source: src/GenPoly/Box.cc @ 0a81c3f

aaron-thesisarm-ehcleanup-dtorsdeferred_resndemanglerjacob/cs343-translationjenkins-sandboxnew-astnew-ast-unique-exprnew-envno_listpersistent-indexerresolv-newwith_gc
Last change on this file since 0a81c3f was 0a81c3f, checked in by Rob Schluntz <rschlunt@…>, 4 years ago

Remove several missing-reference related hacks

  • Property mode set to 100644
File size: 86.7 KB
Line 
1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2015 University of Waterloo
3//
4// The contents of this file are covered under the licence agreement in the
5// file "LICENCE" distributed with Cforall.
6//
7// Box.cc --
8//
9// Author           : Richard C. Bilson
10// Created On       : Mon May 18 07:44:20 2015
11// Last Modified By : Peter A. Buhr
12// Last Modified On : Wed Jun 21 15:49:59 2017
13// Update Count     : 346
14//
15
16#include <algorithm>
17#include <iterator>
18#include <list>
19#include <map>
20#include <set>
21#include <stack>
22#include <string>
23#include <utility>
24#include <vector>
25#include <cassert>
26
27#include "Box.h"
28#include "DeclMutator.h"
29#include "PolyMutator.h"
30#include "FindFunction.h"
31#include "ScopedSet.h"
32#include "ScrubTyVars.h"
33
34#include "Parser/ParseNode.h"
35
36#include "SynTree/Attribute.h"
37#include "SynTree/Constant.h"
38#include "SynTree/Declaration.h"
39#include "SynTree/Expression.h"
40#include "SynTree/Initializer.h"
41#include "SynTree/Mutator.h"
42#include "SynTree/Statement.h"
43#include "SynTree/Type.h"
44#include "SynTree/TypeSubstitution.h"
45
46#include "ResolvExpr/TypeEnvironment.h"
47#include "ResolvExpr/TypeMap.h"
48#include "ResolvExpr/typeops.h"
49
50#include "SymTab/Indexer.h"
51#include "SymTab/Mangler.h"
52
53#include "Common/ScopedMap.h"
54#include "Common/SemanticError.h"
55#include "Common/UniqueName.h"
56#include "Common/utility.h"
57
58#include "InitTweak/InitTweak.h"
59
60#include <ext/functional> // temporary
61
62namespace GenPoly {
63        namespace {
64                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars );
65
66                /// Adds layout-generation functions to polymorphic types
67                class LayoutFunctionBuilder final : public DeclMutator {
68                        unsigned int functionNesting;  // current level of nested functions
69                public:
70                        LayoutFunctionBuilder() : functionNesting( 0 ) {}
71
72                        using DeclMutator::mutate;
73                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl ) override;
74                        virtual Declaration *mutate( StructDecl *structDecl ) override;
75                        virtual Declaration *mutate( UnionDecl *unionDecl ) override;
76                };
77
78                /// Replaces polymorphic return types with out-parameters, replaces calls to polymorphic functions with adapter calls as needed, and adds appropriate type variables to the function call
79                class Pass1 final : public PolyMutator {
80                  public:
81                        Pass1();
82
83                        using PolyMutator::mutate;
84                        virtual Expression *mutate( ApplicationExpr *appExpr ) override;
85                        virtual Expression *mutate( AddressExpr *addrExpr ) override;
86                        virtual Expression *mutate( UntypedExpr *expr ) override;
87                        virtual DeclarationWithType* mutate( FunctionDecl *functionDecl ) override;
88                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *typeDecl ) override;
89                        virtual Expression *mutate( CommaExpr *commaExpr ) override;
90                        virtual Expression *mutate( ConditionalExpr *condExpr ) override;
91                        virtual Statement * mutate( ReturnStmt *returnStmt ) override;
92                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType ) override;
93                        virtual Type * mutate( FunctionType *functionType ) override;
94
95                        virtual void doBeginScope() override;
96                        virtual void doEndScope() override;
97                  private:
98                        /// Pass the extra type parameters from polymorphic generic arguments or return types into a function application
99                        void passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes );
100                        /// passes extra type parameters into a polymorphic function application
101                        void passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
102                        /// wraps a function application with a new temporary for the out-parameter return value
103                        Expression *addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
104                        /// Replaces all the type parameters of a generic type with their concrete equivalents under the current environment
105                        void replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params );
106                        /// Replaces a polymorphic type with its concrete equivalant under the current environment (returns itself if concrete).
107                        /// If `doClone` is set to false, will not clone interior types
108                        Type *replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone = true );
109                        /// wraps a function application returning a polymorphic type with a new temporary for the out-parameter return value
110                        Expression *addDynRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
111                        Expression *applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
112                        void boxParam( Type *formal, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars );
113                        void boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
114                        void addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars );
115                        /// Stores assignment operators from assertion list in local map of assignment operations
116                        void passAdapters( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, const TyVarMap &exprTyVars );
117                        FunctionDecl *makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars );
118                        /// Replaces intrinsic operator functions with their arithmetic desugaring
119                        Expression *handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr );
120                        /// Inserts a new temporary variable into the current scope with an auto-generated name
121                        ObjectDecl *makeTemporary( Type *type );
122
123                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* > adapters;     ///< Set of adapter functions in the current scope
124
125                        std::map< ApplicationExpr *, Expression * > retVals;
126
127                        DeclarationWithType *retval;
128                        UniqueName tempNamer;
129                };
130
131                /// * Moves polymorphic returns in function types to pointer-type parameters
132                /// * adds type size and assertion parameters to parameter lists
133                class Pass2 final : public PolyMutator {
134                  public:
135                        template< typename DeclClass >
136                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl );
137                        template< typename AggDecl >
138                        AggDecl * handleAggDecl( AggDecl * aggDecl );
139
140                        typedef PolyMutator Parent;
141                        using Parent::mutate;
142                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl ) override;
143                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl ) override;
144                        virtual StructDecl *mutate( StructDecl *structDecl ) override;
145                        virtual UnionDecl *mutate( UnionDecl *unionDecl ) override;
146                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *typeDecl ) override;
147                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) override;
148                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType ) override;
149                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType ) override;
150
151                  private:
152                        void addAdapters( FunctionType *functionType );
153
154                        std::map< UniqueId, std::string > adapterName;
155                };
156
157                /// Replaces member and size/align/offsetof expressions on polymorphic generic types with calculated expressions.
158                /// * Replaces member expressions for polymorphic types with calculated add-field-offset-and-dereference
159                /// * Calculates polymorphic offsetof expressions from offset array
160                /// * Inserts dynamic calculation of polymorphic type layouts where needed
161                class PolyGenericCalculator final : public PolyMutator {
162                public:
163                        typedef PolyMutator Parent;
164                        using Parent::mutate;
165
166                        PolyGenericCalculator();
167
168                        template< typename DeclClass >
169                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
170                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl ) override;
171                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl ) override;
172                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *objectDecl ) override;
173                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *objectDecl ) override;
174                        virtual Statement *mutate( DeclStmt *declStmt ) override;
175                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType ) override;
176                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType ) override;
177                        virtual Expression *mutate( MemberExpr *memberExpr ) override;
178                        virtual Expression *mutate( SizeofExpr *sizeofExpr ) override;
179                        virtual Expression *mutate( AlignofExpr *alignofExpr ) override;
180                        virtual Expression *mutate( OffsetofExpr *offsetofExpr ) override;
181                        virtual Expression *mutate( OffsetPackExpr *offsetPackExpr ) override;
182
183                        virtual void doBeginScope() override;
184                        virtual void doEndScope() override;
185
186                private:
187                        /// Makes a new variable in the current scope with the given name, type & optional initializer
188                        ObjectDecl *makeVar( const std::string &name, Type *type, Initializer *init = 0 );
189                        /// returns true if the type has a dynamic layout; such a layout will be stored in appropriately-named local variables when the function returns
190                        bool findGeneric( Type *ty );
191                        /// adds type parameters to the layout call; will generate the appropriate parameters if needed
192                        void addOtypeParamsToLayoutCall( UntypedExpr *layoutCall, const std::list< Type* > &otypeParams );
193
194                        /// Enters a new scope for type-variables, adding the type variables from ty
195                        void beginTypeScope( Type *ty );
196                        /// Exits the type-variable scope
197                        void endTypeScope();
198
199                        ScopedSet< std::string > knownLayouts;          ///< Set of generic type layouts known in the current scope, indexed by sizeofName
200                        ScopedSet< std::string > knownOffsets;          ///< Set of non-generic types for which the offset array exists in the current scope, indexed by offsetofName
201                        UniqueName bufNamer;                           ///< Namer for VLA buffers
202                };
203
204                /// Replaces initialization of polymorphic values with alloca, declaration of dtype/ftype with appropriate void expression, and sizeof expressions of polymorphic types with the proper variable
205                class Pass3 final : public PolyMutator {
206                  public:
207                        template< typename DeclClass >
208                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
209
210                        using PolyMutator::mutate;
211                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl ) override;
212                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl ) override;
213                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *objectDecl ) override;
214                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *objectDecl ) override;
215                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType ) override;
216                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType ) override;
217                  private:
218                };
219
220        } // anonymous namespace
221
222        /// version of mutateAll with special handling for translation unit so you can check the end of the prelude when debugging
223        template< typename MutatorType >
224        inline void mutateTranslationUnit( std::list< Declaration* > &translationUnit, MutatorType &mutator ) {
225                bool seenIntrinsic = false;
226                SemanticError errors;
227                for ( typename std::list< Declaration* >::iterator i = translationUnit.begin(); i != translationUnit.end(); ++i ) {
228                        try {
229                                if ( *i ) {
230                                        if ( (*i)->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
231                                                seenIntrinsic = true;
232                                        } else if ( seenIntrinsic ) {
233                                                seenIntrinsic = false; // break on this line when debugging for end of prelude
234                                        }
235
236                                        *i = dynamic_cast< Declaration* >( (*i)->acceptMutator( mutator ) );
237                                        assert( *i );
238                                } // if
239                        } catch( SemanticError &e ) {
240                                e.set_location( (*i)->location );
241                                errors.append( e );
242                        } // try
243                } // for
244                if ( ! errors.isEmpty() ) {
245                        throw errors;
246                } // if
247        }
248
249        void box( std::list< Declaration *>& translationUnit ) {
250                LayoutFunctionBuilder layoutBuilder;
251                Pass1 pass1;
252                Pass2 pass2;
253                PolyGenericCalculator polyCalculator;
254                Pass3 pass3;
255
256                layoutBuilder.mutateDeclarationList( translationUnit );
257                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass1 );
258                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass2 );
259                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, polyCalculator );
260                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass3 );
261        }
262
263        ////////////////////////////////// LayoutFunctionBuilder ////////////////////////////////////////////
264
265        DeclarationWithType *LayoutFunctionBuilder::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
266                functionDecl->set_functionType( maybeMutate( functionDecl->get_functionType(), *this ) );
267                ++functionNesting;
268                functionDecl->set_statements( maybeMutate( functionDecl->get_statements(), *this ) );
269                --functionNesting;
270                return functionDecl;
271        }
272
273        /// Get a list of type declarations that will affect a layout function
274        std::list< TypeDecl* > takeOtypeOnly( std::list< TypeDecl* > &decls ) {
275                std::list< TypeDecl * > otypeDecls;
276
277                for ( std::list< TypeDecl* >::const_iterator decl = decls.begin(); decl != decls.end(); ++decl ) {
278                        if ( (*decl)->isComplete() ) {
279                                otypeDecls.push_back( *decl );
280                        }
281                }
282
283                return otypeDecls;
284        }
285
286        /// Adds parameters for otype layout to a function type
287        void addOtypeParams( FunctionType *layoutFnType, std::list< TypeDecl* > &otypeParams ) {
288                BasicType sizeAlignType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
289
290                for ( std::list< TypeDecl* >::const_iterator param = otypeParams.begin(); param != otypeParams.end(); ++param ) {
291                        TypeInstType paramType( Type::Qualifiers(), (*param)->get_name(), *param );
292                        std::string paramName = mangleType( &paramType );
293                        layoutFnType->get_parameters().push_back( new ObjectDecl( sizeofName( paramName ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignType.clone(), 0 ) );
294                        layoutFnType->get_parameters().push_back( new ObjectDecl( alignofName( paramName ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignType.clone(), 0 ) );
295                }
296        }
297
298        /// Builds a layout function declaration
299        FunctionDecl *buildLayoutFunctionDecl( AggregateDecl *typeDecl, unsigned int functionNesting, FunctionType *layoutFnType ) {
300                // Routines at global scope marked "static" to prevent multiple definitions is separate translation units
301                // because each unit generates copies of the default routines for each aggregate.
302                FunctionDecl *layoutDecl = new FunctionDecl( layoutofName( typeDecl ),
303                                                                                                         functionNesting > 0 ? Type::StorageClasses() : Type::StorageClasses( Type::Static ),
304                                                                                                         LinkageSpec::AutoGen, layoutFnType, new CompoundStmt( noLabels ),
305                                                                                                         std::list< Attribute * >(), Type::FuncSpecifiers( Type::Inline ) );
306                layoutDecl->fixUniqueId();
307                return layoutDecl;
308        }
309
310        /// Makes a unary operation
311        Expression *makeOp( const std::string &name, Expression *arg ) {
312                UntypedExpr *expr = new UntypedExpr( new NameExpr( name ) );
313                expr->get_args().push_back( arg );
314                return expr;
315        }
316
317        /// Makes a binary operation
318        Expression *makeOp( const std::string &name, Expression *lhs, Expression *rhs ) {
319                UntypedExpr *expr = new UntypedExpr( new NameExpr( name ) );
320                expr->get_args().push_back( lhs );
321                expr->get_args().push_back( rhs );
322                return expr;
323        }
324
325        /// Returns the dereference of a local pointer variable
326        Expression *derefVar( ObjectDecl *var ) {
327                return makeOp( "*?", new VariableExpr( var ) );
328        }
329
330        /// makes an if-statement with a single-expression if-block and no then block
331        Statement *makeCond( Expression *cond, Expression *ifPart ) {
332                return new IfStmt( noLabels, cond, new ExprStmt( noLabels, ifPart ), 0 );
333        }
334
335        /// makes a statement that assigns rhs to lhs if lhs < rhs
336        Statement *makeAssignMax( Expression *lhs, Expression *rhs ) {
337                return makeCond( makeOp( "?<?", lhs, rhs ), makeOp( "?=?", lhs->clone(), rhs->clone() ) );
338        }
339
340        /// makes a statement that aligns lhs to rhs (rhs should be an integer power of two)
341        Statement *makeAlignTo( Expression *lhs, Expression *rhs ) {
342                // check that the lhs is zeroed out to the level of rhs
343                Expression *ifCond = makeOp( "?&?", lhs, makeOp( "?-?", rhs, new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
344                // if not aligned, increment to alignment
345                Expression *ifExpr = makeOp( "?+=?", lhs->clone(), makeOp( "?-?", rhs->clone(), ifCond->clone() ) );
346                return makeCond( ifCond, ifExpr );
347        }
348
349        /// adds an expression to a compound statement
350        void addExpr( CompoundStmt *stmts, Expression *expr ) {
351                stmts->get_kids().push_back( new ExprStmt( noLabels, expr ) );
352        }
353
354        /// adds a statement to a compound statement
355        void addStmt( CompoundStmt *stmts, Statement *stmt ) {
356                stmts->get_kids().push_back( stmt );
357        }
358
359        Declaration *LayoutFunctionBuilder::mutate( StructDecl *structDecl ) {
360                // do not generate layout function for "empty" tag structs
361                if ( structDecl->get_members().empty() ) return structDecl;
362
363                // get parameters that can change layout, exiting early if none
364                std::list< TypeDecl* > otypeParams = takeOtypeOnly( structDecl->get_parameters() );
365                if ( otypeParams.empty() ) return structDecl;
366
367                // build layout function signature
368                FunctionType *layoutFnType = new FunctionType( Type::Qualifiers(), false );
369                BasicType *sizeAlignType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
370                PointerType *sizeAlignOutType = new PointerType( Type::Qualifiers(), sizeAlignType );
371
372                ObjectDecl *sizeParam = new ObjectDecl( sizeofName( structDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType, 0 );
373                layoutFnType->get_parameters().push_back( sizeParam );
374                ObjectDecl *alignParam = new ObjectDecl( alignofName( structDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
375                layoutFnType->get_parameters().push_back( alignParam );
376                ObjectDecl *offsetParam = new ObjectDecl( offsetofName( structDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
377                layoutFnType->get_parameters().push_back( offsetParam );
378                addOtypeParams( layoutFnType, otypeParams );
379
380                // build function decl
381                FunctionDecl *layoutDecl = buildLayoutFunctionDecl( structDecl, functionNesting, layoutFnType );
382
383                // calculate struct layout in function body
384
385                // initialize size and alignment to 0 and 1 (will have at least one member to re-edit size)
386                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( sizeParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 0 ) ) ) );
387                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( alignParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
388                unsigned long n_members = 0;
389                bool firstMember = true;
390                for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = structDecl->get_members().begin(); member != structDecl->get_members().end(); ++member ) {
391                        DeclarationWithType *dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType * >( *member );
392                        assert( dwt );
393                        Type *memberType = dwt->get_type();
394
395                        if ( firstMember ) {
396                                firstMember = false;
397                        } else {
398                                // make sure all members after the first (automatically aligned at 0) are properly padded for alignment
399                                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
400                        }
401
402                        // place current size in the current offset index
403                        addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", makeOp( "?[?]", new VariableExpr( offsetParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( n_members ) ) ),
404                                                                              derefVar( sizeParam ) ) );
405                        ++n_members;
406
407                        // add member size to current size
408                        addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?+=?", derefVar( sizeParam ), new SizeofExpr( memberType->clone() ) ) );
409
410                        // take max of member alignment and global alignment
411                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( alignParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
412                }
413                // make sure the type is end-padded to a multiple of its alignment
414                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), derefVar( alignParam ) ) );
415
416                addDeclarationAfter( layoutDecl );
417                return structDecl;
418        }
419
420        Declaration *LayoutFunctionBuilder::mutate( UnionDecl *unionDecl ) {
421                // do not generate layout function for "empty" tag unions
422                if ( unionDecl->get_members().empty() ) return unionDecl;
423
424                // get parameters that can change layout, exiting early if none
425                std::list< TypeDecl* > otypeParams = takeOtypeOnly( unionDecl->get_parameters() );
426                if ( otypeParams.empty() ) return unionDecl;
427
428                // build layout function signature
429                FunctionType *layoutFnType = new FunctionType( Type::Qualifiers(), false );
430                BasicType *sizeAlignType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
431                PointerType *sizeAlignOutType = new PointerType( Type::Qualifiers(), sizeAlignType );
432
433                ObjectDecl *sizeParam = new ObjectDecl( sizeofName( unionDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType, 0 );
434                layoutFnType->get_parameters().push_back( sizeParam );
435                ObjectDecl *alignParam = new ObjectDecl( alignofName( unionDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
436                layoutFnType->get_parameters().push_back( alignParam );
437                addOtypeParams( layoutFnType, otypeParams );
438
439                // build function decl
440                FunctionDecl *layoutDecl = buildLayoutFunctionDecl( unionDecl, functionNesting, layoutFnType );
441
442                // calculate union layout in function body
443                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( sizeParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
444                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( alignParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
445                for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = unionDecl->get_members().begin(); member != unionDecl->get_members().end(); ++member ) {
446                        DeclarationWithType *dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType * >( *member );
447                        assert( dwt );
448                        Type *memberType = dwt->get_type();
449
450                        // take max member size and global size
451                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( sizeParam ), new SizeofExpr( memberType->clone() ) ) );
452
453                        // take max of member alignment and global alignment
454                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( alignParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
455                }
456                // make sure the type is end-padded to a multiple of its alignment
457                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), derefVar( alignParam ) ) );
458
459                addDeclarationAfter( layoutDecl );
460                return unionDecl;
461        }
462
463        ////////////////////////////////////////// Pass1 ////////////////////////////////////////////////////
464
465        namespace {
466                std::string makePolyMonoSuffix( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
467                        std::stringstream name;
468
469                        // NOTE: this function previously used isPolyObj, which failed to produce
470                        // the correct thing in some situations. It's not clear to me why this wasn't working.
471
472                        // if the return type or a parameter type involved polymorphic types, then the adapter will need
473                        // to take those polymorphic types as pointers. Therefore, there can be two different functions
474                        // with the same mangled name, so we need to further mangle the names.
475                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator retval = function->get_returnVals().begin(); retval != function->get_returnVals().end(); ++retval ) {
476                                if ( isPolyType( (*retval)->get_type(), tyVars ) ) {
477                                        name << "P";
478                                } else {
479                                        name << "M";
480                                }
481                        }
482                        name << "_";
483                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = function->get_parameters();
484                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
485                                if ( isPolyType( (*arg)->get_type(), tyVars ) ) {
486                                        name << "P";
487                                } else {
488                                        name << "M";
489                                }
490                        } // for
491                        return name.str();
492                }
493
494                std::string mangleAdapterName( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
495                        return SymTab::Mangler::mangle( function ) + makePolyMonoSuffix( function, tyVars );
496                }
497
498                std::string makeAdapterName( const std::string &mangleName ) {
499                        return "_adapter" + mangleName;
500                }
501
502                Pass1::Pass1() : tempNamer( "_temp" ) {}
503
504                DeclarationWithType *Pass1::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
505                        if ( functionDecl->get_statements() ) {         // empty routine body ?
506                                // std::cerr << "mutating function: " << functionDecl->get_mangleName() << std::endl;
507                                doBeginScope();
508                                scopeTyVars.beginScope();
509
510                                DeclarationWithType *oldRetval = retval;
511
512                                // process polymorphic return value
513                                retval = nullptr;
514                                if ( isDynRet( functionDecl->get_functionType() ) && functionDecl->get_linkage() != LinkageSpec::C ) {
515                                        retval = functionDecl->get_functionType()->get_returnVals().front();
516
517                                        // give names to unnamed return values
518                                        if ( retval->get_name() == "" ) {
519                                                retval->set_name( "_retparm" );
520                                                retval->set_linkage( LinkageSpec::C );
521                                        } // if
522                                } // if
523
524                                FunctionType *functionType = functionDecl->get_functionType();
525                                makeTyVarMap( functionDecl->get_functionType(), scopeTyVars );
526
527                                std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
528                                std::list< FunctionType *> functions;
529                                for ( Type::ForallList::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
530                                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
531                                                findFunction( (*assert)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
532                                        } // for
533                                } // for
534                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
535                                        findFunction( (*arg)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
536                                } // for
537
538                                for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
539                                        std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
540                                        if ( adapters.find( mangleName ) == adapters.end() ) {
541                                                std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
542                                                adapters.insert( std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, new ObjectDecl( adapterName, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, nullptr, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), nullptr ) ) );
543                                        } // if
544                                } // for
545
546                                functionDecl->set_statements( functionDecl->get_statements()->acceptMutator( *this ) );
547
548                                scopeTyVars.endScope();
549                                retval = oldRetval;
550                                doEndScope();
551                                // std::cerr << "end function: " << functionDecl->get_mangleName() << std::endl;
552                        } // if
553                        return functionDecl;
554                }
555
556                TypeDecl *Pass1::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
557                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
558                        return Mutator::mutate( typeDecl );
559                }
560
561                Expression *Pass1::mutate( CommaExpr *commaExpr ) {
562                        // Attempting to find application expressions that were mutated by the copy constructor passes
563                        // to use an explicit return variable, so that the variable can be reused as a parameter to the
564                        // call rather than creating a new temp variable. Previously this step was an optimization, but
565                        // with the introduction of tuples and UniqueExprs, it is necessary to ensure that they use the same variable.
566                        // Essentially, looking for pattern: (x=f(...), x)
567                        // To compound the issue, the right side can be *x, etc. because of lvalue-returning functions
568                        if ( UntypedExpr * assign = dynamic_cast< UntypedExpr * >( commaExpr->get_arg1() ) ) {
569                                if ( InitTweak::isAssignment( InitTweak::getFunctionName( assign ) ) ) {
570                                        assert( assign->get_args().size() == 2 );
571                                        if ( ApplicationExpr * appExpr = dynamic_cast< ApplicationExpr * > ( assign->get_args().back() ) ) {
572                                                // first argument is assignable, so it must be an lvalue, so it should be legal to take its address.
573                                                retVals[appExpr] = assign->get_args().front();
574                                        }
575                                }
576                        }
577
578                        commaExpr->set_arg1( maybeMutate( commaExpr->get_arg1(), *this ) );
579                        commaExpr->set_arg2( maybeMutate( commaExpr->get_arg2(), *this ) );
580                        return commaExpr;
581                }
582
583                Expression *Pass1::mutate( ConditionalExpr *condExpr ) {
584                        condExpr->set_arg1( maybeMutate( condExpr->get_arg1(), *this ) );
585                        condExpr->set_arg2( maybeMutate( condExpr->get_arg2(), *this ) );
586                        condExpr->set_arg3( maybeMutate( condExpr->get_arg3(), *this ) );
587                        return condExpr;
588
589                }
590
591                void Pass1::passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes ) {
592                        Type *polyType = isPolyType( parmType, exprTyVars );
593                        if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
594                                std::string typeName = mangleType( polyType );
595                                if ( seenTypes.count( typeName ) ) return;
596
597                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( argBaseType->clone() ) );
598                                arg++;
599                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( argBaseType->clone() ) );
600                                arg++;
601                                if ( dynamic_cast< StructInstType* >( polyType ) ) {
602                                        if ( StructInstType *argBaseStructType = dynamic_cast< StructInstType* >( argBaseType ) ) {
603                                                // zero-length arrays are forbidden by C, so don't pass offset for empty struct
604                                                if ( ! argBaseStructType->get_baseStruct()->get_members().empty() ) {
605                                                        arg = appExpr->get_args().insert( arg, new OffsetPackExpr( argBaseStructType->clone() ) );
606                                                        arg++;
607                                                }
608                                        } else {
609                                                throw SemanticError( "Cannot pass non-struct type for generic struct" );
610                                        }
611                                }
612
613                                seenTypes.insert( typeName );
614                        }
615                }
616
617                void Pass1::passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
618                        // pass size/align for type variables
619                        for ( TyVarMap::const_iterator tyParm = exprTyVars.begin(); tyParm != exprTyVars.end(); ++tyParm ) {
620                                ResolvExpr::EqvClass eqvClass;
621                                assert( env );
622                                if ( tyParm->second.isComplete ) {
623                                        Type *concrete = env->lookup( tyParm->first );
624                                        if ( concrete ) {
625                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( concrete->clone() ) );
626                                                arg++;
627                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( concrete->clone() ) );
628                                                arg++;
629                                        } else {
630                                                // xxx - should this be an assertion?
631                                                std::string x = env ? toString( *env ) : "missing env";
632                                                throw SemanticError( x + "\n" + "unbound type variable: " + tyParm->first + " in application ", appExpr );
633                                        } // if
634                                } // if
635                        } // for
636
637                        // add size/align for generic types to parameter list
638                        if ( ! appExpr->get_function()->has_result() ) return;
639                        FunctionType *funcType = getFunctionType( appExpr->get_function()->get_result() );
640                        assert( funcType );
641
642                        std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = funcType->get_parameters().begin();
643                        std::list< Expression* >::const_iterator fnArg = arg;
644                        std::set< std::string > seenTypes; ///< names for generic types we've seen
645
646                        // a polymorphic return type may need to be added to the argument list
647                        if ( polyRetType ) {
648                                Type *concRetType = replaceWithConcrete( appExpr, polyRetType );
649                                passArgTypeVars( appExpr, polyRetType, concRetType, arg, exprTyVars, seenTypes );
650                                ++fnArg; // skip the return parameter in the argument list
651                        }
652
653                        // add type information args for presently unseen types in parameter list
654                        for ( ; fnParm != funcType->get_parameters().end() && fnArg != appExpr->get_args().end(); ++fnParm, ++fnArg ) {
655                                if ( ! (*fnArg)->get_result() ) continue;
656                                Type * argType = (*fnArg)->get_result();
657                                passArgTypeVars( appExpr, (*fnParm)->get_type(), argType, arg, exprTyVars, seenTypes );
658                        }
659                }
660
661                ObjectDecl *Pass1::makeTemporary( Type *type ) {
662                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( tempNamer.newName(), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, type, 0 );
663                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
664                        return newObj;
665                }
666
667                Expression *Pass1::addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
668                        // Create temporary to hold return value of polymorphic function and produce that temporary as a result
669                        // using a comma expression.
670                        assert( retType );
671
672                        Expression * paramExpr = nullptr;
673                        // try to use existing return value parameter if it exists, otherwise create a new temporary
674                        if ( retVals.count( appExpr ) ) {
675                                paramExpr = retVals[appExpr]->clone();
676                        } else {
677                                ObjectDecl *newObj = makeTemporary( retType->clone() );
678                                paramExpr = new VariableExpr( newObj );
679                        }
680                        Expression * retExpr = paramExpr->clone();
681
682                        // If the type of the temporary is not polymorphic, box temporary by taking its address;
683                        // otherwise the temporary is already boxed and can be used directly.
684                        if ( ! isPolyType( paramExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
685                                paramExpr = new AddressExpr( paramExpr );
686                        } // if
687                        arg = appExpr->get_args().insert( arg, paramExpr ); // add argument to function call
688                        arg++;
689                        // Build a comma expression to call the function and emulate a normal return.
690                        CommaExpr *commaExpr = new CommaExpr( appExpr, retExpr );
691                        commaExpr->set_env( appExpr->get_env() );
692                        appExpr->set_env( 0 );
693                        return commaExpr;
694                }
695
696                void Pass1::replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params ) {
697                        for ( std::list< Expression* >::iterator param = params.begin(); param != params.end(); ++param ) {
698                                TypeExpr *paramType = dynamic_cast< TypeExpr* >( *param );
699                                assertf(paramType, "Aggregate parameters should be type expressions");
700                                paramType->set_type( replaceWithConcrete( appExpr, paramType->get_type(), false ) );
701                        }
702                }
703
704                Type *Pass1::replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone ) {
705                        if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType * >( type ) ) {
706                                Type *concrete = env->lookup( typeInst->get_name() );
707                                if ( concrete == 0 ) {
708                                        return typeInst;
709                                        // xxx - should this be an assertion?
710//                                      std::string x = env ? toString( *env ) : "missing env";
711//                                      throw SemanticError( x + "\n" + "Unbound type variable " + typeInst->get_name() + " in ", appExpr );
712                                } // if
713                                return concrete;
714                        } else if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( type ) ) {
715                                if ( doClone ) {
716                                        structType = structType->clone();
717                                }
718                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, structType->get_parameters() );
719                                return structType;
720                        } else if ( UnionInstType *unionType = dynamic_cast< UnionInstType* >( type ) ) {
721                                if ( doClone ) {
722                                        unionType = unionType->clone();
723                                }
724                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, unionType->get_parameters() );
725                                return unionType;
726                        }
727                        return type;
728                }
729
730                Expression *Pass1::addDynRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *dynType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
731                        assert( env );
732                        Type *concrete = replaceWithConcrete( appExpr, dynType );
733                        // add out-parameter for return value
734                        return addRetParam( appExpr, concrete, arg );
735                }
736
737                Expression *Pass1::applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
738                        Expression *ret = appExpr;
739//                      if ( ! function->get_returnVals().empty() && isPolyType( function->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
740                        if ( isDynRet( function, tyVars ) ) {
741                                ret = addRetParam( appExpr, function->get_returnVals().front()->get_type(), arg );
742                        } // if
743                        std::string mangleName = mangleAdapterName( function, tyVars );
744                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
745
746                        // cast adaptee to void (*)(), since it may have any type inside a polymorphic function
747                        Type * adapteeType = new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) );
748                        appExpr->get_args().push_front( new CastExpr( appExpr->get_function(), adapteeType ) );
749                        appExpr->set_function( new NameExpr( adapterName ) ); // xxx - result is never set on NameExpr
750
751                        return ret;
752                }
753
754                void Pass1::boxParam( Type *param, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
755                        assert( arg->has_result() );
756                        if ( isPolyType( param, exprTyVars ) ) {
757                                if ( isPolyType( arg->get_result() ) ) {
758                                        // if the argument's type is polymorphic, we don't need to box again!
759                                        return;
760                                } else if ( arg->get_result()->get_lvalue() ) {  // xxx - is this still right??
761                                // xxx - dynamic_cast<ReferenceType *>( arg->get_result() )??
762                                        // VariableExpr and MemberExpr are lvalues; need to check this isn't coming from the second arg of a comma expression though (not an lvalue)
763                                        // xxx - need to test that this code is still reachable
764                                        if ( CommaExpr *commaArg = dynamic_cast< CommaExpr* >( arg ) ) {
765                                                commaArg->set_arg2( new AddressExpr( commaArg->get_arg2() ) );
766                                        } else {
767                                                arg = new AddressExpr( arg );
768                                        }
769                                        if ( ! ResolvExpr::typesCompatible( param, arg->get_result(), SymTab::Indexer() ) ) {
770                                                // silence warnings by casting boxed parameters when the actual type does not match up with the formal type.
771                                                arg = new CastExpr( arg, param->clone() );
772                                        }
773                                } else {
774                                        // use type computed in unification to declare boxed variables
775                                        Type * newType = param->clone();
776                                        if ( env ) env->apply( newType );
777                                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( tempNamer.newName(), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, newType, 0 );
778                                        newObj->get_type()->get_qualifiers() = Type::Qualifiers(); // TODO: is this right???
779                                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
780                                        UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
781                                        assign->get_args().push_back( new VariableExpr( newObj ) );
782                                        assign->get_args().push_back( arg );
783                                        stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, assign ) );
784                                        arg = new AddressExpr( new VariableExpr( newObj ) );
785                                } // if
786                        } // if
787                }
788
789                /// cast parameters to polymorphic functions so that types are replaced with
790                /// void * if they are type parameters in the formal type.
791                /// this gets rid of warnings from gcc.
792                void addCast( Expression *&actual, Type *formal, const TyVarMap &tyVars ) {
793                        if ( getFunctionType( formal ) ) {
794                                Type * newType = formal->clone();
795                                newType = ScrubTyVars::scrub( newType, tyVars );
796                                actual = new CastExpr( actual, newType );
797                        } // if
798                }
799
800                void Pass1::boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
801                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::const_iterator param = function->get_parameters().begin(); param != function->get_parameters().end(); ++param, ++arg ) {
802                                assertf( arg != appExpr->get_args().end(), "boxParams: missing argument for param %s to %s in %s", toString( *param ).c_str(), toString( function ).c_str(), toString( appExpr ).c_str() );
803                                addCast( *arg, (*param)->get_type(), exprTyVars );
804                                boxParam( (*param)->get_type(), *arg, exprTyVars );
805                        } // for
806                }
807
808                void Pass1::addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
809                        std::list< Expression *>::iterator cur = arg;
810                        for ( Type::ForallList::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
811                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
812                                        InferredParams::const_iterator inferParam = appExpr->get_inferParams().find( (*assert)->get_uniqueId() );
813                                        if ( inferParam == appExpr->get_inferParams().end() ) {
814                                                std::cerr << "looking for assertion: " << (*assert) << std::endl << appExpr << std::endl;
815                                        }
816                                        assertf( inferParam != appExpr->get_inferParams().end(), "NOTE: Explicit casts of polymorphic functions to compatible monomorphic functions are currently unsupported" );
817                                        Expression *newExpr = inferParam->second.expr->clone();
818                                        addCast( newExpr, (*assert)->get_type(), tyVars );
819                                        boxParam( (*assert)->get_type(), newExpr, tyVars );
820                                        appExpr->get_args().insert( cur, newExpr );
821                                } // for
822                        } // for
823                }
824
825                void makeRetParm( FunctionType *funcType ) {
826                        DeclarationWithType *retParm = funcType->get_returnVals().front();
827
828                        // make a new parameter that is a pointer to the type of the old return value
829                        retParm->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), retParm->get_type() ) );
830                        funcType->get_parameters().push_front( retParm );
831
832                        // we don't need the return value any more
833                        funcType->get_returnVals().clear();
834                }
835
836                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars ) {
837                        // actually make the adapter type
838                        FunctionType *adapter = adaptee->clone();
839//                      if ( ! adapter->get_returnVals().empty() && isPolyType( adapter->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
840                        if ( isDynRet( adapter, tyVars ) ) {
841                                makeRetParm( adapter );
842                        } // if
843                        adapter->get_parameters().push_front( new ObjectDecl( "", Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) ), 0 ) );
844                        return adapter;
845                }
846
847                Expression *makeAdapterArg( DeclarationWithType *param, DeclarationWithType *arg, DeclarationWithType *realParam, const TyVarMap &tyVars ) {
848                        assert( param );
849                        assert( arg );
850                        if ( isPolyType( realParam->get_type(), tyVars ) ) {
851                                if ( ! isPolyType( arg->get_type() ) ) {
852                                        UntypedExpr *deref = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
853                                        deref->get_args().push_back( new CastExpr( new VariableExpr( param ), new PointerType( Type::Qualifiers(), arg->get_type()->clone() ) ) );
854                                        deref->set_result( arg->get_type()->clone() );
855                                        return deref;
856                                } // if
857                        } // if
858                        return new VariableExpr( param );
859                }
860
861                void addAdapterParams( ApplicationExpr *adapteeApp, std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg, std::list< DeclarationWithType *>::iterator param, std::list< DeclarationWithType *>::iterator paramEnd, std::list< DeclarationWithType *>::iterator realParam, const TyVarMap &tyVars ) {
862                        UniqueName paramNamer( "_p" );
863                        for ( ; param != paramEnd; ++param, ++arg, ++realParam ) {
864                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
865                                        (*param)->set_name( paramNamer.newName() );
866                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
867                                } // if
868                                adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *param, *arg, *realParam, tyVars ) );
869                        } // for
870                }
871
872                FunctionDecl *Pass1::makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars ) {
873                        FunctionType *adapterType = makeAdapterType( adaptee, tyVars );
874                        adapterType = ScrubTyVars::scrub( adapterType, tyVars );
875                        DeclarationWithType *adapteeDecl = adapterType->get_parameters().front();
876                        adapteeDecl->set_name( "_adaptee" );
877                        ApplicationExpr *adapteeApp = new ApplicationExpr( new CastExpr( new VariableExpr( adapteeDecl ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType ) ) );
878                        Statement *bodyStmt;
879
880                        Type::ForallList::iterator tyArg = realType->get_forall().begin();
881                        Type::ForallList::iterator tyParam = adapterType->get_forall().begin();
882                        Type::ForallList::iterator realTyParam = adaptee->get_forall().begin();
883                        for ( ; tyParam != adapterType->get_forall().end(); ++tyArg, ++tyParam, ++realTyParam ) {
884                                assert( tyArg != realType->get_forall().end() );
885                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertArg = (*tyArg)->get_assertions().begin();
886                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertParam = (*tyParam)->get_assertions().begin();
887                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator realAssertParam = (*realTyParam)->get_assertions().begin();
888                                for ( ; assertParam != (*tyParam)->get_assertions().end(); ++assertArg, ++assertParam, ++realAssertParam ) {
889                                        assert( assertArg != (*tyArg)->get_assertions().end() );
890                                        adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *assertParam, *assertArg, *realAssertParam, tyVars ) );
891                                } // for
892                        } // for
893
894                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = realType->get_parameters().begin();
895                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator param = adapterType->get_parameters().begin();
896                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator realParam = adaptee->get_parameters().begin();
897                        param++;                // skip adaptee parameter in the adapter type
898                        if ( realType->get_returnVals().empty() ) {
899                                // void return
900                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
901                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, adapteeApp );
902//                      } else if ( isPolyType( adaptee->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
903                        } else if ( isDynType( adaptee->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
904                                // return type T
905                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
906                                        (*param)->set_name( "_ret" );
907                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
908                                } // if
909                                UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
910                                UntypedExpr *deref = UntypedExpr::createDeref( new CastExpr( new VariableExpr( *param++ ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType->get_returnVals().front()->get_type()->clone() ) ) );
911                                assign->get_args().push_back( deref );
912                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
913                                assign->get_args().push_back( adapteeApp );
914                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, assign );
915                        } else {
916                                // adapter for a function that returns a monomorphic value
917                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
918                                bodyStmt = new ReturnStmt( noLabels, adapteeApp );
919                        } // if
920                        CompoundStmt *adapterBody = new CompoundStmt( noLabels );
921                        adapterBody->get_kids().push_back( bodyStmt );
922                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
923                        return new FunctionDecl( adapterName, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, adapterType, adapterBody );
924                }
925
926                void Pass1::passAdapters( ApplicationExpr * appExpr, FunctionType * functionType, const TyVarMap & exprTyVars ) {
927                        // collect a list of function types passed as parameters or implicit parameters (assertions)
928                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
929                        std::list< FunctionType *> functions;
930                        for ( Type::ForallList::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
931                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
932                                        findFunction( (*assert)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
933                                } // for
934                        } // for
935                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
936                                findFunction( (*arg)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
937                        } // for
938
939                        // parameter function types for which an appropriate adapter has been generated.  we cannot use the types
940                        // after applying substitutions, since two different parameter types may be unified to the same type
941                        std::set< std::string > adaptersDone;
942
943                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
944                                FunctionType *originalFunction = (*funType)->clone();
945                                FunctionType *realFunction = (*funType)->clone();
946                                std::string mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
947
948                                // only attempt to create an adapter or pass one as a parameter if we haven't already done so for this
949                                // pre-substitution parameter function type.
950                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
951                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
952
953                                        // apply substitution to type variables to figure out what the adapter's type should look like
954                                        assert( env );
955                                        env->apply( realFunction );
956                                        mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
957                                        mangleName += makePolyMonoSuffix( originalFunction, exprTyVars );
958
959                                        typedef ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* >::iterator AdapterIter;
960                                        AdapterIter adapter = adapters.find( mangleName );
961                                        if ( adapter == adapters.end() ) {
962                                                // adapter has not been created yet in the current scope, so define it
963                                                FunctionDecl *newAdapter = makeAdapter( *funType, realFunction, mangleName, exprTyVars );
964                                                std::pair< AdapterIter, bool > answer = adapters.insert( std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, newAdapter ) );
965                                                adapter = answer.first;
966                                                stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newAdapter ) );
967                                        } // if
968                                        assert( adapter != adapters.end() );
969
970                                        // add the appropriate adapter as a parameter
971                                        appExpr->get_args().push_front( new VariableExpr( adapter->second ) );
972                                } // if
973                        } // for
974                } // passAdapters
975
976                Expression *makeIncrDecrExpr( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyType, bool isIncr ) {
977                        NameExpr *opExpr;
978                        if ( isIncr ) {
979                                opExpr = new NameExpr( "?+=?" );
980                        } else {
981                                opExpr = new NameExpr( "?-=?" );
982                        } // if
983                        UntypedExpr *addAssign = new UntypedExpr( opExpr );
984                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
985                                addAssign->get_args().push_back( address->get_arg() );
986                        } else {
987                                addAssign->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
988                        } // if
989                        addAssign->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( mangleType( polyType ) ) ) );
990                        addAssign->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
991                        if ( appExpr->get_env() ) {
992                                addAssign->set_env( appExpr->get_env() );
993                                appExpr->set_env( 0 );
994                        } // if
995                        appExpr->get_args().clear();
996                        delete appExpr;
997                        return addAssign;
998                }
999
1000                Expression *Pass1::handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr ) {
1001                        if ( VariableExpr *varExpr = dynamic_cast< VariableExpr *>( appExpr->get_function() ) ) {
1002                                if ( varExpr->get_var()->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
1003                                        if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?[?]" ) {
1004                                                assert( appExpr->has_result() );
1005                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1006                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_result(), scopeTyVars, env );
1007                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_result(), scopeTyVars, env );
1008                                                assert( ! baseType1 || ! baseType2 ); // the arguments cannot both be polymorphic pointers
1009                                                UntypedExpr *ret = 0;
1010                                                if ( baseType1 || baseType2 ) { // one of the arguments is a polymorphic pointer
1011                                                        ret = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
1012                                                } // if
1013                                                if ( baseType1 ) {
1014                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1015                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1016                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1017                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1018                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
1019                                                } else if ( baseType2 ) {
1020                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1021                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1022                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType2->clone() ) );
1023                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
1024                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1025                                                } // if
1026                                                if ( baseType1 || baseType2 ) {
1027                                                        ret->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
1028                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1029                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
1030                                                                appExpr->set_env( 0 );
1031                                                        } // if
1032                                                        appExpr->get_args().clear();
1033                                                        delete appExpr;
1034                                                        return ret;
1035                                                } // if
1036                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "*?" ) {
1037                                                assert( appExpr->has_result() );
1038                                                assert( ! appExpr->get_args().empty() );
1039                                                if ( isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) { // dereference returns a reference type
1040                                                        // remove dereference from polymorphic types since they are boxed.
1041                                                        Expression *ret = appExpr->get_args().front();
1042                                                        delete ret->get_result();
1043                                                        ret->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
1044                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1045                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
1046                                                                appExpr->set_env( 0 );
1047                                                        } // if
1048                                                        appExpr->get_args().clear();
1049                                                        delete appExpr;
1050                                                        return ret;
1051                                                } // if
1052                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?++" || varExpr->get_var()->get_name() == "?--" ) {
1053                                                assert( appExpr->has_result() );
1054                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
1055                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1056                                                        Type *tempType = appExpr->get_result()->clone();
1057                                                        if ( env ) {
1058                                                                env->apply( tempType );
1059                                                        } // if
1060                                                        ObjectDecl *newObj = makeTemporary( tempType );
1061                                                        VariableExpr *tempExpr = new VariableExpr( newObj );
1062                                                        UntypedExpr *assignExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
1063                                                        assignExpr->get_args().push_back( tempExpr->clone() );
1064                                                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
1065                                                                assignExpr->get_args().push_back( address->get_arg()->clone() );
1066                                                        } else {
1067                                                                assignExpr->get_args().push_back( appExpr->get_args().front()->clone() );
1068                                                        } // if
1069                                                        CommaExpr *firstComma = new CommaExpr( assignExpr, makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "?++" ) );
1070                                                        return new CommaExpr( firstComma, tempExpr );
1071                                                } // if
1072                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "++?" || varExpr->get_var()->get_name() == "--?" ) {
1073                                                assert( appExpr->has_result() );
1074                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
1075                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1076                                                        return makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "++?" );
1077                                                } // if
1078                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-?" ) {
1079                                                assert( appExpr->has_result() );
1080                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1081                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_result(), scopeTyVars, env );
1082                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_result(), scopeTyVars, env );
1083                                                if ( baseType1 && baseType2 ) {
1084                                                        UntypedExpr *divide = new UntypedExpr( new NameExpr( "?/?" ) );
1085                                                        divide->get_args().push_back( appExpr );
1086                                                        divide->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1087                                                        divide->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
1088                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1089                                                                divide->set_env( appExpr->get_env() );
1090                                                                appExpr->set_env( 0 );
1091                                                        } // if
1092                                                        return divide;
1093                                                } else if ( baseType1 ) {
1094                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1095                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1096                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1097                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
1098                                                } else if ( baseType2 ) {
1099                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1100                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1101                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType2->clone() ) );
1102                                                        appExpr->get_args().front() = multiply;
1103                                                } // if
1104                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+=?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-=?" ) {
1105                                                assert( appExpr->has_result() );
1106                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1107                                                Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env );
1108                                                if ( baseType ) {
1109                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1110                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1111                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType->clone() ) );
1112                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
1113                                                } // if
1114                                        } // if
1115                                        return appExpr;
1116                                } // if
1117                        } // if
1118                        return 0;
1119                }
1120
1121                Expression *Pass1::mutate( ApplicationExpr *appExpr ) {
1122                        // std::cerr << "mutate appExpr: " << InitTweak::getFunctionName( appExpr ) << std::endl;
1123                        // for ( TyVarMap::iterator i = scopeTyVars.begin(); i != scopeTyVars.end(); ++i ) {
1124                        //      std::cerr << i->first << " ";
1125                        // }
1126                        // std::cerr << "\n";
1127                        appExpr->get_function()->acceptMutator( *this );
1128                        mutateAll( appExpr->get_args(), *this );
1129
1130                        assert( appExpr->get_function()->has_result() );
1131                        PointerType *pointer = safe_dynamic_cast< PointerType *>( appExpr->get_function()->get_result() );
1132                        FunctionType *function = safe_dynamic_cast< FunctionType *>( pointer->get_base() );
1133
1134                        if ( Expression *newExpr = handleIntrinsics( appExpr ) ) {
1135                                return newExpr;
1136                        } // if
1137
1138                        Expression *ret = appExpr;
1139
1140                        std::list< Expression *>::iterator arg = appExpr->get_args().begin();
1141                        std::list< Expression *>::iterator paramBegin = appExpr->get_args().begin();
1142
1143                        TyVarMap exprTyVars( TypeDecl::Data{} );
1144                        makeTyVarMap( function, exprTyVars ); // xxx - should this take into account the variables already bound in scopeTyVars (i.e. remove them from exprTyVars?)
1145                        ReferenceToType *dynRetType = isDynRet( function, exprTyVars );
1146
1147                        // std::cerr << function << std::endl;
1148                        // std::cerr << "scopeTyVars: ";
1149                        // printTyVarMap( std::cerr, scopeTyVars );
1150                        // std::cerr << "exprTyVars: ";
1151                        // printTyVarMap( std::cerr, exprTyVars );
1152                        // std::cerr << "env: " << *env << std::endl;
1153                        // std::cerr << needsAdapter( function, scopeTyVars ) << ! needsAdapter( function, exprTyVars) << std::endl;
1154
1155                        // NOTE: addDynRetParam needs to know the actual (generated) return type so it can make a temp variable, so pass the result type from the appExpr
1156                        // passTypeVars needs to know the program-text return type (i.e. the distinction between _conc_T30 and T3(int))
1157                        // concRetType may not be a good name in one or both of these places. A more appropriate name change is welcome.
1158                        if ( dynRetType ) {
1159                                // std::cerr << "dynRetType: " << dynRetType << std::endl;
1160                                Type *concRetType = appExpr->get_result()->isVoid() ? nullptr : appExpr->get_result();
1161                                ret = addDynRetParam( appExpr, concRetType, arg ); // xxx - used to use dynRetType instead of concRetType
1162                        } else if ( needsAdapter( function, scopeTyVars ) && ! needsAdapter( function, exprTyVars) ) { // xxx - exprTyVars is used above...?
1163                                // xxx - the ! needsAdapter check may be incorrect. It seems there is some situation where an adapter is applied where it shouldn't be, and this fixes it for some cases. More investigation is needed.
1164
1165                                // std::cerr << "needs adapter: ";
1166                                // printTyVarMap( std::cerr, scopeTyVars );
1167                                // std::cerr << *env << std::endl;
1168                                // change the application so it calls the adapter rather than the passed function
1169                                ret = applyAdapter( appExpr, function, arg, scopeTyVars );
1170                        } // if
1171                        arg = appExpr->get_args().begin();
1172
1173                        Type *concRetType = replaceWithConcrete( appExpr, dynRetType );
1174                        passTypeVars( appExpr, concRetType, arg, exprTyVars ); // xxx - used to use dynRetType instead of concRetType; this changed so that the correct type paramaters are passed for return types (it should be the concrete type's parameters, not the formal type's)
1175                        addInferredParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
1176
1177                        arg = paramBegin;
1178
1179                        boxParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
1180                        passAdapters( appExpr, function, exprTyVars );
1181
1182                        return ret;
1183                }
1184
1185                Expression *Pass1::mutate( UntypedExpr *expr ) {
1186                        if ( expr->has_result() && isPolyType( expr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1187                                if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->get_function() ) ) {
1188                                        if ( name->get_name() == "*?" ) {
1189                                                Expression *ret = expr->get_args().front();
1190                                                expr->get_args().clear();
1191                                                delete expr;
1192                                                return ret->acceptMutator( *this );
1193                                        } // if
1194                                } // if
1195                        } // if
1196                        return PolyMutator::mutate( expr );
1197                }
1198
1199                Expression *Pass1::mutate( AddressExpr *addrExpr ) {
1200                        assert( addrExpr->get_arg()->has_result() && ! addrExpr->get_arg()->get_result()->isVoid() );
1201
1202                        bool needs = false;
1203                        if ( UntypedExpr *expr = dynamic_cast< UntypedExpr *>( addrExpr->get_arg() ) ) {
1204                                if ( expr->has_result() && isPolyType( expr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1205                                        if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->get_function() ) ) {
1206                                                if ( name->get_name() == "*?" ) {
1207                                                        if ( ApplicationExpr * appExpr = dynamic_cast< ApplicationExpr * >( expr->get_args().front() ) ) {
1208                                                                assert( appExpr->get_function()->has_result() );
1209                                                                PointerType *pointer = safe_dynamic_cast< PointerType *>( appExpr->get_function()->get_result() );
1210                                                                FunctionType *function = safe_dynamic_cast< FunctionType *>( pointer->get_base() );
1211                                                                needs = needsAdapter( function, scopeTyVars );
1212                                                        } // if
1213                                                } // if
1214                                        } // if
1215                                } // if
1216                        } // if
1217                        // isPolyType check needs to happen before mutating addrExpr arg, so pull it forward
1218                        // out of the if condition.
1219                        bool polytype = isPolyType( addrExpr->get_arg()->get_result(), scopeTyVars, env );
1220                        addrExpr->set_arg( mutateExpression( addrExpr->get_arg() ) );
1221                        if ( polytype || needs ) {
1222                                Expression *ret = addrExpr->get_arg();
1223                                delete ret->get_result();
1224                                ret->set_result( addrExpr->get_result()->clone() );
1225                                addrExpr->set_arg( 0 );
1226                                delete addrExpr;
1227                                return ret;
1228                        } else {
1229                                return addrExpr;
1230                        } // if
1231                }
1232
1233                Statement * Pass1::mutate( ReturnStmt *returnStmt ) {
1234                        if ( retval && returnStmt->get_expr() ) {
1235                                assert( returnStmt->get_expr()->has_result() && ! returnStmt->get_expr()->get_result()->isVoid() );
1236                                delete returnStmt->get_expr();
1237                                returnStmt->set_expr( 0 );
1238                        } else {
1239                                returnStmt->set_expr( mutateExpression( returnStmt->get_expr() ) );
1240                        } // if
1241                        return returnStmt;
1242                }
1243
1244                Type * Pass1::mutate( PointerType *pointerType ) {
1245                        scopeTyVars.beginScope();
1246                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1247
1248                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1249
1250                        scopeTyVars.endScope();
1251                        return ret;
1252                }
1253
1254                Type * Pass1::mutate( FunctionType *functionType ) {
1255                        scopeTyVars.beginScope();
1256                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
1257
1258                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
1259
1260                        scopeTyVars.endScope();
1261                        return ret;
1262                }
1263
1264                void Pass1::doBeginScope() {
1265                        adapters.beginScope();
1266                }
1267
1268                void Pass1::doEndScope() {
1269                        adapters.endScope();
1270                }
1271
1272////////////////////////////////////////// Pass2 ////////////////////////////////////////////////////
1273
1274                void Pass2::addAdapters( FunctionType *functionType ) {
1275                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
1276                        std::list< FunctionType *> functions;
1277                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
1278                                Type *orig = (*arg)->get_type();
1279                                findAndReplaceFunction( orig, functions, scopeTyVars, needsAdapter );
1280                                (*arg)->set_type( orig );
1281                        }
1282                        std::set< std::string > adaptersDone;
1283                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
1284                                std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
1285                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
1286                                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
1287                                        paramList.push_front( new ObjectDecl( adapterName, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), 0 ) );
1288                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
1289                                }
1290                        }
1291//  deleteAll( functions );
1292                }
1293
1294                template< typename DeclClass >
1295                DeclClass * Pass2::handleDecl( DeclClass *decl ) {
1296                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Parent::mutate( decl ) );
1297
1298                        return ret;
1299                }
1300
1301                /// determines if `pref` is a prefix of `str`
1302                bool isPrefix( const std::string & str, const std::string & pref ) {
1303                        if ( pref.size() > str.size() ) return false;
1304                        auto its = std::mismatch( pref.begin(), pref.end(), str.begin() );
1305                        return its.first == pref.end();
1306                }
1307
1308                DeclarationWithType * Pass2::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1309                        functionDecl = safe_dynamic_cast< FunctionDecl * > ( handleDecl( functionDecl ) );
1310                        FunctionType * ftype = functionDecl->get_functionType();
1311                        if ( ! ftype->get_returnVals().empty() && functionDecl->get_statements() ) {
1312                                if ( ! isPrefix( functionDecl->get_name(), "_thunk" ) && ! isPrefix( functionDecl->get_name(), "_adapter" ) ) { // xxx - remove check for prefix once thunks properly use ctor/dtors
1313                                        assert( ftype->get_returnVals().size() == 1 );
1314                                        DeclarationWithType * retval = ftype->get_returnVals().front();
1315                                        if ( retval->get_name() == "" ) {
1316                                                retval->set_name( "_retval" );
1317                                        }
1318                                        functionDecl->get_statements()->get_kids().push_front( new DeclStmt( noLabels, retval ) );
1319                                        DeclarationWithType * newRet = retval->clone(); // for ownership purposes
1320                                        ftype->get_returnVals().front() = newRet;
1321                                }
1322                        }
1323                        // errors should have been caught by this point, remove initializers from parameters to allow correct codegen of default arguments
1324                        for ( Declaration * param : functionDecl->get_functionType()->get_parameters() ) {
1325                                if ( ObjectDecl * obj = dynamic_cast< ObjectDecl * >( param ) ) {
1326                                        delete obj->get_init();
1327                                        obj->set_init( nullptr );
1328                                }
1329                        }
1330                        return functionDecl;
1331                }
1332
1333                ObjectDecl * Pass2::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1334                        return handleDecl( objectDecl );
1335                }
1336
1337                template< typename AggDecl >
1338                AggDecl * Pass2::handleAggDecl( AggDecl * aggDecl ) {
1339                        // prevent tyVars from leaking into containing scope
1340                        scopeTyVars.beginScope();
1341                        Parent::mutate( aggDecl );
1342                        scopeTyVars.endScope();
1343                        return aggDecl;
1344                }
1345
1346                StructDecl * Pass2::mutate( StructDecl *aggDecl ) {
1347                        return handleAggDecl( aggDecl );
1348                }
1349
1350                UnionDecl * Pass2::mutate( UnionDecl *aggDecl ) {
1351                        return handleAggDecl( aggDecl );
1352                }
1353
1354                TypeDecl * Pass2::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1355                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
1356                        if ( typeDecl->get_base() ) {
1357                                return handleDecl( typeDecl );
1358                        } else {
1359                                return Parent::mutate( typeDecl );
1360                        }
1361                }
1362
1363                TypedefDecl * Pass2::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1364                        return handleDecl( typedefDecl );
1365                }
1366
1367                Type * Pass2::mutate( PointerType *pointerType ) {
1368                        scopeTyVars.beginScope();
1369                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1370
1371                        Type *ret = Parent::mutate( pointerType );
1372
1373                        scopeTyVars.endScope();
1374                        return ret;
1375                }
1376
1377                Type *Pass2::mutate( FunctionType *funcType ) {
1378                        scopeTyVars.beginScope();
1379                        makeTyVarMap( funcType, scopeTyVars );
1380
1381                        // move polymorphic return type to parameter list
1382                        if ( isDynRet( funcType ) ) {
1383                                ObjectDecl *ret = safe_dynamic_cast< ObjectDecl* >( funcType->get_returnVals().front() );
1384                                ret->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), ret->get_type() ) );
1385                                funcType->get_parameters().push_front( ret );
1386                                funcType->get_returnVals().pop_front();
1387                                ret->set_init( nullptr ); // xxx - memory leak?
1388                        }
1389
1390                        // add size/align and assertions for type parameters to parameter list
1391                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator last = funcType->get_parameters().begin();
1392                        std::list< DeclarationWithType *> inferredParams;
1393                        ObjectDecl newObj( "", Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), 0 );
1394                        ObjectDecl newPtr( "", Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0,
1395                                           new PointerType( Type::Qualifiers(), new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ) ), 0 );
1396                        for ( Type::ForallList::const_iterator tyParm = funcType->get_forall().begin(); tyParm != funcType->get_forall().end(); ++tyParm ) {
1397                                ObjectDecl *sizeParm, *alignParm;
1398                                // add all size and alignment parameters to parameter list
1399                                if ( (*tyParm)->isComplete() ) {
1400                                        TypeInstType parmType( Type::Qualifiers(), (*tyParm)->get_name(), *tyParm );
1401                                        std::string parmName = mangleType( &parmType );
1402
1403                                        sizeParm = newObj.clone();
1404                                        sizeParm->set_name( sizeofName( parmName ) );
1405                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1406                                        ++last;
1407
1408                                        alignParm = newObj.clone();
1409                                        alignParm->set_name( alignofName( parmName ) );
1410                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1411                                        ++last;
1412                                }
1413                                // move all assertions into parameter list
1414                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyParm)->get_assertions().begin(); assert != (*tyParm)->get_assertions().end(); ++assert ) {
1415//      *assert = (*assert)->acceptMutator( *this );
1416                                        inferredParams.push_back( *assert );
1417                                }
1418                                (*tyParm)->get_assertions().clear();
1419                        }
1420
1421                        // add size/align for generic parameter types to parameter list
1422                        std::set< std::string > seenTypes; // sizeofName for generic types we've seen
1423                        for ( std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = last; fnParm != funcType->get_parameters().end(); ++fnParm ) {
1424                                Type *polyType = isPolyType( (*fnParm)->get_type(), scopeTyVars );
1425                                if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
1426                                        std::string typeName = mangleType( polyType );
1427                                        if ( seenTypes.count( typeName ) ) continue;
1428
1429                                        ObjectDecl *sizeParm, *alignParm, *offsetParm;
1430                                        sizeParm = newObj.clone();
1431                                        sizeParm->set_name( sizeofName( typeName ) );
1432                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1433                                        ++last;
1434
1435                                        alignParm = newObj.clone();
1436                                        alignParm->set_name( alignofName( typeName ) );
1437                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1438                                        ++last;
1439
1440                                        if ( StructInstType *polyBaseStruct = dynamic_cast< StructInstType* >( polyType ) ) {
1441                                                // NOTE zero-length arrays are illegal in C, so empty structs have no offset array
1442                                                if ( ! polyBaseStruct->get_baseStruct()->get_members().empty() ) {
1443                                                        offsetParm = newPtr.clone();
1444                                                        offsetParm->set_name( offsetofName( typeName ) );
1445                                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, offsetParm );
1446                                                        ++last;
1447                                                }
1448                                        }
1449
1450                                        seenTypes.insert( typeName );
1451                                }
1452                        }
1453
1454                        // splice assertion parameters into parameter list
1455                        funcType->get_parameters().splice( last, inferredParams );
1456                        addAdapters( funcType );
1457                        mutateAll( funcType->get_returnVals(), *this );
1458                        mutateAll( funcType->get_parameters(), *this );
1459
1460                        scopeTyVars.endScope();
1461                        return funcType;
1462                }
1463
1464////////////////////////////////////////// PolyGenericCalculator ////////////////////////////////////////////////////
1465
1466                PolyGenericCalculator::PolyGenericCalculator()
1467                        : Parent(), knownLayouts(), knownOffsets(), bufNamer( "_buf" ) {}
1468
1469                void PolyGenericCalculator::beginTypeScope( Type *ty ) {
1470                        scopeTyVars.beginScope();
1471                        makeTyVarMap( ty, scopeTyVars );
1472                }
1473
1474                void PolyGenericCalculator::endTypeScope() {
1475                        scopeTyVars.endScope();
1476                }
1477
1478                template< typename DeclClass >
1479                DeclClass * PolyGenericCalculator::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
1480                        beginTypeScope( type );
1481                        // knownLayouts.beginScope();
1482                        // knownOffsets.beginScope();
1483
1484                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Parent::mutate( decl ) );
1485
1486                        // knownOffsets.endScope();
1487                        // knownLayouts.endScope();
1488                        endTypeScope();
1489                        return ret;
1490                }
1491
1492                ObjectDecl * PolyGenericCalculator::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1493                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
1494                }
1495
1496                DeclarationWithType * PolyGenericCalculator::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1497                        knownLayouts.beginScope();
1498                        knownOffsets.beginScope();
1499
1500                        DeclarationWithType * decl = handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
1501                        knownOffsets.endScope();
1502                        knownLayouts.endScope();
1503                        return decl;
1504                }
1505
1506                TypedefDecl * PolyGenericCalculator::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1507                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
1508                }
1509
1510                TypeDecl * PolyGenericCalculator::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1511                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
1512                        return Parent::mutate( typeDecl );
1513                }
1514
1515                Type * PolyGenericCalculator::mutate( PointerType *pointerType ) {
1516                        beginTypeScope( pointerType );
1517
1518                        Type *ret = Parent::mutate( pointerType );
1519
1520                        endTypeScope();
1521                        return ret;
1522                }
1523
1524                Type * PolyGenericCalculator::mutate( FunctionType *funcType ) {
1525                        beginTypeScope( funcType );
1526
1527                        // make sure that any type information passed into the function is accounted for
1528                        for ( std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = funcType->get_parameters().begin(); fnParm != funcType->get_parameters().end(); ++fnParm ) {
1529                                // condition here duplicates that in Pass2::mutate( FunctionType* )
1530                                Type *polyType = isPolyType( (*fnParm)->get_type(), scopeTyVars );
1531                                if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
1532                                        knownLayouts.insert( mangleType( polyType ) );
1533                                }
1534                        }
1535
1536                        Type *ret = Parent::mutate( funcType );
1537
1538                        endTypeScope();
1539                        return ret;
1540                }
1541
1542                Statement *PolyGenericCalculator::mutate( DeclStmt *declStmt ) {
1543                        if ( ObjectDecl *objectDecl = dynamic_cast< ObjectDecl *>( declStmt->get_decl() ) ) {
1544                                if ( findGeneric( objectDecl->get_type() ) ) {
1545                                        // change initialization of a polymorphic value object to allocate via a VLA
1546                                        // (alloca was previously used, but can't be safely used in loops)
1547                                        Type *declType = objectDecl->get_type();
1548                                        std::string bufName = bufNamer.newName();
1549                                        ObjectDecl *newBuf = new ObjectDecl( bufName, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0,
1550                                                new ArrayType( Type::Qualifiers(), new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::Kind::Char), new NameExpr( sizeofName( mangleType(declType) ) ),
1551                                                true, false, std::list<Attribute*>{ new Attribute( std::string{"aligned"}, std::list<Expression*>{ new ConstantExpr( Constant::from_int(8) ) } ) } ), 0 );
1552                                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newBuf ) );
1553
1554                                        delete objectDecl->get_init();
1555
1556                                        objectDecl->set_init( new SingleInit( new NameExpr( bufName ) ) );
1557                                }
1558                        }
1559                        return Parent::mutate( declStmt );
1560                }
1561
1562                /// Finds the member in the base list that matches the given declaration; returns its index, or -1 if not present
1563                long findMember( DeclarationWithType *memberDecl, std::list< Declaration* > &baseDecls ) {
1564                        long i = 0;
1565                        for(std::list< Declaration* >::const_iterator decl = baseDecls.begin(); decl != baseDecls.end(); ++decl, ++i ) {
1566                                if ( memberDecl->get_name() != (*decl)->get_name() ) continue;
1567
1568                                if ( DeclarationWithType *declWithType = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *decl ) ) {
1569                                        if ( memberDecl->get_mangleName().empty() || declWithType->get_mangleName().empty()
1570                                             || memberDecl->get_mangleName() == declWithType->get_mangleName() ) return i;
1571                                        else continue;
1572                                } else return i;
1573                        }
1574                        return -1;
1575                }
1576
1577                /// Returns an index expression into the offset array for a type
1578                Expression *makeOffsetIndex( Type *objectType, long i ) {
1579                        ConstantExpr *fieldIndex = new ConstantExpr( Constant::from_ulong( i ) );
1580                        UntypedExpr *fieldOffset = new UntypedExpr( new NameExpr( "?[?]" ) );
1581                        fieldOffset->get_args().push_back( new NameExpr( offsetofName( mangleType( objectType ) ) ) );
1582                        fieldOffset->get_args().push_back( fieldIndex );
1583                        return fieldOffset;
1584                }
1585
1586                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( MemberExpr *memberExpr ) {
1587                        // mutate, exiting early if no longer MemberExpr
1588                        Expression *expr = Parent::mutate( memberExpr );
1589                        memberExpr = dynamic_cast< MemberExpr* >( expr );
1590                        if ( ! memberExpr ) return expr;
1591
1592                        // only mutate member expressions for polymorphic types
1593                        int tyDepth;
1594                        Type *objectType = hasPolyBase( memberExpr->get_aggregate()->get_result(), scopeTyVars, &tyDepth );
1595                        if ( ! objectType ) return memberExpr;
1596                        findGeneric( objectType ); // ensure layout for this type is available
1597
1598                        // replace member expression with dynamically-computed layout expression
1599                        Expression *newMemberExpr = 0;
1600                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( objectType ) ) {
1601                                // look up offset index
1602                                long i = findMember( memberExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
1603                                if ( i == -1 ) return memberExpr;
1604
1605                                // replace member expression with pointer to base plus offset
1606                                UntypedExpr *fieldLoc = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
1607                                Expression * aggr = memberExpr->get_aggregate()->clone();
1608                                delete aggr->get_env(); // xxx - there's a problem with keeping the env for some reason, so for now just get rid of it
1609                                aggr->set_env( nullptr );
1610                                fieldLoc->get_args().push_back( aggr );
1611                                fieldLoc->get_args().push_back( makeOffsetIndex( objectType, i ) );
1612                                fieldLoc->set_result( memberExpr->get_result()->clone() );
1613                                newMemberExpr = fieldLoc;
1614                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( objectType ) ) {
1615                                // union members are all at offset zero, so just use the aggregate expr
1616                                Expression * aggr = memberExpr->get_aggregate()->clone();
1617                                delete aggr->get_env(); // xxx - there's a problem with keeping the env for some reason, so for now just get rid of it
1618                                aggr->set_env( nullptr );
1619                                newMemberExpr = aggr;
1620                                newMemberExpr->set_result( memberExpr->get_result()->clone() );
1621                        } else return memberExpr;
1622                        assert( newMemberExpr );
1623
1624                        Type *memberType = memberExpr->get_member()->get_type();
1625                        if ( ! isPolyType( memberType, scopeTyVars ) ) {
1626                                // Not all members of a polymorphic type are themselves of polymorphic type; in this case the member expression should be wrapped and dereferenced to form an lvalue
1627                                CastExpr *ptrCastExpr = new CastExpr( newMemberExpr, new PointerType( Type::Qualifiers(), memberType->clone() ) );
1628                                UntypedExpr *derefExpr = UntypedExpr::createDeref( ptrCastExpr );
1629                                newMemberExpr = derefExpr;
1630                        }
1631
1632                        delete memberExpr;
1633                        return newMemberExpr;
1634                }
1635
1636                ObjectDecl *PolyGenericCalculator::makeVar( const std::string &name, Type *type, Initializer *init ) {
1637                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( name, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, type, init );
1638                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
1639                        return newObj;
1640                }
1641
1642                void PolyGenericCalculator::addOtypeParamsToLayoutCall( UntypedExpr *layoutCall, const std::list< Type* > &otypeParams ) {
1643                        for ( std::list< Type* >::const_iterator param = otypeParams.begin(); param != otypeParams.end(); ++param ) {
1644                                if ( findGeneric( *param ) ) {
1645                                        // push size/align vars for a generic parameter back
1646                                        std::string paramName = mangleType( *param );
1647                                        layoutCall->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( paramName ) ) );
1648                                        layoutCall->get_args().push_back( new NameExpr( alignofName( paramName ) ) );
1649                                } else {
1650                                        layoutCall->get_args().push_back( new SizeofExpr( (*param)->clone() ) );
1651                                        layoutCall->get_args().push_back( new AlignofExpr( (*param)->clone() ) );
1652                                }
1653                        }
1654                }
1655
1656                /// returns true if any of the otype parameters have a dynamic layout and puts all otype parameters in the output list
1657                bool findGenericParams( std::list< TypeDecl* > &baseParams, std::list< Expression* > &typeParams, std::list< Type* > &out ) {
1658                        bool hasDynamicLayout = false;
1659
1660                        std::list< TypeDecl* >::const_iterator baseParam = baseParams.begin();
1661                        std::list< Expression* >::const_iterator typeParam = typeParams.begin();
1662                        for ( ; baseParam != baseParams.end() && typeParam != typeParams.end(); ++baseParam, ++typeParam ) {
1663                                // skip non-otype parameters
1664                                if ( ! (*baseParam)->isComplete() ) continue;
1665                                TypeExpr *typeExpr = dynamic_cast< TypeExpr* >( *typeParam );
1666                                assert( typeExpr && "all otype parameters should be type expressions" );
1667
1668                                Type *type = typeExpr->get_type();
1669                                out.push_back( type );
1670                                if ( isPolyType( type ) ) hasDynamicLayout = true;
1671                        }
1672                        assert( baseParam == baseParams.end() && typeParam == typeParams.end() );
1673
1674                        return hasDynamicLayout;
1675                }
1676
1677                bool PolyGenericCalculator::findGeneric( Type *ty ) {
1678                        ty = replaceTypeInst( ty, env );
1679
1680                        if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType* >( ty ) ) {
1681                                if ( scopeTyVars.find( typeInst->get_name() ) != scopeTyVars.end() ) {
1682                                        // NOTE assumes here that getting put in the scopeTyVars included having the layout variables set
1683                                        return true;
1684                                }
1685                                return false;
1686                        } else if ( StructInstType *structTy = dynamic_cast< StructInstType* >( ty ) ) {
1687                                // check if this type already has a layout generated for it
1688                                std::string typeName = mangleType( ty );
1689                                if ( knownLayouts.find( typeName ) != knownLayouts.end() ) return true;
1690
1691                                // check if any of the type parameters have dynamic layout; if none do, this type is (or will be) monomorphized
1692                                std::list< Type* > otypeParams;
1693                                if ( ! findGenericParams( *structTy->get_baseParameters(), structTy->get_parameters(), otypeParams ) ) return false;
1694
1695                                // insert local variables for layout and generate call to layout function
1696                                knownLayouts.insert( typeName );  // done early so as not to interfere with the later addition of parameters to the layout call
1697                                Type *layoutType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
1698
1699                                int n_members = structTy->get_baseStruct()->get_members().size();
1700                                if ( n_members == 0 ) {
1701                                        // all empty structs have the same layout - size 1, align 1
1702                                        makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType, new SingleInit( new ConstantExpr( Constant::from_ulong( (unsigned long)1 ) ) ) );
1703                                        makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone(), new SingleInit( new ConstantExpr( Constant::from_ulong( (unsigned long)1 ) ) ) );
1704                                        // NOTE zero-length arrays are forbidden in C, so empty structs have no offsetof array
1705                                } else {
1706                                        ObjectDecl *sizeVar = makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType );
1707                                        ObjectDecl *alignVar = makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone() );
1708                                        ObjectDecl *offsetVar = makeVar( offsetofName( typeName ), new ArrayType( Type::Qualifiers(), layoutType->clone(), new ConstantExpr( Constant::from_int( n_members ) ), false, false ) );
1709
1710                                        // generate call to layout function
1711                                        UntypedExpr *layoutCall = new UntypedExpr( new NameExpr( layoutofName( structTy->get_baseStruct() ) ) );
1712                                        layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( sizeVar ) ) );
1713                                        layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( alignVar ) ) );
1714                                        layoutCall->get_args().push_back( new VariableExpr( offsetVar ) );
1715                                        addOtypeParamsToLayoutCall( layoutCall, otypeParams );
1716
1717                                        stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, layoutCall ) );
1718                                }
1719
1720                                return true;
1721                        } else if ( UnionInstType *unionTy = dynamic_cast< UnionInstType* >( ty ) ) {
1722                                // check if this type already has a layout generated for it
1723                                std::string typeName = mangleType( ty );
1724                                if ( knownLayouts.find( typeName ) != knownLayouts.end() ) return true;
1725
1726                                // check if any of the type parameters have dynamic layout; if none do, this type is (or will be) monomorphized
1727                                std::list< Type* > otypeParams;
1728                                if ( ! findGenericParams( *unionTy->get_baseParameters(), unionTy->get_parameters(), otypeParams ) ) return false;
1729
1730                                // insert local variables for layout and generate call to layout function
1731                                knownLayouts.insert( typeName );  // done early so as not to interfere with the later addition of parameters to the layout call
1732                                Type *layoutType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
1733
1734                                ObjectDecl *sizeVar = makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType );
1735                                ObjectDecl *alignVar = makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone() );
1736
1737                                // generate call to layout function
1738                                UntypedExpr *layoutCall = new UntypedExpr( new NameExpr( layoutofName( unionTy->get_baseUnion() ) ) );
1739                                layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( sizeVar ) ) );
1740                                layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( alignVar ) ) );
1741                                addOtypeParamsToLayoutCall( layoutCall, otypeParams );
1742
1743                                stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, layoutCall ) );
1744
1745                                return true;
1746                        }
1747
1748                        return false;
1749                }
1750
1751                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( SizeofExpr *sizeofExpr ) {
1752                        Type *ty = sizeofExpr->get_type();
1753                        if ( findGeneric( ty ) ) {
1754                                Expression *ret = new NameExpr( sizeofName( mangleType( ty ) ) );
1755                                delete sizeofExpr;
1756                                return ret;
1757                        }
1758                        return sizeofExpr;
1759                }
1760
1761                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( AlignofExpr *alignofExpr ) {
1762                        Type *ty = alignofExpr->get_type();
1763                        if ( findGeneric( ty ) ) {
1764                                Expression *ret = new NameExpr( alignofName( mangleType( ty ) ) );
1765                                delete alignofExpr;
1766                                return ret;
1767                        }
1768                        return alignofExpr;
1769                }
1770
1771                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( OffsetofExpr *offsetofExpr ) {
1772                        // mutate, exiting early if no longer OffsetofExpr
1773                        Expression *expr = Parent::mutate( offsetofExpr );
1774                        offsetofExpr = dynamic_cast< OffsetofExpr* >( expr );
1775                        if ( ! offsetofExpr ) return expr;
1776
1777                        // only mutate expressions for polymorphic structs/unions
1778                        Type *ty = offsetofExpr->get_type();
1779                        if ( ! findGeneric( ty ) ) return offsetofExpr;
1780
1781                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( ty ) ) {
1782                                // replace offsetof expression by index into offset array
1783                                long i = findMember( offsetofExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
1784                                if ( i == -1 ) return offsetofExpr;
1785
1786                                Expression *offsetInd = makeOffsetIndex( ty, i );
1787                                delete offsetofExpr;
1788                                return offsetInd;
1789                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( ty ) ) {
1790                                // all union members are at offset zero
1791                                delete offsetofExpr;
1792                                return new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 0 ) );
1793                        } else return offsetofExpr;
1794                }
1795
1796                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( OffsetPackExpr *offsetPackExpr ) {
1797                        StructInstType *ty = offsetPackExpr->get_type();
1798
1799                        Expression *ret = 0;
1800                        if ( findGeneric( ty ) ) {
1801                                // pull offset back from generated type information
1802                                ret = new NameExpr( offsetofName( mangleType( ty ) ) );
1803                        } else {
1804                                std::string offsetName = offsetofName( mangleType( ty ) );
1805                                if ( knownOffsets.find( offsetName ) != knownOffsets.end() ) {
1806                                        // use the already-generated offsets for this type
1807                                        ret = new NameExpr( offsetName );
1808                                } else {
1809                                        knownOffsets.insert( offsetName );
1810
1811                                        std::list< Declaration* > &baseMembers = ty->get_baseStruct()->get_members();
1812                                        Type *offsetType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
1813
1814                                        // build initializer list for offset array
1815                                        std::list< Initializer* > inits;
1816                                        for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = baseMembers.begin(); member != baseMembers.end(); ++member ) {
1817                                                if ( DeclarationWithType *memberDecl = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *member ) ) {
1818                                                        inits.push_back( new SingleInit( new OffsetofExpr( ty->clone(), memberDecl ) ) );
1819                                                } else {
1820                                                        assertf( false, "Requesting offset of Non-DWT member: %s", toString( *member ).c_str() );
1821                                                }
1822                                        }
1823
1824                                        // build the offset array and replace the pack with a reference to it
1825                                        ObjectDecl *offsetArray = makeVar( offsetName, new ArrayType( Type::Qualifiers(), offsetType, new ConstantExpr( Constant::from_ulong( baseMembers.size() ) ), false, false ),
1826                                                        new ListInit( inits ) );
1827                                        ret = new VariableExpr( offsetArray );
1828                                }
1829                        }
1830
1831                        delete offsetPackExpr;
1832                        return ret;
1833                }
1834
1835                void PolyGenericCalculator::doBeginScope() {
1836                        knownLayouts.beginScope();
1837                        knownOffsets.beginScope();
1838                }
1839
1840                void PolyGenericCalculator::doEndScope() {
1841                        knownLayouts.endScope();
1842                        knownOffsets.endScope();
1843                }
1844
1845////////////////////////////////////////// Pass3 ////////////////////////////////////////////////////
1846
1847                template< typename DeclClass >
1848                DeclClass * Pass3::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
1849                        scopeTyVars.beginScope();
1850                        makeTyVarMap( type, scopeTyVars );
1851
1852                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Mutator::mutate( decl ) );
1853                        // ScrubTyVars::scrub( decl, scopeTyVars );
1854                        ScrubTyVars::scrubAll( decl );
1855
1856                        scopeTyVars.endScope();
1857                        return ret;
1858                }
1859
1860                ObjectDecl * Pass3::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1861                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
1862                }
1863
1864                DeclarationWithType * Pass3::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1865                        return handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
1866                }
1867
1868                TypedefDecl * Pass3::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1869                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
1870                }
1871
1872                TypeDecl * Pass3::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1873//   Initializer *init = 0;
1874//   std::list< Expression *> designators;
1875//   addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
1876//   if ( typeDecl->get_base() ) {
1877//     init = new SimpleInit( new SizeofExpr( handleDecl( typeDecl, typeDecl->get_base() ) ), designators );
1878//   }
1879//   return new ObjectDecl( typeDecl->get_name(), Declaration::Extern, LinkageSpec::C, 0, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::UnsignedInt ), init );
1880
1881                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
1882                        return Mutator::mutate( typeDecl );
1883                }
1884
1885                Type * Pass3::mutate( PointerType *pointerType ) {
1886                        scopeTyVars.beginScope();
1887                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1888
1889                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1890
1891                        scopeTyVars.endScope();
1892                        return ret;
1893                }
1894
1895                Type * Pass3::mutate( FunctionType *functionType ) {
1896                        scopeTyVars.beginScope();
1897                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
1898
1899                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
1900
1901                        scopeTyVars.endScope();
1902                        return ret;
1903                }
1904        } // anonymous namespace
1905} // namespace GenPoly
1906
1907// Local Variables: //
1908// tab-width: 4 //
1909// mode: c++ //
1910// compile-command: "make install" //
1911// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.