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[smlnj] Annotation of /sml/trunk/src/compiler/FLINT/opt/lcontract.sml
ViewVC logotype

Annotation of /sml/trunk/src/compiler/FLINT/opt/lcontract.sml

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Revision 190 - (view) (download)

1 : monnier 16 (* Copyright 1996 by Bell Laboratories *)
2 :     (* lcontract.sml *)
3 :    
4 :     signature LCONTRACT =
5 :     sig
6 : monnier 45 val lcontract : FLINT.prog -> FLINT.prog
7 : monnier 16 end
8 :    
9 :     structure LContract : LCONTRACT =
10 :     struct
11 :    
12 :     local structure DI = DebIndex
13 : monnier 45 structure DA = Access
14 :     structure LT = LtyExtern
15 : monnier 71 structure FU = FlintUtil
16 : monnier 45 open FLINT
17 : monnier 16 in
18 :    
19 : monnier 45 fun bug s = ErrorMsg.impossible ("LContract: "^s)
20 :     val say = Control.Print.say
21 :     val ident = fn x => x
22 : monnier 16 fun all p (a::r) = p a andalso all p r | all p nil = true
23 :    
24 : monnier 45 fun isDiffs (vs, us) =
25 :     let fun h (VAR x) = List.all (fn y => (y<>x)) vs
26 :     | h _ = true
27 :     in List.all h us
28 :     end
29 : monnier 16
30 : monnier 45 fun isEqs (vs, us) =
31 :     let fun h (v::r, (VAR x)::z) = if v = x then h(r, z) else false
32 :     | h ([], []) = true
33 :     | h _ = false
34 :     in h(vs, us)
35 :     end
36 :    
37 : monnier 16 datatype info
38 : monnier 45 = SimpVal of value
39 : monnier 16 | ListExp of value list
40 : monnier 45 | FunExp of DI.depth * lvar list * lexp
41 :     | ConExp of dcon * tyc list * value
42 :     | StdExp
43 : monnier 16
44 :     exception LContPass1
45 : monnier 45 fun pass1 fdec =
46 : monnier 16 let val zz : (DI.depth option) Intmap.intmap = Intmap.new(32, LContPass1)
47 :     val add = Intmap.add zz
48 :     val get = Intmap.map zz
49 :     val rmv = Intmap.rmv zz
50 :     fun enter(x, d) = add(x, SOME d)
51 :     fun kill x = ((get x; rmv x) handle _ => ())
52 :     fun mark nd x =
53 :     (let val s = get x
54 :     val _ = rmv x
55 :     in case s
56 :     of NONE => ()
57 : monnier 45 | SOME _ => add(x, NONE) (* depth no longer matters *)
58 :     (*
59 : monnier 16 | SOME d => if (d=nd) then add(x, NONE)
60 :     else ()
61 : monnier 45 *)
62 : monnier 16 end) handle _ => ()
63 :    
64 :     fun cand x = (get x; true) handle _ => false
65 :    
66 : monnier 184 fun lpfd d ({isrec=SOME _,...}, v, vts, e) = lple d e
67 : monnier 45 | lpfd d (_, v, vts, e) = (enter(v, d); lple d e)
68 :    
69 :     and lple d e =
70 : monnier 16 let fun psv (VAR x) = kill x
71 :     | psv _ = ()
72 : monnier 45
73 :     and pst (v, vks, e) = lple (DI.next d) e
74 : monnier 16
75 : monnier 45 and pse (RET vs) = app psv vs
76 :     | pse (LET(vs, e1, e2)) = (pse e1; pse e2)
77 :     | pse (FIX(fdecs, e)) = (app (lpfd d) fdecs; pse e)
78 :     | pse (APP(VAR x, vs)) = (mark d x; app psv vs)
79 :     | pse (APP(v, vs)) = (psv v; app psv vs)
80 :     | pse (TFN(tfdec, e)) = (pst tfdec; pse e)
81 : monnier 16 | pse (TAPP(v, _)) = psv v
82 : monnier 45 | pse (RECORD(_,vs,_,e)) = (app psv vs; pse e)
83 :     | pse (SELECT(u,_,_,e)) = (psv u; pse e)
84 :     | pse (CON(_,_,u,_,e)) = (psv u; pse e)
85 :     | pse (SWITCH(u, _, ces, oe)) =
86 :     (psv u; app (fn (_,x) => pse x) ces;
87 : monnier 16 case oe of NONE => () | SOME x => pse x)
88 : monnier 45 | pse (RAISE _) = ()
89 : monnier 24 | pse (HANDLE(e,v)) = (pse e; psv v)
90 : monnier 45 | pse (BRANCH(_, vs, e1, e2)) = (app psv vs; pse e1; pse e2)
91 :     | pse (PRIMOP(_, vs, _, e)) = (app psv vs; pse e)
92 : monnier 16
93 :     in pse e
94 :     end
95 :    
96 : monnier 45 in lpfd DI.top fdec; (cand, fn () => Intmap.clear zz)
97 :     end (* pass1 *)
98 : monnier 16
99 :     (************************************************************************
100 :     * THE MAIN FUNCTION *
101 :     ************************************************************************)
102 : monnier 45 fun lcontract (fdec, init) =
103 : monnier 16 let
104 :    
105 : monnier 45 (* In pass1, we calculate the list of functions that are the candidates
106 :     * for contraction. To be such a candidate, a function must be called
107 :     * only once, and furthermore, the call site must be at the same
108 :     * depth as the definition site. (ZHONG)
109 :     *
110 :     * Being at the same depth is not strictly necessary, we'll relax this
111 :     * constraint in the future.
112 :     *)
113 :     val (isCand, cleanUp) =
114 :     if init then (fn _ => false, fn () => ()) else pass1 fdec
115 : monnier 16
116 :     exception LContract
117 :     val m : (int ref * info) Intmap.intmap = Intmap.new(32, LContract)
118 :    
119 :     val enter = Intmap.add m
120 :     val get = Intmap.map m
121 :     val kill = Intmap.rmv m
122 :    
123 :     fun chkIn (v, info) = enter(v, (ref 0, info))
124 :    
125 : monnier 45 (** check if a variable is dead *)
126 :     fun dead v = (case get v of (ref 0, _) => true
127 :     | _ => false) handle _ => false
128 : monnier 16
129 : monnier 71 fun once v = (case get v of (ref 1, _) => true | _ => false) handle _ => false
130 :    
131 : monnier 45 (** check if all variables are dead *)
132 :     fun alldead [] = true
133 :     | alldead (v::r) = if dead v then alldead r else false
134 : monnier 16
135 : monnier 45 (** renaming a value *)
136 :     fun rename (u as (VAR v)) =
137 :     ((case get v
138 :     of (_, SimpVal sv) => rename sv
139 :     | (x, _) => (x := (!x) + 1; u)) handle _ => u)
140 :     | rename u = u
141 : monnier 16
142 : monnier 45 (** selecting a field from a potentially known record *)
143 :     fun selInfo (VAR v, i) =
144 :     ((case get v
145 :     of (_, SimpVal u) => selInfo (u, i)
146 :     | (_, ListExp vs) =>
147 :     let val nv = List.nth(vs, i)
148 :     handle _ => bug "unexpected List.Nth in selInfo"
149 :     in SOME nv
150 :     end
151 :     | _ => NONE) handle _ => NONE)
152 :     | selInfo _ = NONE
153 : monnier 16
154 : monnier 45 (** applying a switch to a data constructor *)
155 :     fun swiInfo (VAR v, ces, oe) =
156 :     ((case get v
157 :     of (_, SimpVal u) => swiInfo(u, ces, oe)
158 :     | (_, ConExp (dc as (_,rep,_), ts, u)) =>
159 :     let fun h ((DATAcon(dc as (_,nrep,_),ts,x),e)::r) =
160 :     if rep=nrep then SOME(LET([x], RET [u], e)) else h r
161 :     | h (_::r) = bug "unexpected case in swiInfo"
162 :     | h [] = oe
163 :     in h ces
164 :     end
165 :     | _ => NONE) handle _ => NONE)
166 :     | swiInfo _ = NONE
167 :    
168 :     (** contracting a function application *)
169 :     fun appInfo (VAR v) =
170 :     ((case get v
171 :     of (ref 0, FunExp (d, vs, e)) => SOME (d, vs, e)
172 :     | _ => NONE) handle _ => NONE)
173 :     | appInfo _ = NONE
174 :    
175 : monnier 71
176 :     (** A very ad-hoc implementation of branch/switch eliminations *)
177 :     local
178 :    
179 :     fun isBoolLty lt =
180 :     (case LT.ltd_arrow lt
181 :     of (_, [at], [rt]) =>
182 :     (LT.lt_eqv(at, LT.ltc_unit)) andalso (LT.lt_eqv(rt, LT.ltc_bool))
183 :     | _ => false)
184 :    
185 :     fun isBool true (RECORD(RK_TUPLE _, [], x,
186 :     CON((_,DA.CONSTANT 1,lt), [], VAR x', v, RET [VAR v']))) =
187 :     (x = x') andalso (v = v') andalso (isBoolLty lt)
188 :     | isBool false (RECORD(RK_TUPLE _, [], x,
189 :     CON((_,DA.CONSTANT 0,lt), [], VAR x', v, RET [VAR v']))) =
190 :     (x = x') andalso (v = v') andalso (isBoolLty lt)
191 :     | isBool _ _ = false
192 :    
193 :     (* functions that do the branch optimizations *)
194 :     fun boolDcon((DATAcon((_,DA.CONSTANT 1,lt1),[],v1), e1),
195 :     (DATAcon((_,DA.CONSTANT 0,lt2),[],v2), e2)) =
196 :     if (isBoolLty lt1) andalso (isBoolLty lt2) then
197 :     SOME(RECORD(FU.rk_tuple,[],v1,e1), RECORD(FU.rk_tuple,[],v2,e2))
198 :     else NONE
199 :     | boolDcon(ce1 as (DATAcon((_,DA.CONSTANT 0,_),[],_), _),
200 :     ce2 as (DATAcon((_,DA.CONSTANT 1,_),[],_), _)) =
201 :     boolDcon (ce2, ce1)
202 :     | boolDcon _ = NONE
203 :    
204 :     fun ssplit (LET(vs,e1,e2)) = (fn x => LET(vs,x,e2), e1)
205 :     | ssplit e = (ident, e)
206 :    
207 :     in
208 :    
209 :     fun branchopt([v], e1 as (BRANCH(p, us, e11, e12)), e2) =
210 :     let val (hdr, se2) = ssplit e2
211 :     in case se2
212 :     of SWITCH(VAR nv, _, [ce1, ce2], NONE) =>
213 :     if (once v) andalso (nv = v) andalso (isBool true e11)
214 :     andalso (isBool false e12)
215 :     then (case boolDcon (ce1, ce2)
216 :     of SOME (e21, e22) => SOME(hdr(BRANCH(p, us, e21, e22)))
217 :     | NONE => NONE)
218 :     else NONE
219 :     | _ => NONE
220 :     end
221 :     | branchopt _ = NONE
222 :    
223 :     end (* branchopt local *)
224 :    
225 :    
226 :     (** the main transformation function *)
227 : monnier 45 fun transform [] = bug "unexpected case in transform"
228 :     | transform (cfg as ((d, od, k)::rcfg)) = let
229 :     fun h (f, t, (d, od, k)::r, sk) = h(f, f(t, od, d, k+sk), r, k+sk)
230 :     | h (f, t, [], _) = t
231 :     fun ltf t = h(LT.lt_adj_k, t, cfg, 0)
232 :     fun tcf t = h(LT.tc_adj_k, t, cfg, 0)
233 :    
234 :     fun lpacc (DA.LVAR v) =
235 :     (case lpsv (VAR v) of VAR w => DA.LVAR w
236 :     | _ => bug "unexpected in lpacc")
237 :     | lpacc _ = bug "unexpected path in lpacc"
238 :    
239 :     and lpdc (s, DA.EXN acc, t) = (s, DA.EXN(lpacc acc), ltf t)
240 :     | lpdc (s, rep, t) = (s, rep, ltf t)
241 :    
242 :     and lpcon (DATAcon (dc, ts, v)) = DATAcon(lpdc dc, map tcf ts, v)
243 :     | lpcon c = c
244 :    
245 :     and lpdt (SOME {default=v, table=ws}) =
246 :     let fun h x =
247 :     case rename (VAR x) of VAR nv => nv
248 :     | _ => bug "unexpected acse in lpdt"
249 :     in (SOME {default=h v, table=map (fn (ts,w) => (ts,h w)) ws})
250 :     end
251 :     | lpdt NONE = NONE
252 :    
253 :     and lpsv x = (case x of VAR v => rename x | _ => x)
254 :    
255 :     and lpfd (fk, v, vts, e) =
256 : monnier 71 let val nfk =
257 :     case fk
258 : monnier 184 of {isrec=SOME(t,lk), known, inline, cconv} =>
259 : monnier 190 {isrec=SOME(map ltf t, lk), known=known, inline=IH_SAFE,
260 : monnier 184 cconv=cconv}
261 : monnier 71 | _ => fk
262 :     in (nfk, v, map (fn (v,t) => (v,ltf t)) vts, #1(loop e))
263 :     end
264 : monnier 45
265 :     and lplet (hdr: lexp -> lexp, pure, v: lvar, info: info, e) =
266 :     let val _ = chkIn(v, info)
267 :     val (ne, b) = loop e
268 :     in if pure then (if dead v then (ne, b) else (hdr ne, b))
269 :     else (hdr ne, false)
270 :     end (* function lplet *)
271 :    
272 :     and loop le =
273 :     (case le
274 :     of RET vs => (RET (map lpsv vs), true)
275 :     | LET(vs, RET us, e) =>
276 :     (ListPair.app chkIn (vs, map SimpVal us); loop e)
277 :     | LET(vs, LET(us, e1, e2), e3) =>
278 :     loop(LET(us, e1, LET(vs, e2, e3)))
279 :     | LET(vs, FIX(fdecs, e1), e2) =>
280 :     loop(FIX(fdecs, LET(vs, e1, e2)))
281 :     | LET(vs, TFN(tfd, e1), e2) =>
282 :     loop(TFN(tfd, LET(vs, e1, e2)))
283 :     | LET(vs, CON(dc, ts, u, v, e1), e2) =>
284 :     loop(CON(dc, ts, u, v, LET(vs, e1, e2)))
285 :     | LET(vs, RECORD(rk, us, v, e1), e2) =>
286 :     loop(RECORD(rk, us, v, LET(vs, e1, e2)))
287 :     | LET(vs, SELECT(u, i, v, e1), e2) =>
288 :     loop(SELECT(u, i, v, LET(vs, e1, e2)))
289 :     | LET(vs, PRIMOP(p, us, v, e1), e2) =>
290 :     loop(PRIMOP(p, us, v, LET(vs, e1, e2)))
291 :     | LET(vs, e1, e2 as (RET us)) =>
292 :     if isEqs(vs, us) then loop e1
293 :     else let val (ne1, b1) = loop e1
294 :     val nus = map lpsv us
295 :     in if (isDiffs(vs, nus)) andalso b1 then (RET nus, true)
296 :     else (LET(vs, ne1, RET nus), b1)
297 : monnier 16 end
298 : monnier 45 | LET(vs, e1, e2) =>
299 :     let val _ = app (fn v => chkIn(v, StdExp)) vs
300 :     val (ne1, b1) = loop e1
301 :     val (ne2, b2) = loop e2
302 :     in if (alldead vs) andalso b1 then (ne2, b2)
303 : monnier 71 else (case branchopt(vs, ne1, ne2)
304 :     of SOME xx => (xx, b1 andalso b2)
305 :     | NONE =>
306 :     (case ne2
307 :     of (RET us) =>
308 :     if isEqs(vs, us) then (ne1, b1)
309 :     else (LET(vs, ne1, ne2), b1)
310 :     | _ => (LET(vs, ne1, ne2), b1 andalso b2)))
311 : monnier 45 end
312 : monnier 16
313 : monnier 45 | FIX(fdecs, e) =>
314 : monnier 184 let fun g ({isrec=SOME _, ...} :fkind, v, _, _) =
315 : monnier 45 chkIn(v, StdExp)
316 :     | g ((_, v, vts, xe) : fundec) =
317 :     chkIn(v, if isCand v then FunExp(od, map #1 vts, xe)
318 :     else StdExp)
319 :     val _ = app g fdecs
320 :     val (ne, b) = loop e
321 :     in if alldead (map #2 fdecs) then (ne, b)
322 :     else (FIX(map lpfd fdecs, ne), b)
323 :     end
324 :     | APP(u, us) =>
325 :     (case appInfo u
326 :     of SOME(od', vs, e) =>
327 :     let val ne = LET(vs, RET us, e)
328 :     in transform ((od, od', 0)::cfg) ne
329 :     end
330 :     | _ => (APP(lpsv u, map lpsv us), false))
331 : monnier 16
332 : monnier 45 | TFN(tfdec as (v, tvks, xe), e) =>
333 :     lplet ((fn z => TFN((v, tvks,
334 :     #1(transform ((DI.next d, DI.next od,
335 :     k+1)::rcfg) xe)), z)),
336 :     true, v, StdExp, e)
337 :     | TAPP(u, ts) => (TAPP(lpsv u, map tcf ts), true)
338 : monnier 16
339 : monnier 45 | CON(c, ts, u, v, e) => (* this could be made more finegrain *)
340 :     lplet ((fn z => CON(lpdc c, map tcf ts, lpsv u, v, z)),
341 :     true, v, ConExp(c,ts,u), e)
342 :     | SWITCH (v, cs, ces, oe) =>
343 :     (case swiInfo(v, ces, oe)
344 :     of SOME ne => loop ne
345 :     | _ => let val nv = lpsv v
346 :     fun h ((c, e), (es, b)) =
347 :     let val nc = lpcon c
348 :     val (ne, nb) = loop e
349 :     in ((nc, ne)::es, nb andalso b)
350 :     end
351 :     val (nces, ncb) = foldr h ([], true) ces
352 :     val (noe, nb) =
353 :     case oe
354 :     of NONE => (NONE, ncb)
355 :     | SOME e => let val (ne, b) = loop e
356 :     in (SOME ne, b andalso ncb)
357 :     end
358 :     in (SWITCH(nv, cs, nces, noe), nb)
359 :     end)
360 : monnier 16
361 : monnier 45 | RECORD (rk, us, v, e) =>
362 :     lplet ((fn z => RECORD(rk, map lpsv us, v, z)),
363 :     true, v, ListExp us, e)
364 :     | SELECT(u, i, v, e) =>
365 :     (case selInfo (u, i)
366 :     of SOME nv => (chkIn(v, SimpVal nv); loop e)
367 :     | NONE => lplet ((fn z => SELECT(lpsv u, i, v, z)),
368 :     true, v, StdExp, e))
369 : monnier 16
370 : monnier 45 | RAISE(v, ts) => (RAISE(lpsv v, map ltf ts), false)
371 :     | HANDLE(e, v) =>
372 :     let val (ne, b) = loop e
373 :     in if b then (ne, true)
374 :     else (HANDLE(ne, lpsv v), false)
375 :     end
376 : monnier 16
377 : monnier 45 | BRANCH(px as (d, p, lt, ts), vs, e1, e2) =>
378 :     let val (ne1, b1) = loop e1
379 :     val (ne2, b2) = loop e2
380 :     in (BRANCH(case (d,ts) of (NONE, []) => px
381 :     | _ => (lpdt d, p, lt, map tcf ts),
382 :     map lpsv vs, ne1, ne2), false)
383 :     end
384 :     | PRIMOP(px as (dt, p, lt, ts), vs, v, e) =>
385 :     lplet ((fn z => PRIMOP((case (dt, ts)
386 :     of (NONE, []) => px
387 :     | _ => (lpdt dt, p, lt, map tcf ts)),
388 :     map lpsv vs, v, z)),
389 :     false (* isPure p *), v, StdExp, e))
390 : monnier 16
391 : monnier 45 in loop
392 :     end (* function transform *)
393 : monnier 16
394 : monnier 45 val d = DI.top
395 :     val (fk, f, vts, e) = fdec
396 :     in (fk, f, vts, #1 (transform [(d, d, 0)] e))
397 :     before (Intmap.clear m; cleanUp())
398 :     end (* function lcontract *)
399 : monnier 16
400 : monnier 45 (** run the lambda contraction twice *)
401 :     val lcontract = fn fdec => lcontract(lcontract(fdec, true), false)
402 : monnier 16
403 :     end (* toplevel local *)
404 :     end (* structure LContract *)
405 :    
406 : monnier 95
407 :     (*
408 : monnier 118 * $Log$
409 : monnier 95 *)

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