ginac/excompiler.cpp

   1 /** @file excompiler.cpp
   2  *
   3  *  Class to facilitate the conversion of a ex to a function pointer suited for
   4  *  fast numerical integration. */
   5
   6 /*
   7  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2005 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
   8  *
   9  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12  *  (at your option) any later version.
  13  *
  14  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  *  GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  21  *  Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  22  */
  23
  24 #include "excompiler.h"
  25
  26 #include <dlfcn.h>
  27 #include <stdexcept>
  28 #include <fstream>
  29 #include <sstream>
  30 #include <string>
  31 #include <vector>
  32
  33 #include "ex.h"
  34 #include "lst.h"
  35 #include "operators.h"
  36 #include "relational.h"
  37 #include "symbol.h"
  38
  39 namespace GiNaC {
  40
  41 #ifdef HAVE_LIBDL
  42
  43 class excompiler
  44 {
  45         struct filedesc
  46         {
  47                 void* module;
  48                 std::string name;
  49         };
  50 public:
  51         excompiler() {};
  52         ~excompiler()
  53         {
  54                 for (std::vector<filedesc>::const_iterator it = filelist.begin(); it != filelist.end(); ++it) {
  55                         dlclose(it->module);
  56                         std::string strremove = "rm " + it->name;
  57                         system(strremove.c_str());
  58                 }
  59         }
  60         void add(void* module, std::string name)
  61         {
  62                 filedesc fd;
  63                 fd.module = module;
  64                 fd.name = name;
  65                 filelist.push_back(fd);
  66         }
  67         std::vector<filedesc> filelist;
  68 };
  69
  70 excompiler _exc;
  71
  72 FP_dim1 compile(const ex& expr, const symbol& sym)
  73 {
  74         symbol argx("argx");
  75         ex expr_with_x = expr.subs(lst(sym==argx));
  76
  77         char filename[] = "/tmp/GiNaCXXXXXX";
  78
  79         int fno = mkstemp(filename);
  80
  81         std::ofstream ofs(filename);
  82
  83         ofs << "#include <stddef.h> " << std::endl;
  84         ofs << "#include <stdlib.h> " << std::endl;
  85         ofs << "#include <math.h> " << std::endl;
  86         ofs << std::endl;
  87         ofs << "double compiled_ex(double argx)" << std::endl;
  88         ofs << "{" << std::endl;
  89         ofs << "double res = ";
  90         expr_with_x.print(GiNaC::print_csrc_double(ofs));
  91         ofs << ";" << std::endl;
  92         ofs << "return(res); " << std::endl;
  93         ofs << "}" << std::endl;
  94
  95         ofs.close();
  96
  97         std::string strcompile = "ginac-excompiler " + std::string(filename);
  98         system(strcompile.c_str());
  99
 100         std::string strremove = "rm " + std::string(filename) + " " + std::string(filename) + ".o";
 101         system(strremove.c_str());
 102
 103         std::string strsofile = std::string(filename) + ".so";
 104         void* module = NULL;
 105         module = dlopen(strsofile.c_str(), RTLD_NOW);
 106         if (module == NULL)     {
 107                 throw std::runtime_error("excompiler: could not open compiled module!");
 108         }
 109
 110         _exc.add(module, strsofile);
 111
 112         return (FP_dim1) dlsym(module, "compiled_ex");
 113 }
 114
 115 FP_cuba compile(const lst& exprs, const lst& syms)
 116 {
 117         lst replacements;
 118         for (int count=0; count<syms.nops(); ++count) {
 119                 std::ostringstream s;
 120                 s << "a[" << count << "]";
 121                 replacements.append(syms.op(count) == symbol(s.str()));
 122         }
 123
 124         std::vector<ex> expr_with_cname;
 125         for (int count=0; count<exprs.nops(); ++count) {
 126                 expr_with_cname.push_back(exprs.op(count).subs(replacements));
 127         }
 128
 129         char filename[] = "/tmp/GiNaCXXXXXX";
 130
 131         int fno = mkstemp(filename);
 132
 133         std::ofstream ofs(filename);
 134
 135         ofs << "#include <stddef.h> " << std::endl;
 136         ofs << "#include <stdlib.h> " << std::endl;
 137         ofs << "#include <math.h> " << std::endl;
 138         ofs << std::endl;
 139         ofs << "void compiled_ex(const int* an, const double a[], const int* fn, double f[])" << std::endl;
 140         ofs << "{" << std::endl;
 141         for (int count=0; count<exprs.nops(); ++count) {
 142                 ofs << "f[" << count << "] = ";
 143                 expr_with_cname[count].print(GiNaC::print_csrc_double(ofs));
 144                 ofs << ";" << std::endl;
 145         }
 146         ofs << "}" << std::endl;
 147
 148         ofs.close();
 149
 150         std::string strcompile = "ginac-excompiler " + std::string(filename);
 151         system(strcompile.c_str());
 152
 153         std::string strremove = "rm " + std::string(filename) + " " + std::string(filename) + ".o";
 154         system(strremove.c_str());
 155
 156         std::string strsofile = std::string(filename) + ".so";
 157         void* module = NULL;
 158         module = dlopen(strsofile.c_str(), RTLD_NOW);
 159         if (module == NULL)     {
 160                 throw std::runtime_error("excompiler: could not open compiled module!");
 161         }
 162
 163         _exc.add(module, strsofile);
 164
 165         return (FP_cuba) dlsym(module, "compiled_ex");
 166 }
 167
 168 #endif
 169
 170 } // namespace GiNaC