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 import java.util.Arrays;
   5
   6 import org.simantics.scl.compiler.common.names.Name;
   7 import org.simantics.scl.compiler.common.names.Names;
   8 import org.simantics.scl.compiler.compilation.CompilationContext;
   9 import org.simantics.scl.compiler.constants.NoRepConstant;
  10 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.contexts.ReplaceContext;
  11 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.contexts.SimplificationContext;
  12 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.contexts.TranslationContext;
  13 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.contexts.TypingContext;
  14 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.errors.NotPatternException;
  15 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.expressions.lhstype.LhsType;
  16 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.expressions.lhstype.PatternMatchingLhs;
  17 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.java.ListConstructor;
  18 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.macros.MacroRule;
  19 import org.simantics.scl.compiler.elaboration.modules.SCLValue;
  20 import org.simantics.scl.compiler.errors.Locations;
  21 import org.simantics.scl.compiler.internal.codegen.references.IVal;
  22 import org.simantics.scl.compiler.internal.codegen.writer.CodeWriter;
  23 import org.simantics.scl.compiler.internal.interpreted.IApply;
  24 import org.simantics.scl.compiler.internal.interpreted.IExpression;
  25 import org.simantics.scl.compiler.internal.interpreted.IListLiteral;
  26 import org.simantics.scl.compiler.top.ExpressionInterpretationContext;
  27 import org.simantics.scl.compiler.types.Skeletons;
  28 import org.simantics.scl.compiler.types.TFun;
  29 import org.simantics.scl.compiler.types.Type;
  30 import org.simantics.scl.compiler.types.Types;
  31 import org.simantics.scl.compiler.types.exceptions.MatchException;
  32 import org.simantics.scl.compiler.types.kinds.Kinds;
  33 import org.simantics.scl.compiler.types.util.MultiFunction;
  34
  35 public class EApply extends Expression {
  36     public Expression function;
  37     public Expression[] parameters;
  38     public Type effect = Types.NO_EFFECTS;
  39
  40     public EApply(Expression function, Expression ... parameters) {
  41         this.function = function;
  42         this.parameters = parameters;
  43     }
  44
  45     public EApply(Expression function, Expression parameter) {
  46         this(function, new Expression[] {parameter});
  47     }
  48
  49     public EApply(long loc, Expression function, Expression ... parameters) {
  50         super(loc);
  51         this.function = function;
  52         this.parameters = parameters;
  53     }
  54
  55     public EApply(long loc, Type effect, Expression function, Expression ... parameters) {
  56         super(loc);
  57         this.effect = effect;
  58         this.function = function;
  59         this.parameters = parameters;
  60     }
  61
  62     public void set(Expression function, Expression[] parameters) {
  63         this.function = function;
  64         this.parameters = parameters;
  65     }
  66
  67     public Expression getFunction() {
  68         return function;
  69     }
  70
  71     public Expression[] getParameters() {
  72         return parameters;
  73     }
  74
  75     @Override
  76     protected void updateType() throws MatchException {
  77         MultiFunction mfun = Types.matchFunction(function.getType(), parameters.length);
  78         /*for(int i=0;i<parameters.length;++i)
  79             if(!Types.equals(parameters[i].getType(), mfun.parameterTypes[i]))
  80                 throw new MatchException();*/
  81         effect = mfun.effect;
  82         setType(mfun.returnType);
  83         }
  84
  85         @Override
  86         public IVal toVal(CompilationContext context, CodeWriter w) {
  87         IVal functionVal = function.toVal(context, w);
  88         IVal[] parameterVals = new IVal[parameters.length];
  89         for(int i=0;i<parameters.length;++i)
  90             parameterVals[i] = parameters[i].toVal(context, w);
  91         Type type = getType();
  92         effect = Types.simplifyFinalEffect(effect);
  93         return w.applyWithEffect(location, effect, type, functionVal, parameterVals);
  94     }
  95
  96     private void combineApplications() {
  97         if(function instanceof EApply) {
  98             EApply apply = (EApply)function;
  99             if(Types.canonical(apply.effect) == Types.NO_EFFECTS) {
 100                 function = apply.function;
 101                 parameters = Expression.concat(apply.parameters, parameters);
 102             }
 103         }
 104     }
 105
 106     @Override
 107     public Expression simplify(SimplificationContext context) {
 108         function = function.simplify(context);
 109         for(int i=0;i<parameters.length;++i)
 110             parameters[i] = parameters[i].simplify(context);
 111         combineApplications();
 112
 113         // Try to apply macro rule
 114         if(function instanceof EConstant) {
 115             EConstant constant = (EConstant)function;
 116             MacroRule rule = constant.value.getMacroRule();
 117             if(rule != null) {
 118                 Expression simplified = rule.apply(context, constant.typeParameters, this);
 119                 if(simplified != null)
 120                     // There may be more to simplify after macro application
 121                     // However this may cause performance problems (O(n^2) algorithm in pathologic cases)
 122                     return simplified.simplify(context);
 123             }
 124         }
 125
 126         return this;
 127     }
 128
 129     @Override
 130     public EVar getPatternHead() throws NotPatternException {
 131         return function.getPatternHead();
 132     }
 133
 134     @Override
 135     public LhsType getLhsType() throws NotPatternException {
 136         LhsType lhsType = function.getLhsType();
 137         if(lhsType instanceof PatternMatchingLhs)
 138             for(Expression parameter : parameters)
 139                 parameter.collectVariableNames((PatternMatchingLhs)lhsType);
 140         return lhsType;
 141     }
 142
 143     @Override
 144     public Expression resolve(TranslationContext context) {
 145         function = function.resolve(context);
 146         for(int i=0;i<parameters.length;++i)
 147             parameters[i] = parameters[i].resolve(context);
 148         //combineApplications();
 149         return this;
 150     }
 151
 152     @Override
 153     public Expression resolveAsPattern(TranslationContext context) {
 154         function = function.resolveAsPattern(context);
 155         for(int i=0;i<parameters.length;++i)
 156             parameters[i] = parameters[i].resolveAsPattern(context);
 157         combineApplications();
 158         if(!(function instanceof EConstant || function instanceof EError)) {
 159             context.getErrorLog().log(location, "Only constants can be applied in patterns.");
 160             return new EError();
 161         }
 162         return this;
 163     }
 164
 165     @Override
 166     public void getParameters(TranslationContext context,
 167             ArrayList<Expression> parameters) {
 168         function.getParameters(context, parameters);
 169         for(Expression parameter : this.parameters)
 170             parameters.add(parameter);
 171     }
 172
 173     @Override
 174     public Expression replace(ReplaceContext context) {
 175         return new EApply(
 176                 getLocation(),
 177                 effect.replace(context.tvarMap),
 178                 function.replace(context),
 179                 replace(context, parameters));
 180     }
 181
 182     @Override
 183     public void setLocationDeep(long loc) {
 184         if(location == Locations.NO_LOCATION) {
 185             location = loc;
 186             function.setLocationDeep(loc);
 187             for(Expression parameter : parameters)
 188                 parameter.setLocationDeep(loc);
 189         }
 190     }
 191
 192     @Override
 193     public int getFunctionDefinitionPatternArity() throws NotPatternException {
 194         return function.getFunctionDefinitionPatternArity() + parameters.length;
 195     }
 196
 197     @Override
 198     public IExpression toIExpression(ExpressionInterpretationContext target) {
 199         IExpression[] parametersI = toIExpressions(target, parameters);
 200
 201         Expression function = this.function;
 202         while(function instanceof EApplyType)
 203             function = ((EApplyType)function).expression;
 204
 205         // Special cases
 206         if(function instanceof EConstant) {
 207             SCLValue functionValue = ((EConstant)function).value;
 208             Name name = functionValue.getName();
 209             if(name.module.equals("Builtin")) {
 210                 IVal val = functionValue.getValue();
 211                 if(val instanceof ListConstructor) {
 212                     if(((ListConstructor)val).arity == parametersI.length)
 213                         return new IListLiteral(parametersI);
 214                 }
 215             }
 216         }
 217         //System.out.println("--> " + function + " " + function.getClass().getSimpleName());
 218
 219         // The basic case
 220         return new IApply(function.toIExpression(target), parametersI);
 221     }
 222
 223     private Expression inferType(TypingContext context, boolean ignoreResult) {
 224         function = function.inferType(context);
 225         function = context.instantiate(function);
 226         Type functionType = function.getType();
 227
 228         int arity = Types.getMaxArity(functionType);
 229         if(arity < parameters.length) {
 230             if(arity == 0)
 231                 context.getErrorLog().log(location, "Application of non-function.");
 232             else
 233                 context.getErrorLog().log(location, "Function of arity " + arity +
 234                         " is applied with " + parameters.length + " parameters.");
 235             setType(Types.metaVar(Kinds.STAR));
 236             for(int i=0;i<parameters.length;++i)
 237                 parameters[i] = parameters[i].inferType(context);
 238             return this;
 239         }
 240
 241         EApply current = this;
 242         while(true) {
 243             MultiFunction mfun = Types.unifyFunction2(functionType, current.parameters.length);
 244             int marity = mfun.parameterTypes.length;
 245             for(int i=0;i<marity;++i)
 246                 current.parameters[i] = current.parameters[i].checkType(context, mfun.parameterTypes[i]);
 247             current.effect = mfun.effect;
 248             context.declareEffect(location, mfun.effect);
 249             current.setType(mfun.returnType);
 250
 251             if(marity < current.parameters.length) {
 252                 Expression[] missingParameters = Arrays.copyOfRange(current.parameters, marity, current.parameters.length);
 253                 functionType = mfun.returnType;
 254                 current.parameters = Arrays.copyOf(current.parameters, marity);
 255                 current = new EApply(current, missingParameters);
 256             }
 257             else {
 258                 if((ignoreResult && mfun.effect == Types.NO_EFFECTS && Skeletons.canonicalSkeleton(mfun.returnType) instanceof TFun) ||
 259                         (context.isInPattern() && Skeletons.canonicalSkeleton(mfun.returnType) instanceof TFun)) {
 260                     context.getErrorLog().log(location, "The function is applied with too few parameters.");
 261                 }
 262                 return current;
 263             }
 264         }
 265     }
 266
 267     @Override
 268     public Expression inferType(TypingContext context) {
 269         if(parameters.length == 2 && function instanceof EConstant && ((EConstant)function).value.getName() == Names.Prelude_dollar)
 270             return new EApply(location, parameters[0], parameters[1]).inferType(context);
 271         return inferType(context, false);
 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]).checkIgnoredType(context);
 278         Expression expression = inferType(context, true);
 279         if(Types.canonical(getType()) != Types.UNIT)
 280             expression = new ESimpleLet(location, null, expression, new ELiteral(NoRepConstant.PUNIT));
 281         return expression;
 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 }