source: src/Tuples/TupleExpansion.cc @ 6ac5223

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 6ac5223 was be9288a, checked in by Thierry Delisle <tdelisle@…>, 7 years ago

Fixed errors made by the clean-up tool

  • Property mode set to 100644
File size: 14.8 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// 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
12// Last Modified On : Wed Jun 21 17:35:04 2017
13// Update Count     : 19
14//
15
16#include <stddef.h>               // for size_t
17#include <cassert>                // for assert
18#include <list>                   // for list
19
20#include "Common/PassVisitor.h"   // for PassVisitor, WithDeclsToAdd, WithGu...
21#include "Common/ScopedMap.h"     // for ScopedMap
22#include "Common/utility.h"       // for CodeLocation
23#include "GenPoly/DeclMutator.h"  // for DeclMutator
24#include "InitTweak/InitTweak.h"  // for getFunction
25#include "Parser/LinkageSpec.h"   // for Spec, C, Intrinsic
26#include "SynTree/Constant.h"     // for Constant
27#include "SynTree/Declaration.h"  // for StructDecl, DeclarationWithType
28#include "SynTree/Expression.h"   // for UntypedMemberExpr, Expression, Uniq...
29#include "SynTree/Label.h"        // for operator==, Label
30#include "SynTree/Mutator.h"      // for Mutator
31#include "SynTree/Type.h"         // for Type, Type::Qualifiers, TupleType
32#include "SynTree/Visitor.h"      // for Visitor
33
34class CompoundStmt;
35class TypeSubstitution;
36
37namespace Tuples {
38        namespace {
39                class MemberTupleExpander final : public Mutator {
40                public:
41                        typedef Mutator Parent;
42                        using Parent::mutate;
43
44                        virtual Expression * mutate( UntypedMemberExpr * memberExpr ) override;
45                };
46
47                class UniqueExprExpander final : public GenPoly::DeclMutator {
48                public:
49                        typedef GenPoly::DeclMutator Parent;
50                        using Parent::mutate;
51
52                        virtual Expression * mutate( UniqueExpr * unqExpr ) override;
53
54                        std::map< int, Expression * > decls; // not vector, because order added may not be increasing order
55
56                        ~UniqueExprExpander() {
57                                for ( std::pair<const int, Expression *> & p : decls ) {
58                                        delete p.second;
59                                }
60                        }
61                };
62
63                class TupleAssignExpander : public Mutator {
64                public:
65                        typedef Mutator Parent;
66                        using Parent::mutate;
67
68                        virtual Expression * mutate( TupleAssignExpr * tupleExpr );
69                };
70
71                struct TupleTypeReplacer : public WithDeclsToAdd, public WithGuards, public WithTypeSubstitution {
72                        Type * postmutate( TupleType * tupleType );
73
74                        void premutate( CompoundStmt * ) {
75                                GuardScope( typeMap );
76                        }
77                  private:
78                        ScopedMap< int, StructDecl * > typeMap;
79                };
80
81                class TupleIndexExpander {
82                public:
83                        Expression * postmutate( TupleIndexExpr * tupleExpr );
84                };
85
86                class TupleExprExpander final : public Mutator {
87                public:
88                        typedef Mutator Parent;
89                        using Parent::mutate;
90
91                        virtual Expression * mutate( TupleExpr * tupleExpr ) override;
92                };
93        }
94
95        void expandMemberTuples( std::list< Declaration * > & translationUnit ) {
96                MemberTupleExpander expander;
97                mutateAll( translationUnit, expander );
98        }
99
100        void expandUniqueExpr( std::list< Declaration * > & translationUnit ) {
101                UniqueExprExpander unqExpander;
102                unqExpander.mutateDeclarationList( translationUnit );
103        }
104
105        void expandTuples( std::list< Declaration * > & translationUnit ) {
106                TupleAssignExpander assnExpander;
107                mutateAll( translationUnit, assnExpander );
108
109                PassVisitor<TupleTypeReplacer> replacer;
110                mutateAll( translationUnit, replacer );
111
112                PassVisitor<TupleIndexExpander> idxExpander;
113                mutateAll( translationUnit, idxExpander );
114
115                TupleExprExpander exprExpander;
116                mutateAll( translationUnit, exprExpander );
117        }
118
119        namespace {
120                /// given a expression representing the member and an expression representing the aggregate,
121                /// reconstructs a flattened UntypedMemberExpr with the right precedence
122                Expression * reconstructMemberExpr( Expression * member, Expression * aggr, CodeLocation & loc ) {
123                        if ( UntypedMemberExpr * memberExpr = dynamic_cast< UntypedMemberExpr * >( member ) ) {
124                                // construct a new UntypedMemberExpr with the correct structure , and recursively
125                                // expand that member expression.
126                                MemberTupleExpander expander;
127                                UntypedMemberExpr * inner = new UntypedMemberExpr( memberExpr->get_aggregate(), aggr->clone() );
128                                UntypedMemberExpr * newMemberExpr = new UntypedMemberExpr( memberExpr->get_member(), inner );
129                                inner->location = newMemberExpr->location = loc;
130                                memberExpr->set_member(nullptr);
131                                memberExpr->set_aggregate(nullptr);
132                                delete memberExpr;
133                                return newMemberExpr->acceptMutator( expander );
134                        } else {
135                                // not a member expression, so there is nothing to do but attach and return
136                                UntypedMemberExpr * newMemberExpr = new UntypedMemberExpr( member, aggr->clone() );
137                                newMemberExpr->location = loc;
138                                return newMemberExpr;
139                        }
140                }
141        }
142
143        Expression * MemberTupleExpander::mutate( UntypedMemberExpr * memberExpr ) {
144                if ( UntypedTupleExpr * tupleExpr = dynamic_cast< UntypedTupleExpr * > ( memberExpr->get_member() ) ) {
145                        Expression * aggr = memberExpr->get_aggregate()->clone()->acceptMutator( *this );
146                        // aggregate expressions which might be impure must be wrapped in unique expressions
147                        // 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
148                        // if ( Tuples::maybeImpure( memberExpr->get_aggregate() ) ) aggr = new UniqueExpr( aggr );
149                        aggr = new UniqueExpr( aggr );
150                        for ( Expression *& expr : tupleExpr->get_exprs() ) {
151                                expr = reconstructMemberExpr( expr, aggr, memberExpr->location );
152                                expr->location = memberExpr->location;
153                        }
154                        delete aggr;
155                        tupleExpr->location = memberExpr->location;
156                        return tupleExpr;
157                } else {
158                        // there may be a tuple expr buried in the aggregate
159                        // xxx - this is a memory leak
160                        UntypedMemberExpr * newMemberExpr = new UntypedMemberExpr( memberExpr->get_member()->clone(), memberExpr->get_aggregate()->acceptMutator( *this ) );
161                        newMemberExpr->location = memberExpr->location;
162                        return newMemberExpr;
163                }
164        }
165
166        Expression * UniqueExprExpander::mutate( UniqueExpr * unqExpr ) {
167                unqExpr = safe_dynamic_cast< UniqueExpr * > ( Parent::mutate( unqExpr ) );
168                const int id = unqExpr->get_id();
169
170                // on first time visiting a unique expr with a particular ID, generate the expression that replaces all UniqueExprs with that ID,
171                // and lookup on subsequent hits. This ensures that all unique exprs with the same ID reference the same variable.
172                if ( ! decls.count( id ) ) {
173                        Expression * assignUnq;
174                        Expression * var = unqExpr->get_var();
175                        if ( unqExpr->get_object() ) {
176                                // an object was generated to represent this unique expression -- it should be added to the list of declarations now
177                                addDeclaration( unqExpr->get_object() );
178                                unqExpr->set_object( nullptr );
179                                // steal the expr from the unqExpr
180                                assignUnq = UntypedExpr::createAssign( unqExpr->get_var()->clone(), unqExpr->get_expr() );
181                                unqExpr->set_expr( nullptr );
182                        } else {
183                                // steal the already generated assignment to var from the unqExpr - this has been generated by FixInit
184                                Expression * expr = unqExpr->get_expr();
185                                CommaExpr * commaExpr = safe_dynamic_cast< CommaExpr * >( expr );
186                                assignUnq = commaExpr->get_arg1();
187                                commaExpr->set_arg1( nullptr );
188                        }
189                        ObjectDecl * finished = new ObjectDecl( toString( "_unq", id, "_finished_" ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, nullptr, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::Bool ),
190                                                                                                        new SingleInit( new ConstantExpr( Constant::from_int( 0 ) ) ) );
191                        addDeclaration( finished );
192                        // (finished ? _unq_expr_N : (_unq_expr_N = <unqExpr->get_expr()>, finished = 1, _unq_expr_N))
193                        // This pattern ensures that each unique expression is evaluated once, regardless of evaluation order of the generated C code.
194                        Expression * assignFinished = UntypedExpr::createAssign( new VariableExpr(finished), new ConstantExpr( Constant::from_int( 1 ) ) );
195                        ConditionalExpr * condExpr = new ConditionalExpr( new VariableExpr( finished ), var->clone(),
196                                new CommaExpr( new CommaExpr( assignUnq, assignFinished ), var->clone() ) );
197                        condExpr->set_result( var->get_result()->clone() );
198                        condExpr->set_env( maybeClone( unqExpr->get_env() ) );
199                        decls[id] = condExpr;
200                }
201                delete unqExpr;
202                return decls[id]->clone();
203        }
204
205        Expression * TupleAssignExpander::mutate( TupleAssignExpr * assnExpr ) {
206                assnExpr = safe_dynamic_cast< TupleAssignExpr * >( Parent::mutate( assnExpr ) );
207                StmtExpr * ret = assnExpr->get_stmtExpr();
208                assnExpr->set_stmtExpr( nullptr );
209                // move env to StmtExpr
210                ret->set_env( assnExpr->get_env() );
211                assnExpr->set_env( nullptr );
212                delete assnExpr;
213                return ret;
214        }
215
216        Type * TupleTypeReplacer::postmutate( TupleType * tupleType ) {
217                unsigned tupleSize = tupleType->size();
218                if ( ! typeMap.count( tupleSize ) ) {
219                        // generate struct type to replace tuple type based on the number of components in the tuple
220                        StructDecl * decl = new StructDecl( toString( "_tuple", tupleSize, "_" ) );
221                        decl->set_body( true );
222                        for ( size_t i = 0; i < tupleSize; ++i ) {
223                                TypeDecl * tyParam = new TypeDecl( toString( "tuple_param_", tupleSize, "_", i ), Type::StorageClasses(), nullptr, TypeDecl::Any );
224                                decl->get_members().push_back( new ObjectDecl( toString("field_", i ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, nullptr, new TypeInstType( Type::Qualifiers(), tyParam->get_name(), tyParam ), nullptr ) );
225                                decl->get_parameters().push_back( tyParam );
226                        }
227                        if ( tupleSize == 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", Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, nullptr, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::SignedInt ), nullptr ) );
230                        }
231                        typeMap[tupleSize] = decl;
232                        declsToAddBefore.push_back( decl );
233                }
234                Type::Qualifiers qualifiers = tupleType->get_qualifiers();
235
236                StructDecl * decl = typeMap[tupleSize];
237                StructInstType * newType = new StructInstType( qualifiers, decl );
238                for ( auto p : group_iterate( tupleType->get_types(), decl->get_parameters() ) ) {
239                        Type * t = std::get<0>(p);
240                        TypeDecl * td = std::get<1>(p);
241                        newType->get_parameters().push_back( new TypeExpr( t->clone() ) );
242                        if ( env ) {
243                                // add bindings to the type environment.
244                                // xxx - This may not be sufficient, it may be necessary to rename type variables on StructInstType?
245                                env->add( td->get_name(), t->clone() );
246                        }
247                }
248                delete tupleType;
249                return newType;
250        }
251
252        Expression * TupleIndexExpander::postmutate( TupleIndexExpr * tupleExpr ) {
253                Expression * tuple = tupleExpr->get_tuple();
254                assert( tuple );
255                tupleExpr->set_tuple( nullptr );
256                unsigned int idx = tupleExpr->get_index();
257                TypeSubstitution * env = tupleExpr->get_env();
258                tupleExpr->set_env( nullptr );
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);
265                MemberExpr * memExpr = new MemberExpr( safe_dynamic_cast< DeclarationWithType * >( member ), tuple );
266                memExpr->set_env( env );
267                return memExpr;
268        }
269
270        Expression * replaceTupleExpr( Type * result, const std::list< Expression * > & exprs, TypeSubstitution * env ) {
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();
275                        Expression * expr = new CastExpr( *iter++ );
276                        for ( ; iter != exprs.end(); ++iter ) {
277                                expr = new CommaExpr( expr, new CastExpr( *iter ) );
278                        }
279                        expr->set_env( env );
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                        }
289                        Expression * expr = new CompoundLiteralExpr( result, new ListInit( inits ) );
290                        expr->set_env( env );
291                        return expr;
292                }
293        }
294
295        Expression * TupleExprExpander::mutate( TupleExpr * tupleExpr ) {
296                // recursively expand sub-tuple-expressions
297                tupleExpr = safe_dynamic_cast<TupleExpr *>(Parent::mutate(tupleExpr));
298                Type * result = tupleExpr->get_result();
299                std::list< Expression * > exprs = tupleExpr->get_exprs();
300                assert( result );
301                TypeSubstitution * env = tupleExpr->get_env();
302
303                // remove data from shell and delete it
304                tupleExpr->set_result( nullptr );
305                tupleExpr->get_exprs().clear();
306                tupleExpr->set_env( nullptr );
307                delete tupleExpr;
308
309                return replaceTupleExpr( result, exprs, env );
310        }
311
312        Type * makeTupleType( const std::list< Expression * > & exprs ) {
313                // produce the TupleType which aggregates the types of the exprs
314                std::list< Type * > types;
315                Type::Qualifiers qualifiers( Type::Const | Type::Volatile | Type::Restrict | Type::Lvalue | Type::Atomic | Type::Mutex );
316                for ( Expression * expr : exprs ) {
317                        assert( expr->get_result() );
318                        if ( expr->get_result()->isVoid() ) {
319                                // if the type of any expr is void, the type of the entire tuple is void
320                                return new VoidType( Type::Qualifiers() );
321                        }
322                        Type * type = expr->get_result()->clone();
323                        types.push_back( type );
324                        // the qualifiers on the tuple type are the qualifiers that exist on all component types
325                        qualifiers &= type->get_qualifiers();
326                } // for
327                if ( exprs.empty() ) qualifiers = Type::Qualifiers();
328                return new TupleType( qualifiers, types );
329        }
330
331        TypeInstType * isTtype( Type * type ) {
332                if ( TypeInstType * inst = dynamic_cast< TypeInstType * >( type ) ) {
333                        if ( inst->get_baseType() && inst->get_baseType()->get_kind() == TypeDecl::Ttype ) {
334                                return inst;
335                        }
336                }
337                return nullptr;
338        }
339
340        namespace {
341                /// 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
342                class ImpurityDetector : public Visitor {
343                public:
344                        typedef Visitor Parent;
345                        virtual void visit( ApplicationExpr * appExpr ) {
346                                if ( DeclarationWithType * function = InitTweak::getFunction( appExpr ) ) {
347                                        if ( function->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
348                                                if ( function->get_name() == "*?" || function->get_name() == "?[?]" ) {
349                                                        // intrinsic dereference, subscript are pure, but need to recursively look for impurity
350                                                        Parent::visit( appExpr );
351                                                        return;
352                                                }
353                                        }
354                                }
355                                maybeImpure = true;
356                        }
357                        virtual void visit( __attribute__((unused)) UntypedExpr * untypedExpr ) { maybeImpure = true; }
358                        bool maybeImpure = false;
359                };
360        } // namespace
361
362        bool maybeImpure( Expression * expr ) {
363                ImpurityDetector detector;
364                expr->accept( detector );
365                return detector.maybeImpure;
366        }
367} // namespace Tuples
368
369// Local Variables: //
370// tab-width: 4 //
371// mode: c++ //
372// compile-command: "make install" //
373// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.