source: src/GenPoly/Specialize.cc @ 6c3a988f

ADTaaron-thesisarm-ehast-experimentalcleanup-dtorsdeferred_resndemanglerenumforall-pointer-decayjacob/cs343-translationjenkins-sandboxnew-astnew-ast-unique-exprnew-envno_listpersistent-indexerpthread-emulationqualifiedEnumresolv-newwith_gc
Last change on this file since 6c3a988f was 6c3a988f, checked in by Rob Schluntz <rschlunt@…>, 7 years ago

fix inferred parameter data structures to correctly associate parameters with the entity that requested them, modify tuple specialization and unification to work with self-recursive assertions

  • Property mode set to 100644
File size: 15.8 KB
RevLine 
[51587aa]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//
[f1e012b]7// Specialize.cc --
[51587aa]8//
9// Author           : Richard C. Bilson
10// Created On       : Mon May 18 07:44:20 2015
[8cbf8cd]11// Last Modified By : Rob Schluntz
[fea7ca7]12// Last Modified On : Thu Apr 28 15:17:45 2016
[771b3c3]13// Update Count     : 24
[51587aa]14//
[51b7345]15
16#include <cassert>
17
18#include "Specialize.h"
[7754cde]19#include "GenPoly.h"
[51b7345]20#include "PolyMutator.h"
21
[68cd1ce]22#include "Parser/ParseNode.h"
23
[51b7345]24#include "SynTree/Expression.h"
[68cd1ce]25#include "SynTree/Statement.h"
[51b7345]26#include "SynTree/Type.h"
[64a32c6]27#include "SynTree/Attribute.h"
[51b7345]28#include "SynTree/TypeSubstitution.h"
29#include "SynTree/Mutator.h"
30#include "ResolvExpr/FindOpenVars.h"
[d3b7937]31#include "Common/UniqueName.h"
32#include "Common/utility.h"
[aedfd91]33#include "InitTweak/InitTweak.h"
[4c8621ac]34#include "Tuples/Tuples.h"
[51b7345]35
36namespace GenPoly {
[626dbc10]37        class Specializer;
[62e5546]38        class Specialize final : public PolyMutator {
[626dbc10]39                friend class Specializer;
[01aeade]40          public:
[62e5546]41                using PolyMutator::mutate;
42                virtual Expression * mutate( ApplicationExpr *applicationExpr ) override;
43                virtual Expression * mutate( AddressExpr *castExpr ) override;
44                virtual Expression * mutate( CastExpr *castExpr ) override;
[fea7ca7]45                // virtual Expression * mutate( LogicalExpr *logicalExpr );
46                // virtual Expression * mutate( ConditionalExpr *conditionalExpr );
47                // virtual Expression * mutate( CommaExpr *commaExpr );
[01aeade]48
[626dbc10]49                Specializer * specializer = nullptr;
[01aeade]50                void handleExplicitParams( ApplicationExpr *appExpr );
[626dbc10]51        };
[01aeade]52
[626dbc10]53        class Specializer {
54          public:
55                Specializer( Specialize & spec ) : spec( spec ), env( spec.env ), stmtsToAdd( spec.stmtsToAdd ) {}
56                virtual bool needsSpecialization( Type * formalType, Type * actualType, TypeSubstitution * env ) = 0;
57                virtual Expression *createThunkFunction( FunctionType *funType, Expression *actual, InferredParams *inferParams ) = 0;
58                virtual Expression *doSpecialization( Type *formalType, Expression *actual, InferredParams *inferParams = 0 );
59
60          protected:
61                Specialize & spec;
62                std::string paramPrefix = "_p";
63                TypeSubstitution *& env;
64                std::list< Statement * > & stmtsToAdd;
[01aeade]65        };
66
[626dbc10]67        // for normal polymorphic -> monomorphic function conversion
68        class PolySpecializer : public Specializer {
69          public:
70                PolySpecializer( Specialize & spec ) : Specializer( spec ) {}
71                virtual bool needsSpecialization( Type * formalType, Type * actualType, TypeSubstitution * env ) override;
72                virtual Expression *createThunkFunction( FunctionType *funType, Expression *actual, InferredParams *inferParams ) override;
73        };
[01aeade]74
[626dbc10]75        // // for tuple -> non-tuple function conversion
76        class TupleSpecializer : public Specializer {
77          public:
78                TupleSpecializer( Specialize & spec ) : Specializer( spec ) {}
79                virtual bool needsSpecialization( Type * formalType, Type * actualType, TypeSubstitution * env ) override;
80                virtual Expression *createThunkFunction( FunctionType *funType, Expression *actual, InferredParams *inferParams ) override;
81        };
[01aeade]82
[698664b3]83        /// Looks up open variables in actual type, returning true if any of them are bound in the environment or formal type.
[626dbc10]84        bool PolySpecializer::needsSpecialization( Type *formalType, Type *actualType, TypeSubstitution *env ) {
[01aeade]85                if ( env ) {
86                        using namespace ResolvExpr;
87                        OpenVarSet openVars, closedVars;
88                        AssertionSet need, have;
89                        findOpenVars( formalType, openVars, closedVars, need, have, false );
90                        findOpenVars( actualType, openVars, closedVars, need, have, true );
91                        for ( OpenVarSet::const_iterator openVar = openVars.begin(); openVar != openVars.end(); ++openVar ) {
92                                Type *boundType = env->lookup( openVar->first );
93                                if ( ! boundType ) continue;
94                                if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType* >( boundType ) ) {
95                                        if ( closedVars.find( typeInst->get_name() ) == closedVars.end() ) {
96                                                return true;
97                                        } // if
98                                } else {
99                                        return true;
100                                } // if
101                        } // for
102                        return false;
103                } else {
104                        return false;
105                } // if
106        }
107
[698664b3]108        /// Generates a thunk that calls `actual` with type `funType` and returns its address
[626dbc10]109        Expression * PolySpecializer::createThunkFunction( FunctionType *funType, Expression *actual, InferredParams *inferParams ) {
110                static UniqueName thunkNamer( "_thunk" );
111
[698664b3]112                FunctionType *newType = funType->clone();
113                if ( env ) {
114                        // it is important to replace only occurrences of type variables that occur free in the
115                        // thunk's type
[6c3a988f]116                        env->applyFree( newType );
[698664b3]117                } // if
118                // create new thunk with same signature as formal type (C linkage, empty body)
[0f8e4ac]119                FunctionDecl *thunkFunc = new FunctionDecl( thunkNamer.newName(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, newType, new CompoundStmt( noLabels ), false, false );
[698664b3]120                thunkFunc->fixUniqueId();
121
[64a32c6]122                // thunks may be generated and not used - silence warning with attribute
123                thunkFunc->get_attributes().push_back( new Attribute( "unused" ) );
124
[698664b3]125                // thread thunk parameters into call to actual function, naming thunk parameters as we go
126                UniqueName paramNamer( paramPrefix );
127                ApplicationExpr *appExpr = new ApplicationExpr( actual );
128                for ( std::list< DeclarationWithType* >::iterator param = thunkFunc->get_functionType()->get_parameters().begin(); param != thunkFunc->get_functionType()->get_parameters().end(); ++param ) {
129                        (*param )->set_name( paramNamer.newName() );
130                        appExpr->get_args().push_back( new VariableExpr( *param ) );
131                } // for
132                appExpr->set_env( maybeClone( env ) );
133                if ( inferParams ) {
134                        appExpr->get_inferParams() = *inferParams;
135                } // if
136
137                // handle any specializations that may still be present
138                std::string oldParamPrefix = paramPrefix;
139                paramPrefix += "p";
140                // save stmtsToAdd in oldStmts
141                std::list< Statement* > oldStmts;
142                oldStmts.splice( oldStmts.end(), stmtsToAdd );
[626dbc10]143                spec.handleExplicitParams( appExpr );
[698664b3]144                paramPrefix = oldParamPrefix;
145                // write any statements added for recursive specializations into the thunk body
146                thunkFunc->get_statements()->get_kids().splice( thunkFunc->get_statements()->get_kids().end(), stmtsToAdd );
147                // restore oldStmts into stmtsToAdd
148                stmtsToAdd.splice( stmtsToAdd.end(), oldStmts );
149
150                // add return (or valueless expression) to the thunk
151                Statement *appStmt;
152                if ( funType->get_returnVals().empty() ) {
153                        appStmt = new ExprStmt( noLabels, appExpr );
154                } else {
155                        appStmt = new ReturnStmt( noLabels, appExpr );
156                } // if
157                thunkFunc->get_statements()->get_kids().push_back( appStmt );
158
159                // add thunk definition to queue of statements to add
160                stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, thunkFunc ) );
161                // return address of thunk function as replacement expression
162                return new AddressExpr( new VariableExpr( thunkFunc ) );
163        }
[f1e012b]164
[626dbc10]165        Expression * Specializer::doSpecialization( Type *formalType, Expression *actual, InferredParams *inferParams ) {
[b3b2077]166                assertf( actual->has_result(), "attempting to specialize an untyped expression" );
[906e24d]167                if ( needsSpecialization( formalType, actual->get_result(), env ) ) {
[6c3a988f]168                        if ( FunctionType *funType = getFunctionType( formalType ) ) {
[698664b3]169                                ApplicationExpr *appExpr;
170                                VariableExpr *varExpr;
171                                if ( ( appExpr = dynamic_cast<ApplicationExpr*>( actual ) ) ) {
172                                        return createThunkFunction( funType, appExpr->get_function(), inferParams );
173                                } else if ( ( varExpr = dynamic_cast<VariableExpr*>( actual ) ) ) {
174                                        return createThunkFunction( funType, varExpr, inferParams );
[01aeade]175                                } else {
[698664b3]176                                        // This likely won't work, as anything that could build an ApplicationExpr probably hit one of the previous two branches
177                                        return createThunkFunction( funType, actual, inferParams );
178                                }
[01aeade]179                        } else {
180                                return actual;
181                        } // if
182                } else {
183                        return actual;
184                } // if
185        }
186
[626dbc10]187        bool TupleSpecializer::needsSpecialization( Type *formalType, Type *actualType, TypeSubstitution *env ) {
188                if ( FunctionType * ftype = getFunctionType( formalType ) ) {
189                        return ftype->isTtype();
190                }
191                return false;
192        }
193
[64eae56]194        /// restructures arg to match the structure of a single formal parameter. Assumes that atomic types are compatible (as the Resolver should have ensured this)
195        template< typename OutIterator >
196        void matchOneFormal( Expression * arg, unsigned & idx, Type * formal, OutIterator out ) {
197                if ( TupleType * tupleType = dynamic_cast< TupleType * >( formal ) ) {
198                        std::list< Expression * > exprs;
199                        for ( Type * t : *tupleType ) {
200                                matchOneFormal( arg, idx, t, back_inserter( exprs ) );
201                        }
202                        *out++ = new TupleExpr( exprs );
203                } else {
204                        *out++ = new TupleIndexExpr( arg->clone(), idx++ );
205                }
206        }
207
208        /// restructures the ttype argument to match the structure of the formal parameters of the actual function.
209        // [begin, end) are the formal parameters.
210        // args is the list of arguments currently given to the actual function, the last of which needs to be restructured.
[4c8621ac]211        template< typename Iterator, typename OutIterator >
212        void fixLastArg( Expression * last, Iterator begin, Iterator end, OutIterator out ) {
[626dbc10]213                // safe_dynamic_cast for the assertion
[6c3a988f]214                safe_dynamic_cast< TupleType * >( last->get_result() );
[626dbc10]215                unsigned idx = 0;
216                for ( ; begin != end; ++begin ) {
[64eae56]217                        DeclarationWithType * formal = *begin;
218                        Type * formalType = formal->get_type();
[4c8621ac]219                        matchOneFormal( last, idx, formalType, out );
[626dbc10]220                }
221                delete last;
222        }
223
224        Expression * TupleSpecializer::createThunkFunction( FunctionType *funType, Expression *actual, InferredParams *inferParams ) {
225                static UniqueName thunkNamer( "_tupleThunk" );
226
227                FunctionType *newType = funType->clone();
228                if ( env ) {
229                        // it is important to replace only occurrences of type variables that occur free in the
230                        // thunk's type
[6c3a988f]231                        env->applyFree( newType );
[626dbc10]232                } // if
233                // create new thunk with same signature as formal type (C linkage, empty body)
234                FunctionDecl *thunkFunc = new FunctionDecl( thunkNamer.newName(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, newType, new CompoundStmt( noLabels ), false, false );
235                thunkFunc->fixUniqueId();
236
237                // thunks may be generated and not used - silence warning with attribute
238                thunkFunc->get_attributes().push_back( new Attribute( "unused" ) );
239
240                // thread thunk parameters into call to actual function, naming thunk parameters as we go
241                UniqueName paramNamer( paramPrefix );
242                ApplicationExpr *appExpr = new ApplicationExpr( actual );
243
[6c3a988f]244                FunctionType * actualType = getFunctionType( actual->get_result() )->clone();
245                if ( env ) {
246                        // need to apply the environment to the actual function's type, since it may itself be polymorphic
247                        env->apply( actualType );
248                }
249                std::unique_ptr< FunctionType > actualTypeManager( actualType ); // for RAII
[4c8621ac]250                std::list< DeclarationWithType * >::iterator actualBegin = actualType->get_parameters().begin();
251                std::list< DeclarationWithType * >::iterator actualEnd = actualType->get_parameters().end();
252                std::list< DeclarationWithType * >::iterator formalBegin = funType->get_parameters().begin();
253                std::list< DeclarationWithType * >::iterator formalEnd = funType->get_parameters().end();
[626dbc10]254
[4c8621ac]255                Expression * last = nullptr;
[626dbc10]256                for ( DeclarationWithType* param : thunkFunc->get_functionType()->get_parameters() ) {
[64eae56]257                        // walk the parameters to the actual function alongside the parameters to the thunk to find the location where the ttype parameter begins to satisfy parameters in the actual function.
[626dbc10]258                        param->set_name( paramNamer.newName() );
[4c8621ac]259                        assertf( formalBegin != formalEnd, "Reached end of formal parameters before finding ttype parameter" );
260                        if ( Tuples::isTtype((*formalBegin)->get_type()) ) {
261                                last = new VariableExpr( param );
262                                break;
263                        }
264                        assertf( actualBegin != actualEnd, "reached end of actual function's arguments before finding ttype parameter" );
265                        ++actualBegin;
266                        ++formalBegin;
267
[626dbc10]268                        appExpr->get_args().push_back( new VariableExpr( param ) );
269                } // for
[4c8621ac]270                assert( last );
271                fixLastArg( last, actualBegin, actualEnd, back_inserter( appExpr->get_args() ) );
[626dbc10]272                appExpr->set_env( maybeClone( env ) );
273                if ( inferParams ) {
274                        appExpr->get_inferParams() = *inferParams;
275                } // if
276
277                // handle any specializations that may still be present
278                std::string oldParamPrefix = paramPrefix;
279                paramPrefix += "p";
280                // save stmtsToAdd in oldStmts
281                std::list< Statement* > oldStmts;
282                oldStmts.splice( oldStmts.end(), stmtsToAdd );
[6c3a988f]283                spec.mutate( appExpr );
[626dbc10]284                paramPrefix = oldParamPrefix;
285                // write any statements added for recursive specializations into the thunk body
286                thunkFunc->get_statements()->get_kids().splice( thunkFunc->get_statements()->get_kids().end(), stmtsToAdd );
287                // restore oldStmts into stmtsToAdd
288                stmtsToAdd.splice( stmtsToAdd.end(), oldStmts );
289
290                // add return (or valueless expression) to the thunk
291                Statement *appStmt;
292                if ( funType->get_returnVals().empty() ) {
293                        appStmt = new ExprStmt( noLabels, appExpr );
294                } else {
295                        appStmt = new ReturnStmt( noLabels, appExpr );
296                } // if
297                thunkFunc->get_statements()->get_kids().push_back( appStmt );
298
299                // add thunk definition to queue of statements to add
300                stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, thunkFunc ) );
301                // return address of thunk function as replacement expression
302                return new AddressExpr( new VariableExpr( thunkFunc ) );
303        }
304
[01aeade]305        void Specialize::handleExplicitParams( ApplicationExpr *appExpr ) {
306                // create thunks for the explicit parameters
[906e24d]307                assert( appExpr->get_function()->has_result() );
308                FunctionType *function = getFunctionType( appExpr->get_function()->get_result() );
[698664b3]309                assert( function );
[01aeade]310                std::list< DeclarationWithType* >::iterator formal;
311                std::list< Expression* >::iterator actual;
312                for ( formal = function->get_parameters().begin(), actual = appExpr->get_args().begin(); formal != function->get_parameters().end() && actual != appExpr->get_args().end(); ++formal, ++actual ) {
[626dbc10]313                        *actual = specializer->doSpecialization( (*formal )->get_type(), *actual, &appExpr->get_inferParams() );
[01aeade]314                }
315        }
316
317        Expression * Specialize::mutate( ApplicationExpr *appExpr ) {
318                appExpr->get_function()->acceptMutator( *this );
319                mutateAll( appExpr->get_args(), *this );
320
[aedfd91]321                if ( ! InitTweak::isIntrinsicCallExpr( appExpr ) ) {
322                        // create thunks for the inferred parameters
323                        // don't need to do this for intrinsic calls, because they aren't actually passed
324                        for ( InferredParams::iterator inferParam = appExpr->get_inferParams().begin(); inferParam != appExpr->get_inferParams().end(); ++inferParam ) {
[6c3a988f]325                                inferParam->second.expr = specializer->doSpecialization( inferParam->second.formalType, inferParam->second.expr, inferParam->second.inferParams.get() );
[aedfd91]326                        }
327                        handleExplicitParams( appExpr );
328                }
[01aeade]329                return appExpr;
330        }
331
332        Expression * Specialize::mutate( AddressExpr *addrExpr ) {
333                addrExpr->get_arg()->acceptMutator( *this );
[906e24d]334                assert( addrExpr->has_result() );
[626dbc10]335                addrExpr->set_arg( specializer->doSpecialization( addrExpr->get_result(), addrExpr->get_arg() ) );
[01aeade]336                return addrExpr;
337        }
338
339        Expression * Specialize::mutate( CastExpr *castExpr ) {
340                castExpr->get_arg()->acceptMutator( *this );
[906e24d]341                if ( castExpr->get_result()->isVoid() ) {
[803deb1]342                        // can't specialize if we don't have a return value
343                        return castExpr;
344                }
[626dbc10]345                Expression *specialized = specializer->doSpecialization( castExpr->get_result(), castExpr->get_arg() );
[698664b3]346                if ( specialized != castExpr->get_arg() ) {
347                        // assume here that the specialization incorporates the cast
348                        return specialized;
349                } else {
350                        return castExpr;
351                }
[01aeade]352        }
353
[fea7ca7]354        // Removing these for now. Richard put these in for some reason, but it's not clear why.
355        // In particular, copy constructors produce a comma expression, and with this code the parts
356        // of that comma expression are not specialized, which causes problems.
[01aeade]357
[fea7ca7]358        // Expression * Specialize::mutate( LogicalExpr *logicalExpr ) {
359        //      return logicalExpr;
360        // }
[01aeade]361
[fea7ca7]362        // Expression * Specialize::mutate( ConditionalExpr *condExpr ) {
363        //      return condExpr;
364        // }
365
366        // Expression * Specialize::mutate( CommaExpr *commaExpr ) {
367        //      return commaExpr;
368        // }
[626dbc10]369
370        void convertSpecializations( std::list< Declaration* >& translationUnit ) {
371                Specialize spec;
372
373                TupleSpecializer tupleSpec( spec );
374                spec.specializer = &tupleSpec;
375                mutateAll( translationUnit, spec );
376
377                PolySpecializer polySpec( spec );
378                spec.specializer = &polySpec;
379                mutateAll( translationUnit, spec );
380        }
[51b7345]381} // namespace GenPoly
[01aeade]382
[51587aa]383// Local Variables: //
384// tab-width: 4 //
385// mode: c++ //
386// compile-command: "make install" //
387// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.