Home My Page Projects Code Snippets Project Openings diderot
 Summary Activity Tracker Tasks SCM

# SCM Repository

[diderot] Diff of /trunk/src/compiler/simplify/eval.sml
 [diderot] / trunk / src / compiler / simplify / eval.sml

# Diff of /trunk/src/compiler/simplify/eval.sml

revision 231, Thu Aug 5 16:11:37 2010 UTC revision 1116, Thu May 5 04:49:02 2011 UTC
# Line 1  Line 1
1  (* eval.sml  (* eval.sml
2   *   *
3   * COPYRIGHT (c) 2010 The Diderot Project (http://diderot.cs.uchicago.edu)   * COPYRIGHT (c) 2010 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
5   *   *
6   * Evaluation of "static" expressions.   * Evaluation of "static" expressions.
7   *)   *)
8
9  datatype Eval =  structure Eval : sig
struct
10
11        datatype value
12          = BV of bool
13          | SV of string
14          | IV of IntInf.int
15          | RV of real
16          | TV of value list        (* tensors: values will either be RV or TV *)
17          | ImgV of ImageInfo.info * Var.var
18
19        val evalStatics : Var.Set.set * Simple.block -> value Var.Map.map
20
21      end = struct
22
23        structure Ty = Types
24        structure BV = BasisVars
25      structure S = Simple      structure S = Simple
26      structure VMap = Var.Map      structure VMap = Var.Map
27        structure VSet = Var.Set
28      structure VTbl = Var.Tbl      structure VTbl = Var.Tbl
29
30      datatype value      datatype value
31        = BV of bool        = BV of bool
32          | SV of string
33        | IV of IntInf.int        | IV of IntInf.int
34        | TV of (int list * real list)    (* tensors *)  (* FIXME: we probably should use FloatLit.float values instead of reals! *)
35        | FV of FieldDef.field_def        | RV of real
36        | IV of ImageInfo.info        | TV of value list        (* tensors: values will either be RV or TV *)
37        | KV of Kernel.kernel        | ImgV of ImageInfo.info * Var.var
38
39      fun RV r = TV([], [r])      fun toString (BV b) = Bool.toString b
40          | toString (IV i) = IntInf.toString i
41      fun toString (BV b) =        | toString (SV s) = concat["\"", String.toString s, "\""]
42        | toString (IV i) =        | toString (RV r) = Real.toString r
43        | toString (TV(s, v)) =        | toString (TV _) = "tensor"
44        | toString (FV fld) =  (* FIXME: should include x in output *)
45        | toString (IV info) =        | toString (ImgV(info, x)) = ImageInfo.toString info
| toString (KV h) =
46
47      val tbl : (value list -> value) VTbl.hash_table = let      val tbl : (value list -> value) VTbl.hash_table = let
48            val tbl = VTbl.mkTable (128, Fail "Eval table")            val tbl = VTbl.mkTable (128, Fail "Eval table")
49            fun intBinOp rator [IV a, IV b] = IV(rator(a, b))            fun intBinOp rator [IV a, IV b] = IV(rator(a, b))
50            fun tensorBinOp rator [TV(s1, v1), TV(s2, v2)] =            fun tensorBinOp rator [v1, v2] = let
51                  TV(s1, ListPair.mapEq rator (v1, v2))                  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            fun intCmp rator [IV a, IV b] = BV(rator(a, b))            fun intCmp rator [IV a, IV b] = BV(rator(a, b))
59            fun realCmp rator [TV([], [a]), TV([], [b])] = BV(rator(a, b))            fun realCmp rator [RV a, RV b] = BV(rator(a, b))
60            fun kernel h [] = KV h            fun boolCmp rator [BV a, BV b] = BV(rator(a, b))
61              fun stringCmp rator [SV a, SV b] = BV(rator(a, b))
62            in            in
63              List.app (VTbl.insert tbl) [              List.app (VTbl.insert tbl) [
64                  (BV.add_ii,             intBinOp (op +)),                  (BV.add_ii,             intBinOp (op +)),
# Line 45  Line 66
66                  (BV.sub_ii,             intBinOp (op -)),                  (BV.sub_ii,             intBinOp (op -)),
67                  (BV.sub_tt,             tensorBinOp (op -)),                  (BV.sub_tt,             tensorBinOp (op -)),
68                  (BV.mul_ii,             intBinOp (op *)),                  (BV.mul_ii,             intBinOp (op *)),
69                  (BV.mul_rr,             simpleOp(Op.Mul(Op.TensorTy[]))),                  (BV.mul_rr,             realBinOp (op * )),
70    (*
71                  (BV.mul_rt,             tensorOp Op.Scale),                  (BV.mul_rt,             tensorOp Op.Scale),
72                  (BV.mul_tr,             fn (y, sv, [t, r]) => tensorOp Op.Scale (y, sv, [r, t])),                  (BV.mul_tr,             fn (y, sv, [t, r]) => tensorOp Op.Scale (y, sv, [r, t])),
73    *)
74                  (BV.div_ii,             intBinOp IntInf.quot),                  (BV.div_ii,             intBinOp IntInf.quot),
75                  (BV.div_rr,             simpleOp(Op.Div(Op.TensorTy[]))),                  (BV.div_rr,             realBinOp (op /)),
76    (*
77                  (BV.div_tr,             tensorOp Op.InvScale),                  (BV.div_tr,             tensorOp Op.InvScale),
78    *)
79                  (BV.lt_ii,              intCmp (op <)),                  (BV.lt_ii,              intCmp (op <)),
80                  (BV.lt_rr,              realCmp (op <)),                  (BV.lt_rr,              realCmp (op <)),
81                  (BV.lte_ii,             intCmp (op <=)),                  (BV.lte_ii,             intCmp (op <=)),
# Line 59  Line 84
84                  (BV.gte_rr,             realCmp (op >=)),                  (BV.gte_rr,             realCmp (op >=)),
85                  (BV.gt_ii,              intCmp (op >)),                  (BV.gt_ii,              intCmp (op >)),
86                  (BV.gt_rr,              realCmp (op >)),                  (BV.gt_rr,              realCmp (op >)),
87                  (BV.equ_bb,             simpleOp(Op.EQ Op.BoolTy)),                  (BV.equ_bb,             boolCmp (op =)),
88                  (BV.equ_ii,             intCmp (op =)),                  (BV.equ_ii,             intCmp (op =)),
89                  (BV.equ_ss,             simpleOp(Op.EQ Op.StringTy)),                  (BV.equ_ss,             stringCmp (op =)),
90                  (BV.equ_rr,             realCmp Real.==),                  (BV.equ_rr,             realCmp Real.==),
91                  (BV.neq_bb,             simpleOp(Op.NEQ Op.BoolTy)),                  (BV.neq_bb,             boolCmp (op <>)),
92                  (BV.neq_ii,             intCmp (op <>)),                  (BV.neq_ii,             intCmp (op <>)),
93                  (BV.neq_ss,             simpleOp(Op.NEQ Op.StringTy)),                  (BV.neq_ss,             stringCmp (op <>)),
94                  (BV.neq_rr,             realCmp Real.!=),                  (BV.neq_rr,             realCmp Real.!=),
95                  (BV.neg_i,              simpleOp(Op.Neg Op.IntTy)),                  (BV.neg_i,              fn [IV i] => IV(~i)),
96    (*
97                  (BV.neg_t,              tensorOp Op.Neg),                  (BV.neg_t,              tensorOp Op.Neg),
98                  (BV.neg_f,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.NegField, xs)),                  (BV.neg_f,              fn [FV fld] => FV(FieldDef.neg fld)),
99                  (BV.op_at,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.Probe, xs)),                  (BV.op_at,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.Probe, xs)),
100                  (BV.op_D,               fn (y, _, xs) => assign(y, Op.DiffField, xs)),                  (BV.op_D,               fn [FV fld] => FV(FieldDef.diff fld)),
101                  (BV.op_norm,            tensorOp Op.Norm),                  (BV.op_norm,            tensorOp Op.Norm),
(BV.op_not,             simpleOp Op.Not),
(*
(BV.op_subscript,       fn (y, [SK, NK], xs) => ??), (*FIXME*)
102  *)  *)
103                    (BV.op_not,             fn [BV b] => BV(not b)),
104    (*
105                  (BV.fn_CL,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.CL, xs)),                  (BV.fn_CL,              fn (y, _, xs) => assign(y, Op.CL, xs)),
106                  (BV.fn_convolve,        fn (y, _, xs) => assign(y, Op.Convolve, xs)),                  (BV.op_convolve,        fn [Img info, KV h] => FV(FieldDef.CONV(0, info, h))),
107                  (BV.fn_cos,             simpleOp Op.Cos),                  (BV.fn_convolve,        fn [KV h, Img info] => FV(FieldDef.CONV(0, info, h))),
108    *)
109                    (BV.fn_cos,             realUnOp Math.cos),
110    (*
111                  (BV.fn_dot,             vectorOp Op.Dot),                  (BV.fn_dot,             vectorOp Op.Dot),
112                  (BV.fn_inside,          fn (y, _, xs) => assign(y, Op.Inside, xs)),                  (BV.fn_inside,          fn (y, _, xs) => assign(y, Op.Inside, xs)),
(*
(BV.fn_load,            fn (y, [NK, SK], xs) => ??), (*FIXME*)
113  *)  *)
114                  (BV.fn_max,             simpleOp Op.Min),                  (BV.fn_max,             realBinOp Real.min),
115                  (BV.fn_min,             simpleOp Op.Max),                  (BV.fn_min,             realBinOp Real.max),
116                  (BV.fn_modulate,        tensorBinOp (op *)),                  (BV.fn_modulate,        tensorBinOp (op *)),
117                  (BV.fn_pow,             simpleOp Op.Pow),                  (BV.fn_pow,             realBinOp Real.Math.pow),
118    (*
119                  (BV.fn_principleEvec,   vectorOp Op.PrincipleEvec),                  (BV.fn_principleEvec,   vectorOp Op.PrincipleEvec),
120                  (BV.fn_sin,             simpleOp Op.Sin),  *)
121                    (BV.fn_sin,             realUnOp Math.sin),
122    (*
123                  (BV.kn_bspln3,          kernel Kernel.bspln3),                  (BV.kn_bspln3,          kernel Kernel.bspln3),
124                  (BV.kn_bspln5,          kernel Kernel.bspln5),                  (BV.kn_bspln5,          kernel Kernel.bspln5),
125                  (BV.kn_ctmr,            kernel Kernel.ctmr),                  (BV.kn_ctmr,            kernel Kernel.ctmr),
126                  (BV.kn_tent,            kernel Kernel.tent),                  (BV.kn_tent,            kernel Kernel.tent),
127                  (BV.i2r,                fn [IV i] => RV(real i))(*,                  (BV.kn_c1tent,          kernel Kernel.c1tent),
128                  (BV.input,              fn (y, [TK], xs) => ??), (*FIXME*)                  (BV.kn_c2ctmr,          kernel Kernel.c2ctmr),
(BV.optInput,           fn (y, [TK], xs) => ??) (*FIXME*)
129  *)  *)
130                    (BV.i2r,                fn [IV i] => RV(real(IntInf.toInt i)))
131                ];                ];
132              tbl              tbl
133            end            end
134
135        fun loadImage ([Ty.DIM dim, Ty.SHAPE shp], SV filename) = let
136              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              in
140              (* 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                info
147              end
148
149      fun evalVar env x = (case VMap.find (env, x)      fun evalVar env x = (case VMap.find (env, x)
150             of SOME v => v             of SOME v => v
151              | NONE => raise Fail("undefined variable " ^ Var.uniqueNameOf x)              | NONE => raise Fail("undefined variable " ^ Var.uniqueNameOf x)
152            (* end case *))            (* end case *))
153
154      fun evalExp (env, e) = (case e      fun apply (env, f, mvs, xs) =
155             of S.E_Var x => evalVar env x            if List.all (fn x => VMap.inDomain(env, x)) xs
156              | S.E_Lit(Literal.Int i) => IV i              then (* try *)(
| S.E_Lit(Literal.Float f) => RV(FloatLit.toReal f)
| S.E_Lit(Literal.String s) => SV s
| S.E_Lit(Literal.Bool b) => BV b
| S.E_Tuple _ => raise Fail "E_Tuple"
| S.E_Apply(f, mvs, xs, _) => (
(* try *)(
157                  if Var.same(f, BV.fn_load)                  if Var.same(f, BV.fn_load)
158                    then loadImage(mvs, xs)                    then let
159                        val [imgName] = xs
160                        in
161                          SOME(ImgV(loadImage(mvs, evalVar env imgName), imgName))
162                        end
163                    else (case VTbl.find tbl f                    else (case VTbl.find tbl f
164                       of SOME evalFn => evalFn (List.map (fn e => evalExp(env, e)) xs)                       of SOME evalFn => SOME(evalFn (List.map (evalVar env) xs))
165                        | NONE => raise Fail("Eval.exvalExp: unknown function " ^ Var.nameOf f)                        | NONE => NONE
166                        (* end case *))
167                    ) 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                  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                | 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                | S.E_Input(ty, name, optDefault) => raise Fail "impossible"
203                | S.E_LoadImage info => SOME(ImgV info)
204              (* end case *))
205
206        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 *))                      (* end case *))
) handle ex => raise Fail (concat [
Var.uniqueNameOf f, "(", String.concatWith "," (List.map toString xs),
") fails with exception ", exnName ex
]))
| S.E_Cons xs =>
| S.E_Input(ty, name, optDefault) => let
val optDefault = Option.map (evalVar env) optDefault
212                  in                  in
213                    case ty              eval (args, [])
214              end
215
216        fun getInput (ty, name, optDefault) = (case ty
217                     of Ty.T_Bool =>                     of Ty.T_Bool =>
218                          Inputs.getInput(name, (Option.map BV) o Bool.fromString, optDefault)                          Inputs.getInput(name, (Option.map BV) o Bool.fromString, optDefault)
219                      | Ty.T_Int =>                      | Ty.T_Int =>
220                          Inputs.getInput(name, (Option.map IV) o IntInf.fromString, optDefault)                          Inputs.getInput(name, (Option.map IV) o IntInf.fromString, optDefault)
221                      | Ty.T_String => Inputs.getInput(name, fn s => SV(SOME s), optDefault)              | Ty.T_String => Inputs.getInput(name, fn s => SOME(SV s), optDefault)
222                      | Ty.T_Tensor(Ty.Shape[]) =>                      | Ty.T_Tensor(Ty.Shape[]) =>
223                          Inputs.getInput(name, (Option.map RV) o Real.fromString, optDefault)                          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"                      | Ty.T_Tensor shp => raise Fail "TODO: general tensor inputs"
242                      | _ => raise Fail(concat[                      | _ => raise Fail(concat[
243                            "input ", name, " has invalid type ", TypeUtil.toString ty                            "input ", name, " has invalid type ", TypeUtil.toString ty
244                          ])                          ])
245              (* end case *))
246
247        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                           of S.S_Var _ => raise Fail "unexpected variable decl"
252                            | S.S_Assign(x, S.E_Input(ty, name, optDefault)) =>
253                                if VSet.member(statics, x)
254                                  then let
255                                    val optDefault = Option.map (evalVar env) optDefault
256                                    val input = getInput (ty, name, optDefault)
257                                    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 *)                    (* end case *)
262                  end                  end
263              | S.E_Field fld => FV fld                                else env
264              | S.E_LoadImage info => IV info                          | S.S_Assign(x, e) => (case evalExp(env, e)
265                                 of SOME v =>
266    (Log.msg(concat["eval assignment: ", Var.uniqueNameOf x, " = ", toString v, "\n"]);
267                                    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 *))            (* end case *))
277                            | S.S_New _ => raise Fail "unexpected new strand"
278                            | S.S_Die => raise Fail "unexpected die"
279                            | S.S_Stabilize => raise Fail "unexpected stabilize"
280                          (* end case *))
281                    in
282                      (List.foldl evalStm env stms) handle Done env => env
283                    end
284              in
285                evalBlock (VMap.empty, blk)
286              end
287
288    end    end

Legend:
 Removed from v.231 changed lines Added in v.1116

 root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu ViewVC Help Powered by ViewVC 1.0.0