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[diderot] Annotation of /branches/charisee/src/compiler/IL/check-il-fn.sml
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Annotation of /branches/charisee/src/compiler/IL/check-il-fn.sml

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Revision 2389 - (view) (download)

1 : jhr 369 (* check-il-fn.sml
2 :     *
3 : jhr 435 * COPYRIGHT (c) 2010 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4 : jhr 369 * All rights reserved.
5 :     *
6 :     * Correctness checker for SSA-based ILs.
7 : jhr 417 *
8 :     * TODO:
9 : jhr 2356 * check that the state variables and method stateOut variables are all defined.
10 : jhr 369 *)
11 :    
12 : jhr 405 signature OPERATOR_TY =
13 :     sig
14 :     type rator
15 :     type ty
16 : jhr 369
17 : jhr 410 (* returns the signature of an operator as (rng, dom). *)
18 : jhr 405 val sigOf : rator -> ty * ty list
19 :    
20 : jhr 1116 (* return the type of a CONS, where the first argument is the annotated type
21 :     * and the second argument is the list of argument types. Returns false if
22 :     * there is a type error.
23 : jhr 410 *)
24 : jhr 1116 val typeOfCons : ty * ty list -> bool
25 : jhr 410
26 : jhr 405 end
27 :    
28 :     functor CheckILFn (
29 :    
30 :     structure IL : SSA
31 :     structure OpTy : OPERATOR_TY
32 : jhr 2356 where type rator = IL.Op.rator
33 :     where type ty = IL.Ty.ty
34 : jhr 405
35 :     ) : sig
36 :    
37 : jhr 413 (* check the program for type errors, etc. The first argument will be used to
38 :     * identify the phase that the check follows and the return result will be true
39 :     * if any errors were detected.
40 :     *)
41 : jhr 414 val check : string * IL.program -> bool
42 : jhr 413
43 : jhr 369 end = struct
44 :    
45 : jhr 405 structure IL = IL
46 :     structure Ty = IL.Ty
47 :     structure V = IL.Var
48 :     structure VSet = V.Set
49 :    
50 : jhr 417 (* forward analysis to determine the variables that are available in blocks *)
51 :     structure Avail = ForwardDFAFn (
52 :     struct
53 :    
54 : jhr 2356 structure IL = IL
55 :     type t = VSet.set
56 : jhr 417
57 : jhr 2356 val bottom = VSet.empty
58 : jhr 417
59 : jhr 2356 fun join inputs = List.foldl VSet.union bottom inputs
60 : jhr 417
61 : jhr 2356 fun transfer (input, nd as IL.ND{kind, ...}) = (case kind
62 :     of IL.JOIN{phis, ...} => let
63 :     (* add the lhs of the phi node. We do not remove the rhs variables, since
64 :     * after value numbering, they may have further uses.
65 :     *)
66 :     fun doPhi ((y, _), vs) = VSet.add(vs, y)
67 :     val output = List.foldl doPhi input (!phis)
68 :     in
69 :     output
70 :     end
71 :     | IL.ASSIGN{stm=(y, _), ...} => VSet.add(input, y)
72 :     | IL.MASSIGN{stm=(ys, _, _), ...} => VSet.addList(input, ys)
73 :     | _ => input
74 :     (* end case *))
75 : jhr 417
76 : jhr 2356 val same = VSet.equal
77 : jhr 417
78 : jhr 2356 fun toString vs = let
79 :     fun f (v, []) = [IL.Var.toString v, "}"]
80 :     | f (v, l) = IL.Var.toString v :: "," :: l
81 :     in
82 :     if VSet.isEmpty vs then "{}" else String.concat("{" :: VSet.foldl f [] vs)
83 :     end
84 : jhr 417
85 :     end)
86 :    
87 : jhr 410 datatype token
88 : jhr 1232 = NL | S of string | A of Atom.atom | V of IL.var | VTYS of IL.var list
89 :     | TY of Ty.ty | TYS of Ty.ty list
90 : jhr 410
91 : jhr 414 fun error errBuf toks = let
92 : jhr 2356 fun tok2str NL = "\n ** "
93 :     | tok2str (S s) = s
94 :     | tok2str (A s) = Atom.toString s
95 :     | tok2str (V x) = V.toString x
96 :     | tok2str (VTYS xs) = tok2str(TYS(List.map V.ty xs))
97 :     | tok2str (TY ty) = Ty.toString ty
98 :     | tok2str (TYS []) = "()"
99 :     | tok2str (TYS[ty]) = Ty.toString ty
100 :     | tok2str (TYS tys) = String.concat[
101 :     "(", String.concatWith " * " (List.map Ty.toString tys), ")"
102 :     ]
103 :     in
104 :     errBuf := concat ("**** Error: " :: List.map tok2str toks)
105 :     :: !errBuf
106 :     end
107 : jhr 410
108 : jhr 417 fun checkAssign errFn ((y, rhs), bvs) = let
109 : jhr 2356 (* check a variable use *)
110 :     fun checkVar x = if VSet.member(bvs, x)
111 :     then ()
112 :     else errFn [
113 :     S "variable ", V x, S " is not bound in", NL,
114 :     S(IL.assignToString(y, rhs))
115 :     ]
116 :     fun tyError (ty1, ty2) = errFn [
117 :     S "type mismatch in \"", S(IL.assignToString (y, rhs)), S "\"",
118 :     NL, S "lhs: ", TY ty1, NL, S "rhs: ", TY ty2
119 :     ]
120 :     in
121 :     (* check that y is not bound twice *)
122 :     if VSet.member(bvs, y)
123 :     then errFn [
124 :     S "variable ", V y, S " is bound twice in", NL,
125 :     S(IL.assignToString (y, rhs))
126 :     ]
127 :     else ();
128 :     case rhs
129 :     of IL.STATE x =>
130 : jhr 1640 if Ty.same(V.ty y, IL.StateVar.ty x)
131 :     then ()
132 : jhr 2356 else tyError (V.ty y, IL.StateVar.ty x)
133 : jhr 1640 | IL.VAR x => (
134 : jhr 2356 checkVar x;
135 :     if Ty.same(V.ty y, V.ty x)
136 :     then ()
137 :     else tyError (V.ty y, V.ty x))
138 :     | IL.LIT lit => let
139 :     val ty = (case lit
140 :     of Literal.Int _ => Ty.intTy
141 :     | Literal.Float _ => Ty.realTy
142 :     | Literal.String _ => Ty.StringTy
143 :     | Literal.Bool _ => Ty.BoolTy
144 :     (* end case *))
145 :     in
146 :     if Ty.same(V.ty y, ty)
147 :     then ()
148 :     else tyError (V.ty y, ty)
149 :     end
150 :     | IL.OP(rator, xs) => let
151 :     val (resTy, argTys) = OpTy.sigOf rator
152 :     in
153 :     List.app checkVar xs;
154 :     if Ty.same(V.ty y, resTy)
155 :     then ()
156 :     else tyError (V.ty y, resTy);
157 :     if ListPair.allEq (fn (x, ty) => Ty.same(V.ty x, ty)) (xs, argTys)
158 :     then ()
159 :     else errFn [
160 :     S "argument type mismatch in \"", S(IL.assignToString (y, rhs)), S "\"",
161 :     NL, S "expected: ", TYS argTys,
162 :     NL, S "found: ", VTYS xs
163 :     ]
164 :     end
165 :     | IL.APPLY(name, xs) => () (* FIXME: need functor parameter for typing name *)
166 :     | IL.CONS(ty, xs) => (
167 :     List.app checkVar xs;
168 :     if OpTy.typeOfCons (ty, List.map V.ty xs)
169 :     then if Ty.same(V.ty y, ty)
170 :     then ()
171 :     else tyError (V.ty y, ty)
172 : jhr 2389 else errFn [S "invalid ", S(IL.assignToString(y, rhs))])
173 : cchiw 2388 | EINAPP(exp,ard) => ()
174 : jhr 2356 (* end case *);
175 :     VSet.add(bvs, y)
176 :     end
177 : jhr 405
178 : jhr 1640 fun checkMAssign errFn (stm as (ys, rator, xs), bvs) = let
179 :     (* check that a lhs variable is not bound twice *)
180 :     fun checkBind y = if VSet.member(bvs, y)
181 : jhr 2356 then errFn [
182 :     S "variable ", V y, S " is bound twice in", NL,
183 :     S(IL.massignToString stm)
184 :     ]
185 :     else ()
186 :     (* check a variable use *)
187 :     fun checkVar x = if VSet.member(bvs, x)
188 :     then ()
189 :     else errFn [
190 :     S "variable ", V x, S " is not bound in", NL,
191 :     S(IL.massignToString stm)
192 :     ]
193 :     fun tyError (ty1, ty2) = errFn [
194 :     S "type mismatch in \"", S(IL.massignToString stm), S "\"",
195 :     NL, S "lhs: ", TY ty1, NL, S "rhs: ", TY ty2
196 :     ]
197 :     in
198 :     (* check that the lhs variables are not bound twice *)
199 :     List.app checkBind ys;
200 : jhr 1640 (* FIXME:
201 :     (* check the types *)
202 :     val (resTys, argTys) = OpTy.sigOf rator
203 :     in
204 :     List.app checkVar xs;
205 :     if ListPair.allEq (fn (y, ty) => Ty.same(V.ty y, ty)) (ys, resTys)
206 :     then ()
207 :     else tyError (V.ty y, resTy);
208 :     if ListPair.allEq (fn (x, ty) => Ty.same(V.ty x, ty)) (xs, argTys)
209 :     then ()
210 :     else errFn [
211 :     S "argument type mismatch in \"", S(IL.massignToString stm), S "\"",
212 :     NL, S "expected: ", TYS argTys,
213 :     NL, S "found: ", VTYS xs
214 :     ]
215 :     end
216 :     *)
217 : jhr 2356 VSet.addList(bvs, ys)
218 :     end
219 : jhr 1640
220 : jhr 417 fun checkPhi errFn bvs (y, xs) = let
221 : jhr 2356 val ty = V.ty y
222 :     in
223 :     (* check that y is not bound twice *)
224 :     if VSet.member(bvs, y)
225 :     then errFn [
226 :     S "variable ", V y, S " is bound twice in", NL,
227 :     S(IL.phiToString (y, xs))
228 :     ]
229 :     else ();
230 :     (* check that rhs vars have the correct type *)
231 :     if List.all (fn x => Ty.same(V.ty x, ty)) xs
232 :     then ()
233 :     else errFn [
234 :     S "type mismatch in \"", S(IL.phiToString (y, xs)), S "\"",
235 :     NL, S "lhs: ", TY ty, NL, S "rhs: ", VTYS xs
236 :     ]
237 :     end
238 : jhr 405
239 : jhr 1640 fun check (phase, IL.Program{props, globalInit, initially, strands}) = let
240 : jhr 2356 val errBuf = ref []
241 :     val errFn = error errBuf
242 :     fun final () = (case !errBuf
243 :     of [] => false
244 :     | errs => (
245 :     Log.msg(concat["********** IL Errors detected after ", phase, " **********\n"]);
246 :     List.app (fn msg => Log.msg(msg ^ "\n")) (List.rev errs);
247 :     true)
248 :     (* end case *))
249 :     val checkPhi = checkPhi errFn
250 :     val checkAssign = checkAssign errFn
251 :     val checkMAssign = checkMAssign errFn
252 :     fun checkCFG (vs, cfg) = let
253 :     val bvs = VSet.fromList vs
254 :     (* compute the variables available on entry to each block *)
255 :     val nodes = Avail.analyse (bvs, cfg)
256 :     fun checkNd (nd as IL.ND{kind, ...}) = (case kind
257 :     of IL.NULL => errFn [S "unexpected ", S(IL.Node.toString nd)]
258 :     | IL.JOIN{phis, ...} =>
259 :     List.app (checkPhi (VSet.union(Avail.inValue nd, bvs))) (!phis)
260 :     | IL.COND{cond, ...} =>
261 :     if VSet.member(Avail.inValue nd, cond)
262 :     orelse VSet.member(bvs, cond)
263 :     then ()
264 :     else errFn [S "unbound variable ", V cond, S " in conditional"]
265 :     | IL.ASSIGN{stm, ...} =>
266 :     ignore (checkAssign (stm, VSet.union(Avail.inValue nd, bvs)))
267 :     | IL.MASSIGN{stm, ...} =>
268 :     ignore (checkMAssign (stm, VSet.union(Avail.inValue nd, bvs)))
269 :     | IL.NEW{strand, args, ...} => let
270 :     val bvs = VSet.union(Avail.inValue nd, bvs)
271 :     (* check a variable use *)
272 :     fun checkVar x = if VSet.member(bvs, x)
273 :     then ()
274 :     else errFn [
275 :     S "variable ", V x, S " is not bound in new ",
276 :     S(Atom.toString strand)
277 :     ]
278 :     in
279 :     List.app checkVar args
280 :     end
281 : jhr 1640 | IL.SAVE{lhs, rhs, ...} => let
282 : jhr 2356 val bvs = VSet.union(Avail.inValue nd, bvs)
283 : jhr 1640 in
284 :     if VSet.member(bvs, rhs)
285 :     then ()
286 :     else errFn [
287 :     S "variable ", V rhs, S " is not bound in save ",
288 :     S(IL.StateVar.toString lhs)
289 :     ];
290 :     if Ty.same(IL.StateVar.ty lhs, V.ty rhs)
291 :     then ()
292 :     else errFn [
293 :     S "type mismatch in \"", S(IL.StateVar.toString lhs),
294 :     S " = ", S(V.toString rhs), S "\"",
295 :     NL, S "lhs: ", TY(IL.StateVar.ty lhs),
296 :     NL, S "rhs: ", TY(V.ty rhs)
297 :     ]
298 :     end
299 : jhr 2356 | _ => ()
300 :     (* end case *))
301 :     in
302 :     List.app checkNd nodes;
303 :     (* cleanup *)
304 :     Avail.scrub nodes
305 :     end
306 :     (* the globals are those variables that are live at the exit of the global initialization *)
307 :     val globals = IL.CFG.liveAtExit globalInit
308 :     (* check a strand definition *)
309 :     fun checkStrand (IL.Strand{name, params, state, stateInit, methods}) = let
310 :     val nStateVars = List.length state
311 :     val extraVars = params @ globals
312 :     fun checkMethod (IL.Method{name, body, ...}) = checkCFG (extraVars, body)
313 : jhr 1640 (*DEBUG*)handle ex => raise ex
314 : jhr 2356 in
315 :     checkCFG (extraVars, stateInit)
316 : jhr 1640 (*DEBUG*)handle ex => raise ex;
317 : jhr 2356 List.app checkMethod methods
318 :     end
319 : jhr 1640 (* handle exceptions *)
320 :     fun onExn exn = errFn [S "uncaught exception: ", S(exnMessage exn)]
321 : jhr 2356 in
322 :     (* check the global part *)
323 :     checkCFG ([], globalInit) handle ex => onExn ex;
324 : jhr 1116 (* FIXME: need to check initially *)
325 : jhr 2356 (* check the strands *)
326 :     (List.app checkStrand strands) handle ex => onExn ex;
327 :     (* check for errors *)
328 :     final()
329 :     end
330 : jhr 413
331 : jhr 369 end

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