improvements to examples/
[coq-hetmet.git] / examples / GArrowTikZ.hs
index b090c85..1b15fab 100644 (file)
 -- You must have lp_solve installed in order for this to work.
 --
 
-module GArrowTikZ (tikz)
+module GArrowTikZ (tikz,Opaque(..),toTikZ,tikz_header,tikz_footer,skelify',skelify'')
 where
 import System.Process
 import Prelude hiding ( id, (.), lookup )
 import Control.Category
 import Control.Monad.State
-import GHC.HetMet.GArrow
+import Control.GArrow
 import Data.List hiding (lookup, insert)
 import Data.Map hiding (map, (!))
 import Data.Maybe (catMaybes)
@@ -27,6 +27,13 @@ import GArrowSkeleton
 import GArrowPortShape
 import GHC.HetMet.Private
 
+skelify' :: (forall g . (GArrowCopy g (,) (), GArrowDrop g (,) (), GArrowSwap g (,) (), GArrowLoop g (,) ()) => g x y) ->
+            GArrowSkeleton Opaque x y
+skelify' = \g -> g
+
+skelify'' :: GArrowSkeleton Opaque x y -> GArrowSkeleton Opaque x y
+skelify'' = \g -> g
+
 ------------------------------------------------------------------------------
 -- Tracks
 
@@ -70,6 +77,28 @@ lowermost (TU x)    = x
 lowermost (TT x y) = lowermost y
 
 
+class ToDiagram g where
+  toDiagram :: GArrowPortShape g () x y -> ConstraintM Diagram
+
+instance (Detect m, ToDiagram m) => ToDiagram (GArrowSkeleton m) where
+  toDiagram s = mkdiag s
+
+data Opaque x y where
+  MkOpaque :: String -> DetectM (GArrowPortShape Opaque UVar x y) -> Opaque x y
+
+instance Detect Opaque where
+  detect' (MkOpaque _ dm) = dm
+
+instance ToDiagram Opaque where
+  toDiagram (GASPortPassthrough  inp outp (MkOpaque s _)) =
+    do { (top,    x   ,bot) <- alloc inp
+       ; (_,      y   ,_)   <- alloc outp
+       --; constrainEq x y
+       ; simpleDiag''   s top x y bot [] "black" }
+  toDiagram q = mkdiag q
+
+--    do (top,    x   ,bot) <- alloc inp
+--       simpleDiag' s top x x bot        [(x,x)]  "gray!50"
 
 
 ------------------------------------------------------------------------------
@@ -171,11 +200,11 @@ alloc1 = do { (t,c) <- get
             ; return (T t)
             }
 
-mkdiag :: GArrowPortShape m () a b -> ConstraintM Diagram
-mkdiag (GASPortPassthrough  inp outp m) = error "not supported"
+mkdiag :: ToDiagram m => GArrowPortShape m () a b -> ConstraintM Diagram
+mkdiag (GASPortPassthrough  inp outp m) = toDiagram (GASPortPassthrough  inp outp m)
 mkdiag (GASPortShapeWrapper inp outp x) = mkdiag' x
  where
- mkdiag' :: GArrowSkeleton (GArrowPortShape m ()) a b -> ConstraintM Diagram
+ mkdiag' :: ToDiagram m => GArrowSkeleton (GArrowPortShape m ()) a b -> ConstraintM Diagram
  
  mkdiag' (GAS_comp f g) = do { f' <- mkdiag' f; g' <- mkdiag' g
                              ; constrainEq (getOut f') (getIn g') ; return $ DiagramComp f' g' }
@@ -188,30 +217,26 @@ mkdiag (GASPortShapeWrapper inp outp x) = mkdiag' x
                              ; let r tp x1 y1 x2 y2 = drawBox x1 y1 x2 y2 "gray!50" "cancell" ++
                                                       drawWires tp x1 y x2 y "black" ++
                                                       drawLine  x1 (tp!lowermost x)  ((x1+x2)/2) (tp!uppermost y) "gray!50" "dashed"
-                             ; return $ DiagramBox 2 top (TT x y) r y bot  }
+                             ; return $ DiagramBox 2.4 top (TT x y) r y bot  }
  mkdiag' GAS_cancelr    = do { (top,(TT x y),bot) <- alloc inp
                              ; let r tp x1 y1 x2 y2 = drawBox x1 y1 x2 y2 "gray!50" "cancelr" ++
                                                       drawWires tp x1 x x2 x "black" ++
                                                       drawLine  x1 (tp!uppermost y) ((x1+x2)/2) (tp!lowermost x) "gray!50" "dashed"
-                             ; return $ DiagramBox 2 top (TT x y) r x bot  }
+                             ; return $ DiagramBox 2.4 top (TT x y) r x bot  }
  mkdiag' GAS_uncancell  = do { (top,(TT x y),bot) <- alloc outp
                              ; let r tp x1 y1 x2 y2 = drawBox x1 y1 x2 y2 "gray!50" "uncancell" ++
                                                       drawWires tp x1 y x2 y "black" ++
                                                       drawLine  ((x1+x2)/2) (tp!uppermost y) x2 (tp!lowermost x) "gray!50" "dashed"
-                             ; return $ DiagramBox 2 top y r (TT x y) bot  }
+                             ; return $ DiagramBox 2.8 top y r (TT x y) bot  }
  mkdiag' GAS_uncancelr  = do { (top,(TT x y),bot) <- alloc outp
                              ; let r tp x1 y1 x2 y2 = drawBox x1 y1 x2 y2 "gray!50" "uncancelr" ++
                                                       drawWires tp x1 x x2 x "black" ++
                                                       drawLine  ((x1+x2)/2) (tp!lowermost x) x2 (tp!uppermost y) "gray!50" "dashed"
-                             ; return $ DiagramBox 2 top x r (TT x y) bot  }
+                             ; return $ DiagramBox 2.8 top x r (TT x y) bot  }
  mkdiag' GAS_drop       = do { (top,    x   ,bot) <- alloc inp
                              ; (_,      y   ,_)   <- alloc outp
                              ; constrainEq x y
                              ; simpleDiag   "drop" top x y bot [] }
- mkdiag' (GAS_const i)  = do { (top,    x   ,bot) <- alloc inp
-                             ; (_,      y   ,_)   <- alloc outp
-                             ; constrainEq x y
-                             ; simpleDiag   ("const " ++ show i) top x y bot [] }
  mkdiag' GAS_copy       = do { (top,(TT y z),bot) <- alloc outp
                              ; (_  ,      x ,_)   <- alloc inp
                              ; constrainEqualSpace (lowermost y) (uppermost x) (lowermost x) (uppermost z)
@@ -219,10 +244,8 @@ mkdiag (GASPortShapeWrapper inp outp x) = mkdiag' x
                                                       drawWires tp x1 x ((x1+x2)/2) x "black" ++
                                                       drawWires tp ((x1+x2)/2) x x2 y "black" ++
                                                       drawWires tp ((x1+x2)/2) x x2 z "black"
-                             ; return $ DiagramBox 2 top x r (TT y z) bot
+                             ; return $ DiagramBox defaultWidth top x r (TT y z) bot
                              }
- mkdiag' GAS_merge      = do { (top,(TT x y),bot) <- alloc inp 
-                             ; simpleDiag     "times" top (TT x y) x bot [] }
  mkdiag' GAS_swap       = do { (top,(TT x y),bot) <- alloc inp
                              ; (top,(TT x' y'),bot) <- alloc outp
                              ; constrainEq (T (lowermost x)) (T (lowermost x'))
@@ -249,7 +272,7 @@ mkdiag (GASPortShapeWrapper inp outp x) = mkdiag' x
                     drawWires tp x1 z x2 z "black"
         ; let pin = (TT (TT x y) z)
         ; let pout = (TT x (TT y z))
-        ; return $ if draw_assoc then DiagramBox 2 top pin r pout bot else DiagramBox 0 top pin noRender pout bot
+        ; return $ if draw_assoc then DiagramBox defaultWidth top pin r pout bot else DiagramBox 0 top pin noRender pout bot
         }
  mkdiag' GAS_unassoc    =
      do { (top,(TT x (TT y z)),bot) <- alloc inp
@@ -272,7 +295,7 @@ mkdiag (GASPortShapeWrapper inp outp x) = mkdiag' x
                     drawWires tp x1 z x2 z "black"
         ; let pin = (TT x (TT y z))
         ; let pout = (TT (TT x y) z)
-        ; return $ if draw_assoc then DiagramBox 2 top pin r pout bot else DiagramBox 0 top pin noRender pout bot
+        ; return $ if draw_assoc then DiagramBox defaultWidth top pin r pout bot else DiagramBox 0 top pin noRender pout bot
         }
  mkdiag' (GAS_loopl  f) = do { f' <- mkdiag' f
                              ; l <- allocLoop (case (getIn f') of (TT z _) -> z ; _ -> error "GAS_loopl: mismatch")
@@ -284,26 +307,34 @@ mkdiag (GASPortShapeWrapper inp outp x) = mkdiag' x
                              ; return $ DiagramLoopBot f' l  }
  mkdiag' (GAS_misc f )  = mkdiag f
 
- diagramBox :: TrackIdentifier -> Tracks -> BoxRenderer -> Tracks -> TrackIdentifier -> ConstraintM Diagram
- diagramBox ptop pin r pout pbot = do { constrain ptop LT (uppermost pin)  (-1)
+defaultWidth = 2
+
+diagramBox :: TrackIdentifier -> Tracks -> BoxRenderer -> Tracks -> TrackIdentifier -> ConstraintM Diagram
+diagramBox ptop pin r pout pbot = do { constrain ptop LT (uppermost pin)  (-1)
                                       ; constrain pbot GT (lowermost pin)  1
                                       ; constrain ptop LT (uppermost pout) (-1)
                                       ; constrain pbot GT (lowermost pout) 1
                                       ; constrain ptop LT pbot (-1)
-                                      ; return $ DiagramBox 2 ptop pin r pout pbot
+                                      ; return $ DiagramBox defaultWidth ptop pin r pout pbot
                                       }
- simpleDiag  text ptop pin pout pbot conn = simpleDiag' text ptop pin pout pbot conn "black"
- simpleDiag' text ptop pin pout pbot conn color = diagramBox ptop pin defren pout pbot
+simpleDiag  text ptop pin pout pbot conn = simpleDiag' text ptop pin pout pbot conn "black"
+simpleDiag' text ptop pin pout pbot conn color = diagramBox ptop pin defren pout pbot
   where
    defren tp x1 y1 x2 y2 = drawBox x1 y1 x2 y2 color text ++
                            concat (map (\(x,y) -> drawWires tp x1 x x2 y "black") conn)
    --    ++ wires (x-1) p1  x    "green"
    --    ++ wires  (x+w) p2 (x+w+1) "red"
+simpleDiag'' text ptop pin pout pbot conn color = diagramBox ptop pin defren pout pbot
+  where
+   defren tp x1 y1 x2 y2 = drawBoxC x1 y1 x2 y2 color text ++
+                           concat (map (\(x,y) -> drawWires tp x1 x x2 y "black") conn)
+   --    ++ wires (x-1) p1  x    "green"
+   --    ++ wires  (x+w) p2 (x+w+1) "red"
 
---draw_assoc = False
---draw_first_second = False
-draw_assoc = True
-draw_first_second = True
+draw_assoc = False
+draw_first_second = False
+--draw_assoc = True
+--draw_first_second = True
 
 -- constrain that Ports is at least Int units above the topmost portion of Diagram
 constrainTop :: TrackIdentifier -> Float -> Diagram -> ConstraintM ()
@@ -460,7 +491,7 @@ allocLoop (TT t1 t2)   = do { x1 <- allocLoop t2
 
 do_lp_solve :: [Constraint] -> IO String
 do_lp_solve c = do { let stdin = "min: x1;\n" ++ (foldl (++) "" (map show c)) ++ "\n"
-                   ; putStrLn stdin
+--                   ; putStrLn stdin
                    ; stdout <- readProcess "lp_solve" [] stdin
                    ; return stdout
                    }
@@ -487,7 +518,8 @@ lp_solve_to_trackpos s = toTrackPos $ map parse $ catMaybes $ map grab $ lines s
    toTrackPos []           tr = 0 -- error $ "could not find track "++show tr
    toTrackPos ((i,f):rest) tr = if (i==tr) then f else toTrackPos rest tr
 
-toTikZ :: GArrowSkeleton m a b -> IO String
+    
+toTikZ :: (ToDiagram m, Detect m) => GArrowSkeleton m a b -> IO String
 toTikZ g = 
     let cm = do { let g' = detectShape g
                 ; g'' <- mkdiag g'
@@ -501,35 +533,28 @@ toTikZ g =
            ; return (t ++ drawWires m 0             (getIn  d) 1             (getIn  d) "black"
                        ++ drawWires m (width m d+1) (getOut d) (width m d+2) (getOut d) "black")
            }
-     
-
-tikz :: forall c .
-    (forall g .
-             (Int -> PGArrow g (GArrowUnit g) Int) ->
-             (PGArrow g (GArrowTensor g c c) c) ->
-             PGArrow g c c)
-     -> IO ()
-tikz x = tikz' $ beautify $ optimize $ unG (x (\c -> PGArrowD { unG = GAS_const c }) (PGArrowD { unG = GAS_merge }))
-
-tikz' example
-     = do putStrLn "\\documentclass{article}"
-          putStrLn "\\usepackage[paperwidth=\\maxdimen,paperheight=\\maxdimen]{geometry}"
-          putStrLn "\\usepackage{tikz}"
-          putStrLn "\\usepackage{amsmath}"
-          putStrLn "\\usepackage[tightpage,active]{preview}"
-          putStrLn "\\begin{document}"
-          putStrLn "\\setlength\\PreviewBorder{5pt}"
-          putStrLn "\\begin{preview}"
-          putStrLn $ "\\begin{tikzpicture}[every on chain/.style={join=by ->},yscale=-1]"
-          tikz <- toTikZ example
-          putStrLn tikz
-          putStrLn "\\end{tikzpicture}"
-          putStrLn "\\end{preview}"
-          --putStrLn "\\pagebreak"
-          --putStrLn "\\begin{align*}"
-          --putStr   (toTikZ' example)
-          --putStrLn "\\end{align*}"
-          putStrLn "\\end{document}"
+
+tikz_header =
+  "\\documentclass{article}\n" ++
+  "\\usepackage[paperwidth=\\maxdimen,paperheight=\\maxdimen]{geometry}\n" ++
+  "\\usepackage{tikz}\n" ++
+  "\\usepackage{amsmath}\n" ++
+  "\\usepackage[tightpage,active]{preview}\n" ++
+  "\\begin{document}\n" ++
+  "\\setlength\\PreviewBorder{5pt}\n" ++
+  "\\begin{preview}\n" ++
+  "\\begin{tikzpicture}[every on chain/.style={join=by ->},yscale=-1]\n"
+
+tikz_footer =
+  "\\end{tikzpicture}\n" ++
+  "\\end{preview}\n" ++
+  "\\end{document}\n"
+
+tikz example =
+   do putStrLn tikz_header
+      tikz <- toTikZ example
+      putStrLn tikz
+      putStrLn tikz_footer
 
 -- Random TikZ routines
 textc x y text color = 
@@ -544,6 +569,14 @@ drawBox x1 y1 x2 y2 color text =
        " ("++show (x1*xscale)++","++show (y1*yscale)++") rectangle ("++
            show (x2*xscale)++","++show (y2*yscale)++");\n"
 
+drawBoxC x1 y1 x2 y2 color text =
+    "\\node[anchor=center] at ("++show ((x1+x2)*xscale/2)++"cm,"++show ((y1+y2)*yscale/2)++"cm) "++
+    "{{\\tt{"++text++"}}};\n"
+    ++
+    "\\path[draw,color="++color++"]"++
+       " ("++show (x1*xscale)++","++show (y1*yscale)++") rectangle ("++
+           show (x2*xscale)++","++show (y2*yscale)++");\n"
+
 drawLine x1 y1 x2 y2 color style =
   "\\path[draw,color="++color++","++style++"] "++
   "("++show (x1*xscale)++","++show (y1*yscale)++") -- " ++