source: src/Tuples/TupleExpansion.cc @ 982f95d

new-env
Last change on this file since 982f95d was cdc4d43, checked in by Aaron Moss <a3moss@…>, 6 years ago

Fix leftover delete from last merge

  • Property mode set to 100644
File size: 14.6 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 "InitTweak/InitTweak.h"  // for getFunction
24#include "Parser/LinkageSpec.h"   // for Spec, C, Intrinsic
25#include "SynTree/Constant.h"     // for Constant
26#include "SynTree/Declaration.h"  // for StructDecl, DeclarationWithType
27#include "SynTree/Expression.h"   // for UntypedMemberExpr, Expression, Uniq...
28#include "SynTree/Label.h"        // for operator==, Label
29#include "SynTree/Mutator.h"      // for Mutator
30#include "SynTree/Type.h"         // for Type, Type::Qualifiers, TupleType
31#include "SynTree/Visitor.h"      // for Visitor
32#include "Tuples.h"
33
34class CompoundStmt;
35class TypeSubstitution;
36
37namespace Tuples {
38        namespace {
39                struct MemberTupleExpander final : public WithShortCircuiting, public WithVisitorRef<MemberTupleExpander> {
40                        void premutate( UntypedMemberExpr * ) { visit_children = false; }
41                        Expression * postmutate( UntypedMemberExpr * memberExpr );
42                };
43
44                struct UniqueExprExpander final : public WithDeclsToAdd {
45                        Expression * postmutate( UniqueExpr * unqExpr );
46
47                        std::map< int, Expression * > decls; // not vector, because order added may not be increasing order
48                };
49
50                struct TupleAssignExpander {
51                        Expression * postmutate( TupleAssignExpr * tupleExpr );
52                };
53
54                struct TupleTypeReplacer : public WithDeclsToAdd, public WithGuards, public WithTypeSubstitution {
55                        Type * postmutate( TupleType * tupleType );
56
57                        void premutate( CompoundStmt * ) {
58                                GuardScope( typeMap );
59                        }
60                  private:
61                        ScopedMap< int, StructDecl * > typeMap;
62                };
63
64                struct TupleIndexExpander {
65                        Expression * postmutate( TupleIndexExpr * tupleExpr );
66                };
67
68                struct TupleExprExpander final {
69                        Expression * postmutate( TupleExpr * tupleExpr );
70                };
71        }
72
73        void expandMemberTuples( std::list< Declaration * > & translationUnit ) {
74                PassVisitor<MemberTupleExpander> expander;
75                mutateAll( translationUnit, expander );
76        }
77
78        void expandUniqueExpr( std::list< Declaration * > & translationUnit ) {
79                PassVisitor<UniqueExprExpander> unqExpander;
80                mutateAll( translationUnit, unqExpander );
81        }
82
83        void expandTuples( std::list< Declaration * > & translationUnit ) {
84                PassVisitor<TupleAssignExpander> assnExpander;
85                mutateAll( translationUnit, assnExpander );
86
87                PassVisitor<TupleTypeReplacer> replacer;
88                mutateAll( translationUnit, replacer );
89
90                PassVisitor<TupleIndexExpander> idxExpander;
91                mutateAll( translationUnit, idxExpander );
92
93                PassVisitor<TupleExprExpander> exprExpander;
94                mutateAll( translationUnit, exprExpander );
95        }
96
97        namespace {
98                /// given a expression representing the member and an expression representing the aggregate,
99                /// reconstructs a flattened UntypedMemberExpr with the right precedence
100                Expression * reconstructMemberExpr( Expression * member, Expression * aggr, CodeLocation & loc ) {
101                        if ( UntypedMemberExpr * memberExpr = dynamic_cast< UntypedMemberExpr * >( member ) ) {
102                                // construct a new UntypedMemberExpr with the correct structure , and recursively
103                                // expand that member expression.
104                                PassVisitor<MemberTupleExpander> expander;
105                                UntypedMemberExpr * inner = new UntypedMemberExpr( memberExpr->aggregate, aggr->clone() );
106                                UntypedMemberExpr * newMemberExpr = new UntypedMemberExpr( memberExpr->member, inner );
107                                inner->location = newMemberExpr->location = loc;
108                                return newMemberExpr->acceptMutator( expander );
109                        } else {
110                                // not a member expression, so there is nothing to do but attach and return
111                                UntypedMemberExpr * newMemberExpr = new UntypedMemberExpr( member, aggr->clone() );
112                                newMemberExpr->location = loc;
113                                return newMemberExpr;
114                        }
115                }
116        }
117
118        Expression * MemberTupleExpander::postmutate( UntypedMemberExpr * memberExpr ) {
119                if ( UntypedTupleExpr * tupleExpr = dynamic_cast< UntypedTupleExpr * > ( memberExpr->member ) ) {
120                        Expression * aggr = memberExpr->aggregate->clone()->acceptMutator( *visitor );
121                        // aggregate expressions which might be impure must be wrapped in unique expressions
122                        if ( Tuples::maybeImpureIgnoreUnique( memberExpr->aggregate ) ) aggr = new UniqueExpr( aggr );
123                        for ( Expression *& expr : tupleExpr->exprs ) {
124                                expr = reconstructMemberExpr( expr, aggr, memberExpr->location );
125                                expr->location = memberExpr->location;
126                        }
127                        tupleExpr->location = memberExpr->location;
128                        return tupleExpr;
129                } else {
130                        // there may be a tuple expr buried in the aggregate
131                        // xxx - this is a memory leak
132                        UntypedMemberExpr * newMemberExpr = new UntypedMemberExpr( memberExpr->member->clone(), memberExpr->aggregate->acceptMutator( *visitor ) );
133                        newMemberExpr->location = memberExpr->location;
134                        return newMemberExpr;
135                }
136        }
137
138        Expression * UniqueExprExpander::postmutate( UniqueExpr * unqExpr ) {
139                const int id = unqExpr->get_id();
140
141                // on first time visiting a unique expr with a particular ID, generate the expression that replaces all UniqueExprs with that ID,
142                // and lookup on subsequent hits. This ensures that all unique exprs with the same ID reference the same variable.
143                if ( ! decls.count( id ) ) {
144                        Expression * assignUnq;
145                        Expression * var = unqExpr->get_var();
146                        if ( unqExpr->get_object() ) {
147                                // an object was generated to represent this unique expression -- it should be added to the list of declarations now
148                                declsToAddBefore.push_back( unqExpr->get_object() );
149                                unqExpr->set_object( nullptr );
150                                // steal the expr from the unqExpr
151                                assignUnq = UntypedExpr::createAssign( unqExpr->get_var()->clone(), unqExpr->get_expr() );
152                                unqExpr->set_expr( nullptr );
153                        } else {
154                                // steal the already generated assignment to var from the unqExpr - this has been generated by FixInit
155                                Expression * expr = unqExpr->get_expr();
156                                CommaExpr * commaExpr = strict_dynamic_cast< CommaExpr * >( expr );
157                                assignUnq = commaExpr->get_arg1();
158                                commaExpr->set_arg1( nullptr );
159                        }
160                        ObjectDecl * finished = new ObjectDecl( toString( "_unq", id, "_finished_" ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, nullptr, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::Bool ),
161                                                                                                        new SingleInit( new ConstantExpr( Constant::from_int( 0 ) ) ) );
162                        declsToAddBefore.push_back( finished );
163                        // (finished ? _unq_expr_N : (_unq_expr_N = <unqExpr->get_expr()>, finished = 1, _unq_expr_N))
164                        // This pattern ensures that each unique expression is evaluated once, regardless of evaluation order of the generated C code.
165                        Expression * assignFinished = UntypedExpr::createAssign( new VariableExpr(finished), new ConstantExpr( Constant::from_int( 1 ) ) );
166                        ConditionalExpr * condExpr = new ConditionalExpr( new VariableExpr( finished ), var->clone(),
167                                new CommaExpr( new CommaExpr( assignUnq, assignFinished ), var->clone() ) );
168                        condExpr->set_result( var->get_result()->clone() );
169                        condExpr->set_env( maybeClone( unqExpr->get_env() ) );
170                        decls[id] = condExpr;
171                }
172                return decls[id]->clone();
173        }
174
175        Expression * TupleAssignExpander::postmutate( TupleAssignExpr * assnExpr ) {
176                StmtExpr * ret = assnExpr->get_stmtExpr();
177                assnExpr->set_stmtExpr( nullptr );
178                // move env to StmtExpr
179                ret->set_env( assnExpr->get_env() );
180                assnExpr->set_env( nullptr );
181                return ret;
182        }
183
184        Type * TupleTypeReplacer::postmutate( TupleType * tupleType ) {
185                unsigned tupleSize = tupleType->size();
186                if ( ! typeMap.count( tupleSize ) ) {
187                        // generate struct type to replace tuple type based on the number of components in the tuple
188                        StructDecl * decl = new StructDecl( toString( "_tuple", tupleSize, "_" ) );
189                        decl->location = tupleType->location;
190                        decl->set_body( true );
191                        for ( size_t i = 0; i < tupleSize; ++i ) {
192                                TypeDecl * tyParam = new TypeDecl( toString( "tuple_param_", tupleSize, "_", i ), Type::StorageClasses(), nullptr, TypeDecl::Dtype, true );
193                                decl->get_members().push_back( new ObjectDecl( toString("field_", i ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, nullptr, new TypeInstType( Type::Qualifiers(), tyParam->get_name(), tyParam ), nullptr ) );
194                                decl->get_parameters().push_back( tyParam );
195                        }
196                        if ( tupleSize == 0 ) {
197                                // empty structs are not standard C. Add a dummy field to empty tuples to silence warnings when a compound literal Tuple0 is created.
198                                decl->get_members().push_back( new ObjectDecl( "dummy", Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, nullptr, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::SignedInt ), nullptr ) );
199                        }
200                        typeMap[tupleSize] = decl;
201                        declsToAddBefore.push_back( decl );
202                }
203                Type::Qualifiers qualifiers = tupleType->get_qualifiers();
204
205                StructDecl * decl = typeMap[tupleSize];
206                StructInstType * newType = new StructInstType( qualifiers, decl );
207                for ( auto p : group_iterate( tupleType->get_types(), decl->get_parameters() ) ) {
208                        Type * t = std::get<0>(p);
209                        newType->get_parameters().push_back( new TypeExpr( t->clone() ) );
210                }
211                return newType;
212        }
213
214        Expression * TupleIndexExpander::postmutate( TupleIndexExpr * tupleExpr ) {
215                Expression * tuple = tupleExpr->tuple;
216                assert( tuple );
217                tupleExpr->tuple = nullptr;
218                unsigned int idx = tupleExpr->index;
219                TypeSubstitution * env = tupleExpr->env;
220                tupleExpr->env = nullptr;
221
222                if ( TupleExpr * tupleExpr = dynamic_cast< TupleExpr * > ( tuple ) ) {
223                        if ( ! maybeImpureIgnoreUnique( tupleExpr ) ) {
224                                // optimization: definitely pure tuple expr => can reduce to the only relevant component.
225                                assert( tupleExpr->exprs.size() > idx );
226                                Expression *& expr = *std::next(tupleExpr->exprs.begin(), idx);
227                                Expression * ret = expr;
228                                ret->env = env;
229                                expr = nullptr; // remove from list so it can safely be deleted
230                                return ret;
231                        }
232                }
233
234                StructInstType * type = strict_dynamic_cast< StructInstType * >( tuple->result );
235                StructDecl * structDecl = type->baseStruct;
236                assert( structDecl->members.size() > idx );
237                Declaration * member = *std::next(structDecl->members.begin(), idx);
238                MemberExpr * memExpr = new MemberExpr( strict_dynamic_cast< DeclarationWithType * >( member ), tuple );
239                memExpr->env = env;
240                return memExpr;
241        }
242
243        Expression * replaceTupleExpr( Type * result, const std::list< Expression * > & exprs, TypeSubstitution * env ) {
244                if ( result->isVoid() ) {
245                        // void result - don't need to produce a value for cascading - just output a chain of comma exprs
246                        assert( ! exprs.empty() );
247                        std::list< Expression * >::const_iterator iter = exprs.begin();
248                        Expression * expr = new CastExpr( *iter++ );
249                        for ( ; iter != exprs.end(); ++iter ) {
250                                expr = new CommaExpr( expr, new CastExpr( *iter ) );
251                        }
252                        expr->set_env( env );
253                        return expr;
254                } else {
255                        // typed tuple expression - produce a compound literal which performs each of the expressions
256                        // as a distinct part of its initializer - the produced compound literal may be used as part of
257                        // another expression
258                        std::list< Initializer * > inits;
259                        for ( Expression * expr : exprs ) {
260                                inits.push_back( new SingleInit( expr ) );
261                        }
262                        Expression * expr = new CompoundLiteralExpr( result, new ListInit( inits ) );
263                        expr->set_env( env );
264                        return expr;
265                }
266        }
267
268        Expression * TupleExprExpander::postmutate( TupleExpr * tupleExpr ) {
269                Type * result = tupleExpr->get_result();
270                std::list< Expression * > exprs = tupleExpr->get_exprs();
271                assert( result );
272                TypeSubstitution * env = tupleExpr->get_env();
273
274                // remove data from shell
275                tupleExpr->set_result( nullptr );
276                tupleExpr->get_exprs().clear();
277                tupleExpr->set_env( nullptr );
278
279                return replaceTupleExpr( result, exprs, env );
280        }
281
282        Type * makeTupleType( const std::list< Expression * > & exprs ) {
283                // produce the TupleType which aggregates the types of the exprs
284                std::list< Type * > types;
285                Type::Qualifiers qualifiers( Type::Const | Type::Volatile | Type::Restrict | Type::Lvalue | Type::Atomic | Type::Mutex );
286                for ( Expression * expr : exprs ) {
287                        assert( expr->get_result() );
288                        if ( expr->get_result()->isVoid() ) {
289                                // if the type of any expr is void, the type of the entire tuple is void
290                                return new VoidType( Type::Qualifiers() );
291                        }
292                        Type * type = expr->get_result()->clone();
293                        types.push_back( type );
294                        // the qualifiers on the tuple type are the qualifiers that exist on all component types
295                        qualifiers &= type->get_qualifiers();
296                } // for
297                if ( exprs.empty() ) qualifiers = Type::Qualifiers();
298                return new TupleType( qualifiers, types );
299        }
300
301        TypeInstType * isTtype( Type * type ) {
302                if ( TypeInstType * inst = dynamic_cast< TypeInstType * >( type ) ) {
303                        if ( inst->get_baseType() && inst->get_baseType()->get_kind() == TypeDecl::Ttype ) {
304                                return inst;
305                        }
306                }
307                return nullptr;
308        }
309
310        namespace {
311                /// 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
312                struct ImpurityDetector : public WithShortCircuiting {
313                        ImpurityDetector( bool ignoreUnique ) : ignoreUnique( ignoreUnique ) {}
314
315                        void previsit( ApplicationExpr * appExpr ) {
316                                visit_children = false;
317                                if ( DeclarationWithType * function = InitTweak::getFunction( appExpr ) ) {
318                                        if ( function->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
319                                                if ( function->get_name() == "*?" || function->get_name() == "?[?]" ) {
320                                                        // intrinsic dereference, subscript are pure, but need to recursively look for impurity
321                                                        visit_children = true;
322                                                        return;
323                                                }
324                                        }
325                                }
326                                maybeImpure = true;
327                        }
328                        void previsit( UntypedExpr * ) { maybeImpure = true; visit_children = false; }
329                        void previsit( UniqueExpr * ) {
330                                if ( ignoreUnique ) {
331                                        // bottom out at unique expression.
332                                        // The existence of a unique expression doesn't change the purity of an expression.
333                                        // That is, even if the wrapped expression is impure, the wrapper protects the rest of the expression.
334                                        visit_children = false;
335                                        return;
336                                }
337                        }
338
339                        bool maybeImpure = false;
340                        bool ignoreUnique;
341                };
342        } // namespace
343
344        bool maybeImpure( Expression * expr ) {
345                PassVisitor<ImpurityDetector> detector( false );
346                expr->accept( detector );
347                return detector.pass.maybeImpure;
348        }
349
350        bool maybeImpureIgnoreUnique( Expression * expr ) {
351                PassVisitor<ImpurityDetector> detector( true );
352                expr->accept( detector );
353                return detector.pass.maybeImpure;
354        }
355} // namespace Tuples
356
357// Local Variables: //
358// tab-width: 4 //
359// mode: c++ //
360// compile-command: "make install" //
361// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.