source: src/GenPoly/Box.cc @ 4067aa8

aaron-thesisarm-ehcleanup-dtorsctordeferred_resndemanglerenumforall-pointer-decaygc_noraiijacob/cs343-translationjenkins-sandboxmemorynew-astnew-ast-unique-exprnew-envno_listpersistent-indexerpthread-emulationqualifiedEnumresolv-newstringwith_gc
Last change on this file since 4067aa8 was 4067aa8, checked in by Aaron Moss <a3moss@…>, 7 years ago

Fix non-polymorphic members of polymorphic types (general case of Thierry's pointer bug)

  • Property mode set to 100644
File size: 69.0 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 : Fri Feb  5 16:45:07 2016
13// Update Count     : 286
14//
15
16#include <set>
17#include <stack>
18#include <string>
19#include <iterator>
20#include <algorithm>
21#include <cassert>
22
23#include "Box.h"
24#include "InstantiateGeneric.h"
25#include "PolyMutator.h"
26#include "FindFunction.h"
27#include "ScrubTyVars.h"
28
29#include "Parser/ParseNode.h"
30
31#include "SynTree/Constant.h"
32#include "SynTree/Type.h"
33#include "SynTree/Expression.h"
34#include "SynTree/Initializer.h"
35#include "SynTree/Statement.h"
36#include "SynTree/Mutator.h"
37
38#include "ResolvExpr/TypeEnvironment.h"
39#include "ResolvExpr/TypeMap.h"
40#include "ResolvExpr/typeops.h"
41
42#include "SymTab/Mangler.h"
43
44#include "Common/SemanticError.h"
45#include "Common/UniqueName.h"
46#include "Common/utility.h"
47
48#include <ext/functional> // temporary
49
50namespace GenPoly {
51        namespace {
52                const std::list<Label> noLabels;
53
54                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars );
55
56                /// 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
57                class Pass1 : public PolyMutator {
58                  public:
59                        Pass1();
60                        virtual Expression *mutate( ApplicationExpr *appExpr );
61                        virtual Expression *mutate( AddressExpr *addrExpr );
62                        virtual Expression *mutate( UntypedExpr *expr );
63                        virtual DeclarationWithType* mutate( FunctionDecl *functionDecl );
64                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *typeDecl );
65                        virtual Expression *mutate( CommaExpr *commaExpr );
66                        virtual Expression *mutate( ConditionalExpr *condExpr );
67                        virtual Statement * mutate( ReturnStmt *returnStmt );
68                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
69                        virtual Type * mutate( FunctionType *functionType );
70
71                        virtual void doBeginScope();
72                        virtual void doEndScope();
73                  private:
74                        /// Makes a new temporary array holding the offsets of the fields of `type`, and returns a new variable expression referencing it
75                        Expression *makeOffsetArray( StructInstType *type );
76                        /// Pass the extra type parameters from polymorphic generic arguments or return types into a function application
77                        void passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes );
78                        /// passes extra type parameters into a polymorphic function application
79                        void passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, ReferenceToType *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
80                        /// wraps a function application with a new temporary for the out-parameter return value
81                        Expression *addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
82                        /// Replaces all the type parameters of a generic type with their concrete equivalents under the current environment
83                        void replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params );
84                        /// Replaces a polymorphic type with its concrete equivalant under the current environment (returns itself if concrete).
85                        /// If `doClone` is set to false, will not clone interior types
86                        Type *replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone = true );
87                        /// wraps a function application returning a polymorphic type with a new temporary for the out-parameter return value
88                        Expression *addPolyRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, ReferenceToType *polyType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
89                        Expression *applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
90                        void boxParam( Type *formal, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars );
91                        void boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
92                        void addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars );
93                        /// Stores assignment operators from assertion list in local map of assignment operations
94                        void findAssignOps( const std::list< TypeDecl *> &forall );
95                        void passAdapters( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, const TyVarMap &exprTyVars );
96                        FunctionDecl *makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars );
97                        /// Replaces intrinsic operator functions with their arithmetic desugaring
98                        Expression *handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr );
99                        /// Inserts a new temporary variable into the current scope with an auto-generated name
100                        ObjectDecl *makeTemporary( Type *type );
101
102                        typedef std::map< std::string, DeclarationWithType *> AdapterMap;
103                        std::map< std::string, DeclarationWithType *> assignOps;
104                        ResolvExpr::TypeMap< DeclarationWithType > scopedAssignOps;
105                        std::stack< AdapterMap > adapters;
106                        DeclarationWithType *retval;
107                        bool useRetval;
108                        UniqueName tempNamer;
109                };
110
111                /// Moves polymorphic returns in function types to pointer-type parameters, adds type size and assertion parameters to parameter lists as well
112                class Pass2 : public PolyMutator {
113                  public:
114                        template< typename DeclClass >
115                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
116                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl );
117                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl );
118                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *typeDecl );
119                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *typedefDecl );
120                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
121                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType );
122                  private:
123                        void addAdapters( FunctionType *functionType );
124
125                        std::map< UniqueId, std::string > adapterName;
126                };
127
128                /// Replaces member expressions for polymorphic types with calculated add-field-offset-and-dereference;
129                /// also fixes offsetof expressions.
130                class MemberExprFixer : public PolyMutator {
131                  public:
132                        template< typename DeclClass >
133                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
134                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl );
135                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl );
136                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *objectDecl );
137                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *objectDecl );
138                        virtual Statement *mutate( DeclStmt *declStmt );
139                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
140                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType );
141                        virtual Expression *mutate( MemberExpr *memberExpr );
142                        virtual Expression *mutate( OffsetofExpr *offsetofExpr );
143                };
144
145                /// 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
146                class Pass3 : public PolyMutator {
147                  public:
148                        template< typename DeclClass >
149                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
150                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl );
151                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl );
152                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *objectDecl );
153                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *objectDecl );
154                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
155                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType );
156                  private:
157                };
158
159        } // anonymous namespace
160
161        void printAllNotBuiltin( const std::list< Declaration *>& translationUnit, std::ostream &os ) {
162                for ( std::list< Declaration *>::const_iterator i = translationUnit.begin(); i != translationUnit.end(); ++i ) {
163                        if ( ! LinkageSpec::isBuiltin( (*i)->get_linkage() ) ) {
164                                (*i)->print( os );
165                                os << std::endl;
166                        } // if
167                } // for
168        }
169
170        /// version of mutateAll with special handling for translation unit so you can check the end of the prelude when debugging
171        template< typename MutatorType >
172        inline void mutateTranslationUnit( std::list< Declaration* > &translationUnit, MutatorType &mutator ) {
173                bool seenIntrinsic = false;
174                SemanticError errors;
175                for ( typename std::list< Declaration* >::iterator i = translationUnit.begin(); i != translationUnit.end(); ++i ) {
176                        try {
177                                if ( *i ) {
178                                        if ( (*i)->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
179                                                seenIntrinsic = true;
180                                        } else if ( seenIntrinsic ) {
181                                                seenIntrinsic = false; // break on this line when debugging for end of prelude
182                                        }
183
184                                        *i = dynamic_cast< Declaration* >( (*i)->acceptMutator( mutator ) );
185                                        assert( *i );
186                                } // if
187                        } catch( SemanticError &e ) {
188                                errors.append( e );
189                        } // try
190                } // for
191                if ( ! errors.isEmpty() ) {
192                        throw errors;
193                } // if
194        }
195
196        void box( std::list< Declaration *>& translationUnit ) {
197                Pass1 pass1;
198                Pass2 pass2;
199                MemberExprFixer memberFixer;
200                Pass3 pass3;
201                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass1 );
202                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass2 );
203                instantiateGeneric( translationUnit );
204                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, memberFixer );
205                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass3 );
206        }
207
208        ////////////////////////////////////////// Pass1 ////////////////////////////////////////////////////
209
210        namespace {
211                std::string makePolyMonoSuffix( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
212                        std::stringstream name;
213
214                        // NOTE: this function previously used isPolyObj, which failed to produce
215                        // the correct thing in some situations. It's not clear to me why this wasn't working.
216
217                        // if the return type or a parameter type involved polymorphic types, then the adapter will need
218                        // to take those polymorphic types as pointers. Therefore, there can be two different functions
219                        // with the same mangled name, so we need to further mangle the names.
220                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator retval = function->get_returnVals().begin(); retval != function->get_returnVals().end(); ++retval ) {
221                                if ( isPolyType( (*retval)->get_type(), tyVars ) ) {
222                                        name << "P";
223                                } else {
224                                        name << "M";
225                                }
226                        }
227                        name << "_";
228                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = function->get_parameters();
229                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
230                                if ( isPolyType( (*arg)->get_type(), tyVars ) ) {
231                                        name << "P";
232                                } else {
233                                        name << "M";
234                                }
235                        } // for
236                        return name.str();
237                }
238
239                std::string mangleAdapterName( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
240                        return SymTab::Mangler::mangle( function ) + makePolyMonoSuffix( function, tyVars );
241                }
242
243                std::string makeAdapterName( const std::string &mangleName ) {
244                        return "_adapter" + mangleName;
245                }
246
247                Pass1::Pass1() : useRetval( false ), tempNamer( "_temp" ) {
248                        adapters.push(AdapterMap());
249                }
250
251                /// Returns T if the given declaration is (*?=?)(T *, T) for some TypeInstType T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
252                TypeInstType *isTypeInstAssignment( DeclarationWithType *decl ) {
253                        if ( decl->get_name() == "?=?" ) {
254                                if ( FunctionType *funType = getFunctionType( decl->get_type() ) ) {
255                                        if ( funType->get_parameters().size() == 2 ) {
256                                                if ( PointerType *pointer = dynamic_cast< PointerType *>( funType->get_parameters().front()->get_type() ) ) {
257                                                        if ( TypeInstType *refType = dynamic_cast< TypeInstType *>( pointer->get_base() ) ) {
258                                                                if ( TypeInstType *refType2 = dynamic_cast< TypeInstType *>( funType->get_parameters().back()->get_type() ) ) {
259                                                                        if ( refType->get_name() == refType2->get_name() ) {
260                                                                                return refType;
261                                                                        } // if
262                                                                } // if
263                                                        } // if
264                                                } // if
265                                        } // if
266                                } // if
267                        } // if
268                        return 0;
269                }
270               
271                /// returns T if the given declaration is: (*?=?)(T *, T) for some type T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
272                /// Only picks assignments where neither parameter is cv-qualified
273                Type *isAssignment( DeclarationWithType *decl ) {
274                        if ( decl->get_name() == "?=?" ) {
275                                if ( FunctionType *funType = getFunctionType( decl->get_type() ) ) {
276                                        if ( funType->get_parameters().size() == 2 ) {
277                                                Type::Qualifiers defaultQualifiers;
278                                                Type *paramType1 = funType->get_parameters().front()->get_type();
279                                                if ( paramType1->get_qualifiers() != defaultQualifiers ) return 0;
280                                                Type *paramType2 = funType->get_parameters().back()->get_type();
281                                                if ( paramType2->get_qualifiers() != defaultQualifiers ) return 0;
282                                               
283                                                if ( PointerType *pointerType = dynamic_cast< PointerType* >( paramType1 ) ) {
284                                                        Type *baseType1 = pointerType->get_base();
285                                                        if ( baseType1->get_qualifiers() != defaultQualifiers ) return 0;
286                                                        SymTab::Indexer dummy;
287                                                        if ( ResolvExpr::typesCompatible( baseType1, paramType2, dummy ) ) {
288                                                                return baseType1;
289                                                        } // if
290                                                } // if
291                                        } // if
292                                } // if
293                        } // if
294                        return 0;
295                }
296
297                void Pass1::findAssignOps( const std::list< TypeDecl *> &forall ) {
298                        // what if a nested function uses an assignment operator?
299                        // assignOps.clear();
300                        for ( std::list< TypeDecl *>::const_iterator i = forall.begin(); i != forall.end(); ++i ) {
301                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::const_iterator assert = (*i)->get_assertions().begin(); assert != (*i)->get_assertions().end(); ++assert ) {
302                                        std::string typeName;
303                                        if ( TypeInstType *typeInst = isTypeInstAssignment( *assert ) ) {
304                                                assignOps[ typeInst->get_name() ] = *assert;
305                                        } // if
306                                } // for
307                        } // for
308                }
309
310                DeclarationWithType *Pass1::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
311                        // if this is a polymorphic assignment function, put it in the map for this scope
312                        if ( Type *assignedType = isAssignment( functionDecl ) ) {
313                                if ( ! dynamic_cast< TypeInstType* >( assignedType ) ) {
314                                        scopedAssignOps.insert( assignedType, functionDecl );
315                                }
316                        }
317
318                        if ( functionDecl->get_statements() ) {         // empty routine body ?
319                                doBeginScope();
320                                TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
321                                std::map< std::string, DeclarationWithType *> oldassignOps = assignOps;
322                                DeclarationWithType *oldRetval = retval;
323                                bool oldUseRetval = useRetval;
324
325                                // process polymorphic return value
326                                retval = 0;
327                                if ( isPolyRet( functionDecl->get_functionType() ) && functionDecl->get_linkage() == LinkageSpec::Cforall ) {
328                                        retval = functionDecl->get_functionType()->get_returnVals().front();
329
330                                        // give names to unnamed return values
331                                        if ( retval->get_name() == "" ) {
332                                                retval->set_name( "_retparm" );
333                                                retval->set_linkage( LinkageSpec::C );
334                                        } // if
335                                } // if
336
337                                FunctionType *functionType = functionDecl->get_functionType();
338                                makeTyVarMap( functionDecl->get_functionType(), scopeTyVars );
339                                findAssignOps( functionDecl->get_functionType()->get_forall() );
340
341                                std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
342                                std::list< FunctionType *> functions;
343                                for ( std::list< TypeDecl *>::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
344                                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
345                                                findFunction( (*assert)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
346                                        } // for
347                                } // for
348                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
349                                        findFunction( (*arg)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
350                                } // for
351
352                                AdapterMap & adapters = Pass1::adapters.top();
353                                for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
354                                        std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
355                                        if ( adapters.find( mangleName ) == adapters.end() ) {
356                                                std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
357                                                adapters.insert( std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, new ObjectDecl( adapterName, DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), 0 ) ) );
358                                        } // if
359                                } // for
360
361                                functionDecl->set_statements( functionDecl->get_statements()->acceptMutator( *this ) );
362
363                                scopeTyVars = oldtyVars;
364                                assignOps = oldassignOps;
365                                // std::cerr << "end FunctionDecl: ";
366                                // for ( TyVarMap::iterator i = scopeTyVars.begin(); i != scopeTyVars.end(); ++i ) {
367                                //      std::cerr << i->first << " ";
368                                // }
369                                // std::cerr << "\n";
370                                retval = oldRetval;
371                                useRetval = oldUseRetval;
372                                doEndScope();
373                        } // if
374                        return functionDecl;
375                }
376
377                TypeDecl *Pass1::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
378                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
379                        return Mutator::mutate( typeDecl );
380                }
381
382                Expression *Pass1::mutate( CommaExpr *commaExpr ) {
383                        bool oldUseRetval = useRetval;
384                        useRetval = false;
385                        commaExpr->set_arg1( maybeMutate( commaExpr->get_arg1(), *this ) );
386                        useRetval = oldUseRetval;
387                        commaExpr->set_arg2( maybeMutate( commaExpr->get_arg2(), *this ) );
388                        return commaExpr;
389                }
390
391                Expression *Pass1::mutate( ConditionalExpr *condExpr ) {
392                        bool oldUseRetval = useRetval;
393                        useRetval = false;
394                        condExpr->set_arg1( maybeMutate( condExpr->get_arg1(), *this ) );
395                        useRetval = oldUseRetval;
396                        condExpr->set_arg2( maybeMutate( condExpr->get_arg2(), *this ) );
397                        condExpr->set_arg3( maybeMutate( condExpr->get_arg3(), *this ) );
398                        return condExpr;
399
400                }
401
402                Expression *Pass1::makeOffsetArray( StructInstType *ty ) {
403                        std::list< Declaration* > &baseMembers = ty->get_baseStruct()->get_members();
404
405                        // make a new temporary array
406                        Type *offsetType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
407                        std::stringstream lenGen;
408                        lenGen << baseMembers.size();
409                        ConstantExpr *lenExpr = new ConstantExpr( Constant( offsetType->clone(), lenGen.str() ) );
410                        ObjectDecl *arrayTemp = makeTemporary( new ArrayType( Type::Qualifiers(), offsetType, lenExpr, false, false ) );
411
412                        // build initializer list for temporary
413                        std::list< Initializer* > inits;
414                        for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = baseMembers.begin(); member != baseMembers.end(); ++member ) {
415                                DeclarationWithType *memberDecl;
416                                if ( DeclarationWithType *origMember = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *member ) ) {
417                                        memberDecl = origMember->clone();
418                                } else {
419                                        memberDecl = new ObjectDecl( (*member)->get_name(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, offsetType->clone(), 0 );
420                                }
421                                inits.push_back( new SingleInit( new OffsetofExpr( ty->clone(), memberDecl ) ) );
422                        }
423                        arrayTemp->set_init( new ListInit( inits ) );
424
425                        // return variable pointing to temporary
426                        return new VariableExpr( arrayTemp );
427                }
428
429                void Pass1::passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes ) {
430                        Type *polyBase = hasPolyBase( parmType, exprTyVars );
431                        if ( polyBase && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyBase ) ) {
432                                std::string sizeName = sizeofName( polyBase );
433                                if ( seenTypes.count( sizeName ) ) return;
434
435                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( argBaseType->clone() ) );
436                                arg++;
437                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( argBaseType->clone() ) );
438                                arg++;
439                                if ( dynamic_cast< StructInstType* >( polyBase ) ) {
440                                        if ( StructInstType *argBaseStructType = dynamic_cast< StructInstType* >( argBaseType ) ) {
441                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, makeOffsetArray( argBaseStructType ) );
442                                                arg++;
443                                        } else {
444                                                throw SemanticError( "Cannot pass non-struct type for generic struct" );
445                                        }
446                                }
447
448                                seenTypes.insert( sizeName );
449                        }
450                }
451
452                void Pass1::passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, ReferenceToType *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
453                        // pass size/align for type variables
454                        for ( TyVarMap::const_iterator tyParm = exprTyVars.begin(); tyParm != exprTyVars.end(); ++tyParm ) {
455                                ResolvExpr::EqvClass eqvClass;
456                                assert( env );
457                                if ( tyParm->second == TypeDecl::Any ) {
458                                        Type *concrete = env->lookup( tyParm->first );
459                                        if ( concrete ) {
460                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( concrete->clone() ) );
461                                                arg++;
462                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( concrete->clone() ) );
463                                                arg++;
464                                        } else {
465                                                throw SemanticError( "unbound type variable in application ", appExpr );
466                                        } // if
467                                } // if
468                        } // for
469
470                        // add size/align for generic types to parameter list
471                        if ( appExpr->get_function()->get_results().empty() ) return;
472                        FunctionType *funcType = getFunctionType( appExpr->get_function()->get_results().front() );
473                        assert( funcType );
474
475                        std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = funcType->get_parameters().begin();
476                        std::list< Expression* >::const_iterator fnArg = arg;
477                        std::set< std::string > seenTypes; //< names for generic types we've seen
478
479                        // a polymorphic return type may need to be added to the argument list
480                        if ( polyRetType ) {
481                                Type *concRetType = replaceWithConcrete( appExpr, polyRetType );
482                                passArgTypeVars( appExpr, polyRetType, concRetType, arg, exprTyVars, seenTypes );
483                        }
484                       
485                        // add type information args for presently unseen types in parameter list
486                        for ( ; fnParm != funcType->get_parameters().end() && fnArg != appExpr->get_args().end(); ++fnParm, ++fnArg ) {
487                                VariableExpr *fnArgBase = getBaseVar( *fnArg );
488                                if ( ! fnArgBase || fnArgBase->get_results().empty() ) continue;
489                                passArgTypeVars( appExpr, (*fnParm)->get_type(), fnArgBase->get_results().front(), arg, exprTyVars, seenTypes );
490                        }
491                }
492
493                ObjectDecl *Pass1::makeTemporary( Type *type ) {
494                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( tempNamer.newName(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, type, 0 );
495                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
496                        return newObj;
497                }
498
499                Expression *Pass1::addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
500                        // ***** Code Removal ***** After introducing a temporary variable for all return expressions, the following code appears superfluous.
501                        // if ( useRetval ) {
502                        //      assert( retval );
503                        //      arg = appExpr->get_args().insert( arg, new VariableExpr( retval ) );
504                        //      arg++;
505                        // } else {
506
507                        // Create temporary to hold return value of polymorphic function and produce that temporary as a result
508                        // using a comma expression.  Possibly change comma expression into statement expression "{}" for multiple
509                        // return values.
510                        ObjectDecl *newObj = makeTemporary( retType->clone() );
511                        Expression *paramExpr = new VariableExpr( newObj );
512
513                        // If the type of the temporary is not polymorphic, box temporary by taking its address;
514                        // otherwise the temporary is already boxed and can be used directly.
515                        if ( ! isPolyType( newObj->get_type(), scopeTyVars, env ) ) {
516                                paramExpr = new AddressExpr( paramExpr );
517                        } // if
518                        arg = appExpr->get_args().insert( arg, paramExpr ); // add argument to function call
519                        arg++;
520                        // Build a comma expression to call the function and emulate a normal return.
521                        CommaExpr *commaExpr = new CommaExpr( appExpr, new VariableExpr( newObj ) );
522                        commaExpr->set_env( appExpr->get_env() );
523                        appExpr->set_env( 0 );
524                        return commaExpr;
525                        // } // if
526                        // return appExpr;
527                }
528
529                void Pass1::replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params ) {
530                        for ( std::list< Expression* >::iterator param = params.begin(); param != params.end(); ++param ) {
531                                TypeExpr *paramType = dynamic_cast< TypeExpr* >( *param );
532                                assert(paramType && "Aggregate parameters should be type expressions");
533                                paramType->set_type( replaceWithConcrete( appExpr, paramType->get_type(), false ) );
534                        }
535                }
536
537                Type *Pass1::replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone ) {
538                        if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType * >( type ) ) {
539                                Type *concrete = env->lookup( typeInst->get_name() );
540                                if ( concrete == 0 ) {
541                                        throw SemanticError( "Unbound type variable " + typeInst->get_name() + " in ", appExpr );
542                                } // if
543                                return concrete;
544                        } else if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( type ) ) {
545                                if ( doClone ) {
546                                        structType = structType->clone();
547                                }
548                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, structType->get_parameters() );
549                                return structType;
550                        } else if ( UnionInstType *unionType = dynamic_cast< UnionInstType* >( type ) ) {
551                                if ( doClone ) {
552                                        unionType = unionType->clone();
553                                }
554                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, unionType->get_parameters() );
555                                return unionType;
556                        }
557                        return type;
558                }
559
560                Expression *Pass1::addPolyRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, ReferenceToType *polyType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
561                        assert( env );
562                        Type *concrete = replaceWithConcrete( appExpr, polyType );
563                        // add out-parameter for return value   
564                        return addRetParam( appExpr, function, concrete, arg );
565                }
566
567                Expression *Pass1::applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
568                        Expression *ret = appExpr;
569                        if ( ! function->get_returnVals().empty() && isPolyType( function->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
570                                ret = addRetParam( appExpr, function, function->get_returnVals().front()->get_type(), arg );
571                        } // if
572                        std::string mangleName = mangleAdapterName( function, tyVars );
573                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
574
575                        // cast adaptee to void (*)(), since it may have any type inside a polymorphic function
576                        Type * adapteeType = new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) );
577                        appExpr->get_args().push_front( new CastExpr( appExpr->get_function(), adapteeType ) );
578                        appExpr->set_function( new NameExpr( adapterName ) );
579
580                        return ret;
581                }
582
583                void Pass1::boxParam( Type *param, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
584                        assert( ! arg->get_results().empty() );
585                        if ( isPolyType( param, exprTyVars ) ) {
586                                if ( isPolyType( arg->get_results().front() ) ) {
587                                        // if the argument's type is polymorphic, we don't need to box again!
588                                        return;
589                                } else if ( arg->get_results().front()->get_isLvalue() ) {
590                                        // VariableExpr and MemberExpr are lvalues
591                                        arg = new AddressExpr( arg );
592                                } else {
593                                        // use type computed in unification to declare boxed variables
594                                        Type * newType = param->clone();
595                                        if ( env ) env->apply( newType );
596                                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( tempNamer.newName(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, newType, 0 );
597                                        newObj->get_type()->get_qualifiers() = Type::Qualifiers(); // TODO: is this right???
598                                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
599                                        UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
600                                        assign->get_args().push_back( new VariableExpr( newObj ) );
601                                        assign->get_args().push_back( arg );
602                                        stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, assign ) );
603                                        arg = new AddressExpr( new VariableExpr( newObj ) );
604                                } // if
605                        } // if
606                }
607
608                /// cast parameters to polymorphic functions so that types are replaced with
609                /// void * if they are type parameters in the formal type.
610                /// this gets rid of warnings from gcc.
611                void addCast( Expression *&actual, Type *formal, const TyVarMap &tyVars ) {
612                        Type * newType = formal->clone();
613                        if ( getFunctionType( newType ) ) {
614                                newType = ScrubTyVars::scrub( newType, tyVars );
615                                actual = new CastExpr( actual, newType );
616                        } // if
617                }
618
619                void Pass1::boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
620                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::const_iterator param = function->get_parameters().begin(); param != function->get_parameters().end(); ++param, ++arg ) {
621                                assert( arg != appExpr->get_args().end() );
622                                addCast( *arg, (*param)->get_type(), exprTyVars );
623                                boxParam( (*param)->get_type(), *arg, exprTyVars );
624                        } // for
625                }
626
627                void Pass1::addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
628                        std::list< Expression *>::iterator cur = arg;
629                        for ( std::list< TypeDecl *>::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
630                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
631                                        InferredParams::const_iterator inferParam = appExpr->get_inferParams().find( (*assert)->get_uniqueId() );
632                                        assert( inferParam != appExpr->get_inferParams().end() && "NOTE: Explicit casts of polymorphic functions to compatible monomorphic functions are currently unsupported" );
633                                        Expression *newExpr = inferParam->second.expr->clone();
634                                        addCast( newExpr, (*assert)->get_type(), tyVars );
635                                        boxParam( (*assert)->get_type(), newExpr, tyVars );
636                                        appExpr->get_args().insert( cur, newExpr );
637                                } // for
638                        } // for
639                }
640
641                void makeRetParm( FunctionType *funcType ) {
642                        DeclarationWithType *retParm = funcType->get_returnVals().front();
643
644                        // make a new parameter that is a pointer to the type of the old return value
645                        retParm->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), retParm->get_type() ) );
646                        funcType->get_parameters().push_front( retParm );
647
648                        // we don't need the return value any more
649                        funcType->get_returnVals().clear();
650                }
651
652                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars ) {
653                        // actually make the adapter type
654                        FunctionType *adapter = adaptee->clone();
655                        if ( ! adapter->get_returnVals().empty() && isPolyType( adapter->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
656                                makeRetParm( adapter );
657                        } // if
658                        adapter->get_parameters().push_front( new ObjectDecl( "", DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) ), 0 ) );
659                        return adapter;
660                }
661
662                Expression *makeAdapterArg( DeclarationWithType *param, DeclarationWithType *arg, DeclarationWithType *realParam, const TyVarMap &tyVars ) {
663                        assert( param );
664                        assert( arg );
665                        if ( isPolyType( realParam->get_type(), tyVars ) ) {
666                                if ( ! isPolyType( arg->get_type() ) ) {
667                                        UntypedExpr *deref = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
668                                        deref->get_args().push_back( new CastExpr( new VariableExpr( param ), new PointerType( Type::Qualifiers(), arg->get_type()->clone() ) ) );
669                                        deref->get_results().push_back( arg->get_type()->clone() );
670                                        return deref;
671                                } // if
672                        } // if
673                        return new VariableExpr( param );
674                }
675
676                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 ) {
677                        UniqueName paramNamer( "_p" );
678                        for ( ; param != paramEnd; ++param, ++arg, ++realParam ) {
679                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
680                                        (*param)->set_name( paramNamer.newName() );
681                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
682                                } // if
683                                adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *param, *arg, *realParam, tyVars ) );
684                        } // for
685                }
686
687
688
689                FunctionDecl *Pass1::makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars ) {
690                        FunctionType *adapterType = makeAdapterType( adaptee, tyVars );
691                        adapterType = ScrubTyVars::scrub( adapterType, tyVars );
692                        DeclarationWithType *adapteeDecl = adapterType->get_parameters().front();
693                        adapteeDecl->set_name( "_adaptee" );
694                        ApplicationExpr *adapteeApp = new ApplicationExpr( new CastExpr( new VariableExpr( adapteeDecl ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType ) ) );
695                        Statement *bodyStmt;
696
697                        std::list< TypeDecl *>::iterator tyArg = realType->get_forall().begin();
698                        std::list< TypeDecl *>::iterator tyParam = adapterType->get_forall().begin();
699                        std::list< TypeDecl *>::iterator realTyParam = adaptee->get_forall().begin();
700                        for ( ; tyParam != adapterType->get_forall().end(); ++tyArg, ++tyParam, ++realTyParam ) {
701                                assert( tyArg != realType->get_forall().end() );
702                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertArg = (*tyArg)->get_assertions().begin();
703                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertParam = (*tyParam)->get_assertions().begin();
704                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator realAssertParam = (*realTyParam)->get_assertions().begin();
705                                for ( ; assertParam != (*tyParam)->get_assertions().end(); ++assertArg, ++assertParam, ++realAssertParam ) {
706                                        assert( assertArg != (*tyArg)->get_assertions().end() );
707                                        adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *assertParam, *assertArg, *realAssertParam, tyVars ) );
708                                } // for
709                        } // for
710
711                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = realType->get_parameters().begin();
712                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator param = adapterType->get_parameters().begin();
713                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator realParam = adaptee->get_parameters().begin();
714                        param++;                // skip adaptee parameter
715                        if ( realType->get_returnVals().empty() ) {
716                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
717                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, adapteeApp );
718                        } else if ( isPolyType( adaptee->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
719                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
720                                        (*param)->set_name( "_ret" );
721                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
722                                } // if
723                                UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
724                                UntypedExpr *deref = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
725                                deref->get_args().push_back( new CastExpr( new VariableExpr( *param++ ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType->get_returnVals().front()->get_type()->clone() ) ) );
726                                assign->get_args().push_back( deref );
727                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
728                                assign->get_args().push_back( adapteeApp );
729                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, assign );
730                        } else {
731                                // adapter for a function that returns a monomorphic value
732                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
733                                bodyStmt = new ReturnStmt( noLabels, adapteeApp );
734                        } // if
735                        CompoundStmt *adapterBody = new CompoundStmt( noLabels );
736                        adapterBody->get_kids().push_back( bodyStmt );
737                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
738                        return new FunctionDecl( adapterName, DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, adapterType, adapterBody, false, false );
739                }
740
741                void Pass1::passAdapters( ApplicationExpr * appExpr, FunctionType * functionType, const TyVarMap & exprTyVars ) {
742                        // collect a list of function types passed as parameters or implicit parameters (assertions)
743                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
744                        std::list< FunctionType *> functions;
745                        for ( std::list< TypeDecl *>::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
746                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
747                                        findFunction( (*assert)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
748                                } // for
749                        } // for
750                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
751                                findFunction( (*arg)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
752                        } // for
753
754                        // parameter function types for which an appropriate adapter has been generated.  we cannot use the types
755                        // after applying substitutions, since two different parameter types may be unified to the same type
756                        std::set< std::string > adaptersDone;
757
758                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
759                                FunctionType *originalFunction = (*funType)->clone();
760                                FunctionType *realFunction = (*funType)->clone();
761                                std::string mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
762
763                                // only attempt to create an adapter or pass one as a parameter if we haven't already done so for this
764                                // pre-substitution parameter function type.
765                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
766                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
767
768                                        // apply substitution to type variables to figure out what the adapter's type should look like
769                                        assert( env );
770                                        env->apply( realFunction );
771                                        mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
772                                        mangleName += makePolyMonoSuffix( originalFunction, exprTyVars );
773
774                                        AdapterMap & adapters = Pass1::adapters.top();
775                                        AdapterMap::iterator adapter = adapters.find( mangleName );
776                                        if ( adapter == adapters.end() ) {
777                                                // adapter has not been created yet in the current scope, so define it
778                                                FunctionDecl *newAdapter = makeAdapter( *funType, realFunction, mangleName, exprTyVars );
779                                                adapter = adapters.insert( adapters.begin(), std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, newAdapter ) );
780                                                stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newAdapter ) );
781                                        } // if
782                                        assert( adapter != adapters.end() );
783
784                                        // add the appropriate adapter as a parameter
785                                        appExpr->get_args().push_front( new VariableExpr( adapter->second ) );
786                                } // if
787                        } // for
788                } // passAdapters
789
790                Expression *makeIncrDecrExpr( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyType, bool isIncr ) {
791                        NameExpr *opExpr;
792                        if ( isIncr ) {
793                                opExpr = new NameExpr( "?+=?" );
794                        } else {
795                                opExpr = new NameExpr( "?-=?" );
796                        } // if
797                        UntypedExpr *addAssign = new UntypedExpr( opExpr );
798                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
799                                addAssign->get_args().push_back( address->get_arg() );
800                        } else {
801                                addAssign->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
802                        } // if
803                        addAssign->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( polyType ) ) );
804                        addAssign->get_results().front() = appExpr->get_results().front()->clone();
805                        if ( appExpr->get_env() ) {
806                                addAssign->set_env( appExpr->get_env() );
807                                appExpr->set_env( 0 );
808                        } // if
809                        appExpr->get_args().clear();
810                        delete appExpr;
811                        return addAssign;
812                }
813
814                Expression *Pass1::handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr ) {
815                        if ( VariableExpr *varExpr = dynamic_cast< VariableExpr *>( appExpr->get_function() ) ) {
816                                if ( varExpr->get_var()->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
817                                        if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?[?]" ) {
818                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
819                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
820                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_results().front(), scopeTyVars, env );
821                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_results().front(), scopeTyVars, env );
822                                                assert( ! baseType1 || ! baseType2 ); // the arguments cannot both be polymorphic pointers
823                                                UntypedExpr *ret = 0;
824                                                if ( baseType1 || baseType2 ) { // one of the arguments is a polymorphic pointer
825                                                        ret = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
826                                                } // if
827                                                if ( baseType1 ) {
828                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
829                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
830                                                        multiply->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( baseType1 ) ) );
831                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
832                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
833                                                } else if ( baseType2 ) {
834                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
835                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
836                                                        multiply->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( baseType2 ) ) );
837                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
838                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
839                                                } // if
840                                                if ( baseType1 || baseType2 ) {
841                                                        ret->get_results().push_front( appExpr->get_results().front()->clone() );
842                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
843                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
844                                                                appExpr->set_env( 0 );
845                                                        } // if
846                                                        appExpr->get_args().clear();
847                                                        delete appExpr;
848                                                        return ret;
849                                                } // if
850                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "*?" ) {
851                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
852                                                assert( ! appExpr->get_args().empty() );
853                                                if ( isPolyType( appExpr->get_results().front(), scopeTyVars, env ) ) {
854                                                        Expression *ret = appExpr->get_args().front();
855                                                        delete ret->get_results().front();
856                                                        ret->get_results().front() = appExpr->get_results().front()->clone();
857                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
858                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
859                                                                appExpr->set_env( 0 );
860                                                        } // if
861                                                        appExpr->get_args().clear();
862                                                        delete appExpr;
863                                                        return ret;
864                                                } // if
865                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?++" || varExpr->get_var()->get_name() == "?--" ) {
866                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
867                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
868                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_results().front(), scopeTyVars, env ) ) {
869                                                        Type *tempType = appExpr->get_results().front()->clone();
870                                                        if ( env ) {
871                                                                env->apply( tempType );
872                                                        } // if
873                                                        ObjectDecl *newObj = makeTemporary( tempType );
874                                                        VariableExpr *tempExpr = new VariableExpr( newObj );
875                                                        UntypedExpr *assignExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
876                                                        assignExpr->get_args().push_back( tempExpr->clone() );
877                                                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
878                                                                assignExpr->get_args().push_back( address->get_arg()->clone() );
879                                                        } else {
880                                                                assignExpr->get_args().push_back( appExpr->get_args().front()->clone() );
881                                                        } // if
882                                                        CommaExpr *firstComma = new CommaExpr( assignExpr, makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "?++" ) );
883                                                        return new CommaExpr( firstComma, tempExpr );
884                                                } // if
885                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "++?" || varExpr->get_var()->get_name() == "--?" ) {
886                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
887                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
888                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_results().front(), scopeTyVars, env ) ) {
889                                                        return makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "++?" );
890                                                } // if
891                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-?" ) {
892                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
893                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
894                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_results().front(), scopeTyVars, env );
895                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_results().front(), scopeTyVars, env );
896                                                if ( baseType1 && baseType2 ) {
897                                                        UntypedExpr *divide = new UntypedExpr( new NameExpr( "?/?" ) );
898                                                        divide->get_args().push_back( appExpr );
899                                                        divide->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( baseType1 ) ) );
900                                                        divide->get_results().push_front( appExpr->get_results().front()->clone() );
901                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
902                                                                divide->set_env( appExpr->get_env() );
903                                                                appExpr->set_env( 0 );
904                                                        } // if
905                                                        return divide;
906                                                } else if ( baseType1 ) {
907                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
908                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
909                                                        multiply->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( baseType1 ) ) );
910                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
911                                                } else if ( baseType2 ) {
912                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
913                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
914                                                        multiply->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( baseType2 ) ) );
915                                                        appExpr->get_args().front() = multiply;
916                                                } // if
917                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+=?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-=?" ) {
918                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
919                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
920                                                Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_results().front(), scopeTyVars, env );
921                                                if ( baseType ) {
922                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
923                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
924                                                        multiply->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( baseType ) ) );
925                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
926                                                } // if
927                                        } // if
928                                        return appExpr;
929                                } // if
930                        } // if
931                        return 0;
932                }
933
934                Expression *Pass1::mutate( ApplicationExpr *appExpr ) {
935                        // std::cerr << "mutate appExpr: ";
936                        // for ( TyVarMap::iterator i = scopeTyVars.begin(); i != scopeTyVars.end(); ++i ) {
937                        //      std::cerr << i->first << " ";
938                        // }
939                        // std::cerr << "\n";
940                        bool oldUseRetval = useRetval;
941                        useRetval = false;
942                        appExpr->get_function()->acceptMutator( *this );
943                        mutateAll( appExpr->get_args(), *this );
944                        useRetval = oldUseRetval;
945
946                        assert( ! appExpr->get_function()->get_results().empty() );
947                        PointerType *pointer = dynamic_cast< PointerType *>( appExpr->get_function()->get_results().front() );
948                        assert( pointer );
949                        FunctionType *function = dynamic_cast< FunctionType *>( pointer->get_base() );
950                        assert( function );
951
952                        if ( Expression *newExpr = handleIntrinsics( appExpr ) ) {
953                                return newExpr;
954                        } // if
955
956                        Expression *ret = appExpr;
957
958                        std::list< Expression *>::iterator arg = appExpr->get_args().begin();
959                        std::list< Expression *>::iterator paramBegin = appExpr->get_args().begin();
960
961                        TyVarMap exprTyVars;
962                        makeTyVarMap( function, exprTyVars );
963                        ReferenceToType *polyRetType = isPolyRet( function );
964
965                        if ( polyRetType ) {
966                                ret = addPolyRetParam( appExpr, function, polyRetType, arg );
967                        } else if ( needsAdapter( function, scopeTyVars ) ) {
968                                // std::cerr << "needs adapter: ";
969                                // for ( TyVarMap::iterator i = scopeTyVars.begin(); i != scopeTyVars.end(); ++i ) {
970                                //      std::cerr << i->first << " ";
971                                // }
972                                // std::cerr << "\n";
973                                // change the application so it calls the adapter rather than the passed function
974                                ret = applyAdapter( appExpr, function, arg, scopeTyVars );
975                        } // if
976                        arg = appExpr->get_args().begin();
977
978                        passTypeVars( appExpr, polyRetType, arg, exprTyVars );
979                        addInferredParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
980
981                        arg = paramBegin;
982
983                        boxParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
984
985                        passAdapters( appExpr, function, exprTyVars );
986
987                        return ret;
988                }
989
990                Expression *Pass1::mutate( UntypedExpr *expr ) {
991                        if ( ! expr->get_results().empty() && isPolyType( expr->get_results().front(), scopeTyVars, env ) ) {
992                                if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->get_function() ) ) {
993                                        if ( name->get_name() == "*?" ) {
994                                                Expression *ret = expr->get_args().front();
995                                                expr->get_args().clear();
996                                                delete expr;
997                                                return ret->acceptMutator( *this );
998                                        } // if
999                                } // if
1000                        } // if
1001                        return PolyMutator::mutate( expr );
1002                }
1003
1004                Expression *Pass1::mutate( AddressExpr *addrExpr ) {
1005                        assert( ! addrExpr->get_arg()->get_results().empty() );
1006
1007                        bool needs = false;
1008                        if ( UntypedExpr *expr = dynamic_cast< UntypedExpr *>( addrExpr->get_arg() ) ) {
1009                                if ( ! expr->get_results().empty() && isPolyType( expr->get_results().front(), scopeTyVars, env ) ) {
1010                                        if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->get_function() ) ) {
1011                                                if ( name->get_name() == "*?" ) {
1012                                                        if ( ApplicationExpr * appExpr = dynamic_cast< ApplicationExpr * >( expr->get_args().front() ) ) {
1013                                                                assert( ! appExpr->get_function()->get_results().empty() );
1014                                                                PointerType *pointer = dynamic_cast< PointerType *>( appExpr->get_function()->get_results().front() );
1015                                                                assert( pointer );
1016                                                                FunctionType *function = dynamic_cast< FunctionType *>( pointer->get_base() );
1017                                                                assert( function );
1018                                                                needs = needsAdapter( function, scopeTyVars );
1019                                                        } // if
1020                                                } // if
1021                                        } // if
1022                                } // if
1023                        } // if
1024                        addrExpr->set_arg( mutateExpression( addrExpr->get_arg() ) );
1025                        if ( isPolyType( addrExpr->get_arg()->get_results().front(), scopeTyVars, env ) || needs ) {
1026                                Expression *ret = addrExpr->get_arg();
1027                                delete ret->get_results().front();
1028                                ret->get_results().front() = addrExpr->get_results().front()->clone();
1029                                addrExpr->set_arg( 0 );
1030                                delete addrExpr;
1031                                return ret;
1032                        } else {
1033                                return addrExpr;
1034                        } // if
1035                }
1036
1037                /// Wraps a function declaration in a new pointer-to-function variable expression
1038                VariableExpr *wrapFunctionDecl( DeclarationWithType *functionDecl ) {
1039                        // line below cloned from FixFunction.cc
1040                        ObjectDecl *functionObj = new ObjectDecl( functionDecl->get_name(), functionDecl->get_storageClass(), functionDecl->get_linkage(), 0,
1041                                                                  new PointerType( Type::Qualifiers(), functionDecl->get_type()->clone() ), 0 );
1042                        functionObj->set_mangleName( functionDecl->get_mangleName() );
1043                        return new VariableExpr( functionObj );
1044                }
1045               
1046                Statement * Pass1::mutate( ReturnStmt *returnStmt ) {
1047                        if ( retval && returnStmt->get_expr() ) {
1048                                assert( ! returnStmt->get_expr()->get_results().empty() );
1049                                // ***** Code Removal ***** After introducing a temporary variable for all return expressions, the following code appears superfluous.
1050                                // if ( returnStmt->get_expr()->get_results().front()->get_isLvalue() ) {
1051                                // by this point, a cast expr on a polymorphic return value is redundant
1052                                while ( CastExpr *castExpr = dynamic_cast< CastExpr *>( returnStmt->get_expr() ) ) {
1053                                        returnStmt->set_expr( castExpr->get_arg() );
1054                                        returnStmt->get_expr()->set_env( castExpr->get_env() );
1055                                        castExpr->set_env( 0 );
1056                                        castExpr->set_arg( 0 );
1057                                        delete castExpr;
1058                                } //while
1059
1060                                // find assignment operator for (polymorphic) return type
1061                                ApplicationExpr *assignExpr = 0;
1062                                if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType *>( retval->get_type() ) ) {
1063                                        // find assignment operator for type variable
1064                                        std::map< std::string, DeclarationWithType *>::const_iterator assignIter = assignOps.find( typeInst->get_name() );
1065                                        if ( assignIter == assignOps.end() ) {
1066                                                throw SemanticError( "Attempt to return dtype or ftype object in ", returnStmt->get_expr() );
1067                                        } // if
1068                                        assignExpr = new ApplicationExpr( new VariableExpr( assignIter->second ) );
1069                                } else if ( ReferenceToType *refType = dynamic_cast< ReferenceToType *>( retval->get_type() ) ) {
1070                                        // find assignment operator for generic type
1071                                        DeclarationWithType *functionDecl = scopedAssignOps.find( refType );
1072                                        if ( ! functionDecl ) {
1073                                                throw SemanticError( "Attempt to return dtype or ftype generic object in ", returnStmt->get_expr() );
1074                                        }
1075
1076                                        // wrap it up in an application expression
1077                                        assignExpr = new ApplicationExpr( wrapFunctionDecl( functionDecl ) );
1078                                        assignExpr->set_env( env->clone() );
1079
1080                                        // find each of its needed secondary assignment operators
1081                                        std::list< Expression* > &tyParams = refType->get_parameters();
1082                                        std::list< TypeDecl* > &forallParams = functionDecl->get_type()->get_forall();
1083                                        std::list< Expression* >::const_iterator tyIt = tyParams.begin();
1084                                        std::list< TypeDecl* >::const_iterator forallIt = forallParams.begin();
1085                                        for ( ; tyIt != tyParams.end() && forallIt != forallParams.end(); ++tyIt, ++forallIt ) {
1086                                                if ( (*forallIt)->get_kind() != TypeDecl::Any ) continue; // skip types with no assign op (ftype/dtype)
1087
1088                                                std::list< DeclarationWithType* > &asserts = (*forallIt)->get_assertions();
1089                                                assert( ! asserts.empty() && "Type param needs assignment operator assertion" );
1090                                                DeclarationWithType *actualDecl = asserts.front();
1091                                                TypeInstType *actualType = isTypeInstAssignment( actualDecl );
1092                                                assert( actualType && "First assertion of type with assertions should be assignment operator" );
1093                                                TypeExpr *formalTypeExpr = dynamic_cast< TypeExpr* >( *tyIt );
1094                                                assert( formalTypeExpr && "type parameters must be type expressions" );
1095                                                Type *formalType = formalTypeExpr->get_type();
1096                                                assignExpr->get_env()->add( actualType->get_name(), formalType );
1097                                               
1098                                                DeclarationWithType *assertAssign = 0;
1099                                                if ( TypeInstType *formalTypeInstType = dynamic_cast< TypeInstType* >( formalType ) ) {
1100                                                        std::map< std::string, DeclarationWithType *>::const_iterator assertAssignIt = assignOps.find( formalTypeInstType->get_name() );
1101                                                        if ( assertAssignIt == assignOps.end() ) {
1102                                                                throw SemanticError( "No assignment operation found for ", formalTypeInstType );
1103                                                        }
1104                                                        assertAssign = assertAssignIt->second;
1105                                                } else {
1106                                                        assertAssign = scopedAssignOps.find( formalType );
1107                                                        if ( ! assertAssign ) {
1108                                                                throw SemanticError( "No assignment operation found for ", formalType );
1109                                                        }
1110                                                }
1111                                               
1112
1113                                                assignExpr->get_inferParams()[ actualDecl->get_uniqueId() ]
1114                                                        = ParamEntry( assertAssign->get_uniqueId(), assertAssign->get_type()->clone(), actualDecl->get_type()->clone(), wrapFunctionDecl( assertAssign ) );
1115                                        }
1116                                }
1117                                assert( assignExpr );
1118
1119                                // replace return statement with appropriate assignment to out parameter
1120                                Expression *retParm = new NameExpr( retval->get_name() );
1121                                retParm->get_results().push_back( new PointerType( Type::Qualifiers(), retval->get_type()->clone() ) );
1122                                assignExpr->get_args().push_back( retParm );
1123                                assignExpr->get_args().push_back( returnStmt->get_expr() );
1124                                stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, mutateExpression( assignExpr ) ) );
1125                                // } else {
1126                                //      useRetval = true;
1127                                //      stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, mutateExpression( returnStmt->get_expr() ) ) );
1128                                //      useRetval = false;
1129                                // } // if
1130                                returnStmt->set_expr( 0 );
1131                        } else {
1132                                returnStmt->set_expr( mutateExpression( returnStmt->get_expr() ) );
1133                        } // if
1134                        return returnStmt;
1135                }
1136
1137                Type * Pass1::mutate( PointerType *pointerType ) {
1138                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1139                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1140
1141                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1142
1143                        scopeTyVars = oldtyVars;
1144                        return ret;
1145                }
1146
1147                Type * Pass1::mutate( FunctionType *functionType ) {
1148                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1149                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
1150
1151                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
1152
1153                        scopeTyVars = oldtyVars;
1154                        return ret;
1155                }
1156
1157                void Pass1::doBeginScope() {
1158                        // push a copy of the current map
1159                        adapters.push(adapters.top());
1160                        scopedAssignOps.beginScope();
1161                }
1162
1163                void Pass1::doEndScope() {
1164                        adapters.pop();
1165                        scopedAssignOps.endScope();
1166                }
1167
1168////////////////////////////////////////// Pass2 ////////////////////////////////////////////////////
1169
1170                void Pass2::addAdapters( FunctionType *functionType ) {
1171                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
1172                        std::list< FunctionType *> functions;
1173                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
1174                                Type *orig = (*arg)->get_type();
1175                                findAndReplaceFunction( orig, functions, scopeTyVars, needsAdapter );
1176                                (*arg)->set_type( orig );
1177                        }
1178                        std::set< std::string > adaptersDone;
1179                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
1180                                std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
1181                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
1182                                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
1183                                        paramList.push_front( new ObjectDecl( adapterName, DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), 0 ) );
1184                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
1185                                }
1186                        }
1187//  deleteAll( functions );
1188                }
1189
1190                template< typename DeclClass >
1191                DeclClass * Pass2::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
1192                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Mutator::mutate( decl ) );
1193
1194                        return ret;
1195                }
1196
1197                DeclarationWithType * Pass2::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1198                        return handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
1199                }
1200
1201                ObjectDecl * Pass2::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1202                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
1203                }
1204
1205                TypeDecl * Pass2::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1206                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
1207                        if ( typeDecl->get_base() ) {
1208                                return handleDecl( typeDecl, typeDecl->get_base() );
1209                        } else {
1210                                return Mutator::mutate( typeDecl );
1211                        }
1212                }
1213
1214                TypedefDecl * Pass2::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1215                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
1216                }
1217
1218                Type * Pass2::mutate( PointerType *pointerType ) {
1219                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1220                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1221
1222                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1223
1224                        scopeTyVars = oldtyVars;
1225                        return ret;
1226                }
1227
1228                Type *Pass2::mutate( FunctionType *funcType ) {
1229                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1230                        makeTyVarMap( funcType, scopeTyVars );
1231
1232                        // move polymorphic return type to parameter list
1233                        if ( isPolyRet( funcType ) ) {
1234                                DeclarationWithType *ret = funcType->get_returnVals().front();
1235                                ret->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), ret->get_type() ) );
1236                                funcType->get_parameters().push_front( ret );
1237                                funcType->get_returnVals().pop_front();
1238                        }
1239
1240                        // add size/align and assertions for type parameters to parameter list
1241                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator last = funcType->get_parameters().begin();
1242                        std::list< DeclarationWithType *> inferredParams;
1243                        ObjectDecl newObj( "", DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), 0 );
1244                        ObjectDecl newPtr( "", DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0,
1245                                           new PointerType( Type::Qualifiers(), new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ) ), 0 );
1246//   ObjectDecl *newFunPtr = new ObjectDecl( "", DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) ), 0 );
1247                        for ( std::list< TypeDecl *>::const_iterator tyParm = funcType->get_forall().begin(); tyParm != funcType->get_forall().end(); ++tyParm ) {
1248                                ObjectDecl *sizeParm, *alignParm;
1249                                // add all size and alignment parameters to parameter list
1250                                if ( (*tyParm)->get_kind() == TypeDecl::Any ) {
1251                                        TypeInstType parmType( Type::Qualifiers(), (*tyParm)->get_name(), *tyParm );
1252
1253                                        sizeParm = newObj.clone();
1254                                        sizeParm->set_name( sizeofName( &parmType ) );
1255                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1256                                        ++last;
1257
1258                                        alignParm = newObj.clone();
1259                                        alignParm->set_name( alignofName( &parmType ) );
1260                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1261                                        ++last;
1262                                }
1263                                // move all assertions into parameter list
1264                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyParm)->get_assertions().begin(); assert != (*tyParm)->get_assertions().end(); ++assert ) {
1265//      *assert = (*assert)->acceptMutator( *this );
1266                                        inferredParams.push_back( *assert );
1267                                }
1268                                (*tyParm)->get_assertions().clear();
1269                        }
1270
1271                        // add size/align for generic parameter types to parameter list
1272                        std::set< std::string > seenTypes; // sizeofName for generic types we've seen
1273                        for ( std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = last; fnParm != funcType->get_parameters().end(); ++fnParm ) {
1274                                Type *polyBase = hasPolyBase( (*fnParm)->get_type(), scopeTyVars );
1275                                if ( polyBase && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyBase ) ) {
1276                                        std::string sizeName = sizeofName( polyBase );
1277                                        if ( seenTypes.count( sizeName ) ) continue;
1278
1279                                        ObjectDecl *sizeParm, *alignParm, *offsetParm;
1280                                        sizeParm = newObj.clone();
1281                                        sizeParm->set_name( sizeName );
1282                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1283                                        ++last;
1284
1285                                        alignParm = newObj.clone();
1286                                        alignParm->set_name( alignofName( polyBase ) );
1287                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1288                                        ++last;
1289
1290                                        if ( dynamic_cast< StructInstType* >( polyBase ) ) {
1291                                                offsetParm = newPtr.clone();
1292                                                offsetParm->set_name( offsetofName( polyBase ) );
1293                                                last = funcType->get_parameters().insert( last, offsetParm );
1294                                                ++last;
1295                                        }
1296
1297                                        seenTypes.insert( sizeName );
1298                                }
1299                        }
1300
1301                        // splice assertion parameters into parameter list
1302                        funcType->get_parameters().splice( last, inferredParams );
1303                        addAdapters( funcType );
1304                        mutateAll( funcType->get_returnVals(), *this );
1305                        mutateAll( funcType->get_parameters(), *this );
1306
1307                        scopeTyVars = oldtyVars;
1308                        return funcType;
1309                }
1310
1311////////////////////////////////////////// MemberExprFixer ////////////////////////////////////////////////////
1312
1313                template< typename DeclClass >
1314                DeclClass * MemberExprFixer::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
1315                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1316                        makeTyVarMap( type, scopeTyVars );
1317
1318                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Mutator::mutate( decl ) );
1319
1320                        scopeTyVars = oldtyVars;
1321                        return ret;
1322                }
1323
1324                ObjectDecl * MemberExprFixer::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1325                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
1326                }
1327
1328                DeclarationWithType * MemberExprFixer::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1329                        return handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
1330                }
1331
1332                TypedefDecl * MemberExprFixer::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1333                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
1334                }
1335
1336                TypeDecl * MemberExprFixer::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1337                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
1338                        return Mutator::mutate( typeDecl );
1339                }
1340
1341                Type * MemberExprFixer::mutate( PointerType *pointerType ) {
1342                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1343                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1344
1345                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1346
1347                        scopeTyVars = oldtyVars;
1348                        return ret;
1349                }
1350
1351                Type * MemberExprFixer::mutate( FunctionType *functionType ) {
1352                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1353                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
1354
1355                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
1356
1357                        scopeTyVars = oldtyVars;
1358                        return ret;
1359                }
1360
1361                Statement *MemberExprFixer::mutate( DeclStmt *declStmt ) {
1362                        if ( ObjectDecl *objectDecl = dynamic_cast< ObjectDecl *>( declStmt->get_decl() ) ) {
1363                                if ( isPolyType( objectDecl->get_type(), scopeTyVars ) ) {
1364                                        // change initialization of a polymorphic value object
1365                                        // to allocate storage with alloca
1366                                        Type *declType = objectDecl->get_type();
1367                                        UntypedExpr *alloc = new UntypedExpr( new NameExpr( "__builtin_alloca" ) );
1368                                        alloc->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( declType ) ) );
1369
1370                                        delete objectDecl->get_init();
1371
1372                                        std::list<Expression*> designators;
1373                                        objectDecl->set_init( new SingleInit( alloc, designators ) );
1374                                }
1375                        }
1376                        return Mutator::mutate( declStmt );
1377                }
1378
1379                /// Finds the member in the base list that matches the given declaration; returns its index, or -1 if not present
1380                long findMember( DeclarationWithType *memberDecl, std::list< Declaration* > &baseDecls ) {
1381                        long i = 0;
1382                        for(std::list< Declaration* >::const_iterator decl = baseDecls.begin(); decl != baseDecls.end(); ++decl, ++i ) {
1383                                if ( memberDecl->get_name() != (*decl)->get_name() ) continue;
1384
1385                                if ( DeclarationWithType *declWithType = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *decl ) ) {
1386                                        if ( memberDecl->get_mangleName().empty() || declWithType->get_mangleName().empty()
1387                                             || memberDecl->get_mangleName() == declWithType->get_mangleName() ) return i;
1388                                        else continue;
1389                                } else return i;
1390                        }
1391                        return -1;
1392                }
1393
1394                /// Returns an index expression into the offset array for a type
1395                Expression *makeOffsetIndex( Type *objectType, long i ) {
1396                        std::stringstream offset_namer;
1397                        offset_namer << i;
1398                        ConstantExpr *fieldIndex = new ConstantExpr( Constant( new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), offset_namer.str() ) );
1399                        UntypedExpr *fieldOffset = new UntypedExpr( new NameExpr( "?[?]" ) );
1400                        fieldOffset->get_args().push_back( new NameExpr( offsetofName( objectType ) ) );
1401                        fieldOffset->get_args().push_back( fieldIndex );
1402                        return fieldOffset;
1403                }
1404
1405                /// Returns an expression dereferenced n times
1406                Expression *makeDerefdVar( Expression *derefdVar, long n ) {
1407                        for ( int i = 1; i < n; ++i ) {
1408                                UntypedExpr *derefExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
1409                                derefExpr->get_args().push_back( derefdVar );
1410                                derefdVar = derefExpr;
1411                        }
1412                        return derefdVar;
1413                }
1414               
1415                Expression *MemberExprFixer::mutate( MemberExpr *memberExpr ) {
1416                        // mutate, exiting early if no longer MemberExpr
1417                        Expression *expr = Mutator::mutate( memberExpr );
1418                        memberExpr = dynamic_cast< MemberExpr* >( expr );
1419                        if ( ! memberExpr ) return expr;
1420
1421                        // get declaration for base struct, exiting early if not found
1422                        int varDepth;
1423                        VariableExpr *varExpr = getBaseVar( memberExpr->get_aggregate(), &varDepth );
1424                        if ( ! varExpr ) return memberExpr;
1425                        ObjectDecl *objectDecl = dynamic_cast< ObjectDecl* >( varExpr->get_var() );
1426                        if ( ! objectDecl ) return memberExpr;
1427
1428                        // only mutate member expressions for polymorphic types
1429                        int tyDepth;
1430                        Type *objectType = hasPolyBase( objectDecl->get_type(), scopeTyVars, &tyDepth );
1431                        if ( ! objectType ) return memberExpr;
1432
1433                        Expression *newMemberExpr = 0;
1434                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( objectType ) ) {
1435                                // look up offset index
1436                                long i = findMember( memberExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
1437                                if ( i == -1 ) return memberExpr;
1438
1439                                // replace member expression with pointer to base plus offset
1440                                UntypedExpr *fieldLoc = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
1441                                fieldLoc->get_args().push_back( makeDerefdVar( varExpr->clone(), varDepth ) );
1442                                fieldLoc->get_args().push_back( makeOffsetIndex( objectType, i ) );
1443                                newMemberExpr = fieldLoc;
1444                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( objectType ) ) {
1445                                // union members are all at offset zero, so build appropriately-dereferenced variable
1446                                newMemberExpr = makeDerefdVar( varExpr->clone(), varDepth );
1447                        } else return memberExpr;
1448                        assert( newMemberExpr );
1449
1450                        Type *memberType = memberExpr->get_member()->get_type();
1451                        if ( ! isPolyType( memberType, scopeTyVars ) ) {
1452                                // 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
1453                                CastExpr *ptrCastExpr = new CastExpr( newMemberExpr, new PointerType( Type::Qualifiers(), memberType->clone() ) );
1454                                UntypedExpr *derefExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
1455                                derefExpr->get_args().push_back( ptrCastExpr );
1456                                newMemberExpr = derefExpr;
1457                        }
1458
1459                        delete memberExpr;
1460                        return newMemberExpr;
1461                }
1462
1463                Expression *MemberExprFixer::mutate( OffsetofExpr *offsetofExpr ) {
1464                        // mutate, exiting early if no longer OffsetofExpr
1465                        Expression *expr = Mutator::mutate( offsetofExpr );
1466                        offsetofExpr = dynamic_cast< OffsetofExpr* >( expr );
1467                        if ( ! offsetofExpr ) return expr;
1468
1469                        // only mutate expressions for polymorphic structs/unions
1470                        Type *ty = isPolyType( offsetofExpr->get_type(), scopeTyVars );
1471                        if ( ! ty ) return offsetofExpr;
1472
1473                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( ty ) ) {
1474                                // replace offsetof expression by index into offset array
1475                                long i = findMember( offsetofExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
1476                                if ( i == -1 ) return offsetofExpr;
1477
1478                                Expression *offsetInd = makeOffsetIndex( ty, i );
1479                                delete offsetofExpr;
1480                                return offsetInd;
1481                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( ty ) ) {
1482                                // all union members are at offset zero
1483                                delete offsetofExpr;
1484                                return new ConstantExpr( Constant( new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), std::string("0") ) );
1485                        } else return offsetofExpr;
1486                }
1487
1488////////////////////////////////////////// Pass3 ////////////////////////////////////////////////////
1489
1490                template< typename DeclClass >
1491                DeclClass * Pass3::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
1492                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1493                        makeTyVarMap( type, scopeTyVars );
1494
1495                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Mutator::mutate( decl ) );
1496                        ScrubTyVars::scrub( decl, scopeTyVars );
1497
1498                        scopeTyVars = oldtyVars;
1499                        return ret;
1500                }
1501
1502                ObjectDecl * Pass3::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1503                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
1504                }
1505
1506                DeclarationWithType * Pass3::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1507                        return handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
1508                }
1509
1510                TypedefDecl * Pass3::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1511                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
1512                }
1513
1514                TypeDecl * Pass3::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1515//   Initializer *init = 0;
1516//   std::list< Expression *> designators;
1517//   scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
1518//   if ( typeDecl->get_base() ) {
1519//     init = new SimpleInit( new SizeofExpr( handleDecl( typeDecl, typeDecl->get_base() ) ), designators );
1520//   }
1521//   return new ObjectDecl( typeDecl->get_name(), Declaration::Extern, LinkageSpec::C, 0, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::UnsignedInt ), init );
1522
1523                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
1524                        return Mutator::mutate( typeDecl );
1525                }
1526
1527                Type * Pass3::mutate( PointerType *pointerType ) {
1528                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1529                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1530
1531                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1532
1533                        scopeTyVars = oldtyVars;
1534                        return ret;
1535                }
1536
1537                Type * Pass3::mutate( FunctionType *functionType ) {
1538                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1539                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
1540
1541                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
1542
1543                        scopeTyVars = oldtyVars;
1544                        return ret;
1545                }
1546        } // anonymous namespace
1547} // namespace GenPoly
1548
1549// Local Variables: //
1550// tab-width: 4 //
1551// mode: c++ //
1552// compile-command: "make install" //
1553// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.