remove math.blas.syntax and merge parsing words into math.blas.vectors/matrices
[factor/jcg.git] / basis / math / blas / vectors / vectors.factor
blob3b7f89f730dd0c68bd86f56a43a436f57ce45ba9
1 USING: accessors alien alien.c-types arrays byte-arrays combinators
2 combinators.short-circuit fry kernel math math.blas.cblas
3 math.complex math.functions math.order sequences.complex
4 sequences.complex-components sequences sequences.private
5 functors words locals parser prettyprint.backend prettyprint.custom
6 specialized-arrays.float specialized-arrays.double
7 specialized-arrays.direct.float specialized-arrays.direct.double ;
8 IN: math.blas.vectors
10 TUPLE: blas-vector-base underlying length inc ;
12 INSTANCE: blas-vector-base virtual-sequence
14 GENERIC: element-type ( v -- type )
16 GENERIC: n*V+V! ( alpha x y -- y=alpha*x+y )
17 GENERIC: n*V!   ( alpha x -- x=alpha*x )
18 GENERIC: V. ( x y -- x.y )
19 GENERIC: V.conj ( x y -- xconj.y )
20 GENERIC: Vnorm ( x -- norm )
21 GENERIC: Vasum ( x -- sum )
22 GENERIC: Vswap ( x y -- x=y y=x )
23 GENERIC: Viamax ( x -- max-i )
25 <PRIVATE
27 GENERIC: (blas-vector-like) ( data length inc exemplar -- vector )
29 GENERIC: (blas-direct-array) ( blas-vector -- direct-array )
31 : shorter-length ( v1 v2 -- length )
32     [ length>> ] bi@ min ; inline
33 : data-and-inc ( v -- data inc )
34     [ underlying>> ] [ inc>> ] bi ; inline
35 : datas-and-incs ( v1 v2 -- v1-data v1-inc v2-data v2-inc )
36     [ data-and-inc ] bi@ ; inline
38 :: (prepare-copy)
39     ( v element-size -- length v-data v-inc v-dest-data v-dest-inc
40                         copy-data copy-length copy-inc )
41     v [ length>> ] [ data-and-inc ] bi
42     v length>> element-size * <byte-array>
43     1 
44     over v length>> 1 ;
46 : (prepare-swap)
47     ( v1 v2 -- length v1-data v1-inc v2-data v2-inc
48                v1 v2 )
49     [ shorter-length ] [ datas-and-incs ] [ ] 2tri ;
51 :: (prepare-axpy)
52     ( n v1 v2 -- length n v1-data v1-inc v2-data v2-inc
53                  v2 )
54     v1 v2 shorter-length
55     n
56     v1 v2 datas-and-incs
57     v2 ;
59 :: (prepare-scal)
60     ( n v -- length n v-data v-inc
61              v )
62     v length>>
63     n
64     v data-and-inc
65     v ;
67 : (prepare-dot) ( v1 v2 -- length v1-data v1-inc v2-data v2-inc )
68     [ shorter-length ] [ datas-and-incs ] 2bi ;
70 : (prepare-nrm2) ( v -- length data inc )
71     [ length>> ] [ data-and-inc ] bi ;
73 PRIVATE>
75 : n*V+V ( alpha x y -- alpha*x+y ) clone n*V+V! ; inline
76 : n*V ( alpha x -- alpha*x ) clone n*V! ; inline
78 : V+ ( x y -- x+y )
79     1.0 -rot n*V+V ; inline
80 : V- ( x y -- x-y )
81     -1.0 spin n*V+V ; inline
83 : Vneg ( x -- -x )
84     -1.0 swap n*V ; inline
86 : V*n ( x alpha -- x*alpha )
87     swap n*V ; inline
88 : V/n ( x alpha -- x/alpha )
89     recip swap n*V ; inline
91 : Vamax ( x -- max )
92     [ Viamax ] keep nth ; inline
94 :: Vsub ( v start length -- sub )
95     v inc>> start * v element-type heap-size *
96     v underlying>> <displaced-alien>
97     length v inc>> v (blas-vector-like) ;
99 : <zero-vector> ( exemplar -- zero )
100     [ element-type <c-object> ]
101     [ length>> 0 ]
102     [ (blas-vector-like) ] tri ;
104 : <empty-vector> ( length exemplar -- vector )
105     [ element-type <c-array> ]
106     [ 1 swap ] 2bi
107     (blas-vector-like) ;
109 M: blas-vector-base equal?
110     {
111         [ [ length ] bi@ = ]
112         [ [ = ] 2all? ]
113     } 2&& ;
115 M: blas-vector-base length
116     length>> ;
117 M: blas-vector-base virtual-seq
118     (blas-direct-array) ;
119 M: blas-vector-base virtual@
120     [ inc>> * ] [ nip (blas-direct-array) ] 2bi ;
122 : float>arg ( f -- f ) ; inline
123 : double>arg ( f -- f ) ; inline
124 : arg>float ( f -- f ) ; inline
125 : arg>double ( f -- f ) ; inline
129 FUNCTOR: (define-blas-vector) ( TYPE T -- )
131 <DIRECT-ARRAY> IS <direct-${TYPE}-array>
132 >ARRAY         IS >${TYPE}-array
133 XCOPY          IS cblas_${T}copy
134 XSWAP          IS cblas_${T}swap
135 IXAMAX         IS cblas_i${T}amax
137 VECTOR         DEFINES ${TYPE}-blas-vector
138 <VECTOR>       DEFINES <${TYPE}-blas-vector>
139 >VECTOR        DEFINES >${TYPE}-blas-vector
141 XVECTOR{       DEFINES ${T}vector{
143 WHERE
145 TUPLE: VECTOR < blas-vector-base ;
146 : <VECTOR> ( underlying length inc -- vector ) VECTOR boa ; inline
148 : >VECTOR ( seq -- v )
149     [ >ARRAY underlying>> ] [ length ] bi 1 <VECTOR> ;
151 M: VECTOR clone
152     TYPE heap-size (prepare-copy)
153     [ XCOPY ] 3dip <VECTOR> ;
155 M: VECTOR element-type
156     drop TYPE ;
157 M: VECTOR Vswap
158     (prepare-swap) [ XSWAP ] 2dip ;
159 M: VECTOR Viamax
160     (prepare-nrm2) IXAMAX ;
162 M: VECTOR (blas-vector-like)
163     drop <VECTOR> ;
165 M: VECTOR (blas-direct-array)
166     [ underlying>> ]
167     [ [ length>> ] [ inc>> ] bi * ] bi
168     <DIRECT-ARRAY> ;
170 : XVECTOR{ \ } [ >VECTOR ] parse-literal ; parsing
172 M: VECTOR pprint-delims
173     drop \ XVECTOR{ \ } ;
175 ;FUNCTOR
178 FUNCTOR: (define-real-blas-vector) ( TYPE T -- )
180 VECTOR         IS ${TYPE}-blas-vector
181 XDOT           IS cblas_${T}dot
182 XNRM2          IS cblas_${T}nrm2
183 XASUM          IS cblas_${T}asum
184 XAXPY          IS cblas_${T}axpy
185 XSCAL          IS cblas_${T}scal
187 WHERE
189 M: VECTOR V.
190     (prepare-dot) XDOT ;
191 M: VECTOR V.conj
192     (prepare-dot) XDOT ;
193 M: VECTOR Vnorm
194     (prepare-nrm2) XNRM2 ;
195 M: VECTOR Vasum
196     (prepare-nrm2) XASUM ;
197 M: VECTOR n*V+V!
198     (prepare-axpy) [ XAXPY ] dip ;
199 M: VECTOR n*V!
200     (prepare-scal) [ XSCAL ] dip ;
202 ;FUNCTOR
205 FUNCTOR: (define-complex-helpers) ( TYPE -- )
207 <DIRECT-COMPLEX-ARRAY> DEFINES <direct-${TYPE}-complex-array>
208 >COMPLEX-ARRAY         DEFINES >${TYPE}-complex-array
209 ARG>COMPLEX            DEFINES arg>${TYPE}-complex
210 COMPLEX>ARG            DEFINES ${TYPE}-complex>arg
211 <DIRECT-ARRAY>         IS      <direct-${TYPE}-array>
212 >ARRAY                 IS      >${TYPE}-array
214 WHERE
216 : <DIRECT-COMPLEX-ARRAY> ( alien len -- sequence )
217     1 shift <DIRECT-ARRAY> <complex-sequence> ;
218 : >COMPLEX-ARRAY ( sequence -- sequence )
219     <complex-components> >ARRAY ;
220 : COMPLEX>ARG ( complex -- alien )
221     >rect 2array >ARRAY underlying>> ;
222 : ARG>COMPLEX ( alien -- complex )
223     2 <DIRECT-ARRAY> first2 rect> ;
225 ;FUNCTOR
228 FUNCTOR: (define-complex-blas-vector) ( TYPE C S -- )
230 VECTOR         IS ${TYPE}-blas-vector
231 XDOTU_SUB      IS cblas_${C}dotu_sub
232 XDOTC_SUB      IS cblas_${C}dotc_sub
233 XXNRM2         IS cblas_${S}${C}nrm2
234 XXASUM         IS cblas_${S}${C}asum
235 XAXPY          IS cblas_${C}axpy
236 XSCAL          IS cblas_${C}scal
237 TYPE>ARG       IS ${TYPE}>arg
238 ARG>TYPE       IS arg>${TYPE}
240 WHERE
242 M: VECTOR V.
243     (prepare-dot) TYPE <c-object>
244     [ XDOTU_SUB ] keep
245     ARG>TYPE ;
246 M: VECTOR V.conj
247     (prepare-dot) TYPE <c-object>
248     [ XDOTC_SUB ] keep
249     ARG>TYPE ;
250 M: VECTOR Vnorm
251     (prepare-nrm2) XXNRM2 ;
252 M: VECTOR Vasum
253     (prepare-nrm2) XXASUM ;
254 M: VECTOR n*V+V!
255     [ TYPE>ARG ] 2dip
256     (prepare-axpy) [ XAXPY ] dip ;
257 M: VECTOR n*V!
258     [ TYPE>ARG ] dip
259     (prepare-scal) [ XSCAL ] dip ;
261 ;FUNCTOR
264 : define-real-blas-vector ( TYPE T -- )
265     [ (define-blas-vector) ]
266     [ (define-real-blas-vector) ] 2bi ;
267 :: define-complex-blas-vector ( TYPE C S -- )
268     TYPE (define-complex-helpers)
269     TYPE "-complex" append
270     [ C (define-blas-vector) ]
271     [ C S (define-complex-blas-vector) ] bi ;
273 "float"  "s" define-real-blas-vector
274 "double" "d" define-real-blas-vector
275 "float"  "c" "s" define-complex-blas-vector
276 "double" "z" "d" define-complex-blas-vector
280 M: blas-vector-base >pprint-sequence ;
281 M: blas-vector-base pprint* pprint-object ;