source: src/Tuples/TupleExpansionNew.cpp @ 996c8ed

ADTast-experimental
Last change on this file since 996c8ed was e9e9f56, checked in by Andrew Beach <ajbeach@…>, 22 months ago

Used the WithCodeLocation? helper in more passes. This cleans up some code and should improve efficiency.

  • Property mode set to 100644
File size: 10.2 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// TupleExpansionNew.cpp --
8//
9// Author           : Henry Xue
10// Created On       : Mon Aug 23 15:36:09 2021
11// Last Modified By : Andrew Beach
12// Last Modified On : Tue Sep 20 16:17:00 2022
13// Update Count     : 4
14//
15
16#include "Tuples.h"
17
18#include "AST/Pass.hpp"
19#include "Common/ScopedMap.h"
20
21namespace Tuples {
22
23namespace {
24
25struct MemberTupleExpander final : public ast::WithShortCircuiting, public ast::WithVisitorRef< MemberTupleExpander > {
26        void previsit( const ast::UntypedMemberExpr * ) { visit_children = false; }
27        const ast::Expr * postvisit( const ast::UntypedMemberExpr * memberExpr );
28};
29
30struct UniqueExprExpander final : public ast::WithDeclsToAdd<> {
31        const ast::Expr * postvisit( const ast::UniqueExpr * unqExpr );
32        std::map< int, ast::ptr<ast::Expr> > decls; // not vector, because order added may not be increasing order
33};
34
35/// given a expression representing the member and an expression representing the aggregate,
36/// reconstructs a flattened UntypedMemberExpr with the right precedence
37const ast::Expr * reconstructMemberExpr( const ast::Expr * member, const ast::Expr * aggr, const CodeLocation & loc ) {
38        if ( auto memberExpr = dynamic_cast< const ast::UntypedMemberExpr * >( member ) ) {
39                // construct a new UntypedMemberExpr with the correct structure , and recursively
40                // expand that member expression.
41                ast::Pass< MemberTupleExpander > expander;
42                auto inner = new ast::UntypedMemberExpr( loc, memberExpr->aggregate, aggr );
43                auto newMemberExpr = new ast::UntypedMemberExpr( loc, memberExpr->member, inner );
44                return newMemberExpr->accept( expander );
45        } else {
46                // not a member expression, so there is nothing to do but attach and return
47                return new ast::UntypedMemberExpr( loc, member, aggr );
48        }
49}
50
51const ast::Expr * MemberTupleExpander::postvisit( const ast::UntypedMemberExpr * memberExpr ) {
52        const CodeLocation loc = memberExpr->location;
53        if ( auto tupleExpr = memberExpr->member.as< ast::UntypedTupleExpr >() ) {
54                auto mutExpr = mutate( tupleExpr );
55                ast::ptr< ast::Expr > aggr = memberExpr->aggregate->accept( *visitor );
56                // aggregate expressions which might be impure must be wrapped in unique expressions
57                if ( Tuples::maybeImpureIgnoreUnique( memberExpr->aggregate ) ) aggr = new ast::UniqueExpr( loc, aggr );
58                for ( auto & expr : mutExpr->exprs ) {
59                        expr = reconstructMemberExpr( expr, aggr, loc );
60                }
61                return mutExpr;
62        } else {
63                // there may be a tuple expr buried in the aggregate
64                return new ast::UntypedMemberExpr( loc, memberExpr->member, memberExpr->aggregate->accept( *visitor ) );
65        }
66}
67
68const ast::Expr * UniqueExprExpander::postvisit( const ast::UniqueExpr * unqExpr ) {
69        const CodeLocation loc = unqExpr->location;
70        const int id = unqExpr->id;
71
72        // on first time visiting a unique expr with a particular ID, generate the expression that replaces all UniqueExprs with that ID,
73        // and lookup on subsequent hits. This ensures that all unique exprs with the same ID reference the same variable.
74        if ( ! decls.count( id ) ) {
75                ast::ptr< ast::Expr > assignUnq;
76                const ast::VariableExpr * var = unqExpr->var;
77                if ( unqExpr->object ) {
78                        // an object was generated to represent this unique expression -- it should be added to the list of declarations now
79                        declsToAddBefore.push_back( unqExpr->object.as< ast::Decl >() );
80                        // deep copy required due to unresolved issues with UniqueExpr
81                        assignUnq = ast::UntypedExpr::createAssign( loc, var, unqExpr->expr );
82                } else {
83                        const auto commaExpr = unqExpr->expr.strict_as< ast::CommaExpr >();
84                        assignUnq = commaExpr->arg1;
85                }
86                auto finished = new ast::ObjectDecl( loc, toString( "_unq", id, "_finished_" ), new ast::BasicType( ast::BasicType::Kind::Bool ),
87                        new ast::SingleInit( loc, ast::ConstantExpr::from_int( loc, 0 ) ), {}, ast::Linkage::Cforall );
88                declsToAddBefore.push_back( finished );
89                // (finished ? _unq_expr_N : (_unq_expr_N = <unqExpr->get_expr()>, finished = 1, _unq_expr_N))
90                // This pattern ensures that each unique expression is evaluated once, regardless of evaluation order of the generated C code.
91                auto assignFinished = ast::UntypedExpr::createAssign( loc, new ast::VariableExpr( loc, finished ),
92                        ast::ConstantExpr::from_int( loc, 1 ) );
93                auto condExpr = new ast::ConditionalExpr( loc, new ast::VariableExpr( loc, finished ), var,
94                        new ast::CommaExpr( loc, new ast::CommaExpr( loc, assignUnq, assignFinished ), var ) );
95                condExpr->result = var->result;
96                condExpr->env = unqExpr->env;
97                decls[id] = condExpr;
98        }
99        return ast::deepCopy(decls[id].get());
100}
101
102/// Replaces Tuple Assign & Index Expressions, and Tuple Types.
103struct TupleMainExpander final :
104                public ast::WithCodeLocation,
105                public ast::WithDeclsToAdd<>,
106                public ast::WithGuards,
107                public ast::WithVisitorRef<TupleMainExpander> {
108        ast::Expr const * postvisit( ast::TupleAssignExpr const * expr ) {
109                // Just move the env on the new top level expression.
110                return ast::mutate_field( expr->stmtExpr.get(),
111                        &ast::TupleAssignExpr::env, expr->env.get() );
112        }
113
114        void previsit( ast::CompoundStmt const * ) {
115                GuardScope( typeMap );
116        }
117
118        ast::Expr const * postvisit( ast::Expr const * expr ) {
119                if ( nullptr == expr->env ) {
120                        return expr;
121                }
122                // TypeSubstitutions are never visited in the new Pass template,
123                // so it is done manually here, where all types have to be replaced.
124                return ast::mutate_field( expr, &ast::Expr::env,
125                        expr->env->accept( *visitor ) );
126        }
127
128        ast::Type const * postvisit( ast::TupleType const * type ) {
129                assert( location );
130                unsigned tupleSize = type->size();
131                if ( !typeMap.count( tupleSize ) ) {
132                        ast::StructDecl * decl = new ast::StructDecl( *location,
133                                toString( "_tuple", tupleSize, "_" )
134                        );
135                        decl->body = true;
136
137                        for ( size_t i = 0 ; i < tupleSize ; ++i ) {
138                                ast::TypeDecl * typeParam = new ast::TypeDecl( *location,
139                                        toString( "tuple_param_", tupleSize, "_", i ),
140                                        ast::Storage::Classes(),
141                                        nullptr,
142                                        ast::TypeDecl::Dtype,
143                                        true
144                                        );
145                                ast::ObjectDecl * member = new ast::ObjectDecl( *location,
146                                        toString( "field_", i ),
147                                        new ast::TypeInstType( typeParam )
148                                        );
149                                decl->params.push_back( typeParam );
150                                decl->members.push_back( member );
151                        }
152
153                        // Empty structures are not standard C. Add a dummy field to
154                        // empty tuples to silence warnings when a compound literal
155                        // `_tuple0_` is created.
156                        if ( tupleSize == 0 ) {
157                                decl->members.push_back(
158                                        new ast::ObjectDecl( *location,
159                                                "dummy",
160                                                new ast::BasicType( ast::BasicType::SignedInt ),
161                                                nullptr,
162                                                ast::Storage::Classes(),
163                                                // Does this have to be a C linkage?
164                                                ast::Linkage::C
165                                        )
166                                );
167                        }
168                        typeMap[tupleSize] = decl;
169                        declsToAddBefore.push_back( decl );
170                }
171
172                ast::StructDecl const * decl = typeMap[ tupleSize ];
173                ast::StructInstType * newType =
174                        new ast::StructInstType( decl, type->qualifiers );
175                for ( auto pair : group_iterate( type->types, decl->params ) ) {
176                        ast::Type const * t = std::get<0>( pair );
177                        newType->params.push_back(
178                                new ast::TypeExpr( *location, ast::deepCopy( t ) ) );
179                }
180                return newType;
181        }
182
183        ast::Expr const * postvisit( ast::TupleIndexExpr const * expr ) {
184                CodeLocation const & location = expr->location;
185                ast::Expr const * tuple = expr->tuple.get();
186                assert( tuple );
187                unsigned int index = expr->index;
188                ast::TypeSubstitution const * env = expr->env.get();
189
190                if ( auto tupleExpr = dynamic_cast<ast::TupleExpr const *>( tuple ) ) {
191                        // Optimization: If it is a definitely pure tuple expr,
192                        // then it can reduce to the only relevant component.
193                        if ( !maybeImpureIgnoreUnique( tupleExpr ) ) {
194                                assert( index < tupleExpr->exprs.size() );
195                                ast::ptr<ast::Expr> const & expr =
196                                        *std::next( tupleExpr->exprs.begin(), index );
197                                ast::Expr * ret = ast::mutate( expr.get() );
198                                ret->env = env;
199                                return ret;
200                        }
201                }
202
203                auto type = tuple->result.strict_as<ast::StructInstType>();
204                ast::StructDecl const * structDecl = type->base;
205                assert( index < structDecl->members.size() );
206                ast::ptr<ast::Decl> const & member =
207                        *std::next( structDecl->members.begin(), index );
208                ast::MemberExpr * memberExpr = new ast::MemberExpr( location,
209                        member.strict_as<ast::DeclWithType>(), tuple );
210                memberExpr->env = env;
211                return memberExpr;
212        }
213private:
214        ScopedMap< int, ast::StructDecl const * > typeMap;
215};
216
217ast::Expr const * replaceTupleExpr(
218                CodeLocation const & location,
219                ast::Type const * result,
220                std::vector<ast::ptr<ast::Expr>> const & exprs,
221                ast::TypeSubstitution const * env ) {
222        assert( result );
223        // A void result: It doesn't need to produce a value for cascading,
224        // just output a chain of comma exprs.
225        if ( result->isVoid() ) {
226                assert( !exprs.empty() );
227                std::vector<ast::ptr<ast::Expr>>::const_iterator iter = exprs.begin();
228                ast::Expr * expr = new ast::CastExpr( *iter++ );
229                for ( ; iter != exprs.end() ; ++iter ) {
230                        expr = new ast::CommaExpr( location,
231                                expr, new ast::CastExpr( *iter ) );
232                }
233                expr->env = env;
234                return expr;
235        // Typed tuple expression: Produce a compound literal which performs
236        // each of the expressions as a distinct part of its initializer. The
237        // produced compound literal may be used as part of another expression.
238        } else {
239                auto inits = map_range<std::vector<ast::ptr<ast::Init>>>( exprs,
240                        []( ast::Expr const * expr ) {
241                                return new ast::SingleInit( expr->location, expr );
242                        }
243                );
244                ast::Expr * expr = new ast::CompoundLiteralExpr( location,
245                        result, new ast::ListInit( location, std::move( inits ) ) );
246                expr->env = env;
247                return expr;
248        }
249}
250
251struct TupleExprExpander final {
252        ast::Expr const * postvisit( ast::TupleExpr const * expr ) {
253                return replaceTupleExpr( expr->location,
254                        expr->result, expr->exprs, expr->env );
255        }
256};
257
258} // namespace
259
260void expandMemberTuples( ast::TranslationUnit & translationUnit ) {
261        ast::Pass< MemberTupleExpander >::run( translationUnit );
262}
263
264void expandUniqueExpr( ast::TranslationUnit & translationUnit ) {
265        ast::Pass< UniqueExprExpander >::run( translationUnit );
266}
267
268void expandTuples( ast::TranslationUnit & translationUnit ) {
269        // These can't just be combined simply (there might be a way with work).
270        ast::Pass<TupleMainExpander>::run( translationUnit );
271        ast::Pass<TupleExprExpander>::run( translationUnit );
272}
273
274} // namespace Tuples
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.