source: src/GenPoly/Box.cc @ 8dceeb7

aaron-thesisarm-ehcleanup-dtorsdeferred_resndemanglerjacob/cs343-translationjenkins-sandboxnew-astnew-ast-unique-exprnew-envno_listpersistent-indexerresolv-newwith_gc
Last change on this file since 8dceeb7 was 8dceeb7, checked in by Rob Schluntz <rschlunt@…>, 4 years ago

Monomorphize polymorphic aggregate (but not generic) members [fixes #61]

  • Property mode set to 100644
File size: 86.5 KB
Line 
1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2015 University of Waterloo
3//
4// The contents of this file are covered under the licence agreement in the
5// file "LICENCE" distributed with Cforall.
6//
7// Box.cc --
8//
9// Author           : Richard C. Bilson
10// Created On       : Mon May 18 07:44:20 2015
11// Last Modified By : Peter A. Buhr
12// Last Modified On : Wed Jun 21 15:49:59 2017
13// Update Count     : 346
14//
15
16#include <algorithm>                     // for mismatch
17#include <cassert>                       // for assert, strict_dynamic_cast
18#include <iostream>                      // for operator<<, stringstream
19#include <list>                          // for list, list<>::iterator, _Lis...
20#include <map>                           // for _Rb_tree_const_iterator, map
21#include <memory>                        // for auto_ptr
22#include <set>                           // for set
23#include <string>                        // for string, allocator, basic_string
24#include <utility>                       // for pair
25
26#include "Box.h"
27
28#include "CodeGen/OperatorTable.h"
29#include "Common/PassVisitor.h"          // for PassVisitor
30#include "Common/ScopedMap.h"            // for ScopedMap, ScopedMap<>::iter...
31#include "Common/SemanticError.h"        // for SemanticError
32#include "Common/UniqueName.h"           // for UniqueName
33#include "Common/utility.h"              // for toString
34#include "FindFunction.h"                // for findFunction, findAndReplace...
35#include "GenPoly/ErasableScopedMap.h"   // for ErasableScopedMap<>::const_i...
36#include "GenPoly/GenPoly.h"             // for TyVarMap, isPolyType, mangle...
37#include "InitTweak/InitTweak.h"         // for getFunctionName, isAssignment
38#include "Lvalue.h"                      // for generalizedLvalue
39#include "Parser/LinkageSpec.h"          // for C, Spec, Cforall, Intrinsic
40#include "ResolvExpr/TypeEnvironment.h"  // for EqvClass
41#include "ResolvExpr/typeops.h"          // for typesCompatible
42#include "ScopedSet.h"                   // for ScopedSet, ScopedSet<>::iter...
43#include "ScrubTyVars.h"                 // for ScrubTyVars
44#include "SymTab/Indexer.h"              // for Indexer
45#include "SymTab/Mangler.h"              // for Mangler
46#include "SynTree/Attribute.h"           // for Attribute
47#include "SynTree/Constant.h"            // for Constant
48#include "SynTree/Declaration.h"         // for DeclarationWithType, ObjectDecl
49#include "SynTree/Expression.h"          // for ApplicationExpr, UntypedExpr
50#include "SynTree/Initializer.h"         // for SingleInit, Initializer, Lis...
51#include "SynTree/Label.h"               // for Label, noLabels
52#include "SynTree/Mutator.h"             // for maybeMutate, Mutator, mutateAll
53#include "SynTree/Statement.h"           // for ExprStmt, DeclStmt, ReturnStmt
54#include "SynTree/SynTree.h"             // for UniqueId
55#include "SynTree/Type.h"                // for Type, FunctionType, PointerType
56#include "SynTree/TypeSubstitution.h"    // for TypeSubstitution, operator<<
57
58namespace GenPoly {
59        namespace {
60                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars );
61
62                class BoxPass {
63                protected:
64                        BoxPass() : scopeTyVars( TypeDecl::Data{} ) {}
65                        TyVarMap scopeTyVars;
66                };
67
68                /// Adds layout-generation functions to polymorphic types
69                class LayoutFunctionBuilder final : public WithDeclsToAdd, public WithVisitorRef<LayoutFunctionBuilder>, public WithShortCircuiting {
70                        unsigned int functionNesting = 0;  // current level of nested functions
71                public:
72                        void previsit( FunctionDecl *functionDecl );
73                        void previsit( StructDecl *structDecl );
74                        void previsit( UnionDecl *unionDecl );
75                };
76
77                /// 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
78                class Pass1 final : public BoxPass, public WithTypeSubstitution, public WithStmtsToAdd, public WithGuards, public WithVisitorRef<Pass1>, public WithShortCircuiting {
79                  public:
80                        Pass1();
81
82                        void premutate( FunctionDecl * functionDecl );
83                        void premutate( TypeDecl * typeDecl );
84                        void premutate( CommaExpr * commaExpr );
85                        Expression * postmutate( ApplicationExpr * appExpr );
86                        Expression * postmutate( UntypedExpr *expr );
87                        void premutate( AddressExpr * addrExpr );
88                        Expression * postmutate( AddressExpr * addrExpr );
89                        void premutate( ReturnStmt * returnStmt );
90                        void premutate( PointerType * pointerType );
91                        void premutate( FunctionType * functionType );
92
93                        void beginScope();
94                        void endScope();
95                  private:
96                        /// Pass the extra type parameters from polymorphic generic arguments or return types into a function application
97                        void passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes );
98                        /// passes extra type parameters into a polymorphic function application
99                        void passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
100                        /// wraps a function application with a new temporary for the out-parameter return value
101                        Expression *addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
102                        /// Replaces all the type parameters of a generic type with their concrete equivalents under the current environment
103                        void replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params );
104                        /// Replaces a polymorphic type with its concrete equivalant under the current environment (returns itself if concrete).
105                        /// If `doClone` is set to false, will not clone interior types
106                        Type *replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone = true );
107                        /// wraps a function application returning a polymorphic type with a new temporary for the out-parameter return value
108                        Expression *addDynRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
109                        Expression *applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
110                        void boxParam( Type *formal, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars );
111                        void boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
112                        void addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars );
113                        /// Stores assignment operators from assertion list in local map of assignment operations
114                        void passAdapters( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, const TyVarMap &exprTyVars );
115                        FunctionDecl *makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars );
116                        /// Replaces intrinsic operator functions with their arithmetic desugaring
117                        Expression *handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr );
118                        /// Inserts a new temporary variable into the current scope with an auto-generated name
119                        ObjectDecl *makeTemporary( Type *type );
120
121                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* > adapters;     ///< Set of adapter functions in the current scope
122
123                        std::map< ApplicationExpr *, Expression * > retVals;
124
125                        DeclarationWithType *retval;
126                        UniqueName tempNamer;
127                };
128
129                /// * Moves polymorphic returns in function types to pointer-type parameters
130                /// * adds type size and assertion parameters to parameter lists
131                struct Pass2 final : public BoxPass, public WithGuards {
132                        void handleAggDecl();
133
134                        DeclarationWithType * postmutate( FunctionDecl *functionDecl );
135                        void premutate( StructDecl *structDecl );
136                        void premutate( UnionDecl *unionDecl );
137                        void premutate( TraitDecl *unionDecl );
138                        void premutate( TypeDecl *typeDecl );
139                        void premutate( PointerType *pointerType );
140                        void premutate( FunctionType *funcType );
141
142                  private:
143                        void addAdapters( FunctionType *functionType );
144
145                        std::map< UniqueId, std::string > adapterName;
146                };
147
148                /// Replaces member and size/align/offsetof expressions on polymorphic generic types with calculated expressions.
149                /// * Replaces member expressions for polymorphic types with calculated add-field-offset-and-dereference
150                /// * Calculates polymorphic offsetof expressions from offset array
151                /// * Inserts dynamic calculation of polymorphic type layouts where needed
152                class PolyGenericCalculator final : public BoxPass, public WithGuards, public WithVisitorRef<PolyGenericCalculator>, public WithStmtsToAdd, public WithDeclsToAdd, public WithTypeSubstitution {
153                public:
154                        PolyGenericCalculator();
155
156                        void premutate( ObjectDecl *objectDecl );
157                        void premutate( FunctionDecl *functionDecl );
158                        void premutate( TypedefDecl *objectDecl );
159                        void premutate( TypeDecl *objectDecl );
160                        Declaration * postmutate( TypeDecl *TraitDecl );
161                        void premutate( PointerType *pointerType );
162                        void premutate( FunctionType *funcType );
163                        void premutate( DeclStmt *declStmt );
164                        Expression *postmutate( MemberExpr *memberExpr );
165                        Expression *postmutate( SizeofExpr *sizeofExpr );
166                        Expression *postmutate( AlignofExpr *alignofExpr );
167                        Expression *postmutate( OffsetofExpr *offsetofExpr );
168                        Expression *postmutate( OffsetPackExpr *offsetPackExpr );
169                        void premutate( StructDecl * );
170                        void premutate( UnionDecl * );
171
172                        void beginScope();
173                        void endScope();
174
175                private:
176                        /// Makes a new variable in the current scope with the given name, type & optional initializer
177                        ObjectDecl *makeVar( const std::string &name, Type *type, Initializer *init = 0 );
178                        /// returns true if the type has a dynamic layout; such a layout will be stored in appropriately-named local variables when the function returns
179                        bool findGeneric( Type *ty );
180                        /// adds type parameters to the layout call; will generate the appropriate parameters if needed
181                        void addOtypeParamsToLayoutCall( UntypedExpr *layoutCall, const std::list< Type* > &otypeParams );
182                        /// change the type of generic aggregate members to char[]
183                        void mutateMembers( AggregateDecl * aggrDecl );
184
185                        /// Enters a new scope for type-variables, adding the type variables from ty
186                        void beginTypeScope( Type *ty );
187                        /// Exits the type-variable scope
188                        void endTypeScope();
189                        /// Enters a new scope for knowLayouts and knownOffsets and queues exit calls
190                        void beginGenericScope();
191
192                        ScopedSet< std::string > knownLayouts;          ///< Set of generic type layouts known in the current scope, indexed by sizeofName
193                        ScopedSet< std::string > knownOffsets;          ///< Set of non-generic types for which the offset array exists in the current scope, indexed by offsetofName
194                        UniqueName bufNamer;                           ///< Namer for VLA buffers
195                };
196
197                /// Replaces initialization of polymorphic values with alloca, declaration of dtype/ftype with appropriate void expression, sizeof expressions of polymorphic types with the proper variable, and strips fields from generic struct declarations.
198                struct Pass3 final : public BoxPass, public WithGuards {
199                        template< typename DeclClass >
200                        void handleDecl( DeclClass * decl, Type * type );
201
202                        void premutate( ObjectDecl * objectDecl );
203                        void premutate( FunctionDecl * functionDecl );
204                        void premutate( TypedefDecl * typedefDecl );
205                        void premutate( StructDecl * structDecl );
206                        void premutate( UnionDecl * unionDecl );
207                        void premutate( TypeDecl * typeDecl );
208                        void premutate( PointerType * pointerType );
209                        void premutate( FunctionType * funcType );
210                };
211        } // anonymous namespace
212
213        /// version of mutateAll with special handling for translation unit so you can check the end of the prelude when debugging
214        template< typename MutatorType >
215        inline void mutateTranslationUnit( std::list< Declaration* > &translationUnit, MutatorType &mutator ) {
216                bool seenIntrinsic = false;
217                SemanticError errors;
218                for ( typename std::list< Declaration* >::iterator i = translationUnit.begin(); i != translationUnit.end(); ++i ) {
219                        try {
220                                if ( *i ) {
221                                        if ( (*i)->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
222                                                seenIntrinsic = true;
223                                        } else if ( seenIntrinsic ) {
224                                                seenIntrinsic = false; // break on this line when debugging for end of prelude
225                                        }
226
227                                        *i = dynamic_cast< Declaration* >( (*i)->acceptMutator( mutator ) );
228                                        assert( *i );
229                                } // if
230                        } catch( SemanticError &e ) {
231                                e.set_location( (*i)->location );
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                PassVisitor<LayoutFunctionBuilder> layoutBuilder;
242                PassVisitor<Pass1> pass1;
243                PassVisitor<Pass2> pass2;
244                PassVisitor<PolyGenericCalculator> polyCalculator;
245                PassVisitor<Pass3> pass3;
246
247                acceptAll( translationUnit, layoutBuilder );
248                mutateAll( translationUnit, pass1 );
249                mutateAll( translationUnit, pass2 );
250                mutateAll( translationUnit, polyCalculator );
251                mutateAll( translationUnit, pass3 );
252        }
253
254        ////////////////////////////////// LayoutFunctionBuilder ////////////////////////////////////////////
255
256        void LayoutFunctionBuilder::previsit( FunctionDecl *functionDecl ) {
257                visit_children = false;
258                maybeAccept( functionDecl->get_functionType(), *visitor );
259                ++functionNesting;
260                maybeAccept( functionDecl->get_statements(), *visitor );
261                --functionNesting;
262        }
263
264        /// Get a list of type declarations that will affect a layout function
265        std::list< TypeDecl* > takeOtypeOnly( std::list< TypeDecl* > &decls ) {
266                std::list< TypeDecl * > otypeDecls;
267
268                for ( std::list< TypeDecl* >::const_iterator decl = decls.begin(); decl != decls.end(); ++decl ) {
269                        if ( (*decl)->isComplete() ) {
270                                otypeDecls.push_back( *decl );
271                        }
272                }
273
274                return otypeDecls;
275        }
276
277        /// Adds parameters for otype layout to a function type
278        void addOtypeParams( FunctionType *layoutFnType, std::list< TypeDecl* > &otypeParams ) {
279                BasicType sizeAlignType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
280
281                for ( std::list< TypeDecl* >::const_iterator param = otypeParams.begin(); param != otypeParams.end(); ++param ) {
282                        TypeInstType paramType( Type::Qualifiers(), (*param)->get_name(), *param );
283                        std::string paramName = mangleType( &paramType );
284                        layoutFnType->get_parameters().push_back( new ObjectDecl( sizeofName( paramName ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignType.clone(), 0 ) );
285                        layoutFnType->get_parameters().push_back( new ObjectDecl( alignofName( paramName ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignType.clone(), 0 ) );
286                }
287        }
288
289        /// Builds a layout function declaration
290        FunctionDecl *buildLayoutFunctionDecl( AggregateDecl *typeDecl, unsigned int functionNesting, FunctionType *layoutFnType ) {
291                // Routines at global scope marked "static" to prevent multiple definitions is separate translation units
292                // because each unit generates copies of the default routines for each aggregate.
293                FunctionDecl *layoutDecl = new FunctionDecl( layoutofName( typeDecl ),
294                                                                                                         functionNesting > 0 ? Type::StorageClasses() : Type::StorageClasses( Type::Static ),
295                                                                                                         LinkageSpec::AutoGen, layoutFnType, new CompoundStmt( noLabels ),
296                                                                                                         std::list< Attribute * >(), Type::FuncSpecifiers( Type::Inline ) );
297                layoutDecl->fixUniqueId();
298                return layoutDecl;
299        }
300
301        /// Makes a unary operation
302        Expression *makeOp( const std::string &name, Expression *arg ) {
303                UntypedExpr *expr = new UntypedExpr( new NameExpr( name ) );
304                expr->get_args().push_back( arg );
305                return expr;
306        }
307
308        /// Makes a binary operation
309        Expression *makeOp( const std::string &name, Expression *lhs, Expression *rhs ) {
310                UntypedExpr *expr = new UntypedExpr( new NameExpr( name ) );
311                expr->get_args().push_back( lhs );
312                expr->get_args().push_back( rhs );
313                return expr;
314        }
315
316        /// Returns the dereference of a local pointer variable
317        Expression *derefVar( ObjectDecl *var ) {
318                return makeOp( "*?", new VariableExpr( var ) );
319        }
320
321        /// makes an if-statement with a single-expression if-block and no then block
322        Statement *makeCond( Expression *cond, Expression *ifPart ) {
323                return new IfStmt( noLabels, cond, new ExprStmt( noLabels, ifPart ), 0 );
324        }
325
326        /// makes a statement that assigns rhs to lhs if lhs < rhs
327        Statement *makeAssignMax( Expression *lhs, Expression *rhs ) {
328                return makeCond( makeOp( "?<?", lhs, rhs ), makeOp( "?=?", lhs->clone(), rhs->clone() ) );
329        }
330
331        /// makes a statement that aligns lhs to rhs (rhs should be an integer power of two)
332        Statement *makeAlignTo( Expression *lhs, Expression *rhs ) {
333                // check that the lhs is zeroed out to the level of rhs
334                Expression *ifCond = makeOp( "?&?", lhs, makeOp( "?-?", rhs, new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
335                // if not aligned, increment to alignment
336                Expression *ifExpr = makeOp( "?+=?", lhs->clone(), makeOp( "?-?", rhs->clone(), ifCond->clone() ) );
337                return makeCond( ifCond, ifExpr );
338        }
339
340        /// adds an expression to a compound statement
341        void addExpr( CompoundStmt *stmts, Expression *expr ) {
342                stmts->get_kids().push_back( new ExprStmt( noLabels, expr ) );
343        }
344
345        /// adds a statement to a compound statement
346        void addStmt( CompoundStmt *stmts, Statement *stmt ) {
347                stmts->get_kids().push_back( stmt );
348        }
349
350        void LayoutFunctionBuilder::previsit( StructDecl *structDecl ) {
351                // do not generate layout function for "empty" tag structs
352                visit_children = false;
353                if ( structDecl->get_members().empty() ) return;
354
355                // get parameters that can change layout, exiting early if none
356                std::list< TypeDecl* > otypeParams = takeOtypeOnly( structDecl->get_parameters() );
357                if ( otypeParams.empty() ) return;
358
359                // build layout function signature
360                FunctionType *layoutFnType = new FunctionType( Type::Qualifiers(), false );
361                BasicType *sizeAlignType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
362                PointerType *sizeAlignOutType = new PointerType( Type::Qualifiers(), sizeAlignType );
363
364                ObjectDecl *sizeParam = new ObjectDecl( sizeofName( structDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType, 0 );
365                layoutFnType->get_parameters().push_back( sizeParam );
366                ObjectDecl *alignParam = new ObjectDecl( alignofName( structDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
367                layoutFnType->get_parameters().push_back( alignParam );
368                ObjectDecl *offsetParam = new ObjectDecl( offsetofName( structDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
369                layoutFnType->get_parameters().push_back( offsetParam );
370                addOtypeParams( layoutFnType, otypeParams );
371
372                // build function decl
373                FunctionDecl *layoutDecl = buildLayoutFunctionDecl( structDecl, functionNesting, layoutFnType );
374
375                // calculate struct layout in function body
376
377                // initialize size and alignment to 0 and 1 (will have at least one member to re-edit size)
378                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( sizeParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 0 ) ) ) );
379                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( alignParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
380                unsigned long n_members = 0;
381                bool firstMember = true;
382                for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = structDecl->get_members().begin(); member != structDecl->get_members().end(); ++member ) {
383                        DeclarationWithType *dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType * >( *member );
384                        assert( dwt );
385                        Type *memberType = dwt->get_type();
386
387                        if ( firstMember ) {
388                                firstMember = false;
389                        } else {
390                                // make sure all members after the first (automatically aligned at 0) are properly padded for alignment
391                                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
392                        }
393
394                        // place current size in the current offset index
395                        addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", makeOp( "?[?]", new VariableExpr( offsetParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( n_members ) ) ),
396                                                                              derefVar( sizeParam ) ) );
397                        ++n_members;
398
399                        // add member size to current size
400                        addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?+=?", derefVar( sizeParam ), new SizeofExpr( memberType->clone() ) ) );
401
402                        // take max of member alignment and global alignment
403                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( alignParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
404                }
405                // make sure the type is end-padded to a multiple of its alignment
406                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), derefVar( alignParam ) ) );
407
408                declsToAddAfter.push_back( layoutDecl );
409        }
410
411        void LayoutFunctionBuilder::previsit( UnionDecl *unionDecl ) {
412                // do not generate layout function for "empty" tag unions
413                visit_children = false;
414                if ( unionDecl->get_members().empty() ) return;
415
416                // get parameters that can change layout, exiting early if none
417                std::list< TypeDecl* > otypeParams = takeOtypeOnly( unionDecl->get_parameters() );
418                if ( otypeParams.empty() ) return;
419
420                // build layout function signature
421                FunctionType *layoutFnType = new FunctionType( Type::Qualifiers(), false );
422                BasicType *sizeAlignType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
423                PointerType *sizeAlignOutType = new PointerType( Type::Qualifiers(), sizeAlignType );
424
425                ObjectDecl *sizeParam = new ObjectDecl( sizeofName( unionDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType, 0 );
426                layoutFnType->get_parameters().push_back( sizeParam );
427                ObjectDecl *alignParam = new ObjectDecl( alignofName( unionDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
428                layoutFnType->get_parameters().push_back( alignParam );
429                addOtypeParams( layoutFnType, otypeParams );
430
431                // build function decl
432                FunctionDecl *layoutDecl = buildLayoutFunctionDecl( unionDecl, functionNesting, layoutFnType );
433
434                // calculate union layout in function body
435                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( sizeParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
436                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( alignParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
437                for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = unionDecl->get_members().begin(); member != unionDecl->get_members().end(); ++member ) {
438                        DeclarationWithType *dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType * >( *member );
439                        assert( dwt );
440                        Type *memberType = dwt->get_type();
441
442                        // take max member size and global size
443                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( sizeParam ), new SizeofExpr( memberType->clone() ) ) );
444
445                        // take max of member alignment and global alignment
446                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( alignParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
447                }
448                // make sure the type is end-padded to a multiple of its alignment
449                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), derefVar( alignParam ) ) );
450
451                declsToAddAfter.push_back( layoutDecl );
452        }
453
454        ////////////////////////////////////////// Pass1 ////////////////////////////////////////////////////
455
456        namespace {
457                std::string makePolyMonoSuffix( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
458                        std::stringstream name;
459
460                        // NOTE: this function previously used isPolyObj, which failed to produce
461                        // the correct thing in some situations. It's not clear to me why this wasn't working.
462
463                        // if the return type or a parameter type involved polymorphic types, then the adapter will need
464                        // to take those polymorphic types as pointers. Therefore, there can be two different functions
465                        // with the same mangled name, so we need to further mangle the names.
466                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator retval = function->get_returnVals().begin(); retval != function->get_returnVals().end(); ++retval ) {
467                                if ( isPolyType( (*retval)->get_type(), tyVars ) ) {
468                                        name << "P";
469                                } else {
470                                        name << "M";
471                                }
472                        }
473                        name << "_";
474                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = function->get_parameters();
475                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
476                                if ( isPolyType( (*arg)->get_type(), tyVars ) ) {
477                                        name << "P";
478                                } else {
479                                        name << "M";
480                                }
481                        } // for
482                        return name.str();
483                }
484
485                std::string mangleAdapterName( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
486                        return SymTab::Mangler::mangle( function ) + makePolyMonoSuffix( function, tyVars );
487                }
488
489                std::string makeAdapterName( const std::string &mangleName ) {
490                        return "_adapter" + mangleName;
491                }
492
493                Pass1::Pass1() : tempNamer( "_temp" ) {}
494
495                void Pass1::premutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
496                        if ( functionDecl->get_statements() ) {         // empty routine body ?
497                                // std::cerr << "mutating function: " << functionDecl->get_mangleName() << std::endl;
498                                GuardScope( scopeTyVars );
499                                GuardValue( retval );
500
501                                // process polymorphic return value
502                                retval = nullptr;
503                                FunctionType *functionType = functionDecl->type;
504                                if ( isDynRet( functionType ) && functionDecl->linkage != LinkageSpec::C ) {
505                                        retval = functionType->returnVals.front();
506
507                                        // give names to unnamed return values
508                                        if ( retval->name == "" ) {
509                                                retval->name = "_retparm";
510                                                retval->linkage = LinkageSpec::C;
511                                        } // if
512                                } // if
513
514                                makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
515
516                                std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->parameters;
517                                std::list< FunctionType *> functions;
518                                for ( Type::ForallList::iterator tyVar = functionType->forall.begin(); tyVar != functionType->forall.end(); ++tyVar ) {
519                                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->assertions.begin(); assert != (*tyVar)->assertions.end(); ++assert ) {
520                                                findFunction( (*assert)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
521                                        } // for
522                                } // for
523                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
524                                        findFunction( (*arg)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
525                                } // for
526
527                                for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
528                                        std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
529                                        if ( adapters.find( mangleName ) == adapters.end() ) {
530                                                std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
531                                                adapters.insert( std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, new ObjectDecl( adapterName, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, nullptr, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), nullptr ) ) );
532                                        } // if
533                                } // for
534                                // std::cerr << "end function: " << functionDecl->get_mangleName() << std::endl;
535                        } // if
536                }
537
538                void Pass1::premutate( TypeDecl *typeDecl ) {
539                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
540                }
541
542                void Pass1::premutate( CommaExpr *commaExpr ) {
543                        // Attempting to find application expressions that were mutated by the copy constructor passes
544                        // to use an explicit return variable, so that the variable can be reused as a parameter to the
545                        // call rather than creating a new temp variable. Previously this step was an optimization, but
546                        // with the introduction of tuples and UniqueExprs, it is necessary to ensure that they use the same variable.
547                        // Essentially, looking for pattern: (x=f(...), x)
548                        // To compound the issue, the right side can be *x, etc. because of lvalue-returning functions
549                        if ( UntypedExpr * assign = dynamic_cast< UntypedExpr * >( commaExpr->get_arg1() ) ) {
550                                if ( CodeGen::isAssignment( InitTweak::getFunctionName( assign ) ) ) {
551                                        assert( assign->get_args().size() == 2 );
552                                        if ( ApplicationExpr * appExpr = dynamic_cast< ApplicationExpr * > ( assign->get_args().back() ) ) {
553                                                // first argument is assignable, so it must be an lvalue, so it should be legal to take its address.
554                                                retVals[appExpr] = assign->get_args().front();
555                                        }
556                                }
557                        }
558                }
559
560                void Pass1::passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes ) {
561                        Type *polyType = isPolyType( parmType, exprTyVars );
562                        if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
563                                std::string typeName = mangleType( polyType );
564                                if ( seenTypes.count( typeName ) ) return;
565
566                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( argBaseType->clone() ) );
567                                arg++;
568                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( argBaseType->clone() ) );
569                                arg++;
570                                if ( dynamic_cast< StructInstType* >( polyType ) ) {
571                                        if ( StructInstType *argBaseStructType = dynamic_cast< StructInstType* >( argBaseType ) ) {
572                                                // zero-length arrays are forbidden by C, so don't pass offset for empty struct
573                                                if ( ! argBaseStructType->get_baseStruct()->get_members().empty() ) {
574                                                        arg = appExpr->get_args().insert( arg, new OffsetPackExpr( argBaseStructType->clone() ) );
575                                                        arg++;
576                                                }
577                                        } else {
578                                                throw SemanticError( "Cannot pass non-struct type for generic struct: ", argBaseType );
579                                        }
580                                }
581
582                                seenTypes.insert( typeName );
583                        }
584                }
585
586                void Pass1::passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
587                        // pass size/align for type variables
588                        for ( TyVarMap::const_iterator tyParm = exprTyVars.begin(); tyParm != exprTyVars.end(); ++tyParm ) {
589                                ResolvExpr::EqvClass eqvClass;
590                                assert( env );
591                                if ( tyParm->second.isComplete ) {
592                                        Type *concrete = env->lookup( tyParm->first );
593                                        if ( concrete ) {
594                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( concrete->clone() ) );
595                                                arg++;
596                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( concrete->clone() ) );
597                                                arg++;
598                                        } else {
599                                                // xxx - should this be an assertion?
600                                                throw SemanticError( toString( *env, "\nunbound type variable: ", tyParm->first, " in application " ), appExpr );
601                                        } // if
602                                } // if
603                        } // for
604
605                        // add size/align for generic types to parameter list
606                        if ( ! appExpr->get_function()->result ) return;
607                        FunctionType *funcType = getFunctionType( appExpr->get_function()->get_result() );
608                        assert( funcType );
609
610                        std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = funcType->get_parameters().begin();
611                        std::list< Expression* >::const_iterator fnArg = arg;
612                        std::set< std::string > seenTypes; ///< names for generic types we've seen
613
614                        // a polymorphic return type may need to be added to the argument list
615                        if ( polyRetType ) {
616                                Type *concRetType = replaceWithConcrete( appExpr, polyRetType );
617                                passArgTypeVars( appExpr, polyRetType, concRetType, arg, exprTyVars, seenTypes );
618                                ++fnArg; // skip the return parameter in the argument list
619                        }
620
621                        // add type information args for presently unseen types in parameter list
622                        for ( ; fnParm != funcType->get_parameters().end() && fnArg != appExpr->get_args().end(); ++fnParm, ++fnArg ) {
623                                if ( ! (*fnArg)->get_result() ) continue;
624                                Type * argType = (*fnArg)->get_result();
625                                passArgTypeVars( appExpr, (*fnParm)->get_type(), argType, arg, exprTyVars, seenTypes );
626                        }
627                }
628
629                ObjectDecl *Pass1::makeTemporary( Type *type ) {
630                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( tempNamer.newName(), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, type, 0 );
631                        stmtsToAddBefore.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
632                        return newObj;
633                }
634
635                Expression *Pass1::addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
636                        // Create temporary to hold return value of polymorphic function and produce that temporary as a result
637                        // using a comma expression.
638                        assert( retType );
639
640                        Expression * paramExpr = nullptr;
641                        // try to use existing return value parameter if it exists, otherwise create a new temporary
642                        if ( retVals.count( appExpr ) ) {
643                                paramExpr = retVals[appExpr]->clone();
644                        } else {
645                                ObjectDecl *newObj = makeTemporary( retType->clone() );
646                                paramExpr = new VariableExpr( newObj );
647                        }
648                        Expression * retExpr = paramExpr->clone();
649
650                        // If the type of the temporary is not polymorphic, box temporary by taking its address;
651                        // otherwise the temporary is already boxed and can be used directly.
652                        if ( ! isPolyType( paramExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
653                                paramExpr = new AddressExpr( paramExpr );
654                        } // if
655                        arg = appExpr->get_args().insert( arg, paramExpr ); // add argument to function call
656                        arg++;
657                        // Build a comma expression to call the function and emulate a normal return.
658                        CommaExpr *commaExpr = new CommaExpr( appExpr, retExpr );
659                        commaExpr->set_env( appExpr->get_env() );
660                        appExpr->set_env( 0 );
661                        return commaExpr;
662                }
663
664                void Pass1::replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params ) {
665                        for ( std::list< Expression* >::iterator param = params.begin(); param != params.end(); ++param ) {
666                                TypeExpr *paramType = dynamic_cast< TypeExpr* >( *param );
667                                assertf(paramType, "Aggregate parameters should be type expressions");
668                                paramType->set_type( replaceWithConcrete( appExpr, paramType->get_type(), false ) );
669                        }
670                }
671
672                Type *Pass1::replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone ) {
673                        if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType * >( type ) ) {
674                                Type *concrete = env->lookup( typeInst->get_name() );
675                                if ( concrete == 0 ) {
676                                        return typeInst;
677                                } // if
678                                return concrete;
679                        } else if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( type ) ) {
680                                if ( doClone ) {
681                                        structType = structType->clone();
682                                }
683                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, structType->get_parameters() );
684                                return structType;
685                        } else if ( UnionInstType *unionType = dynamic_cast< UnionInstType* >( type ) ) {
686                                if ( doClone ) {
687                                        unionType = unionType->clone();
688                                }
689                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, unionType->get_parameters() );
690                                return unionType;
691                        }
692                        return type;
693                }
694
695                Expression *Pass1::addDynRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *dynType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
696                        assert( env );
697                        Type *concrete = replaceWithConcrete( appExpr, dynType );
698                        // add out-parameter for return value
699                        return addRetParam( appExpr, concrete, arg );
700                }
701
702                Expression *Pass1::applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
703                        Expression *ret = appExpr;
704//                      if ( ! function->get_returnVals().empty() && isPolyType( function->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
705                        if ( isDynRet( function, tyVars ) ) {
706                                ret = addRetParam( appExpr, function->get_returnVals().front()->get_type(), arg );
707                        } // if
708                        std::string mangleName = mangleAdapterName( function, tyVars );
709                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
710
711                        // cast adaptee to void (*)(), since it may have any type inside a polymorphic function
712                        Type * adapteeType = new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) );
713                        appExpr->get_args().push_front( new CastExpr( appExpr->get_function(), adapteeType ) );
714                        appExpr->set_function( new NameExpr( adapterName ) ); // xxx - result is never set on NameExpr
715
716                        return ret;
717                }
718
719                void Pass1::boxParam( Type *param, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
720                        assertf( arg->result, "arg does not have result: %s", toString( arg ).c_str() );
721                        if ( ! needsBoxing( param, arg->result, exprTyVars, env ) ) return;
722
723                        if ( arg->result->get_lvalue() ) {
724                                // argument expression may be CFA lvalue, but not C lvalue -- apply generalizedLvalue transformations.
725                                // if ( VariableExpr * varExpr = dynamic_cast< VariableExpr * >( arg ) ) {
726                                //      if ( dynamic_cast<ArrayType *>( varExpr->var->get_type() ) ){
727                                //              // temporary hack - don't box arrays, because &arr is not the same as &arr[0]
728                                //              return;
729                                //      }
730                                // }
731                                arg =  generalizedLvalue( new AddressExpr( arg ) );
732                                if ( ! ResolvExpr::typesCompatible( param, arg->get_result(), SymTab::Indexer() ) ) {
733                                        // silence warnings by casting boxed parameters when the actual type does not match up with the formal type.
734                                        arg = new CastExpr( arg, param->clone() );
735                                }
736                        } else {
737                                // use type computed in unification to declare boxed variables
738                                Type * newType = param->clone();
739                                if ( env ) env->apply( newType );
740                                ObjectDecl *newObj = ObjectDecl::newObject( tempNamer.newName(), newType, nullptr );
741                                newObj->get_type()->get_qualifiers() = Type::Qualifiers(); // TODO: is this right???
742                                stmtsToAddBefore.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
743                                UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) ); // TODO: why doesn't this just use initialization syntax?
744                                assign->get_args().push_back( new VariableExpr( newObj ) );
745                                assign->get_args().push_back( arg );
746                                stmtsToAddBefore.push_back( new ExprStmt( noLabels, assign ) );
747                                arg = new AddressExpr( new VariableExpr( newObj ) );
748                        } // if
749                }
750
751                // find instances of polymorphic type parameters
752                struct PolyFinder {
753                        const TyVarMap * tyVars = nullptr;
754                        bool found = false;
755
756                        void previsit( TypeInstType * t ) {
757                                if ( isPolyType( t, *tyVars ) ) {
758                                        found = true;
759                                }
760                        }
761                };
762
763                // true if there is an instance of a polymorphic type parameter in t
764                bool hasPolymorphism( Type * t, const TyVarMap &tyVars ) {
765                        PassVisitor<PolyFinder> finder;
766                        finder.pass.tyVars = &tyVars;
767                        maybeAccept( t, finder );
768                        return finder.pass.found;
769                }
770
771                /// cast parameters to polymorphic functions so that types are replaced with
772                /// void * if they are type parameters in the formal type.
773                /// this gets rid of warnings from gcc.
774                void addCast( Expression *&actual, Type *formal, const TyVarMap &tyVars ) {
775                        // type contains polymorphism, but isn't exactly a polytype, in which case it
776                        // has some real actual type (e.g. unsigned int) and casting to void * is wrong
777                        if ( hasPolymorphism( formal, tyVars ) && ! isPolyType( formal, tyVars ) ) {
778                                Type * newType = formal->clone();
779                                newType = ScrubTyVars::scrub( newType, tyVars );
780                                actual = new CastExpr( actual, newType );
781                        } // if
782                }
783
784                void Pass1::boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
785                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::const_iterator param = function->get_parameters().begin(); param != function->parameters.end(); ++param, ++arg ) {
786                                assertf( arg != appExpr->args.end(), "boxParams: missing argument for param %s to %s in %s", toString( *param ).c_str(), toString( function ).c_str(), toString( appExpr ).c_str() );
787                                addCast( *arg, (*param)->get_type(), exprTyVars );
788                                boxParam( (*param)->get_type(), *arg, exprTyVars );
789                        } // for
790                }
791
792                void Pass1::addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
793                        std::list< Expression *>::iterator cur = arg;
794                        for ( Type::ForallList::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
795                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->assertions.begin(); assert != (*tyVar)->assertions.end(); ++assert ) {
796                                        InferredParams::const_iterator inferParam = appExpr->get_inferParams().find( (*assert)->get_uniqueId() );
797                                        assertf( inferParam != appExpr->get_inferParams().end(), "addInferredParams missing inferred parameter: %s in: %s", toString( *assert ).c_str(), toString( appExpr ).c_str() );
798                                        Expression *newExpr = inferParam->second.expr->clone();
799                                        addCast( newExpr, (*assert)->get_type(), tyVars );
800                                        boxParam( (*assert)->get_type(), newExpr, tyVars );
801                                        appExpr->get_args().insert( cur, newExpr );
802                                } // for
803                        } // for
804                }
805
806                void makeRetParm( FunctionType *funcType ) {
807                        DeclarationWithType *retParm = funcType->returnVals.front();
808
809                        // make a new parameter that is a pointer to the type of the old return value
810                        retParm->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), retParm->get_type() ) );
811                        funcType->get_parameters().push_front( retParm );
812
813                        // we don't need the return value any more
814                        funcType->get_returnVals().clear();
815                }
816
817                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars ) {
818                        // actually make the adapter type
819                        FunctionType *adapter = adaptee->clone();
820                        if ( isDynRet( adapter, tyVars ) ) {
821                                makeRetParm( adapter );
822                        } // if
823                        adapter->get_parameters().push_front( new ObjectDecl( "", Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) ), 0 ) );
824                        return adapter;
825                }
826
827                Expression *makeAdapterArg( DeclarationWithType *param, DeclarationWithType *arg, DeclarationWithType *realParam, const TyVarMap &tyVars ) {
828                        assert( param );
829                        assert( arg );
830                        if ( isPolyType( realParam->get_type(), tyVars ) ) {
831                                if ( ! isPolyType( arg->get_type() ) ) {
832                                        UntypedExpr *deref = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
833                                        deref->get_args().push_back( new CastExpr( new VariableExpr( param ), new PointerType( Type::Qualifiers(), arg->get_type()->clone() ) ) );
834                                        deref->set_result( arg->get_type()->clone() );
835                                        return deref;
836                                } // if
837                        } // if
838                        return new VariableExpr( param );
839                }
840
841                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 ) {
842                        UniqueName paramNamer( "_p" );
843                        for ( ; param != paramEnd; ++param, ++arg, ++realParam ) {
844                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
845                                        (*param)->set_name( paramNamer.newName() );
846                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
847                                } // if
848                                adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *param, *arg, *realParam, tyVars ) );
849                        } // for
850                }
851
852                FunctionDecl *Pass1::makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars ) {
853                        FunctionType *adapterType = makeAdapterType( adaptee, tyVars );
854                        adapterType = ScrubTyVars::scrub( adapterType, tyVars );
855                        DeclarationWithType *adapteeDecl = adapterType->get_parameters().front();
856                        adapteeDecl->set_name( "_adaptee" );
857                        ApplicationExpr *adapteeApp = new ApplicationExpr( new CastExpr( new VariableExpr( adapteeDecl ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType ) ) );
858                        Statement *bodyStmt;
859
860                        Type::ForallList::iterator tyArg = realType->get_forall().begin();
861                        Type::ForallList::iterator tyParam = adapterType->get_forall().begin();
862                        Type::ForallList::iterator realTyParam = adaptee->get_forall().begin();
863                        for ( ; tyParam != adapterType->get_forall().end(); ++tyArg, ++tyParam, ++realTyParam ) {
864                                assert( tyArg != realType->get_forall().end() );
865                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertArg = (*tyArg)->get_assertions().begin();
866                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertParam = (*tyParam)->get_assertions().begin();
867                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator realAssertParam = (*realTyParam)->get_assertions().begin();
868                                for ( ; assertParam != (*tyParam)->get_assertions().end(); ++assertArg, ++assertParam, ++realAssertParam ) {
869                                        assert( assertArg != (*tyArg)->get_assertions().end() );
870                                        adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *assertParam, *assertArg, *realAssertParam, tyVars ) );
871                                } // for
872                        } // for
873
874                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = realType->get_parameters().begin();
875                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator param = adapterType->get_parameters().begin();
876                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator realParam = adaptee->get_parameters().begin();
877                        param++;                // skip adaptee parameter in the adapter type
878                        if ( realType->get_returnVals().empty() ) {
879                                // void return
880                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
881                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, adapteeApp );
882                        } else if ( isDynType( adaptee->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
883                                // return type T
884                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
885                                        (*param)->set_name( "_ret" );
886                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
887                                } // if
888                                UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
889                                UntypedExpr *deref = UntypedExpr::createDeref( new CastExpr( new VariableExpr( *param++ ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType->get_returnVals().front()->get_type()->clone() ) ) );
890                                assign->get_args().push_back( deref );
891                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
892                                assign->get_args().push_back( adapteeApp );
893                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, assign );
894                        } else {
895                                // adapter for a function that returns a monomorphic value
896                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
897                                bodyStmt = new ReturnStmt( noLabels, adapteeApp );
898                        } // if
899                        CompoundStmt *adapterBody = new CompoundStmt( noLabels );
900                        adapterBody->get_kids().push_back( bodyStmt );
901                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
902                        return new FunctionDecl( adapterName, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, adapterType, adapterBody );
903                }
904
905                void Pass1::passAdapters( ApplicationExpr * appExpr, FunctionType * functionType, const TyVarMap & exprTyVars ) {
906                        // collect a list of function types passed as parameters or implicit parameters (assertions)
907                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
908                        std::list< FunctionType *> functions;
909                        for ( Type::ForallList::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
910                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
911                                        findFunction( (*assert)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
912                                } // for
913                        } // for
914                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
915                                findFunction( (*arg)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
916                        } // for
917
918                        // parameter function types for which an appropriate adapter has been generated.  we cannot use the types
919                        // after applying substitutions, since two different parameter types may be unified to the same type
920                        std::set< std::string > adaptersDone;
921
922                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
923                                FunctionType *originalFunction = (*funType)->clone();
924                                FunctionType *realFunction = (*funType)->clone();
925                                std::string mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
926
927                                // only attempt to create an adapter or pass one as a parameter if we haven't already done so for this
928                                // pre-substitution parameter function type.
929                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
930                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
931
932                                        // apply substitution to type variables to figure out what the adapter's type should look like
933                                        assert( env );
934                                        env->apply( realFunction );
935                                        mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
936                                        mangleName += makePolyMonoSuffix( originalFunction, exprTyVars );
937
938                                        typedef ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* >::iterator AdapterIter;
939                                        AdapterIter adapter = adapters.find( mangleName );
940                                        if ( adapter == adapters.end() ) {
941                                                // adapter has not been created yet in the current scope, so define it
942                                                FunctionDecl *newAdapter = makeAdapter( *funType, realFunction, mangleName, exprTyVars );
943                                                std::pair< AdapterIter, bool > answer = adapters.insert( std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, newAdapter ) );
944                                                adapter = answer.first;
945                                                stmtsToAddBefore.push_back( new DeclStmt( noLabels, newAdapter ) );
946                                        } // if
947                                        assert( adapter != adapters.end() );
948
949                                        // add the appropriate adapter as a parameter
950                                        appExpr->get_args().push_front( new VariableExpr( adapter->second ) );
951                                } // if
952                        } // for
953                } // passAdapters
954
955                Expression *makeIncrDecrExpr( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyType, bool isIncr ) {
956                        NameExpr *opExpr;
957                        if ( isIncr ) {
958                                opExpr = new NameExpr( "?+=?" );
959                        } else {
960                                opExpr = new NameExpr( "?-=?" );
961                        } // if
962                        UntypedExpr *addAssign = new UntypedExpr( opExpr );
963                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
964                                addAssign->get_args().push_back( address->get_arg() );
965                        } else {
966                                addAssign->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
967                        } // if
968                        addAssign->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( mangleType( polyType ) ) ) );
969                        addAssign->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
970                        if ( appExpr->get_env() ) {
971                                addAssign->set_env( appExpr->get_env() );
972                                appExpr->set_env( 0 );
973                        } // if
974                        appExpr->get_args().clear();
975                        delete appExpr;
976                        return addAssign;
977                }
978
979                Expression *Pass1::handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr ) {
980                        if ( VariableExpr *varExpr = dynamic_cast< VariableExpr *>( appExpr->get_function() ) ) {
981                                if ( varExpr->get_var()->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
982                                        if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?[?]" ) {
983                                                assert( appExpr->result );
984                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
985                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_result(), scopeTyVars, env );
986                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_result(), scopeTyVars, env );
987                                                assert( ! baseType1 || ! baseType2 ); // the arguments cannot both be polymorphic pointers
988                                                UntypedExpr *ret = 0;
989                                                if ( baseType1 || baseType2 ) { // one of the arguments is a polymorphic pointer
990                                                        ret = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
991                                                } // if
992                                                if ( baseType1 ) {
993                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
994                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
995                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
996                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
997                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
998                                                } else if ( baseType2 ) {
999                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1000                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1001                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType2->clone() ) );
1002                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
1003                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1004                                                } // if
1005                                                if ( baseType1 || baseType2 ) {
1006                                                        delete ret->get_result();
1007                                                        ret->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
1008                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1009                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
1010                                                                appExpr->set_env( 0 );
1011                                                        } // if
1012                                                        appExpr->get_args().clear();
1013                                                        delete appExpr;
1014                                                        return ret;
1015                                                } // if
1016                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "*?" ) {
1017                                                assert( appExpr->result );
1018                                                assert( ! appExpr->get_args().empty() );
1019                                                if ( isPolyType( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1020                                                        // remove dereference from polymorphic types since they are boxed.
1021                                                        Expression *ret = appExpr->get_args().front();
1022                                                        // fix expr type to remove pointer
1023                                                        delete ret->get_result();
1024                                                        ret->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
1025                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1026                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
1027                                                                appExpr->set_env( 0 );
1028                                                        } // if
1029                                                        appExpr->get_args().clear();
1030                                                        delete appExpr;
1031                                                        return ret;
1032                                                } // if
1033                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?++" || varExpr->get_var()->get_name() == "?--" ) {
1034                                                assert( appExpr->result );
1035                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
1036                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1037                                                        Type *tempType = appExpr->get_result()->clone();
1038                                                        if ( env ) {
1039                                                                env->apply( tempType );
1040                                                        } // if
1041                                                        ObjectDecl *newObj = makeTemporary( tempType );
1042                                                        VariableExpr *tempExpr = new VariableExpr( newObj );
1043                                                        UntypedExpr *assignExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
1044                                                        assignExpr->get_args().push_back( tempExpr->clone() );
1045                                                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
1046                                                                assignExpr->get_args().push_back( address->get_arg()->clone() );
1047                                                        } else {
1048                                                                assignExpr->get_args().push_back( appExpr->get_args().front()->clone() );
1049                                                        } // if
1050                                                        CommaExpr *firstComma = new CommaExpr( assignExpr, makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "?++" ) );
1051                                                        return new CommaExpr( firstComma, tempExpr );
1052                                                } // if
1053                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "++?" || varExpr->get_var()->get_name() == "--?" ) {
1054                                                assert( appExpr->result );
1055                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
1056                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1057                                                        return makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "++?" );
1058                                                } // if
1059                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-?" ) {
1060                                                assert( appExpr->result );
1061                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1062                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_result(), scopeTyVars, env );
1063                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_result(), scopeTyVars, env );
1064                                                if ( baseType1 && baseType2 ) {
1065                                                        UntypedExpr *divide = new UntypedExpr( new NameExpr( "?/?" ) );
1066                                                        divide->get_args().push_back( appExpr );
1067                                                        divide->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1068                                                        divide->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
1069                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1070                                                                divide->set_env( appExpr->get_env() );
1071                                                                appExpr->set_env( 0 );
1072                                                        } // if
1073                                                        return divide;
1074                                                } else if ( baseType1 ) {
1075                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1076                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1077                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1078                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
1079                                                } else if ( baseType2 ) {
1080                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1081                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1082                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType2->clone() ) );
1083                                                        appExpr->get_args().front() = multiply;
1084                                                } // if
1085                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+=?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-=?" ) {
1086                                                assert( appExpr->result );
1087                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1088                                                Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env );
1089                                                if ( baseType ) {
1090                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1091                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1092                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType->clone() ) );
1093                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
1094                                                } // if
1095                                        } // if
1096                                        return appExpr;
1097                                } // if
1098                        } // if
1099                        return 0;
1100                }
1101
1102                Expression *Pass1::postmutate( ApplicationExpr *appExpr ) {
1103                        // std::cerr << "mutate appExpr: " << InitTweak::getFunctionName( appExpr ) << std::endl;
1104                        // for ( TyVarMap::iterator i = scopeTyVars.begin(); i != scopeTyVars.end(); ++i ) {
1105                        //      std::cerr << i->first << " ";
1106                        // }
1107                        // std::cerr << "\n";
1108
1109                        assert( appExpr->function->result );
1110                        FunctionType * function = getFunctionType( appExpr->function->result );
1111                        assertf( function, "ApplicationExpr has non-function type: %s", toString( appExpr->function->result ).c_str() );
1112
1113                        if ( Expression *newExpr = handleIntrinsics( appExpr ) ) {
1114                                return newExpr;
1115                        } // if
1116
1117                        Expression *ret = appExpr;
1118
1119                        std::list< Expression *>::iterator arg = appExpr->get_args().begin();
1120                        std::list< Expression *>::iterator paramBegin = appExpr->get_args().begin();
1121
1122                        TyVarMap exprTyVars( TypeDecl::Data{} );
1123                        makeTyVarMap( function, exprTyVars ); // xxx - should this take into account the variables already bound in scopeTyVars (i.e. remove them from exprTyVars?)
1124                        ReferenceToType *dynRetType = isDynRet( function, exprTyVars );
1125
1126                        // std::cerr << function << std::endl;
1127                        // std::cerr << "scopeTyVars: ";
1128                        // printTyVarMap( std::cerr, scopeTyVars );
1129                        // std::cerr << "exprTyVars: ";
1130                        // printTyVarMap( std::cerr, exprTyVars );
1131                        // std::cerr << "env: " << *env << std::endl;
1132                        // std::cerr << needsAdapter( function, scopeTyVars ) << ! needsAdapter( function, exprTyVars) << std::endl;
1133
1134                        // NOTE: addDynRetParam needs to know the actual (generated) return type so it can make a temp variable, so pass the result type from the appExpr
1135                        // passTypeVars needs to know the program-text return type (i.e. the distinction between _conc_T30 and T3(int))
1136                        // concRetType may not be a good name in one or both of these places. A more appropriate name change is welcome.
1137                        if ( dynRetType ) {
1138                                // std::cerr << "dynRetType: " << dynRetType << std::endl;
1139                                Type *concRetType = appExpr->get_result()->isVoid() ? nullptr : appExpr->get_result();
1140                                ret = addDynRetParam( appExpr, concRetType, arg ); // xxx - used to use dynRetType instead of concRetType
1141                        } else if ( needsAdapter( function, scopeTyVars ) && ! needsAdapter( function, exprTyVars) ) { // xxx - exprTyVars is used above...?
1142                                // xxx - the ! needsAdapter check may be incorrect. It seems there is some situation where an adapter is applied where it shouldn't be, and this fixes it for some cases. More investigation is needed.
1143
1144                                // std::cerr << "needs adapter: ";
1145                                // printTyVarMap( std::cerr, scopeTyVars );
1146                                // std::cerr << *env << std::endl;
1147                                // change the application so it calls the adapter rather than the passed function
1148                                ret = applyAdapter( appExpr, function, arg, scopeTyVars );
1149                        } // if
1150                        arg = appExpr->get_args().begin();
1151
1152                        Type *concRetType = replaceWithConcrete( appExpr, dynRetType );
1153                        passTypeVars( appExpr, concRetType, arg, exprTyVars ); // xxx - used to use dynRetType instead of concRetType; this changed so that the correct type paramaters are passed for return types (it should be the concrete type's parameters, not the formal type's)
1154                        addInferredParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
1155
1156                        arg = paramBegin;
1157
1158                        boxParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
1159                        passAdapters( appExpr, function, exprTyVars );
1160
1161                        return ret;
1162                }
1163
1164                Expression * Pass1::postmutate( UntypedExpr *expr ) {
1165                        if ( expr->result && isPolyType( expr->result, scopeTyVars, env ) ) {
1166                                if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->function ) ) {
1167                                        if ( name->get_name() == "*?" ) {
1168                                                Expression *ret = expr->args.front();
1169                                                expr->args.clear();
1170                                                delete expr;
1171                                                return ret;
1172                                        } // if
1173                                } // if
1174                        } // if
1175                        return expr;
1176                }
1177
1178                void Pass1::premutate( AddressExpr * ) { visit_children = false; }
1179                Expression * Pass1::postmutate( AddressExpr * addrExpr ) {
1180                        assert( addrExpr->get_arg()->result && ! addrExpr->get_arg()->get_result()->isVoid() );
1181
1182                        bool needs = false;
1183                        if ( UntypedExpr *expr = dynamic_cast< UntypedExpr *>( addrExpr->get_arg() ) ) {
1184                                if ( expr->result && isPolyType( expr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1185                                        if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->get_function() ) ) {
1186                                                if ( name->get_name() == "*?" ) {
1187                                                        if ( ApplicationExpr * appExpr = dynamic_cast< ApplicationExpr * >( expr->get_args().front() ) ) {
1188                                                                assert( appExpr->get_function()->result );
1189                                                                FunctionType *function = getFunctionType( appExpr->get_function()->get_result() );
1190                                                                assert( function );
1191                                                                needs = needsAdapter( function, scopeTyVars );
1192                                                        } // if
1193                                                } // if
1194                                        } // if
1195                                } // if
1196                        } // if
1197                        // isPolyType check needs to happen before mutating addrExpr arg, so pull it forward
1198                        // out of the if condition.
1199                        addrExpr->arg = addrExpr->get_arg()->acceptMutator( *visitor );
1200                        // ... but must happen after mutate, since argument might change (e.g. intrinsic *?, ?[?]) - re-evaluate above comment
1201                        bool polytype = isPolyType( addrExpr->get_arg()->get_result(), scopeTyVars, env );
1202                        if ( polytype || needs ) {
1203                                Expression *ret = addrExpr->get_arg();
1204                                delete ret->get_result();
1205                                ret->set_result( addrExpr->get_result()->clone() );
1206                                addrExpr->set_arg( 0 );
1207                                delete addrExpr;
1208                                return ret;
1209                        } else {
1210                                return addrExpr;
1211                        } // if
1212                }
1213
1214                void Pass1::premutate( ReturnStmt *returnStmt ) {
1215                        if ( retval && returnStmt->expr ) {
1216                                assert( returnStmt->expr->result && ! returnStmt->expr->result->isVoid() );
1217                                delete returnStmt->expr;
1218                                returnStmt->expr = nullptr;
1219                        } // if
1220                }
1221
1222                void Pass1::premutate( PointerType *pointerType ) {
1223                        GuardScope( scopeTyVars );
1224                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1225                }
1226
1227                void Pass1::premutate( FunctionType *functionType ) {
1228                        GuardScope( scopeTyVars );
1229                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
1230                }
1231
1232                void Pass1::beginScope() {
1233                        adapters.beginScope();
1234                }
1235
1236                void Pass1::endScope() {
1237                        adapters.endScope();
1238                }
1239
1240////////////////////////////////////////// Pass2 ////////////////////////////////////////////////////
1241
1242                void Pass2::addAdapters( FunctionType *functionType ) {
1243                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
1244                        std::list< FunctionType *> functions;
1245                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
1246                                Type *orig = (*arg)->get_type();
1247                                findAndReplaceFunction( orig, functions, scopeTyVars, needsAdapter );
1248                                (*arg)->set_type( orig );
1249                        }
1250                        std::set< std::string > adaptersDone;
1251                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
1252                                std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
1253                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
1254                                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
1255                                        // adapter may not be used in body, pass along with unused attribute.
1256                                        paramList.push_front( new ObjectDecl( adapterName, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), 0, { new Attribute( "unused" ) } ) );
1257                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
1258                                }
1259                        }
1260//  deleteAll( functions );
1261                }
1262
1263                DeclarationWithType * Pass2::postmutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1264                        FunctionType * ftype = functionDecl->get_functionType();
1265                        if ( ! ftype->get_returnVals().empty() && functionDecl->get_statements() ) {
1266                                if ( ! isPrefix( functionDecl->get_name(), "_thunk" ) && ! isPrefix( functionDecl->get_name(), "_adapter" ) ) { // xxx - remove check for prefix once thunks properly use ctor/dtors
1267                                        assert( ftype->get_returnVals().size() == 1 );
1268                                        DeclarationWithType * retval = ftype->get_returnVals().front();
1269                                        if ( retval->get_name() == "" ) {
1270                                                retval->set_name( "_retval" );
1271                                        }
1272                                        functionDecl->get_statements()->get_kids().push_front( new DeclStmt( noLabels, retval ) );
1273                                        DeclarationWithType * newRet = retval->clone(); // for ownership purposes
1274                                        ftype->get_returnVals().front() = newRet;
1275                                }
1276                        }
1277                        // errors should have been caught by this point, remove initializers from parameters to allow correct codegen of default arguments
1278                        for ( Declaration * param : functionDecl->get_functionType()->get_parameters() ) {
1279                                if ( ObjectDecl * obj = dynamic_cast< ObjectDecl * >( param ) ) {
1280                                        delete obj->get_init();
1281                                        obj->set_init( nullptr );
1282                                }
1283                        }
1284                        return functionDecl;
1285                }
1286
1287                void Pass2::premutate( StructDecl * ) {
1288                        // prevent tyVars from leaking into containing scope
1289                        GuardScope( scopeTyVars );
1290                }
1291
1292                void Pass2::premutate( UnionDecl * ) {
1293                        // prevent tyVars from leaking into containing scope
1294                        GuardScope( scopeTyVars );
1295                }
1296
1297                void Pass2::premutate( TraitDecl * ) {
1298                        // prevent tyVars from leaking into containing scope
1299                        GuardScope( scopeTyVars );
1300                }
1301
1302                void Pass2::premutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1303                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
1304                }
1305
1306                void Pass2::premutate( PointerType *pointerType ) {
1307                        GuardScope( scopeTyVars );
1308                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1309                }
1310
1311                void Pass2::premutate( FunctionType *funcType ) {
1312                        GuardScope( scopeTyVars );
1313                        makeTyVarMap( funcType, scopeTyVars );
1314
1315                        // move polymorphic return type to parameter list
1316                        if ( isDynRet( funcType ) ) {
1317                                ObjectDecl *ret = strict_dynamic_cast< ObjectDecl* >( funcType->get_returnVals().front() );
1318                                ret->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), ret->get_type() ) );
1319                                funcType->get_parameters().push_front( ret );
1320                                funcType->get_returnVals().pop_front();
1321                                ret->set_init( nullptr ); // xxx - memory leak?
1322                        }
1323
1324                        // add size/align and assertions for type parameters to parameter list
1325                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator last = funcType->get_parameters().begin();
1326                        std::list< DeclarationWithType *> inferredParams;
1327                        // size/align/offset parameters may not be used in body, pass along with unused attribute.
1328                        ObjectDecl newObj( "", Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), 0,
1329                                           { new Attribute( "unused" ) } );
1330                        ObjectDecl newPtr( "", Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0,
1331                                           new PointerType( Type::Qualifiers(), new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ) ), 0 );
1332                        for ( Type::ForallList::const_iterator tyParm = funcType->get_forall().begin(); tyParm != funcType->get_forall().end(); ++tyParm ) {
1333                                ObjectDecl *sizeParm, *alignParm;
1334                                // add all size and alignment parameters to parameter list
1335                                if ( (*tyParm)->isComplete() ) {
1336                                        TypeInstType parmType( Type::Qualifiers(), (*tyParm)->get_name(), *tyParm );
1337                                        std::string parmName = mangleType( &parmType );
1338
1339                                        sizeParm = newObj.clone();
1340                                        sizeParm->set_name( sizeofName( parmName ) );
1341                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1342                                        ++last;
1343
1344                                        alignParm = newObj.clone();
1345                                        alignParm->set_name( alignofName( parmName ) );
1346                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1347                                        ++last;
1348                                }
1349                                // move all assertions into parameter list
1350                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyParm)->get_assertions().begin(); assert != (*tyParm)->get_assertions().end(); ++assert ) {
1351                                        // assertion parameters may not be used in body, pass along with unused attribute.
1352                                        (*assert)->get_attributes().push_back( new Attribute( "unused" ) );
1353                                        inferredParams.push_back( *assert );
1354                                }
1355                                (*tyParm)->get_assertions().clear();
1356                        }
1357
1358                        // add size/align for generic parameter types to parameter list
1359                        std::set< std::string > seenTypes; // sizeofName for generic types we've seen
1360                        for ( std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = last; fnParm != funcType->get_parameters().end(); ++fnParm ) {
1361                                Type *polyType = isPolyType( (*fnParm)->get_type(), scopeTyVars );
1362                                if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
1363                                        std::string typeName = mangleType( polyType );
1364                                        if ( seenTypes.count( typeName ) ) continue;
1365
1366                                        ObjectDecl *sizeParm, *alignParm, *offsetParm;
1367                                        sizeParm = newObj.clone();
1368                                        sizeParm->set_name( sizeofName( typeName ) );
1369                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1370                                        ++last;
1371
1372                                        alignParm = newObj.clone();
1373                                        alignParm->set_name( alignofName( typeName ) );
1374                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1375                                        ++last;
1376
1377                                        if ( StructInstType *polyBaseStruct = dynamic_cast< StructInstType* >( polyType ) ) {
1378                                                // NOTE zero-length arrays are illegal in C, so empty structs have no offset array
1379                                                if ( ! polyBaseStruct->get_baseStruct()->get_members().empty() ) {
1380                                                        offsetParm = newPtr.clone();
1381                                                        offsetParm->set_name( offsetofName( typeName ) );
1382                                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, offsetParm );
1383                                                        ++last;
1384                                                }
1385                                        }
1386                                        seenTypes.insert( typeName );
1387                                }
1388                        }
1389
1390                        // splice assertion parameters into parameter list
1391                        funcType->get_parameters().splice( last, inferredParams );
1392                        addAdapters( funcType );
1393                }
1394
1395////////////////////////////////////////// PolyGenericCalculator ////////////////////////////////////////////////////
1396
1397                PolyGenericCalculator::PolyGenericCalculator()
1398                        : knownLayouts(), knownOffsets(), bufNamer( "_buf" ) {}
1399
1400                void PolyGenericCalculator::beginTypeScope( Type *ty ) {
1401                        GuardScope( scopeTyVars );
1402                        makeTyVarMap( ty, scopeTyVars );
1403                }
1404
1405                void PolyGenericCalculator::beginGenericScope() {
1406                        GuardScope( *this );
1407                }
1408
1409                void PolyGenericCalculator::premutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1410                        beginTypeScope( objectDecl->get_type() );
1411                }
1412
1413                void PolyGenericCalculator::premutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1414                        beginGenericScope();
1415
1416                        beginTypeScope( functionDecl->get_functionType() );
1417                }
1418
1419                void PolyGenericCalculator::premutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1420                        assert(false);
1421                        beginTypeScope( typedefDecl->get_base() );
1422                }
1423
1424                void PolyGenericCalculator::premutate( TypeDecl * typeDecl ) {
1425                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
1426                }
1427
1428                Declaration * PolyGenericCalculator::postmutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1429                        if ( Type * base = typeDecl->base ) {
1430                                // add size/align variables for opaque type declarations
1431                                TypeInstType inst( Type::Qualifiers(), typeDecl->name, typeDecl );
1432                                std::string typeName = mangleType( &inst );
1433                                Type *layoutType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
1434
1435                                ObjectDecl * sizeDecl = ObjectDecl::newObject( sizeofName( typeName ), layoutType, new SingleInit( new SizeofExpr( base->clone() ) ) );
1436                                ObjectDecl * alignDecl = ObjectDecl::newObject( alignofName( typeName ), layoutType->clone(), new SingleInit( new AlignofExpr( base->clone() ) ) );
1437
1438                                // ensure that the initializing sizeof/alignof exprs are properly mutated
1439                                sizeDecl->acceptMutator( *visitor );
1440                                alignDecl->acceptMutator( *visitor );
1441
1442                                // can't use makeVar, because it inserts into stmtsToAdd and TypeDecls can occur at global scope
1443                                declsToAddAfter.push_back( alignDecl );
1444                                // replace with sizeDecl
1445                                return sizeDecl;
1446                        }
1447                        return typeDecl;
1448                }
1449
1450                void PolyGenericCalculator::premutate( PointerType *pointerType ) {
1451                        beginTypeScope( pointerType );
1452                }
1453
1454                void PolyGenericCalculator::premutate( FunctionType *funcType ) {
1455                        beginTypeScope( funcType );
1456
1457                        // make sure that any type information passed into the function is accounted for
1458                        for ( std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = funcType->get_parameters().begin(); fnParm != funcType->get_parameters().end(); ++fnParm ) {
1459                                // condition here duplicates that in Pass2::mutate( FunctionType* )
1460                                Type *polyType = isPolyType( (*fnParm)->get_type(), scopeTyVars );
1461                                if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
1462                                        knownLayouts.insert( mangleType( polyType ) );
1463                                }
1464                        }
1465                }
1466
1467                /// converts polymorphic type T into a suitable monomorphic representation, currently: __attribute__((aligned(8)) char[size_T]
1468                Type * polyToMonoType( Type * declType ) {
1469                        Type * charType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::Kind::Char);
1470                        Expression * size = new NameExpr( sizeofName( mangleType(declType) ) );
1471                        Attribute * aligned = new Attribute( "aligned", std::list<Expression*>{ new ConstantExpr( Constant::from_int(8) ) } );
1472                        return new ArrayType( Type::Qualifiers(), charType, size,
1473                                true, false, std::list<Attribute *>{ aligned } );
1474                }
1475
1476                void PolyGenericCalculator::mutateMembers( AggregateDecl * aggrDecl ) {
1477                        std::set< std::string > genericParams;
1478                        for ( TypeDecl * td : aggrDecl->parameters ) {
1479                                genericParams.insert( td->name );
1480                        }
1481                        for ( Declaration * decl : aggrDecl->members ) {
1482                                if ( ObjectDecl * field = dynamic_cast< ObjectDecl * >( decl ) ) {
1483                                        Type * ty = replaceTypeInst( field->type, env );
1484                                        if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType* >( ty ) ) {
1485                                                // do not try to monomorphize generic parameters
1486                                                if ( scopeTyVars.find( typeInst->get_name() ) != scopeTyVars.end() && ! genericParams.count( typeInst->name ) ) {
1487                                                        // polymorphic aggregate members should be converted into monomorphic members.
1488                                                        // Using char[size_T] here respects the expected sizing rules of an aggregate type.
1489                                                        Type * newType = polyToMonoType( field->type );
1490                                                        delete field->type;
1491                                                        field->type = newType;
1492                                                }
1493                                        }
1494                                }
1495                        }
1496                }
1497
1498                void PolyGenericCalculator::premutate( StructDecl * structDecl ) {
1499                        mutateMembers( structDecl );
1500                }
1501
1502                void PolyGenericCalculator::premutate( UnionDecl * unionDecl ) {
1503                        mutateMembers( unionDecl );
1504                }
1505
1506                void PolyGenericCalculator::premutate( DeclStmt *declStmt ) {
1507                        if ( ObjectDecl *objectDecl = dynamic_cast< ObjectDecl *>( declStmt->get_decl() ) ) {
1508                                if ( findGeneric( objectDecl->get_type() ) ) {
1509                                        // change initialization of a polymorphic value object to allocate via a VLA
1510                                        // (alloca was previously used, but can't be safely used in loops)
1511                                        ObjectDecl *newBuf = ObjectDecl::newObject( bufNamer.newName(), polyToMonoType( objectDecl->type ), nullptr );
1512                                        stmtsToAddBefore.push_back( new DeclStmt( noLabels, newBuf ) );
1513
1514                                        delete objectDecl->get_init();
1515                                        objectDecl->set_init( new SingleInit( new VariableExpr( newBuf ) ) );
1516                                }
1517                        }
1518                }
1519
1520                /// Finds the member in the base list that matches the given declaration; returns its index, or -1 if not present
1521                long findMember( DeclarationWithType *memberDecl, std::list< Declaration* > &baseDecls ) {
1522                        long i = 0;
1523                        for(std::list< Declaration* >::const_iterator decl = baseDecls.begin(); decl != baseDecls.end(); ++decl, ++i ) {
1524                                if ( memberDecl->get_name() != (*decl)->get_name() ) continue;
1525
1526                                if ( DeclarationWithType *declWithType = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *decl ) ) {
1527                                        if ( memberDecl->get_mangleName().empty() || declWithType->get_mangleName().empty()
1528                                             || memberDecl->get_mangleName() == declWithType->get_mangleName() ) return i;
1529                                        else continue;
1530                                } else return i;
1531                        }
1532                        return -1;
1533                }
1534
1535                /// Returns an index expression into the offset array for a type
1536                Expression *makeOffsetIndex( Type *objectType, long i ) {
1537                        ConstantExpr *fieldIndex = new ConstantExpr( Constant::from_ulong( i ) );
1538                        UntypedExpr *fieldOffset = new UntypedExpr( new NameExpr( "?[?]" ) );
1539                        fieldOffset->get_args().push_back( new NameExpr( offsetofName( mangleType( objectType ) ) ) );
1540                        fieldOffset->get_args().push_back( fieldIndex );
1541                        return fieldOffset;
1542                }
1543
1544                Expression *PolyGenericCalculator::postmutate( MemberExpr *memberExpr ) {
1545                        // only mutate member expressions for polymorphic types
1546                        int tyDepth;
1547                        Type *objectType = hasPolyBase( memberExpr->get_aggregate()->get_result(), scopeTyVars, &tyDepth );
1548                        if ( ! objectType ) return memberExpr;
1549                        findGeneric( objectType ); // ensure layout for this type is available
1550
1551                        // replace member expression with dynamically-computed layout expression
1552                        Expression *newMemberExpr = 0;
1553                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( objectType ) ) {
1554                                // look up offset index
1555                                long i = findMember( memberExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
1556                                if ( i == -1 ) return memberExpr;
1557
1558                                // replace member expression with pointer to base plus offset
1559                                UntypedExpr *fieldLoc = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
1560                                Expression * aggr = memberExpr->get_aggregate()->clone();
1561                                delete aggr->get_env(); // xxx - there's a problem with keeping the env for some reason, so for now just get rid of it
1562                                aggr->set_env( nullptr );
1563                                fieldLoc->get_args().push_back( aggr );
1564                                fieldLoc->get_args().push_back( makeOffsetIndex( objectType, i ) );
1565                                fieldLoc->set_result( memberExpr->get_result()->clone() );
1566                                newMemberExpr = fieldLoc;
1567                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( objectType ) ) {
1568                                // union members are all at offset zero, so just use the aggregate expr
1569                                Expression * aggr = memberExpr->get_aggregate()->clone();
1570                                delete aggr->get_env(); // xxx - there's a problem with keeping the env for some reason, so for now just get rid of it
1571                                aggr->set_env( nullptr );
1572                                newMemberExpr = aggr;
1573                                newMemberExpr->set_result( memberExpr->get_result()->clone() );
1574                        } else return memberExpr;
1575                        assert( newMemberExpr );
1576
1577                        Type *memberType = memberExpr->get_member()->get_type();
1578                        if ( ! isPolyType( memberType, scopeTyVars ) ) {
1579                                // 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
1580                                CastExpr *ptrCastExpr = new CastExpr( newMemberExpr, new PointerType( Type::Qualifiers(), memberType->clone() ) );
1581                                UntypedExpr *derefExpr = UntypedExpr::createDeref( ptrCastExpr );
1582                                newMemberExpr = derefExpr;
1583                        }
1584
1585                        delete memberExpr;
1586                        return newMemberExpr;
1587                }
1588
1589                ObjectDecl *PolyGenericCalculator::makeVar( const std::string &name, Type *type, Initializer *init ) {
1590                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( name, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, type, init );
1591                        stmtsToAddBefore.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
1592                        return newObj;
1593                }
1594
1595                void PolyGenericCalculator::addOtypeParamsToLayoutCall( UntypedExpr *layoutCall, const std::list< Type* > &otypeParams ) {
1596                        for ( std::list< Type* >::const_iterator param = otypeParams.begin(); param != otypeParams.end(); ++param ) {
1597                                if ( findGeneric( *param ) ) {
1598                                        // push size/align vars for a generic parameter back
1599                                        std::string paramName = mangleType( *param );
1600                                        layoutCall->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( paramName ) ) );
1601                                        layoutCall->get_args().push_back( new NameExpr( alignofName( paramName ) ) );
1602                                } else {
1603                                        layoutCall->get_args().push_back( new SizeofExpr( (*param)->clone() ) );
1604                                        layoutCall->get_args().push_back( new AlignofExpr( (*param)->clone() ) );
1605                                }
1606                        }
1607                }
1608
1609                /// returns true if any of the otype parameters have a dynamic layout and puts all otype parameters in the output list
1610                bool findGenericParams( std::list< TypeDecl* > &baseParams, std::list< Expression* > &typeParams, std::list< Type* > &out ) {
1611                        bool hasDynamicLayout = false;
1612
1613                        std::list< TypeDecl* >::const_iterator baseParam = baseParams.begin();
1614                        std::list< Expression* >::const_iterator typeParam = typeParams.begin();
1615                        for ( ; baseParam != baseParams.end() && typeParam != typeParams.end(); ++baseParam, ++typeParam ) {
1616                                // skip non-otype parameters
1617                                if ( ! (*baseParam)->isComplete() ) continue;
1618                                TypeExpr *typeExpr = dynamic_cast< TypeExpr* >( *typeParam );
1619                                assert( typeExpr && "all otype parameters should be type expressions" );
1620
1621                                Type *type = typeExpr->get_type();
1622                                out.push_back( type );
1623                                if ( isPolyType( type ) ) hasDynamicLayout = true;
1624                        }
1625                        assert( baseParam == baseParams.end() && typeParam == typeParams.end() );
1626
1627                        return hasDynamicLayout;
1628                }
1629
1630                bool PolyGenericCalculator::findGeneric( Type *ty ) {
1631                        ty = replaceTypeInst( ty, env );
1632
1633                        if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType* >( ty ) ) {
1634                                if ( scopeTyVars.find( typeInst->get_name() ) != scopeTyVars.end() ) {
1635                                        // NOTE assumes here that getting put in the scopeTyVars included having the layout variables set
1636                                        return true;
1637                                }
1638                                return false;
1639                        } else if ( StructInstType *structTy = dynamic_cast< StructInstType* >( ty ) ) {
1640                                // check if this type already has a layout generated for it
1641                                std::string typeName = mangleType( ty );
1642                                if ( knownLayouts.find( typeName ) != knownLayouts.end() ) return true;
1643
1644                                // check if any of the type parameters have dynamic layout; if none do, this type is (or will be) monomorphized
1645                                std::list< Type* > otypeParams;
1646                                if ( ! findGenericParams( *structTy->get_baseParameters(), structTy->get_parameters(), otypeParams ) ) return false;
1647
1648                                // insert local variables for layout and generate call to layout function
1649                                knownLayouts.insert( typeName );  // done early so as not to interfere with the later addition of parameters to the layout call
1650                                Type *layoutType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
1651
1652                                int n_members = structTy->get_baseStruct()->get_members().size();
1653                                if ( n_members == 0 ) {
1654                                        // all empty structs have the same layout - size 1, align 1
1655                                        makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType, new SingleInit( new ConstantExpr( Constant::from_ulong( (unsigned long)1 ) ) ) );
1656                                        makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone(), new SingleInit( new ConstantExpr( Constant::from_ulong( (unsigned long)1 ) ) ) );
1657                                        // NOTE zero-length arrays are forbidden in C, so empty structs have no offsetof array
1658                                } else {
1659                                        ObjectDecl *sizeVar = makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType );
1660                                        ObjectDecl *alignVar = makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone() );
1661                                        ObjectDecl *offsetVar = makeVar( offsetofName( typeName ), new ArrayType( Type::Qualifiers(), layoutType->clone(), new ConstantExpr( Constant::from_int( n_members ) ), false, false ) );
1662
1663                                        // generate call to layout function
1664                                        UntypedExpr *layoutCall = new UntypedExpr( new NameExpr( layoutofName( structTy->get_baseStruct() ) ) );
1665                                        layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( sizeVar ) ) );
1666                                        layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( alignVar ) ) );
1667                                        layoutCall->get_args().push_back( new VariableExpr( offsetVar ) );
1668                                        addOtypeParamsToLayoutCall( layoutCall, otypeParams );
1669
1670                                        stmtsToAddBefore.push_back( new ExprStmt( noLabels, layoutCall ) );
1671                                }
1672
1673                                return true;
1674                        } else if ( UnionInstType *unionTy = dynamic_cast< UnionInstType* >( ty ) ) {
1675                                // check if this type already has a layout generated for it
1676                                std::string typeName = mangleType( ty );
1677                                if ( knownLayouts.find( typeName ) != knownLayouts.end() ) return true;
1678
1679                                // check if any of the type parameters have dynamic layout; if none do, this type is (or will be) monomorphized
1680                                std::list< Type* > otypeParams;
1681                                if ( ! findGenericParams( *unionTy->get_baseParameters(), unionTy->get_parameters(), otypeParams ) ) return false;
1682
1683                                // insert local variables for layout and generate call to layout function
1684                                knownLayouts.insert( typeName );  // done early so as not to interfere with the later addition of parameters to the layout call
1685                                Type *layoutType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
1686
1687                                ObjectDecl *sizeVar = makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType );
1688                                ObjectDecl *alignVar = makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone() );
1689
1690                                // generate call to layout function
1691                                UntypedExpr *layoutCall = new UntypedExpr( new NameExpr( layoutofName( unionTy->get_baseUnion() ) ) );
1692                                layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( sizeVar ) ) );
1693                                layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( alignVar ) ) );
1694                                addOtypeParamsToLayoutCall( layoutCall, otypeParams );
1695
1696                                stmtsToAddBefore.push_back( new ExprStmt( noLabels, layoutCall ) );
1697
1698                                return true;
1699                        }
1700
1701                        return false;
1702                }
1703
1704                Expression *PolyGenericCalculator::postmutate( SizeofExpr *sizeofExpr ) {
1705                        Type *ty = sizeofExpr->get_isType() ? sizeofExpr->get_type() : sizeofExpr->get_expr()->get_result();
1706                        if ( findGeneric( ty ) ) {
1707                                Expression *ret = new NameExpr( sizeofName( mangleType( ty ) ) );
1708                                delete sizeofExpr;
1709                                return ret;
1710                        }
1711                        return sizeofExpr;
1712                }
1713
1714                Expression *PolyGenericCalculator::postmutate( AlignofExpr *alignofExpr ) {
1715                        Type *ty = alignofExpr->get_isType() ? alignofExpr->get_type() : alignofExpr->get_expr()->get_result();
1716                        if ( findGeneric( ty ) ) {
1717                                Expression *ret = new NameExpr( alignofName( mangleType( ty ) ) );
1718                                delete alignofExpr;
1719                                return ret;
1720                        }
1721                        return alignofExpr;
1722                }
1723
1724                Expression *PolyGenericCalculator::postmutate( OffsetofExpr *offsetofExpr ) {
1725                        // only mutate expressions for polymorphic structs/unions
1726                        Type *ty = offsetofExpr->get_type();
1727                        if ( ! findGeneric( ty ) ) return offsetofExpr;
1728
1729                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( ty ) ) {
1730                                // replace offsetof expression by index into offset array
1731                                long i = findMember( offsetofExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
1732                                if ( i == -1 ) return offsetofExpr;
1733
1734                                Expression *offsetInd = makeOffsetIndex( ty, i );
1735                                delete offsetofExpr;
1736                                return offsetInd;
1737                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( ty ) ) {
1738                                // all union members are at offset zero
1739                                delete offsetofExpr;
1740                                return new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 0 ) );
1741                        } else return offsetofExpr;
1742                }
1743
1744                Expression *PolyGenericCalculator::postmutate( OffsetPackExpr *offsetPackExpr ) {
1745                        StructInstType *ty = offsetPackExpr->get_type();
1746
1747                        Expression *ret = 0;
1748                        if ( findGeneric( ty ) ) {
1749                                // pull offset back from generated type information
1750                                ret = new NameExpr( offsetofName( mangleType( ty ) ) );
1751                        } else {
1752                                std::string offsetName = offsetofName( mangleType( ty ) );
1753                                if ( knownOffsets.find( offsetName ) != knownOffsets.end() ) {
1754                                        // use the already-generated offsets for this type
1755                                        ret = new NameExpr( offsetName );
1756                                } else {
1757                                        knownOffsets.insert( offsetName );
1758
1759                                        std::list< Declaration* > &baseMembers = ty->get_baseStruct()->get_members();
1760                                        Type *offsetType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
1761
1762                                        // build initializer list for offset array
1763                                        std::list< Initializer* > inits;
1764                                        for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = baseMembers.begin(); member != baseMembers.end(); ++member ) {
1765                                                if ( DeclarationWithType *memberDecl = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *member ) ) {
1766                                                        inits.push_back( new SingleInit( new OffsetofExpr( ty->clone(), memberDecl ) ) );
1767                                                } else {
1768                                                        assertf( false, "Requesting offset of Non-DWT member: %s", toString( *member ).c_str() );
1769                                                }
1770                                        }
1771
1772                                        // build the offset array and replace the pack with a reference to it
1773                                        ObjectDecl *offsetArray = makeVar( offsetName, new ArrayType( Type::Qualifiers(), offsetType, new ConstantExpr( Constant::from_ulong( baseMembers.size() ) ), false, false ),
1774                                                        new ListInit( inits ) );
1775                                        ret = new VariableExpr( offsetArray );
1776                                }
1777                        }
1778
1779                        delete offsetPackExpr;
1780                        return ret;
1781                }
1782
1783                void PolyGenericCalculator::beginScope() {
1784                        knownLayouts.beginScope();
1785                        knownOffsets.beginScope();
1786                }
1787
1788                void PolyGenericCalculator::endScope() {
1789                        knownLayouts.endScope();
1790                        knownOffsets.endScope();
1791                }
1792
1793////////////////////////////////////////// Pass3 ////////////////////////////////////////////////////
1794
1795                template< typename DeclClass >
1796                void Pass3::handleDecl( DeclClass * decl, Type * type ) {
1797                        GuardScope( scopeTyVars );
1798                        makeTyVarMap( type, scopeTyVars );
1799                        ScrubTyVars::scrubAll( decl );
1800                }
1801
1802                void Pass3::premutate( ObjectDecl * objectDecl ) {
1803                        handleDecl( objectDecl, objectDecl->type );
1804                }
1805
1806                void Pass3::premutate( FunctionDecl * functionDecl ) {
1807                        handleDecl( functionDecl, functionDecl->type );
1808                }
1809
1810                void Pass3::premutate( TypedefDecl * typedefDecl ) {
1811                        handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->base );
1812                }
1813
1814                /// Strips the members from a generic aggregate
1815                void stripGenericMembers(AggregateDecl * decl) {
1816                        if ( ! decl->parameters.empty() ) decl->members.clear();
1817                }
1818
1819                void Pass3::premutate( StructDecl * structDecl ) {
1820                        stripGenericMembers( structDecl );
1821                }
1822
1823                void Pass3::premutate( UnionDecl * unionDecl ) {
1824                        stripGenericMembers( unionDecl );
1825                }
1826
1827                void Pass3::premutate( TypeDecl * typeDecl ) {
1828                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
1829                }
1830
1831                void Pass3::premutate( PointerType * pointerType ) {
1832                        GuardScope( scopeTyVars );
1833                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1834                }
1835
1836                void Pass3::premutate( FunctionType * functionType ) {
1837                        GuardScope( scopeTyVars );
1838                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
1839                }
1840        } // anonymous namespace
1841} // namespace GenPoly
1842
1843// Local Variables: //
1844// tab-width: 4 //
1845// mode: c++ //
1846// compile-command: "make install" //
1847// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.