source: src/GenPoly/Box.cc @ bc3127d

aaron-thesisarm-ehcleanup-dtorsdeferred_resndemanglerjacob/cs343-translationjenkins-sandboxnew-astnew-ast-unique-exprnew-envno_listpersistent-indexerresolv-newwith_gc
Last change on this file since bc3127d was bc3127d, checked in by Rob Schluntz <rschlunt@…>, 4 years ago

Handle user-defined literals in OperatorTable?, 0/1 from operator table

  • Property mode set to 100644
File size: 89.2 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, safe_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/ScopedMap.h"            // for ScopedMap, ScopedMap<>::iter...
30#include "Common/SemanticError.h"        // for SemanticError
31#include "Common/UniqueName.h"           // for UniqueName
32#include "Common/utility.h"              // for toString
33#include "DeclMutator.h"                 // for DeclMutator
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 "PolyMutator.h"                 // for PolyMutator
41#include "ResolvExpr/TypeEnvironment.h"  // for EqvClass
42#include "ResolvExpr/typeops.h"          // for typesCompatible
43#include "ScopedSet.h"                   // for ScopedSet, ScopedSet<>::iter...
44#include "ScrubTyVars.h"                 // for ScrubTyVars
45#include "SymTab/Indexer.h"              // for Indexer
46#include "SymTab/Mangler.h"              // for Mangler
47#include "SynTree/Attribute.h"           // for Attribute
48#include "SynTree/Constant.h"            // for Constant
49#include "SynTree/Declaration.h"         // for DeclarationWithType, ObjectDecl
50#include "SynTree/Expression.h"          // for ApplicationExpr, UntypedExpr
51#include "SynTree/Initializer.h"         // for SingleInit, Initializer, Lis...
52#include "SynTree/Label.h"               // for Label, noLabels
53#include "SynTree/Mutator.h"             // for maybeMutate, Mutator, mutateAll
54#include "SynTree/Statement.h"           // for ExprStmt, DeclStmt, ReturnStmt
55#include "SynTree/SynTree.h"             // for UniqueId
56#include "SynTree/Type.h"                // for Type, FunctionType, PointerType
57#include "SynTree/TypeSubstitution.h"    // for TypeSubstitution, operator<<
58
59namespace GenPoly {
60        namespace {
61                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars );
62
63                /// Adds layout-generation functions to polymorphic types
64                class LayoutFunctionBuilder final : public DeclMutator {
65                        unsigned int functionNesting;  // current level of nested functions
66                public:
67                        LayoutFunctionBuilder() : functionNesting( 0 ) {}
68
69                        using DeclMutator::mutate;
70                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl ) override;
71                        virtual Declaration *mutate( StructDecl *structDecl ) override;
72                        virtual Declaration *mutate( UnionDecl *unionDecl ) override;
73                };
74
75                /// 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
76                class Pass1 final : public PolyMutator {
77                  public:
78                        Pass1();
79
80                        using PolyMutator::mutate;
81                        virtual Expression *mutate( ApplicationExpr *appExpr ) override;
82                        virtual Expression *mutate( AddressExpr *addrExpr ) override;
83                        virtual Expression *mutate( UntypedExpr *expr ) override;
84                        virtual DeclarationWithType* mutate( FunctionDecl *functionDecl ) override;
85                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *typeDecl ) override;
86                        virtual Expression *mutate( CommaExpr *commaExpr ) override;
87                        virtual Expression *mutate( ConditionalExpr *condExpr ) override;
88                        virtual Statement * mutate( ReturnStmt *returnStmt ) override;
89                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType ) override;
90                        virtual Type * mutate( FunctionType *functionType ) override;
91
92                        virtual void doBeginScope() override;
93                        virtual void doEndScope() override;
94                  private:
95                        /// Pass the extra type parameters from polymorphic generic arguments or return types into a function application
96                        void passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes );
97                        /// passes extra type parameters into a polymorphic function application
98                        void passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
99                        /// wraps a function application with a new temporary for the out-parameter return value
100                        Expression *addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
101                        /// Replaces all the type parameters of a generic type with their concrete equivalents under the current environment
102                        void replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params );
103                        /// Replaces a polymorphic type with its concrete equivalant under the current environment (returns itself if concrete).
104                        /// If `doClone` is set to false, will not clone interior types
105                        Type *replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone = true );
106                        /// wraps a function application returning a polymorphic type with a new temporary for the out-parameter return value
107                        Expression *addDynRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
108                        Expression *applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
109                        void boxParam( Type *formal, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars );
110                        void boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
111                        void addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars );
112                        /// Stores assignment operators from assertion list in local map of assignment operations
113                        void passAdapters( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, const TyVarMap &exprTyVars );
114                        FunctionDecl *makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars );
115                        /// Replaces intrinsic operator functions with their arithmetic desugaring
116                        Expression *handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr );
117                        /// Inserts a new temporary variable into the current scope with an auto-generated name
118                        ObjectDecl *makeTemporary( Type *type );
119
120                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* > adapters;     ///< Set of adapter functions in the current scope
121
122                        std::map< ApplicationExpr *, Expression * > retVals;
123
124                        DeclarationWithType *retval;
125                        UniqueName tempNamer;
126                };
127
128                /// * Moves polymorphic returns in function types to pointer-type parameters
129                /// * adds type size and assertion parameters to parameter lists
130                class Pass2 final : public PolyMutator {
131                  public:
132                        template< typename DeclClass >
133                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl );
134                        template< typename AggDecl >
135                        AggDecl * handleAggDecl( AggDecl * aggDecl );
136
137                        typedef PolyMutator Parent;
138                        using Parent::mutate;
139                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl ) override;
140                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl ) override;
141                        virtual StructDecl *mutate( StructDecl *structDecl ) override;
142                        virtual UnionDecl *mutate( UnionDecl *unionDecl ) override;
143                        virtual TraitDecl *mutate( TraitDecl *unionDecl ) override;
144                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *typeDecl ) override;
145                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) override;
146                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType ) override;
147                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType ) override;
148
149                  private:
150                        void addAdapters( FunctionType *functionType );
151
152                        std::map< UniqueId, std::string > adapterName;
153                };
154
155                /// Replaces member and size/align/offsetof expressions on polymorphic generic types with calculated expressions.
156                /// * Replaces member expressions for polymorphic types with calculated add-field-offset-and-dereference
157                /// * Calculates polymorphic offsetof expressions from offset array
158                /// * Inserts dynamic calculation of polymorphic type layouts where needed
159                class PolyGenericCalculator final : public PolyMutator {
160                public:
161                        typedef PolyMutator Parent;
162                        using Parent::mutate;
163
164                        PolyGenericCalculator();
165
166                        template< typename DeclClass >
167                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
168                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl ) override;
169                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl ) override;
170                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *objectDecl ) override;
171                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *objectDecl ) override;
172                        virtual Statement *mutate( DeclStmt *declStmt ) override;
173                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType ) override;
174                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType ) override;
175                        virtual Expression *mutate( MemberExpr *memberExpr ) override;
176                        virtual Expression *mutate( SizeofExpr *sizeofExpr ) override;
177                        virtual Expression *mutate( AlignofExpr *alignofExpr ) override;
178                        virtual Expression *mutate( OffsetofExpr *offsetofExpr ) override;
179                        virtual Expression *mutate( OffsetPackExpr *offsetPackExpr ) override;
180
181                        virtual void doBeginScope() override;
182                        virtual void doEndScope() override;
183
184                private:
185                        /// Makes a new variable in the current scope with the given name, type & optional initializer
186                        ObjectDecl *makeVar( const std::string &name, Type *type, Initializer *init = 0 );
187                        /// returns true if the type has a dynamic layout; such a layout will be stored in appropriately-named local variables when the function returns
188                        bool findGeneric( Type *ty );
189                        /// adds type parameters to the layout call; will generate the appropriate parameters if needed
190                        void addOtypeParamsToLayoutCall( UntypedExpr *layoutCall, const std::list< Type* > &otypeParams );
191
192                        /// Enters a new scope for type-variables, adding the type variables from ty
193                        void beginTypeScope( Type *ty );
194                        /// Exits the type-variable scope
195                        void endTypeScope();
196
197                        ScopedSet< std::string > knownLayouts;          ///< Set of generic type layouts known in the current scope, indexed by sizeofName
198                        ScopedSet< std::string > knownOffsets;          ///< Set of non-generic types for which the offset array exists in the current scope, indexed by offsetofName
199                        UniqueName bufNamer;                           ///< Namer for VLA buffers
200                };
201
202                /// 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.
203                class Pass3 final : public PolyMutator {
204                  public:
205                        template< typename DeclClass >
206                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
207
208                        using PolyMutator::mutate;
209                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl ) override;
210                        virtual Declaration *mutate( StructDecl *structDecl ) override;
211                        virtual Declaration *mutate( UnionDecl *unionDecl ) override;
212                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl ) override;
213                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *objectDecl ) override;
214                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *objectDecl ) override;
215                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType ) override;
216                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType ) override;
217                  private:
218                };
219        } // anonymous namespace
220
221        /// version of mutateAll with special handling for translation unit so you can check the end of the prelude when debugging
222        template< typename MutatorType >
223        inline void mutateTranslationUnit( std::list< Declaration* > &translationUnit, MutatorType &mutator ) {
224                bool seenIntrinsic = false;
225                SemanticError errors;
226                for ( typename std::list< Declaration* >::iterator i = translationUnit.begin(); i != translationUnit.end(); ++i ) {
227                        try {
228                                if ( *i ) {
229                                        if ( (*i)->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
230                                                seenIntrinsic = true;
231                                        } else if ( seenIntrinsic ) {
232                                                seenIntrinsic = false; // break on this line when debugging for end of prelude
233                                        }
234
235                                        *i = dynamic_cast< Declaration* >( (*i)->acceptMutator( mutator ) );
236                                        assert( *i );
237                                } // if
238                        } catch( SemanticError &e ) {
239                                e.set_location( (*i)->location );
240                                errors.append( e );
241                        } // try
242                } // for
243                if ( ! errors.isEmpty() ) {
244                        throw errors;
245                } // if
246        }
247
248        void box( std::list< Declaration *>& translationUnit ) {
249                LayoutFunctionBuilder layoutBuilder;
250                Pass1 pass1;
251                Pass2 pass2;
252                PolyGenericCalculator polyCalculator;
253                Pass3 pass3;
254
255                layoutBuilder.mutateDeclarationList( translationUnit );
256                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass1 );
257                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass2 );
258                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, polyCalculator );
259                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass3 );
260        }
261
262        ////////////////////////////////// LayoutFunctionBuilder ////////////////////////////////////////////
263
264        DeclarationWithType *LayoutFunctionBuilder::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
265                functionDecl->set_functionType( maybeMutate( functionDecl->get_functionType(), *this ) );
266                ++functionNesting;
267                functionDecl->set_statements( maybeMutate( functionDecl->get_statements(), *this ) );
268                --functionNesting;
269                return functionDecl;
270        }
271
272        /// Get a list of type declarations that will affect a layout function
273        std::list< TypeDecl* > takeOtypeOnly( std::list< TypeDecl* > &decls ) {
274                std::list< TypeDecl * > otypeDecls;
275
276                for ( std::list< TypeDecl* >::const_iterator decl = decls.begin(); decl != decls.end(); ++decl ) {
277                        if ( (*decl)->isComplete() ) {
278                                otypeDecls.push_back( *decl );
279                        }
280                }
281
282                return otypeDecls;
283        }
284
285        /// Adds parameters for otype layout to a function type
286        void addOtypeParams( FunctionType *layoutFnType, std::list< TypeDecl* > &otypeParams ) {
287                BasicType sizeAlignType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
288
289                for ( std::list< TypeDecl* >::const_iterator param = otypeParams.begin(); param != otypeParams.end(); ++param ) {
290                        TypeInstType paramType( Type::Qualifiers(), (*param)->get_name(), *param );
291                        std::string paramName = mangleType( &paramType );
292                        layoutFnType->get_parameters().push_back( new ObjectDecl( sizeofName( paramName ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignType.clone(), 0 ) );
293                        layoutFnType->get_parameters().push_back( new ObjectDecl( alignofName( paramName ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignType.clone(), 0 ) );
294                }
295        }
296
297        /// Builds a layout function declaration
298        FunctionDecl *buildLayoutFunctionDecl( AggregateDecl *typeDecl, unsigned int functionNesting, FunctionType *layoutFnType ) {
299                // Routines at global scope marked "static" to prevent multiple definitions is separate translation units
300                // because each unit generates copies of the default routines for each aggregate.
301                FunctionDecl *layoutDecl = new FunctionDecl( layoutofName( typeDecl ),
302                                                                                                         functionNesting > 0 ? Type::StorageClasses() : Type::StorageClasses( Type::Static ),
303                                                                                                         LinkageSpec::AutoGen, layoutFnType, new CompoundStmt( noLabels ),
304                                                                                                         std::list< Attribute * >(), Type::FuncSpecifiers( Type::Inline ) );
305                layoutDecl->fixUniqueId();
306                return layoutDecl;
307        }
308
309        /// Makes a unary operation
310        Expression *makeOp( const std::string &name, Expression *arg ) {
311                UntypedExpr *expr = new UntypedExpr( new NameExpr( name ) );
312                expr->get_args().push_back( arg );
313                return expr;
314        }
315
316        /// Makes a binary operation
317        Expression *makeOp( const std::string &name, Expression *lhs, Expression *rhs ) {
318                UntypedExpr *expr = new UntypedExpr( new NameExpr( name ) );
319                expr->get_args().push_back( lhs );
320                expr->get_args().push_back( rhs );
321                return expr;
322        }
323
324        /// Returns the dereference of a local pointer variable
325        Expression *derefVar( ObjectDecl *var ) {
326                return makeOp( "*?", new VariableExpr( var ) );
327        }
328
329        /// makes an if-statement with a single-expression if-block and no then block
330        Statement *makeCond( Expression *cond, Expression *ifPart ) {
331                return new IfStmt( noLabels, cond, new ExprStmt( noLabels, ifPart ), 0 );
332        }
333
334        /// makes a statement that assigns rhs to lhs if lhs < rhs
335        Statement *makeAssignMax( Expression *lhs, Expression *rhs ) {
336                return makeCond( makeOp( "?<?", lhs, rhs ), makeOp( "?=?", lhs->clone(), rhs->clone() ) );
337        }
338
339        /// makes a statement that aligns lhs to rhs (rhs should be an integer power of two)
340        Statement *makeAlignTo( Expression *lhs, Expression *rhs ) {
341                // check that the lhs is zeroed out to the level of rhs
342                Expression *ifCond = makeOp( "?&?", lhs, makeOp( "?-?", rhs, new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
343                // if not aligned, increment to alignment
344                Expression *ifExpr = makeOp( "?+=?", lhs->clone(), makeOp( "?-?", rhs->clone(), ifCond->clone() ) );
345                return makeCond( ifCond, ifExpr );
346        }
347
348        /// adds an expression to a compound statement
349        void addExpr( CompoundStmt *stmts, Expression *expr ) {
350                stmts->get_kids().push_back( new ExprStmt( noLabels, expr ) );
351        }
352
353        /// adds a statement to a compound statement
354        void addStmt( CompoundStmt *stmts, Statement *stmt ) {
355                stmts->get_kids().push_back( stmt );
356        }
357
358        Declaration *LayoutFunctionBuilder::mutate( StructDecl *structDecl ) {
359                // do not generate layout function for "empty" tag structs
360                if ( structDecl->get_members().empty() ) return structDecl;
361
362                // get parameters that can change layout, exiting early if none
363                std::list< TypeDecl* > otypeParams = takeOtypeOnly( structDecl->get_parameters() );
364                if ( otypeParams.empty() ) return structDecl;
365
366                // build layout function signature
367                FunctionType *layoutFnType = new FunctionType( Type::Qualifiers(), false );
368                BasicType *sizeAlignType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
369                PointerType *sizeAlignOutType = new PointerType( Type::Qualifiers(), sizeAlignType );
370
371                ObjectDecl *sizeParam = new ObjectDecl( sizeofName( structDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType, 0 );
372                layoutFnType->get_parameters().push_back( sizeParam );
373                ObjectDecl *alignParam = new ObjectDecl( alignofName( structDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
374                layoutFnType->get_parameters().push_back( alignParam );
375                ObjectDecl *offsetParam = new ObjectDecl( offsetofName( structDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
376                layoutFnType->get_parameters().push_back( offsetParam );
377                addOtypeParams( layoutFnType, otypeParams );
378
379                // build function decl
380                FunctionDecl *layoutDecl = buildLayoutFunctionDecl( structDecl, functionNesting, layoutFnType );
381
382                // calculate struct layout in function body
383
384                // initialize size and alignment to 0 and 1 (will have at least one member to re-edit size)
385                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( sizeParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 0 ) ) ) );
386                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( alignParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
387                unsigned long n_members = 0;
388                bool firstMember = true;
389                for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = structDecl->get_members().begin(); member != structDecl->get_members().end(); ++member ) {
390                        DeclarationWithType *dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType * >( *member );
391                        assert( dwt );
392                        Type *memberType = dwt->get_type();
393
394                        if ( firstMember ) {
395                                firstMember = false;
396                        } else {
397                                // make sure all members after the first (automatically aligned at 0) are properly padded for alignment
398                                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
399                        }
400
401                        // place current size in the current offset index
402                        addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", makeOp( "?[?]", new VariableExpr( offsetParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( n_members ) ) ),
403                                                                              derefVar( sizeParam ) ) );
404                        ++n_members;
405
406                        // add member size to current size
407                        addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?+=?", derefVar( sizeParam ), new SizeofExpr( memberType->clone() ) ) );
408
409                        // take max of member alignment and global alignment
410                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( alignParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
411                }
412                // make sure the type is end-padded to a multiple of its alignment
413                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), derefVar( alignParam ) ) );
414
415                addDeclarationAfter( layoutDecl );
416                return structDecl;
417        }
418
419        Declaration *LayoutFunctionBuilder::mutate( UnionDecl *unionDecl ) {
420                // do not generate layout function for "empty" tag unions
421                if ( unionDecl->get_members().empty() ) return unionDecl;
422
423                // get parameters that can change layout, exiting early if none
424                std::list< TypeDecl* > otypeParams = takeOtypeOnly( unionDecl->get_parameters() );
425                if ( otypeParams.empty() ) return unionDecl;
426
427                // build layout function signature
428                FunctionType *layoutFnType = new FunctionType( Type::Qualifiers(), false );
429                BasicType *sizeAlignType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
430                PointerType *sizeAlignOutType = new PointerType( Type::Qualifiers(), sizeAlignType );
431
432                ObjectDecl *sizeParam = new ObjectDecl( sizeofName( unionDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType, 0 );
433                layoutFnType->get_parameters().push_back( sizeParam );
434                ObjectDecl *alignParam = new ObjectDecl( alignofName( unionDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
435                layoutFnType->get_parameters().push_back( alignParam );
436                addOtypeParams( layoutFnType, otypeParams );
437
438                // build function decl
439                FunctionDecl *layoutDecl = buildLayoutFunctionDecl( unionDecl, functionNesting, layoutFnType );
440
441                // calculate union layout in function body
442                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( sizeParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
443                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( alignParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
444                for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = unionDecl->get_members().begin(); member != unionDecl->get_members().end(); ++member ) {
445                        DeclarationWithType *dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType * >( *member );
446                        assert( dwt );
447                        Type *memberType = dwt->get_type();
448
449                        // take max member size and global size
450                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( sizeParam ), new SizeofExpr( memberType->clone() ) ) );
451
452                        // take max of member alignment and global alignment
453                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( alignParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
454                }
455                // make sure the type is end-padded to a multiple of its alignment
456                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), derefVar( alignParam ) ) );
457
458                addDeclarationAfter( layoutDecl );
459                return unionDecl;
460        }
461
462        ////////////////////////////////////////// Pass1 ////////////////////////////////////////////////////
463
464        namespace {
465                std::string makePolyMonoSuffix( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
466                        std::stringstream name;
467
468                        // NOTE: this function previously used isPolyObj, which failed to produce
469                        // the correct thing in some situations. It's not clear to me why this wasn't working.
470
471                        // if the return type or a parameter type involved polymorphic types, then the adapter will need
472                        // to take those polymorphic types as pointers. Therefore, there can be two different functions
473                        // with the same mangled name, so we need to further mangle the names.
474                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator retval = function->get_returnVals().begin(); retval != function->get_returnVals().end(); ++retval ) {
475                                if ( isPolyType( (*retval)->get_type(), tyVars ) ) {
476                                        name << "P";
477                                } else {
478                                        name << "M";
479                                }
480                        }
481                        name << "_";
482                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = function->get_parameters();
483                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
484                                if ( isPolyType( (*arg)->get_type(), tyVars ) ) {
485                                        name << "P";
486                                } else {
487                                        name << "M";
488                                }
489                        } // for
490                        return name.str();
491                }
492
493                std::string mangleAdapterName( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
494                        return SymTab::Mangler::mangle( function ) + makePolyMonoSuffix( function, tyVars );
495                }
496
497                std::string makeAdapterName( const std::string &mangleName ) {
498                        return "_adapter" + mangleName;
499                }
500
501                Pass1::Pass1() : tempNamer( "_temp" ) {}
502
503                DeclarationWithType *Pass1::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
504                        if ( functionDecl->get_statements() ) {         // empty routine body ?
505                                // std::cerr << "mutating function: " << functionDecl->get_mangleName() << std::endl;
506                                doBeginScope();
507                                scopeTyVars.beginScope();
508
509                                DeclarationWithType *oldRetval = retval;
510
511                                // process polymorphic return value
512                                retval = nullptr;
513                                if ( isDynRet( functionDecl->get_functionType() ) && functionDecl->get_linkage() != LinkageSpec::C ) {
514                                        retval = functionDecl->get_functionType()->get_returnVals().front();
515
516                                        // give names to unnamed return values
517                                        if ( retval->get_name() == "" ) {
518                                                retval->set_name( "_retparm" );
519                                                retval->set_linkage( LinkageSpec::C );
520                                        } // if
521                                } // if
522
523                                FunctionType *functionType = functionDecl->get_functionType();
524                                makeTyVarMap( functionDecl->get_functionType(), scopeTyVars );
525
526                                std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
527                                std::list< FunctionType *> functions;
528                                for ( Type::ForallList::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
529                                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
530                                                findFunction( (*assert)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
531                                        } // for
532                                } // for
533                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
534                                        findFunction( (*arg)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
535                                } // for
536
537                                for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
538                                        std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
539                                        if ( adapters.find( mangleName ) == adapters.end() ) {
540                                                std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
541                                                adapters.insert( std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, new ObjectDecl( adapterName, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, nullptr, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), nullptr ) ) );
542                                        } // if
543                                } // for
544
545                                functionDecl->set_statements( functionDecl->get_statements()->acceptMutator( *this ) );
546
547                                scopeTyVars.endScope();
548                                retval = oldRetval;
549                                doEndScope();
550                                // std::cerr << "end function: " << functionDecl->get_mangleName() << std::endl;
551                        } // if
552                        return functionDecl;
553                }
554
555                TypeDecl *Pass1::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
556                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
557                        return Mutator::mutate( typeDecl );
558                }
559
560                Expression *Pass1::mutate( CommaExpr *commaExpr ) {
561                        // Attempting to find application expressions that were mutated by the copy constructor passes
562                        // to use an explicit return variable, so that the variable can be reused as a parameter to the
563                        // call rather than creating a new temp variable. Previously this step was an optimization, but
564                        // with the introduction of tuples and UniqueExprs, it is necessary to ensure that they use the same variable.
565                        // Essentially, looking for pattern: (x=f(...), x)
566                        // To compound the issue, the right side can be *x, etc. because of lvalue-returning functions
567                        if ( UntypedExpr * assign = dynamic_cast< UntypedExpr * >( commaExpr->get_arg1() ) ) {
568                                if ( CodeGen::isAssignment( InitTweak::getFunctionName( assign ) ) ) {
569                                        assert( assign->get_args().size() == 2 );
570                                        if ( ApplicationExpr * appExpr = dynamic_cast< ApplicationExpr * > ( assign->get_args().back() ) ) {
571                                                // first argument is assignable, so it must be an lvalue, so it should be legal to take its address.
572                                                retVals[appExpr] = assign->get_args().front();
573                                        }
574                                }
575                        }
576
577                        commaExpr->set_arg1( maybeMutate( commaExpr->get_arg1(), *this ) );
578                        commaExpr->set_arg2( maybeMutate( commaExpr->get_arg2(), *this ) );
579                        return commaExpr;
580                }
581
582                Expression *Pass1::mutate( ConditionalExpr *condExpr ) {
583                        condExpr->set_arg1( maybeMutate( condExpr->get_arg1(), *this ) );
584                        condExpr->set_arg2( maybeMutate( condExpr->get_arg2(), *this ) );
585                        condExpr->set_arg3( maybeMutate( condExpr->get_arg3(), *this ) );
586                        return condExpr;
587
588                }
589
590                void Pass1::passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes ) {
591                        Type *polyType = isPolyType( parmType, exprTyVars );
592                        if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
593                                std::string typeName = mangleType( polyType );
594                                if ( seenTypes.count( typeName ) ) return;
595
596                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( argBaseType->clone() ) );
597                                arg++;
598                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( argBaseType->clone() ) );
599                                arg++;
600                                if ( dynamic_cast< StructInstType* >( polyType ) ) {
601                                        if ( StructInstType *argBaseStructType = dynamic_cast< StructInstType* >( argBaseType ) ) {
602                                                // zero-length arrays are forbidden by C, so don't pass offset for empty struct
603                                                if ( ! argBaseStructType->get_baseStruct()->get_members().empty() ) {
604                                                        arg = appExpr->get_args().insert( arg, new OffsetPackExpr( argBaseStructType->clone() ) );
605                                                        arg++;
606                                                }
607                                        } else {
608                                                throw SemanticError( "Cannot pass non-struct type for generic struct: ", argBaseType );
609                                        }
610                                }
611
612                                seenTypes.insert( typeName );
613                        }
614                }
615
616                void Pass1::passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
617                        // pass size/align for type variables
618                        for ( TyVarMap::const_iterator tyParm = exprTyVars.begin(); tyParm != exprTyVars.end(); ++tyParm ) {
619                                ResolvExpr::EqvClass eqvClass;
620                                assert( env );
621                                if ( tyParm->second.isComplete ) {
622                                        Type *concrete = env->lookup( tyParm->first );
623                                        if ( concrete ) {
624                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( concrete->clone() ) );
625                                                arg++;
626                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( concrete->clone() ) );
627                                                arg++;
628                                        } else {
629                                                // xxx - should this be an assertion?
630                                                std::string x = env ? toString( *env ) : "missing env";
631                                                throw SemanticError( x + "\n" + "unbound type variable: " + tyParm->first + " in application ", appExpr );
632                                        } // if
633                                } // if
634                        } // for
635
636                        // add size/align for generic types to parameter list
637                        if ( ! appExpr->get_function()->has_result() ) return;
638                        FunctionType *funcType = getFunctionType( appExpr->get_function()->get_result() );
639                        assert( funcType );
640
641                        std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = funcType->get_parameters().begin();
642                        std::list< Expression* >::const_iterator fnArg = arg;
643                        std::set< std::string > seenTypes; ///< names for generic types we've seen
644
645                        // a polymorphic return type may need to be added to the argument list
646                        if ( polyRetType ) {
647                                Type *concRetType = replaceWithConcrete( appExpr, polyRetType );
648                                passArgTypeVars( appExpr, polyRetType, concRetType, arg, exprTyVars, seenTypes );
649                                ++fnArg; // skip the return parameter in the argument list
650                        }
651
652                        // add type information args for presently unseen types in parameter list
653                        for ( ; fnParm != funcType->get_parameters().end() && fnArg != appExpr->get_args().end(); ++fnParm, ++fnArg ) {
654                                if ( ! (*fnArg)->get_result() ) continue;
655                                Type * argType = (*fnArg)->get_result();
656                                passArgTypeVars( appExpr, (*fnParm)->get_type(), argType, arg, exprTyVars, seenTypes );
657                        }
658                }
659
660                ObjectDecl *Pass1::makeTemporary( Type *type ) {
661                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( tempNamer.newName(), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, type, 0 );
662                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
663                        return newObj;
664                }
665
666                Expression *Pass1::addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
667                        // Create temporary to hold return value of polymorphic function and produce that temporary as a result
668                        // using a comma expression.
669                        assert( retType );
670
671                        Expression * paramExpr = nullptr;
672                        // try to use existing return value parameter if it exists, otherwise create a new temporary
673                        if ( retVals.count( appExpr ) ) {
674                                paramExpr = retVals[appExpr]->clone();
675                        } else {
676                                ObjectDecl *newObj = makeTemporary( retType->clone() );
677                                paramExpr = new VariableExpr( newObj );
678                        }
679                        Expression * retExpr = paramExpr->clone();
680
681                        // If the type of the temporary is not polymorphic, box temporary by taking its address;
682                        // otherwise the temporary is already boxed and can be used directly.
683                        if ( ! isPolyType( paramExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
684                                paramExpr = new AddressExpr( paramExpr );
685                        } // if
686                        arg = appExpr->get_args().insert( arg, paramExpr ); // add argument to function call
687                        arg++;
688                        // Build a comma expression to call the function and emulate a normal return.
689                        CommaExpr *commaExpr = new CommaExpr( appExpr, retExpr );
690                        commaExpr->set_env( appExpr->get_env() );
691                        appExpr->set_env( 0 );
692                        return commaExpr;
693                }
694
695                void Pass1::replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params ) {
696                        for ( std::list< Expression* >::iterator param = params.begin(); param != params.end(); ++param ) {
697                                TypeExpr *paramType = dynamic_cast< TypeExpr* >( *param );
698                                assertf(paramType, "Aggregate parameters should be type expressions");
699                                paramType->set_type( replaceWithConcrete( appExpr, paramType->get_type(), false ) );
700                        }
701                }
702
703                Type *Pass1::replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone ) {
704                        if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType * >( type ) ) {
705                                Type *concrete = env->lookup( typeInst->get_name() );
706                                if ( concrete == 0 ) {
707                                        return typeInst;
708                                        // xxx - should this be an assertion?
709//                                      std::string x = env ? toString( *env ) : "missing env";
710//                                      throw SemanticError( x + "\n" + "Unbound type variable " + typeInst->get_name() + " in ", appExpr );
711                                } // if
712                                return concrete;
713                        } else if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( type ) ) {
714                                if ( doClone ) {
715                                        structType = structType->clone();
716                                }
717                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, structType->get_parameters() );
718                                return structType;
719                        } else if ( UnionInstType *unionType = dynamic_cast< UnionInstType* >( type ) ) {
720                                if ( doClone ) {
721                                        unionType = unionType->clone();
722                                }
723                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, unionType->get_parameters() );
724                                return unionType;
725                        }
726                        return type;
727                }
728
729                Expression *Pass1::addDynRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *dynType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
730                        assert( env );
731                        Type *concrete = replaceWithConcrete( appExpr, dynType );
732                        // add out-parameter for return value
733                        return addRetParam( appExpr, concrete, arg );
734                }
735
736                Expression *Pass1::applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
737                        Expression *ret = appExpr;
738//                      if ( ! function->get_returnVals().empty() && isPolyType( function->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
739                        if ( isDynRet( function, tyVars ) ) {
740                                ret = addRetParam( appExpr, function->get_returnVals().front()->get_type(), arg );
741                        } // if
742                        std::string mangleName = mangleAdapterName( function, tyVars );
743                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
744
745                        // cast adaptee to void (*)(), since it may have any type inside a polymorphic function
746                        Type * adapteeType = new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) );
747                        appExpr->get_args().push_front( new CastExpr( appExpr->get_function(), adapteeType ) );
748                        appExpr->set_function( new NameExpr( adapterName ) ); // xxx - result is never set on NameExpr
749
750                        return ret;
751                }
752
753                void Pass1::boxParam( Type *param, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
754                        assertf( arg->has_result(), "arg does not have result: %s", toString( arg ).c_str() );
755                        if ( isPolyType( param, exprTyVars ) ) {
756                                Type * newType = arg->get_result()->clone();
757                                if ( env ) env->apply( newType );
758                                std::unique_ptr<Type> manager( newType );
759                                if ( isPolyType( newType ) ) {
760                                        // if the argument's type is polymorphic, we don't need to box again!
761                                        return;
762                                } else if ( arg->get_result()->get_lvalue() ) {
763                                        // argument expression may be CFA lvalue, but not C lvalue -- apply generalizedLvalue transformations.
764                                        arg =  generalizedLvalue( new AddressExpr( arg ) );
765                                        if ( ! ResolvExpr::typesCompatible( param, arg->get_result(), SymTab::Indexer() ) ) {
766                                                // silence warnings by casting boxed parameters when the actual type does not match up with the formal type.
767                                                arg = new CastExpr( arg, param->clone() );
768                                        }
769                                } else {
770                                        // use type computed in unification to declare boxed variables
771                                        Type * newType = param->clone();
772                                        if ( env ) env->apply( newType );
773                                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( tempNamer.newName(), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, newType, 0 );
774                                        newObj->get_type()->get_qualifiers() = Type::Qualifiers(); // TODO: is this right???
775                                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
776                                        UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) ); // TODO: why doesn't this just use initialization syntax?
777                                        assign->get_args().push_back( new VariableExpr( newObj ) );
778                                        assign->get_args().push_back( arg );
779                                        stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, assign ) );
780                                        arg = new AddressExpr( new VariableExpr( newObj ) );
781                                } // if
782                        } // if
783                }
784
785                /// cast parameters to polymorphic functions so that types are replaced with
786                /// void * if they are type parameters in the formal type.
787                /// this gets rid of warnings from gcc.
788                void addCast( Expression *&actual, Type *formal, const TyVarMap &tyVars ) {
789                        if ( getFunctionType( formal ) ) {
790                                Type * newType = formal->clone();
791                                newType = ScrubTyVars::scrub( newType, tyVars );
792                                actual = new CastExpr( actual, newType );
793                        } // if
794                }
795
796                void Pass1::boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
797                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::const_iterator param = function->get_parameters().begin(); param != function->get_parameters().end(); ++param, ++arg ) {
798                                assertf( arg != appExpr->get_args().end(), "boxParams: missing argument for param %s to %s in %s", toString( *param ).c_str(), toString( function ).c_str(), toString( appExpr ).c_str() );
799                                addCast( *arg, (*param)->get_type(), exprTyVars );
800                                boxParam( (*param)->get_type(), *arg, exprTyVars );
801                        } // for
802                }
803
804                void Pass1::addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
805                        std::list< Expression *>::iterator cur = arg;
806                        for ( Type::ForallList::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
807                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
808                                        InferredParams::const_iterator inferParam = appExpr->get_inferParams().find( (*assert)->get_uniqueId() );
809                                        if ( inferParam == appExpr->get_inferParams().end() ) {
810                                                std::cerr << "looking for assertion: " << (*assert) << std::endl << appExpr << std::endl;
811                                        }
812                                        assertf( inferParam != appExpr->get_inferParams().end(), "NOTE: Explicit casts of polymorphic functions to compatible monomorphic functions are currently unsupported" );
813                                        Expression *newExpr = inferParam->second.expr->clone();
814                                        addCast( newExpr, (*assert)->get_type(), tyVars );
815                                        boxParam( (*assert)->get_type(), newExpr, tyVars );
816                                        appExpr->get_args().insert( cur, newExpr );
817                                } // for
818                        } // for
819                }
820
821                void makeRetParm( FunctionType *funcType ) {
822                        DeclarationWithType *retParm = funcType->get_returnVals().front();
823
824                        // make a new parameter that is a pointer to the type of the old return value
825                        retParm->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), retParm->get_type() ) );
826                        funcType->get_parameters().push_front( retParm );
827
828                        // we don't need the return value any more
829                        funcType->get_returnVals().clear();
830                }
831
832                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars ) {
833                        // actually make the adapter type
834                        FunctionType *adapter = adaptee->clone();
835//                      if ( ! adapter->get_returnVals().empty() && isPolyType( adapter->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
836                        if ( isDynRet( adapter, tyVars ) ) {
837                                makeRetParm( adapter );
838                        } // if
839                        adapter->get_parameters().push_front( new ObjectDecl( "", Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) ), 0 ) );
840                        return adapter;
841                }
842
843                Expression *makeAdapterArg( DeclarationWithType *param, DeclarationWithType *arg, DeclarationWithType *realParam, const TyVarMap &tyVars ) {
844                        assert( param );
845                        assert( arg );
846                        if ( isPolyType( realParam->get_type(), tyVars ) ) {
847                                if ( ! isPolyType( arg->get_type() ) ) {
848                                        UntypedExpr *deref = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
849                                        deref->get_args().push_back( new CastExpr( new VariableExpr( param ), new PointerType( Type::Qualifiers(), arg->get_type()->clone() ) ) );
850                                        deref->set_result( arg->get_type()->clone() );
851                                        return deref;
852                                } // if
853                        } // if
854                        return new VariableExpr( param );
855                }
856
857                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 ) {
858                        UniqueName paramNamer( "_p" );
859                        for ( ; param != paramEnd; ++param, ++arg, ++realParam ) {
860                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
861                                        (*param)->set_name( paramNamer.newName() );
862                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
863                                } // if
864                                adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *param, *arg, *realParam, tyVars ) );
865                        } // for
866                }
867
868                FunctionDecl *Pass1::makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars ) {
869                        FunctionType *adapterType = makeAdapterType( adaptee, tyVars );
870                        adapterType = ScrubTyVars::scrub( adapterType, tyVars );
871                        DeclarationWithType *adapteeDecl = adapterType->get_parameters().front();
872                        adapteeDecl->set_name( "_adaptee" );
873                        ApplicationExpr *adapteeApp = new ApplicationExpr( new CastExpr( new VariableExpr( adapteeDecl ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType ) ) );
874                        Statement *bodyStmt;
875
876                        Type::ForallList::iterator tyArg = realType->get_forall().begin();
877                        Type::ForallList::iterator tyParam = adapterType->get_forall().begin();
878                        Type::ForallList::iterator realTyParam = adaptee->get_forall().begin();
879                        for ( ; tyParam != adapterType->get_forall().end(); ++tyArg, ++tyParam, ++realTyParam ) {
880                                assert( tyArg != realType->get_forall().end() );
881                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertArg = (*tyArg)->get_assertions().begin();
882                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertParam = (*tyParam)->get_assertions().begin();
883                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator realAssertParam = (*realTyParam)->get_assertions().begin();
884                                for ( ; assertParam != (*tyParam)->get_assertions().end(); ++assertArg, ++assertParam, ++realAssertParam ) {
885                                        assert( assertArg != (*tyArg)->get_assertions().end() );
886                                        adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *assertParam, *assertArg, *realAssertParam, tyVars ) );
887                                } // for
888                        } // for
889
890                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = realType->get_parameters().begin();
891                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator param = adapterType->get_parameters().begin();
892                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator realParam = adaptee->get_parameters().begin();
893                        param++;                // skip adaptee parameter in the adapter type
894                        if ( realType->get_returnVals().empty() ) {
895                                // void return
896                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
897                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, adapteeApp );
898                        } else if ( isDynType( adaptee->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
899                                // return type T
900                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
901                                        (*param)->set_name( "_ret" );
902                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
903                                } // if
904                                UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
905                                UntypedExpr *deref = UntypedExpr::createDeref( new CastExpr( new VariableExpr( *param++ ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType->get_returnVals().front()->get_type()->clone() ) ) );
906                                assign->get_args().push_back( deref );
907                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
908                                assign->get_args().push_back( adapteeApp );
909                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, assign );
910                        } else {
911                                // adapter for a function that returns a monomorphic value
912                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
913                                bodyStmt = new ReturnStmt( noLabels, adapteeApp );
914                        } // if
915                        CompoundStmt *adapterBody = new CompoundStmt( noLabels );
916                        adapterBody->get_kids().push_back( bodyStmt );
917                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
918                        return new FunctionDecl( adapterName, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, adapterType, adapterBody );
919                }
920
921                void Pass1::passAdapters( ApplicationExpr * appExpr, FunctionType * functionType, const TyVarMap & exprTyVars ) {
922                        // collect a list of function types passed as parameters or implicit parameters (assertions)
923                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
924                        std::list< FunctionType *> functions;
925                        for ( Type::ForallList::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
926                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
927                                        findFunction( (*assert)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
928                                } // for
929                        } // for
930                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
931                                findFunction( (*arg)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
932                        } // for
933
934                        // parameter function types for which an appropriate adapter has been generated.  we cannot use the types
935                        // after applying substitutions, since two different parameter types may be unified to the same type
936                        std::set< std::string > adaptersDone;
937
938                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
939                                FunctionType *originalFunction = (*funType)->clone();
940                                FunctionType *realFunction = (*funType)->clone();
941                                std::string mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
942
943                                // only attempt to create an adapter or pass one as a parameter if we haven't already done so for this
944                                // pre-substitution parameter function type.
945                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
946                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
947
948                                        // apply substitution to type variables to figure out what the adapter's type should look like
949                                        assert( env );
950                                        env->apply( realFunction );
951                                        mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
952                                        mangleName += makePolyMonoSuffix( originalFunction, exprTyVars );
953
954                                        typedef ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* >::iterator AdapterIter;
955                                        AdapterIter adapter = adapters.find( mangleName );
956                                        if ( adapter == adapters.end() ) {
957                                                // adapter has not been created yet in the current scope, so define it
958                                                FunctionDecl *newAdapter = makeAdapter( *funType, realFunction, mangleName, exprTyVars );
959                                                std::pair< AdapterIter, bool > answer = adapters.insert( std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, newAdapter ) );
960                                                adapter = answer.first;
961                                                stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newAdapter ) );
962                                        } // if
963                                        assert( adapter != adapters.end() );
964
965                                        // add the appropriate adapter as a parameter
966                                        appExpr->get_args().push_front( new VariableExpr( adapter->second ) );
967                                } // if
968                        } // for
969                } // passAdapters
970
971                Expression *makeIncrDecrExpr( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyType, bool isIncr ) {
972                        NameExpr *opExpr;
973                        if ( isIncr ) {
974                                opExpr = new NameExpr( "?+=?" );
975                        } else {
976                                opExpr = new NameExpr( "?-=?" );
977                        } // if
978                        UntypedExpr *addAssign = new UntypedExpr( opExpr );
979                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
980                                addAssign->get_args().push_back( address->get_arg() );
981                        } else {
982                                addAssign->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
983                        } // if
984                        addAssign->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( mangleType( polyType ) ) ) );
985                        addAssign->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
986                        if ( appExpr->get_env() ) {
987                                addAssign->set_env( appExpr->get_env() );
988                                appExpr->set_env( 0 );
989                        } // if
990                        appExpr->get_args().clear();
991                        delete appExpr;
992                        return addAssign;
993                }
994
995                Expression *Pass1::handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr ) {
996                        if ( VariableExpr *varExpr = dynamic_cast< VariableExpr *>( appExpr->get_function() ) ) {
997                                if ( varExpr->get_var()->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
998                                        if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?[?]" ) {
999                                                assert( appExpr->has_result() );
1000                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1001                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_result(), scopeTyVars, env );
1002                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_result(), scopeTyVars, env );
1003                                                assert( ! baseType1 || ! baseType2 ); // the arguments cannot both be polymorphic pointers
1004                                                UntypedExpr *ret = 0;
1005                                                if ( baseType1 || baseType2 ) { // one of the arguments is a polymorphic pointer
1006                                                        ret = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
1007                                                } // if
1008                                                if ( baseType1 ) {
1009                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1010                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1011                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1012                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1013                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
1014                                                } else if ( baseType2 ) {
1015                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1016                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1017                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType2->clone() ) );
1018                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
1019                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1020                                                } // if
1021                                                if ( baseType1 || baseType2 ) {
1022                                                        delete ret->get_result();
1023                                                        ret->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
1024                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1025                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
1026                                                                appExpr->set_env( 0 );
1027                                                        } // if
1028                                                        appExpr->get_args().clear();
1029                                                        delete appExpr;
1030                                                        return ret;
1031                                                } // if
1032                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "*?" ) {
1033                                                assert( appExpr->has_result() );
1034                                                assert( ! appExpr->get_args().empty() );
1035                                                if ( isPolyType( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1036                                                        // remove dereference from polymorphic types since they are boxed.
1037                                                        Expression *ret = appExpr->get_args().front();
1038                                                        // fix expr type to remove pointer
1039                                                        delete ret->get_result();
1040                                                        ret->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
1041                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1042                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
1043                                                                appExpr->set_env( 0 );
1044                                                        } // if
1045                                                        appExpr->get_args().clear();
1046                                                        delete appExpr;
1047                                                        return ret;
1048                                                } // if
1049                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?++" || varExpr->get_var()->get_name() == "?--" ) {
1050                                                assert( appExpr->has_result() );
1051                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
1052                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1053                                                        Type *tempType = appExpr->get_result()->clone();
1054                                                        if ( env ) {
1055                                                                env->apply( tempType );
1056                                                        } // if
1057                                                        ObjectDecl *newObj = makeTemporary( tempType );
1058                                                        VariableExpr *tempExpr = new VariableExpr( newObj );
1059                                                        UntypedExpr *assignExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
1060                                                        assignExpr->get_args().push_back( tempExpr->clone() );
1061                                                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
1062                                                                assignExpr->get_args().push_back( address->get_arg()->clone() );
1063                                                        } else {
1064                                                                assignExpr->get_args().push_back( appExpr->get_args().front()->clone() );
1065                                                        } // if
1066                                                        CommaExpr *firstComma = new CommaExpr( assignExpr, makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "?++" ) );
1067                                                        return new CommaExpr( firstComma, tempExpr );
1068                                                } // if
1069                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "++?" || varExpr->get_var()->get_name() == "--?" ) {
1070                                                assert( appExpr->has_result() );
1071                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
1072                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1073                                                        return makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "++?" );
1074                                                } // if
1075                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-?" ) {
1076                                                assert( appExpr->has_result() );
1077                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1078                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_result(), scopeTyVars, env );
1079                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_result(), scopeTyVars, env );
1080                                                if ( baseType1 && baseType2 ) {
1081                                                        UntypedExpr *divide = new UntypedExpr( new NameExpr( "?/?" ) );
1082                                                        divide->get_args().push_back( appExpr );
1083                                                        divide->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1084                                                        divide->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
1085                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1086                                                                divide->set_env( appExpr->get_env() );
1087                                                                appExpr->set_env( 0 );
1088                                                        } // if
1089                                                        return divide;
1090                                                } else if ( baseType1 ) {
1091                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1092                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1093                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1094                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
1095                                                } else if ( baseType2 ) {
1096                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1097                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1098                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType2->clone() ) );
1099                                                        appExpr->get_args().front() = multiply;
1100                                                } // if
1101                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+=?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-=?" ) {
1102                                                assert( appExpr->has_result() );
1103                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1104                                                Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env );
1105                                                if ( baseType ) {
1106                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1107                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1108                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType->clone() ) );
1109                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
1110                                                } // if
1111                                        } // if
1112                                        return appExpr;
1113                                } // if
1114                        } // if
1115                        return 0;
1116                }
1117
1118                Expression *Pass1::mutate( ApplicationExpr *appExpr ) {
1119                        // std::cerr << "mutate appExpr: " << InitTweak::getFunctionName( appExpr ) << std::endl;
1120                        // for ( TyVarMap::iterator i = scopeTyVars.begin(); i != scopeTyVars.end(); ++i ) {
1121                        //      std::cerr << i->first << " ";
1122                        // }
1123                        // std::cerr << "\n";
1124                        appExpr->get_function()->acceptMutator( *this );
1125                        mutateAll( appExpr->get_args(), *this );
1126
1127                        assert( appExpr->get_function()->has_result() );
1128                        FunctionType * function = getFunctionType( appExpr->get_function()->get_result() );
1129                        assertf( function, "ApplicationExpr has non-function type: %s", toString( appExpr->get_function()->get_result() ).c_str() );
1130
1131                        if ( Expression *newExpr = handleIntrinsics( appExpr ) ) {
1132                                return newExpr;
1133                        } // if
1134
1135                        Expression *ret = appExpr;
1136
1137                        std::list< Expression *>::iterator arg = appExpr->get_args().begin();
1138                        std::list< Expression *>::iterator paramBegin = appExpr->get_args().begin();
1139
1140                        TyVarMap exprTyVars( TypeDecl::Data{} );
1141                        makeTyVarMap( function, exprTyVars ); // xxx - should this take into account the variables already bound in scopeTyVars (i.e. remove them from exprTyVars?)
1142                        ReferenceToType *dynRetType = isDynRet( function, exprTyVars );
1143
1144                        // std::cerr << function << std::endl;
1145                        // std::cerr << "scopeTyVars: ";
1146                        // printTyVarMap( std::cerr, scopeTyVars );
1147                        // std::cerr << "exprTyVars: ";
1148                        // printTyVarMap( std::cerr, exprTyVars );
1149                        // std::cerr << "env: " << *env << std::endl;
1150                        // std::cerr << needsAdapter( function, scopeTyVars ) << ! needsAdapter( function, exprTyVars) << std::endl;
1151
1152                        // 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
1153                        // passTypeVars needs to know the program-text return type (i.e. the distinction between _conc_T30 and T3(int))
1154                        // concRetType may not be a good name in one or both of these places. A more appropriate name change is welcome.
1155                        if ( dynRetType ) {
1156                                // std::cerr << "dynRetType: " << dynRetType << std::endl;
1157                                Type *concRetType = appExpr->get_result()->isVoid() ? nullptr : appExpr->get_result();
1158                                ret = addDynRetParam( appExpr, concRetType, arg ); // xxx - used to use dynRetType instead of concRetType
1159                        } else if ( needsAdapter( function, scopeTyVars ) && ! needsAdapter( function, exprTyVars) ) { // xxx - exprTyVars is used above...?
1160                                // 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.
1161
1162                                // std::cerr << "needs adapter: ";
1163                                // printTyVarMap( std::cerr, scopeTyVars );
1164                                // std::cerr << *env << std::endl;
1165                                // change the application so it calls the adapter rather than the passed function
1166                                ret = applyAdapter( appExpr, function, arg, scopeTyVars );
1167                        } // if
1168                        arg = appExpr->get_args().begin();
1169
1170                        Type *concRetType = replaceWithConcrete( appExpr, dynRetType );
1171                        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)
1172                        addInferredParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
1173
1174                        arg = paramBegin;
1175
1176                        boxParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
1177                        passAdapters( appExpr, function, exprTyVars );
1178
1179                        return ret;
1180                }
1181
1182                Expression *Pass1::mutate( UntypedExpr *expr ) {
1183                        if ( expr->has_result() && isPolyType( expr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1184                                if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->get_function() ) ) {
1185                                        if ( name->get_name() == "*?" ) {
1186                                                Expression *ret = expr->get_args().front();
1187                                                expr->get_args().clear();
1188                                                delete expr;
1189                                                return ret->acceptMutator( *this );
1190                                        } // if
1191                                } // if
1192                        } // if
1193                        return PolyMutator::mutate( expr );
1194                }
1195
1196                Expression *Pass1::mutate( AddressExpr *addrExpr ) {
1197                        assert( addrExpr->get_arg()->has_result() && ! addrExpr->get_arg()->get_result()->isVoid() );
1198
1199                        bool needs = false;
1200                        if ( UntypedExpr *expr = dynamic_cast< UntypedExpr *>( addrExpr->get_arg() ) ) {
1201                                if ( expr->has_result() && isPolyType( expr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1202                                        if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->get_function() ) ) {
1203                                                if ( name->get_name() == "*?" ) {
1204                                                        if ( ApplicationExpr * appExpr = dynamic_cast< ApplicationExpr * >( expr->get_args().front() ) ) {
1205                                                                assert( appExpr->get_function()->has_result() );
1206                                                                FunctionType *function = getFunctionType( appExpr->get_function()->get_result() );
1207                                                                assert( function );
1208                                                                needs = needsAdapter( function, scopeTyVars );
1209                                                        } // if
1210                                                } // if
1211                                        } // if
1212                                } // if
1213                        } // if
1214                        // isPolyType check needs to happen before mutating addrExpr arg, so pull it forward
1215                        // out of the if condition.
1216                        addrExpr->set_arg( mutateExpression( addrExpr->get_arg() ) );
1217                        // ... but must happen after mutate, since argument might change (e.g. intrinsic *?, ?[?]) - re-evaluate above comment
1218                        bool polytype = isPolyType( addrExpr->get_arg()->get_result(), scopeTyVars, env );
1219                        if ( polytype || needs ) {
1220                                Expression *ret = addrExpr->get_arg();
1221                                delete ret->get_result();
1222                                ret->set_result( addrExpr->get_result()->clone() );
1223                                addrExpr->set_arg( 0 );
1224                                delete addrExpr;
1225                                return ret;
1226                        } else {
1227                                return addrExpr;
1228                        } // if
1229                }
1230
1231                Statement * Pass1::mutate( ReturnStmt *returnStmt ) {
1232                        if ( retval && returnStmt->get_expr() ) {
1233                                assert( returnStmt->get_expr()->has_result() && ! returnStmt->get_expr()->get_result()->isVoid() );
1234                                delete returnStmt->get_expr();
1235                                returnStmt->set_expr( 0 );
1236                        } else {
1237                                returnStmt->set_expr( mutateExpression( returnStmt->get_expr() ) );
1238                        } // if
1239                        return returnStmt;
1240                }
1241
1242                Type * Pass1::mutate( PointerType *pointerType ) {
1243                        scopeTyVars.beginScope();
1244                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1245
1246                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1247
1248                        scopeTyVars.endScope();
1249                        return ret;
1250                }
1251
1252                Type * Pass1::mutate( FunctionType *functionType ) {
1253                        scopeTyVars.beginScope();
1254                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
1255
1256                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
1257
1258                        scopeTyVars.endScope();
1259                        return ret;
1260                }
1261
1262                void Pass1::doBeginScope() {
1263                        adapters.beginScope();
1264                }
1265
1266                void Pass1::doEndScope() {
1267                        adapters.endScope();
1268                }
1269
1270////////////////////////////////////////// Pass2 ////////////////////////////////////////////////////
1271
1272                void Pass2::addAdapters( FunctionType *functionType ) {
1273                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
1274                        std::list< FunctionType *> functions;
1275                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
1276                                Type *orig = (*arg)->get_type();
1277                                findAndReplaceFunction( orig, functions, scopeTyVars, needsAdapter );
1278                                (*arg)->set_type( orig );
1279                        }
1280                        std::set< std::string > adaptersDone;
1281                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
1282                                std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
1283                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
1284                                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
1285                                        // adapter may not be used in body, pass along with unused attribute.
1286                                        paramList.push_front( new ObjectDecl( adapterName, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), 0, { new Attribute( "unused" ) } ) );
1287                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
1288                                }
1289                        }
1290//  deleteAll( functions );
1291                }
1292
1293                template< typename DeclClass >
1294                DeclClass * Pass2::handleDecl( DeclClass *decl ) {
1295                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Parent::mutate( decl ) );
1296
1297                        return ret;
1298                }
1299
1300                DeclarationWithType * Pass2::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1301                        functionDecl = safe_dynamic_cast< FunctionDecl * > ( handleDecl( functionDecl ) );
1302                        FunctionType * ftype = functionDecl->get_functionType();
1303                        if ( ! ftype->get_returnVals().empty() && functionDecl->get_statements() ) {
1304                                if ( ! isPrefix( functionDecl->get_name(), "_thunk" ) && ! isPrefix( functionDecl->get_name(), "_adapter" ) ) { // xxx - remove check for prefix once thunks properly use ctor/dtors
1305                                        assert( ftype->get_returnVals().size() == 1 );
1306                                        DeclarationWithType * retval = ftype->get_returnVals().front();
1307                                        if ( retval->get_name() == "" ) {
1308                                                retval->set_name( "_retval" );
1309                                        }
1310                                        functionDecl->get_statements()->get_kids().push_front( new DeclStmt( noLabels, retval ) );
1311                                        DeclarationWithType * newRet = retval->clone(); // for ownership purposes
1312                                        ftype->get_returnVals().front() = newRet;
1313                                }
1314                        }
1315                        // errors should have been caught by this point, remove initializers from parameters to allow correct codegen of default arguments
1316                        for ( Declaration * param : functionDecl->get_functionType()->get_parameters() ) {
1317                                if ( ObjectDecl * obj = dynamic_cast< ObjectDecl * >( param ) ) {
1318                                        delete obj->get_init();
1319                                        obj->set_init( nullptr );
1320                                }
1321                        }
1322                        return functionDecl;
1323                }
1324
1325                ObjectDecl * Pass2::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1326                        return handleDecl( objectDecl );
1327                }
1328
1329                template< typename AggDecl >
1330                AggDecl * Pass2::handleAggDecl( AggDecl * aggDecl ) {
1331                        // prevent tyVars from leaking into containing scope
1332                        scopeTyVars.beginScope();
1333                        Parent::mutate( aggDecl );
1334                        scopeTyVars.endScope();
1335                        return aggDecl;
1336                }
1337
1338                StructDecl * Pass2::mutate( StructDecl *aggDecl ) {
1339                        return handleAggDecl( aggDecl );
1340                }
1341
1342                UnionDecl * Pass2::mutate( UnionDecl *aggDecl ) {
1343                        return handleAggDecl( aggDecl );
1344                }
1345
1346                TraitDecl * Pass2::mutate( TraitDecl *aggDecl ) {
1347                        return handleAggDecl( aggDecl );
1348                }
1349
1350                TypeDecl * Pass2::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1351                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
1352                        if ( typeDecl->get_base() ) {
1353                                return handleDecl( typeDecl );
1354                        } else {
1355                                return Parent::mutate( typeDecl );
1356                        }
1357                }
1358
1359                TypedefDecl * Pass2::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1360                        return handleDecl( typedefDecl );
1361                }
1362
1363                Type * Pass2::mutate( PointerType *pointerType ) {
1364                        scopeTyVars.beginScope();
1365                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1366
1367                        Type *ret = Parent::mutate( pointerType );
1368
1369                        scopeTyVars.endScope();
1370                        return ret;
1371                }
1372
1373                Type *Pass2::mutate( FunctionType *funcType ) {
1374                        scopeTyVars.beginScope();
1375
1376                        makeTyVarMap( funcType, scopeTyVars );
1377
1378                        // move polymorphic return type to parameter list
1379                        if ( isDynRet( funcType ) ) {
1380                                ObjectDecl *ret = safe_dynamic_cast< ObjectDecl* >( funcType->get_returnVals().front() );
1381                                ret->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), ret->get_type() ) );
1382                                funcType->get_parameters().push_front( ret );
1383                                funcType->get_returnVals().pop_front();
1384                                ret->set_init( nullptr ); // xxx - memory leak?
1385                        }
1386
1387                        // add size/align and assertions for type parameters to parameter list
1388                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator last = funcType->get_parameters().begin();
1389                        std::list< DeclarationWithType *> inferredParams;
1390                        // size/align/offset parameters may not be used in body, pass along with unused attribute.
1391                        ObjectDecl newObj( "", Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), 0,
1392                                           { new Attribute( "unused" ) } );
1393                        ObjectDecl newPtr( "", Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0,
1394                                           new PointerType( Type::Qualifiers(), new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ) ), 0 );
1395                        for ( Type::ForallList::const_iterator tyParm = funcType->get_forall().begin(); tyParm != funcType->get_forall().end(); ++tyParm ) {
1396                                ObjectDecl *sizeParm, *alignParm;
1397                                // add all size and alignment parameters to parameter list
1398                                if ( (*tyParm)->isComplete() ) {
1399                                        TypeInstType parmType( Type::Qualifiers(), (*tyParm)->get_name(), *tyParm );
1400                                        std::string parmName = mangleType( &parmType );
1401
1402                                        sizeParm = newObj.clone();
1403                                        sizeParm->set_name( sizeofName( parmName ) );
1404                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1405                                        ++last;
1406
1407                                        alignParm = newObj.clone();
1408                                        alignParm->set_name( alignofName( parmName ) );
1409                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1410                                        ++last;
1411                                }
1412                                // move all assertions into parameter list
1413                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyParm)->get_assertions().begin(); assert != (*tyParm)->get_assertions().end(); ++assert ) {
1414//      *assert = (*assert)->acceptMutator( *this );
1415                                        // assertion parameters may not be used in body, pass along with unused attribute.
1416                                        (*assert)->get_attributes().push_back( new Attribute( "unused" ) );
1417                                        inferredParams.push_back( *assert );
1418                                }
1419                                (*tyParm)->get_assertions().clear();
1420                        }
1421
1422                        // add size/align for generic parameter types to parameter list
1423                        std::set< std::string > seenTypes; // sizeofName for generic types we've seen
1424                        for ( std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = last; fnParm != funcType->get_parameters().end(); ++fnParm ) {
1425                                Type *polyType = isPolyType( (*fnParm)->get_type(), scopeTyVars );
1426                                if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
1427                                        std::string typeName = mangleType( polyType );
1428                                        if ( seenTypes.count( typeName ) ) continue;
1429
1430                                        ObjectDecl *sizeParm, *alignParm, *offsetParm;
1431                                        sizeParm = newObj.clone();
1432                                        sizeParm->set_name( sizeofName( typeName ) );
1433                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1434                                        ++last;
1435
1436                                        alignParm = newObj.clone();
1437                                        alignParm->set_name( alignofName( typeName ) );
1438                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1439                                        ++last;
1440
1441                                        if ( StructInstType *polyBaseStruct = dynamic_cast< StructInstType* >( polyType ) ) {
1442                                                // NOTE zero-length arrays are illegal in C, so empty structs have no offset array
1443                                                if ( ! polyBaseStruct->get_baseStruct()->get_members().empty() ) {
1444                                                        offsetParm = newPtr.clone();
1445                                                        offsetParm->set_name( offsetofName( typeName ) );
1446                                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, offsetParm );
1447                                                        ++last;
1448                                                }
1449                                        }
1450
1451                                        seenTypes.insert( typeName );
1452                                }
1453                        }
1454
1455                        // splice assertion parameters into parameter list
1456                        funcType->get_parameters().splice( last, inferredParams );
1457                        addAdapters( funcType );
1458                        mutateAll( funcType->get_returnVals(), *this );
1459                        mutateAll( funcType->get_parameters(), *this );
1460
1461                        scopeTyVars.endScope();
1462                        return funcType;
1463                }
1464
1465////////////////////////////////////////// PolyGenericCalculator ////////////////////////////////////////////////////
1466
1467                PolyGenericCalculator::PolyGenericCalculator()
1468                        : Parent(), knownLayouts(), knownOffsets(), bufNamer( "_buf" ) {}
1469
1470                void PolyGenericCalculator::beginTypeScope( Type *ty ) {
1471                        scopeTyVars.beginScope();
1472                        makeTyVarMap( ty, scopeTyVars );
1473                }
1474
1475                void PolyGenericCalculator::endTypeScope() {
1476                        scopeTyVars.endScope();
1477                }
1478
1479                template< typename DeclClass >
1480                DeclClass * PolyGenericCalculator::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
1481                        beginTypeScope( type );
1482                        // knownLayouts.beginScope();
1483                        // knownOffsets.beginScope();
1484
1485                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Parent::mutate( decl ) );
1486
1487                        // knownOffsets.endScope();
1488                        // knownLayouts.endScope();
1489                        endTypeScope();
1490                        return ret;
1491                }
1492
1493                ObjectDecl * PolyGenericCalculator::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1494                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
1495                }
1496
1497                DeclarationWithType * PolyGenericCalculator::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1498                        knownLayouts.beginScope();
1499                        knownOffsets.beginScope();
1500
1501                        DeclarationWithType * decl = handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
1502                        knownOffsets.endScope();
1503                        knownLayouts.endScope();
1504                        return decl;
1505                }
1506
1507                TypedefDecl * PolyGenericCalculator::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1508                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
1509                }
1510
1511                TypeDecl * PolyGenericCalculator::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1512                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
1513                        return Parent::mutate( typeDecl );
1514                }
1515
1516                Type * PolyGenericCalculator::mutate( PointerType *pointerType ) {
1517                        beginTypeScope( pointerType );
1518
1519                        Type *ret = Parent::mutate( pointerType );
1520
1521                        endTypeScope();
1522                        return ret;
1523                }
1524
1525                Type * PolyGenericCalculator::mutate( FunctionType *funcType ) {
1526                        beginTypeScope( funcType );
1527
1528                        // make sure that any type information passed into the function is accounted for
1529                        for ( std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = funcType->get_parameters().begin(); fnParm != funcType->get_parameters().end(); ++fnParm ) {
1530                                // condition here duplicates that in Pass2::mutate( FunctionType* )
1531                                Type *polyType = isPolyType( (*fnParm)->get_type(), scopeTyVars );
1532                                if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
1533                                        knownLayouts.insert( mangleType( polyType ) );
1534                                }
1535                        }
1536
1537                        Type *ret = Parent::mutate( funcType );
1538
1539                        endTypeScope();
1540                        return ret;
1541                }
1542
1543                Statement *PolyGenericCalculator::mutate( DeclStmt *declStmt ) {
1544                        if ( ObjectDecl *objectDecl = dynamic_cast< ObjectDecl *>( declStmt->get_decl() ) ) {
1545                                if ( findGeneric( objectDecl->get_type() ) ) {
1546                                        // change initialization of a polymorphic value object to allocate via a VLA
1547                                        // (alloca was previously used, but can't be safely used in loops)
1548                                        Type *declType = objectDecl->get_type();
1549                                        ObjectDecl *newBuf = new ObjectDecl( bufNamer.newName(), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0,
1550                                                new ArrayType( Type::Qualifiers(), new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::Kind::Char), new NameExpr( sizeofName( mangleType(declType) ) ),
1551                                                true, false, std::list<Attribute*>{ new Attribute( "aligned", std::list<Expression*>{ new ConstantExpr( Constant::from_int(8) ) } ) } ), 0 );
1552                                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newBuf ) );
1553
1554                                        delete objectDecl->get_init();
1555                                        objectDecl->set_init( new SingleInit( new VariableExpr( newBuf ) ) );
1556                                }
1557                        }
1558                        return Parent::mutate( declStmt );
1559                }
1560
1561                /// Finds the member in the base list that matches the given declaration; returns its index, or -1 if not present
1562                long findMember( DeclarationWithType *memberDecl, std::list< Declaration* > &baseDecls ) {
1563                        long i = 0;
1564                        for(std::list< Declaration* >::const_iterator decl = baseDecls.begin(); decl != baseDecls.end(); ++decl, ++i ) {
1565                                if ( memberDecl->get_name() != (*decl)->get_name() ) continue;
1566
1567                                if ( DeclarationWithType *declWithType = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *decl ) ) {
1568                                        if ( memberDecl->get_mangleName().empty() || declWithType->get_mangleName().empty()
1569                                             || memberDecl->get_mangleName() == declWithType->get_mangleName() ) return i;
1570                                        else continue;
1571                                } else return i;
1572                        }
1573                        return -1;
1574                }
1575
1576                /// Returns an index expression into the offset array for a type
1577                Expression *makeOffsetIndex( Type *objectType, long i ) {
1578                        ConstantExpr *fieldIndex = new ConstantExpr( Constant::from_ulong( i ) );
1579                        UntypedExpr *fieldOffset = new UntypedExpr( new NameExpr( "?[?]" ) );
1580                        fieldOffset->get_args().push_back( new NameExpr( offsetofName( mangleType( objectType ) ) ) );
1581                        fieldOffset->get_args().push_back( fieldIndex );
1582                        return fieldOffset;
1583                }
1584
1585                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( MemberExpr *memberExpr ) {
1586                        // mutate, exiting early if no longer MemberExpr
1587                        Expression *expr = Parent::mutate( memberExpr );
1588                        memberExpr = dynamic_cast< MemberExpr* >( expr );
1589                        if ( ! memberExpr ) return expr;
1590
1591                        // only mutate member expressions for polymorphic types
1592                        int tyDepth;
1593                        Type *objectType = hasPolyBase( memberExpr->get_aggregate()->get_result(), scopeTyVars, &tyDepth );
1594                        if ( ! objectType ) return memberExpr;
1595                        findGeneric( objectType ); // ensure layout for this type is available
1596
1597                        // replace member expression with dynamically-computed layout expression
1598                        Expression *newMemberExpr = 0;
1599                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( objectType ) ) {
1600                                // look up offset index
1601                                long i = findMember( memberExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
1602                                if ( i == -1 ) return memberExpr;
1603
1604                                // replace member expression with pointer to base plus offset
1605                                UntypedExpr *fieldLoc = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
1606                                Expression * aggr = memberExpr->get_aggregate()->clone();
1607                                delete aggr->get_env(); // xxx - there's a problem with keeping the env for some reason, so for now just get rid of it
1608                                aggr->set_env( nullptr );
1609                                fieldLoc->get_args().push_back( aggr );
1610                                fieldLoc->get_args().push_back( makeOffsetIndex( objectType, i ) );
1611                                fieldLoc->set_result( memberExpr->get_result()->clone() );
1612                                newMemberExpr = fieldLoc;
1613                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( objectType ) ) {
1614                                // union members are all at offset zero, so just use the aggregate expr
1615                                Expression * aggr = memberExpr->get_aggregate()->clone();
1616                                delete aggr->get_env(); // xxx - there's a problem with keeping the env for some reason, so for now just get rid of it
1617                                aggr->set_env( nullptr );
1618                                newMemberExpr = aggr;
1619                                newMemberExpr->set_result( memberExpr->get_result()->clone() );
1620                        } else return memberExpr;
1621                        assert( newMemberExpr );
1622
1623                        Type *memberType = memberExpr->get_member()->get_type();
1624                        if ( ! isPolyType( memberType, scopeTyVars ) ) {
1625                                // 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
1626                                CastExpr *ptrCastExpr = new CastExpr( newMemberExpr, new PointerType( Type::Qualifiers(), memberType->clone() ) );
1627                                UntypedExpr *derefExpr = UntypedExpr::createDeref( ptrCastExpr );
1628                                newMemberExpr = derefExpr;
1629                        }
1630
1631                        delete memberExpr;
1632                        return newMemberExpr;
1633                }
1634
1635                ObjectDecl *PolyGenericCalculator::makeVar( const std::string &name, Type *type, Initializer *init ) {
1636                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( name, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, type, init );
1637                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
1638                        return newObj;
1639                }
1640
1641                void PolyGenericCalculator::addOtypeParamsToLayoutCall( UntypedExpr *layoutCall, const std::list< Type* > &otypeParams ) {
1642                        for ( std::list< Type* >::const_iterator param = otypeParams.begin(); param != otypeParams.end(); ++param ) {
1643                                if ( findGeneric( *param ) ) {
1644                                        // push size/align vars for a generic parameter back
1645                                        std::string paramName = mangleType( *param );
1646                                        layoutCall->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( paramName ) ) );
1647                                        layoutCall->get_args().push_back( new NameExpr( alignofName( paramName ) ) );
1648                                } else {
1649                                        layoutCall->get_args().push_back( new SizeofExpr( (*param)->clone() ) );
1650                                        layoutCall->get_args().push_back( new AlignofExpr( (*param)->clone() ) );
1651                                }
1652                        }
1653                }
1654
1655                /// returns true if any of the otype parameters have a dynamic layout and puts all otype parameters in the output list
1656                bool findGenericParams( std::list< TypeDecl* > &baseParams, std::list< Expression* > &typeParams, std::list< Type* > &out ) {
1657                        bool hasDynamicLayout = false;
1658
1659                        std::list< TypeDecl* >::const_iterator baseParam = baseParams.begin();
1660                        std::list< Expression* >::const_iterator typeParam = typeParams.begin();
1661                        for ( ; baseParam != baseParams.end() && typeParam != typeParams.end(); ++baseParam, ++typeParam ) {
1662                                // skip non-otype parameters
1663                                if ( ! (*baseParam)->isComplete() ) continue;
1664                                TypeExpr *typeExpr = dynamic_cast< TypeExpr* >( *typeParam );
1665                                assert( typeExpr && "all otype parameters should be type expressions" );
1666
1667                                Type *type = typeExpr->get_type();
1668                                out.push_back( type );
1669                                if ( isPolyType( type ) ) hasDynamicLayout = true;
1670                        }
1671                        assert( baseParam == baseParams.end() && typeParam == typeParams.end() );
1672
1673                        return hasDynamicLayout;
1674                }
1675
1676                bool PolyGenericCalculator::findGeneric( Type *ty ) {
1677                        ty = replaceTypeInst( ty, env );
1678
1679                        if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType* >( ty ) ) {
1680                                if ( scopeTyVars.find( typeInst->get_name() ) != scopeTyVars.end() ) {
1681                                        // NOTE assumes here that getting put in the scopeTyVars included having the layout variables set
1682                                        return true;
1683                                }
1684                                return false;
1685                        } else if ( StructInstType *structTy = dynamic_cast< StructInstType* >( ty ) ) {
1686                                // check if this type already has a layout generated for it
1687                                std::string typeName = mangleType( ty );
1688                                if ( knownLayouts.find( typeName ) != knownLayouts.end() ) return true;
1689
1690                                // check if any of the type parameters have dynamic layout; if none do, this type is (or will be) monomorphized
1691                                std::list< Type* > otypeParams;
1692                                if ( ! findGenericParams( *structTy->get_baseParameters(), structTy->get_parameters(), otypeParams ) ) return false;
1693
1694                                // insert local variables for layout and generate call to layout function
1695                                knownLayouts.insert( typeName );  // done early so as not to interfere with the later addition of parameters to the layout call
1696                                Type *layoutType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
1697
1698                                int n_members = structTy->get_baseStruct()->get_members().size();
1699                                if ( n_members == 0 ) {
1700                                        // all empty structs have the same layout - size 1, align 1
1701                                        makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType, new SingleInit( new ConstantExpr( Constant::from_ulong( (unsigned long)1 ) ) ) );
1702                                        makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone(), new SingleInit( new ConstantExpr( Constant::from_ulong( (unsigned long)1 ) ) ) );
1703                                        // NOTE zero-length arrays are forbidden in C, so empty structs have no offsetof array
1704                                } else {
1705                                        ObjectDecl *sizeVar = makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType );
1706                                        ObjectDecl *alignVar = makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone() );
1707                                        ObjectDecl *offsetVar = makeVar( offsetofName( typeName ), new ArrayType( Type::Qualifiers(), layoutType->clone(), new ConstantExpr( Constant::from_int( n_members ) ), false, false ) );
1708
1709                                        // generate call to layout function
1710                                        UntypedExpr *layoutCall = new UntypedExpr( new NameExpr( layoutofName( structTy->get_baseStruct() ) ) );
1711                                        layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( sizeVar ) ) );
1712                                        layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( alignVar ) ) );
1713                                        layoutCall->get_args().push_back( new VariableExpr( offsetVar ) );
1714                                        addOtypeParamsToLayoutCall( layoutCall, otypeParams );
1715
1716                                        stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, layoutCall ) );
1717                                }
1718
1719                                return true;
1720                        } else if ( UnionInstType *unionTy = dynamic_cast< UnionInstType* >( ty ) ) {
1721                                // check if this type already has a layout generated for it
1722                                std::string typeName = mangleType( ty );
1723                                if ( knownLayouts.find( typeName ) != knownLayouts.end() ) return true;
1724
1725                                // check if any of the type parameters have dynamic layout; if none do, this type is (or will be) monomorphized
1726                                std::list< Type* > otypeParams;
1727                                if ( ! findGenericParams( *unionTy->get_baseParameters(), unionTy->get_parameters(), otypeParams ) ) return false;
1728
1729                                // insert local variables for layout and generate call to layout function
1730                                knownLayouts.insert( typeName );  // done early so as not to interfere with the later addition of parameters to the layout call
1731                                Type *layoutType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
1732
1733                                ObjectDecl *sizeVar = makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType );
1734                                ObjectDecl *alignVar = makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone() );
1735
1736                                // generate call to layout function
1737                                UntypedExpr *layoutCall = new UntypedExpr( new NameExpr( layoutofName( unionTy->get_baseUnion() ) ) );
1738                                layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( sizeVar ) ) );
1739                                layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( alignVar ) ) );
1740                                addOtypeParamsToLayoutCall( layoutCall, otypeParams );
1741
1742                                stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, layoutCall ) );
1743
1744                                return true;
1745                        }
1746
1747                        return false;
1748                }
1749
1750                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( SizeofExpr *sizeofExpr ) {
1751                        Type *ty = sizeofExpr->get_isType() ? sizeofExpr->get_type() : sizeofExpr->get_expr()->get_result();
1752                        if ( findGeneric( ty ) ) {
1753                                Expression *ret = new NameExpr( sizeofName( mangleType( ty ) ) );
1754                                delete sizeofExpr;
1755                                return ret;
1756                        }
1757                        return sizeofExpr;
1758                }
1759
1760                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( AlignofExpr *alignofExpr ) {
1761                        Type *ty = alignofExpr->get_isType() ? alignofExpr->get_type() : alignofExpr->get_expr()->get_result();
1762                        if ( findGeneric( ty ) ) {
1763                                Expression *ret = new NameExpr( alignofName( mangleType( ty ) ) );
1764                                delete alignofExpr;
1765                                return ret;
1766                        }
1767                        return alignofExpr;
1768                }
1769
1770                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( OffsetofExpr *offsetofExpr ) {
1771                        // mutate, exiting early if no longer OffsetofExpr
1772                        Expression *expr = Parent::mutate( offsetofExpr );
1773                        offsetofExpr = dynamic_cast< OffsetofExpr* >( expr );
1774                        if ( ! offsetofExpr ) return expr;
1775
1776                        // only mutate expressions for polymorphic structs/unions
1777                        Type *ty = offsetofExpr->get_type();
1778                        if ( ! findGeneric( ty ) ) return offsetofExpr;
1779
1780                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( ty ) ) {
1781                                // replace offsetof expression by index into offset array
1782                                long i = findMember( offsetofExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
1783                                if ( i == -1 ) return offsetofExpr;
1784
1785                                Expression *offsetInd = makeOffsetIndex( ty, i );
1786                                delete offsetofExpr;
1787                                return offsetInd;
1788                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( ty ) ) {
1789                                // all union members are at offset zero
1790                                delete offsetofExpr;
1791                                return new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 0 ) );
1792                        } else return offsetofExpr;
1793                }
1794
1795                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( OffsetPackExpr *offsetPackExpr ) {
1796                        StructInstType *ty = offsetPackExpr->get_type();
1797
1798                        Expression *ret = 0;
1799                        if ( findGeneric( ty ) ) {
1800                                // pull offset back from generated type information
1801                                ret = new NameExpr( offsetofName( mangleType( ty ) ) );
1802                        } else {
1803                                std::string offsetName = offsetofName( mangleType( ty ) );
1804                                if ( knownOffsets.find( offsetName ) != knownOffsets.end() ) {
1805                                        // use the already-generated offsets for this type
1806                                        ret = new NameExpr( offsetName );
1807                                } else {
1808                                        knownOffsets.insert( offsetName );
1809
1810                                        std::list< Declaration* > &baseMembers = ty->get_baseStruct()->get_members();
1811                                        Type *offsetType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
1812
1813                                        // build initializer list for offset array
1814                                        std::list< Initializer* > inits;
1815                                        for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = baseMembers.begin(); member != baseMembers.end(); ++member ) {
1816                                                if ( DeclarationWithType *memberDecl = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *member ) ) {
1817                                                        inits.push_back( new SingleInit( new OffsetofExpr( ty->clone(), memberDecl ) ) );
1818                                                } else {
1819                                                        assertf( false, "Requesting offset of Non-DWT member: %s", toString( *member ).c_str() );
1820                                                }
1821                                        }
1822
1823                                        // build the offset array and replace the pack with a reference to it
1824                                        ObjectDecl *offsetArray = makeVar( offsetName, new ArrayType( Type::Qualifiers(), offsetType, new ConstantExpr( Constant::from_ulong( baseMembers.size() ) ), false, false ),
1825                                                        new ListInit( inits ) );
1826                                        ret = new VariableExpr( offsetArray );
1827                                }
1828                        }
1829
1830                        delete offsetPackExpr;
1831                        return ret;
1832                }
1833
1834                void PolyGenericCalculator::doBeginScope() {
1835                        knownLayouts.beginScope();
1836                        knownOffsets.beginScope();
1837                }
1838
1839                void PolyGenericCalculator::doEndScope() {
1840                        knownLayouts.endScope();
1841                        knownOffsets.endScope();
1842                }
1843
1844////////////////////////////////////////// Pass3 ////////////////////////////////////////////////////
1845
1846                template< typename DeclClass >
1847                DeclClass * Pass3::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
1848                        scopeTyVars.beginScope();
1849                        makeTyVarMap( type, scopeTyVars );
1850
1851                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Mutator::mutate( decl ) );
1852                        // ScrubTyVars::scrub( decl, scopeTyVars );
1853                        ScrubTyVars::scrubAll( decl );
1854
1855                        scopeTyVars.endScope();
1856                        return ret;
1857                }
1858
1859                ObjectDecl * Pass3::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1860                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
1861                }
1862
1863                DeclarationWithType * Pass3::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1864                        return handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
1865                }
1866
1867                TypedefDecl * Pass3::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1868                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
1869                }
1870
1871                /// Strips the members from a generic aggregate
1872                void stripGenericMembers(AggregateDecl* decl) {
1873                        if ( ! decl->get_parameters().empty() ) decl->get_members().clear();
1874                }
1875
1876                Declaration *Pass3::mutate( StructDecl *structDecl ) {
1877                        stripGenericMembers( structDecl );
1878                        return structDecl;
1879                }
1880
1881                Declaration *Pass3::mutate( UnionDecl *unionDecl ) {
1882                        stripGenericMembers( unionDecl );
1883                        return unionDecl;
1884                }
1885
1886                TypeDecl * Pass3::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1887//   Initializer *init = 0;
1888//   std::list< Expression *> designators;
1889//   addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
1890//   if ( typeDecl->get_base() ) {
1891//     init = new SimpleInit( new SizeofExpr( handleDecl( typeDecl, typeDecl->get_base() ) ), designators );
1892//   }
1893//   return new ObjectDecl( typeDecl->get_name(), Declaration::Extern, LinkageSpec::C, 0, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::UnsignedInt ), init );
1894
1895                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
1896                        return Mutator::mutate( typeDecl );
1897                }
1898
1899                Type * Pass3::mutate( PointerType *pointerType ) {
1900                        scopeTyVars.beginScope();
1901                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1902
1903                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1904
1905                        scopeTyVars.endScope();
1906                        return ret;
1907                }
1908
1909                Type * Pass3::mutate( FunctionType *functionType ) {
1910                        scopeTyVars.beginScope();
1911                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
1912
1913                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
1914
1915                        scopeTyVars.endScope();
1916                        return ret;
1917                }
1918        } // anonymous namespace
1919} // namespace GenPoly
1920
1921// Local Variables: //
1922// tab-width: 4 //
1923// mode: c++ //
1924// compile-command: "make install" //
1925// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.