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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 71 - (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 : league 61
59 :     (* Actually, depth does seem to matter, in one case at least.
60 :     * With datatype equivalence turned on, we get a type error
61 :     * in CodeGen/cpscompile/mkRecord.sml. The two types that
62 :     * fail to match are FIXes, and they are identical except
63 :     * that one has an argument which is TV(1,0) and the other
64 :     * has TV(2,0). Previously, equivalence of two FIXes was
65 :     * always assumed to be true. Now that we are checking,
66 :     * this discrepency pops up. So there must still be a small
67 :     * bug with inlining across different depths.
68 :     *
69 :     * I've made it so that type errors do not halt compilation,
70 :     * so this type error will continue to occur when compiling
71 :     * the compiler. Hopefully Zhong can look at this code
72 :     * soon. --league, 30 March 1998
73 :     *)
74 : monnier 45 (*
75 : monnier 16 | SOME d => if (d=nd) then add(x, NONE)
76 :     else ()
77 : monnier 45 *)
78 : monnier 16 end) handle _ => ()
79 :    
80 :     fun cand x = (get x; true) handle _ => false
81 :    
82 : monnier 45 fun lpfd d (FK_FUN {isrec=SOME _,...}, v, vts, e) = lple d e
83 :     | lpfd d (_, v, vts, e) = (enter(v, d); lple d e)
84 :    
85 :     and lple d e =
86 : monnier 16 let fun psv (VAR x) = kill x
87 :     | psv _ = ()
88 : monnier 45
89 :     and pst (v, vks, e) = lple (DI.next d) e
90 : monnier 16
91 : monnier 45 and pse (RET vs) = app psv vs
92 :     | pse (LET(vs, e1, e2)) = (pse e1; pse e2)
93 :     | pse (FIX(fdecs, e)) = (app (lpfd d) fdecs; pse e)
94 :     | pse (APP(VAR x, vs)) = (mark d x; app psv vs)
95 :     | pse (APP(v, vs)) = (psv v; app psv vs)
96 :     | pse (TFN(tfdec, e)) = (pst tfdec; pse e)
97 : monnier 16 | pse (TAPP(v, _)) = psv v
98 : monnier 45 | pse (RECORD(_,vs,_,e)) = (app psv vs; pse e)
99 :     | pse (SELECT(u,_,_,e)) = (psv u; pse e)
100 :     | pse (CON(_,_,u,_,e)) = (psv u; pse e)
101 :     | pse (SWITCH(u, _, ces, oe)) =
102 :     (psv u; app (fn (_,x) => pse x) ces;
103 : monnier 16 case oe of NONE => () | SOME x => pse x)
104 : monnier 45 | pse (RAISE _) = ()
105 : monnier 24 | pse (HANDLE(e,v)) = (pse e; psv v)
106 : monnier 45 | pse (BRANCH(_, vs, e1, e2)) = (app psv vs; pse e1; pse e2)
107 :     | pse (PRIMOP(_, vs, _, e)) = (app psv vs; pse e)
108 : monnier 16
109 :     in pse e
110 :     end
111 :    
112 : monnier 45 in lpfd DI.top fdec; (cand, fn () => Intmap.clear zz)
113 :     end (* pass1 *)
114 : monnier 16
115 :     (************************************************************************
116 :     * THE MAIN FUNCTION *
117 :     ************************************************************************)
118 : monnier 45 fun lcontract (fdec, init) =
119 : monnier 16 let
120 :    
121 : monnier 45 (* In pass1, we calculate the list of functions that are the candidates
122 :     * for contraction. To be such a candidate, a function must be called
123 :     * only once, and furthermore, the call site must be at the same
124 :     * depth as the definition site. (ZHONG)
125 :     *
126 :     * Being at the same depth is not strictly necessary, we'll relax this
127 :     * constraint in the future.
128 :     *)
129 :     val (isCand, cleanUp) =
130 :     if init then (fn _ => false, fn () => ()) else pass1 fdec
131 : monnier 16
132 :     exception LContract
133 :     val m : (int ref * info) Intmap.intmap = Intmap.new(32, LContract)
134 :    
135 :     val enter = Intmap.add m
136 :     val get = Intmap.map m
137 :     val kill = Intmap.rmv m
138 :    
139 :     fun chkIn (v, info) = enter(v, (ref 0, info))
140 :    
141 : monnier 45 (** check if a variable is dead *)
142 :     fun dead v = (case get v of (ref 0, _) => true
143 :     | _ => false) handle _ => false
144 : monnier 16
145 : monnier 71 fun once v = (case get v of (ref 1, _) => true | _ => false) handle _ => false
146 :    
147 : monnier 45 (** check if all variables are dead *)
148 :     fun alldead [] = true
149 :     | alldead (v::r) = if dead v then alldead r else false
150 : monnier 16
151 : monnier 45 (** renaming a value *)
152 :     fun rename (u as (VAR v)) =
153 :     ((case get v
154 :     of (_, SimpVal sv) => rename sv
155 :     | (x, _) => (x := (!x) + 1; u)) handle _ => u)
156 :     | rename u = u
157 : monnier 16
158 : monnier 45 (** selecting a field from a potentially known record *)
159 :     fun selInfo (VAR v, i) =
160 :     ((case get v
161 :     of (_, SimpVal u) => selInfo (u, i)
162 :     | (_, ListExp vs) =>
163 :     let val nv = List.nth(vs, i)
164 :     handle _ => bug "unexpected List.Nth in selInfo"
165 :     in SOME nv
166 :     end
167 :     | _ => NONE) handle _ => NONE)
168 :     | selInfo _ = NONE
169 : monnier 16
170 : monnier 45 (** applying a switch to a data constructor *)
171 :     fun swiInfo (VAR v, ces, oe) =
172 :     ((case get v
173 :     of (_, SimpVal u) => swiInfo(u, ces, oe)
174 :     | (_, ConExp (dc as (_,rep,_), ts, u)) =>
175 :     let fun h ((DATAcon(dc as (_,nrep,_),ts,x),e)::r) =
176 :     if rep=nrep then SOME(LET([x], RET [u], e)) else h r
177 :     | h (_::r) = bug "unexpected case in swiInfo"
178 :     | h [] = oe
179 :     in h ces
180 :     end
181 :     | _ => NONE) handle _ => NONE)
182 :     | swiInfo _ = NONE
183 :    
184 :     (** contracting a function application *)
185 :     fun appInfo (VAR v) =
186 :     ((case get v
187 :     of (ref 0, FunExp (d, vs, e)) => SOME (d, vs, e)
188 :     | _ => NONE) handle _ => NONE)
189 :     | appInfo _ = NONE
190 :    
191 : monnier 71
192 :     (** A very ad-hoc implementation of branch/switch eliminations *)
193 :     local
194 :    
195 :     fun isBoolLty lt =
196 :     (case LT.ltd_arrow lt
197 :     of (_, [at], [rt]) =>
198 :     (LT.lt_eqv(at, LT.ltc_unit)) andalso (LT.lt_eqv(rt, LT.ltc_bool))
199 :     | _ => false)
200 :    
201 :     fun isBool true (RECORD(RK_TUPLE _, [], x,
202 :     CON((_,DA.CONSTANT 1,lt), [], VAR x', v, RET [VAR v']))) =
203 :     (x = x') andalso (v = v') andalso (isBoolLty lt)
204 :     | isBool false (RECORD(RK_TUPLE _, [], x,
205 :     CON((_,DA.CONSTANT 0,lt), [], VAR x', v, RET [VAR v']))) =
206 :     (x = x') andalso (v = v') andalso (isBoolLty lt)
207 :     | isBool _ _ = false
208 :    
209 :     (* functions that do the branch optimizations *)
210 :     fun boolDcon((DATAcon((_,DA.CONSTANT 1,lt1),[],v1), e1),
211 :     (DATAcon((_,DA.CONSTANT 0,lt2),[],v2), e2)) =
212 :     if (isBoolLty lt1) andalso (isBoolLty lt2) then
213 :     SOME(RECORD(FU.rk_tuple,[],v1,e1), RECORD(FU.rk_tuple,[],v2,e2))
214 :     else NONE
215 :     | boolDcon(ce1 as (DATAcon((_,DA.CONSTANT 0,_),[],_), _),
216 :     ce2 as (DATAcon((_,DA.CONSTANT 1,_),[],_), _)) =
217 :     boolDcon (ce2, ce1)
218 :     | boolDcon _ = NONE
219 :    
220 :     fun ssplit (LET(vs,e1,e2)) = (fn x => LET(vs,x,e2), e1)
221 :     | ssplit e = (ident, e)
222 :    
223 :     in
224 :    
225 :     fun branchopt([v], e1 as (BRANCH(p, us, e11, e12)), e2) =
226 :     let val (hdr, se2) = ssplit e2
227 :     in case se2
228 :     of SWITCH(VAR nv, _, [ce1, ce2], NONE) =>
229 :     if (once v) andalso (nv = v) andalso (isBool true e11)
230 :     andalso (isBool false e12)
231 :     then (case boolDcon (ce1, ce2)
232 :     of SOME (e21, e22) => SOME(hdr(BRANCH(p, us, e21, e22)))
233 :     | NONE => NONE)
234 :     else NONE
235 :     | _ => NONE
236 :     end
237 :     | branchopt _ = NONE
238 :    
239 :     end (* branchopt local *)
240 :    
241 :    
242 :     (** the main transformation function *)
243 : monnier 45 fun transform [] = bug "unexpected case in transform"
244 :     | transform (cfg as ((d, od, k)::rcfg)) = let
245 :     fun h (f, t, (d, od, k)::r, sk) = h(f, f(t, od, d, k+sk), r, k+sk)
246 :     | h (f, t, [], _) = t
247 :     fun ltf t = h(LT.lt_adj_k, t, cfg, 0)
248 :     fun tcf t = h(LT.tc_adj_k, t, cfg, 0)
249 :    
250 :     fun lpacc (DA.LVAR v) =
251 :     (case lpsv (VAR v) of VAR w => DA.LVAR w
252 :     | _ => bug "unexpected in lpacc")
253 :     | lpacc _ = bug "unexpected path in lpacc"
254 :    
255 :     and lpdc (s, DA.EXN acc, t) = (s, DA.EXN(lpacc acc), ltf t)
256 :     | lpdc (s, rep, t) = (s, rep, ltf t)
257 :    
258 :     and lpcon (DATAcon (dc, ts, v)) = DATAcon(lpdc dc, map tcf ts, v)
259 :     | lpcon c = c
260 :    
261 :     and lpdt (SOME {default=v, table=ws}) =
262 :     let fun h x =
263 :     case rename (VAR x) of VAR nv => nv
264 :     | _ => bug "unexpected acse in lpdt"
265 :     in (SOME {default=h v, table=map (fn (ts,w) => (ts,h w)) ws})
266 :     end
267 :     | lpdt NONE = NONE
268 :    
269 :     and lpsv x = (case x of VAR v => rename x | _ => x)
270 :    
271 :     and lpfd (fk, v, vts, e) =
272 : monnier 71 let val nfk =
273 :     case fk
274 :     of FK_FUN{isrec=SOME t, known, inline, fixed} =>
275 :     FK_FUN{isrec=SOME(map ltf t), known=known, inline=inline,
276 :     fixed=fixed}
277 :     | _ => fk
278 :     in (nfk, v, map (fn (v,t) => (v,ltf t)) vts, #1(loop e))
279 :     end
280 : monnier 45
281 :     and lplet (hdr: lexp -> lexp, pure, v: lvar, info: info, e) =
282 :     let val _ = chkIn(v, info)
283 :     val (ne, b) = loop e
284 :     in if pure then (if dead v then (ne, b) else (hdr ne, b))
285 :     else (hdr ne, false)
286 :     end (* function lplet *)
287 :    
288 :     and loop le =
289 :     (case le
290 :     of RET vs => (RET (map lpsv vs), true)
291 :     | LET(vs, RET us, e) =>
292 :     (ListPair.app chkIn (vs, map SimpVal us); loop e)
293 :     | LET(vs, LET(us, e1, e2), e3) =>
294 :     loop(LET(us, e1, LET(vs, e2, e3)))
295 :     | LET(vs, FIX(fdecs, e1), e2) =>
296 :     loop(FIX(fdecs, LET(vs, e1, e2)))
297 :     | LET(vs, TFN(tfd, e1), e2) =>
298 :     loop(TFN(tfd, LET(vs, e1, e2)))
299 :     | LET(vs, CON(dc, ts, u, v, e1), e2) =>
300 :     loop(CON(dc, ts, u, v, LET(vs, e1, e2)))
301 :     | LET(vs, RECORD(rk, us, v, e1), e2) =>
302 :     loop(RECORD(rk, us, v, LET(vs, e1, e2)))
303 :     | LET(vs, SELECT(u, i, v, e1), e2) =>
304 :     loop(SELECT(u, i, v, LET(vs, e1, e2)))
305 :     | LET(vs, PRIMOP(p, us, v, e1), e2) =>
306 :     loop(PRIMOP(p, us, v, LET(vs, e1, e2)))
307 :     | LET(vs, e1, e2 as (RET us)) =>
308 :     if isEqs(vs, us) then loop e1
309 :     else let val (ne1, b1) = loop e1
310 :     val nus = map lpsv us
311 :     in if (isDiffs(vs, nus)) andalso b1 then (RET nus, true)
312 :     else (LET(vs, ne1, RET nus), b1)
313 : monnier 16 end
314 : monnier 45 | LET(vs, e1, e2) =>
315 :     let val _ = app (fn v => chkIn(v, StdExp)) vs
316 :     val (ne1, b1) = loop e1
317 :     val (ne2, b2) = loop e2
318 :     in if (alldead vs) andalso b1 then (ne2, b2)
319 : monnier 71 else (case branchopt(vs, ne1, ne2)
320 :     of SOME xx => (xx, b1 andalso b2)
321 :     | NONE =>
322 :     (case ne2
323 :     of (RET us) =>
324 :     if isEqs(vs, us) then (ne1, b1)
325 :     else (LET(vs, ne1, ne2), b1)
326 :     | _ => (LET(vs, ne1, ne2), b1 andalso b2)))
327 : monnier 45 end
328 : monnier 16
329 : monnier 45 | FIX(fdecs, e) =>
330 :     let fun g (FK_FUN {isrec=SOME _, ...} :fkind, v, _, _) =
331 :     chkIn(v, StdExp)
332 :     | g ((_, v, vts, xe) : fundec) =
333 :     chkIn(v, if isCand v then FunExp(od, map #1 vts, xe)
334 :     else StdExp)
335 :     val _ = app g fdecs
336 :     val (ne, b) = loop e
337 :     in if alldead (map #2 fdecs) then (ne, b)
338 :     else (FIX(map lpfd fdecs, ne), b)
339 :     end
340 :     | APP(u, us) =>
341 :     (case appInfo u
342 :     of SOME(od', vs, e) =>
343 :     let val ne = LET(vs, RET us, e)
344 :     in transform ((od, od', 0)::cfg) ne
345 :     end
346 :     | _ => (APP(lpsv u, map lpsv us), false))
347 : monnier 16
348 : monnier 45 | TFN(tfdec as (v, tvks, xe), e) =>
349 :     lplet ((fn z => TFN((v, tvks,
350 :     #1(transform ((DI.next d, DI.next od,
351 :     k+1)::rcfg) xe)), z)),
352 :     true, v, StdExp, e)
353 :     | TAPP(u, ts) => (TAPP(lpsv u, map tcf ts), true)
354 : monnier 16
355 : monnier 45 | CON(c, ts, u, v, e) => (* this could be made more finegrain *)
356 :     lplet ((fn z => CON(lpdc c, map tcf ts, lpsv u, v, z)),
357 :     true, v, ConExp(c,ts,u), e)
358 :     | SWITCH (v, cs, ces, oe) =>
359 :     (case swiInfo(v, ces, oe)
360 :     of SOME ne => loop ne
361 :     | _ => let val nv = lpsv v
362 :     fun h ((c, e), (es, b)) =
363 :     let val nc = lpcon c
364 :     val (ne, nb) = loop e
365 :     in ((nc, ne)::es, nb andalso b)
366 :     end
367 :     val (nces, ncb) = foldr h ([], true) ces
368 :     val (noe, nb) =
369 :     case oe
370 :     of NONE => (NONE, ncb)
371 :     | SOME e => let val (ne, b) = loop e
372 :     in (SOME ne, b andalso ncb)
373 :     end
374 :     in (SWITCH(nv, cs, nces, noe), nb)
375 :     end)
376 : monnier 16
377 : monnier 45 | RECORD (rk, us, v, e) =>
378 :     lplet ((fn z => RECORD(rk, map lpsv us, v, z)),
379 :     true, v, ListExp us, e)
380 :     | SELECT(u, i, v, e) =>
381 :     (case selInfo (u, i)
382 :     of SOME nv => (chkIn(v, SimpVal nv); loop e)
383 :     | NONE => lplet ((fn z => SELECT(lpsv u, i, v, z)),
384 :     true, v, StdExp, e))
385 : monnier 16
386 : monnier 45 | RAISE(v, ts) => (RAISE(lpsv v, map ltf ts), false)
387 :     | HANDLE(e, v) =>
388 :     let val (ne, b) = loop e
389 :     in if b then (ne, true)
390 :     else (HANDLE(ne, lpsv v), false)
391 :     end
392 : monnier 16
393 : monnier 45 | BRANCH(px as (d, p, lt, ts), vs, e1, e2) =>
394 :     let val (ne1, b1) = loop e1
395 :     val (ne2, b2) = loop e2
396 :     in (BRANCH(case (d,ts) of (NONE, []) => px
397 :     | _ => (lpdt d, p, lt, map tcf ts),
398 :     map lpsv vs, ne1, ne2), false)
399 :     end
400 :     | PRIMOP(px as (dt, p, lt, ts), vs, v, e) =>
401 :     lplet ((fn z => PRIMOP((case (dt, ts)
402 :     of (NONE, []) => px
403 :     | _ => (lpdt dt, p, lt, map tcf ts)),
404 :     map lpsv vs, v, z)),
405 :     false (* isPure p *), v, StdExp, e))
406 : monnier 16
407 : monnier 45 in loop
408 :     end (* function transform *)
409 : monnier 16
410 : monnier 45 val d = DI.top
411 :     val (fk, f, vts, e) = fdec
412 :     in (fk, f, vts, #1 (transform [(d, d, 0)] e))
413 :     before (Intmap.clear m; cleanUp())
414 :     end (* function lcontract *)
415 : monnier 16
416 : monnier 45 (** run the lambda contraction twice *)
417 :     val lcontract = fn fdec => lcontract(lcontract(fdec, true), false)
418 : monnier 16
419 :     end (* toplevel local *)
420 :     end (* structure LContract *)
421 :    

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