674    
675           | P.NORMALTO (e, d) =>
676             trExpr(e, env, state, fn evar =>
677             let
678              val IR.V{varType, ...} = evar
679              fun cont s = k s
680             in
681              (case varType
682                of IR.T_VEC => normAtPoint("normVar", d, env, evar, state, fn var => fn state' => k var)
683                 | _ => raise Fail("Type mismatch to NORMALTO expression")
684              (* end case *))
685             end)
686    
687              (* end case expr *))
688    
689              (* generate code to produce a random particle state from a domain *)
690        fun newParticle (sv_gens, env, state, k : particle_state -> IR.stmt) = let
691    
692            val PS{ttl, ...} = state        fun createVar(P.GEN{var, ...}) = let
693            val P.EMIT{maxNum, posDomain, velDomain, colDomain, ...} = emit          val P.PSV.SV{name, ty, ...} = var
694            val blk = newBlock (env, k)         in
695            IR.newLocal("ps_" ^ name, IR.psvTyToIRTy ty, (IR.RAND, []))
696           end
697    
698          val newState = List.map createVar sv_gens
699    
700          fun genVar((sv_gen, var), cont) = let
701            val P.GEN{exp, ...} = sv_gen
702            val IR.V{varType, ...} = var
703           in
704            (* This is kind of a hack, but it'll get optimized out. *)
705            trExpr(exp, env, state, fn newVal => IR.mkPRIM(var, IR.COPY, [newVal], cont))
706           end (* genVar *)
707    
708         in
709          List.foldr (fn (x, y) => genVar(x, y)) (k newState) (ListPair.zipEq (sv_gens, newState))
710         end (* new particle *)
711    
712        fun trEmitter(emit, env, state, k : particle_state -> IR.stmt) = let
713          val P.EMIT{freq, sv_gens} = emit
714          val blk = newBlock (env, state, k)
715          val ttl = findIRVarByName(state, "ttl")
716           in           in
717            letPRIM("isDead", IR.T_BOOL, IR.GT, [IR.newConst("small", IR.C_FLOAT 0.1), ttl], fn isDead =>            letPRIM("isDead", IR.T_BOOL, IR.GT, [IR.newConst("small", IR.C_FLOAT 0.1), ttl], fn isDead =>
718        IR.mkIF(isDead,        IR.mkIF(isDead,
719         (* then *)         (* then *)
720         letPRIM("t1", IR.T_FLOAT, IR.ITOF, [psvToIRVar (env, maxNum)], fn t1 =>         trExpr(freq, env, state, fn t1 =>
721         letPRIM("t2", IR.T_FLOAT, IR.ITOF, [psvToIRVar (env, PSV.numDead)], fn t2 =>         letPRIM("t2", IR.T_FLOAT, IR.ITOF, [psvToIRVar (env, PSV.numDead)], fn t2 =>
722         letPRIM("prob", IR.T_FLOAT, IR.DIV, [t1, t2], fn prob =>         letPRIM("prob", IR.T_FLOAT, IR.DIV, [t1, t2], fn prob =>
723         letPRIM("r", IR.T_FLOAT, IR.RAND, [], fn r =>         letPRIM("r", IR.T_FLOAT, IR.RAND, [], fn r =>
724         letPRIM("t3", IR.T_BOOL, IR.GT, [prob, r], fn t3 =>         letPRIM("t3", IR.T_BOOL, IR.GT, [prob, r], fn t3 =>
725         IR.mkIF(t3,         IR.mkIF(t3,
726          (* then *)          (* then *)
727          newParticle (posDomain, velDomain, colDomain, env,          newParticle (sv_gens, env, state, fn state' => retState state'),
          fn state' => retState state'),  
728          (* else *)          (* else *)
729          IR.DISCARD)))))),          IR.DISCARD)))))),
730         (* else *)         (* else *)
# Line 432  Line 743 
743           end           end
744    
745      fun trAct (action, env, state, k : particle_state -> IR.stmt) = let      fun trAct (action, env, state, k : particle_state -> IR.stmt) = let
746            val PS{pos, vel, size, ttl, color, pos2, dummy} = state            val PS{pos, vel, size, ttl, color, user} = state
747            in            in
748              case action              case action
749               of P.BOUNCE{friction, resilience, cutoff, d} => let               of P.BOUNCE{friction, resilience, cutoff, d} => let
750                    val blk = newBlock (env, k)                    val blk = newBlock (env, user, k)
751                    val negOne = IR.newConst("negOne", IR.C_FLOAT ~1.0)                    val negOne = IR.newConst("negOne", IR.C_FLOAT ~1.0)
752                    in                    in
753                      letPRIM("vs", IR.T_VEC, IR.SCALE, [psvToIRVar(env, PSV.timeStep), vel], fn velScale =>                      letPRIM("vs", IR.T_VEC, IR.SCALE, [psvToIRVar(env, PSV.timeStep), vel], fn velScale =>
754                      letPRIM("np", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [pos, velScale], fn nextPos =>                      letPRIM("np", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [pos, velScale], fn nextPos =>
755                      mkWithinVar("wnp", env, pos, d, fn withinNextPos =>                      mkWithinVar("wcp", env, pos, d, fn withinCurPos =>
756                      IR.mkIF(withinNextPos,                      mkWithinVar("wnp", env, nextPos, d, fn withinNextPos =>
757                        letPRIM("nwcp", IR.T_BOOL, IR.NOT, [withinCurPos], fn notWithinCurPos =>
758                        letPRIM("sb", IR.T_BOOL, IR.AND, [notWithinCurPos, withinNextPos], fn shouldBounce =>
759                        IR.mkIF(shouldBounce,
760                        (*then*)                        (*then*)
761                          normAtPoint("n", d, env, state, fn normAtD => fn state' => let                          normAtPoint("n", d, env, state, fn normAtD => fn state' => let
762                 val PS{pos=nextPos, vel=nextVel, size=nextSize, ttl=nextIsDead, color=nextColor, pos2=nextPos2, dummy=nextDummy} = state'                 val PS{pos=nextPos, vel=nextVel, size=nextSize, ttl=nextIsDead, color=nextColor, user=nextUser} = state'
763                            in                            in
764                             letPRIM("negVel", IR.T_VEC, IR.SCALE, [negOne, nextVel], fn negVel =>                             letPRIM("negVel", IR.T_VEC, IR.SCALE, [negOne, nextVel], fn negVel =>
765                             letPRIM("dnv", IR.T_FLOAT, IR.DOT, [negVel, normAtD], fn dotNegVel =>                             letPRIM("dnv", IR.T_FLOAT, IR.DOT, [negVel, normAtD], fn dotNegVel =>
# Line 464  Line 778 
778                               letPRIM("f", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [negOne, frictInv], fn modFrict =>                               letPRIM("f", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [negOne, frictInv], fn modFrict =>
779                               letPRIM("fTang", IR.T_VEC, IR.SCALE, [modFrict, tang], fn frictTang =>                               letPRIM("fTang", IR.T_VEC, IR.SCALE, [modFrict, tang], fn frictTang =>
780                               letPRIM("newVel", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [frictTang, resNorm], fn newVel =>                               letPRIM("newVel", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [frictTang, resNorm], fn newVel =>
781                                goto(PS{pos=nextPos, vel=newVel, size=nextSize, ttl=nextIsDead, color=nextColor, pos2=nextPos2, dummy=nextDummy}, blk)                                goto(PS{pos=nextPos, vel=newVel, size=nextSize, ttl=nextIsDead, color=nextColor, user=nextUser}, blk)
782                              )))),                              )))),
783                               (*else*)                               (*else*)
784                               letPRIM("fTang", IR.T_VEC, IR.SCALE, [negOne, tang], fn frictTang =>                               letPRIM("fTang", IR.T_VEC, IR.SCALE, [negOne, tang], fn frictTang =>
785                               letPRIM("ps_vel", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [frictTang, resNorm], fn newVel =>                               letPRIM("ps_vel", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [frictTang, resNorm], fn newVel =>
786                                goto(PS{pos=nextPos, vel=newVel, size=nextSize, ttl=nextIsDead, color=nextColor, pos2=nextPos2, dummy=nextDummy}, blk)                                goto(PS{pos=nextPos, vel=newVel, size=nextSize, ttl=nextIsDead, color=nextColor, user=nextUser}, blk)
787                               ))                               ))
788                           )))))))))                           )))))))))
789                           end                           end
790                        ),                        ),
791                        (*else*)                        (*else*)
792                        goto(state, blk)))))                        goto(state, blk))))))))
793                    end                    end
794    
795                | P.ACCEL dir =>                | P.ACCEL dir =>
796                      letPRIM("scaledVec", IR.T_VEC, IR.SCALE, [psvToIRVar(env, PSV.timeStep), psvToIRVar(env, dir)], fn theScale =>                      letPRIM("scaledVec", IR.T_VEC, IR.SCALE, [psvToIRVar(env, PSV.timeStep), psvToIRVar(env, dir)], fn theScale =>
797                      letPRIM("ps_vel", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [theScale, vel], fn newVel =>                      letPRIM("ps_vel", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [theScale, vel], fn newVel =>
798                        k(PS{pos = pos, vel = newVel, size = size, ttl = ttl, color = color, pos2=pos2, dummy=dummy})))                        k(PS{pos = pos, vel = newVel, size = size, ttl = ttl, color = color, user = user})))
799    
800                | P.MOVE =>                | P.MOVE =>
801                  letPRIM("scaledVec", IR.T_VEC, IR.SCALE, [psvToIRVar(env, PSV.timeStep), vel], fn theScale =>                  letPRIM("scaledVec", IR.T_VEC, IR.SCALE, [psvToIRVar(env, PSV.timeStep), vel], fn theScale =>
802                      letPRIM("ps_pos", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [theScale, pos], fn newPos =>                      letPRIM("ps_pos", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [theScale, pos], fn newPos =>
803                        k(PS{pos = newPos, vel = vel, size = size, ttl = ttl, color = color, pos2=pos2, dummy=dummy})))                        k(PS{pos = newPos, vel = vel, size = size, ttl = ttl, color = color, user = user})))
804                (*  
805                | P.SINK({d, kill_inside}) =>                | P.ORBITPOINT {center, mag, maxRad} => let
806                      mkWithinVar("isWithin", env, state, d, fn withinVal =>                    val blk = newBlock (env, user, k)
807                      mkXOR ("shouldNotKill", withinVal, psvToIRVar(env, kill_inside),                   in
808                        fn shouldNotKill =>                    letPRIM("toCenter", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [psvToIRVar(env, center), pos], fn toCenter =>
809                      letPRIM("shouldKill", IR.T_BOOL, IR.NOT, [shouldNotKill], fn shouldKill =>                    letPRIM("dist", IR.T_FLOAT, IR.LEN, [toCenter], fn dist =>
810                      letPRIM("isReallyDead", IR.T_BOOL, IR.OR, [shouldKill, ttl], fn isReallyDead =>                    letPRIM("radInDist", IR.T_BOOL, IR.GT, [dist, psvToIRVar(env, maxRad)], fn radInDist =>
811                      k(PS{pos = pos, vel = vel, size = size, ttl = isReallyDead, color = color})                    IR.mkIF(radInDist,
812                          ))))                      (* then *)
813                *)                      goto(state, blk),
814                        (* else *)
815                    letPRIM("magRatio", IR.T_FLOAT, IR.DIV, [dist, psvToIRVar(env, maxRad)], fn magRatio =>
816                    letPRIM("oneMinMR", IR.T_FLOAT, IR.SUB, [IR.newConst("one", IR.C_FLOAT 1.0), magRatio], fn oneMinMR =>
817                    letPRIM("gravityMag", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [oneMinMR, psvToIRVar(env, mag)], fn gravityMag =>
818                    letPRIM("totalMag", IR.T_FLOAT, IR.MULT, [gravityMag, psvToIRVar(env, PSV.timeStep)], fn totMag =>
819                    letPRIM("acc", IR.T_VEC, IR.SCALE, [totMag, toCenter], fn acc =>
820                    letPRIM("ps_vel", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [vel, acc], fn newVel =>
821                    goto(PS{pos = pos, vel = newVel, size = size, ttl = ttl, color = color, user=user}, blk)
822                      ))))))))))
823                     end
824    
825    
826                | P.ORBITLINESEG {endp1, endp2, maxRad, mag} => let                | P.ORBITLINESEG {endp1, endp2, maxRad, mag} => let
827                    val blk = newBlock (env, k)                    val blk = newBlock (env, user, k)
828                  in                  in
829                  letPRIM("subVec", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [psvToIRVar(env, endp2), psvToIRVar(env, endp1)], fn subVec =>                  letPRIM("subVec", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [psvToIRVar(env, endp2), psvToIRVar(env, endp1)], fn subVec =>
830                  letPRIM("vecToEndP", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [pos, psvToIRVar(env, endp1)], fn vecToEndP =>                  letPRIM("vecToEndP", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [pos, psvToIRVar(env, endp1)], fn vecToEndP =>
# Line 522  Line 847 
847                    letPRIM("accVec", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [closestP, pos], fn accVec =>                    letPRIM("accVec", IR.T_VEC, IR.SUB_VEC, [closestP, pos], fn accVec =>
848                    letPRIM("acc", IR.T_VEC, IR.SCALE, [totMag, accVec], fn acc =>                    letPRIM("acc", IR.T_VEC, IR.SCALE, [totMag, accVec], fn acc =>
849                    letPRIM("ps_vel", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [vel, acc], fn newVel =>                    letPRIM("ps_vel", IR.T_VEC, IR.ADD_VEC, [vel, acc], fn newVel =>
850                    goto(PS{pos = pos, vel = newVel, size = size, ttl = ttl, color = color, pos2=pos2, dummy=dummy}, blk)                    goto(PS{pos = pos, vel = newVel, size = size, ttl = ttl, color = color, user=user}, blk)
851                    )))))))                    )))))))
852                  )))))))))))                  )))))))))))
853                  end                  end
# Line 535  Line 860 
860            end            end
861    
862      fun compile (P.PG{      fun compile (P.PG{
863         emit as P.EMIT{maxNum, vars=emitVars, ...},         emit as P.EMIT{freq, sv_gens}, act, render,
864         act as P.PSAE{action=root_act, vars=actionVars},         vars, state_vars, render_vars
        render  
865      }) = let      }) = let
866            val blks = ref[]            val blks = ref[]
867            val env = let            val env = let
868                (* add special globals to free vars *)                (* add special globals to free vars *)
869                  val vars = PSV.Set.union(emitVars, PSV.Set.addList(actionVars, [maxNum, PSV.numDead, PSV.timeStep, epsilon]))          val pgm_vars = PSV.Set.union(PSV.Set.singleton epsilon, vars)
870                  fun ins (x as PSV.V{name, ty, binding, id, ...}, map) = let          fun insv (x as PSV.V{name, ty, binding, id, ...}, map) = let
871                        val x' = (case (ty, !binding)                        val x' = (case (ty, !binding)
872                               of (PSV.T_BOOL,  PSV.UNDEF) => IR.newGlobal(x, IR.T_BOOL)                               of (PSV.T_BOOL,  PSV.UNDEF) => IR.newGlobal(x, IR.T_BOOL)
873                                | (PSV.T_BOOL,  PSV.BOOL boolVal) => IR.newConst(name, IR.C_BOOL(boolVal))                                | (PSV.T_BOOL,  PSV.BOOL boolVal) => IR.newConst(name, IR.C_BOOL(boolVal))
# Line 557  Line 881 
881                              (* end case *))                              (* end case *))
882                        in                        in
883                          PSV.Map.insert (map, x, x')                          PSV.Map.insert (map, x, x')
884                        end                     end (* ins *)
885    
886                     fun convertToIR PSV.SV{name, ty, id, ...} = IR.newParam("ps_" ^ name, IR.psvTyToIRTy ty)
887                  in                  in
888                    TE(blks, PSV.Set.foldl ins PSV.Map.empty vars)                    TE(
889                  end                     blks,
890                       PSV.Set.foldl insv PSV.Map.empty pgm_vars
891                      )
892                    end (* env *)
893    
894        fun evalActs f [] state = f [] state        fun evalActs f [] state = f [] state
895              | evalActs f (psa :: psal) state = (case psa              | evalActs f (psa :: psal) state = (case psa
# Line 570  Line 899 
899                    | act :: rest => trAct(act, env, state, evalActs f (P.SEQ(rest) :: psal))                    | act :: rest => trAct(act, env, state, evalActs f (P.SEQ(rest) :: psal))
900                  (* end case *))                  (* end case *))
901                 | P.PRED(pred as P.PR{thenstmt=t, elsestmt=e, ...}) => let                 | P.PRED(pred as P.PR{thenstmt=t, elsestmt=e, ...}) => let
902                     val cblk = newBlock(env, evalActs f psal)                  val cblk = newBlock(env, userVarsFromState(state), evalActs f psal)
903                     fun trPredActs [] state' = goto(state', cblk)                     fun trPredActs [] state' = goto(state', cblk)
904                       | trPredActs _ _ = raise Fail "Should never reach here."                       | trPredActs _ _ = raise Fail "Should never reach here."
905                    in                    in
# Line 579  Line 908 
908                (* end case *))                (* end case *))
909    
910            (* At the highest level, we want to return when we reach the end of the action list *)            (* At the highest level, we want to return when we reach the end of the action list *)
911            fun trActs [] state = let            fun trActs [] state = retState state
                 val PS{pos, vel, size, ttl, color, pos2, dummy} = state  
                 in  
                   IR.mkRETURN (  
                     [ pos, vel, size, ttl, color, pos2, dummy ],  
                     [IR.POS, IR.VEL, IR.SZ, IR.TTL, IR.COLOR, IR.POS2, IR.DUMMY]  
                   )  
                 end (* trActs *)  
912              | trActs _ _ = raise Fail "Should never reach here"              | trActs _ _ = raise Fail "Should never reach here"
913    
914            (* The entry block is the first block of the program, or in other words, the emitter. *)            (* The entry block is the first block of the program, or in other words, the emitter. *)
915            val entryBlock = newBlock (            val entryBlock = newBlock (
916              env,              env,
917                List.map convertToIR state_vars,
918              fn pstate => trEmitter(              fn pstate => trEmitter(
919                emit,                emit,
920                env,                env,
# Line 611  Line 934 
934    
935            val outPgm = PSysIR.PGM {            val outPgm = PSysIR.PGM {
936              globals = PSV.Map.filter isGlobal (extractVarMap env),              globals = PSV.Map.filter isGlobal (extractVarMap env),
937                persistents = [],
938                uveOptimized = false,
939          emitter = entryBlock,          emitter = entryBlock,
940              physics = List.nth(!blks, 1),              physics = List.nth(!blks, 1),
941              render = render              render = render
# Line 620  Line 945 
945    
946            in            in
947              (* IR.outputPgm(TextIO.stdErr, outPgm); *)              (* IR.outputPgm(TextIO.stdErr, outPgm); *)
948              if Checker.checkIR(optimized) then  
949               printErr "Compilation succeeded." (* Note: it only succeeds if we can optimize, too *)              (* Note: it only succeeds if we can optimize, too *)
950              else          if Checker.checkIR(optimized) then printErr "Compilation succeeded." else ();
951               ();  
952              optimized              optimized
953            end (* compile *)            end (* compile *)
954    

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