source: src/Tuples/TupleExpansion.cc @ c0aa336

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
[c0aa336]12// Last Modified On : Wed Feb  1 16:40:40 2017
13// Update Count     : 3
[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"
[6eb8948]31
32namespace Tuples {
[3c13c03]33        namespace {
[5f5083e]34                class MemberTupleExpander final : public Mutator {
[bf32bb8]35                public:
36                        typedef Mutator Parent;
[5f5083e]37                        using Parent::mutate;
38
39                        virtual Expression * mutate( UntypedMemberExpr * memberExpr ) override;
[bf32bb8]40                };
41
[5f5083e]42                class UniqueExprExpander final : public GenPoly::DeclMutator {
[3c13c03]43                public:
44                        typedef GenPoly::DeclMutator Parent;
[5f5083e]45                        using Parent::mutate;
[141b786]46
[5f5083e]47                        virtual Expression * mutate( UniqueExpr * unqExpr ) override;
[141b786]48
49                        std::map< int, Expression * > decls; // not vector, because order added may not be increasing order
50
51                        ~UniqueExprExpander() {
52                                for ( std::pair<const int, Expression *> & p : decls ) {
53                                        delete p.second;
54                                }
55                        }
[3c13c03]56                };
57
58                class TupleAssignExpander : public Mutator {
59                public:
60                        typedef Mutator Parent;
[5f5083e]61                        using Parent::mutate;
62
[3c13c03]63                        virtual Expression * mutate( TupleAssignExpr * tupleExpr );
64                };
65
66                class TupleTypeReplacer : public GenPoly::DeclMutator {
67                  public:
68                        typedef GenPoly::DeclMutator Parent;
[5f5083e]69                        using Parent::mutate;
[3c13c03]70
[5f5083e]71                        virtual Type * mutate( TupleType * tupleType ) override;
[3c13c03]72
[5f5083e]73                        virtual CompoundStmt * mutate( CompoundStmt * stmt ) override {
[3c13c03]74                                typeMap.beginScope();
75                                stmt = Parent::mutate( stmt );
76                                typeMap.endScope();
77                                return stmt;
78                        }
79                  private:
80                        ScopedMap< std::string, StructDecl * > typeMap;
81                };
82
[5f5083e]83                class TupleIndexExpander final : public Mutator {
[3c13c03]84                public:
85                        typedef Mutator Parent;
[5f5083e]86                        using Parent::mutate;
87
88                        virtual Expression * mutate( TupleIndexExpr * tupleExpr ) override;
[3c13c03]89                };
90
[5f5083e]91                class TupleExprExpander final : public Mutator {
[3c13c03]92                public:
93                        typedef Mutator Parent;
[5f5083e]94                        using Parent::mutate;
[d9fa60a]95
[5f5083e]96                        virtual Expression * mutate( TupleExpr * tupleExpr ) override;
[3c13c03]97                };
98        }
[f006f01]99
[bf32bb8]100        void expandMemberTuples( std::list< Declaration * > & translationUnit ) {
101                MemberTupleExpander expander;
102                mutateAll( translationUnit, expander );
103        }
104
[aefcc3b]105        void expandUniqueExpr( std::list< Declaration * > & translationUnit ) {
[3c13c03]106                UniqueExprExpander unqExpander;
107                unqExpander.mutateDeclarationList( translationUnit );
[aefcc3b]108        }
[3c13c03]109
[aefcc3b]110        void expandTuples( std::list< Declaration * > & translationUnit ) {
[3c13c03]111                TupleAssignExpander assnExpander;
112                mutateAll( translationUnit, assnExpander );
[f006f01]113
114                TupleTypeReplacer replacer;
115                replacer.mutateDeclarationList( translationUnit );
[3c13c03]116
117                TupleIndexExpander idxExpander;
118                mutateAll( translationUnit, idxExpander );
119
120                TupleExprExpander exprExpander;
121                mutateAll( translationUnit, exprExpander );
122        }
123
[bf32bb8]124        namespace {
125                /// given a expression representing the member and an expression representing the aggregate,
126                /// reconstructs a flattened UntypedMemberExpr with the right precedence
[141b786]127                Expression * reconstructMemberExpr( Expression * member, Expression * aggr ) {
[bf32bb8]128                        if ( UntypedMemberExpr * memberExpr = dynamic_cast< UntypedMemberExpr * >( member ) ) {
129                                // construct a new UntypedMemberExpr with the correct structure , and recursively
130                                // expand that member expression.
131                                MemberTupleExpander expander;
132                                UntypedMemberExpr * newMemberExpr = new UntypedMemberExpr( memberExpr->get_member(), new UntypedMemberExpr( memberExpr->get_aggregate(), aggr->clone() ) );
133
134                                memberExpr->set_member(nullptr);
135                                memberExpr->set_aggregate(nullptr);
136                                delete memberExpr;
137                                return newMemberExpr->acceptMutator( expander );
138                        } else {
139                                // not a member expression, so there is nothing to do but attach and return
140                                return new UntypedMemberExpr( member, aggr->clone() );
141                        }
142                }
143        }
144
145        Expression * MemberTupleExpander::mutate( UntypedMemberExpr * memberExpr ) {
[907eccb]146                if ( UntypedTupleExpr * tupleExpr = dynamic_cast< UntypedTupleExpr * > ( memberExpr->get_member() ) ) {
[141b786]147                        Expression * aggr = memberExpr->get_aggregate()->clone()->acceptMutator( *this );
148                        // aggregate expressions which might be impure must be wrapped in unique expressions
149                        // 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
150                        // if ( Tuples::maybeImpure( memberExpr->get_aggregate() ) ) aggr = new UniqueExpr( aggr );
151                        aggr = new UniqueExpr( aggr );
[bf32bb8]152                        for ( Expression *& expr : tupleExpr->get_exprs() ) {
[141b786]153                                expr = reconstructMemberExpr( expr, aggr );
[bf32bb8]154                        }
[141b786]155                        delete aggr;
[bf32bb8]156                        return tupleExpr;
157                } else {
[f0121d7]158                        // there may be a tuple expr buried in the aggregate
159                        // xxx - this is a memory leak
160                        return new UntypedMemberExpr( memberExpr->get_member()->clone(), memberExpr->get_aggregate()->acceptMutator( *this ) );
[bf32bb8]161                }
162        }
163
[3c13c03]164        Expression * UniqueExprExpander::mutate( UniqueExpr * unqExpr ) {
165                unqExpr = safe_dynamic_cast< UniqueExpr * > ( Parent::mutate( unqExpr ) );
[141b786]166                const int id = unqExpr->get_id();
167
168                // on first time visiting a unique expr with a particular ID, generate the expression that replaces all UniqueExprs with that ID,
169                // and lookup on subsequent hits. This ensures that all unique exprs with the same ID reference the same variable.
170                if ( ! decls.count( id ) ) {
171                        Expression * assignUnq;
172                        Expression * var = unqExpr->get_var();
173                        if ( unqExpr->get_object() ) {
174                                // an object was generated to represent this unique expression -- it should be added to the list of declarations now
175                                addDeclaration( unqExpr->get_object() );
176                                unqExpr->set_object( nullptr );
177                                // steal the expr from the unqExpr
178                                assignUnq = UntypedExpr::createAssign( unqExpr->get_var()->clone(), unqExpr->get_expr() );
179                                unqExpr->set_expr( nullptr );
180                        } else {
181                                // steal the already generated assignment to var from the unqExpr - this has been generated by FixInit
182                                Expression * expr = unqExpr->get_expr();
183                                CommaExpr * commaExpr = safe_dynamic_cast< CommaExpr * >( expr );
184                                assignUnq = commaExpr->get_arg1();
185                                commaExpr->set_arg1( nullptr );
186                        }
187                        BasicType * boolType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::Bool );
188                        ObjectDecl * finished = new ObjectDecl( toString( "_unq_expr_finished_", id ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, nullptr, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::Bool ), new SingleInit( new ConstantExpr( Constant( boolType->clone(), "0" ) ), noDesignators ) );
189                        addDeclaration( finished );
190                        // (finished ? _unq_expr_N : (_unq_expr_N = <unqExpr->get_expr()>, finished = 1, _unq_expr_N))
191                        // This pattern ensures that each unique expression is evaluated once, regardless of evaluation order of the generated C code.
192                        Expression * assignFinished = UntypedExpr::createAssign( new VariableExpr(finished), new ConstantExpr( Constant( boolType->clone(), "1" ) ) );
193                        ConditionalExpr * condExpr = new ConditionalExpr( new VariableExpr( finished ), var->clone(),
194                                new CommaExpr( new CommaExpr( assignUnq, assignFinished ), var->clone() ) );
195                        condExpr->set_result( var->get_result()->clone() );
[d5556a3]196                        condExpr->set_env( maybeClone( unqExpr->get_env() ) );
[141b786]197                        decls[id] = condExpr;
[3c13c03]198                }
[141b786]199                delete unqExpr;
200                return decls[id]->clone();
[6eb8948]201        }
202
[3c13c03]203        Expression * TupleAssignExpander::mutate( TupleAssignExpr * assnExpr ) {
[141b786]204                assnExpr = safe_dynamic_cast< TupleAssignExpr * >( Parent::mutate( assnExpr ) );
[d5556a3]205                StmtExpr * ret = assnExpr->get_stmtExpr();
206                assnExpr->set_stmtExpr( nullptr );
207                // move env to StmtExpr
208                ret->set_env( assnExpr->get_env() );
209                assnExpr->set_env( nullptr );
[3c13c03]210                delete assnExpr;
[d5556a3]211                return ret;
[6eb8948]212        }
213
[f006f01]214        Type * TupleTypeReplacer::mutate( TupleType * tupleType ) {
215                std::string mangleName = SymTab::Mangler::mangleType( tupleType );
[d9fa60a]216                tupleType = safe_dynamic_cast< TupleType * > ( Parent::mutate( tupleType ) );
[f006f01]217                if ( ! typeMap.count( mangleName ) ) {
218                        // generate struct type to replace tuple type
[d5556a3]219                        // xxx - should fix this to only generate one tuple struct for each number of type parameters
[f006f01]220                        StructDecl * decl = new StructDecl( "_tuple_type_" + mangleName );
221                        decl->set_body( true );
[d9fa60a]222                        for ( size_t i = 0; i < tupleType->size(); ++i ) {
223                                TypeDecl * tyParam = new TypeDecl( toString("tuple_param_", i), DeclarationNode::NoStorageClass, nullptr, TypeDecl::Any );
224                                decl->get_members().push_back( new ObjectDecl( toString("field_", i), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, nullptr, new TypeInstType( Type::Qualifiers(), tyParam->get_name(), tyParam ), nullptr ) );
225                                decl->get_parameters().push_back( tyParam );
[f006f01]226                        }
[4c8621ac]227                        if ( tupleType->size() == 0 ) {
228                                // empty structs are not standard C. Add a dummy field to empty tuples to silence warnings when a compound literal Tuple0 is created.
229                                decl->get_members().push_back( new ObjectDecl( "dummy", DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, nullptr, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::SignedInt ), nullptr ) );
230                        }
[f006f01]231                        typeMap[mangleName] = decl;
232                        addDeclaration( decl );
233                }
[d9fa60a]234                Type::Qualifiers qualifiers = tupleType->get_qualifiers();
235
236                StructDecl * decl = typeMap[mangleName];
237                StructInstType * newType = new StructInstType( qualifiers, decl );
238                for ( Type * t : *tupleType ) {
239                        newType->get_parameters().push_back( new TypeExpr( t->clone() ) );
240                }
241                delete tupleType;
242                return newType;
[f006f01]243        }
244
[3c13c03]245        Expression * TupleIndexExpander::mutate( TupleIndexExpr * tupleExpr ) {
246                Expression * tuple = maybeMutate( tupleExpr->get_tuple(), *this );
247                assert( tuple );
248                tupleExpr->set_tuple( nullptr );
249                unsigned int idx = tupleExpr->get_index();
[d5556a3]250                TypeSubstitution * env = tupleExpr->get_env();
251                tupleExpr->set_env( nullptr );
[3c13c03]252                delete tupleExpr;
253
254                StructInstType * type = safe_dynamic_cast< StructInstType * >( tuple->get_result() );
255                StructDecl * structDecl = type->get_baseStruct();
256                assert( structDecl->get_members().size() > idx );
257                Declaration * member = *std::next(structDecl->get_members().begin(), idx);
[d5556a3]258                MemberExpr * memExpr = new MemberExpr( safe_dynamic_cast< DeclarationWithType * >( member ), tuple );
259                memExpr->set_env( env );
260                return memExpr;
[3c13c03]261        }
262
[d5556a3]263        Expression * replaceTupleExpr( Type * result, const std::list< Expression * > & exprs, TypeSubstitution * env ) {
[65660bd]264                if ( result->isVoid() ) {
265                        // void result - don't need to produce a value for cascading - just output a chain of comma exprs
266                        assert( ! exprs.empty() );
267                        std::list< Expression * >::const_iterator iter = exprs.begin();
[d5556a3]268                        Expression * expr = new CastExpr( *iter++ );
[65660bd]269                        for ( ; iter != exprs.end(); ++iter ) {
[d5556a3]270                                expr = new CommaExpr( expr, new CastExpr( *iter ) );
[65660bd]271                        }
[d5556a3]272                        expr->set_env( env );
[65660bd]273                        return expr;
274                } else {
275                        // typed tuple expression - produce a compound literal which performs each of the expressions
276                        // as a distinct part of its initializer - the produced compound literal may be used as part of
277                        // another expression
278                        std::list< Initializer * > inits;
279                        for ( Expression * expr : exprs ) {
280                                inits.push_back( new SingleInit( expr ) );
281                        }
[d5556a3]282                        Expression * expr = new CompoundLiteralExpr( result, new ListInit( inits ) );
283                        expr->set_env( env );
284                        return expr;
[3c13c03]285                }
286        }
287
[65660bd]288        Expression * TupleExprExpander::mutate( TupleExpr * tupleExpr ) {
[bf32bb8]289                // recursively expand sub-tuple-expressions
290                tupleExpr = safe_dynamic_cast<TupleExpr *>(Parent::mutate(tupleExpr));
[65660bd]291                Type * result = tupleExpr->get_result();
292                std::list< Expression * > exprs = tupleExpr->get_exprs();
293                assert( result );
[d5556a3]294                TypeSubstitution * env = tupleExpr->get_env();
[65660bd]295
[bf32bb8]296                // remove data from shell and delete it
[65660bd]297                tupleExpr->set_result( nullptr );
298                tupleExpr->get_exprs().clear();
[d5556a3]299                tupleExpr->set_env( nullptr );
[65660bd]300                delete tupleExpr;
301
[d5556a3]302                return replaceTupleExpr( result, exprs, env );
[65660bd]303        }
304
305        Type * makeTupleType( const std::list< Expression * > & exprs ) {
306                // produce the TupleType which aggregates the types of the exprs
[c0aa336]307                TupleType *tupleType = new TupleType( Type::Qualifiers(true, true, true, true, true) );
[3c13c03]308                Type::Qualifiers &qualifiers = tupleType->get_qualifiers();
309                for ( Expression * expr : exprs ) {
310                        assert( expr->get_result() );
[65660bd]311                        if ( expr->get_result()->isVoid() ) {
312                                // if the type of any expr is void, the type of the entire tuple is void
313                                delete tupleType;
314                                return new VoidType( Type::Qualifiers() );
315                        }
[3c13c03]316                        Type * type = expr->get_result()->clone();
317                        tupleType->get_types().push_back( type );
[65660bd]318                        // the qualifiers on the tuple type are the qualifiers that exist on all component types
[3c13c03]319                        qualifiers &= type->get_qualifiers();
320                } // for
[907eccb]321                if ( exprs.empty() ) qualifiers = Type::Qualifiers();
[3c13c03]322                return tupleType;
323        }
[65660bd]324
[8bf784a]325        TypeInstType * isTtype( Type * type ) {
326                if ( TypeInstType * inst = dynamic_cast< TypeInstType * >( type ) ) {
327                        if ( inst->get_baseType()->get_kind() == TypeDecl::Ttype ) {
328                                return inst;
329                        }
330                }
331                return nullptr;
332        }
333
[65660bd]334        namespace {
335                /// 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
336                class ImpurityDetector : public Visitor {
337                public:
338                        typedef Visitor Parent;
339                        virtual void visit( ApplicationExpr * appExpr ) { maybeImpure = true;   }
340                        virtual void visit( UntypedExpr * untypedExpr ) { maybeImpure = true; }
341                        bool maybeImpure = false;
342                };
343        } // namespace
344
345        bool maybeImpure( Expression * expr ) {
346                ImpurityDetector detector;
347                expr->accept( detector );
348                return detector.maybeImpure;
349        }
[6eb8948]350} // namespace Tuples
351
352// Local Variables: //
353// tab-width: 4 //
354// mode: c++ //
355// compile-command: "make install" //
356// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.