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

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