source: src/GenPoly/Box.cc @ 4e284ea6

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 4e284ea6 was 4e284ea6, checked in by Aaron Moss <a3moss@…>, 7 years ago

Move InstantiateGeneric? into Box.cc to share impl details

  • Property mode set to 100644
File size: 93.9 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 <algorithm>
17#include <iterator>
18#include <list>
19#include <map>
20#include <set>
21#include <stack>
22#include <string>
23#include <utility>
24#include <vector>
25#include <cassert>
26
27#include "Box.h"
28#include "DeclMutator.h"
29#include "PolyMutator.h"
30#include "FindFunction.h"
31#include "ScopedMap.h"
32#include "ScrubTyVars.h"
33
34#include "Parser/ParseNode.h"
35
36#include "SynTree/Constant.h"
37#include "SynTree/Declaration.h"
38#include "SynTree/Expression.h"
39#include "SynTree/Initializer.h"
40#include "SynTree/Mutator.h"
41#include "SynTree/Statement.h"
42#include "SynTree/Type.h"
43#include "SynTree/TypeSubstitution.h"
44
45#include "ResolvExpr/TypeEnvironment.h"
46#include "ResolvExpr/TypeMap.h"
47#include "ResolvExpr/typeops.h"
48
49#include "SymTab/Indexer.h"
50#include "SymTab/Mangler.h"
51
52#include "Common/SemanticError.h"
53#include "Common/UniqueName.h"
54#include "Common/utility.h"
55
56#include <ext/functional> // temporary
57
58namespace GenPoly {
59        namespace {
60                const std::list<Label> noLabels;
61
62                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars );
63
64                /// Key for a unique concrete type; generic base type paired with type parameter list
65                struct ConcreteType {
66                        ConcreteType() : base(NULL), params() {}
67
68                        ConcreteType(AggregateDecl *_base, const std::list< Type* >& _params) : base(_base), params() { cloneAll(_params, params); }
69
70                        ConcreteType(const ConcreteType& that) : base(that.base), params() { cloneAll(that.params, params); }
71
72                        /// Extracts types from a list of TypeExpr*
73                        ConcreteType(AggregateDecl *_base, const std::list< TypeExpr* >& _params) : base(_base), params() {
74                                for ( std::list< TypeExpr* >::const_iterator param = _params.begin(); param != _params.end(); ++param ) {
75                                        params.push_back( (*param)->get_type()->clone() );
76                                }
77                        }
78
79                        ConcreteType& operator= (const ConcreteType& that) {
80                                deleteAll( params );
81                                params.clear();
82
83                                base = that.base;
84                                cloneAll( that.params, params );
85
86                                return *this;
87                        }
88
89                        ~ConcreteType() { deleteAll( params ); }
90
91                        bool operator== (const ConcreteType& that) const {
92                                if ( base != that.base ) return false;
93
94                                SymTab::Indexer dummy;
95                                if ( params.size() != that.params.size() ) return false;
96                                for ( std::list< Type* >::const_iterator it = params.begin(), jt = that.params.begin(); it != params.end(); ++it, ++jt ) {
97                                        if ( ! ResolvExpr::typesCompatible( *it, *jt, dummy ) ) return false;
98                                }
99                                return true;
100                        }
101
102                        AggregateDecl *base;        ///< Base generic type
103                        std::list< Type* > params;  ///< Instantiation parameters
104                };
105
106                /// Maps a concrete type to the some value, accounting for scope
107                template< typename Value >
108                class InstantiationMap {
109                        /// Information about a specific instantiation of a generic type
110                        struct Instantiation {
111                                ConcreteType key;  ///< Instantiation parameters for this type
112                                Value *value;      ///< Value for this instantiation
113
114                                Instantiation() : key(), value(0) {}
115                                Instantiation(const ConcreteType &_key, Value *_value) : key(_key), value(_value) {}
116                        };
117                        /// Map of generic types to instantiations of them
118                        typedef std::map< AggregateDecl*, std::vector< Instantiation > > Scope;
119
120                        std::vector< Scope > scopes;  ///< list of scopes, from outermost to innermost
121
122                public:
123                        /// Starts a new scope
124                        void beginScope() {
125                                Scope scope;
126                                scopes.push_back(scope);
127                        }
128
129                        /// Ends a scope
130                        void endScope() {
131                                scopes.pop_back();
132                        }
133
134                        /// Default constructor initializes with one scope
135                        InstantiationMap() { beginScope(); }
136
137//              private:
138                        /// Gets the value for the concrete instantiation of this type, assuming it has already been instantiated in the current scope.
139                        /// Returns NULL on none such.
140                        Value *lookup( AggregateDecl *generic, const std::list< TypeExpr* >& params ) {
141                                ConcreteType key(generic, params);
142                                // scan scopes from innermost out
143                                for ( typename std::vector< Scope >::const_reverse_iterator scope = scopes.rbegin(); scope != scopes.rend(); ++scope ) {
144                                        // skip scope if no instantiations of this generic type
145                                        typename Scope::const_iterator insts = scope->find( generic );
146                                        if ( insts == scope->end() ) continue;
147                                        // look through instantiations for matches to concrete type
148                                        for ( typename std::vector< Instantiation >::const_iterator inst = insts->second.begin(); inst != insts->second.end(); ++inst ) {
149                                                if ( inst->key == key ) return inst->value;
150                                        }
151                                }
152                                // no matching instantiation found
153                                return 0;
154                        }
155                public:
156//                      StructDecl* lookup( StructInstType *inst, const std::list< TypeExpr* > &typeSubs ) { return (StructDecl*)lookup( inst->get_baseStruct(), typeSubs ); }
157//                      UnionDecl* lookup( UnionInstType *inst, const std::list< TypeExpr* > &typeSubs ) { return (UnionDecl*)lookup( inst->get_baseUnion(), typeSubs ); }
158
159//              private:
160                        /// Adds a value for a concrete type to the current scope
161                        void insert( AggregateDecl *generic, const std::list< TypeExpr* > &params, Value *value ) {
162                                ConcreteType key(generic, params);
163                                scopes.back()[generic].push_back( Instantiation( key, value ) );
164                        }
165//              public:
166//                      void insert( StructInstType *inst, const std::list< TypeExpr* > &typeSubs, StructDecl *decl ) { insert( inst->get_baseStruct(), typeSubs, decl ); }
167//                      void insert( UnionInstType *inst, const std::list< TypeExpr* > &typeSubs, UnionDecl *decl ) { insert( inst->get_baseUnion(), typeSubs, decl ); }
168                };
169
170                /// Adds layout-generation functions to polymorphic types
171                class LayoutFunctionBuilder : public DeclMutator {
172                        unsigned int functionNesting;  // current level of nested functions
173                public:
174                        LayoutFunctionBuilder() : functionNesting( 0 ) {}
175
176                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl );
177                        virtual Declaration *mutate( StructDecl *structDecl );
178                        virtual Declaration *mutate( UnionDecl *unionDecl );
179                };
180               
181                /// 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
182                class Pass1 : public PolyMutator {
183                  public:
184                        Pass1();
185                        virtual Expression *mutate( ApplicationExpr *appExpr );
186                        virtual Expression *mutate( AddressExpr *addrExpr );
187                        virtual Expression *mutate( UntypedExpr *expr );
188                        virtual DeclarationWithType* mutate( FunctionDecl *functionDecl );
189                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *typeDecl );
190                        virtual Expression *mutate( CommaExpr *commaExpr );
191                        virtual Expression *mutate( ConditionalExpr *condExpr );
192                        virtual Statement * mutate( ReturnStmt *returnStmt );
193                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
194                        virtual Type * mutate( FunctionType *functionType );
195
196                        virtual void doBeginScope();
197                        virtual void doEndScope();
198                  private:
199                        /// Makes a new temporary array holding the offsets of the fields of `type`, and returns a new variable expression referencing it
200                        Expression *makeOffsetArray( StructInstType *type );
201                        /// Pass the extra type parameters from polymorphic generic arguments or return types into a function application
202                        void passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes );
203                        /// passes extra type parameters into a polymorphic function application
204                        void passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, ReferenceToType *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
205                        /// wraps a function application with a new temporary for the out-parameter return value
206                        Expression *addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
207                        /// Replaces all the type parameters of a generic type with their concrete equivalents under the current environment
208                        void replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params );
209                        /// Replaces a polymorphic type with its concrete equivalant under the current environment (returns itself if concrete).
210                        /// If `doClone` is set to false, will not clone interior types
211                        Type *replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone = true );
212                        /// wraps a function application returning a polymorphic type with a new temporary for the out-parameter return value
213                        Expression *addPolyRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, ReferenceToType *polyType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
214                        Expression *applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
215                        void boxParam( Type *formal, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars );
216                        void boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
217                        void addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars );
218                        /// Stores assignment operators from assertion list in local map of assignment operations
219                        void findAssignOps( const std::list< TypeDecl *> &forall );
220                        void passAdapters( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, const TyVarMap &exprTyVars );
221                        FunctionDecl *makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars );
222                        /// Replaces intrinsic operator functions with their arithmetic desugaring
223                        Expression *handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr );
224                        /// Inserts a new temporary variable into the current scope with an auto-generated name
225                        ObjectDecl *makeTemporary( Type *type );
226
227                        std::map< std::string, DeclarationWithType *> assignOps;
228                        ResolvExpr::TypeMap< DeclarationWithType > scopedAssignOps;
229                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* > adapters;
230                        DeclarationWithType *retval;
231                        bool useRetval;
232                        UniqueName tempNamer;
233                };
234
235                /// Moves polymorphic returns in function types to pointer-type parameters, adds type size and assertion parameters to parameter lists as well
236                class Pass2 : public PolyMutator {
237                  public:
238                        template< typename DeclClass >
239                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
240                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl );
241                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl );
242                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *typeDecl );
243                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *typedefDecl );
244                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
245                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType );
246                  private:
247                        void addAdapters( FunctionType *functionType );
248
249                        std::map< UniqueId, std::string > adapterName;
250                };
251
252                /// Mutator pass that replaces concrete instantiations of generic types with actual struct declarations, scoped appropriately
253                class GenericInstantiator : public DeclMutator {
254                        /// Map of (generic type, parameter list) pairs to concrete type instantiations
255                        InstantiationMap< AggregateDecl > instantiations;
256                        /// Namer for concrete types
257                        UniqueName typeNamer;
258
259                public:
260                        GenericInstantiator() : DeclMutator(), instantiations(), typeNamer("_conc_") {}
261
262                        virtual Type* mutate( StructInstType *inst );
263                        virtual Type* mutate( UnionInstType *inst );
264
265        //              virtual Expression* mutate( MemberExpr *memberExpr );
266
267                        virtual void doBeginScope();
268                        virtual void doEndScope();
269                private:
270                        /// Wrap instantiation lookup for structs
271                        StructDecl* lookup( StructInstType *inst, const std::list< TypeExpr* > &typeSubs ) { return (StructDecl*)instantiations.lookup( inst->get_baseStruct(), typeSubs ); }
272                        /// Wrap instantiation lookup for unions
273                        UnionDecl* lookup( UnionInstType *inst, const std::list< TypeExpr* > &typeSubs ) { return (UnionDecl*)instantiations.lookup( inst->get_baseUnion(), typeSubs ); }
274                        /// Wrap instantiation insertion for structs
275                        void insert( StructInstType *inst, const std::list< TypeExpr* > &typeSubs, StructDecl *decl ) { instantiations.insert( inst->get_baseStruct(), typeSubs, decl ); }
276                        /// Wrap instantiation insertion for unions
277                        void insert( UnionInstType *inst, const std::list< TypeExpr* > &typeSubs, UnionDecl *decl ) { instantiations.insert( inst->get_baseUnion(), typeSubs, decl ); }
278                };
279
280                /// Replaces member expressions for polymorphic types with calculated add-field-offset-and-dereference;
281                /// also fixes offsetof expressions.
282                class MemberExprFixer : public PolyMutator {
283                  public:
284                        template< typename DeclClass >
285                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
286                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl );
287                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl );
288                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *objectDecl );
289                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *objectDecl );
290                        virtual Statement *mutate( DeclStmt *declStmt );
291                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
292                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType );
293                        virtual Expression *mutate( MemberExpr *memberExpr );
294                        virtual Expression *mutate( OffsetofExpr *offsetofExpr );
295                };
296
297                /// 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
298                class Pass3 : public PolyMutator {
299                  public:
300                        template< typename DeclClass >
301                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
302                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl );
303                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl );
304                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *objectDecl );
305                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *objectDecl );
306                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
307                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType );
308                  private:
309                };
310
311        } // anonymous namespace
312
313        /// version of mutateAll with special handling for translation unit so you can check the end of the prelude when debugging
314        template< typename MutatorType >
315        inline void mutateTranslationUnit( std::list< Declaration* > &translationUnit, MutatorType &mutator ) {
316                bool seenIntrinsic = false;
317                SemanticError errors;
318                for ( typename std::list< Declaration* >::iterator i = translationUnit.begin(); i != translationUnit.end(); ++i ) {
319                        try {
320                                if ( *i ) {
321                                        if ( (*i)->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
322                                                seenIntrinsic = true;
323                                        } else if ( seenIntrinsic ) {
324                                                seenIntrinsic = false; // break on this line when debugging for end of prelude
325                                        }
326
327                                        *i = dynamic_cast< Declaration* >( (*i)->acceptMutator( mutator ) );
328                                        assert( *i );
329                                } // if
330                        } catch( SemanticError &e ) {
331                                errors.append( e );
332                        } // try
333                } // for
334                if ( ! errors.isEmpty() ) {
335                        throw errors;
336                } // if
337        }
338
339        void box( std::list< Declaration *>& translationUnit ) {
340                LayoutFunctionBuilder layoutBuilder;
341                Pass1 pass1;
342                Pass2 pass2;
343                GenericInstantiator instantiator;
344                MemberExprFixer memberFixer;
345                Pass3 pass3;
346               
347                layoutBuilder.mutateDeclarationList( translationUnit );
348                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass1 );
349                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass2 );
350//              instantiateGeneric( translationUnit );
351                instantiator.mutateDeclarationList( translationUnit );
352                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, memberFixer );
353                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass3 );
354        }
355
356        ////////////////////////////////// LayoutFunctionBuilder ////////////////////////////////////////////
357
358        DeclarationWithType *LayoutFunctionBuilder::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
359                functionDecl->set_functionType( maybeMutate( functionDecl->get_functionType(), *this ) );
360                mutateAll( functionDecl->get_oldDecls(), *this );
361                ++functionNesting;
362                functionDecl->set_statements( maybeMutate( functionDecl->get_statements(), *this ) );
363                --functionNesting;
364                return functionDecl;
365        }
366       
367        /// Get a list of type declarations that will affect a layout function
368        std::list< TypeDecl* > takeOtypeOnly( std::list< TypeDecl* > &decls ) {
369                std::list< TypeDecl * > otypeDecls;
370
371                for ( std::list< TypeDecl* >::const_iterator decl = decls.begin(); decl != decls.end(); ++decl ) {
372                        if ( (*decl)->get_kind() == TypeDecl::Any ) {
373                                otypeDecls.push_back( *decl );
374                        }
375                }
376               
377                return otypeDecls;
378        }
379
380        /// Adds parameters for otype layout to a function type
381        void addOtypeParams( FunctionType *layoutFnType, std::list< TypeDecl* > &otypeParams ) {
382                BasicType sizeAlignType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
383               
384                for ( std::list< TypeDecl* >::const_iterator param = otypeParams.begin(); param != otypeParams.end(); ++param ) {
385                        TypeInstType paramType( Type::Qualifiers(), (*param)->get_name(), *param );
386                        layoutFnType->get_parameters().push_back( new ObjectDecl( sizeofName( &paramType ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignType.clone(), 0 ) );
387                        layoutFnType->get_parameters().push_back( new ObjectDecl( alignofName( &paramType ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignType.clone(), 0 ) );
388                }
389        }
390
391        /// Builds a layout function declaration
392        FunctionDecl *buildLayoutFunctionDecl( const std::string &typeName, unsigned int functionNesting, FunctionType *layoutFnType ) {
393                // Routines at global scope marked "static" to prevent multiple definitions is separate translation units
394                // because each unit generates copies of the default routines for each aggregate.
395                FunctionDecl *layoutDecl = new FunctionDecl(
396                        "__layoutof_" + typeName, functionNesting > 0 ? DeclarationNode::NoStorageClass : DeclarationNode::Static, LinkageSpec::AutoGen, layoutFnType, new CompoundStmt( noLabels ), true, false );
397                layoutDecl->fixUniqueId();
398                return layoutDecl;
399        }
400
401        /// Makes a unary operation
402        Expression *makeOp( const std::string &name, Expression *arg ) {
403                UntypedExpr *expr = new UntypedExpr( new NameExpr( name ) );
404                expr->get_args().push_back( arg );
405                return expr;
406        }
407
408        /// Makes a binary operation
409        Expression *makeOp( const std::string &name, Expression *lhs, Expression *rhs ) {
410                UntypedExpr *expr = new UntypedExpr( new NameExpr( name ) );
411                expr->get_args().push_back( lhs );
412                expr->get_args().push_back( rhs );
413                return expr;
414        }
415
416        /// Returns the dereference of a local pointer variable
417        Expression *derefVar( ObjectDecl *var ) {
418                return makeOp( "*?", new VariableExpr( var ) );
419        }
420
421        /// makes an if-statement with a single-expression if-block and no then block
422        Statement *makeCond( Expression *cond, Expression *ifPart ) {
423                return new IfStmt( noLabels, cond, new ExprStmt( noLabels, ifPart ), 0 );
424        }
425
426        /// makes a statement that assigns rhs to lhs if lhs < rhs
427        Statement *makeAssignMax( Expression *lhs, Expression *rhs ) {
428                return makeCond( makeOp( "?<?", lhs, rhs ), makeOp( "?=?", lhs->clone(), rhs->clone() ) );
429        }
430
431        /// makes a statement that aligns lhs to rhs (rhs should be an integer power of two)
432        Statement *makeAlignTo( Expression *lhs, Expression *rhs ) {
433                // check that the lhs is zeroed out to the level of rhs
434                Expression *ifCond = makeOp( "?&?", lhs, makeOp( "?-?", rhs, new ConstantExpr( Constant( new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), "1" ) ) ) );
435                // if not aligned, increment to alignment
436                Expression *ifExpr = makeOp( "?+=?", lhs->clone(), makeOp( "?-?", rhs->clone(), ifCond->clone() ) );
437                return makeCond( ifCond, ifExpr );
438        }
439       
440        /// adds an expression to a compound statement
441        void addExpr( CompoundStmt *stmts, Expression *expr ) {
442                stmts->get_kids().push_back( new ExprStmt( noLabels, expr ) );
443        }
444
445        /// adds a statement to a compound statement
446        void addStmt( CompoundStmt *stmts, Statement *stmt ) {
447                stmts->get_kids().push_back( stmt );
448        }
449       
450        Declaration *LayoutFunctionBuilder::mutate( StructDecl *structDecl ) {
451                // do not generate layout function for "empty" tag structs
452                if ( structDecl->get_members().empty() ) return structDecl;
453
454                // get parameters that can change layout, exiting early if none
455                std::list< TypeDecl* > otypeParams = takeOtypeOnly( structDecl->get_parameters() );
456                if ( otypeParams.empty() ) return structDecl;
457
458                // build layout function signature
459                FunctionType *layoutFnType = new FunctionType( Type::Qualifiers(), false );
460                BasicType *sizeAlignType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
461                PointerType *sizeAlignOutType = new PointerType( Type::Qualifiers(), sizeAlignType );
462               
463                ObjectDecl *sizeParam = new ObjectDecl( "__sizeof_" + structDecl->get_name(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType, 0 );
464                layoutFnType->get_parameters().push_back( sizeParam );
465                ObjectDecl *alignParam = new ObjectDecl( "__alignof_" + structDecl->get_name(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
466                layoutFnType->get_parameters().push_back( alignParam );
467                ObjectDecl *offsetParam = new ObjectDecl( "__offsetof_" + structDecl->get_name(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
468                layoutFnType->get_parameters().push_back( offsetParam );
469                addOtypeParams( layoutFnType, otypeParams );
470
471                // build function decl
472                FunctionDecl *layoutDecl = buildLayoutFunctionDecl( structDecl->get_name(), functionNesting, layoutFnType );
473
474                // calculate struct layout in function body
475
476                // initialize size and alignment to 0 and 1 (will have at least one member to re-edit size
477                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( sizeParam ), new ConstantExpr( Constant( sizeAlignType->clone(), "0" ) ) ) );
478                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( alignParam ), new ConstantExpr( Constant( sizeAlignType->clone(), "1" ) ) ) );
479                unsigned long n_members = 0;
480                bool firstMember = true;
481                for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = structDecl->get_members().begin(); member != structDecl->get_members().end(); ++member ) {
482                        DeclarationWithType *dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType * >( *member );
483                        assert( dwt );
484                        Type *memberType = dwt->get_type();
485
486                        if ( firstMember ) {
487                                firstMember = false;
488                        } else {
489                                // make sure all members after the first (automatically aligned at 0) are properly padded for alignment
490                                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
491                        }
492                       
493                        // place current size in the current offset index
494                        addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", makeOp( "?[?]", new VariableExpr( offsetParam ), new ConstantExpr( Constant::from( n_members ) ) ),
495                                                                              derefVar( sizeParam ) ) );
496                        ++n_members;
497
498                        // add member size to current size
499                        addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?+=?", derefVar( sizeParam ), new SizeofExpr( memberType->clone() ) ) );
500                       
501                        // take max of member alignment and global alignment
502                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( alignParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
503                }
504                // make sure the type is end-padded to a multiple of its alignment
505                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), derefVar( alignParam ) ) );
506
507                addDeclarationAfter( layoutDecl );
508                return structDecl;
509        }
510       
511        Declaration *LayoutFunctionBuilder::mutate( UnionDecl *unionDecl ) {
512                // do not generate layout function for "empty" tag unions
513                if ( unionDecl->get_members().empty() ) return unionDecl;
514               
515                // get parameters that can change layout, exiting early if none
516                std::list< TypeDecl* > otypeParams = takeOtypeOnly( unionDecl->get_parameters() );
517                if ( otypeParams.empty() ) return unionDecl;
518
519                // build layout function signature
520                FunctionType *layoutFnType = new FunctionType( Type::Qualifiers(), false );
521                BasicType *sizeAlignType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
522                PointerType *sizeAlignOutType = new PointerType( Type::Qualifiers(), sizeAlignType );
523               
524                ObjectDecl *sizeParam = new ObjectDecl( "__sizeof_" + unionDecl->get_name(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType, 0 );
525                layoutFnType->get_parameters().push_back( sizeParam );
526                ObjectDecl *alignParam = new ObjectDecl( "__alignof_" + unionDecl->get_name(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
527                layoutFnType->get_parameters().push_back( alignParam );
528                addOtypeParams( layoutFnType, otypeParams );
529
530                // build function decl
531                FunctionDecl *layoutDecl = buildLayoutFunctionDecl( unionDecl->get_name(), functionNesting, layoutFnType );
532
533                // calculate union layout in function body
534                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( sizeParam ), new ConstantExpr( Constant( sizeAlignType->clone(), "1" ) ) ) );
535                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( alignParam ), new ConstantExpr( Constant( sizeAlignType->clone(), "1" ) ) ) );
536                for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = unionDecl->get_members().begin(); member != unionDecl->get_members().end(); ++member ) {
537                        DeclarationWithType *dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType * >( *member );
538                        assert( dwt );
539                        Type *memberType = dwt->get_type();
540                       
541                        // take max member size and global size
542                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( sizeParam ), new SizeofExpr( memberType->clone() ) ) );
543                       
544                        // take max of member alignment and global alignment
545                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( alignParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
546                }
547                // make sure the type is end-padded to a multiple of its alignment
548                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), derefVar( alignParam ) ) );
549
550                addDeclarationAfter( layoutDecl );
551                return unionDecl;
552        }
553       
554        ////////////////////////////////////////// Pass1 ////////////////////////////////////////////////////
555
556        namespace {
557                std::string makePolyMonoSuffix( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
558                        std::stringstream name;
559
560                        // NOTE: this function previously used isPolyObj, which failed to produce
561                        // the correct thing in some situations. It's not clear to me why this wasn't working.
562
563                        // if the return type or a parameter type involved polymorphic types, then the adapter will need
564                        // to take those polymorphic types as pointers. Therefore, there can be two different functions
565                        // with the same mangled name, so we need to further mangle the names.
566                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator retval = function->get_returnVals().begin(); retval != function->get_returnVals().end(); ++retval ) {
567                                if ( isPolyType( (*retval)->get_type(), tyVars ) ) {
568                                        name << "P";
569                                } else {
570                                        name << "M";
571                                }
572                        }
573                        name << "_";
574                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = function->get_parameters();
575                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
576                                if ( isPolyType( (*arg)->get_type(), tyVars ) ) {
577                                        name << "P";
578                                } else {
579                                        name << "M";
580                                }
581                        } // for
582                        return name.str();
583                }
584
585                std::string mangleAdapterName( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
586                        return SymTab::Mangler::mangle( function ) + makePolyMonoSuffix( function, tyVars );
587                }
588
589                std::string makeAdapterName( const std::string &mangleName ) {
590                        return "_adapter" + mangleName;
591                }
592
593                Pass1::Pass1() : useRetval( false ), tempNamer( "_temp" ) {}
594
595                /// Returns T if the given declaration is (*?=?)(T *, T) for some TypeInstType T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
596                TypeInstType *isTypeInstAssignment( DeclarationWithType *decl ) {
597                        if ( decl->get_name() == "?=?" ) {
598                                if ( FunctionType *funType = getFunctionType( decl->get_type() ) ) {
599                                        if ( funType->get_parameters().size() == 2 ) {
600                                                if ( PointerType *pointer = dynamic_cast< PointerType *>( funType->get_parameters().front()->get_type() ) ) {
601                                                        if ( TypeInstType *refType = dynamic_cast< TypeInstType *>( pointer->get_base() ) ) {
602                                                                if ( TypeInstType *refType2 = dynamic_cast< TypeInstType *>( funType->get_parameters().back()->get_type() ) ) {
603                                                                        if ( refType->get_name() == refType2->get_name() ) {
604                                                                                return refType;
605                                                                        } // if
606                                                                } // if
607                                                        } // if
608                                                } // if
609                                        } // if
610                                } // if
611                        } // if
612                        return 0;
613                }
614               
615                /// returns T if the given declaration is: (*?=?)(T *, T) for some type T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
616                /// Only picks assignments where neither parameter is cv-qualified
617                Type *isAssignment( DeclarationWithType *decl ) {
618                        if ( decl->get_name() == "?=?" ) {
619                                if ( FunctionType *funType = getFunctionType( decl->get_type() ) ) {
620                                        if ( funType->get_parameters().size() == 2 ) {
621                                                Type::Qualifiers defaultQualifiers;
622                                                Type *paramType1 = funType->get_parameters().front()->get_type();
623                                                if ( paramType1->get_qualifiers() != defaultQualifiers ) return 0;
624                                                Type *paramType2 = funType->get_parameters().back()->get_type();
625                                                if ( paramType2->get_qualifiers() != defaultQualifiers ) return 0;
626                                               
627                                                if ( PointerType *pointerType = dynamic_cast< PointerType* >( paramType1 ) ) {
628                                                        Type *baseType1 = pointerType->get_base();
629                                                        if ( baseType1->get_qualifiers() != defaultQualifiers ) return 0;
630                                                        SymTab::Indexer dummy;
631                                                        if ( ResolvExpr::typesCompatible( baseType1, paramType2, dummy ) ) {
632                                                                return baseType1;
633                                                        } // if
634                                                } // if
635                                        } // if
636                                } // if
637                        } // if
638                        return 0;
639                }
640
641                void Pass1::findAssignOps( const std::list< TypeDecl *> &forall ) {
642                        // what if a nested function uses an assignment operator?
643                        // assignOps.clear();
644                        for ( std::list< TypeDecl *>::const_iterator i = forall.begin(); i != forall.end(); ++i ) {
645                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::const_iterator assert = (*i)->get_assertions().begin(); assert != (*i)->get_assertions().end(); ++assert ) {
646                                        std::string typeName;
647                                        if ( TypeInstType *typeInst = isTypeInstAssignment( *assert ) ) {
648                                                assignOps[ typeInst->get_name() ] = *assert;
649                                        } // if
650                                } // for
651                        } // for
652                }
653
654                DeclarationWithType *Pass1::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
655                        // if this is a polymorphic assignment function, put it in the map for this scope
656                        if ( Type *assignedType = isAssignment( functionDecl ) ) {
657                                if ( ! dynamic_cast< TypeInstType* >( assignedType ) ) {
658                                        scopedAssignOps.insert( assignedType, functionDecl );
659                                }
660                        }
661
662                        if ( functionDecl->get_statements() ) {         // empty routine body ?
663                                doBeginScope();
664                                TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
665                                std::map< std::string, DeclarationWithType *> oldassignOps = assignOps;
666                                DeclarationWithType *oldRetval = retval;
667                                bool oldUseRetval = useRetval;
668
669                                // process polymorphic return value
670                                retval = 0;
671                                if ( isPolyRet( functionDecl->get_functionType() ) && functionDecl->get_linkage() == LinkageSpec::Cforall ) {
672                                        retval = functionDecl->get_functionType()->get_returnVals().front();
673
674                                        // give names to unnamed return values
675                                        if ( retval->get_name() == "" ) {
676                                                retval->set_name( "_retparm" );
677                                                retval->set_linkage( LinkageSpec::C );
678                                        } // if
679                                } // if
680
681                                FunctionType *functionType = functionDecl->get_functionType();
682                                makeTyVarMap( functionDecl->get_functionType(), scopeTyVars );
683                                findAssignOps( functionDecl->get_functionType()->get_forall() );
684
685                                std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
686                                std::list< FunctionType *> functions;
687                                for ( std::list< TypeDecl *>::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
688                                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
689                                                findFunction( (*assert)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
690                                        } // for
691                                } // for
692                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
693                                        findFunction( (*arg)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
694                                } // for
695
696                                for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
697                                        std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
698                                        if ( adapters.find( mangleName ) == adapters.end() ) {
699                                                std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
700                                                adapters.insert( std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, new ObjectDecl( adapterName, DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), 0 ) ) );
701                                        } // if
702                                } // for
703
704                                functionDecl->set_statements( functionDecl->get_statements()->acceptMutator( *this ) );
705
706                                scopeTyVars = oldtyVars;
707                                assignOps = oldassignOps;
708                                // std::cerr << "end FunctionDecl: ";
709                                // for ( TyVarMap::iterator i = scopeTyVars.begin(); i != scopeTyVars.end(); ++i ) {
710                                //      std::cerr << i->first << " ";
711                                // }
712                                // std::cerr << "\n";
713                                retval = oldRetval;
714                                useRetval = oldUseRetval;
715                                doEndScope();
716                        } // if
717                        return functionDecl;
718                }
719
720                TypeDecl *Pass1::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
721                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
722                        return Mutator::mutate( typeDecl );
723                }
724
725                Expression *Pass1::mutate( CommaExpr *commaExpr ) {
726                        bool oldUseRetval = useRetval;
727                        useRetval = false;
728                        commaExpr->set_arg1( maybeMutate( commaExpr->get_arg1(), *this ) );
729                        useRetval = oldUseRetval;
730                        commaExpr->set_arg2( maybeMutate( commaExpr->get_arg2(), *this ) );
731                        return commaExpr;
732                }
733
734                Expression *Pass1::mutate( ConditionalExpr *condExpr ) {
735                        bool oldUseRetval = useRetval;
736                        useRetval = false;
737                        condExpr->set_arg1( maybeMutate( condExpr->get_arg1(), *this ) );
738                        useRetval = oldUseRetval;
739                        condExpr->set_arg2( maybeMutate( condExpr->get_arg2(), *this ) );
740                        condExpr->set_arg3( maybeMutate( condExpr->get_arg3(), *this ) );
741                        return condExpr;
742
743                }
744
745                Expression *Pass1::makeOffsetArray( StructInstType *ty ) {
746                        std::list< Declaration* > &baseMembers = ty->get_baseStruct()->get_members();
747
748                        // make a new temporary array
749                        Type *offsetType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
750                        std::stringstream lenGen;
751                        lenGen << baseMembers.size();
752                        ConstantExpr *lenExpr = new ConstantExpr( Constant( offsetType->clone(), lenGen.str() ) );
753                        ObjectDecl *arrayTemp = makeTemporary( new ArrayType( Type::Qualifiers(), offsetType, lenExpr, false, false ) );
754
755                        // build initializer list for temporary
756                        std::list< Initializer* > inits;
757                        for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = baseMembers.begin(); member != baseMembers.end(); ++member ) {
758                                DeclarationWithType *memberDecl;
759                                if ( DeclarationWithType *origMember = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *member ) ) {
760                                        memberDecl = origMember->clone();
761                                } else {
762                                        memberDecl = new ObjectDecl( (*member)->get_name(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, offsetType->clone(), 0 );
763                                }
764                                inits.push_back( new SingleInit( new OffsetofExpr( ty->clone(), memberDecl ) ) );
765                        }
766                        arrayTemp->set_init( new ListInit( inits ) );
767
768                        // return variable pointing to temporary
769                        return new VariableExpr( arrayTemp );
770                }
771
772                void Pass1::passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes ) {
773                        Type *polyBase = hasPolyBase( parmType, exprTyVars );
774                        if ( polyBase && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyBase ) ) {
775                                std::string sizeName = sizeofName( polyBase );
776                                if ( seenTypes.count( sizeName ) ) return;
777
778                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( argBaseType->clone() ) );
779                                arg++;
780                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( argBaseType->clone() ) );
781                                arg++;
782                                if ( dynamic_cast< StructInstType* >( polyBase ) ) {
783                                        if ( StructInstType *argBaseStructType = dynamic_cast< StructInstType* >( argBaseType ) ) {
784                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, makeOffsetArray( argBaseStructType ) );
785                                                arg++;
786                                        } else {
787                                                throw SemanticError( "Cannot pass non-struct type for generic struct" );
788                                        }
789                                }
790
791                                seenTypes.insert( sizeName );
792                        }
793                }
794
795                void Pass1::passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, ReferenceToType *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
796                        // pass size/align for type variables
797                        for ( TyVarMap::const_iterator tyParm = exprTyVars.begin(); tyParm != exprTyVars.end(); ++tyParm ) {
798                                ResolvExpr::EqvClass eqvClass;
799                                assert( env );
800                                if ( tyParm->second == TypeDecl::Any ) {
801                                        Type *concrete = env->lookup( tyParm->first );
802                                        if ( concrete ) {
803                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( concrete->clone() ) );
804                                                arg++;
805                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( concrete->clone() ) );
806                                                arg++;
807                                        } else {
808                                                throw SemanticError( "unbound type variable in application ", appExpr );
809                                        } // if
810                                } // if
811                        } // for
812
813                        // add size/align for generic types to parameter list
814                        if ( appExpr->get_function()->get_results().empty() ) return;
815                        FunctionType *funcType = getFunctionType( appExpr->get_function()->get_results().front() );
816                        assert( funcType );
817
818                        std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = funcType->get_parameters().begin();
819                        std::list< Expression* >::const_iterator fnArg = arg;
820                        std::set< std::string > seenTypes; //< names for generic types we've seen
821
822                        // a polymorphic return type may need to be added to the argument list
823                        if ( polyRetType ) {
824                                Type *concRetType = replaceWithConcrete( appExpr, polyRetType );
825                                passArgTypeVars( appExpr, polyRetType, concRetType, arg, exprTyVars, seenTypes );
826                        }
827                       
828                        // add type information args for presently unseen types in parameter list
829                        for ( ; fnParm != funcType->get_parameters().end() && fnArg != appExpr->get_args().end(); ++fnParm, ++fnArg ) {
830                                VariableExpr *fnArgBase = getBaseVar( *fnArg );
831                                if ( ! fnArgBase || fnArgBase->get_results().empty() ) continue;
832                                passArgTypeVars( appExpr, (*fnParm)->get_type(), fnArgBase->get_results().front(), arg, exprTyVars, seenTypes );
833                        }
834                }
835
836                ObjectDecl *Pass1::makeTemporary( Type *type ) {
837                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( tempNamer.newName(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, type, 0 );
838                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
839                        return newObj;
840                }
841
842                Expression *Pass1::addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
843                        // ***** Code Removal ***** After introducing a temporary variable for all return expressions, the following code appears superfluous.
844                        // if ( useRetval ) {
845                        //      assert( retval );
846                        //      arg = appExpr->get_args().insert( arg, new VariableExpr( retval ) );
847                        //      arg++;
848                        // } else {
849
850                        // Create temporary to hold return value of polymorphic function and produce that temporary as a result
851                        // using a comma expression.  Possibly change comma expression into statement expression "{}" for multiple
852                        // return values.
853                        ObjectDecl *newObj = makeTemporary( retType->clone() );
854                        Expression *paramExpr = new VariableExpr( newObj );
855
856                        // If the type of the temporary is not polymorphic, box temporary by taking its address;
857                        // otherwise the temporary is already boxed and can be used directly.
858                        if ( ! isPolyType( newObj->get_type(), scopeTyVars, env ) ) {
859                                paramExpr = new AddressExpr( paramExpr );
860                        } // if
861                        arg = appExpr->get_args().insert( arg, paramExpr ); // add argument to function call
862                        arg++;
863                        // Build a comma expression to call the function and emulate a normal return.
864                        CommaExpr *commaExpr = new CommaExpr( appExpr, new VariableExpr( newObj ) );
865                        commaExpr->set_env( appExpr->get_env() );
866                        appExpr->set_env( 0 );
867                        return commaExpr;
868                        // } // if
869                        // return appExpr;
870                }
871
872                void Pass1::replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params ) {
873                        for ( std::list< Expression* >::iterator param = params.begin(); param != params.end(); ++param ) {
874                                TypeExpr *paramType = dynamic_cast< TypeExpr* >( *param );
875                                assert(paramType && "Aggregate parameters should be type expressions");
876                                paramType->set_type( replaceWithConcrete( appExpr, paramType->get_type(), false ) );
877                        }
878                }
879
880                Type *Pass1::replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone ) {
881                        if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType * >( type ) ) {
882                                Type *concrete = env->lookup( typeInst->get_name() );
883                                if ( concrete == 0 ) {
884                                        throw SemanticError( "Unbound type variable " + typeInst->get_name() + " in ", appExpr );
885                                } // if
886                                return concrete;
887                        } else if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( type ) ) {
888                                if ( doClone ) {
889                                        structType = structType->clone();
890                                }
891                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, structType->get_parameters() );
892                                return structType;
893                        } else if ( UnionInstType *unionType = dynamic_cast< UnionInstType* >( type ) ) {
894                                if ( doClone ) {
895                                        unionType = unionType->clone();
896                                }
897                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, unionType->get_parameters() );
898                                return unionType;
899                        }
900                        return type;
901                }
902
903                Expression *Pass1::addPolyRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, ReferenceToType *polyType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
904                        assert( env );
905                        Type *concrete = replaceWithConcrete( appExpr, polyType );
906                        // add out-parameter for return value   
907                        return addRetParam( appExpr, function, concrete, arg );
908                }
909
910                Expression *Pass1::applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
911                        Expression *ret = appExpr;
912                        if ( ! function->get_returnVals().empty() && isPolyType( function->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
913                                ret = addRetParam( appExpr, function, function->get_returnVals().front()->get_type(), arg );
914                        } // if
915                        std::string mangleName = mangleAdapterName( function, tyVars );
916                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
917
918                        // cast adaptee to void (*)(), since it may have any type inside a polymorphic function
919                        Type * adapteeType = new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) );
920                        appExpr->get_args().push_front( new CastExpr( appExpr->get_function(), adapteeType ) );
921                        appExpr->set_function( new NameExpr( adapterName ) );
922
923                        return ret;
924                }
925
926                void Pass1::boxParam( Type *param, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
927                        assert( ! arg->get_results().empty() );
928                        if ( isPolyType( param, exprTyVars ) ) {
929                                if ( isPolyType( arg->get_results().front() ) ) {
930                                        // if the argument's type is polymorphic, we don't need to box again!
931                                        return;
932                                } else if ( arg->get_results().front()->get_isLvalue() ) {
933                                        // VariableExpr and MemberExpr are lvalues
934                                        arg = new AddressExpr( arg );
935                                } else {
936                                        // use type computed in unification to declare boxed variables
937                                        Type * newType = param->clone();
938                                        if ( env ) env->apply( newType );
939                                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( tempNamer.newName(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, newType, 0 );
940                                        newObj->get_type()->get_qualifiers() = Type::Qualifiers(); // TODO: is this right???
941                                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
942                                        UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
943                                        assign->get_args().push_back( new VariableExpr( newObj ) );
944                                        assign->get_args().push_back( arg );
945                                        stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, assign ) );
946                                        arg = new AddressExpr( new VariableExpr( newObj ) );
947                                } // if
948                        } // if
949                }
950
951                /// cast parameters to polymorphic functions so that types are replaced with
952                /// void * if they are type parameters in the formal type.
953                /// this gets rid of warnings from gcc.
954                void addCast( Expression *&actual, Type *formal, const TyVarMap &tyVars ) {
955                        Type * newType = formal->clone();
956                        if ( getFunctionType( newType ) ) {
957                                newType = ScrubTyVars::scrub( newType, tyVars );
958                                actual = new CastExpr( actual, newType );
959                        } // if
960                }
961
962                void Pass1::boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
963                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::const_iterator param = function->get_parameters().begin(); param != function->get_parameters().end(); ++param, ++arg ) {
964                                assert( arg != appExpr->get_args().end() );
965                                addCast( *arg, (*param)->get_type(), exprTyVars );
966                                boxParam( (*param)->get_type(), *arg, exprTyVars );
967                        } // for
968                }
969
970                void Pass1::addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
971                        std::list< Expression *>::iterator cur = arg;
972                        for ( std::list< TypeDecl *>::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
973                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
974                                        InferredParams::const_iterator inferParam = appExpr->get_inferParams().find( (*assert)->get_uniqueId() );
975                                        assert( inferParam != appExpr->get_inferParams().end() && "NOTE: Explicit casts of polymorphic functions to compatible monomorphic functions are currently unsupported" );
976                                        Expression *newExpr = inferParam->second.expr->clone();
977                                        addCast( newExpr, (*assert)->get_type(), tyVars );
978                                        boxParam( (*assert)->get_type(), newExpr, tyVars );
979                                        appExpr->get_args().insert( cur, newExpr );
980                                } // for
981                        } // for
982                }
983
984                void makeRetParm( FunctionType *funcType ) {
985                        DeclarationWithType *retParm = funcType->get_returnVals().front();
986
987                        // make a new parameter that is a pointer to the type of the old return value
988                        retParm->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), retParm->get_type() ) );
989                        funcType->get_parameters().push_front( retParm );
990
991                        // we don't need the return value any more
992                        funcType->get_returnVals().clear();
993                }
994
995                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars ) {
996                        // actually make the adapter type
997                        FunctionType *adapter = adaptee->clone();
998                        if ( ! adapter->get_returnVals().empty() && isPolyType( adapter->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
999                                makeRetParm( adapter );
1000                        } // if
1001                        adapter->get_parameters().push_front( new ObjectDecl( "", DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) ), 0 ) );
1002                        return adapter;
1003                }
1004
1005                Expression *makeAdapterArg( DeclarationWithType *param, DeclarationWithType *arg, DeclarationWithType *realParam, const TyVarMap &tyVars ) {
1006                        assert( param );
1007                        assert( arg );
1008                        if ( isPolyType( realParam->get_type(), tyVars ) ) {
1009                                if ( ! isPolyType( arg->get_type() ) ) {
1010                                        UntypedExpr *deref = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
1011                                        deref->get_args().push_back( new CastExpr( new VariableExpr( param ), new PointerType( Type::Qualifiers(), arg->get_type()->clone() ) ) );
1012                                        deref->get_results().push_back( arg->get_type()->clone() );
1013                                        return deref;
1014                                } // if
1015                        } // if
1016                        return new VariableExpr( param );
1017                }
1018
1019                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 ) {
1020                        UniqueName paramNamer( "_p" );
1021                        for ( ; param != paramEnd; ++param, ++arg, ++realParam ) {
1022                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
1023                                        (*param)->set_name( paramNamer.newName() );
1024                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
1025                                } // if
1026                                adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *param, *arg, *realParam, tyVars ) );
1027                        } // for
1028                }
1029
1030
1031
1032                FunctionDecl *Pass1::makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars ) {
1033                        FunctionType *adapterType = makeAdapterType( adaptee, tyVars );
1034                        adapterType = ScrubTyVars::scrub( adapterType, tyVars );
1035                        DeclarationWithType *adapteeDecl = adapterType->get_parameters().front();
1036                        adapteeDecl->set_name( "_adaptee" );
1037                        ApplicationExpr *adapteeApp = new ApplicationExpr( new CastExpr( new VariableExpr( adapteeDecl ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType ) ) );
1038                        Statement *bodyStmt;
1039
1040                        std::list< TypeDecl *>::iterator tyArg = realType->get_forall().begin();
1041                        std::list< TypeDecl *>::iterator tyParam = adapterType->get_forall().begin();
1042                        std::list< TypeDecl *>::iterator realTyParam = adaptee->get_forall().begin();
1043                        for ( ; tyParam != adapterType->get_forall().end(); ++tyArg, ++tyParam, ++realTyParam ) {
1044                                assert( tyArg != realType->get_forall().end() );
1045                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertArg = (*tyArg)->get_assertions().begin();
1046                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertParam = (*tyParam)->get_assertions().begin();
1047                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator realAssertParam = (*realTyParam)->get_assertions().begin();
1048                                for ( ; assertParam != (*tyParam)->get_assertions().end(); ++assertArg, ++assertParam, ++realAssertParam ) {
1049                                        assert( assertArg != (*tyArg)->get_assertions().end() );
1050                                        adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *assertParam, *assertArg, *realAssertParam, tyVars ) );
1051                                } // for
1052                        } // for
1053
1054                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = realType->get_parameters().begin();
1055                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator param = adapterType->get_parameters().begin();
1056                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator realParam = adaptee->get_parameters().begin();
1057                        param++;                // skip adaptee parameter
1058                        if ( realType->get_returnVals().empty() ) {
1059                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
1060                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, adapteeApp );
1061                        } else if ( isPolyType( adaptee->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
1062                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
1063                                        (*param)->set_name( "_ret" );
1064                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
1065                                } // if
1066                                UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
1067                                UntypedExpr *deref = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
1068                                deref->get_args().push_back( new CastExpr( new VariableExpr( *param++ ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType->get_returnVals().front()->get_type()->clone() ) ) );
1069                                assign->get_args().push_back( deref );
1070                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
1071                                assign->get_args().push_back( adapteeApp );
1072                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, assign );
1073                        } else {
1074                                // adapter for a function that returns a monomorphic value
1075                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
1076                                bodyStmt = new ReturnStmt( noLabels, adapteeApp );
1077                        } // if
1078                        CompoundStmt *adapterBody = new CompoundStmt( noLabels );
1079                        adapterBody->get_kids().push_back( bodyStmt );
1080                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
1081                        return new FunctionDecl( adapterName, DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, adapterType, adapterBody, false, false );
1082                }
1083
1084                void Pass1::passAdapters( ApplicationExpr * appExpr, FunctionType * functionType, const TyVarMap & exprTyVars ) {
1085                        // collect a list of function types passed as parameters or implicit parameters (assertions)
1086                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
1087                        std::list< FunctionType *> functions;
1088                        for ( std::list< TypeDecl *>::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
1089                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
1090                                        findFunction( (*assert)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
1091                                } // for
1092                        } // for
1093                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
1094                                findFunction( (*arg)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
1095                        } // for
1096
1097                        // parameter function types for which an appropriate adapter has been generated.  we cannot use the types
1098                        // after applying substitutions, since two different parameter types may be unified to the same type
1099                        std::set< std::string > adaptersDone;
1100
1101                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
1102                                FunctionType *originalFunction = (*funType)->clone();
1103                                FunctionType *realFunction = (*funType)->clone();
1104                                std::string mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
1105
1106                                // only attempt to create an adapter or pass one as a parameter if we haven't already done so for this
1107                                // pre-substitution parameter function type.
1108                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
1109                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
1110
1111                                        // apply substitution to type variables to figure out what the adapter's type should look like
1112                                        assert( env );
1113                                        env->apply( realFunction );
1114                                        mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
1115                                        mangleName += makePolyMonoSuffix( originalFunction, exprTyVars );
1116
1117                                        typedef ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* >::iterator AdapterIter;
1118                                        AdapterIter adapter = adapters.find( mangleName );
1119                                        if ( adapter == adapters.end() ) {
1120                                                // adapter has not been created yet in the current scope, so define it
1121                                                FunctionDecl *newAdapter = makeAdapter( *funType, realFunction, mangleName, exprTyVars );
1122                                                std::pair< AdapterIter, bool > answer = adapters.insert( std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, newAdapter ) );
1123                                                adapter = answer.first;
1124                                                stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newAdapter ) );
1125                                        } // if
1126                                        assert( adapter != adapters.end() );
1127
1128                                        // add the appropriate adapter as a parameter
1129                                        appExpr->get_args().push_front( new VariableExpr( adapter->second ) );
1130                                } // if
1131                        } // for
1132                } // passAdapters
1133
1134                Expression *makeIncrDecrExpr( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyType, bool isIncr ) {
1135                        NameExpr *opExpr;
1136                        if ( isIncr ) {
1137                                opExpr = new NameExpr( "?+=?" );
1138                        } else {
1139                                opExpr = new NameExpr( "?-=?" );
1140                        } // if
1141                        UntypedExpr *addAssign = new UntypedExpr( opExpr );
1142                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
1143                                addAssign->get_args().push_back( address->get_arg() );
1144                        } else {
1145                                addAssign->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1146                        } // if
1147                        addAssign->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( polyType ) ) );
1148                        addAssign->get_results().front() = appExpr->get_results().front()->clone();
1149                        if ( appExpr->get_env() ) {
1150                                addAssign->set_env( appExpr->get_env() );
1151                                appExpr->set_env( 0 );
1152                        } // if
1153                        appExpr->get_args().clear();
1154                        delete appExpr;
1155                        return addAssign;
1156                }
1157
1158                Expression *Pass1::handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr ) {
1159                        if ( VariableExpr *varExpr = dynamic_cast< VariableExpr *>( appExpr->get_function() ) ) {
1160                                if ( varExpr->get_var()->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
1161                                        if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?[?]" ) {
1162                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
1163                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1164                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_results().front(), scopeTyVars, env );
1165                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_results().front(), scopeTyVars, env );
1166                                                assert( ! baseType1 || ! baseType2 ); // the arguments cannot both be polymorphic pointers
1167                                                UntypedExpr *ret = 0;
1168                                                if ( baseType1 || baseType2 ) { // one of the arguments is a polymorphic pointer
1169                                                        ret = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
1170                                                } // if
1171                                                if ( baseType1 ) {
1172                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1173                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1174                                                        multiply->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( baseType1 ) ) );
1175                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1176                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
1177                                                } else if ( baseType2 ) {
1178                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1179                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1180                                                        multiply->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( baseType2 ) ) );
1181                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
1182                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1183                                                } // if
1184                                                if ( baseType1 || baseType2 ) {
1185                                                        ret->get_results().push_front( appExpr->get_results().front()->clone() );
1186                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1187                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
1188                                                                appExpr->set_env( 0 );
1189                                                        } // if
1190                                                        appExpr->get_args().clear();
1191                                                        delete appExpr;
1192                                                        return ret;
1193                                                } // if
1194                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "*?" ) {
1195                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
1196                                                assert( ! appExpr->get_args().empty() );
1197                                                if ( isPolyType( appExpr->get_results().front(), scopeTyVars, env ) ) {
1198                                                        Expression *ret = appExpr->get_args().front();
1199                                                        delete ret->get_results().front();
1200                                                        ret->get_results().front() = appExpr->get_results().front()->clone();
1201                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1202                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
1203                                                                appExpr->set_env( 0 );
1204                                                        } // if
1205                                                        appExpr->get_args().clear();
1206                                                        delete appExpr;
1207                                                        return ret;
1208                                                } // if
1209                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?++" || varExpr->get_var()->get_name() == "?--" ) {
1210                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
1211                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
1212                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_results().front(), scopeTyVars, env ) ) {
1213                                                        Type *tempType = appExpr->get_results().front()->clone();
1214                                                        if ( env ) {
1215                                                                env->apply( tempType );
1216                                                        } // if
1217                                                        ObjectDecl *newObj = makeTemporary( tempType );
1218                                                        VariableExpr *tempExpr = new VariableExpr( newObj );
1219                                                        UntypedExpr *assignExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
1220                                                        assignExpr->get_args().push_back( tempExpr->clone() );
1221                                                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
1222                                                                assignExpr->get_args().push_back( address->get_arg()->clone() );
1223                                                        } else {
1224                                                                assignExpr->get_args().push_back( appExpr->get_args().front()->clone() );
1225                                                        } // if
1226                                                        CommaExpr *firstComma = new CommaExpr( assignExpr, makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "?++" ) );
1227                                                        return new CommaExpr( firstComma, tempExpr );
1228                                                } // if
1229                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "++?" || varExpr->get_var()->get_name() == "--?" ) {
1230                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
1231                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
1232                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_results().front(), scopeTyVars, env ) ) {
1233                                                        return makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "++?" );
1234                                                } // if
1235                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-?" ) {
1236                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
1237                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1238                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_results().front(), scopeTyVars, env );
1239                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_results().front(), scopeTyVars, env );
1240                                                if ( baseType1 && baseType2 ) {
1241                                                        UntypedExpr *divide = new UntypedExpr( new NameExpr( "?/?" ) );
1242                                                        divide->get_args().push_back( appExpr );
1243                                                        divide->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( baseType1 ) ) );
1244                                                        divide->get_results().push_front( appExpr->get_results().front()->clone() );
1245                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1246                                                                divide->set_env( appExpr->get_env() );
1247                                                                appExpr->set_env( 0 );
1248                                                        } // if
1249                                                        return divide;
1250                                                } else if ( baseType1 ) {
1251                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1252                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1253                                                        multiply->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( baseType1 ) ) );
1254                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
1255                                                } else if ( baseType2 ) {
1256                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1257                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1258                                                        multiply->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( baseType2 ) ) );
1259                                                        appExpr->get_args().front() = multiply;
1260                                                } // if
1261                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+=?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-=?" ) {
1262                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
1263                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1264                                                Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_results().front(), scopeTyVars, env );
1265                                                if ( baseType ) {
1266                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1267                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1268                                                        multiply->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( baseType ) ) );
1269                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
1270                                                } // if
1271                                        } // if
1272                                        return appExpr;
1273                                } // if
1274                        } // if
1275                        return 0;
1276                }
1277
1278                Expression *Pass1::mutate( ApplicationExpr *appExpr ) {
1279                        // std::cerr << "mutate appExpr: ";
1280                        // for ( TyVarMap::iterator i = scopeTyVars.begin(); i != scopeTyVars.end(); ++i ) {
1281                        //      std::cerr << i->first << " ";
1282                        // }
1283                        // std::cerr << "\n";
1284                        bool oldUseRetval = useRetval;
1285                        useRetval = false;
1286                        appExpr->get_function()->acceptMutator( *this );
1287                        mutateAll( appExpr->get_args(), *this );
1288                        useRetval = oldUseRetval;
1289
1290                        assert( ! appExpr->get_function()->get_results().empty() );
1291                        PointerType *pointer = dynamic_cast< PointerType *>( appExpr->get_function()->get_results().front() );
1292                        assert( pointer );
1293                        FunctionType *function = dynamic_cast< FunctionType *>( pointer->get_base() );
1294                        assert( function );
1295
1296                        if ( Expression *newExpr = handleIntrinsics( appExpr ) ) {
1297                                return newExpr;
1298                        } // if
1299
1300                        Expression *ret = appExpr;
1301
1302                        std::list< Expression *>::iterator arg = appExpr->get_args().begin();
1303                        std::list< Expression *>::iterator paramBegin = appExpr->get_args().begin();
1304
1305                        TyVarMap exprTyVars;
1306                        makeTyVarMap( function, exprTyVars );
1307                        ReferenceToType *polyRetType = isPolyRet( function );
1308
1309                        if ( polyRetType ) {
1310                                ret = addPolyRetParam( appExpr, function, polyRetType, arg );
1311                        } else if ( needsAdapter( function, scopeTyVars ) ) {
1312                                // std::cerr << "needs adapter: ";
1313                                // for ( TyVarMap::iterator i = scopeTyVars.begin(); i != scopeTyVars.end(); ++i ) {
1314                                //      std::cerr << i->first << " ";
1315                                // }
1316                                // std::cerr << "\n";
1317                                // change the application so it calls the adapter rather than the passed function
1318                                ret = applyAdapter( appExpr, function, arg, scopeTyVars );
1319                        } // if
1320                        arg = appExpr->get_args().begin();
1321
1322                        passTypeVars( appExpr, polyRetType, arg, exprTyVars );
1323                        addInferredParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
1324
1325                        arg = paramBegin;
1326
1327                        boxParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
1328
1329                        passAdapters( appExpr, function, exprTyVars );
1330
1331                        return ret;
1332                }
1333
1334                Expression *Pass1::mutate( UntypedExpr *expr ) {
1335                        if ( ! expr->get_results().empty() && isPolyType( expr->get_results().front(), scopeTyVars, env ) ) {
1336                                if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->get_function() ) ) {
1337                                        if ( name->get_name() == "*?" ) {
1338                                                Expression *ret = expr->get_args().front();
1339                                                expr->get_args().clear();
1340                                                delete expr;
1341                                                return ret->acceptMutator( *this );
1342                                        } // if
1343                                } // if
1344                        } // if
1345                        return PolyMutator::mutate( expr );
1346                }
1347
1348                Expression *Pass1::mutate( AddressExpr *addrExpr ) {
1349                        assert( ! addrExpr->get_arg()->get_results().empty() );
1350
1351                        bool needs = false;
1352                        if ( UntypedExpr *expr = dynamic_cast< UntypedExpr *>( addrExpr->get_arg() ) ) {
1353                                if ( ! expr->get_results().empty() && isPolyType( expr->get_results().front(), scopeTyVars, env ) ) {
1354                                        if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->get_function() ) ) {
1355                                                if ( name->get_name() == "*?" ) {
1356                                                        if ( ApplicationExpr * appExpr = dynamic_cast< ApplicationExpr * >( expr->get_args().front() ) ) {
1357                                                                assert( ! appExpr->get_function()->get_results().empty() );
1358                                                                PointerType *pointer = dynamic_cast< PointerType *>( appExpr->get_function()->get_results().front() );
1359                                                                assert( pointer );
1360                                                                FunctionType *function = dynamic_cast< FunctionType *>( pointer->get_base() );
1361                                                                assert( function );
1362                                                                needs = needsAdapter( function, scopeTyVars );
1363                                                        } // if
1364                                                } // if
1365                                        } // if
1366                                } // if
1367                        } // if
1368                        addrExpr->set_arg( mutateExpression( addrExpr->get_arg() ) );
1369                        if ( isPolyType( addrExpr->get_arg()->get_results().front(), scopeTyVars, env ) || needs ) {
1370                                Expression *ret = addrExpr->get_arg();
1371                                delete ret->get_results().front();
1372                                ret->get_results().front() = addrExpr->get_results().front()->clone();
1373                                addrExpr->set_arg( 0 );
1374                                delete addrExpr;
1375                                return ret;
1376                        } else {
1377                                return addrExpr;
1378                        } // if
1379                }
1380
1381                /// Wraps a function declaration in a new pointer-to-function variable expression
1382                VariableExpr *wrapFunctionDecl( DeclarationWithType *functionDecl ) {
1383                        // line below cloned from FixFunction.cc
1384                        ObjectDecl *functionObj = new ObjectDecl( functionDecl->get_name(), functionDecl->get_storageClass(), functionDecl->get_linkage(), 0,
1385                                                                  new PointerType( Type::Qualifiers(), functionDecl->get_type()->clone() ), 0 );
1386                        functionObj->set_mangleName( functionDecl->get_mangleName() );
1387                        return new VariableExpr( functionObj );
1388                }
1389               
1390                Statement * Pass1::mutate( ReturnStmt *returnStmt ) {
1391                        if ( retval && returnStmt->get_expr() ) {
1392                                assert( ! returnStmt->get_expr()->get_results().empty() );
1393                                // ***** Code Removal ***** After introducing a temporary variable for all return expressions, the following code appears superfluous.
1394                                // if ( returnStmt->get_expr()->get_results().front()->get_isLvalue() ) {
1395                                // by this point, a cast expr on a polymorphic return value is redundant
1396                                while ( CastExpr *castExpr = dynamic_cast< CastExpr *>( returnStmt->get_expr() ) ) {
1397                                        returnStmt->set_expr( castExpr->get_arg() );
1398                                        returnStmt->get_expr()->set_env( castExpr->get_env() );
1399                                        castExpr->set_env( 0 );
1400                                        castExpr->set_arg( 0 );
1401                                        delete castExpr;
1402                                } //while
1403
1404                                // find assignment operator for (polymorphic) return type
1405                                ApplicationExpr *assignExpr = 0;
1406                                if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType *>( retval->get_type() ) ) {
1407                                        // find assignment operator for type variable
1408                                        std::map< std::string, DeclarationWithType *>::const_iterator assignIter = assignOps.find( typeInst->get_name() );
1409                                        if ( assignIter == assignOps.end() ) {
1410                                                throw SemanticError( "Attempt to return dtype or ftype object in ", returnStmt->get_expr() );
1411                                        } // if
1412                                        assignExpr = new ApplicationExpr( new VariableExpr( assignIter->second ) );
1413                                } else if ( ReferenceToType *refType = dynamic_cast< ReferenceToType *>( retval->get_type() ) ) {
1414                                        // find assignment operator for generic type
1415                                        DeclarationWithType *functionDecl = scopedAssignOps.find( refType );
1416                                        if ( ! functionDecl ) {
1417                                                throw SemanticError( "Attempt to return dtype or ftype generic object in ", returnStmt->get_expr() );
1418                                        }
1419
1420                                        // wrap it up in an application expression
1421                                        assignExpr = new ApplicationExpr( wrapFunctionDecl( functionDecl ) );
1422                                        assignExpr->set_env( env->clone() );
1423
1424                                        // find each of its needed secondary assignment operators
1425                                        std::list< Expression* > &tyParams = refType->get_parameters();
1426                                        std::list< TypeDecl* > &forallParams = functionDecl->get_type()->get_forall();
1427                                        std::list< Expression* >::const_iterator tyIt = tyParams.begin();
1428                                        std::list< TypeDecl* >::const_iterator forallIt = forallParams.begin();
1429                                        for ( ; tyIt != tyParams.end() && forallIt != forallParams.end(); ++tyIt, ++forallIt ) {
1430                                                if ( (*forallIt)->get_kind() != TypeDecl::Any ) continue; // skip types with no assign op (ftype/dtype)
1431
1432                                                std::list< DeclarationWithType* > &asserts = (*forallIt)->get_assertions();
1433                                                assert( ! asserts.empty() && "Type param needs assignment operator assertion" );
1434                                                DeclarationWithType *actualDecl = asserts.front();
1435                                                TypeInstType *actualType = isTypeInstAssignment( actualDecl );
1436                                                assert( actualType && "First assertion of type with assertions should be assignment operator" );
1437                                                TypeExpr *formalTypeExpr = dynamic_cast< TypeExpr* >( *tyIt );
1438                                                assert( formalTypeExpr && "type parameters must be type expressions" );
1439                                                Type *formalType = formalTypeExpr->get_type();
1440                                                assignExpr->get_env()->add( actualType->get_name(), formalType );
1441                                               
1442                                                DeclarationWithType *assertAssign = 0;
1443                                                if ( TypeInstType *formalTypeInstType = dynamic_cast< TypeInstType* >( formalType ) ) {
1444                                                        std::map< std::string, DeclarationWithType *>::const_iterator assertAssignIt = assignOps.find( formalTypeInstType->get_name() );
1445                                                        if ( assertAssignIt == assignOps.end() ) {
1446                                                                throw SemanticError( "No assignment operation found for ", formalTypeInstType );
1447                                                        }
1448                                                        assertAssign = assertAssignIt->second;
1449                                                } else {
1450                                                        assertAssign = scopedAssignOps.find( formalType );
1451                                                        if ( ! assertAssign ) {
1452                                                                throw SemanticError( "No assignment operation found for ", formalType );
1453                                                        }
1454                                                }
1455                                               
1456
1457                                                assignExpr->get_inferParams()[ actualDecl->get_uniqueId() ]
1458                                                        = ParamEntry( assertAssign->get_uniqueId(), assertAssign->get_type()->clone(), actualDecl->get_type()->clone(), wrapFunctionDecl( assertAssign ) );
1459                                        }
1460                                }
1461                                assert( assignExpr );
1462
1463                                // replace return statement with appropriate assignment to out parameter
1464                                Expression *retParm = new NameExpr( retval->get_name() );
1465                                retParm->get_results().push_back( new PointerType( Type::Qualifiers(), retval->get_type()->clone() ) );
1466                                assignExpr->get_args().push_back( retParm );
1467                                assignExpr->get_args().push_back( returnStmt->get_expr() );
1468                                stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, mutateExpression( assignExpr ) ) );
1469                                // } else {
1470                                //      useRetval = true;
1471                                //      stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, mutateExpression( returnStmt->get_expr() ) ) );
1472                                //      useRetval = false;
1473                                // } // if
1474                                returnStmt->set_expr( 0 );
1475                        } else {
1476                                returnStmt->set_expr( mutateExpression( returnStmt->get_expr() ) );
1477                        } // if
1478                        return returnStmt;
1479                }
1480
1481                Type * Pass1::mutate( PointerType *pointerType ) {
1482                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1483                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1484
1485                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1486
1487                        scopeTyVars = oldtyVars;
1488                        return ret;
1489                }
1490
1491                Type * Pass1::mutate( FunctionType *functionType ) {
1492                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1493                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
1494
1495                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
1496
1497                        scopeTyVars = oldtyVars;
1498                        return ret;
1499                }
1500
1501                void Pass1::doBeginScope() {
1502                        adapters.beginScope();
1503                        scopedAssignOps.beginScope();
1504                }
1505
1506                void Pass1::doEndScope() {
1507                        adapters.endScope();
1508                        scopedAssignOps.endScope();
1509                }
1510
1511////////////////////////////////////////// Pass2 ////////////////////////////////////////////////////
1512
1513                void Pass2::addAdapters( FunctionType *functionType ) {
1514                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
1515                        std::list< FunctionType *> functions;
1516                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
1517                                Type *orig = (*arg)->get_type();
1518                                findAndReplaceFunction( orig, functions, scopeTyVars, needsAdapter );
1519                                (*arg)->set_type( orig );
1520                        }
1521                        std::set< std::string > adaptersDone;
1522                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
1523                                std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
1524                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
1525                                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
1526                                        paramList.push_front( new ObjectDecl( adapterName, DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), 0 ) );
1527                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
1528                                }
1529                        }
1530//  deleteAll( functions );
1531                }
1532
1533                template< typename DeclClass >
1534                DeclClass * Pass2::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
1535                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Mutator::mutate( decl ) );
1536
1537                        return ret;
1538                }
1539
1540                DeclarationWithType * Pass2::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1541                        return handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
1542                }
1543
1544                ObjectDecl * Pass2::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1545                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
1546                }
1547
1548                TypeDecl * Pass2::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1549                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
1550                        if ( typeDecl->get_base() ) {
1551                                return handleDecl( typeDecl, typeDecl->get_base() );
1552                        } else {
1553                                return Mutator::mutate( typeDecl );
1554                        }
1555                }
1556
1557                TypedefDecl * Pass2::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1558                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
1559                }
1560
1561                Type * Pass2::mutate( PointerType *pointerType ) {
1562                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1563                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1564
1565                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1566
1567                        scopeTyVars = oldtyVars;
1568                        return ret;
1569                }
1570
1571                Type *Pass2::mutate( FunctionType *funcType ) {
1572                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1573                        makeTyVarMap( funcType, scopeTyVars );
1574
1575                        // move polymorphic return type to parameter list
1576                        if ( isPolyRet( funcType ) ) {
1577                                DeclarationWithType *ret = funcType->get_returnVals().front();
1578                                ret->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), ret->get_type() ) );
1579                                funcType->get_parameters().push_front( ret );
1580                                funcType->get_returnVals().pop_front();
1581                        }
1582
1583                        // add size/align and assertions for type parameters to parameter list
1584                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator last = funcType->get_parameters().begin();
1585                        std::list< DeclarationWithType *> inferredParams;
1586                        ObjectDecl newObj( "", DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), 0 );
1587                        ObjectDecl newPtr( "", DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0,
1588                                           new PointerType( Type::Qualifiers(), new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ) ), 0 );
1589//   ObjectDecl *newFunPtr = new ObjectDecl( "", DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) ), 0 );
1590                        for ( std::list< TypeDecl *>::const_iterator tyParm = funcType->get_forall().begin(); tyParm != funcType->get_forall().end(); ++tyParm ) {
1591                                ObjectDecl *sizeParm, *alignParm;
1592                                // add all size and alignment parameters to parameter list
1593                                if ( (*tyParm)->get_kind() == TypeDecl::Any ) {
1594                                        TypeInstType parmType( Type::Qualifiers(), (*tyParm)->get_name(), *tyParm );
1595
1596                                        sizeParm = newObj.clone();
1597                                        sizeParm->set_name( sizeofName( &parmType ) );
1598                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1599                                        ++last;
1600
1601                                        alignParm = newObj.clone();
1602                                        alignParm->set_name( alignofName( &parmType ) );
1603                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1604                                        ++last;
1605                                }
1606                                // move all assertions into parameter list
1607                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyParm)->get_assertions().begin(); assert != (*tyParm)->get_assertions().end(); ++assert ) {
1608//      *assert = (*assert)->acceptMutator( *this );
1609                                        inferredParams.push_back( *assert );
1610                                }
1611                                (*tyParm)->get_assertions().clear();
1612                        }
1613
1614                        // add size/align for generic parameter types to parameter list
1615                        std::set< std::string > seenTypes; // sizeofName for generic types we've seen
1616                        for ( std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = last; fnParm != funcType->get_parameters().end(); ++fnParm ) {
1617                                Type *polyBase = hasPolyBase( (*fnParm)->get_type(), scopeTyVars );
1618                                if ( polyBase && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyBase ) ) {
1619                                        std::string sizeName = sizeofName( polyBase );
1620                                        if ( seenTypes.count( sizeName ) ) continue;
1621
1622                                        ObjectDecl *sizeParm, *alignParm, *offsetParm;
1623                                        sizeParm = newObj.clone();
1624                                        sizeParm->set_name( sizeName );
1625                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1626                                        ++last;
1627
1628                                        alignParm = newObj.clone();
1629                                        alignParm->set_name( alignofName( polyBase ) );
1630                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1631                                        ++last;
1632
1633                                        if ( dynamic_cast< StructInstType* >( polyBase ) ) {
1634                                                offsetParm = newPtr.clone();
1635                                                offsetParm->set_name( offsetofName( polyBase ) );
1636                                                last = funcType->get_parameters().insert( last, offsetParm );
1637                                                ++last;
1638                                        }
1639
1640                                        seenTypes.insert( sizeName );
1641                                }
1642                        }
1643
1644                        // splice assertion parameters into parameter list
1645                        funcType->get_parameters().splice( last, inferredParams );
1646                        addAdapters( funcType );
1647                        mutateAll( funcType->get_returnVals(), *this );
1648                        mutateAll( funcType->get_parameters(), *this );
1649
1650                        scopeTyVars = oldtyVars;
1651                        return funcType;
1652                }
1653
1654//////////////////////////////////////// GenericInstantiator //////////////////////////////////////////////////
1655
1656                /// Makes substitutions of params into baseParams; returns true if all parameters substituted for a concrete type
1657                bool makeSubstitutions( const std::list< TypeDecl* >& baseParams, const std::list< Expression* >& params, std::list< TypeExpr* >& out ) {
1658                        bool allConcrete = true;  // will finish the substitution list even if they're not all concrete
1659
1660                        // substitute concrete types for given parameters, and incomplete types for placeholders
1661                        std::list< TypeDecl* >::const_iterator baseParam = baseParams.begin();
1662                        std::list< Expression* >::const_iterator param = params.begin();
1663                        for ( ; baseParam != baseParams.end() && param != params.end(); ++baseParam, ++param ) {
1664        //                      switch ( (*baseParam)->get_kind() ) {
1665        //                      case TypeDecl::Any: {   // any type is a valid substitution here; complete types can be used to instantiate generics
1666                                        TypeExpr *paramType = dynamic_cast< TypeExpr* >( *param );
1667                                        assert(paramType && "Aggregate parameters should be type expressions");
1668                                        out.push_back( paramType->clone() );
1669                                        // check that the substituted type isn't a type variable itself
1670                                        if ( dynamic_cast< TypeInstType* >( paramType->get_type() ) ) {
1671                                                allConcrete = false;
1672                                        }
1673        //                              break;
1674        //                      }
1675        //                      case TypeDecl::Dtype:  // dtype can be consistently replaced with void [only pointers, which become void*]
1676        //                              out.push_back( new TypeExpr( new VoidType( Type::Qualifiers() ) ) );
1677        //                              break;
1678        //                      case TypeDecl::Ftype:  // pointer-to-ftype can be consistently replaced with void (*)(void) [similar to dtype]
1679        //                              out.push_back( new TypeExpr( new FunctionType( Type::Qualifiers(), false ) ) );
1680        //                              break;
1681        //                      }
1682                        }
1683
1684                        // if any parameters left over, not done
1685                        if ( baseParam != baseParams.end() ) return false;
1686        //              // if not enough parameters given, substitute remaining incomplete types for placeholders
1687        //              for ( ; baseParam != baseParams.end(); ++baseParam ) {
1688        //                      switch ( (*baseParam)->get_kind() ) {
1689        //                      case TypeDecl::Any:    // no more substitutions here, fail early
1690        //                              return false;
1691        //                      case TypeDecl::Dtype:  // dtype can be consistently replaced with void [only pointers, which become void*]
1692        //                              out.push_back( new TypeExpr( new VoidType( Type::Qualifiers() ) ) );
1693        //                              break;
1694        //                      case TypeDecl::Ftype:  // pointer-to-ftype can be consistently replaced with void (*)(void) [similar to dtype]
1695        //                              out.push_back( new TypeExpr( new FunctionType( Type::Qualifiers(), false ) ) );
1696        //                              break;
1697        //                      }
1698        //              }
1699
1700                        return allConcrete;
1701                }
1702
1703                /// Substitutes types of members of in according to baseParams => typeSubs, appending the result to out
1704                void substituteMembers( const std::list< Declaration* >& in, const std::list< TypeDecl* >& baseParams, const std::list< TypeExpr* >& typeSubs,
1705                                                                std::list< Declaration* >& out ) {
1706                        // substitute types into new members
1707                        TypeSubstitution subs( baseParams.begin(), baseParams.end(), typeSubs.begin() );
1708                        for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = in.begin(); member != in.end(); ++member ) {
1709                                Declaration *newMember = (*member)->clone();
1710                                subs.apply(newMember);
1711                                out.push_back( newMember );
1712                        }
1713                }
1714
1715                Type* GenericInstantiator::mutate( StructInstType *inst ) {
1716                        // mutate subtypes
1717                        Type *mutated = Mutator::mutate( inst );
1718                        inst = dynamic_cast< StructInstType* >( mutated );
1719                        if ( ! inst ) return mutated;
1720
1721                        // exit early if no need for further mutation
1722                        if ( inst->get_parameters().empty() ) return inst;
1723                        assert( inst->get_baseParameters() && "Base struct has parameters" );
1724
1725                        // check if type can be concretely instantiated; put substitutions into typeSubs
1726                        std::list< TypeExpr* > typeSubs;
1727                        if ( ! makeSubstitutions( *inst->get_baseParameters(), inst->get_parameters(), typeSubs ) ) {
1728                                deleteAll( typeSubs );
1729                                return inst;
1730                        }
1731
1732                        // make concrete instantiation of generic type
1733                        StructDecl *concDecl = lookup( inst, typeSubs );
1734                        if ( ! concDecl ) {
1735                                // set concDecl to new type, insert type declaration into statements to add
1736                                concDecl = new StructDecl( typeNamer.newName( inst->get_name() ) );
1737                                substituteMembers( inst->get_baseStruct()->get_members(), *inst->get_baseParameters(), typeSubs,        concDecl->get_members() );
1738                                DeclMutator::addDeclaration( concDecl );
1739                                insert( inst, typeSubs, concDecl );
1740                        }
1741                        StructInstType *newInst = new StructInstType( inst->get_qualifiers(), concDecl->get_name() );
1742                        newInst->set_baseStruct( concDecl );
1743
1744                        deleteAll( typeSubs );
1745                        delete inst;
1746                        return newInst;
1747                }
1748
1749                Type* GenericInstantiator::mutate( UnionInstType *inst ) {
1750                        // mutate subtypes
1751                        Type *mutated = Mutator::mutate( inst );
1752                        inst = dynamic_cast< UnionInstType* >( mutated );
1753                        if ( ! inst ) return mutated;
1754
1755                        // exit early if no need for further mutation
1756                        if ( inst->get_parameters().empty() ) return inst;
1757                        assert( inst->get_baseParameters() && "Base union has parameters" );
1758
1759                        // check if type can be concretely instantiated; put substitutions into typeSubs
1760                        std::list< TypeExpr* > typeSubs;
1761                        if ( ! makeSubstitutions( *inst->get_baseParameters(), inst->get_parameters(), typeSubs ) ) {
1762                                deleteAll( typeSubs );
1763                                return inst;
1764                        }
1765
1766                        // make concrete instantiation of generic type
1767                        UnionDecl *concDecl = lookup( inst, typeSubs );
1768                        if ( ! concDecl ) {
1769                                // set concDecl to new type, insert type declaration into statements to add
1770                                concDecl = new UnionDecl( typeNamer.newName( inst->get_name() ) );
1771                                substituteMembers( inst->get_baseUnion()->get_members(), *inst->get_baseParameters(), typeSubs, concDecl->get_members() );
1772                                DeclMutator::addDeclaration( concDecl );
1773                                insert( inst, typeSubs, concDecl );
1774                        }
1775                        UnionInstType *newInst = new UnionInstType( inst->get_qualifiers(), concDecl->get_name() );
1776                        newInst->set_baseUnion( concDecl );
1777
1778                        deleteAll( typeSubs );
1779                        delete inst;
1780                        return newInst;
1781                }
1782
1783        //      /// Gets the base struct or union declaration for a member expression; NULL if not applicable
1784        //      AggregateDecl* getMemberBaseDecl( MemberExpr *memberExpr ) {
1785        //              // get variable for member aggregate
1786        //              VariableExpr *varExpr = dynamic_cast< VariableExpr* >( memberExpr->get_aggregate() );
1787        //              if ( ! varExpr ) return NULL;
1788        //
1789        //              // get object for variable
1790        //              ObjectDecl *objectDecl = dynamic_cast< ObjectDecl* >( varExpr->get_var() );
1791        //              if ( ! objectDecl ) return NULL;
1792        //
1793        //              // get base declaration from object type
1794        //              Type *objectType = objectDecl->get_type();
1795        //              StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( objectType );
1796        //              if ( structType ) return structType->get_baseStruct();
1797        //              UnionInstType *unionType = dynamic_cast< UnionInstType* >( objectType );
1798        //              if ( unionType ) return unionType->get_baseUnion();
1799        //
1800        //              return NULL;
1801        //      }
1802        //
1803        //      /// Finds the declaration with the given name, returning decls.end() if none such
1804        //      std::list< Declaration* >::const_iterator findDeclNamed( const std::list< Declaration* > &decls, const std::string &name ) {
1805        //              for( std::list< Declaration* >::const_iterator decl = decls.begin(); decl != decls.end(); ++decl ) {
1806        //                      if ( (*decl)->get_name() == name ) return decl;
1807        //              }
1808        //              return decls.end();
1809        //      }
1810        //
1811        //      Expression* Instantiate::mutate( MemberExpr *memberExpr ) {
1812        //              // mutate, exiting early if no longer MemberExpr
1813        //              Expression *expr = Mutator::mutate( memberExpr );
1814        //              memberExpr = dynamic_cast< MemberExpr* >( expr );
1815        //              if ( ! memberExpr ) return expr;
1816        //
1817        //              // get declaration of member and base declaration of member, exiting early if not found
1818        //              AggregateDecl *memberBase = getMemberBaseDecl( memberExpr );
1819        //              if ( ! memberBase ) return memberExpr;
1820        //              DeclarationWithType *memberDecl = memberExpr->get_member();
1821        //              std::list< Declaration* >::const_iterator baseIt = findDeclNamed( memberBase->get_members(), memberDecl->get_name() );
1822        //              if ( baseIt == memberBase->get_members().end() ) return memberExpr;
1823        //              DeclarationWithType *baseDecl = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *baseIt );
1824        //              if ( ! baseDecl ) return memberExpr;
1825        //
1826        //              // check if stated type of the member is not the type of the member's declaration; if so, need a cast
1827        //              // this *SHOULD* be safe, I don't think anything but the void-replacements I put in for dtypes would make it past the typechecker
1828        //              SymTab::Indexer dummy;
1829        //              if ( ResolvExpr::typesCompatible( memberDecl->get_type(), baseDecl->get_type(), dummy ) ) return memberExpr;
1830        //              else return new CastExpr( memberExpr, memberDecl->get_type() );
1831        //      }
1832
1833                void GenericInstantiator::doBeginScope() {
1834                        DeclMutator::doBeginScope();
1835                        instantiations.beginScope();
1836                }
1837
1838                void GenericInstantiator::doEndScope() {
1839                        DeclMutator::doEndScope();
1840                        instantiations.endScope();
1841                }
1842
1843////////////////////////////////////////// MemberExprFixer ////////////////////////////////////////////////////
1844
1845                template< typename DeclClass >
1846                DeclClass * MemberExprFixer::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
1847                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1848                        makeTyVarMap( type, scopeTyVars );
1849
1850                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Mutator::mutate( decl ) );
1851
1852                        scopeTyVars = oldtyVars;
1853                        return ret;
1854                }
1855
1856                ObjectDecl * MemberExprFixer::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1857                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
1858                }
1859
1860                DeclarationWithType * MemberExprFixer::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1861                        return handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
1862                }
1863
1864                TypedefDecl * MemberExprFixer::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1865                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
1866                }
1867
1868                TypeDecl * MemberExprFixer::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1869                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
1870                        return Mutator::mutate( typeDecl );
1871                }
1872
1873                Type * MemberExprFixer::mutate( PointerType *pointerType ) {
1874                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1875                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1876
1877                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1878
1879                        scopeTyVars = oldtyVars;
1880                        return ret;
1881                }
1882
1883                Type * MemberExprFixer::mutate( FunctionType *functionType ) {
1884                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
1885                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
1886
1887                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
1888
1889                        scopeTyVars = oldtyVars;
1890                        return ret;
1891                }
1892
1893                Statement *MemberExprFixer::mutate( DeclStmt *declStmt ) {
1894                        if ( ObjectDecl *objectDecl = dynamic_cast< ObjectDecl *>( declStmt->get_decl() ) ) {
1895                                if ( isPolyType( objectDecl->get_type(), scopeTyVars ) ) {
1896                                        // change initialization of a polymorphic value object
1897                                        // to allocate storage with alloca
1898                                        Type *declType = objectDecl->get_type();
1899                                        UntypedExpr *alloc = new UntypedExpr( new NameExpr( "__builtin_alloca" ) );
1900                                        alloc->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( declType ) ) );
1901
1902                                        delete objectDecl->get_init();
1903
1904                                        std::list<Expression*> designators;
1905                                        objectDecl->set_init( new SingleInit( alloc, designators ) );
1906                                }
1907                        }
1908                        return Mutator::mutate( declStmt );
1909                }
1910
1911                /// Finds the member in the base list that matches the given declaration; returns its index, or -1 if not present
1912                long findMember( DeclarationWithType *memberDecl, std::list< Declaration* > &baseDecls ) {
1913                        long i = 0;
1914                        for(std::list< Declaration* >::const_iterator decl = baseDecls.begin(); decl != baseDecls.end(); ++decl, ++i ) {
1915                                if ( memberDecl->get_name() != (*decl)->get_name() ) continue;
1916
1917                                if ( DeclarationWithType *declWithType = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *decl ) ) {
1918                                        if ( memberDecl->get_mangleName().empty() || declWithType->get_mangleName().empty()
1919                                             || memberDecl->get_mangleName() == declWithType->get_mangleName() ) return i;
1920                                        else continue;
1921                                } else return i;
1922                        }
1923                        return -1;
1924                }
1925
1926                /// Returns an index expression into the offset array for a type
1927                Expression *makeOffsetIndex( Type *objectType, long i ) {
1928                        std::stringstream offset_namer;
1929                        offset_namer << i;
1930                        ConstantExpr *fieldIndex = new ConstantExpr( Constant( new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), offset_namer.str() ) );
1931                        UntypedExpr *fieldOffset = new UntypedExpr( new NameExpr( "?[?]" ) );
1932                        fieldOffset->get_args().push_back( new NameExpr( offsetofName( objectType ) ) );
1933                        fieldOffset->get_args().push_back( fieldIndex );
1934                        return fieldOffset;
1935                }
1936
1937                /// Returns an expression dereferenced n times
1938                Expression *makeDerefdVar( Expression *derefdVar, long n ) {
1939                        for ( int i = 1; i < n; ++i ) {
1940                                UntypedExpr *derefExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
1941                                derefExpr->get_args().push_back( derefdVar );
1942                                derefdVar = derefExpr;
1943                        }
1944                        return derefdVar;
1945                }
1946               
1947                Expression *MemberExprFixer::mutate( MemberExpr *memberExpr ) {
1948                        // mutate, exiting early if no longer MemberExpr
1949                        Expression *expr = Mutator::mutate( memberExpr );
1950                        memberExpr = dynamic_cast< MemberExpr* >( expr );
1951                        if ( ! memberExpr ) return expr;
1952
1953                        // get declaration for base struct, exiting early if not found
1954                        int varDepth;
1955                        VariableExpr *varExpr = getBaseVar( memberExpr->get_aggregate(), &varDepth );
1956                        if ( ! varExpr ) return memberExpr;
1957                        ObjectDecl *objectDecl = dynamic_cast< ObjectDecl* >( varExpr->get_var() );
1958                        if ( ! objectDecl ) return memberExpr;
1959
1960                        // only mutate member expressions for polymorphic types
1961                        int tyDepth;
1962                        Type *objectType = hasPolyBase( objectDecl->get_type(), scopeTyVars, &tyDepth );
1963                        if ( ! objectType ) return memberExpr;
1964
1965                        Expression *newMemberExpr = 0;
1966                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( objectType ) ) {
1967                                // look up offset index
1968                                long i = findMember( memberExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
1969                                if ( i == -1 ) return memberExpr;
1970
1971                                // replace member expression with pointer to base plus offset
1972                                UntypedExpr *fieldLoc = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
1973                                fieldLoc->get_args().push_back( makeDerefdVar( varExpr->clone(), varDepth ) );
1974                                fieldLoc->get_args().push_back( makeOffsetIndex( objectType, i ) );
1975                                newMemberExpr = fieldLoc;
1976                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( objectType ) ) {
1977                                // union members are all at offset zero, so build appropriately-dereferenced variable
1978                                newMemberExpr = makeDerefdVar( varExpr->clone(), varDepth );
1979                        } else return memberExpr;
1980                        assert( newMemberExpr );
1981
1982                        Type *memberType = memberExpr->get_member()->get_type();
1983                        if ( ! isPolyType( memberType, scopeTyVars ) ) {
1984                                // 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
1985                                CastExpr *ptrCastExpr = new CastExpr( newMemberExpr, new PointerType( Type::Qualifiers(), memberType->clone() ) );
1986                                UntypedExpr *derefExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
1987                                derefExpr->get_args().push_back( ptrCastExpr );
1988                                newMemberExpr = derefExpr;
1989                        }
1990
1991                        delete memberExpr;
1992                        return newMemberExpr;
1993                }
1994
1995                Expression *MemberExprFixer::mutate( OffsetofExpr *offsetofExpr ) {
1996                        // mutate, exiting early if no longer OffsetofExpr
1997                        Expression *expr = Mutator::mutate( offsetofExpr );
1998                        offsetofExpr = dynamic_cast< OffsetofExpr* >( expr );
1999                        if ( ! offsetofExpr ) return expr;
2000
2001                        // only mutate expressions for polymorphic structs/unions
2002                        Type *ty = isPolyType( offsetofExpr->get_type(), scopeTyVars );
2003                        if ( ! ty ) return offsetofExpr;
2004
2005                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( ty ) ) {
2006                                // replace offsetof expression by index into offset array
2007                                long i = findMember( offsetofExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
2008                                if ( i == -1 ) return offsetofExpr;
2009
2010                                Expression *offsetInd = makeOffsetIndex( ty, i );
2011                                delete offsetofExpr;
2012                                return offsetInd;
2013                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( ty ) ) {
2014                                // all union members are at offset zero
2015                                delete offsetofExpr;
2016                                return new ConstantExpr( Constant( new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), std::string("0") ) );
2017                        } else return offsetofExpr;
2018                }
2019
2020////////////////////////////////////////// Pass3 ////////////////////////////////////////////////////
2021
2022                template< typename DeclClass >
2023                DeclClass * Pass3::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
2024                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
2025                        makeTyVarMap( type, scopeTyVars );
2026
2027                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Mutator::mutate( decl ) );
2028                        ScrubTyVars::scrub( decl, scopeTyVars );
2029
2030                        scopeTyVars = oldtyVars;
2031                        return ret;
2032                }
2033
2034                ObjectDecl * Pass3::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
2035                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
2036                }
2037
2038                DeclarationWithType * Pass3::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
2039                        return handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
2040                }
2041
2042                TypedefDecl * Pass3::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
2043                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
2044                }
2045
2046                TypeDecl * Pass3::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
2047//   Initializer *init = 0;
2048//   std::list< Expression *> designators;
2049//   scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
2050//   if ( typeDecl->get_base() ) {
2051//     init = new SimpleInit( new SizeofExpr( handleDecl( typeDecl, typeDecl->get_base() ) ), designators );
2052//   }
2053//   return new ObjectDecl( typeDecl->get_name(), Declaration::Extern, LinkageSpec::C, 0, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::UnsignedInt ), init );
2054
2055                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
2056                        return Mutator::mutate( typeDecl );
2057                }
2058
2059                Type * Pass3::mutate( PointerType *pointerType ) {
2060                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
2061                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
2062
2063                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
2064
2065                        scopeTyVars = oldtyVars;
2066                        return ret;
2067                }
2068
2069                Type * Pass3::mutate( FunctionType *functionType ) {
2070                        TyVarMap oldtyVars = scopeTyVars;
2071                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
2072
2073                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
2074
2075                        scopeTyVars = oldtyVars;
2076                        return ret;
2077                }
2078        } // anonymous namespace
2079} // namespace GenPoly
2080
2081// Local Variables: //
2082// tab-width: 4 //
2083// mode: c++ //
2084// compile-command: "make install" //
2085// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.