source: src/Tuples/TupleExpansion.cc @ 79308c8e

ADTaaron-thesisarm-ehast-experimentalcleanup-dtorsdeferred_resndemanglerenumforall-pointer-decayjacob/cs343-translationjenkins-sandboxnew-astnew-ast-unique-exprnew-envno_listpersistent-indexerpthread-emulationqualifiedEnumresolv-newwith_gc
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[6eb8948]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// TupleAssignment.cc --
8//
9// Author           : Rodolfo G. Esteves
10// Created On       : Mon May 18 07:44:20 2015
11// Last Modified By : Peter A. Buhr
[68fe077a]12// Last Modified On : Thu Mar 16 08:05:17 2017
13// Update Count     : 15
[6eb8948]14//
15
16#include <iterator>
17#include <iostream>
18#include <cassert>
19#include "Tuples.h"
[f006f01]20#include "GenPoly/DeclMutator.h"
21#include "SynTree/Mutator.h"
[6eb8948]22#include "SynTree/Statement.h"
[f006f01]23#include "SynTree/Declaration.h"
24#include "SynTree/Type.h"
[3c13c03]25#include "SynTree/Expression.h"
26#include "SynTree/Initializer.h"
[f006f01]27#include "SymTab/Mangler.h"
28#include "Common/ScopedMap.h"
[1132b62]29#include "ResolvExpr/typeops.h"
[f0121d7]30#include "InitTweak/GenInit.h"
[b7b8674]31#include "InitTweak/InitTweak.h"
[6eb8948]32
33namespace Tuples {
[3c13c03]34        namespace {
[5f5083e]35                class MemberTupleExpander final : public Mutator {
[bf32bb8]36                public:
37                        typedef Mutator Parent;
[5f5083e]38                        using Parent::mutate;
39
40                        virtual Expression * mutate( UntypedMemberExpr * memberExpr ) override;
[bf32bb8]41                };
42
[5f5083e]43                class UniqueExprExpander final : public GenPoly::DeclMutator {
[3c13c03]44                public:
45                        typedef GenPoly::DeclMutator Parent;
[5f5083e]46                        using Parent::mutate;
[141b786]47
[5f5083e]48                        virtual Expression * mutate( UniqueExpr * unqExpr ) override;
[141b786]49
50                        std::map< int, Expression * > decls; // not vector, because order added may not be increasing order
51
52                        ~UniqueExprExpander() {
53                                for ( std::pair<const int, Expression *> & p : decls ) {
54                                        delete p.second;
55                                }
56                        }
[3c13c03]57                };
58
59                class TupleAssignExpander : public Mutator {
60                public:
61                        typedef Mutator Parent;
[5f5083e]62                        using Parent::mutate;
63
[3c13c03]64                        virtual Expression * mutate( TupleAssignExpr * tupleExpr );
65                };
66
67                class TupleTypeReplacer : public GenPoly::DeclMutator {
68                  public:
69                        typedef GenPoly::DeclMutator Parent;
[5f5083e]70                        using Parent::mutate;
[3c13c03]71
[5f5083e]72                        virtual Type * mutate( TupleType * tupleType ) override;
[3c13c03]73
[5f5083e]74                        virtual CompoundStmt * mutate( CompoundStmt * stmt ) override {
[3c13c03]75                                typeMap.beginScope();
76                                stmt = Parent::mutate( stmt );
77                                typeMap.endScope();
78                                return stmt;
79                        }
80                  private:
[e6512c8]81                        ScopedMap< int, StructDecl * > typeMap;
[3c13c03]82                };
83
[5f5083e]84                class TupleIndexExpander final : public Mutator {
[3c13c03]85                public:
86                        typedef Mutator Parent;
[5f5083e]87                        using Parent::mutate;
88
89                        virtual Expression * mutate( TupleIndexExpr * tupleExpr ) override;
[3c13c03]90                };
91
[5f5083e]92                class TupleExprExpander final : public Mutator {
[3c13c03]93                public:
94                        typedef Mutator Parent;
[5f5083e]95                        using Parent::mutate;
[d9fa60a]96
[5f5083e]97                        virtual Expression * mutate( TupleExpr * tupleExpr ) override;
[3c13c03]98                };
99        }
[f006f01]100
[bf32bb8]101        void expandMemberTuples( std::list< Declaration * > & translationUnit ) {
102                MemberTupleExpander expander;
103                mutateAll( translationUnit, expander );
104        }
105
[aefcc3b]106        void expandUniqueExpr( std::list< Declaration * > & translationUnit ) {
[3c13c03]107                UniqueExprExpander unqExpander;
108                unqExpander.mutateDeclarationList( translationUnit );
[aefcc3b]109        }
[3c13c03]110
[aefcc3b]111        void expandTuples( std::list< Declaration * > & translationUnit ) {
[3c13c03]112                TupleAssignExpander assnExpander;
113                mutateAll( translationUnit, assnExpander );
[f006f01]114
115                TupleTypeReplacer replacer;
116                replacer.mutateDeclarationList( translationUnit );
[3c13c03]117
118                TupleIndexExpander idxExpander;
119                mutateAll( translationUnit, idxExpander );
120
121                TupleExprExpander exprExpander;
122                mutateAll( translationUnit, exprExpander );
123        }
124
[bf32bb8]125        namespace {
126                /// given a expression representing the member and an expression representing the aggregate,
127                /// reconstructs a flattened UntypedMemberExpr with the right precedence
[64ac636]128                Expression * reconstructMemberExpr( Expression * member, Expression * aggr, CodeLocation & loc ) {
[bf32bb8]129                        if ( UntypedMemberExpr * memberExpr = dynamic_cast< UntypedMemberExpr * >( member ) ) {
130                                // construct a new UntypedMemberExpr with the correct structure , and recursively
131                                // expand that member expression.
132                                MemberTupleExpander expander;
[64ac636]133                                UntypedMemberExpr * inner = new UntypedMemberExpr( memberExpr->get_aggregate(), aggr->clone() );
134                                UntypedMemberExpr * newMemberExpr = new UntypedMemberExpr( memberExpr->get_member(), inner );
135                                inner->location = newMemberExpr->location = loc;
[bf32bb8]136                                memberExpr->set_member(nullptr);
137                                memberExpr->set_aggregate(nullptr);
138                                delete memberExpr;
139                                return newMemberExpr->acceptMutator( expander );
140                        } else {
141                                // not a member expression, so there is nothing to do but attach and return
[64ac636]142                                UntypedMemberExpr * newMemberExpr = new UntypedMemberExpr( member, aggr->clone() );
143                                newMemberExpr->location = loc;
144                                return newMemberExpr;
[bf32bb8]145                        }
146                }
147        }
148
149        Expression * MemberTupleExpander::mutate( UntypedMemberExpr * memberExpr ) {
[907eccb]150                if ( UntypedTupleExpr * tupleExpr = dynamic_cast< UntypedTupleExpr * > ( memberExpr->get_member() ) ) {
[141b786]151                        Expression * aggr = memberExpr->get_aggregate()->clone()->acceptMutator( *this );
152                        // aggregate expressions which might be impure must be wrapped in unique expressions
153                        // xxx - if there's a member-tuple expression nested in the aggregate, this currently generates the wrong code if a UniqueExpr is not used, and it's purely an optimization to remove the UniqueExpr
154                        // if ( Tuples::maybeImpure( memberExpr->get_aggregate() ) ) aggr = new UniqueExpr( aggr );
155                        aggr = new UniqueExpr( aggr );
[bf32bb8]156                        for ( Expression *& expr : tupleExpr->get_exprs() ) {
[64ac636]157                                expr = reconstructMemberExpr( expr, aggr, memberExpr->location );
158                                expr->location = memberExpr->location;
[bf32bb8]159                        }
[141b786]160                        delete aggr;
[64ac636]161                        tupleExpr->location = memberExpr->location;
[bf32bb8]162                        return tupleExpr;
163                } else {
[f0121d7]164                        // there may be a tuple expr buried in the aggregate
165                        // xxx - this is a memory leak
[64ac636]166                        UntypedMemberExpr * newMemberExpr = new UntypedMemberExpr( memberExpr->get_member()->clone(), memberExpr->get_aggregate()->acceptMutator( *this ) );
167                        newMemberExpr->location = memberExpr->location;
168                        return newMemberExpr;
[bf32bb8]169                }
170        }
171
[3c13c03]172        Expression * UniqueExprExpander::mutate( UniqueExpr * unqExpr ) {
173                unqExpr = safe_dynamic_cast< UniqueExpr * > ( Parent::mutate( unqExpr ) );
[141b786]174                const int id = unqExpr->get_id();
175
176                // on first time visiting a unique expr with a particular ID, generate the expression that replaces all UniqueExprs with that ID,
177                // and lookup on subsequent hits. This ensures that all unique exprs with the same ID reference the same variable.
178                if ( ! decls.count( id ) ) {
179                        Expression * assignUnq;
180                        Expression * var = unqExpr->get_var();
181                        if ( unqExpr->get_object() ) {
182                                // an object was generated to represent this unique expression -- it should be added to the list of declarations now
183                                addDeclaration( unqExpr->get_object() );
184                                unqExpr->set_object( nullptr );
185                                // steal the expr from the unqExpr
186                                assignUnq = UntypedExpr::createAssign( unqExpr->get_var()->clone(), unqExpr->get_expr() );
187                                unqExpr->set_expr( nullptr );
188                        } else {
189                                // steal the already generated assignment to var from the unqExpr - this has been generated by FixInit
190                                Expression * expr = unqExpr->get_expr();
191                                CommaExpr * commaExpr = safe_dynamic_cast< CommaExpr * >( expr );
192                                assignUnq = commaExpr->get_arg1();
193                                commaExpr->set_arg1( nullptr );
194                        }
195                        BasicType * boolType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::Bool );
[14a33790]196                        ObjectDecl * finished = new ObjectDecl( toString( "_unq", id, "_finished_" ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, nullptr, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::Bool ), new SingleInit( new ConstantExpr( Constant( boolType->clone(), "0" ) ), noDesignators ) );
[141b786]197                        addDeclaration( finished );
198                        // (finished ? _unq_expr_N : (_unq_expr_N = <unqExpr->get_expr()>, finished = 1, _unq_expr_N))
199                        // This pattern ensures that each unique expression is evaluated once, regardless of evaluation order of the generated C code.
200                        Expression * assignFinished = UntypedExpr::createAssign( new VariableExpr(finished), new ConstantExpr( Constant( boolType->clone(), "1" ) ) );
201                        ConditionalExpr * condExpr = new ConditionalExpr( new VariableExpr( finished ), var->clone(),
202                                new CommaExpr( new CommaExpr( assignUnq, assignFinished ), var->clone() ) );
203                        condExpr->set_result( var->get_result()->clone() );
[d5556a3]204                        condExpr->set_env( maybeClone( unqExpr->get_env() ) );
[141b786]205                        decls[id] = condExpr;
[3c13c03]206                }
[141b786]207                delete unqExpr;
208                return decls[id]->clone();
[6eb8948]209        }
210
[3c13c03]211        Expression * TupleAssignExpander::mutate( TupleAssignExpr * assnExpr ) {
[141b786]212                assnExpr = safe_dynamic_cast< TupleAssignExpr * >( Parent::mutate( assnExpr ) );
[d5556a3]213                StmtExpr * ret = assnExpr->get_stmtExpr();
214                assnExpr->set_stmtExpr( nullptr );
215                // move env to StmtExpr
216                ret->set_env( assnExpr->get_env() );
217                assnExpr->set_env( nullptr );
[3c13c03]218                delete assnExpr;
[d5556a3]219                return ret;
[6eb8948]220        }
221
[f006f01]222        Type * TupleTypeReplacer::mutate( TupleType * tupleType ) {
[d9fa60a]223                tupleType = safe_dynamic_cast< TupleType * > ( Parent::mutate( tupleType ) );
[e6512c8]224                unsigned tupleSize = tupleType->size();
225                if ( ! typeMap.count( tupleSize ) ) {
226                        // generate struct type to replace tuple type based on the number of components in the tuple
[94a8123]227                        StructDecl * decl = new StructDecl( toString( "_tuple", tupleSize, "_" ) );
[f006f01]228                        decl->set_body( true );
[e6512c8]229                        for ( size_t i = 0; i < tupleSize; ++i ) {
[68fe077a]230                                TypeDecl * tyParam = new TypeDecl( toString( "tuple_param_", i ), Type::StorageClasses(), nullptr, TypeDecl::Any );
231                                decl->get_members().push_back( new ObjectDecl( toString("field_", i ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, nullptr, new TypeInstType( Type::Qualifiers(), tyParam->get_name(), tyParam ), nullptr ) );
[d9fa60a]232                                decl->get_parameters().push_back( tyParam );
[f006f01]233                        }
[e6512c8]234                        if ( tupleSize == 0 ) {
[4c8621ac]235                                // empty structs are not standard C. Add a dummy field to empty tuples to silence warnings when a compound literal Tuple0 is created.
[68fe077a]236                                decl->get_members().push_back( new ObjectDecl( "dummy", Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, nullptr, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::SignedInt ), nullptr ) );
[4c8621ac]237                        }
[e6512c8]238                        typeMap[tupleSize] = decl;
[f006f01]239                        addDeclaration( decl );
240                }
[d9fa60a]241                Type::Qualifiers qualifiers = tupleType->get_qualifiers();
242
[e6512c8]243                StructDecl * decl = typeMap[tupleSize];
[d9fa60a]244                StructInstType * newType = new StructInstType( qualifiers, decl );
245                for ( Type * t : *tupleType ) {
246                        newType->get_parameters().push_back( new TypeExpr( t->clone() ) );
247                }
248                delete tupleType;
249                return newType;
[f006f01]250        }
251
[3c13c03]252        Expression * TupleIndexExpander::mutate( TupleIndexExpr * tupleExpr ) {
253                Expression * tuple = maybeMutate( tupleExpr->get_tuple(), *this );
254                assert( tuple );
255                tupleExpr->set_tuple( nullptr );
256                unsigned int idx = tupleExpr->get_index();
[d5556a3]257                TypeSubstitution * env = tupleExpr->get_env();
258                tupleExpr->set_env( nullptr );
[3c13c03]259                delete tupleExpr;
260
261                StructInstType * type = safe_dynamic_cast< StructInstType * >( tuple->get_result() );
262                StructDecl * structDecl = type->get_baseStruct();
263                assert( structDecl->get_members().size() > idx );
264                Declaration * member = *std::next(structDecl->get_members().begin(), idx);
[d5556a3]265                MemberExpr * memExpr = new MemberExpr( safe_dynamic_cast< DeclarationWithType * >( member ), tuple );
266                memExpr->set_env( env );
267                return memExpr;
[3c13c03]268        }
269
[d5556a3]270        Expression * replaceTupleExpr( Type * result, const std::list< Expression * > & exprs, TypeSubstitution * env ) {
[65660bd]271                if ( result->isVoid() ) {
272                        // void result - don't need to produce a value for cascading - just output a chain of comma exprs
273                        assert( ! exprs.empty() );
274                        std::list< Expression * >::const_iterator iter = exprs.begin();
[d5556a3]275                        Expression * expr = new CastExpr( *iter++ );
[65660bd]276                        for ( ; iter != exprs.end(); ++iter ) {
[d5556a3]277                                expr = new CommaExpr( expr, new CastExpr( *iter ) );
[65660bd]278                        }
[d5556a3]279                        expr->set_env( env );
[65660bd]280                        return expr;
281                } else {
282                        // typed tuple expression - produce a compound literal which performs each of the expressions
283                        // as a distinct part of its initializer - the produced compound literal may be used as part of
284                        // another expression
285                        std::list< Initializer * > inits;
286                        for ( Expression * expr : exprs ) {
287                                inits.push_back( new SingleInit( expr ) );
288                        }
[d5556a3]289                        Expression * expr = new CompoundLiteralExpr( result, new ListInit( inits ) );
290                        expr->set_env( env );
291                        return expr;
[3c13c03]292                }
293        }
294
[65660bd]295        Expression * TupleExprExpander::mutate( TupleExpr * tupleExpr ) {
[bf32bb8]296                // recursively expand sub-tuple-expressions
297                tupleExpr = safe_dynamic_cast<TupleExpr *>(Parent::mutate(tupleExpr));
[65660bd]298                Type * result = tupleExpr->get_result();
299                std::list< Expression * > exprs = tupleExpr->get_exprs();
300                assert( result );
[d5556a3]301                TypeSubstitution * env = tupleExpr->get_env();
[65660bd]302
[bf32bb8]303                // remove data from shell and delete it
[65660bd]304                tupleExpr->set_result( nullptr );
305                tupleExpr->get_exprs().clear();
[d5556a3]306                tupleExpr->set_env( nullptr );
[65660bd]307                delete tupleExpr;
308
[d5556a3]309                return replaceTupleExpr( result, exprs, env );
[65660bd]310        }
311
312        Type * makeTupleType( const std::list< Expression * > & exprs ) {
313                // produce the TupleType which aggregates the types of the exprs
[bf4ac09]314                TupleType *tupleType = new TupleType( Type::Qualifiers( Type::Const | Type::Volatile | Type::Restrict | Type::Lvalue | Type::Atomic | Type::Mutex ) );
[3c13c03]315                Type::Qualifiers &qualifiers = tupleType->get_qualifiers();
316                for ( Expression * expr : exprs ) {
317                        assert( expr->get_result() );
[65660bd]318                        if ( expr->get_result()->isVoid() ) {
319                                // if the type of any expr is void, the type of the entire tuple is void
320                                delete tupleType;
321                                return new VoidType( Type::Qualifiers() );
322                        }
[3c13c03]323                        Type * type = expr->get_result()->clone();
324                        tupleType->get_types().push_back( type );
[65660bd]325                        // the qualifiers on the tuple type are the qualifiers that exist on all component types
[3c13c03]326                        qualifiers &= type->get_qualifiers();
327                } // for
[907eccb]328                if ( exprs.empty() ) qualifiers = Type::Qualifiers();
[3c13c03]329                return tupleType;
330        }
[65660bd]331
[8bf784a]332        TypeInstType * isTtype( Type * type ) {
333                if ( TypeInstType * inst = dynamic_cast< TypeInstType * >( type ) ) {
334                        if ( inst->get_baseType()->get_kind() == TypeDecl::Ttype ) {
335                                return inst;
336                        }
337                }
338                return nullptr;
339        }
340
[65660bd]341        namespace {
342                /// determines if impurity (read: side-effects) may exist in a piece of code. Currently gives a very crude approximation, wherein any function call expression means the code may be impure
343                class ImpurityDetector : public Visitor {
344                public:
345                        typedef Visitor Parent;
[b7b8674]346                        virtual void visit( ApplicationExpr * appExpr ) {
347                                if ( DeclarationWithType * function = InitTweak::getFunction( appExpr ) ) {
348                                        if ( function->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
349                                                if ( function->get_name() == "*?" || function->get_name() == "?[?]" ) {
350                                                        // intrinsic dereference, subscript are pure, but need to recursively look for impurity
351                                                        Parent::visit( appExpr );
352                                                        return;
353                                                }
354                                        }
355                                }
356                                maybeImpure = true;
357                        }
[65660bd]358                        virtual void visit( UntypedExpr * untypedExpr ) { maybeImpure = true; }
359                        bool maybeImpure = false;
360                };
361        } // namespace
362
363        bool maybeImpure( Expression * expr ) {
364                ImpurityDetector detector;
365                expr->accept( detector );
366                return detector.maybeImpure;
367        }
[6eb8948]368} // namespace Tuples
369
370// Local Variables: //
371// tab-width: 4 //
372// mode: c++ //
373// compile-command: "make install" //
374// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.