bundles/org.simantics.scl.compiler/src/org/simantics/scl/compiler/elaboration/expressions/EApply.java

   1 package org.simantics.scl.compiler.elaboration.expressions;
   2
   3 import java.util.ArrayList;
   4
   5 import org.simantics.scl.compiler.common.names.Name;
   6 import org.simantics.scl.compiler.common.names.Names;
   7 import org.simantics.scl.compiler.compilation.CompilationContext;
   8 import org.simantics.scl.compiler.constants.NoRepConstant;
   9 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.contexts.ReplaceContext;
  10 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.contexts.SimplificationContext;
  11 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.contexts.TranslationContext;
  12 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.contexts.TypingContext;
  13 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.errors.NotPatternException;
  14 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.expressions.lhstype.LhsType;
  15 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.expressions.lhstype.PatternMatchingLhs;
  16 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.java.ListConstructor;
  17 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.macros.MacroRule;
  18 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.modules.SCLValue;
  19 import org.simantics.scl.compiler.errors.Locations;
  20 import org.simantics.scl.compiler.internal.codegen.references.IVal;
  21 import org.simantics.scl.compiler.internal.codegen.writer.CodeWriter;
  22 import org.simantics.scl.compiler.internal.interpreted.IApply;
  23 import org.simantics.scl.compiler.internal.interpreted.IExpression;
  24 import org.simantics.scl.compiler.internal.interpreted.IListLiteral;
  25 import org.simantics.scl.compiler.top.ExpressionInterpretationContext;
  26 import org.simantics.scl.compiler.types.Skeletons;
  27 import org.simantics.scl.compiler.types.TFun;
  28 import org.simantics.scl.compiler.types.Type;
  29 import org.simantics.scl.compiler.types.Types;
  30 import org.simantics.scl.compiler.types.exceptions.MatchException;
  31 import org.simantics.scl.compiler.types.exceptions.UnificationException;
  32 import org.simantics.scl.compiler.types.kinds.Kinds;
  33 import org.simantics.scl.compiler.types.util.MultiFunction;
  34
  35 import gnu.trove.map.hash.TObjectIntHashMap;
  36 import gnu.trove.set.hash.TIntHashSet;
  37
  38 public class EApply extends Expression {
  39     public Expression function;
  40     public Expression[] parameters;
  41     public Type effect = Types.NO_EFFECTS;
  42
  43     public EApply(Expression function, Expression ... parameters) {
  44         this.function = function;
  45         this.parameters = parameters;
  46     }
  47
  48     public EApply(Expression function, Expression parameter) {
  49         this(function, new Expression[] {parameter});
  50     }
  51
  52     public EApply(long loc, Expression function, Expression ... parameters) {
  53         super(loc);
  54         this.function = function;
  55         this.parameters = parameters;
  56     }
  57
  58     public EApply(long loc, Type effect, Expression function, Expression ... parameters) {
  59         super(loc);
  60         this.effect = effect;
  61         this.function = function;
  62         this.parameters = parameters;
  63     }
  64
  65     public void set(Expression function, Expression[] parameters) {
  66         this.function = function;
  67         this.parameters = parameters;
  68     }
  69
  70     public Expression getFunction() {
  71         return function;
  72     }
  73
  74     public Expression[] getParameters() {
  75         return parameters;
  76     }
  77
  78     public void collectVars(TObjectIntHashMap<Variable> allVars, TIntHashSet vars) {
  79         function.collectVars(allVars, vars);
  80         for(Expression parameter : parameters)
  81             parameter.collectVars(allVars, vars);
  82     }
  83
  84         @Override
  85         protected void updateType() throws MatchException {
  86         MultiFunction mfun = Types.matchFunction(function.getType(), parameters.length);
  87         /*for(int i=0;i<parameters.length;++i)
  88             if(!Types.equals(parameters[i].getType(), mfun.parameterTypes[i]))
  89                 throw new MatchException();*/
  90         effect = mfun.effect;
  91         setType(mfun.returnType);
  92         }
  93
  94         @Override
  95         public IVal toVal(CompilationContext context, CodeWriter w) {
  96         IVal functionVal = function.toVal(context, w);
  97         IVal[] parameterVals = new IVal[parameters.length];
  98         for(int i=0;i<parameters.length;++i)
  99             parameterVals[i] = parameters[i].toVal(context, w);
 100         Type type = getType();
 101         effect = Types.simplifyFinalEffect(effect);
 102         return w.applyWithEffect(location, effect, type, functionVal, parameterVals);
 103     }
 104
 105     private void combineApplications() {
 106         if(function instanceof EApply) {
 107             EApply apply = (EApply)function;
 108             if(Types.canonical(apply.effect) == Types.NO_EFFECTS) {
 109                 function = apply.function;
 110                 parameters = Expression.concat(apply.parameters, parameters);
 111             }
 112         }
 113     }
 114
 115     @Override
 116     public Expression simplify(SimplificationContext context) {
 117         function = function.simplify(context);
 118         for(int i=0;i<parameters.length;++i)
 119             parameters[i] = parameters[i].simplify(context);
 120         combineApplications();
 121
 122         // Try to apply macro rule
 123         if(function instanceof EConstant) {
 124             EConstant constant = (EConstant)function;
 125             MacroRule rule = constant.value.getMacroRule();
 126             if(rule != null) {
 127                 Expression simplified = rule.apply(context, constant.typeParameters, this);
 128                 if(simplified != null)
 129                     // There may be more to simplify after macro application
 130                     // However this may cause performance problems (O(n^2) algorithm in pathologic cases)
 131                     return simplified.simplify(context);
 132             }
 133         }
 134
 135         return this;
 136     }
 137
 138     @Override
 139     public EVar getPatternHead() throws NotPatternException {
 140         return function.getPatternHead();
 141     }
 142
 143     @Override
 144     public LhsType getLhsType() throws NotPatternException {
 145         LhsType lhsType = function.getLhsType();
 146         if(lhsType instanceof PatternMatchingLhs)
 147             for(Expression parameter : parameters)
 148                 parameter.collectVariableNames((PatternMatchingLhs)lhsType);
 149         return lhsType;
 150     }
 151
 152     @Override
 153     public Expression resolve(TranslationContext context) {
 154         function = function.resolve(context);
 155         for(int i=0;i<parameters.length;++i)
 156             parameters[i] = parameters[i].resolve(context);
 157         //combineApplications();
 158         return this;
 159     }
 160
 161     @Override
 162     public Expression resolveAsPattern(TranslationContext context) {
 163         function = function.resolveAsPattern(context);
 164         for(int i=0;i<parameters.length;++i)
 165             parameters[i] = parameters[i].resolveAsPattern(context);
 166         combineApplications();
 167         if(!(function instanceof EConstant || function instanceof EError)) {
 168             context.getErrorLog().log(location, "Only constants can be applied in patterns.");
 169             return new EError();
 170         }
 171         return this;
 172     }
 173
 174     @Override
 175     public void getParameters(TranslationContext context,
 176             ArrayList<Expression> parameters) {
 177         function.getParameters(context, parameters);
 178         for(Expression parameter : this.parameters)
 179             parameters.add(parameter);
 180     }
 181
 182     @Override
 183     public Expression replace(ReplaceContext context) {
 184         return new EApply(
 185                 getLocation(),
 186                 effect.replace(context.tvarMap),
 187                 function.replace(context),
 188                 replace(context, parameters));
 189     }
 190
 191     @Override
 192     public void setLocationDeep(long loc) {
 193         if(location == Locations.NO_LOCATION) {
 194             location = loc;
 195             function.setLocationDeep(loc);
 196             for(Expression parameter : parameters)
 197                 parameter.setLocationDeep(loc);
 198         }
 199     }
 200
 201     @Override
 202     public int getFunctionDefinitionPatternArity() throws NotPatternException {
 203         return function.getFunctionDefinitionPatternArity() + parameters.length;
 204     }
 205
 206     @Override
 207     public IExpression toIExpression(ExpressionInterpretationContext target) {
 208         IExpression[] parametersI = toIExpressions(target, parameters);
 209
 210         Expression function = this.function;
 211         while(function instanceof EApplyType)
 212             function = ((EApplyType)function).expression;
 213
 214         // Special cases
 215         if(function instanceof EConstant) {
 216             SCLValue functionValue = ((EConstant)function).value;
 217             Name name = functionValue.getName();
 218             if(name.module.equals("Builtin")) {
 219                 IVal val = functionValue.getValue();
 220                 if(val instanceof ListConstructor) {
 221                     if(((ListConstructor)val).arity == parametersI.length)
 222                         return new IListLiteral(parametersI);
 223                 }
 224             }
 225         }
 226         //System.out.println("--> " + function + " " + function.getClass().getSimpleName());
 227
 228         // The basic case
 229         return new IApply(function.toIExpression(target), parametersI);
 230     }
 231
 232     private void inferType(TypingContext context, boolean ignoreResult) {
 233         function = function.inferType(context);
 234         function = context.instantiate(function);
 235         MultiFunction mfun;
 236         try {
 237             mfun = Types.unifyFunction(function.getType(), parameters.length);
 238         } catch (UnificationException e) {
 239             int arity = Types.getArity(function.getType());
 240             if(arity == 0)
 241                 context.getErrorLog().log(location, "Application of non-function.");
 242             else
 243                 context.getErrorLog().log(location, "Function of arity " + arity +
 244                         " is applied with " + parameters.length + " parameters.");
 245             setType(Types.metaVar(Kinds.STAR));
 246             for(int i=0;i<parameters.length;++i)
 247                 parameters[i] = parameters[i].inferType(context);
 248             return;
 249         }
 250         if((ignoreResult && Skeletons.canonicalSkeleton(mfun.returnType) instanceof TFun &&
 251                 Types.canonical(mfun.effect) == Types.NO_EFFECTS) ||
 252                 (context.isInPattern() && Skeletons.canonicalSkeleton(mfun.returnType) instanceof TFun)) {
 253             context.getErrorLog().log(location, "The function is applied with too few parameters.");
 254         }
 255
 256         // Check parameter types
 257         for(int i=0;i<parameters.length;++i)
 258             parameters[i] = parameters[i].checkType(context, mfun.parameterTypes[i]);
 259
 260         effect = mfun.effect;
 261
 262         context.declareEffect(location, mfun.effect);
 263         setType(mfun.returnType);
 264     }
 265
 266     @Override
 267     public Expression inferType(TypingContext context) {
 268         if(parameters.length == 2 && function instanceof EConstant && ((EConstant)function).value.getName() == Names.Prelude_dollar)
 269             return new EApply(location, parameters[0], parameters[1]).inferType(context);
 270         inferType(context, false);
 271         return this;
 272     }
 273
 274     @Override
 275     public Expression checkIgnoredType(TypingContext context) {
 276         if(parameters.length == 2 && function instanceof EConstant && ((EConstant)function).value.getName() == Names.Prelude_dollar)
 277             return new EApply(location, parameters[0], parameters[1]).inferType(context);
 278         inferType(context, true);
 279         if(Types.canonical(getType()) != Types.UNIT)
 280             return new ESimpleLet(location, null, this, new ELiteral(NoRepConstant.PUNIT));
 281         return this;
 282     }
 283
 284     public Type getLocalEffect() {
 285         return effect;
 286     }
 287
 288     public Expression toANormalForm(Expression root) {
 289         Expression expression = root;
 290         for(int i=parameters.length-1;i>=0;--i) {
 291                 Expression parameter = parameters[i];
 292                 if(parameter.isEffectful()) {
 293                         Variable var = new Variable("aNormalTemp" + i, parameter.getType());
 294                         expression = new ESimpleLet(var, parameter, expression);
 295                         parameters[i] = new EVariable(var);
 296                 }
 297         }
 298         if(function.isEffectful()) {
 299                 Variable var = new Variable("aNormalTempF", function.getType());
 300                 expression = new ESimpleLet(var, function, expression);
 301                 function = new EVariable(var);
 302         }
 303         return expression;
 304     }
 305
 306     @Override
 307     public boolean isEffectful() {
 308         if(effect != Types.NO_EFFECTS)
 309                 return true;
 310         for(Expression parameter : parameters)
 311                 if(parameter.isEffectful())
 312                         return true;
 313         if(function.isEffectful())
 314                 return true;
 315         return false;
 316     }
 317
 318     @Override
 319     public boolean isFunctionPattern() {
 320         return !isConstructorApplication();
 321     }
 322
 323     @Override
 324     public boolean isConstructorApplication() {
 325         return function.isConstructorApplication();
 326     }
 327
 328     @Override
 329     public void accept(ExpressionVisitor visitor) {
 330         visitor.visit(this);
 331     }
 332
 333     @Override
 334     public boolean isFunctionDefinitionLhs() {
 335         try {
 336             EVar patternHead = function.getPatternHead();
 337             return !Character.isUpperCase(patternHead.name.charAt(0));
 338         } catch(NotPatternException e) {
 339             return false;
 340         }
 341     }
 342
 343     @Override
 344     public boolean isPattern(int arity) {
 345         if(!function.isPattern(arity+parameters.length))
 346             return false;
 347         for(Expression parameter : parameters)
 348             if(!parameter.isPattern(0))
 349                 return false;
 350         return true;
 351     }
 352
 353     @Override
 354     public Expression accept(ExpressionTransformer transformer) {
 355         return transformer.transform(this);
 356     }
 357
 358     @Override
 359     public boolean equalsExpression(Expression expression) {
 360         if(expression.getClass() != getClass())
 361             return false;
 362         EApply other = (EApply)expression;
 363         if(parameters.length != other.parameters.length)
 364             return false;
 365         if(!function.equalsExpression(other.function))
 366             return false;
 367         for(int i=0;i<parameters.length;++i)
 368             if(!parameters[i].equalsExpression(other.parameters[i]))
 369                 return false;
 370         return true;
 371     }
 372 }