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 "config.h"
  34 #include "ex.h"
  35 #include "lst.h"
  36 #include "operators.h"
  37 #include "relational.h"
  38 #include "symbol.h"
  39
  40 namespace GiNaC {
  41
  42 #ifdef HAVE_LIBDL
  43
  44 class excompiler
  45 {
  46         struct filedesc
  47         {
  48                 void* module;
  49                 std::string name;
  50         };
  51 public:
  52         excompiler() {};
  53         ~excompiler()
  54         {
  55                 for (std::vector<filedesc>::const_iterator it = filelist.begin(); it != filelist.end(); ++it) {
  56                         dlclose(it->module);
  57                         std::string strremove = "rm " + it->name;
  58                         system(strremove.c_str());
  59                 }
  60         }
  61         void add(void* module, std::string name)
  62         {
  63                 filedesc fd;
  64                 fd.module = module;
  65                 fd.name = name;
  66                 filelist.push_back(fd);
  67         }
  68         std::vector<filedesc> filelist;
  69 };
  70
  71 excompiler _exc;
  72
  73 FP_dim1 compile(const ex& expr, const symbol& sym)
  74 {
  75         symbol argx("argx");
  76         ex expr_with_x = expr.subs(lst(sym==argx));
  77
  78         char filename[] = "/tmp/GiNaCXXXXXX";
  79
  80         int fno = mkstemp(filename);
  81
  82         std::ofstream ofs(filename);
  83
  84         ofs << "#include <stddef.h> " << std::endl;
  85         ofs << "#include <stdlib.h> " << std::endl;
  86         ofs << "#include <math.h> " << std::endl;
  87         ofs << std::endl;
  88         ofs << "double compiled_ex(double argx)" << std::endl;
  89         ofs << "{" << std::endl;
  90         ofs << "double res = ";
  91         expr_with_x.print(GiNaC::print_csrc_double(ofs));
  92         ofs << ";" << std::endl;
  93         ofs << "return(res); " << std::endl;
  94         ofs << "}" << std::endl;
  95
  96         ofs.close();
  97
  98         std::string strcompile = "ginac-excompiler " + std::string(filename);
  99         system(strcompile.c_str());
 100
 101         std::string strremove = "rm " + std::string(filename) + " " + std::string(filename) + ".o";
 102         system(strremove.c_str());
 103
 104         std::string strsofile = std::string(filename) + ".so";
 105         void* module = NULL;
 106         module = dlopen(strsofile.c_str(), RTLD_NOW);
 107         if (module == NULL)     {
 108                 throw std::runtime_error("excompiler: could not open compiled module!");
 109         }
 110
 111         _exc.add(module, strsofile);
 112
 113         return (FP_dim1) dlsym(module, "compiled_ex");
 114 }
 115
 116 FP_cuba compile(const lst& exprs, const lst& syms)
 117 {
 118         lst replacements;
 119         for (int count=0; count<syms.nops(); ++count) {
 120                 std::ostringstream s;
 121                 s << "a[" << count << "]";
 122                 replacements.append(syms.op(count) == symbol(s.str()));
 123         }
 124
 125         std::vector<ex> expr_with_cname;
 126         for (int count=0; count<exprs.nops(); ++count) {
 127                 expr_with_cname.push_back(exprs.op(count).subs(replacements));
 128         }
 129
 130         char filename[] = "/tmp/GiNaCXXXXXX";
 131
 132         int fno = mkstemp(filename);
 133
 134         std::ofstream ofs(filename);
 135
 136         ofs << "#include <stddef.h> " << std::endl;
 137         ofs << "#include <stdlib.h> " << std::endl;
 138         ofs << "#include <math.h> " << std::endl;
 139         ofs << std::endl;
 140         ofs << "void compiled_ex(const int* an, const double a[], const int* fn, double f[])" << std::endl;
 141         ofs << "{" << std::endl;
 142         for (int count=0; count<exprs.nops(); ++count) {
 143                 ofs << "f[" << count << "] = ";
 144                 expr_with_cname[count].print(GiNaC::print_csrc_double(ofs));
 145                 ofs << ";" << std::endl;
 146         }
 147         ofs << "}" << std::endl;
 148
 149         ofs.close();
 150
 151         std::string strcompile = "ginac-excompiler " + std::string(filename);
 152         system(strcompile.c_str());
 153
 154         std::string strremove = "rm " + std::string(filename) + " " + std::string(filename) + ".o";
 155         system(strremove.c_str());
 156
 157         std::string strsofile = std::string(filename) + ".so";
 158         void* module = NULL;
 159         module = dlopen(strsofile.c_str(), RTLD_NOW);
 160         if (module == NULL)     {
 161                 throw std::runtime_error("excompiler: could not open compiled module!");
 162         }
 163
 164         _exc.add(module, strsofile);
 165
 166         return (FP_cuba) dlsym(module, "compiled_ex");
 167 }
 168
 169 #elif
 170
 171 FP_dim1 compile(const ex& expr, const symbol& sym)
 172 {
 173         throw std::runtime_error("compile has been disabled because of missing libdl!");
 174         return NULL;
 175 }
 176
 177 FP_cuba compile(const lst& exprs, const lst& syms)
 178 {
 179         throw std::runtime_error("compile has been disabled because of missing libdl!");
 180         return NULL;
 181 }
 182
 183 #endif
 184
 185 } // namespace GiNaC