source: src/GenPoly/Lvalue.cc @ 207b496

aaron-thesisarm-ehcleanup-dtorsdeferred_resndemanglerenumforall-pointer-decayjacob/cs343-translationjenkins-sandboxnew-astnew-ast-unique-exprnew-envno_listpersistent-indexerpthread-emulationqualifiedEnumwith_gc
Last change on this file since 207b496 was 207b496, checked in by Rob Schluntz <rschlunt@…>, 5 years ago

Update FixIntrinsicArgs? conditions (not quite correct)

  • Property mode set to 100644
File size: 19.4 KB
Line 
1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2015 University of Waterloo
3//
4// The contents of this file are covered under the licence agreement in the
5// file "LICENCE" distributed with Cforall.
6//
7// Lvalue.cc --
8//
9// Author           : Richard C. Bilson
10// Created On       : Mon May 18 07:44:20 2015
11// Last Modified By : Peter A. Buhr
12// Last Modified On : Fri Mar 17 09:11:18 2017
13// Update Count     : 5
14//
15
16#include <cassert>                       // for strict_dynamic_cast
17#include <string>                        // for string
18
19#include "Common/PassVisitor.h"
20#include "GenPoly.h"                     // for isPolyType
21#include "Lvalue.h"
22
23#include "Parser/LinkageSpec.h"          // for Spec, isBuiltin, Intrinsic
24#include "ResolvExpr/TypeEnvironment.h"  // for AssertionSet, OpenVarSet
25#include "ResolvExpr/Unify.h"            // for unify
26#include "ResolvExpr/typeops.h"
27#include "SymTab/Autogen.h"
28#include "SymTab/Indexer.h"              // for Indexer
29#include "SynTree/Declaration.h"         // for Declaration, FunctionDecl
30#include "SynTree/Expression.h"          // for Expression, ConditionalExpr
31#include "SynTree/Mutator.h"             // for mutateAll, Mutator
32#include "SynTree/Statement.h"           // for ReturnStmt, Statement (ptr o...
33#include "SynTree/Type.h"                // for PointerType, Type, FunctionType
34#include "SynTree/Visitor.h"             // for Visitor, acceptAll
35
36#if 0
37#define PRINT(x) x
38#else
39#define PRINT(x)
40#endif
41
42namespace GenPoly {
43        namespace {
44                // TODO: fold this into the general createDeref function??
45                Expression * mkDeref( Expression * arg ) {
46                        if ( SymTab::dereferenceOperator ) {
47                                // note: reference depth can be arbitrarily deep here, so peel off the outermost pointer/reference, not just pointer because they are effecitvely equivalent in this pass
48                                VariableExpr * deref = new VariableExpr( SymTab::dereferenceOperator );
49                                deref->result = new PointerType( Type::Qualifiers(), deref->result );
50                                Type * base = InitTweak::getPointerBase( arg->result );
51                                assertf( base, "expected pointer type in dereference (type was %s)", toString( arg->result ).c_str() );
52                                ApplicationExpr * ret = new ApplicationExpr( deref, { arg } );
53                                delete ret->result;
54                                ret->result = base->clone();
55                                ret->result->set_lvalue( true );
56                                return ret;
57                        } else {
58                                return UntypedExpr::createDeref( arg );
59                        }
60                }
61
62                struct ReferenceConversions final : public WithStmtsToAdd {
63                        Expression * postmutate( CastExpr * castExpr );
64                        Expression * postmutate( AddressExpr * addrExpr );
65                };
66
67                /// Intrinsic functions that take reference parameters don't REALLY take reference parameters -- their reference arguments must always be implicitly dereferenced.
68                struct FixIntrinsicArgs final {
69                        Expression * postmutate( ApplicationExpr * appExpr );
70                };
71
72                struct FixIntrinsicResult final : public WithGuards {
73                        Expression * postmutate( ApplicationExpr * appExpr );
74                        void premutate( FunctionDecl * funcDecl );
75                        bool inIntrinsic = false;
76                };
77
78                /// Replace reference types with pointer types
79                struct ReferenceTypeElimination final {
80                        Type * postmutate( ReferenceType * refType );
81                };
82
83                /// GCC-like Generalized Lvalues (which have since been removed from GCC)
84                /// https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-3.4.6/gcc/Lvalues.html#Lvalues
85                /// Replaces &(a,b) with (a, &b), &(a ? b : c) with (a ? &b : &c)
86                struct GeneralizedLvalue final : public WithVisitorRef<GeneralizedLvalue> {
87                        Expression * postmutate( AddressExpr * addressExpr );
88                        Expression * postmutate( MemberExpr * memExpr );
89
90                        template<typename Func>
91                        Expression * applyTransformation( Expression * expr, Expression * arg, Func mkExpr );
92                };
93
94                /// Removes redundant &*/*& pattern that this pass can generate
95                struct CollapseAddrDeref final {
96                        Expression * postmutate( AddressExpr * addressExpr );
97                        Expression * postmutate( ApplicationExpr * appExpr );
98                };
99
100                struct AddrRef final : public WithGuards {
101                        void premutate( AddressExpr * addrExpr );
102                        Expression * postmutate( AddressExpr * addrExpr );
103                        void premutate( Expression * expr );
104
105                        bool first = true;
106                        bool current = false;
107                        int refDepth = 0;
108                };
109        } // namespace
110
111        static bool referencesEliminated = false;
112        // used by UntypedExpr::createDeref to determine whether result type of dereference should be ReferenceType or value type.
113        bool referencesPermissable() {
114                return ! referencesEliminated;
115        }
116
117        void convertLvalue( std::list< Declaration* > & translationUnit ) {
118                PassVisitor<ReferenceConversions> refCvt;
119                PassVisitor<ReferenceTypeElimination> elim;
120                PassVisitor<GeneralizedLvalue> genLval;
121                PassVisitor<FixIntrinsicArgs> fixer;
122                PassVisitor<CollapseAddrDeref> collapser;
123                PassVisitor<AddrRef> addrRef;
124                PassVisitor<FixIntrinsicResult> intrinsicResults;
125                mutateAll( translationUnit, intrinsicResults );
126                mutateAll( translationUnit, addrRef );
127                mutateAll( translationUnit, refCvt );
128                mutateAll( translationUnit, fixer );
129                mutateAll( translationUnit, collapser );
130                mutateAll( translationUnit, genLval );
131                mutateAll( translationUnit, elim );  // last because other passes need reference types to work
132
133                // from this point forward, no other pass should create reference types.
134                referencesEliminated = true;
135        }
136
137        Expression * generalizedLvalue( Expression * expr ) {
138                PassVisitor<GeneralizedLvalue> genLval;
139                return expr->acceptMutator( genLval );
140        }
141
142        namespace {
143                // true for intrinsic function calls that return a reference
144                bool isIntrinsicReference( Expression * expr ) {
145                        if ( UntypedExpr * untyped = dynamic_cast< UntypedExpr * >( expr ) ) {
146                                std::string fname = InitTweak::getFunctionName( untyped );
147                                // known intrinsic-reference prelude functions
148                                return fname == "*?" || fname == "?[?]";
149                        } else if ( ApplicationExpr * appExpr = dynamic_cast< ApplicationExpr * > ( expr ) ) {
150                                if ( DeclarationWithType * func = InitTweak::getFunction( appExpr ) ) {
151                                        // use type of return variable rather than expr result type, since it may have been changed to a pointer type
152                                        FunctionType * ftype = GenPoly::getFunctionType( func->get_type() );
153                                        Type * ret = ftype->returnVals.empty() ? nullptr : ftype->returnVals.front()->get_type();
154                                        return func->linkage == LinkageSpec::Intrinsic && dynamic_cast<ReferenceType *>( ret );
155                                }
156                        }
157                        return false;
158                }
159
160                Expression * FixIntrinsicResult::postmutate( ApplicationExpr * appExpr ) {
161                        if ( isIntrinsicReference( appExpr ) ) {
162                                // eliminate reference types from intrinsic applications - now they return lvalues
163                                Type * result = appExpr->result;
164                                appExpr->result = result->stripReferences()->clone();
165                                appExpr->result->set_lvalue( true );
166                                if ( ! inIntrinsic ) {
167                                        // when not in an intrinsic function, add a cast to
168                                        // don't add cast when in an intrinsic function, since they already have the cast
169                                        Expression * ret = new CastExpr( appExpr, result );
170                                        std::swap( ret->env, appExpr->env );
171                                        return ret;
172                                }
173                                delete result;
174                        }
175                        return appExpr;
176                }
177
178                void FixIntrinsicResult::premutate( FunctionDecl * funcDecl ) {
179                        GuardValue( inIntrinsic );
180                        inIntrinsic =  funcDecl->linkage == LinkageSpec::Intrinsic;
181                }
182
183                Expression * FixIntrinsicArgs::postmutate( ApplicationExpr * appExpr ) {
184                        // intrinsic functions don't really take reference-typed parameters, so they require an implicit dereference on their arguments.
185                        if ( DeclarationWithType * function = InitTweak::getFunction( appExpr ) ) {
186                                FunctionType * ftype = GenPoly::getFunctionType( function->get_type() );
187                                assertf( ftype, "Function declaration does not have function type." );
188                                // can be of differing lengths only when function is variadic
189                                assertf( ftype->parameters.size() == appExpr->args.size() || ftype->isVarArgs, "ApplicationExpr args do not match formal parameter type." );
190
191
192                                unsigned int i = 0;
193                                const unsigned int end = ftype->parameters.size();
194                                for ( auto p : unsafe_group_iterate( appExpr->args, ftype->parameters ) ) {
195                                        if (i == end) break;
196                                        Expression *& arg = std::get<0>( p );
197                                        Type * formal = std::get<1>( p )->get_type();
198                                        PRINT(
199                                                std::cerr << "pair<0>: " << arg << std::endl;
200                                                std::cerr << " -- " << arg->result << std::endl;
201                                                std::cerr << "pair<1>: " << formal << std::endl;
202                                        )
203                                        if ( dynamic_cast<ReferenceType*>( formal ) ) {
204                                                PRINT(
205                                                        std::cerr << "===formal is reference" << std::endl;
206                                                )
207                                                // TODO: it's likely that the second condition should be ... && ! isIntrinsicReference( arg ), but this requires investigation.
208                                                // if ( function->get_linkage() != LinkageSpec::Intrinsic && isIntrinsicReference( arg ) ) {
209                                                //      // if argument is dereference or array subscript, the result isn't REALLY a reference, but non-intrinsic functions expect a reference: take address
210                                                //      // PRINT(
211                                                //              std::cerr << "===is intrinsic arg in non-intrinsic call - adding address" << std::endl;
212                                                //      // )
213                                                //      arg = new AddressExpr( arg );
214                                                // } else
215                                                // if ( function->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic && arg->result->referenceDepth() != 0 ) {
216                                                if ( function->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic && InitTweak::getPointerBase( arg->result ) ) {
217
218                                                        // needed for definition of prelude functions, etc.
219
220                                                        // argument is a 'real' reference, but function expects a C lvalue: add a dereference to the reference-typed argument
221                                                        PRINT(
222                                                                std::cerr << "===is non-intrinsic arg in intrinsic call - adding deref to arg" << std::endl;
223                                                        )
224                                                        Type * baseType = InitTweak::getPointerBase( arg->result );
225                                                        assertf( baseType, "parameter is reference, arg must be pointer or reference: %s", toString( arg->result ).c_str() );
226                                                        PointerType * ptrType = new PointerType( Type::Qualifiers(), baseType->clone() );
227                                                        delete arg->result;
228                                                        arg->result = ptrType;
229                                                        arg = mkDeref( arg );
230                                                        // assertf( arg->result->referenceDepth() == 0, "Reference types should have been eliminated from intrinsic function calls, but weren't: %s", toCString( arg->result ) );
231                                                }
232                                        }
233                                        ++i;
234                                }
235                        }
236                        return appExpr;
237                }
238
239                // idea: &&&E: get outer &, inner &
240                // at inner &, record depth D of reference type
241                // at outer &, add D derefs.
242                void AddrRef::premutate( Expression * ) {
243                        GuardValue( current );
244                        GuardValue( first );
245                        current = false;
246                        first = true;
247                }
248
249                void AddrRef::premutate( AddressExpr * ) {
250                        GuardValue( current );
251                        GuardValue( first );
252                        current = first;
253                        first = false;
254                        if ( current ) {
255                                GuardValue( refDepth );
256                                refDepth = 0;
257                        }
258                }
259
260                Expression * AddrRef::postmutate( AddressExpr * addrExpr ) {
261                        if ( refDepth == 0 ) {
262                                if ( ! isIntrinsicReference( addrExpr->arg ) ) {
263                                        // try to avoid ?[?]
264                                        refDepth = addrExpr->arg->result->referenceDepth();
265                                }
266                        }
267                        if ( current ) {
268                                Expression * ret = addrExpr;
269                                while ( refDepth ) {
270                                        ret = mkDeref( ret );
271                                        refDepth--;
272                                }
273                                return ret;
274                        }
275                        return addrExpr;
276                }
277
278                Expression * ReferenceConversions::postmutate( AddressExpr * addrExpr ) {
279                        // Inner expression may have been lvalue to reference conversion, which becomes an address expression.
280                        // In this case, remove the outer address expression and return the argument.
281                        // TODO: It's possible that this might catch too much and require a more sophisticated check.
282                        return addrExpr;
283                }
284
285                Expression * ReferenceConversions::postmutate( CastExpr * castExpr ) {
286                        // xxx - is it possible to convert directly between reference types with a different base? E.g.,
287                        //   int x;
288                        //   (double&)x;
289                        // At the moment, I am working off of the assumption that this is illegal, thus the cast becomes redundant
290                        // after this pass, so trash the cast altogether. If that changes, care must be taken to insert the correct
291                        // pointer casts in the right places.
292
293                        // Note: reference depth difference is the determining factor in what code is run, rather than whether something is
294                        // reference type or not, since conversion still needs to occur when both types are references that differ in depth.
295
296                        Type * destType = castExpr->result;
297                        Type * srcType = castExpr->arg->result;
298                        int depth1 = destType->referenceDepth();
299                        int depth2 = srcType->referenceDepth();
300                        int diff = depth1 - depth2;
301
302                        if ( diff > 0 && ! srcType->get_lvalue() ) {
303                                // rvalue to reference conversion -- introduce temporary
304                                // know that reference depth of cast argument is 0, need to introduce n temporaries for reference depth of n, e.g.
305                                //   (int &&&)3;
306                                // becomes
307                                //   int __ref_tmp_0 = 3;
308                                //   int & __ref_tmp_1 = _&_ref_tmp_0;
309                                //   int && __ref_tmp_2 = &__ref_tmp_1;
310                                //   &__ref_tmp_2;
311                                // the last & comes from the remaining reference conversion code
312                                SemanticWarning( castExpr->arg->location, Warning::RvalueToReferenceConversion, toCString( castExpr->arg ) );
313
314                                static UniqueName tempNamer( "__ref_tmp_" );
315                                ObjectDecl * temp = ObjectDecl::newObject( tempNamer.newName(), castExpr->arg->result->clone(), new SingleInit( castExpr->arg ) );
316                                PRINT( std::cerr << "made temp: " << temp << std::endl; )
317                                stmtsToAddBefore.push_back( new DeclStmt( temp ) );
318                                for ( int i = 0; i < depth1-1; i++ ) { // xxx - maybe this should be diff-1? check how this works with reference type for srcType
319                                        ObjectDecl * newTemp = ObjectDecl::newObject( tempNamer.newName(), new ReferenceType( Type::Qualifiers(), temp->type->clone() ), new SingleInit( new AddressExpr( new VariableExpr( temp ) ) ) );
320                                        PRINT( std::cerr << "made temp" << i << ": " << newTemp << std::endl; )
321                                        stmtsToAddBefore.push_back( new DeclStmt( newTemp ) );
322                                        temp = newTemp;
323                                }
324                                // update diff so that remaining code works out correctly
325                                castExpr->arg = new VariableExpr( temp );
326                                PRINT( std::cerr << "update cast to: " << castExpr << std::endl; )
327                                srcType = castExpr->arg->result;
328                                depth2 = srcType->referenceDepth();
329                                diff = depth1 - depth2;
330                                assert( diff == 1 );
331                        }
332
333                        // handle conversion between different depths
334                        PRINT (
335                                if ( depth1 || depth2 ) {
336                                        std::cerr << "destType: " << destType << " / srcType: " << srcType << std::endl;
337                                        std::cerr << "depth: " << depth1 << " / " << depth2 << std::endl;
338                                }
339                        )
340                        if ( diff > 0 ) {
341                                // conversion to type with more depth (e.g. int & -> int &&): add address-of for each level of difference
342                                Expression * ret = castExpr->arg;
343                                for ( int i = 0; i < diff; ++i ) {
344                                        ret = new AddressExpr( ret );
345                                }
346                                if ( srcType->get_lvalue() && srcType->get_qualifiers() != strict_dynamic_cast<ReferenceType *>( destType )->base->get_qualifiers() ) {
347                                        // must keep cast if cast-to type is different from the actual type
348                                        castExpr->arg = ret;
349                                        return castExpr;
350                                }
351                                ret->env = castExpr->env;
352                                delete ret->result;
353                                ret->result = castExpr->result;
354                                castExpr->env = nullptr;
355                                castExpr->arg = nullptr;
356                                castExpr->result = nullptr;
357                                delete castExpr;
358                                return ret;
359                        } else if ( diff < 0 ) {
360                                // conversion to type with less depth (e.g. int && -> int &): add dereferences for each level of difference
361                                diff = -diff; // care only about magnitude now
362                                Expression * ret = castExpr->arg;
363                                for ( int i = 0; i < diff; ++i ) {
364                                        ret = mkDeref( ret );
365                                }
366                                if ( ! ResolvExpr::typesCompatibleIgnoreQualifiers( destType->stripReferences(), srcType->stripReferences(), SymTab::Indexer() ) ) {
367                                        // must keep cast if types are different
368                                        castExpr->arg = ret;
369                                        return castExpr;
370                                }
371                                ret->env = castExpr->env;
372                                delete ret->result;
373                                ret->result = castExpr->result;
374                                ret->result->set_lvalue( true ); // ensure result is lvalue
375                                castExpr->env = nullptr;
376                                castExpr->arg = nullptr;
377                                castExpr->result = nullptr;
378                                delete castExpr;
379                                return ret;
380                        } else {
381                                assert( diff == 0 );
382                                // conversion between references of the same depth
383                                return castExpr;
384                        }
385                }
386
387                Type * ReferenceTypeElimination::postmutate( ReferenceType * refType ) {
388                        Type * base = refType->base;
389                        Type::Qualifiers qualifiers = refType->get_qualifiers();
390                        refType->base = nullptr;
391                        delete refType;
392                        return new PointerType( qualifiers, base );
393                }
394
395                template<typename Func>
396                Expression * GeneralizedLvalue::applyTransformation( Expression * expr, Expression * arg, Func mkExpr ) {
397                        if ( CommaExpr * commaExpr = dynamic_cast< CommaExpr * >( arg ) ) {
398                                Expression * arg1 = commaExpr->arg1->clone();
399                                Expression * arg2 = commaExpr->arg2->clone();
400                                Expression * ret = new CommaExpr( arg1, mkExpr( arg2 )->acceptMutator( *visitor ) );
401                                ret->env = expr->env;
402                                expr->env = nullptr;
403                                delete expr;
404                                return ret;
405                        } else if ( ConditionalExpr * condExpr = dynamic_cast< ConditionalExpr * >( arg ) ) {
406                                Expression * arg1 = condExpr->arg1->clone();
407                                Expression * arg2 = condExpr->arg2->clone();
408                                Expression * arg3 = condExpr->arg3->clone();
409                                ConditionalExpr * ret = new ConditionalExpr( arg1, mkExpr( arg2 )->acceptMutator( *visitor ), mkExpr( arg3 )->acceptMutator( *visitor ) );
410                                ret->env = expr->env;
411                                expr->env = nullptr;
412                                delete expr;
413
414                                // conditional expr type may not be either of the argument types, need to unify
415                                using namespace ResolvExpr;
416                                Type* commonType = nullptr;
417                                TypeEnvironment newEnv;
418                                AssertionSet needAssertions, haveAssertions;
419                                OpenVarSet openVars;
420                                unify( ret->arg2->result, ret->arg3->result, newEnv, needAssertions, haveAssertions, openVars, SymTab::Indexer(), commonType );
421                                ret->result = commonType ? commonType : ret->arg2->result->clone();
422                                return ret;
423                        }
424                        return expr;
425                }
426
427                Expression * GeneralizedLvalue::postmutate( MemberExpr * memExpr ) {
428                        return applyTransformation( memExpr, memExpr->aggregate, [=]( Expression * aggr ) { return new MemberExpr( memExpr->member, aggr ); } );
429                }
430
431                Expression * GeneralizedLvalue::postmutate( AddressExpr * addrExpr ) {
432                        return applyTransformation( addrExpr, addrExpr->arg, []( Expression * arg ) { return new AddressExpr( arg ); } );
433                }
434
435                Expression * CollapseAddrDeref::postmutate( AddressExpr * addrExpr ) {
436                        Expression * arg = addrExpr->arg;
437                        if ( isIntrinsicReference( arg ) ) {
438                                std::string fname = InitTweak::getFunctionName( arg );
439                                if ( fname == "*?" ) {
440                                        Expression *& arg0 = InitTweak::getCallArg( arg, 0 );
441                                        Expression * ret = arg0;
442                                        ret->set_env( addrExpr->env );
443                                        arg0 = nullptr;
444                                        addrExpr->env = nullptr;
445                                        delete addrExpr;
446                                        return ret;
447                                }
448                        } else if ( CastExpr * castExpr = dynamic_cast< CastExpr * > ( arg ) ) {
449                                // need to move cast to pointer type out a level since address of pointer
450                                // is not valid C code (can be introduced in prior passes, e.g., InstantiateGeneric)
451                                if ( InitTweak::getPointerBase( castExpr->result ) ) {
452                                        addrExpr->arg = castExpr->arg;
453                                        castExpr->arg = addrExpr;
454                                        castExpr->result = new PointerType( Type::Qualifiers(), castExpr->result );
455                                        return castExpr;
456                                }
457                        }
458                        return addrExpr;
459                }
460
461                Expression * CollapseAddrDeref::postmutate( ApplicationExpr * appExpr ) {
462                        if ( isIntrinsicReference( appExpr ) ) {
463                                std::string fname = InitTweak::getFunctionName( appExpr );
464                                if ( fname == "*?" ) {
465                                        Expression * arg = InitTweak::getCallArg( appExpr, 0 );
466                                        // xxx - this isn't right, because it can remove casts that should be there...
467                                        // while ( CastExpr * castExpr = dynamic_cast< CastExpr * >( arg ) ) {
468                                        //      arg = castExpr->get_arg();
469                                        // }
470                                        if ( AddressExpr * addrExpr = dynamic_cast< AddressExpr * >( arg ) ) {
471                                                Expression * ret = addrExpr->arg;
472                                                ret->env = appExpr->env;
473                                                addrExpr->arg = nullptr;
474                                                appExpr->env = nullptr;
475                                                delete appExpr;
476                                                return ret;
477                                        }
478                                }
479                        }
480                        return appExpr;
481                }
482        } // namespace
483} // namespace GenPoly
484
485// Local Variables: //
486// tab-width: 4 //
487// mode: c++ //
488// compile-command: "make install" //
489// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.