source: src/GenPoly/Box.cc @ 8c49c0e

aaron-thesisarm-ehcleanup-dtorsdeferred_resndemanglerenumforall-pointer-decayjacob/cs343-translationjenkins-sandboxnew-astnew-ast-unique-exprnew-envno_listpersistent-indexerresolv-newwith_gc
Last change on this file since 8c49c0e was 8c49c0e, checked in by Rob Schluntz <rschlunt@…>, 6 years ago

decouple code that uses Type's forall list from std::list in preparation for trying to replace with a managed list

  • Property mode set to 100644
File size: 96.1 KB
Line 
1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2015 University of Waterloo
3//
4// The contents of this file are covered under the licence agreement in the
5// file "LICENCE" distributed with Cforall.
6//
7// Box.cc --
8//
9// Author           : Richard C. Bilson
10// Created On       : Mon May 18 07:44:20 2015
11// Last Modified By : Peter A. Buhr
12// Last Modified On : Wed Jun 29 21:43:03 2016
13// Update Count     : 296
14//
15
16#include <algorithm>
17#include <iterator>
18#include <list>
19#include <map>
20#include <set>
21#include <stack>
22#include <string>
23#include <utility>
24#include <vector>
25#include <cassert>
26
27#include "Box.h"
28#include "DeclMutator.h"
29#include "PolyMutator.h"
30#include "FindFunction.h"
31#include "ScopedSet.h"
32#include "ScrubTyVars.h"
33
34#include "Parser/ParseNode.h"
35
36#include "SynTree/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/ScopedMap.h"
53#include "Common/SemanticError.h"
54#include "Common/UniqueName.h"
55#include "Common/utility.h"
56
57#include <ext/functional> // temporary
58
59namespace GenPoly {
60        namespace {
61                const std::list<Label> noLabels;
62
63                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars );
64
65                /// Adds layout-generation functions to polymorphic types
66                class LayoutFunctionBuilder : public DeclMutator {
67                        unsigned int functionNesting;  // current level of nested functions
68                public:
69                        LayoutFunctionBuilder() : functionNesting( 0 ) {}
70
71                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl );
72                        virtual Declaration *mutate( StructDecl *structDecl );
73                        virtual Declaration *mutate( UnionDecl *unionDecl );
74                };
75
76                /// 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
77                class Pass1 : public PolyMutator {
78                  public:
79                        Pass1();
80                        virtual Expression *mutate( ApplicationExpr *appExpr );
81                        virtual Expression *mutate( AddressExpr *addrExpr );
82                        virtual Expression *mutate( UntypedExpr *expr );
83                        virtual DeclarationWithType* mutate( FunctionDecl *functionDecl );
84                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *typeDecl );
85                        virtual Expression *mutate( CommaExpr *commaExpr );
86                        virtual Expression *mutate( ConditionalExpr *condExpr );
87                        virtual Statement * mutate( ReturnStmt *returnStmt );
88                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
89                        virtual Type * mutate( FunctionType *functionType );
90
91                        virtual void doBeginScope();
92                        virtual void doEndScope();
93                  private:
94                        /// Pass the extra type parameters from polymorphic generic arguments or return types into a function application
95                        void passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes );
96                        /// passes extra type parameters into a polymorphic function application
97                        void passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, ReferenceToType *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
98                        /// wraps a function application with a new temporary for the out-parameter return value
99                        Expression *addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
100                        /// Replaces all the type parameters of a generic type with their concrete equivalents under the current environment
101                        void replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params );
102                        /// Replaces a polymorphic type with its concrete equivalant under the current environment (returns itself if concrete).
103                        /// If `doClone` is set to false, will not clone interior types
104                        Type *replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone = true );
105                        /// wraps a function application returning a polymorphic type with a new temporary for the out-parameter return value
106                        Expression *addDynRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, ReferenceToType *polyType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
107                        Expression *applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
108                        void boxParam( Type *formal, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars );
109                        void boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
110                        void addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars );
111                        /// Stores assignment operators from assertion list in local map of assignment operations
112                        void findTypeOps( const Type::ForallList &forall );
113                        void passAdapters( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, const TyVarMap &exprTyVars );
114                        FunctionDecl *makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars );
115                        /// Replaces intrinsic operator functions with their arithmetic desugaring
116                        Expression *handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr );
117                        /// Inserts a new temporary variable into the current scope with an auto-generated name
118                        ObjectDecl *makeTemporary( Type *type );
119
120                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* > assignOps;    ///< Currently known type variable assignment operators
121                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* > ctorOps;      ///< Currently known type variable constructors
122                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* > copyOps;      ///< Currently known type variable copy constructors
123                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* > dtorOps;      ///< Currently known type variable destructors
124                        ResolvExpr::TypeMap< DeclarationWithType > scopedAssignOps;  ///< Currently known assignment operators
125                        ResolvExpr::TypeMap< DeclarationWithType > scopedCtorOps;    ///< Currently known assignment operators
126                        ResolvExpr::TypeMap< DeclarationWithType > scopedCopyOps;    ///< Currently known assignment operators
127                        ResolvExpr::TypeMap< DeclarationWithType > scopedDtorOps;    ///< Currently known assignment operators
128                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* > adapters;     ///< Set of adapter functions in the current scope
129
130                        DeclarationWithType *retval;
131                        bool useRetval;
132                        UniqueName tempNamer;
133                };
134
135                /// * Moves polymorphic returns in function types to pointer-type parameters
136                /// * adds type size and assertion parameters to parameter lists
137                class Pass2 : public PolyMutator {
138                  public:
139                        template< typename DeclClass >
140                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
141                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl );
142                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl );
143                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *typeDecl );
144                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *typedefDecl );
145                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
146                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType );
147
148                  private:
149                        void addAdapters( FunctionType *functionType );
150
151                        std::map< UniqueId, std::string > adapterName;
152                };
153
154                /// Replaces member and size/align/offsetof expressions on polymorphic generic types with calculated expressions.
155                /// * Replaces member expressions for polymorphic types with calculated add-field-offset-and-dereference
156                /// * Calculates polymorphic offsetof expressions from offset array
157                /// * Inserts dynamic calculation of polymorphic type layouts where needed
158                class PolyGenericCalculator : public PolyMutator {
159                public:
160                        typedef PolyMutator Parent;
161                        using Parent::mutate;
162
163                        template< typename DeclClass >
164                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
165                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl );
166                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl );
167                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *objectDecl );
168                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *objectDecl );
169                        virtual Statement *mutate( DeclStmt *declStmt );
170                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
171                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType );
172                        virtual Expression *mutate( MemberExpr *memberExpr );
173                        virtual Expression *mutate( SizeofExpr *sizeofExpr );
174                        virtual Expression *mutate( AlignofExpr *alignofExpr );
175                        virtual Expression *mutate( OffsetofExpr *offsetofExpr );
176                        virtual Expression *mutate( OffsetPackExpr *offsetPackExpr );
177
178                        virtual void doBeginScope();
179                        virtual void doEndScope();
180
181                private:
182                        /// Makes a new variable in the current scope with the given name, type & optional initializer
183                        ObjectDecl *makeVar( const std::string &name, Type *type, Initializer *init = 0 );
184                        /// returns true if the type has a dynamic layout; such a layout will be stored in appropriately-named local variables when the function returns
185                        bool findGeneric( Type *ty );
186                        /// adds type parameters to the layout call; will generate the appropriate parameters if needed
187                        void addOtypeParamsToLayoutCall( UntypedExpr *layoutCall, const std::list< Type* > &otypeParams );
188
189                        /// Enters a new scope for type-variables, adding the type variables from ty
190                        void beginTypeScope( Type *ty );
191                        /// Exits the type-variable scope
192                        void endTypeScope();
193
194                        ScopedSet< std::string > knownLayouts;          ///< Set of generic type layouts known in the current scope, indexed by sizeofName
195                        ScopedSet< std::string > knownOffsets;          ///< Set of non-generic types for which the offset array exists in the current scope, indexed by offsetofName
196                };
197
198                /// 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
199                class Pass3 : public PolyMutator {
200                  public:
201                        template< typename DeclClass >
202                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
203                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl );
204                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl );
205                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *objectDecl );
206                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *objectDecl );
207                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
208                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType );
209                  private:
210                };
211
212        } // anonymous namespace
213
214        /// version of mutateAll with special handling for translation unit so you can check the end of the prelude when debugging
215        template< typename MutatorType >
216        inline void mutateTranslationUnit( std::list< Declaration* > &translationUnit, MutatorType &mutator ) {
217                bool seenIntrinsic = false;
218                SemanticError errors;
219                for ( typename std::list< Declaration* >::iterator i = translationUnit.begin(); i != translationUnit.end(); ++i ) {
220                        try {
221                                if ( *i ) {
222                                        if ( (*i)->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
223                                                seenIntrinsic = true;
224                                        } else if ( seenIntrinsic ) {
225                                                seenIntrinsic = false; // break on this line when debugging for end of prelude
226                                        }
227
228                                        *i = dynamic_cast< Declaration* >( (*i)->acceptMutator( mutator ) );
229                                        assert( *i );
230                                } // if
231                        } catch( SemanticError &e ) {
232                                errors.append( e );
233                        } // try
234                } // for
235                if ( ! errors.isEmpty() ) {
236                        throw errors;
237                } // if
238        }
239
240        void box( std::list< Declaration *>& translationUnit ) {
241                LayoutFunctionBuilder layoutBuilder;
242                Pass1 pass1;
243                Pass2 pass2;
244                PolyGenericCalculator polyCalculator;
245                Pass3 pass3;
246
247                layoutBuilder.mutateDeclarationList( translationUnit );
248                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass1 );
249                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass2 );
250                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, polyCalculator );
251                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass3 );
252        }
253
254        ////////////////////////////////// LayoutFunctionBuilder ////////////////////////////////////////////
255
256        DeclarationWithType *LayoutFunctionBuilder::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
257                functionDecl->set_functionType( maybeMutate( functionDecl->get_functionType(), *this ) );
258                mutateAll( functionDecl->get_oldDecls(), *this );
259                ++functionNesting;
260                functionDecl->set_statements( maybeMutate( functionDecl->get_statements(), *this ) );
261                --functionNesting;
262                return functionDecl;
263        }
264
265        /// Get a list of type declarations that will affect a layout function
266        std::list< TypeDecl* > takeOtypeOnly( std::list< TypeDecl* > &decls ) {
267                std::list< TypeDecl * > otypeDecls;
268
269                for ( std::list< TypeDecl* >::const_iterator decl = decls.begin(); decl != decls.end(); ++decl ) {
270                        if ( (*decl)->get_kind() == TypeDecl::Any ) {
271                                otypeDecls.push_back( *decl );
272                        }
273                }
274
275                return otypeDecls;
276        }
277
278        /// Adds parameters for otype layout to a function type
279        void addOtypeParams( FunctionType *layoutFnType, std::list< TypeDecl* > &otypeParams ) {
280                BasicType sizeAlignType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
281
282                for ( std::list< TypeDecl* >::const_iterator param = otypeParams.begin(); param != otypeParams.end(); ++param ) {
283                        TypeInstType paramType( Type::Qualifiers(), (*param)->get_name(), *param );
284                        std::string paramName = mangleType( &paramType );
285                        layoutFnType->get_parameters().push_back( new ObjectDecl( sizeofName( paramName ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignType.clone(), 0 ) );
286                        layoutFnType->get_parameters().push_back( new ObjectDecl( alignofName( paramName ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignType.clone(), 0 ) );
287                }
288        }
289
290        /// Builds a layout function declaration
291        FunctionDecl *buildLayoutFunctionDecl( AggregateDecl *typeDecl, unsigned int functionNesting, FunctionType *layoutFnType ) {
292                // Routines at global scope marked "static" to prevent multiple definitions is separate translation units
293                // because each unit generates copies of the default routines for each aggregate.
294                FunctionDecl *layoutDecl = new FunctionDecl(
295                        layoutofName( typeDecl ), functionNesting > 0 ? DeclarationNode::NoStorageClass : DeclarationNode::Static, LinkageSpec::AutoGen, layoutFnType, new CompoundStmt( noLabels ), true, false );
296                layoutDecl->fixUniqueId();
297                return layoutDecl;
298        }
299
300        /// Makes a unary operation
301        Expression *makeOp( const std::string &name, Expression *arg ) {
302                UntypedExpr *expr = new UntypedExpr( new NameExpr( name ) );
303                expr->get_args().push_back( arg );
304                return expr;
305        }
306
307        /// Makes a binary operation
308        Expression *makeOp( const std::string &name, Expression *lhs, Expression *rhs ) {
309                UntypedExpr *expr = new UntypedExpr( new NameExpr( name ) );
310                expr->get_args().push_back( lhs );
311                expr->get_args().push_back( rhs );
312                return expr;
313        }
314
315        /// Returns the dereference of a local pointer variable
316        Expression *derefVar( ObjectDecl *var ) {
317                return makeOp( "*?", new VariableExpr( var ) );
318        }
319
320        /// makes an if-statement with a single-expression if-block and no then block
321        Statement *makeCond( Expression *cond, Expression *ifPart ) {
322                return new IfStmt( noLabels, cond, new ExprStmt( noLabels, ifPart ), 0 );
323        }
324
325        /// makes a statement that assigns rhs to lhs if lhs < rhs
326        Statement *makeAssignMax( Expression *lhs, Expression *rhs ) {
327                return makeCond( makeOp( "?<?", lhs, rhs ), makeOp( "?=?", lhs->clone(), rhs->clone() ) );
328        }
329
330        /// makes a statement that aligns lhs to rhs (rhs should be an integer power of two)
331        Statement *makeAlignTo( Expression *lhs, Expression *rhs ) {
332                // check that the lhs is zeroed out to the level of rhs
333                Expression *ifCond = makeOp( "?&?", lhs, makeOp( "?-?", rhs, new ConstantExpr( Constant( new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), "1" ) ) ) );
334                // if not aligned, increment to alignment
335                Expression *ifExpr = makeOp( "?+=?", lhs->clone(), makeOp( "?-?", rhs->clone(), ifCond->clone() ) );
336                return makeCond( ifCond, ifExpr );
337        }
338
339        /// adds an expression to a compound statement
340        void addExpr( CompoundStmt *stmts, Expression *expr ) {
341                stmts->get_kids().push_back( new ExprStmt( noLabels, expr ) );
342        }
343
344        /// adds a statement to a compound statement
345        void addStmt( CompoundStmt *stmts, Statement *stmt ) {
346                stmts->get_kids().push_back( stmt );
347        }
348
349        Declaration *LayoutFunctionBuilder::mutate( StructDecl *structDecl ) {
350                // do not generate layout function for "empty" tag structs
351                if ( structDecl->get_members().empty() ) return structDecl;
352
353                // get parameters that can change layout, exiting early if none
354                std::list< TypeDecl* > otypeParams = takeOtypeOnly( structDecl->get_parameters() );
355                if ( otypeParams.empty() ) return structDecl;
356
357                // build layout function signature
358                FunctionType *layoutFnType = new FunctionType( Type::Qualifiers(), false );
359                BasicType *sizeAlignType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
360                PointerType *sizeAlignOutType = new PointerType( Type::Qualifiers(), sizeAlignType );
361
362                ObjectDecl *sizeParam = new ObjectDecl( sizeofName( structDecl->get_name() ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType, 0 );
363                layoutFnType->get_parameters().push_back( sizeParam );
364                ObjectDecl *alignParam = new ObjectDecl( alignofName( structDecl->get_name() ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
365                layoutFnType->get_parameters().push_back( alignParam );
366                ObjectDecl *offsetParam = new ObjectDecl( offsetofName( structDecl->get_name() ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
367                layoutFnType->get_parameters().push_back( offsetParam );
368                addOtypeParams( layoutFnType, otypeParams );
369
370                // build function decl
371                FunctionDecl *layoutDecl = buildLayoutFunctionDecl( structDecl, functionNesting, layoutFnType );
372
373                // calculate struct layout in function body
374
375                // initialize size and alignment to 0 and 1 (will have at least one member to re-edit size
376                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( sizeParam ), new ConstantExpr( Constant( sizeAlignType->clone(), "0" ) ) ) );
377                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( alignParam ), new ConstantExpr( Constant( sizeAlignType->clone(), "1" ) ) ) );
378                unsigned long n_members = 0;
379                bool firstMember = true;
380                for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = structDecl->get_members().begin(); member != structDecl->get_members().end(); ++member ) {
381                        DeclarationWithType *dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType * >( *member );
382                        assert( dwt );
383                        Type *memberType = dwt->get_type();
384
385                        if ( firstMember ) {
386                                firstMember = false;
387                        } else {
388                                // make sure all members after the first (automatically aligned at 0) are properly padded for alignment
389                                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
390                        }
391
392                        // place current size in the current offset index
393                        addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", makeOp( "?[?]", new VariableExpr( offsetParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( n_members ) ) ),
394                                                                              derefVar( sizeParam ) ) );
395                        ++n_members;
396
397                        // add member size to current size
398                        addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?+=?", derefVar( sizeParam ), new SizeofExpr( memberType->clone() ) ) );
399
400                        // take max of member alignment and global alignment
401                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( alignParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
402                }
403                // make sure the type is end-padded to a multiple of its alignment
404                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), derefVar( alignParam ) ) );
405
406                addDeclarationAfter( layoutDecl );
407                return structDecl;
408        }
409
410        Declaration *LayoutFunctionBuilder::mutate( UnionDecl *unionDecl ) {
411                // do not generate layout function for "empty" tag unions
412                if ( unionDecl->get_members().empty() ) return unionDecl;
413
414                // get parameters that can change layout, exiting early if none
415                std::list< TypeDecl* > otypeParams = takeOtypeOnly( unionDecl->get_parameters() );
416                if ( otypeParams.empty() ) return unionDecl;
417
418                // build layout function signature
419                FunctionType *layoutFnType = new FunctionType( Type::Qualifiers(), false );
420                BasicType *sizeAlignType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
421                PointerType *sizeAlignOutType = new PointerType( Type::Qualifiers(), sizeAlignType );
422
423                ObjectDecl *sizeParam = new ObjectDecl( sizeofName( unionDecl->get_name() ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType, 0 );
424                layoutFnType->get_parameters().push_back( sizeParam );
425                ObjectDecl *alignParam = new ObjectDecl( alignofName( unionDecl->get_name() ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
426                layoutFnType->get_parameters().push_back( alignParam );
427                addOtypeParams( layoutFnType, otypeParams );
428
429                // build function decl
430                FunctionDecl *layoutDecl = buildLayoutFunctionDecl( unionDecl, functionNesting, layoutFnType );
431
432                // calculate union layout in function body
433                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( sizeParam ), new ConstantExpr( Constant( sizeAlignType->clone(), "1" ) ) ) );
434                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( alignParam ), new ConstantExpr( Constant( sizeAlignType->clone(), "1" ) ) ) );
435                for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = unionDecl->get_members().begin(); member != unionDecl->get_members().end(); ++member ) {
436                        DeclarationWithType *dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType * >( *member );
437                        assert( dwt );
438                        Type *memberType = dwt->get_type();
439
440                        // take max member size and global size
441                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( sizeParam ), new SizeofExpr( memberType->clone() ) ) );
442
443                        // take max of member alignment and global alignment
444                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( alignParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
445                }
446                // make sure the type is end-padded to a multiple of its alignment
447                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), derefVar( alignParam ) ) );
448
449                addDeclarationAfter( layoutDecl );
450                return unionDecl;
451        }
452
453        ////////////////////////////////////////// Pass1 ////////////////////////////////////////////////////
454
455        namespace {
456                std::string makePolyMonoSuffix( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
457                        std::stringstream name;
458
459                        // NOTE: this function previously used isPolyObj, which failed to produce
460                        // the correct thing in some situations. It's not clear to me why this wasn't working.
461
462                        // if the return type or a parameter type involved polymorphic types, then the adapter will need
463                        // to take those polymorphic types as pointers. Therefore, there can be two different functions
464                        // with the same mangled name, so we need to further mangle the names.
465                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator retval = function->get_returnVals().begin(); retval != function->get_returnVals().end(); ++retval ) {
466                                if ( isPolyType( (*retval)->get_type(), tyVars ) ) {
467                                        name << "P";
468                                } else {
469                                        name << "M";
470                                }
471                        }
472                        name << "_";
473                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = function->get_parameters();
474                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
475                                if ( isPolyType( (*arg)->get_type(), tyVars ) ) {
476                                        name << "P";
477                                } else {
478                                        name << "M";
479                                }
480                        } // for
481                        return name.str();
482                }
483
484                std::string mangleAdapterName( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
485                        return SymTab::Mangler::mangle( function ) + makePolyMonoSuffix( function, tyVars );
486                }
487
488                std::string makeAdapterName( const std::string &mangleName ) {
489                        return "_adapter" + mangleName;
490                }
491
492                Pass1::Pass1() : useRetval( false ), tempNamer( "_temp" ) {}
493
494                /// Returns T if the given declaration is a function with parameter (T*) for some TypeInstType T, NULL otherwise
495                TypeInstType *isTypeInstPtrFn( DeclarationWithType *decl ) {
496                        if ( FunctionType *funType = getFunctionType( decl->get_type() ) ) {
497                                if ( funType->get_parameters().size() == 1 ) {
498                                        if ( PointerType *pointer = dynamic_cast< PointerType *>( funType->get_parameters().front()->get_type() ) ) {
499                                                if ( TypeInstType *refType = dynamic_cast< TypeInstType *>( pointer->get_base() ) ) {
500                                                        return refType;
501                                                } // if
502                                        } // if
503                                } // if
504                        } // if
505                        return 0;
506                }
507
508                /// Returns T if the given declaration is a function with parameters (T*, T) for some TypeInstType T, NULL otherwise
509                TypeInstType *isTypeInstPtrValFn( DeclarationWithType *decl ) {
510                        if ( FunctionType *funType = getFunctionType( decl->get_type() ) ) {
511                                if ( funType->get_parameters().size() == 2 ) {
512                                        if ( PointerType *pointer = dynamic_cast< PointerType *>( funType->get_parameters().front()->get_type() ) ) {
513                                                if ( TypeInstType *refType = dynamic_cast< TypeInstType *>( pointer->get_base() ) ) {
514                                                        if ( TypeInstType *refType2 = dynamic_cast< TypeInstType *>( funType->get_parameters().back()->get_type() ) ) {
515                                                                if ( refType->get_name() == refType2->get_name() ) {
516                                                                        return refType;
517                                                                } // if
518                                                        } // if
519                                                } // if
520                                        } // if
521                                } // if
522                        } // if
523                        return 0;
524                }
525
526                /// Returns T if the given declaration is (*?=?)(T *, T) for some TypeInstType T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
527                TypeInstType *isTypeInstAssignment( DeclarationWithType *decl ) {
528                        return decl->get_name() == "?=?" ? isTypeInstPtrValFn( decl ) : 0;
529                }
530
531                /// Returns T if the given declaration is (*?{})(T *) for some TypeInstType T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
532                TypeInstType *isTypeInstCtor( DeclarationWithType *decl ) {
533                        return decl->get_name() == "?{}" ? isTypeInstPtrFn( decl ) : 0;
534                }
535
536                /// Returns T if the given declaration is (*?{})(T *, T) for some TypeInstType T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
537                TypeInstType *isTypeInstCopy( DeclarationWithType *decl ) {
538                        return decl->get_name() == "?{}" ? isTypeInstPtrValFn( decl ) : 0;
539                }
540
541                /// Returns T if the given declaration is (*^?{})(T *) for some TypeInstType T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
542                TypeInstType *isTypeInstDtor( DeclarationWithType *decl ) {
543                        return decl->get_name() == "^?{}" ? isTypeInstPtrFn( decl ) : 0;
544                }
545
546                /// Returns T if the given declaration is a function with parameters (T*, T) for some type T, where neither parameter is cv-qualified,
547                /// NULL otherwise
548                Type *isNoCvPtrFn( DeclarationWithType *decl ) {
549                        if ( FunctionType *funType = getFunctionType( decl->get_type() ) ) {
550                                if ( funType->get_parameters().size() == 1 ) {
551                                        Type::Qualifiers defaultQualifiers;
552                                        Type *paramType = funType->get_parameters().front()->get_type();
553                                        if ( paramType->get_qualifiers() != defaultQualifiers ) return 0;
554
555                                        if ( PointerType *pointerType = dynamic_cast< PointerType* >( paramType ) ) {
556                                                Type *baseType = pointerType->get_base();
557                                                if ( baseType->get_qualifiers() == defaultQualifiers ) {
558                                                        return baseType;
559                                                } // if
560                                        } // if
561                                } // if
562                        } // if
563                        return 0;
564                }
565
566                /// Returns T if the given declaration is a function with parameters (T*, T) for some type T, where neither parameter is cv-qualified,
567                /// NULL otherwise
568                Type *isNoCvPtrValFn( DeclarationWithType *decl ) {
569                        if ( FunctionType *funType = getFunctionType( decl->get_type() ) ) {
570                                if ( funType->get_parameters().size() == 2 ) {
571                                        Type::Qualifiers defaultQualifiers;
572                                        Type *paramType1 = funType->get_parameters().front()->get_type();
573                                        if ( paramType1->get_qualifiers() != defaultQualifiers ) return 0;
574                                        Type *paramType2 = funType->get_parameters().back()->get_type();
575                                        if ( paramType2->get_qualifiers() != defaultQualifiers ) return 0;
576
577                                        if ( PointerType *pointerType = dynamic_cast< PointerType* >( paramType1 ) ) {
578                                                Type *baseType1 = pointerType->get_base();
579                                                if ( baseType1->get_qualifiers() != defaultQualifiers ) return 0;
580                                                SymTab::Indexer dummy;
581                                                if ( ResolvExpr::typesCompatible( baseType1, paramType2, dummy ) ) {
582                                                        return baseType1;
583                                                } // if
584                                        } // if
585                                } // if
586                        } // if
587                        return 0;
588                }
589
590                /// returns T if the given declaration is: (*?=?)(T *, T) for some type T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
591                /// Only picks assignments where neither parameter is cv-qualified
592                Type *isAssignment( DeclarationWithType *decl ) {
593                        return decl->get_name() == "?=?" ? isNoCvPtrValFn( decl ) : 0;
594                }
595
596                /// returns T if the given declaration is: (*?{})(T *) for some type T, NULL otherwise
597                /// Only picks ctors where the parameter is not cv-qualified
598                Type *isCtor( DeclarationWithType *decl ) {
599                        return decl->get_name() == "?{}" ? isNoCvPtrFn( decl ) : 0;
600                }
601
602                /// returns T if the given declaration is: (*?{})(T *, T) for some type T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
603                /// Only picks copy constructors where neither parameter is cv-qualified
604                Type *isCopy( DeclarationWithType *decl ) {
605                        return decl->get_name() == "?{}" ? isNoCvPtrValFn( decl ) : 0;
606                }
607
608                /// returns T if the given declaration is: (*?{})(T *) for some type T, NULL otherwise
609                /// Only picks ctors where the parameter is not cv-qualified
610                Type *isDtor( DeclarationWithType *decl ) {
611                        return decl->get_name() == "^?{}" ? isNoCvPtrFn( decl ) : 0;
612                }
613
614                void Pass1::findTypeOps( const Type::ForallList &forall ) {
615                        // what if a nested function uses an assignment operator?
616                        // assignOps.clear();
617                        for ( Type::ForallList::const_iterator i = forall.begin(); i != forall.end(); ++i ) {
618                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::const_iterator assert = (*i)->get_assertions().begin(); assert != (*i)->get_assertions().end(); ++assert ) {
619                                        std::string typeName;
620                                        if ( TypeInstType *typeInst = isTypeInstAssignment( *assert ) ) {
621                                                assignOps[ typeInst->get_name() ] = *assert;
622                                        } else if ( TypeInstType *typeInst = isTypeInstCtor( *assert ) ) {
623                                                ctorOps[ typeInst->get_name() ] = *assert;
624                                        } else if ( TypeInstType *typeInst = isTypeInstCopy( *assert ) ) {
625                                                copyOps[ typeInst->get_name() ] = *assert;
626                                        } else if ( TypeInstType *typeInst = isTypeInstDtor( *assert ) ) {
627                                                dtorOps[ typeInst->get_name() ] = *assert;
628                                        } // if
629                                } // for
630                        } // for
631                }
632
633                DeclarationWithType *Pass1::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
634                        // if this is a assignment function, put it in the map for this scope
635                        if ( Type *paramType = isAssignment( functionDecl ) ) {
636                                if ( ! dynamic_cast< TypeInstType* >( paramType ) ) {
637                                        scopedAssignOps.insert( paramType, functionDecl );
638                                }
639                        } else if ( Type *paramType = isCtor( functionDecl ) ) {
640                                if ( ! dynamic_cast< TypeInstType* >( paramType ) ) {
641                                        scopedCtorOps.insert( paramType, functionDecl );
642                                }
643                        } else if ( Type *paramType = isCopy( functionDecl ) ) {
644                                if ( ! dynamic_cast< TypeInstType* >( paramType ) ) {
645                                        scopedCopyOps.insert( paramType, functionDecl );
646                                }
647                        } else if ( Type *paramType = isDtor( functionDecl ) ) {
648                                if ( ! dynamic_cast< TypeInstType* >( paramType ) ) {
649                                        scopedDtorOps.insert( paramType, functionDecl );
650                                }
651                        }
652
653                        if ( functionDecl->get_statements() ) {         // empty routine body ?
654                                doBeginScope();
655                                scopeTyVars.beginScope();
656                                assignOps.beginScope();
657                                ctorOps.beginScope();
658                                copyOps.beginScope();
659                                dtorOps.beginScope();
660
661                                DeclarationWithType *oldRetval = retval;
662                                bool oldUseRetval = useRetval;
663
664                                // process polymorphic return value
665                                retval = 0;
666                                if ( isDynRet( functionDecl->get_functionType() ) && functionDecl->get_linkage() == LinkageSpec::Cforall ) {
667                                        retval = functionDecl->get_functionType()->get_returnVals().front();
668
669                                        // give names to unnamed return values
670                                        if ( retval->get_name() == "" ) {
671                                                retval->set_name( "_retparm" );
672                                                retval->set_linkage( LinkageSpec::C );
673                                        } // if
674                                } // if
675
676                                FunctionType *functionType = functionDecl->get_functionType();
677                                makeTyVarMap( functionDecl->get_functionType(), scopeTyVars );
678                                findTypeOps( functionDecl->get_functionType()->get_forall() );
679
680                                std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
681                                std::list< FunctionType *> functions;
682                                for ( Type::ForallList::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
683                                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
684                                                findFunction( (*assert)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
685                                        } // for
686                                } // for
687                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
688                                        findFunction( (*arg)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
689                                } // for
690
691                                for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
692                                        std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
693                                        if ( adapters.find( mangleName ) == adapters.end() ) {
694                                                std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
695                                                adapters.insert( std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, new ObjectDecl( adapterName, DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), 0 ) ) );
696                                        } // if
697                                } // for
698
699                                functionDecl->set_statements( functionDecl->get_statements()->acceptMutator( *this ) );
700
701                                scopeTyVars.endScope();
702                                assignOps.endScope();
703                                ctorOps.endScope();
704                                copyOps.endScope();
705                                dtorOps.endScope();
706                                retval = oldRetval;
707                                useRetval = oldUseRetval;
708                                doEndScope();
709                        } // if
710                        return functionDecl;
711                }
712
713                TypeDecl *Pass1::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
714                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
715                        return Mutator::mutate( typeDecl );
716                }
717
718                Expression *Pass1::mutate( CommaExpr *commaExpr ) {
719                        bool oldUseRetval = useRetval;
720                        useRetval = false;
721                        commaExpr->set_arg1( maybeMutate( commaExpr->get_arg1(), *this ) );
722                        useRetval = oldUseRetval;
723                        commaExpr->set_arg2( maybeMutate( commaExpr->get_arg2(), *this ) );
724                        return commaExpr;
725                }
726
727                Expression *Pass1::mutate( ConditionalExpr *condExpr ) {
728                        bool oldUseRetval = useRetval;
729                        useRetval = false;
730                        condExpr->set_arg1( maybeMutate( condExpr->get_arg1(), *this ) );
731                        useRetval = oldUseRetval;
732                        condExpr->set_arg2( maybeMutate( condExpr->get_arg2(), *this ) );
733                        condExpr->set_arg3( maybeMutate( condExpr->get_arg3(), *this ) );
734                        return condExpr;
735
736                }
737
738                void Pass1::passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes ) {
739                        Type *polyType = isPolyType( parmType, exprTyVars );
740                        if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
741                                std::string typeName = mangleType( polyType );
742                                if ( seenTypes.count( typeName ) ) return;
743
744                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( argBaseType->clone() ) );
745                                arg++;
746                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( argBaseType->clone() ) );
747                                arg++;
748                                if ( dynamic_cast< StructInstType* >( polyType ) ) {
749                                        if ( StructInstType *argBaseStructType = dynamic_cast< StructInstType* >( argBaseType ) ) {
750                                                // zero-length arrays are forbidden by C, so don't pass offset for empty struct
751                                                if ( ! argBaseStructType->get_baseStruct()->get_members().empty() ) {
752                                                        arg = appExpr->get_args().insert( arg, new OffsetPackExpr( argBaseStructType->clone() ) );
753                                                        arg++;
754                                                }
755                                        } else {
756                                                throw SemanticError( "Cannot pass non-struct type for generic struct" );
757                                        }
758                                }
759
760                                seenTypes.insert( typeName );
761                        }
762                }
763
764                void Pass1::passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, ReferenceToType *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
765                        // pass size/align for type variables
766                        for ( TyVarMap::const_iterator tyParm = exprTyVars.begin(); tyParm != exprTyVars.end(); ++tyParm ) {
767                                ResolvExpr::EqvClass eqvClass;
768                                assert( env );
769                                if ( tyParm->second == TypeDecl::Any ) {
770                                        Type *concrete = env->lookup( tyParm->first );
771                                        if ( concrete ) {
772                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( concrete->clone() ) );
773                                                arg++;
774                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( concrete->clone() ) );
775                                                arg++;
776                                        } else {
777                                                // xxx - should this be an assertion?
778                                                throw SemanticError( "unbound type variable: " + tyParm->first + " in application ", appExpr );
779                                        } // if
780                                } // if
781                        } // for
782
783                        // add size/align for generic types to parameter list
784                        if ( ! appExpr->get_function()->has_result() ) return;
785                        FunctionType *funcType = getFunctionType( appExpr->get_function()->get_result() );
786                        assert( funcType );
787
788                        std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = funcType->get_parameters().begin();
789                        std::list< Expression* >::const_iterator fnArg = arg;
790                        std::set< std::string > seenTypes; ///< names for generic types we've seen
791
792                        // a polymorphic return type may need to be added to the argument list
793                        if ( polyRetType ) {
794                                Type *concRetType = replaceWithConcrete( appExpr, polyRetType );
795                                passArgTypeVars( appExpr, polyRetType, concRetType, arg, exprTyVars, seenTypes );
796                        }
797
798                        // add type information args for presently unseen types in parameter list
799                        for ( ; fnParm != funcType->get_parameters().end() && fnArg != appExpr->get_args().end(); ++fnParm, ++fnArg ) {
800                                VariableExpr *fnArgBase = getBaseVar( *fnArg );
801                                if ( ! fnArgBase ) continue; // xxx - previously had check for non-empty fnArgBase results
802                                passArgTypeVars( appExpr, (*fnParm)->get_type(), fnArgBase->get_result(), arg, exprTyVars, seenTypes );
803                        }
804                }
805
806                ObjectDecl *Pass1::makeTemporary( Type *type ) {
807                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( tempNamer.newName(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, type, 0 );
808                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
809                        return newObj;
810                }
811
812                Expression *Pass1::addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
813                        // ***** Code Removal ***** After introducing a temporary variable for all return expressions, the following code appears superfluous.
814                        // if ( useRetval ) {
815                        //      assert( retval );
816                        //      arg = appExpr->get_args().insert( arg, new VariableExpr( retval ) );
817                        //      arg++;
818                        // } else {
819
820                        // Create temporary to hold return value of polymorphic function and produce that temporary as a result
821                        // using a comma expression.  Possibly change comma expression into statement expression "{}" for multiple
822                        // return values.
823                        ObjectDecl *newObj = makeTemporary( retType->clone() );
824                        Expression *paramExpr = new VariableExpr( newObj );
825
826                        // If the type of the temporary is not polymorphic, box temporary by taking its address;
827                        // otherwise the temporary is already boxed and can be used directly.
828                        if ( ! isPolyType( newObj->get_type(), scopeTyVars, env ) ) {
829                                paramExpr = new AddressExpr( paramExpr );
830                        } // if
831                        arg = appExpr->get_args().insert( arg, paramExpr ); // add argument to function call
832                        arg++;
833                        // Build a comma expression to call the function and emulate a normal return.
834                        CommaExpr *commaExpr = new CommaExpr( appExpr, new VariableExpr( newObj ) );
835                        commaExpr->set_env( appExpr->get_env() );
836                        appExpr->set_env( 0 );
837                        return commaExpr;
838                        // } // if
839                        // return appExpr;
840                }
841
842                void Pass1::replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params ) {
843                        for ( std::list< Expression* >::iterator param = params.begin(); param != params.end(); ++param ) {
844                                TypeExpr *paramType = dynamic_cast< TypeExpr* >( *param );
845                                assert(paramType && "Aggregate parameters should be type expressions");
846                                paramType->set_type( replaceWithConcrete( appExpr, paramType->get_type(), false ) );
847                        }
848                }
849
850                Type *Pass1::replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone ) {
851                        if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType * >( type ) ) {
852                                Type *concrete = env->lookup( typeInst->get_name() );
853                                if ( concrete == 0 ) {
854                                        throw SemanticError( "Unbound type variable " + typeInst->get_name() + " in ", appExpr );
855                                } // if
856                                return concrete;
857                        } else if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( type ) ) {
858                                if ( doClone ) {
859                                        structType = structType->clone();
860                                }
861                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, structType->get_parameters() );
862                                return structType;
863                        } else if ( UnionInstType *unionType = dynamic_cast< UnionInstType* >( type ) ) {
864                                if ( doClone ) {
865                                        unionType = unionType->clone();
866                                }
867                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, unionType->get_parameters() );
868                                return unionType;
869                        }
870                        return type;
871                }
872
873                Expression *Pass1::addDynRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, ReferenceToType *dynType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
874                        assert( env );
875                        Type *concrete = replaceWithConcrete( appExpr, dynType );
876                        // add out-parameter for return value
877                        return addRetParam( appExpr, function, concrete, arg );
878                }
879
880                Expression *Pass1::applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
881                        Expression *ret = appExpr;
882//                      if ( ! function->get_returnVals().empty() && isPolyType( function->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
883                        if ( isDynRet( function, tyVars ) ) {
884                                ret = addRetParam( appExpr, function, function->get_returnVals().front()->get_type(), arg );
885                        } // if
886                        std::string mangleName = mangleAdapterName( function, tyVars );
887                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
888
889                        // cast adaptee to void (*)(), since it may have any type inside a polymorphic function
890                        Type * adapteeType = new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) );
891                        appExpr->get_args().push_front( new CastExpr( appExpr->get_function(), adapteeType ) );
892                        appExpr->set_function( new NameExpr( adapterName ) ); // xxx - result is never set on NameExpr
893
894                        return ret;
895                }
896
897                void Pass1::boxParam( Type *param, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
898                        assert( arg->has_result() );
899                        if ( isPolyType( param, exprTyVars ) ) {
900                                if ( isPolyType( arg->get_result() ) ) {
901                                        // if the argument's type is polymorphic, we don't need to box again!
902                                        return;
903                                } else if ( arg->get_result()->get_isLvalue() ) {
904                                        // VariableExpr and MemberExpr are lvalues; need to check this isn't coming from the second arg of a comma expression though (not an lvalue)
905                                        // xxx - need to test that this code is still reachable
906                                        if ( CommaExpr *commaArg = dynamic_cast< CommaExpr* >( arg ) ) {
907                                                commaArg->set_arg2( new AddressExpr( commaArg->get_arg2() ) );
908                                        } else {
909                                                arg = new AddressExpr( arg );
910                                        }
911                                } else {
912                                        // use type computed in unification to declare boxed variables
913                                        Type * newType = param->clone();
914                                        if ( env ) env->apply( newType );
915                                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( tempNamer.newName(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, newType, 0 );
916                                        newObj->get_type()->get_qualifiers() = Type::Qualifiers(); // TODO: is this right???
917                                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
918                                        UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
919                                        assign->get_args().push_back( new VariableExpr( newObj ) );
920                                        assign->get_args().push_back( arg );
921                                        stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, assign ) );
922                                        arg = new AddressExpr( new VariableExpr( newObj ) );
923                                } // if
924                        } // if
925                }
926
927                /// cast parameters to polymorphic functions so that types are replaced with
928                /// void * if they are type parameters in the formal type.
929                /// this gets rid of warnings from gcc.
930                void addCast( Expression *&actual, Type *formal, const TyVarMap &tyVars ) {
931                        if ( getFunctionType( formal ) ) {
932                                Type * newType = formal->clone();
933                                newType = ScrubTyVars::scrub( newType, tyVars );
934                                actual = new CastExpr( actual, newType );
935                        } // if
936                }
937
938                void Pass1::boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
939                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::const_iterator param = function->get_parameters().begin(); param != function->get_parameters().end(); ++param, ++arg ) {
940                                assert( arg != appExpr->get_args().end() );
941                                addCast( *arg, (*param)->get_type(), exprTyVars );
942                                boxParam( (*param)->get_type(), *arg, exprTyVars );
943                        } // for
944                }
945
946                void Pass1::addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
947                        std::list< Expression *>::iterator cur = arg;
948                        for ( Type::ForallList::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
949                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
950                                        InferredParams::const_iterator inferParam = appExpr->get_inferParams().find( (*assert)->get_uniqueId() );
951                                        assert( inferParam != appExpr->get_inferParams().end() && "NOTE: Explicit casts of polymorphic functions to compatible monomorphic functions are currently unsupported" );
952                                        Expression *newExpr = inferParam->second.expr->clone();
953                                        addCast( newExpr, (*assert)->get_type(), tyVars );
954                                        boxParam( (*assert)->get_type(), newExpr, tyVars );
955                                        appExpr->get_args().insert( cur, newExpr );
956                                } // for
957                        } // for
958                }
959
960                void makeRetParm( FunctionType *funcType ) {
961                        DeclarationWithType *retParm = funcType->get_returnVals().front();
962
963                        // make a new parameter that is a pointer to the type of the old return value
964                        retParm->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), retParm->get_type() ) );
965                        funcType->get_parameters().push_front( retParm );
966
967                        // we don't need the return value any more
968                        funcType->get_returnVals().clear();
969                }
970
971                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars ) {
972                        // actually make the adapter type
973                        FunctionType *adapter = adaptee->clone();
974//                      if ( ! adapter->get_returnVals().empty() && isPolyType( adapter->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
975                        if ( isDynRet( adapter, tyVars ) ) {
976                                makeRetParm( adapter );
977                        } // if
978                        adapter->get_parameters().push_front( new ObjectDecl( "", DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) ), 0 ) );
979                        return adapter;
980                }
981
982                Expression *makeAdapterArg( DeclarationWithType *param, DeclarationWithType *arg, DeclarationWithType *realParam, const TyVarMap &tyVars ) {
983                        assert( param );
984                        assert( arg );
985                        if ( isPolyType( realParam->get_type(), tyVars ) ) {
986                                if ( ! isPolyType( arg->get_type() ) ) {
987                                        UntypedExpr *deref = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
988                                        deref->get_args().push_back( new CastExpr( new VariableExpr( param ), new PointerType( Type::Qualifiers(), arg->get_type()->clone() ) ) );
989                                        deref->set_result( arg->get_type()->clone() );
990                                        return deref;
991                                } // if
992                        } // if
993                        return new VariableExpr( param );
994                }
995
996                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 ) {
997                        UniqueName paramNamer( "_p" );
998                        for ( ; param != paramEnd; ++param, ++arg, ++realParam ) {
999                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
1000                                        (*param)->set_name( paramNamer.newName() );
1001                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
1002                                } // if
1003                                adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *param, *arg, *realParam, tyVars ) );
1004                        } // for
1005                }
1006
1007                FunctionDecl *Pass1::makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars ) {
1008                        FunctionType *adapterType = makeAdapterType( adaptee, tyVars );
1009                        adapterType = ScrubTyVars::scrub( adapterType, tyVars );
1010                        DeclarationWithType *adapteeDecl = adapterType->get_parameters().front();
1011                        adapteeDecl->set_name( "_adaptee" );
1012                        ApplicationExpr *adapteeApp = new ApplicationExpr( new CastExpr( new VariableExpr( adapteeDecl ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType ) ) );
1013                        Statement *bodyStmt;
1014
1015                        Type::ForallList::iterator tyArg = realType->get_forall().begin();
1016                        Type::ForallList::iterator tyParam = adapterType->get_forall().begin();
1017                        Type::ForallList::iterator realTyParam = adaptee->get_forall().begin();
1018                        for ( ; tyParam != adapterType->get_forall().end(); ++tyArg, ++tyParam, ++realTyParam ) {
1019                                assert( tyArg != realType->get_forall().end() );
1020                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertArg = (*tyArg)->get_assertions().begin();
1021                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertParam = (*tyParam)->get_assertions().begin();
1022                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator realAssertParam = (*realTyParam)->get_assertions().begin();
1023                                for ( ; assertParam != (*tyParam)->get_assertions().end(); ++assertArg, ++assertParam, ++realAssertParam ) {
1024                                        assert( assertArg != (*tyArg)->get_assertions().end() );
1025                                        adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *assertParam, *assertArg, *realAssertParam, tyVars ) );
1026                                } // for
1027                        } // for
1028
1029                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = realType->get_parameters().begin();
1030                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator param = adapterType->get_parameters().begin();
1031                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator realParam = adaptee->get_parameters().begin();
1032                        param++;                // skip adaptee parameter in the adapter type
1033                        if ( realType->get_returnVals().empty() ) {
1034                                // void return
1035                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
1036                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, adapteeApp );
1037//                      } else if ( isPolyType( adaptee->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
1038                        } else if ( isDynType( adaptee->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
1039                                // return type T
1040                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
1041                                        (*param)->set_name( "_ret" );
1042                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
1043                                } // if
1044                                UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
1045                                UntypedExpr *deref = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
1046                                deref->get_args().push_back( new CastExpr( new VariableExpr( *param++ ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType->get_returnVals().front()->get_type()->clone() ) ) );
1047                                assign->get_args().push_back( deref );
1048                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
1049                                assign->get_args().push_back( adapteeApp );
1050                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, assign );
1051                        } else {
1052                                // adapter for a function that returns a monomorphic value
1053                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
1054                                bodyStmt = new ReturnStmt( noLabels, adapteeApp );
1055                        } // if
1056                        CompoundStmt *adapterBody = new CompoundStmt( noLabels );
1057                        adapterBody->get_kids().push_back( bodyStmt );
1058                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
1059                        return new FunctionDecl( adapterName, DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, adapterType, adapterBody, false, false );
1060                }
1061
1062                void Pass1::passAdapters( ApplicationExpr * appExpr, FunctionType * functionType, const TyVarMap & exprTyVars ) {
1063                        // collect a list of function types passed as parameters or implicit parameters (assertions)
1064                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
1065                        std::list< FunctionType *> functions;
1066                        for ( Type::ForallList::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
1067                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
1068                                        findFunction( (*assert)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
1069                                } // for
1070                        } // for
1071                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
1072                                findFunction( (*arg)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
1073                        } // for
1074
1075                        // parameter function types for which an appropriate adapter has been generated.  we cannot use the types
1076                        // after applying substitutions, since two different parameter types may be unified to the same type
1077                        std::set< std::string > adaptersDone;
1078
1079                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
1080                                FunctionType *originalFunction = (*funType)->clone();
1081                                FunctionType *realFunction = (*funType)->clone();
1082                                std::string mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
1083
1084                                // only attempt to create an adapter or pass one as a parameter if we haven't already done so for this
1085                                // pre-substitution parameter function type.
1086                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
1087                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
1088
1089                                        // apply substitution to type variables to figure out what the adapter's type should look like
1090                                        assert( env );
1091                                        env->apply( realFunction );
1092                                        mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
1093                                        mangleName += makePolyMonoSuffix( originalFunction, exprTyVars );
1094
1095                                        typedef ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* >::iterator AdapterIter;
1096                                        AdapterIter adapter = adapters.find( mangleName );
1097                                        if ( adapter == adapters.end() ) {
1098                                                // adapter has not been created yet in the current scope, so define it
1099                                                FunctionDecl *newAdapter = makeAdapter( *funType, realFunction, mangleName, exprTyVars );
1100                                                std::pair< AdapterIter, bool > answer = adapters.insert( std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, newAdapter ) );
1101                                                adapter = answer.first;
1102                                                stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newAdapter ) );
1103                                        } // if
1104                                        assert( adapter != adapters.end() );
1105
1106                                        // add the appropriate adapter as a parameter
1107                                        appExpr->get_args().push_front( new VariableExpr( adapter->second ) );
1108                                } // if
1109                        } // for
1110                } // passAdapters
1111
1112                Expression *makeIncrDecrExpr( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyType, bool isIncr ) {
1113                        NameExpr *opExpr;
1114                        if ( isIncr ) {
1115                                opExpr = new NameExpr( "?+=?" );
1116                        } else {
1117                                opExpr = new NameExpr( "?-=?" );
1118                        } // if
1119                        UntypedExpr *addAssign = new UntypedExpr( opExpr );
1120                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
1121                                addAssign->get_args().push_back( address->get_arg() );
1122                        } else {
1123                                addAssign->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1124                        } // if
1125                        addAssign->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( mangleType( polyType ) ) ) );
1126                        addAssign->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
1127                        if ( appExpr->get_env() ) {
1128                                addAssign->set_env( appExpr->get_env() );
1129                                appExpr->set_env( 0 );
1130                        } // if
1131                        appExpr->get_args().clear();
1132                        delete appExpr;
1133                        return addAssign;
1134                }
1135
1136                Expression *Pass1::handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr ) {
1137                        if ( VariableExpr *varExpr = dynamic_cast< VariableExpr *>( appExpr->get_function() ) ) {
1138                                if ( varExpr->get_var()->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
1139                                        if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?[?]" ) {
1140                                                assert( appExpr->has_result() );
1141                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1142                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_result(), scopeTyVars, env );
1143                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_result(), scopeTyVars, env );
1144                                                assert( ! baseType1 || ! baseType2 ); // the arguments cannot both be polymorphic pointers
1145                                                UntypedExpr *ret = 0;
1146                                                if ( baseType1 || baseType2 ) { // one of the arguments is a polymorphic pointer
1147                                                        ret = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
1148                                                } // if
1149                                                if ( baseType1 ) {
1150                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1151                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1152                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1153                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1154                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
1155                                                } else if ( baseType2 ) {
1156                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1157                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1158                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType2->clone() ) );
1159                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
1160                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1161                                                } // if
1162                                                if ( baseType1 || baseType2 ) {
1163                                                        ret->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
1164                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1165                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
1166                                                                appExpr->set_env( 0 );
1167                                                        } // if
1168                                                        appExpr->get_args().clear();
1169                                                        delete appExpr;
1170                                                        return ret;
1171                                                } // if
1172                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "*?" ) {
1173                                                assert( appExpr->has_result() );
1174                                                assert( ! appExpr->get_args().empty() );
1175                                                if ( isPolyType( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1176                                                        Expression *ret = appExpr->get_args().front();
1177                                                        delete ret->get_result();
1178                                                        ret->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
1179                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1180                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
1181                                                                appExpr->set_env( 0 );
1182                                                        } // if
1183                                                        appExpr->get_args().clear();
1184                                                        delete appExpr;
1185                                                        return ret;
1186                                                } // if
1187                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?++" || varExpr->get_var()->get_name() == "?--" ) {
1188                                                assert( appExpr->has_result() );
1189                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
1190                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1191                                                        Type *tempType = appExpr->get_result()->clone();
1192                                                        if ( env ) {
1193                                                                env->apply( tempType );
1194                                                        } // if
1195                                                        ObjectDecl *newObj = makeTemporary( tempType );
1196                                                        VariableExpr *tempExpr = new VariableExpr( newObj );
1197                                                        UntypedExpr *assignExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
1198                                                        assignExpr->get_args().push_back( tempExpr->clone() );
1199                                                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
1200                                                                assignExpr->get_args().push_back( address->get_arg()->clone() );
1201                                                        } else {
1202                                                                assignExpr->get_args().push_back( appExpr->get_args().front()->clone() );
1203                                                        } // if
1204                                                        CommaExpr *firstComma = new CommaExpr( assignExpr, makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "?++" ) );
1205                                                        return new CommaExpr( firstComma, tempExpr );
1206                                                } // if
1207                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "++?" || varExpr->get_var()->get_name() == "--?" ) {
1208                                                assert( appExpr->has_result() );
1209                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
1210                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1211                                                        return makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "++?" );
1212                                                } // if
1213                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-?" ) {
1214                                                assert( appExpr->has_result() );
1215                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1216                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_result(), scopeTyVars, env );
1217                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_result(), scopeTyVars, env );
1218                                                if ( baseType1 && baseType2 ) {
1219                                                        UntypedExpr *divide = new UntypedExpr( new NameExpr( "?/?" ) );
1220                                                        divide->get_args().push_back( appExpr );
1221                                                        divide->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1222                                                        divide->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
1223                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1224                                                                divide->set_env( appExpr->get_env() );
1225                                                                appExpr->set_env( 0 );
1226                                                        } // if
1227                                                        return divide;
1228                                                } else if ( baseType1 ) {
1229                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1230                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1231                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1232                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
1233                                                } else if ( baseType2 ) {
1234                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1235                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1236                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType2->clone() ) );
1237                                                        appExpr->get_args().front() = multiply;
1238                                                } // if
1239                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+=?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-=?" ) {
1240                                                assert( appExpr->has_result() );
1241                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1242                                                Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env );
1243                                                if ( baseType ) {
1244                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1245                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1246                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType->clone() ) );
1247                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
1248                                                } // if
1249                                        } // if
1250                                        return appExpr;
1251                                } // if
1252                        } // if
1253                        return 0;
1254                }
1255
1256                Expression *Pass1::mutate( ApplicationExpr *appExpr ) {
1257                        // std::cerr << "mutate appExpr: ";
1258                        // for ( TyVarMap::iterator i = scopeTyVars.begin(); i != scopeTyVars.end(); ++i ) {
1259                        //      std::cerr << i->first << " ";
1260                        // }
1261                        // std::cerr << "\n";
1262                        bool oldUseRetval = useRetval;
1263                        useRetval = false;
1264                        appExpr->get_function()->acceptMutator( *this );
1265                        mutateAll( appExpr->get_args(), *this );
1266                        useRetval = oldUseRetval;
1267
1268                        assert( appExpr->get_function()->has_result() );
1269                        PointerType *pointer = safe_dynamic_cast< PointerType *>( appExpr->get_function()->get_result() );
1270                        FunctionType *function = safe_dynamic_cast< FunctionType *>( pointer->get_base() );
1271
1272                        if ( Expression *newExpr = handleIntrinsics( appExpr ) ) {
1273                                return newExpr;
1274                        } // if
1275
1276                        Expression *ret = appExpr;
1277
1278                        std::list< Expression *>::iterator arg = appExpr->get_args().begin();
1279                        std::list< Expression *>::iterator paramBegin = appExpr->get_args().begin();
1280
1281                        TyVarMap exprTyVars( (TypeDecl::Kind)-1 );
1282                        makeTyVarMap( function, exprTyVars );
1283                        ReferenceToType *dynRetType = isDynRet( function, exprTyVars );
1284
1285                        if ( dynRetType ) {
1286                                ret = addDynRetParam( appExpr, function, dynRetType, arg );
1287                        } else if ( needsAdapter( function, scopeTyVars ) ) {
1288                                // std::cerr << "needs adapter: ";
1289                                // printTyVarMap( std::cerr, scopeTyVars );
1290                                // std::cerr << *env << std::endl;
1291                                // change the application so it calls the adapter rather than the passed function
1292                                ret = applyAdapter( appExpr, function, arg, scopeTyVars );
1293                        } // if
1294                        arg = appExpr->get_args().begin();
1295
1296                        passTypeVars( appExpr, dynRetType, arg, exprTyVars );
1297                        addInferredParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
1298
1299                        arg = paramBegin;
1300
1301                        boxParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
1302                        passAdapters( appExpr, function, exprTyVars );
1303
1304                        return ret;
1305                }
1306
1307                Expression *Pass1::mutate( UntypedExpr *expr ) {
1308                        if ( expr->has_result() && isPolyType( expr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1309                                if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->get_function() ) ) {
1310                                        if ( name->get_name() == "*?" ) {
1311                                                Expression *ret = expr->get_args().front();
1312                                                expr->get_args().clear();
1313                                                delete expr;
1314                                                return ret->acceptMutator( *this );
1315                                        } // if
1316                                } // if
1317                        } // if
1318                        return PolyMutator::mutate( expr );
1319                }
1320
1321                Expression *Pass1::mutate( AddressExpr *addrExpr ) {
1322                        assert( addrExpr->get_arg()->has_result() && ! addrExpr->get_arg()->get_result()->isVoid() );
1323
1324                        bool needs = false;
1325                        if ( UntypedExpr *expr = dynamic_cast< UntypedExpr *>( addrExpr->get_arg() ) ) {
1326                                if ( expr->has_result() && isPolyType( expr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1327                                        if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->get_function() ) ) {
1328                                                if ( name->get_name() == "*?" ) {
1329                                                        if ( ApplicationExpr * appExpr = dynamic_cast< ApplicationExpr * >( expr->get_args().front() ) ) {
1330                                                                assert( appExpr->get_function()->has_result() );
1331                                                                PointerType *pointer = safe_dynamic_cast< PointerType *>( appExpr->get_function()->get_result() );
1332                                                                FunctionType *function = safe_dynamic_cast< FunctionType *>( pointer->get_base() );
1333                                                                needs = needsAdapter( function, scopeTyVars );
1334                                                        } // if
1335                                                } // if
1336                                        } // if
1337                                } // if
1338                        } // if
1339                        // isPolyType check needs to happen before mutating addrExpr arg, so pull it forward
1340                        // out of the if condition.
1341                        bool polytype = isPolyType( addrExpr->get_arg()->get_result(), scopeTyVars, env );
1342                        addrExpr->set_arg( mutateExpression( addrExpr->get_arg() ) );
1343                        if ( polytype || needs ) {
1344                                Expression *ret = addrExpr->get_arg();
1345                                delete ret->get_result();
1346                                ret->set_result( addrExpr->get_result()->clone() );
1347                                addrExpr->set_arg( 0 );
1348                                delete addrExpr;
1349                                return ret;
1350                        } else {
1351                                return addrExpr;
1352                        } // if
1353                }
1354
1355                /// Wraps a function declaration in a new pointer-to-function variable expression
1356                VariableExpr *wrapFunctionDecl( DeclarationWithType *functionDecl ) {
1357                        // line below cloned from FixFunction.cc
1358                        // xxx - functionObj is never added to a list of declarations...
1359                        ObjectDecl *functionObj = new ObjectDecl( functionDecl->get_name(), functionDecl->get_storageClass(), functionDecl->get_linkage(), 0,
1360                                                                  new PointerType( Type::Qualifiers(), functionDecl->get_type()->clone() ), 0 );
1361                        functionObj->set_mangleName( functionDecl->get_mangleName() );
1362                        functionObj->set_scopeLevel( functionDecl->get_scopeLevel() );
1363                        return new VariableExpr( functionObj );
1364                }
1365
1366                /// Finds the operation declaration for a given type in one of the two maps
1367                DeclarationWithType* findOpForType( Type *formalType, const ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* >& ops, ResolvExpr::TypeMap< DeclarationWithType >& scopedOps ) {
1368                        if ( TypeInstType *formalTypeInstType = dynamic_cast< TypeInstType* >( formalType ) ) {
1369                                ScopedMap< std::string, DeclarationWithType *>::const_iterator opIt = ops.find( formalTypeInstType->get_name() );
1370                                return opIt == ops.end() ? 0 : opIt->second;
1371                        } else {
1372                                return scopedOps.find( formalType );
1373                        }
1374                }
1375
1376                /// Adds an assertion parameter to the application expression for the actual assertion declaration valued with the assert op
1377                void addAssertionFor( ApplicationExpr *appExpr, DeclarationWithType *actualDecl, DeclarationWithType *assertOp ) {
1378                        appExpr->get_inferParams()[ actualDecl->get_uniqueId() ]
1379                                        = ParamEntry( assertOp->get_uniqueId(), assertOp->get_type()->clone(), actualDecl->get_type()->clone(), wrapFunctionDecl( assertOp ) );
1380                }
1381
1382                Statement * Pass1::mutate( ReturnStmt *returnStmt ) {
1383                        if ( retval && returnStmt->get_expr() ) {
1384                                assert( returnStmt->get_expr()->has_result() && ! returnStmt->get_expr()->get_result()->isVoid() );
1385                                // ***** Code Removal ***** After introducing a temporary variable for all return expressions, the following code appears superfluous.
1386                                // if ( returnStmt->get_expr()->get_results().front()->get_isLvalue() ) {
1387                                // by this point, a cast expr on a polymorphic return value is redundant
1388                                while ( CastExpr *castExpr = dynamic_cast< CastExpr *>( returnStmt->get_expr() ) ) {
1389                                        returnStmt->set_expr( castExpr->get_arg() );
1390                                        returnStmt->get_expr()->set_env( castExpr->get_env() );
1391                                        castExpr->set_env( 0 );
1392                                        castExpr->set_arg( 0 );
1393                                        delete castExpr;
1394                                } //while
1395
1396                                // find assignment operator for (polymorphic) return type
1397                                ApplicationExpr *assignExpr = 0;
1398                                if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType *>( retval->get_type() ) ) {
1399                                        // find assignment operator for type variable
1400                                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType *>::const_iterator assignIter = assignOps.find( typeInst->get_name() );
1401                                        if ( assignIter == assignOps.end() ) {
1402                                                throw SemanticError( "Attempt to return dtype or ftype object in ", returnStmt->get_expr() );
1403                                        } // if
1404                                        assignExpr = new ApplicationExpr( new VariableExpr( assignIter->second ) );
1405                                } else if ( ReferenceToType *refType = dynamic_cast< ReferenceToType *>( retval->get_type() ) ) {
1406                                        // find assignment operator for generic type
1407                                        DeclarationWithType *functionDecl = scopedAssignOps.find( refType );
1408                                        if ( ! functionDecl ) {
1409                                                throw SemanticError( "Attempt to return dtype or ftype generic object in ", returnStmt->get_expr() );
1410                                        }
1411
1412                                        // wrap it up in an application expression
1413                                        assignExpr = new ApplicationExpr( wrapFunctionDecl( functionDecl ) );
1414                                        assignExpr->set_env( env->clone() );
1415
1416                                        // find each of its needed secondary assignment operators
1417                                        std::list< Expression* > &tyParams = refType->get_parameters();
1418                                        Type::ForallList &forallParams = functionDecl->get_type()->get_forall();
1419                                        std::list< Expression* >::const_iterator tyIt = tyParams.begin();
1420                                        Type::ForallList::const_iterator forallIt = forallParams.begin();
1421                                        for ( ; tyIt != tyParams.end() && forallIt != forallParams.end(); ++tyIt, ++forallIt ) {
1422                                                // Add appropriate mapping to assignment expression environment
1423                                                TypeExpr *formalTypeExpr = dynamic_cast< TypeExpr* >( *tyIt );
1424                                                assert( formalTypeExpr && "type parameters must be type expressions" );
1425                                                Type *formalType = formalTypeExpr->get_type();
1426                                                assignExpr->get_env()->add( (*forallIt)->get_name(), formalType );
1427
1428                                                // skip non-otype parameters (ftype/dtype)
1429                                                if ( (*forallIt)->get_kind() != TypeDecl::Any ) continue;
1430
1431                                                // find otype operators for formal type
1432                                                DeclarationWithType *assertAssign = findOpForType( formalType, assignOps, scopedAssignOps );
1433                                                if ( ! assertAssign ) throw SemanticError( "No assignment operation found for ", formalType );
1434
1435                                                DeclarationWithType *assertCtor = findOpForType( formalType, ctorOps, scopedCtorOps );
1436                                                if ( ! assertCtor ) throw SemanticError( "No default constructor found for ", formalType );
1437
1438                                                DeclarationWithType *assertCopy = findOpForType( formalType, copyOps, scopedCopyOps );
1439                                                if ( ! assertCopy ) throw SemanticError( "No copy constructor found for ", formalType );
1440
1441                                                DeclarationWithType *assertDtor = findOpForType( formalType, dtorOps, scopedDtorOps );
1442                                                if ( ! assertDtor ) throw SemanticError( "No destructor found for ", formalType );
1443
1444                                                // add inferred parameters for otype operators to assignment expression
1445                                                // NOTE: Code here assumes that first four assertions are assign op, ctor, copy ctor, dtor, in that order
1446                                                std::list< DeclarationWithType* > &asserts = (*forallIt)->get_assertions();
1447                                                assert( asserts.size() >= 4 && "Type param needs otype operator assertions" );
1448
1449                                                std::list< DeclarationWithType* >::iterator actualIt = asserts.begin();
1450                                                addAssertionFor( assignExpr, *actualIt, assertAssign );
1451                                                ++actualIt;
1452                                                addAssertionFor( assignExpr, *actualIt, assertCtor );
1453                                                ++actualIt;
1454                                                addAssertionFor( assignExpr, *actualIt, assertCopy );
1455                                                ++actualIt;
1456                                                addAssertionFor( assignExpr, *actualIt, assertDtor );
1457
1458                                        }
1459                                }
1460                                assert( assignExpr );
1461
1462                                // replace return statement with appropriate assignment to out parameter
1463                                Expression *retParm = new NameExpr( retval->get_name() );
1464                                retParm->set_result( new PointerType( Type::Qualifiers(), retval->get_type()->clone() ) );
1465                                assignExpr->get_args().push_back( retParm );
1466                                assignExpr->get_args().push_back( returnStmt->get_expr() );
1467                                stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, mutateExpression( assignExpr ) ) );
1468                                // } else {
1469                                //      useRetval = true;
1470                                //      stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, mutateExpression( returnStmt->get_expr() ) ) );
1471                                //      useRetval = false;
1472                                // } // if
1473                                returnStmt->set_expr( 0 );
1474                        } else {
1475                                returnStmt->set_expr( mutateExpression( returnStmt->get_expr() ) );
1476                        } // if
1477                        return returnStmt;
1478                }
1479
1480                Type * Pass1::mutate( PointerType *pointerType ) {
1481                        scopeTyVars.beginScope();
1482                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1483
1484                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1485
1486                        scopeTyVars.endScope();
1487                        return ret;
1488                }
1489
1490                Type * Pass1::mutate( FunctionType *functionType ) {
1491                        scopeTyVars.beginScope();
1492                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
1493
1494                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
1495
1496                        scopeTyVars.endScope();
1497                        return ret;
1498                }
1499
1500                void Pass1::doBeginScope() {
1501                        adapters.beginScope();
1502                        scopedAssignOps.beginScope();
1503                        scopedCtorOps.beginScope();
1504                        scopedCopyOps.beginScope();
1505                        scopedDtorOps.beginScope();
1506                }
1507
1508                void Pass1::doEndScope() {
1509                        adapters.endScope();
1510                        scopedAssignOps.endScope();
1511                        scopedCtorOps.endScope();
1512                        scopedCopyOps.endScope();
1513                        scopedDtorOps.endScope();
1514                }
1515
1516////////////////////////////////////////// Pass2 ////////////////////////////////////////////////////
1517
1518                void Pass2::addAdapters( FunctionType *functionType ) {
1519                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
1520                        std::list< FunctionType *> functions;
1521                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
1522                                Type *orig = (*arg)->get_type();
1523                                findAndReplaceFunction( orig, functions, scopeTyVars, needsAdapter );
1524                                (*arg)->set_type( orig );
1525                        }
1526                        std::set< std::string > adaptersDone;
1527                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
1528                                std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
1529                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
1530                                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
1531                                        paramList.push_front( new ObjectDecl( adapterName, DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), 0 ) );
1532                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
1533                                }
1534                        }
1535//  deleteAll( functions );
1536                }
1537
1538                template< typename DeclClass >
1539                DeclClass * Pass2::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
1540                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Mutator::mutate( decl ) );
1541
1542                        return ret;
1543                }
1544
1545                DeclarationWithType * Pass2::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1546                        return handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
1547                }
1548
1549                ObjectDecl * Pass2::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1550                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
1551                }
1552
1553                TypeDecl * Pass2::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1554                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
1555                        if ( typeDecl->get_base() ) {
1556                                return handleDecl( typeDecl, typeDecl->get_base() );
1557                        } else {
1558                                return Mutator::mutate( typeDecl );
1559                        }
1560                }
1561
1562                TypedefDecl * Pass2::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1563                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
1564                }
1565
1566                Type * Pass2::mutate( PointerType *pointerType ) {
1567                        scopeTyVars.beginScope();
1568                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1569
1570                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1571
1572                        scopeTyVars.endScope();
1573                        return ret;
1574                }
1575
1576                Type *Pass2::mutate( FunctionType *funcType ) {
1577                        scopeTyVars.beginScope();
1578                        makeTyVarMap( funcType, scopeTyVars );
1579
1580                        // move polymorphic return type to parameter list
1581                        if ( isDynRet( funcType ) ) {
1582                                DeclarationWithType *ret = funcType->get_returnVals().front();
1583                                ret->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), ret->get_type() ) );
1584                                funcType->get_parameters().push_front( ret );
1585                                funcType->get_returnVals().pop_front();
1586                        }
1587
1588                        // add size/align and assertions for type parameters to parameter list
1589                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator last = funcType->get_parameters().begin();
1590                        std::list< DeclarationWithType *> inferredParams;
1591                        ObjectDecl newObj( "", DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), 0 );
1592                        ObjectDecl newPtr( "", DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0,
1593                                           new PointerType( Type::Qualifiers(), new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ) ), 0 );
1594                        for ( Type::ForallList::const_iterator tyParm = funcType->get_forall().begin(); tyParm != funcType->get_forall().end(); ++tyParm ) {
1595                                ObjectDecl *sizeParm, *alignParm;
1596                                // add all size and alignment parameters to parameter list
1597                                if ( (*tyParm)->get_kind() == TypeDecl::Any ) {
1598                                        TypeInstType parmType( Type::Qualifiers(), (*tyParm)->get_name(), *tyParm );
1599                                        std::string parmName = mangleType( &parmType );
1600
1601                                        sizeParm = newObj.clone();
1602                                        sizeParm->set_name( sizeofName( parmName ) );
1603                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1604                                        ++last;
1605
1606                                        alignParm = newObj.clone();
1607                                        alignParm->set_name( alignofName( parmName ) );
1608                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1609                                        ++last;
1610                                }
1611                                // move all assertions into parameter list
1612                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyParm)->get_assertions().begin(); assert != (*tyParm)->get_assertions().end(); ++assert ) {
1613//      *assert = (*assert)->acceptMutator( *this );
1614                                        inferredParams.push_back( *assert );
1615                                }
1616                                (*tyParm)->get_assertions().clear();
1617                        }
1618
1619                        // add size/align for generic parameter types to parameter list
1620                        std::set< std::string > seenTypes; // sizeofName for generic types we've seen
1621                        for ( std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = last; fnParm != funcType->get_parameters().end(); ++fnParm ) {
1622                                Type *polyType = isPolyType( (*fnParm)->get_type(), scopeTyVars );
1623                                if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
1624                                        std::string typeName = mangleType( polyType );
1625                                        if ( seenTypes.count( typeName ) ) continue;
1626
1627                                        ObjectDecl *sizeParm, *alignParm, *offsetParm;
1628                                        sizeParm = newObj.clone();
1629                                        sizeParm->set_name( sizeofName( typeName ) );
1630                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1631                                        ++last;
1632
1633                                        alignParm = newObj.clone();
1634                                        alignParm->set_name( alignofName( typeName ) );
1635                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1636                                        ++last;
1637
1638                                        if ( StructInstType *polyBaseStruct = dynamic_cast< StructInstType* >( polyType ) ) {
1639                                                // NOTE zero-length arrays are illegal in C, so empty structs have no offset array
1640                                                if ( ! polyBaseStruct->get_baseStruct()->get_members().empty() ) {
1641                                                        offsetParm = newPtr.clone();
1642                                                        offsetParm->set_name( offsetofName( typeName ) );
1643                                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, offsetParm );
1644                                                        ++last;
1645                                                }
1646                                        }
1647
1648                                        seenTypes.insert( typeName );
1649                                }
1650                        }
1651
1652                        // splice assertion parameters into parameter list
1653                        funcType->get_parameters().splice( last, inferredParams );
1654                        addAdapters( funcType );
1655                        mutateAll( funcType->get_returnVals(), *this );
1656                        mutateAll( funcType->get_parameters(), *this );
1657
1658                        scopeTyVars.endScope();
1659                        return funcType;
1660                }
1661
1662////////////////////////////////////////// PolyGenericCalculator ////////////////////////////////////////////////////
1663
1664                void PolyGenericCalculator::beginTypeScope( Type *ty ) {
1665                        scopeTyVars.beginScope();
1666                        makeTyVarMap( ty, scopeTyVars );
1667                }
1668
1669                void PolyGenericCalculator::endTypeScope() {
1670                        scopeTyVars.endScope();
1671                }
1672
1673                template< typename DeclClass >
1674                DeclClass * PolyGenericCalculator::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
1675                        beginTypeScope( type );
1676                        // knownLayouts.beginScope();
1677                        // knownOffsets.beginScope();
1678
1679                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Parent::mutate( decl ) );
1680
1681                        // knownOffsets.endScope();
1682                        // knownLayouts.endScope();
1683                        endTypeScope();
1684                        return ret;
1685                }
1686
1687                ObjectDecl * PolyGenericCalculator::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1688                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
1689                }
1690
1691                DeclarationWithType * PolyGenericCalculator::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1692                        knownLayouts.beginScope();
1693                        knownOffsets.beginScope();
1694
1695                        DeclarationWithType * decl = handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
1696                        knownOffsets.endScope();
1697                        knownLayouts.endScope();
1698                        return decl;
1699                }
1700
1701                TypedefDecl * PolyGenericCalculator::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1702                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
1703                }
1704
1705                TypeDecl * PolyGenericCalculator::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1706                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
1707                        return Parent::mutate( typeDecl );
1708                }
1709
1710                Type * PolyGenericCalculator::mutate( PointerType *pointerType ) {
1711                        beginTypeScope( pointerType );
1712
1713                        Type *ret = Parent::mutate( pointerType );
1714
1715                        endTypeScope();
1716                        return ret;
1717                }
1718
1719                Type * PolyGenericCalculator::mutate( FunctionType *funcType ) {
1720                        beginTypeScope( funcType );
1721
1722                        // make sure that any type information passed into the function is accounted for
1723                        for ( std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = funcType->get_parameters().begin(); fnParm != funcType->get_parameters().end(); ++fnParm ) {
1724                                // condition here duplicates that in Pass2::mutate( FunctionType* )
1725                                Type *polyType = isPolyType( (*fnParm)->get_type(), scopeTyVars );
1726                                if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
1727                                        knownLayouts.insert( mangleType( polyType ) );
1728                                }
1729                        }
1730
1731                        Type *ret = Parent::mutate( funcType );
1732
1733                        endTypeScope();
1734                        return ret;
1735                }
1736
1737                Statement *PolyGenericCalculator::mutate( DeclStmt *declStmt ) {
1738                        if ( ObjectDecl *objectDecl = dynamic_cast< ObjectDecl *>( declStmt->get_decl() ) ) {
1739                                if ( findGeneric( objectDecl->get_type() ) ) {
1740                                        // change initialization of a polymorphic value object
1741                                        // to allocate storage with alloca
1742                                        Type *declType = objectDecl->get_type();
1743                                        UntypedExpr *alloc = new UntypedExpr( new NameExpr( "__builtin_alloca" ) );
1744                                        alloc->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( mangleType( declType ) ) ) );
1745
1746                                        delete objectDecl->get_init();
1747
1748                                        std::list<Expression*> designators;
1749                                        objectDecl->set_init( new SingleInit( alloc, designators, false ) ); // not constructed
1750                                }
1751                        }
1752                        return Parent::mutate( declStmt );
1753                }
1754
1755                /// Finds the member in the base list that matches the given declaration; returns its index, or -1 if not present
1756                long findMember( DeclarationWithType *memberDecl, std::list< Declaration* > &baseDecls ) {
1757                        long i = 0;
1758                        for(std::list< Declaration* >::const_iterator decl = baseDecls.begin(); decl != baseDecls.end(); ++decl, ++i ) {
1759                                if ( memberDecl->get_name() != (*decl)->get_name() ) continue;
1760
1761                                if ( DeclarationWithType *declWithType = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *decl ) ) {
1762                                        if ( memberDecl->get_mangleName().empty() || declWithType->get_mangleName().empty()
1763                                             || memberDecl->get_mangleName() == declWithType->get_mangleName() ) return i;
1764                                        else continue;
1765                                } else return i;
1766                        }
1767                        return -1;
1768                }
1769
1770                /// Returns an index expression into the offset array for a type
1771                Expression *makeOffsetIndex( Type *objectType, long i ) {
1772                        std::stringstream offset_namer;
1773                        offset_namer << i;
1774                        ConstantExpr *fieldIndex = new ConstantExpr( Constant( new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), offset_namer.str() ) );
1775                        UntypedExpr *fieldOffset = new UntypedExpr( new NameExpr( "?[?]" ) );
1776                        fieldOffset->get_args().push_back( new NameExpr( offsetofName( mangleType( objectType ) ) ) );
1777                        fieldOffset->get_args().push_back( fieldIndex );
1778                        return fieldOffset;
1779                }
1780
1781                /// Returns an expression dereferenced n times
1782                Expression *makeDerefdVar( Expression *derefdVar, long n ) {
1783                        for ( int i = 1; i < n; ++i ) {
1784                                UntypedExpr *derefExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
1785                                derefExpr->get_args().push_back( derefdVar );
1786                                // xxx - should set results on derefExpr
1787                                derefdVar = derefExpr;
1788                        }
1789                        return derefdVar;
1790                }
1791
1792                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( MemberExpr *memberExpr ) {
1793                        // mutate, exiting early if no longer MemberExpr
1794                        Expression *expr = Parent::mutate( memberExpr );
1795                        memberExpr = dynamic_cast< MemberExpr* >( expr );
1796                        if ( ! memberExpr ) return expr;
1797
1798                        // get declaration for base struct, exiting early if not found
1799                        int varDepth;
1800                        VariableExpr *varExpr = getBaseVar( memberExpr->get_aggregate(), &varDepth );
1801                        if ( ! varExpr ) return memberExpr;
1802                        ObjectDecl *objectDecl = dynamic_cast< ObjectDecl* >( varExpr->get_var() );
1803                        if ( ! objectDecl ) return memberExpr;
1804
1805                        // only mutate member expressions for polymorphic types
1806                        int tyDepth;
1807                        Type *objectType = hasPolyBase( objectDecl->get_type(), scopeTyVars, &tyDepth );
1808                        if ( ! objectType ) return memberExpr;
1809                        findGeneric( objectType ); // ensure layout for this type is available
1810
1811                        // replace member expression with dynamically-computed layout expression
1812                        Expression *newMemberExpr = 0;
1813                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( objectType ) ) {
1814                                // look up offset index
1815                                long i = findMember( memberExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
1816                                if ( i == -1 ) return memberExpr;
1817
1818                                // replace member expression with pointer to base plus offset
1819                                UntypedExpr *fieldLoc = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
1820                                fieldLoc->get_args().push_back( makeDerefdVar( varExpr->clone(), varDepth ) );
1821                                fieldLoc->get_args().push_back( makeOffsetIndex( objectType, i ) );
1822                                newMemberExpr = fieldLoc;
1823                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( objectType ) ) {
1824                                // union members are all at offset zero, so build appropriately-dereferenced variable
1825                                newMemberExpr = makeDerefdVar( varExpr->clone(), varDepth );
1826                        } else return memberExpr;
1827                        assert( newMemberExpr );
1828
1829                        Type *memberType = memberExpr->get_member()->get_type();
1830                        if ( ! isPolyType( memberType, scopeTyVars ) ) {
1831                                // 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
1832                                CastExpr *ptrCastExpr = new CastExpr( newMemberExpr, new PointerType( Type::Qualifiers(), memberType->clone() ) );
1833                                UntypedExpr *derefExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
1834                                derefExpr->get_args().push_back( ptrCastExpr );
1835                                newMemberExpr = derefExpr;
1836                        }
1837
1838                        delete memberExpr;
1839                        return newMemberExpr;
1840                }
1841
1842                ObjectDecl *PolyGenericCalculator::makeVar( const std::string &name, Type *type, Initializer *init ) {
1843                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( name, DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, type, init );
1844                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
1845                        return newObj;
1846                }
1847
1848                void PolyGenericCalculator::addOtypeParamsToLayoutCall( UntypedExpr *layoutCall, const std::list< Type* > &otypeParams ) {
1849                        for ( std::list< Type* >::const_iterator param = otypeParams.begin(); param != otypeParams.end(); ++param ) {
1850                                if ( findGeneric( *param ) ) {
1851                                        // push size/align vars for a generic parameter back
1852                                        std::string paramName = mangleType( *param );
1853                                        layoutCall->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( paramName ) ) );
1854                                        layoutCall->get_args().push_back( new NameExpr( alignofName( paramName ) ) );
1855                                } else {
1856                                        layoutCall->get_args().push_back( new SizeofExpr( (*param)->clone() ) );
1857                                        layoutCall->get_args().push_back( new AlignofExpr( (*param)->clone() ) );
1858                                }
1859                        }
1860                }
1861
1862                /// returns true if any of the otype parameters have a dynamic layout and puts all otype parameters in the output list
1863                bool findGenericParams( std::list< TypeDecl* > &baseParams, std::list< Expression* > &typeParams, std::list< Type* > &out ) {
1864                        bool hasDynamicLayout = false;
1865
1866                        std::list< TypeDecl* >::const_iterator baseParam = baseParams.begin();
1867                        std::list< Expression* >::const_iterator typeParam = typeParams.begin();
1868                        for ( ; baseParam != baseParams.end() && typeParam != typeParams.end(); ++baseParam, ++typeParam ) {
1869                                // skip non-otype parameters
1870                                if ( (*baseParam)->get_kind() != TypeDecl::Any ) continue;
1871                                TypeExpr *typeExpr = dynamic_cast< TypeExpr* >( *typeParam );
1872                                assert( typeExpr && "all otype parameters should be type expressions" );
1873
1874                                Type *type = typeExpr->get_type();
1875                                out.push_back( type );
1876                                if ( isPolyType( type ) ) hasDynamicLayout = true;
1877                        }
1878                        assert( baseParam == baseParams.end() && typeParam == typeParams.end() );
1879
1880                        return hasDynamicLayout;
1881                }
1882
1883                bool PolyGenericCalculator::findGeneric( Type *ty ) {
1884                        ty = replaceTypeInst( ty, env );
1885
1886                        if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType* >( ty ) ) {
1887                                if ( scopeTyVars.find( typeInst->get_name() ) != scopeTyVars.end() ) {
1888                                        // NOTE assumes here that getting put in the scopeTyVars included having the layout variables set
1889                                        return true;
1890                                }
1891                                return false;
1892                        } else if ( StructInstType *structTy = dynamic_cast< StructInstType* >( ty ) ) {
1893                                // check if this type already has a layout generated for it
1894                                std::string typeName = mangleType( ty );
1895                                if ( knownLayouts.find( typeName ) != knownLayouts.end() ) return true;
1896
1897                                // check if any of the type parameters have dynamic layout; if none do, this type is (or will be) monomorphized
1898                                std::list< Type* > otypeParams;
1899                                if ( ! findGenericParams( *structTy->get_baseParameters(), structTy->get_parameters(), otypeParams ) ) return false;
1900
1901                                // insert local variables for layout and generate call to layout function
1902                                knownLayouts.insert( typeName );  // done early so as not to interfere with the later addition of parameters to the layout call
1903                                Type *layoutType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
1904
1905                                int n_members = structTy->get_baseStruct()->get_members().size();
1906                                if ( n_members == 0 ) {
1907                                        // all empty structs have the same layout - size 1, align 1
1908                                        makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType, new SingleInit( new ConstantExpr( Constant::from_ulong( (unsigned long)1 ) ) ) );
1909                                        makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone(), new SingleInit( new ConstantExpr( Constant::from_ulong( (unsigned long)1 ) ) ) );
1910                                        // NOTE zero-length arrays are forbidden in C, so empty structs have no offsetof array
1911                                } else {
1912                                        ObjectDecl *sizeVar = makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType );
1913                                        ObjectDecl *alignVar = makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone() );
1914                                        ObjectDecl *offsetVar = makeVar( offsetofName( typeName ), new ArrayType( Type::Qualifiers(), layoutType->clone(), new ConstantExpr( Constant::from_int( n_members ) ), false, false ) );
1915
1916                                        // generate call to layout function
1917                                        UntypedExpr *layoutCall = new UntypedExpr( new NameExpr( layoutofName( structTy->get_baseStruct() ) ) );
1918                                        layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( sizeVar ) ) );
1919                                        layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( alignVar ) ) );
1920                                        layoutCall->get_args().push_back( new VariableExpr( offsetVar ) );
1921                                        addOtypeParamsToLayoutCall( layoutCall, otypeParams );
1922
1923                                        stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, layoutCall ) );
1924                                }
1925
1926                                return true;
1927                        } else if ( UnionInstType *unionTy = dynamic_cast< UnionInstType* >( ty ) ) {
1928                                // check if this type already has a layout generated for it
1929                                std::string typeName = mangleType( ty );
1930                                if ( knownLayouts.find( typeName ) != knownLayouts.end() ) return true;
1931
1932                                // check if any of the type parameters have dynamic layout; if none do, this type is (or will be) monomorphized
1933                                std::list< Type* > otypeParams;
1934                                if ( ! findGenericParams( *unionTy->get_baseParameters(), unionTy->get_parameters(), otypeParams ) ) return false;
1935
1936                                // insert local variables for layout and generate call to layout function
1937                                knownLayouts.insert( typeName );  // done early so as not to interfere with the later addition of parameters to the layout call
1938                                Type *layoutType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
1939
1940                                ObjectDecl *sizeVar = makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType );
1941                                ObjectDecl *alignVar = makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone() );
1942
1943                                // generate call to layout function
1944                                UntypedExpr *layoutCall = new UntypedExpr( new NameExpr( layoutofName( unionTy->get_baseUnion() ) ) );
1945                                layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( sizeVar ) ) );
1946                                layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( alignVar ) ) );
1947                                addOtypeParamsToLayoutCall( layoutCall, otypeParams );
1948
1949                                stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, layoutCall ) );
1950
1951                                return true;
1952                        }
1953
1954                        return false;
1955                }
1956
1957                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( SizeofExpr *sizeofExpr ) {
1958                        Type *ty = sizeofExpr->get_type();
1959                        if ( findGeneric( ty ) ) {
1960                                Expression *ret = new NameExpr( sizeofName( mangleType( ty ) ) );
1961                                delete sizeofExpr;
1962                                return ret;
1963                        }
1964                        return sizeofExpr;
1965                }
1966
1967                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( AlignofExpr *alignofExpr ) {
1968                        Type *ty = alignofExpr->get_type();
1969                        if ( findGeneric( ty ) ) {
1970                                Expression *ret = new NameExpr( alignofName( mangleType( ty ) ) );
1971                                delete alignofExpr;
1972                                return ret;
1973                        }
1974                        return alignofExpr;
1975                }
1976
1977                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( OffsetofExpr *offsetofExpr ) {
1978                        // mutate, exiting early if no longer OffsetofExpr
1979                        Expression *expr = Parent::mutate( offsetofExpr );
1980                        offsetofExpr = dynamic_cast< OffsetofExpr* >( expr );
1981                        if ( ! offsetofExpr ) return expr;
1982
1983                        // only mutate expressions for polymorphic structs/unions
1984                        Type *ty = offsetofExpr->get_type();
1985                        if ( ! findGeneric( ty ) ) return offsetofExpr;
1986
1987                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( ty ) ) {
1988                                // replace offsetof expression by index into offset array
1989                                long i = findMember( offsetofExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
1990                                if ( i == -1 ) return offsetofExpr;
1991
1992                                Expression *offsetInd = makeOffsetIndex( ty, i );
1993                                delete offsetofExpr;
1994                                return offsetInd;
1995                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( ty ) ) {
1996                                // all union members are at offset zero
1997                                delete offsetofExpr;
1998                                return new ConstantExpr( Constant( new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), "0" ) );
1999                        } else return offsetofExpr;
2000                }
2001
2002                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( OffsetPackExpr *offsetPackExpr ) {
2003                        StructInstType *ty = offsetPackExpr->get_type();
2004
2005                        Expression *ret = 0;
2006                        if ( findGeneric( ty ) ) {
2007                                // pull offset back from generated type information
2008                                ret = new NameExpr( offsetofName( mangleType( ty ) ) );
2009                        } else {
2010                                std::string offsetName = offsetofName( mangleType( ty ) );
2011                                if ( knownOffsets.find( offsetName ) != knownOffsets.end() ) {
2012                                        // use the already-generated offsets for this type
2013                                        ret = new NameExpr( offsetName );
2014                                } else {
2015                                        knownOffsets.insert( offsetName );
2016
2017                                        std::list< Declaration* > &baseMembers = ty->get_baseStruct()->get_members();
2018                                        Type *offsetType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
2019
2020                                        // build initializer list for offset array
2021                                        std::list< Initializer* > inits;
2022                                        for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = baseMembers.begin(); member != baseMembers.end(); ++member ) {
2023                                                DeclarationWithType *memberDecl;
2024                                                if ( DeclarationWithType *origMember = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *member ) ) {
2025                                                        memberDecl = origMember->clone();
2026                                                } else {
2027                                                        memberDecl = new ObjectDecl( (*member)->get_name(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, offsetType->clone(), 0 );
2028                                                }
2029                                                inits.push_back( new SingleInit( new OffsetofExpr( ty->clone(), memberDecl ) ) );
2030                                        }
2031
2032                                        // build the offset array and replace the pack with a reference to it
2033                                        ObjectDecl *offsetArray = makeVar( offsetName, new ArrayType( Type::Qualifiers(), offsetType, new ConstantExpr( Constant::from_ulong( baseMembers.size() ) ), false, false ),
2034                                                        new ListInit( inits ) );
2035                                        ret = new VariableExpr( offsetArray );
2036                                }
2037                        }
2038
2039                        delete offsetPackExpr;
2040                        return ret;
2041                }
2042
2043                void PolyGenericCalculator::doBeginScope() {
2044                        knownLayouts.beginScope();
2045                        knownOffsets.beginScope();
2046                }
2047
2048                void PolyGenericCalculator::doEndScope() {
2049                        knownLayouts.endScope();
2050                        knownOffsets.endScope();
2051                }
2052
2053////////////////////////////////////////// Pass3 ////////////////////////////////////////////////////
2054
2055                template< typename DeclClass >
2056                DeclClass * Pass3::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
2057                        scopeTyVars.beginScope();
2058                        makeTyVarMap( type, scopeTyVars );
2059
2060                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Mutator::mutate( decl ) );
2061                        ScrubTyVars::scrub( decl, scopeTyVars );
2062
2063                        scopeTyVars.endScope();
2064                        return ret;
2065                }
2066
2067                ObjectDecl * Pass3::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
2068                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
2069                }
2070
2071                DeclarationWithType * Pass3::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
2072                        return handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
2073                }
2074
2075                TypedefDecl * Pass3::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
2076                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
2077                }
2078
2079                TypeDecl * Pass3::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
2080//   Initializer *init = 0;
2081//   std::list< Expression *> designators;
2082//   scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
2083//   if ( typeDecl->get_base() ) {
2084//     init = new SimpleInit( new SizeofExpr( handleDecl( typeDecl, typeDecl->get_base() ) ), designators );
2085//   }
2086//   return new ObjectDecl( typeDecl->get_name(), Declaration::Extern, LinkageSpec::C, 0, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::UnsignedInt ), init );
2087
2088                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
2089                        return Mutator::mutate( typeDecl );
2090                }
2091
2092                Type * Pass3::mutate( PointerType *pointerType ) {
2093                        scopeTyVars.beginScope();
2094                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
2095
2096                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
2097
2098                        scopeTyVars.endScope();
2099                        return ret;
2100                }
2101
2102                Type * Pass3::mutate( FunctionType *functionType ) {
2103                        scopeTyVars.beginScope();
2104                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
2105
2106                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
2107
2108                        scopeTyVars.endScope();
2109                        return ret;
2110                }
2111        } // anonymous namespace
2112} // namespace GenPoly
2113
2114// Local Variables: //
2115// tab-width: 4 //
2116// mode: c++ //
2117// compile-command: "make install" //
2118// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.