source: src/GenPoly/Box.cc @ c2ad3c9

aaron-thesisarm-ehcleanup-dtorsctordeferred_resndemanglerenumforall-pointer-decaygc_noraiijacob/cs343-translationjenkins-sandboxmemorynew-astnew-ast-unique-exprnew-envno_listpersistent-indexerpthread-emulationqualifiedEnumresolv-newwith_gc
Last change on this file since c2ad3c9 was c2ad3c9, checked in by Aaron Moss <a3moss@…>, 6 years ago

fix explicit cast error for returning polymorphic types, also potential infinite loop in findGeneric

  • Property mode set to 100644
File size: 109.7 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 : Rob Schluntz
12// Last Modified On : Fri May 13 14:51:21 2016
13// Update Count     : 295
14//
15
16#include <algorithm>
17#include <iterator>
18#include <list>
19#include <map>
20#include <set>
21#include <stack>
22#include <string>
23#include <utility>
24#include <vector>
25#include <cassert>
26
27#include "Box.h"
28#include "DeclMutator.h"
29#include "PolyMutator.h"
30#include "FindFunction.h"
31#include "ScopedMap.h"
32#include "ScopedSet.h"
33#include "ScrubTyVars.h"
34
35#include "Parser/ParseNode.h"
36
37#include "SynTree/Constant.h"
38#include "SynTree/Declaration.h"
39#include "SynTree/Expression.h"
40#include "SynTree/Initializer.h"
41#include "SynTree/Mutator.h"
42#include "SynTree/Statement.h"
43#include "SynTree/Type.h"
44#include "SynTree/TypeSubstitution.h"
45
46#include "ResolvExpr/TypeEnvironment.h"
47#include "ResolvExpr/TypeMap.h"
48#include "ResolvExpr/typeops.h"
49
50#include "SymTab/Indexer.h"
51#include "SymTab/Mangler.h"
52
53#include "Common/SemanticError.h"
54#include "Common/UniqueName.h"
55#include "Common/utility.h"
56
57#include <ext/functional> // temporary
58
59namespace GenPoly {
60        namespace {
61                const std::list<Label> noLabels;
62
63                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars );
64
65                /// Abstracts type equality for a list of parameter types
66                struct TypeList {
67                        TypeList() : params() {}
68                        TypeList( const std::list< Type* > &_params ) : params() { cloneAll(_params, params); }
69                        TypeList( std::list< Type* > &&_params ) : params( _params ) {}
70
71                        TypeList( const TypeList &that ) : params() { cloneAll(that.params, params); }
72                        TypeList( TypeList &&that ) : params( std::move( that.params ) ) {}
73
74                        /// Extracts types from a list of TypeExpr*
75                        TypeList( const std::list< TypeExpr* >& _params ) : params() {
76                                for ( std::list< TypeExpr* >::const_iterator param = _params.begin(); param != _params.end(); ++param ) {
77                                        params.push_back( (*param)->get_type()->clone() );
78                                }
79                        }
80
81                        TypeList& operator= ( const TypeList &that ) {
82                                deleteAll( params );
83
84                                params.clear();
85                                cloneAll( that.params, params );
86
87                                return *this;
88                        }
89
90                        TypeList& operator= ( TypeList &&that ) {
91                                deleteAll( params );
92
93                                params = std::move( that.params );
94
95                                return *this;
96                        }
97
98                        ~TypeList() { deleteAll( params ); }
99
100                        bool operator== ( const TypeList& that ) const {
101                                if ( params.size() != that.params.size() ) return false;
102
103                                SymTab::Indexer dummy;
104                                for ( std::list< Type* >::const_iterator it = params.begin(), jt = that.params.begin(); it != params.end(); ++it, ++jt ) {
105                                        if ( ! ResolvExpr::typesCompatible( *it, *jt, dummy ) ) return false;
106                                }
107                                return true;
108                        }
109
110                        std::list< Type* > params;  ///< Instantiation parameters
111                };
112
113                /// Maps a key and a TypeList to the some value, accounting for scope
114                template< typename Key, typename Value >
115                class InstantiationMap {
116                        /// Wraps value for a specific (Key, TypeList) combination
117                        typedef std::pair< TypeList, Value* > Instantiation;
118                        /// List of TypeLists paired with their appropriate values
119                        typedef std::vector< Instantiation > ValueList;
120                        /// Underlying map type; maps keys to a linear list of corresponding TypeLists and values
121                        typedef ScopedMap< Key*, ValueList > InnerMap;
122
123                        InnerMap instantiations;  ///< instantiations
124
125                public:
126                        /// Starts a new scope
127                        void beginScope() { instantiations.beginScope(); }
128
129                        /// Ends a scope
130                        void endScope() { instantiations.endScope(); }
131
132                        /// Gets the value for the (key, typeList) pair, returns NULL on none such.
133                        Value *lookup( Key *key, const std::list< TypeExpr* >& params ) const {
134                                TypeList typeList( params );
135
136                                // scan scopes for matches to the key
137                                for ( typename InnerMap::const_iterator insts = instantiations.find( key ); insts != instantiations.end(); insts = instantiations.findNext( insts, key ) ) {
138                                        for ( typename ValueList::const_reverse_iterator inst = insts->second.rbegin(); inst != insts->second.rend(); ++inst ) {
139                                                if ( inst->first == typeList ) return inst->second;
140                                        }
141                                }
142                                // no matching instantiations found
143                                return 0;
144                        }
145
146                        /// Adds a value for a (key, typeList) pair to the current scope
147                        void insert( Key *key, const std::list< TypeExpr* > &params, Value *value ) {
148                                instantiations[ key ].push_back( Instantiation( TypeList( params ), value ) );
149                        }
150                };
151
152                /// Adds layout-generation functions to polymorphic types
153                class LayoutFunctionBuilder : public DeclMutator {
154                        unsigned int functionNesting;  // current level of nested functions
155                public:
156                        LayoutFunctionBuilder() : functionNesting( 0 ) {}
157
158                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl );
159                        virtual Declaration *mutate( StructDecl *structDecl );
160                        virtual Declaration *mutate( UnionDecl *unionDecl );
161                };
162
163                /// 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
164                class Pass1 : public PolyMutator {
165                  public:
166                        Pass1();
167                        virtual Expression *mutate( ApplicationExpr *appExpr );
168                        virtual Expression *mutate( AddressExpr *addrExpr );
169                        virtual Expression *mutate( UntypedExpr *expr );
170                        virtual DeclarationWithType* mutate( FunctionDecl *functionDecl );
171                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *typeDecl );
172                        virtual Expression *mutate( CommaExpr *commaExpr );
173                        virtual Expression *mutate( ConditionalExpr *condExpr );
174                        virtual Statement * mutate( ReturnStmt *returnStmt );
175                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
176                        virtual Type * mutate( FunctionType *functionType );
177
178                        virtual void doBeginScope();
179                        virtual void doEndScope();
180                  private:
181                        /// Pass the extra type parameters from polymorphic generic arguments or return types into a function application
182                        void passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes );
183                        /// passes extra type parameters into a polymorphic function application
184                        void passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, ReferenceToType *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
185                        /// wraps a function application with a new temporary for the out-parameter return value
186                        Expression *addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
187                        /// Replaces all the type parameters of a generic type with their concrete equivalents under the current environment
188                        void replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params );
189                        /// Replaces a polymorphic type with its concrete equivalant under the current environment (returns itself if concrete).
190                        /// If `doClone` is set to false, will not clone interior types
191                        Type *replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone = true );
192                        /// wraps a function application returning a polymorphic type with a new temporary for the out-parameter return value
193                        Expression *addPolyRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, ReferenceToType *polyType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
194                        Expression *applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
195                        void boxParam( Type *formal, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars );
196                        void boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
197                        void addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars );
198                        /// Stores assignment operators from assertion list in local map of assignment operations
199                        void findTypeOps( const std::list< TypeDecl *> &forall );
200                        void passAdapters( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, const TyVarMap &exprTyVars );
201                        FunctionDecl *makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars );
202                        /// Replaces intrinsic operator functions with their arithmetic desugaring
203                        Expression *handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr );
204                        /// Inserts a new temporary variable into the current scope with an auto-generated name
205                        ObjectDecl *makeTemporary( Type *type );
206
207                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* > assignOps;    ///< Currently known type variable assignment operators
208                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* > ctorOps;      ///< Currently known type variable constructors
209                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* > copyOps;      ///< Currently known type variable copy constructors
210                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* > dtorOps;      ///< Currently known type variable destructors
211                        ResolvExpr::TypeMap< DeclarationWithType > scopedAssignOps;  ///< Currently known assignment operators
212                        ResolvExpr::TypeMap< DeclarationWithType > scopedCtorOps;    ///< Currently known assignment operators
213                        ResolvExpr::TypeMap< DeclarationWithType > scopedCopyOps;    ///< Currently known assignment operators
214                        ResolvExpr::TypeMap< DeclarationWithType > scopedDtorOps;    ///< Currently known assignment operators
215                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* > adapters;     ///< Set of adapter functions in the current scope
216
217                        DeclarationWithType *retval;
218                        bool useRetval;
219                        UniqueName tempNamer;
220                };
221
222                /// * Moves polymorphic returns in function types to pointer-type parameters
223                /// * adds type size and assertion parameters to parameter lists
224                class Pass2 : public PolyMutator {
225                  public:
226                        template< typename DeclClass >
227                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
228                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl );
229                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl );
230                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *typeDecl );
231                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *typedefDecl );
232                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
233                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType );
234
235                  private:
236                        void addAdapters( FunctionType *functionType );
237
238                        std::map< UniqueId, std::string > adapterName;
239                };
240
241                /// Mutator pass that replaces concrete instantiations of generic types with actual struct declarations, scoped appropriately
242                class GenericInstantiator : public DeclMutator {
243                        /// Map of (generic type, parameter list) pairs to concrete type instantiations
244                        InstantiationMap< AggregateDecl, AggregateDecl > instantiations;
245                        /// Namer for concrete types
246                        UniqueName typeNamer;
247
248                public:
249                        GenericInstantiator() : DeclMutator(), instantiations(), typeNamer("_conc_") {}
250
251                        virtual Type* mutate( StructInstType *inst );
252                        virtual Type* mutate( UnionInstType *inst );
253
254        //              virtual Expression* mutate( MemberExpr *memberExpr );
255
256                        virtual void doBeginScope();
257                        virtual void doEndScope();
258                private:
259                        /// Wrap instantiation lookup for structs
260                        StructDecl* lookup( StructInstType *inst, const std::list< TypeExpr* > &typeSubs ) { return (StructDecl*)instantiations.lookup( inst->get_baseStruct(), typeSubs ); }
261                        /// Wrap instantiation lookup for unions
262                        UnionDecl* lookup( UnionInstType *inst, const std::list< TypeExpr* > &typeSubs ) { return (UnionDecl*)instantiations.lookup( inst->get_baseUnion(), typeSubs ); }
263                        /// Wrap instantiation insertion for structs
264                        void insert( StructInstType *inst, const std::list< TypeExpr* > &typeSubs, StructDecl *decl ) { instantiations.insert( inst->get_baseStruct(), typeSubs, decl ); }
265                        /// Wrap instantiation insertion for unions
266                        void insert( UnionInstType *inst, const std::list< TypeExpr* > &typeSubs, UnionDecl *decl ) { instantiations.insert( inst->get_baseUnion(), typeSubs, decl ); }
267                };
268
269                /// Replaces member and size/align/offsetof expressions on polymorphic generic types with calculated expressions.
270                /// * Replaces member expressions for polymorphic types with calculated add-field-offset-and-dereference
271                /// * Calculates polymorphic offsetof expressions from offset array
272                /// * Inserts dynamic calculation of polymorphic type layouts where needed
273                class PolyGenericCalculator : public PolyMutator {
274                public:
275                        template< typename DeclClass >
276                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
277                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl );
278                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl );
279                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *objectDecl );
280                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *objectDecl );
281                        virtual Statement *mutate( DeclStmt *declStmt );
282                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
283                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType );
284                        virtual Expression *mutate( MemberExpr *memberExpr );
285                        virtual Expression *mutate( SizeofExpr *sizeofExpr );
286                        virtual Expression *mutate( AlignofExpr *alignofExpr );
287                        virtual Expression *mutate( OffsetofExpr *offsetofExpr );
288                        virtual Expression *mutate( OffsetPackExpr *offsetPackExpr );
289
290                        virtual void doBeginScope();
291                        virtual void doEndScope();
292
293                private:
294                        /// Makes a new variable in the current scope with the given name, type & optional initializer
295                        ObjectDecl *makeVar( const std::string &name, Type *type, Initializer *init = 0 );
296                        /// returns true if the type has a dynamic layout; such a layout will be stored in appropriately-named local variables when the function returns
297                        bool findGeneric( Type *ty );
298                        /// adds type parameters to the layout call; will generate the appropriate parameters if needed
299                        void addOtypeParamsToLayoutCall( UntypedExpr *layoutCall, const std::list< Type* > &otypeParams );
300
301                        /// Enters a new scope for type-variables, adding the type variables from ty
302                        void beginTypeScope( Type *ty );
303                        /// Exits the type-variable scope
304                        void endTypeScope();
305
306                        ScopedSet< std::string > knownLayouts;          ///< Set of generic type layouts known in the current scope, indexed by sizeofName
307                        ScopedSet< std::string > knownOffsets;          ///< Set of non-generic types for which the offset array exists in the current scope, indexed by offsetofName
308                };
309
310                /// Replaces initialization of polymorphic values with alloca, declaration of dtype/ftype with appropriate void expression, and sizeof expressions of polymorphic types with the proper variable
311                class Pass3 : public PolyMutator {
312                  public:
313                        template< typename DeclClass >
314                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
315                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl );
316                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl );
317                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *objectDecl );
318                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *objectDecl );
319                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType );
320                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType );
321                  private:
322                };
323
324        } // anonymous namespace
325
326        /// version of mutateAll with special handling for translation unit so you can check the end of the prelude when debugging
327        template< typename MutatorType >
328        inline void mutateTranslationUnit( std::list< Declaration* > &translationUnit, MutatorType &mutator ) {
329                bool seenIntrinsic = false;
330                SemanticError errors;
331                for ( typename std::list< Declaration* >::iterator i = translationUnit.begin(); i != translationUnit.end(); ++i ) {
332                        try {
333                                if ( *i ) {
334                                        if ( (*i)->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
335                                                seenIntrinsic = true;
336                                        } else if ( seenIntrinsic ) {
337                                                seenIntrinsic = false; // break on this line when debugging for end of prelude
338                                        }
339
340                                        *i = dynamic_cast< Declaration* >( (*i)->acceptMutator( mutator ) );
341                                        assert( *i );
342                                } // if
343                        } catch( SemanticError &e ) {
344                                errors.append( e );
345                        } // try
346                } // for
347                if ( ! errors.isEmpty() ) {
348                        throw errors;
349                } // if
350        }
351
352        void box( std::list< Declaration *>& translationUnit ) {
353                LayoutFunctionBuilder layoutBuilder;
354                Pass1 pass1;
355                Pass2 pass2;
356                GenericInstantiator instantiator;
357                PolyGenericCalculator polyCalculator;
358                Pass3 pass3;
359
360                layoutBuilder.mutateDeclarationList( translationUnit );
361                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass1 );
362                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass2 );
363                instantiator.mutateDeclarationList( translationUnit );
364                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, polyCalculator );
365                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass3 );
366        }
367
368        ////////////////////////////////// LayoutFunctionBuilder ////////////////////////////////////////////
369
370        DeclarationWithType *LayoutFunctionBuilder::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
371                functionDecl->set_functionType( maybeMutate( functionDecl->get_functionType(), *this ) );
372                mutateAll( functionDecl->get_oldDecls(), *this );
373                ++functionNesting;
374                functionDecl->set_statements( maybeMutate( functionDecl->get_statements(), *this ) );
375                --functionNesting;
376                return functionDecl;
377        }
378
379        /// Get a list of type declarations that will affect a layout function
380        std::list< TypeDecl* > takeOtypeOnly( std::list< TypeDecl* > &decls ) {
381                std::list< TypeDecl * > otypeDecls;
382
383                for ( std::list< TypeDecl* >::const_iterator decl = decls.begin(); decl != decls.end(); ++decl ) {
384                        if ( (*decl)->get_kind() == TypeDecl::Any ) {
385                                otypeDecls.push_back( *decl );
386                        }
387                }
388
389                return otypeDecls;
390        }
391
392        /// Adds parameters for otype layout to a function type
393        void addOtypeParams( FunctionType *layoutFnType, std::list< TypeDecl* > &otypeParams ) {
394                BasicType sizeAlignType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
395
396                for ( std::list< TypeDecl* >::const_iterator param = otypeParams.begin(); param != otypeParams.end(); ++param ) {
397                        TypeInstType paramType( Type::Qualifiers(), (*param)->get_name(), *param );
398                        std::string paramName = mangleType( &paramType );
399                        layoutFnType->get_parameters().push_back( new ObjectDecl( sizeofName( paramName ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignType.clone(), 0 ) );
400                        layoutFnType->get_parameters().push_back( new ObjectDecl( alignofName( paramName ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignType.clone(), 0 ) );
401                }
402        }
403
404        /// Builds a layout function declaration
405        FunctionDecl *buildLayoutFunctionDecl( AggregateDecl *typeDecl, unsigned int functionNesting, FunctionType *layoutFnType ) {
406                // Routines at global scope marked "static" to prevent multiple definitions is separate translation units
407                // because each unit generates copies of the default routines for each aggregate.
408                FunctionDecl *layoutDecl = new FunctionDecl(
409                        layoutofName( typeDecl ), functionNesting > 0 ? DeclarationNode::NoStorageClass : DeclarationNode::Static, LinkageSpec::AutoGen, layoutFnType, new CompoundStmt( noLabels ), true, false );
410                layoutDecl->fixUniqueId();
411                return layoutDecl;
412        }
413
414        /// Makes a unary operation
415        Expression *makeOp( const std::string &name, Expression *arg ) {
416                UntypedExpr *expr = new UntypedExpr( new NameExpr( name ) );
417                expr->get_args().push_back( arg );
418                return expr;
419        }
420
421        /// Makes a binary operation
422        Expression *makeOp( const std::string &name, Expression *lhs, Expression *rhs ) {
423                UntypedExpr *expr = new UntypedExpr( new NameExpr( name ) );
424                expr->get_args().push_back( lhs );
425                expr->get_args().push_back( rhs );
426                return expr;
427        }
428
429        /// Returns the dereference of a local pointer variable
430        Expression *derefVar( ObjectDecl *var ) {
431                return makeOp( "*?", new VariableExpr( var ) );
432        }
433
434        /// makes an if-statement with a single-expression if-block and no then block
435        Statement *makeCond( Expression *cond, Expression *ifPart ) {
436                return new IfStmt( noLabels, cond, new ExprStmt( noLabels, ifPart ), 0 );
437        }
438
439        /// makes a statement that assigns rhs to lhs if lhs < rhs
440        Statement *makeAssignMax( Expression *lhs, Expression *rhs ) {
441                return makeCond( makeOp( "?<?", lhs, rhs ), makeOp( "?=?", lhs->clone(), rhs->clone() ) );
442        }
443
444        /// makes a statement that aligns lhs to rhs (rhs should be an integer power of two)
445        Statement *makeAlignTo( Expression *lhs, Expression *rhs ) {
446                // check that the lhs is zeroed out to the level of rhs
447                Expression *ifCond = makeOp( "?&?", lhs, makeOp( "?-?", rhs, new ConstantExpr( Constant( new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), "1" ) ) ) );
448                // if not aligned, increment to alignment
449                Expression *ifExpr = makeOp( "?+=?", lhs->clone(), makeOp( "?-?", rhs->clone(), ifCond->clone() ) );
450                return makeCond( ifCond, ifExpr );
451        }
452
453        /// adds an expression to a compound statement
454        void addExpr( CompoundStmt *stmts, Expression *expr ) {
455                stmts->get_kids().push_back( new ExprStmt( noLabels, expr ) );
456        }
457
458        /// adds a statement to a compound statement
459        void addStmt( CompoundStmt *stmts, Statement *stmt ) {
460                stmts->get_kids().push_back( stmt );
461        }
462
463        Declaration *LayoutFunctionBuilder::mutate( StructDecl *structDecl ) {
464                // do not generate layout function for "empty" tag structs
465                if ( structDecl->get_members().empty() ) return structDecl;
466
467                // get parameters that can change layout, exiting early if none
468                std::list< TypeDecl* > otypeParams = takeOtypeOnly( structDecl->get_parameters() );
469                if ( otypeParams.empty() ) return structDecl;
470
471                // build layout function signature
472                FunctionType *layoutFnType = new FunctionType( Type::Qualifiers(), false );
473                BasicType *sizeAlignType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
474                PointerType *sizeAlignOutType = new PointerType( Type::Qualifiers(), sizeAlignType );
475
476                ObjectDecl *sizeParam = new ObjectDecl( sizeofName( structDecl->get_name() ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType, 0 );
477                layoutFnType->get_parameters().push_back( sizeParam );
478                ObjectDecl *alignParam = new ObjectDecl( alignofName( structDecl->get_name() ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
479                layoutFnType->get_parameters().push_back( alignParam );
480                ObjectDecl *offsetParam = new ObjectDecl( offsetofName( structDecl->get_name() ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
481                layoutFnType->get_parameters().push_back( offsetParam );
482                addOtypeParams( layoutFnType, otypeParams );
483
484                // build function decl
485                FunctionDecl *layoutDecl = buildLayoutFunctionDecl( structDecl, functionNesting, layoutFnType );
486
487                // calculate struct layout in function body
488
489                // initialize size and alignment to 0 and 1 (will have at least one member to re-edit size
490                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( sizeParam ), new ConstantExpr( Constant( sizeAlignType->clone(), "0" ) ) ) );
491                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( alignParam ), new ConstantExpr( Constant( sizeAlignType->clone(), "1" ) ) ) );
492                unsigned long n_members = 0;
493                bool firstMember = true;
494                for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = structDecl->get_members().begin(); member != structDecl->get_members().end(); ++member ) {
495                        DeclarationWithType *dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType * >( *member );
496                        assert( dwt );
497                        Type *memberType = dwt->get_type();
498
499                        if ( firstMember ) {
500                                firstMember = false;
501                        } else {
502                                // make sure all members after the first (automatically aligned at 0) are properly padded for alignment
503                                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
504                        }
505
506                        // place current size in the current offset index
507                        addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", makeOp( "?[?]", new VariableExpr( offsetParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( n_members ) ) ),
508                                                                              derefVar( sizeParam ) ) );
509                        ++n_members;
510
511                        // add member size to current size
512                        addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?+=?", derefVar( sizeParam ), new SizeofExpr( memberType->clone() ) ) );
513
514                        // take max of member alignment and global alignment
515                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( alignParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
516                }
517                // make sure the type is end-padded to a multiple of its alignment
518                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), derefVar( alignParam ) ) );
519
520                addDeclarationAfter( layoutDecl );
521                return structDecl;
522        }
523
524        Declaration *LayoutFunctionBuilder::mutate( UnionDecl *unionDecl ) {
525                // do not generate layout function for "empty" tag unions
526                if ( unionDecl->get_members().empty() ) return unionDecl;
527
528                // get parameters that can change layout, exiting early if none
529                std::list< TypeDecl* > otypeParams = takeOtypeOnly( unionDecl->get_parameters() );
530                if ( otypeParams.empty() ) return unionDecl;
531
532                // build layout function signature
533                FunctionType *layoutFnType = new FunctionType( Type::Qualifiers(), false );
534                BasicType *sizeAlignType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
535                PointerType *sizeAlignOutType = new PointerType( Type::Qualifiers(), sizeAlignType );
536
537                ObjectDecl *sizeParam = new ObjectDecl( sizeofName( unionDecl->get_name() ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType, 0 );
538                layoutFnType->get_parameters().push_back( sizeParam );
539                ObjectDecl *alignParam = new ObjectDecl( alignofName( unionDecl->get_name() ), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
540                layoutFnType->get_parameters().push_back( alignParam );
541                addOtypeParams( layoutFnType, otypeParams );
542
543                // build function decl
544                FunctionDecl *layoutDecl = buildLayoutFunctionDecl( unionDecl, functionNesting, layoutFnType );
545
546                // calculate union layout in function body
547                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( sizeParam ), new ConstantExpr( Constant( sizeAlignType->clone(), "1" ) ) ) );
548                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( alignParam ), new ConstantExpr( Constant( sizeAlignType->clone(), "1" ) ) ) );
549                for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = unionDecl->get_members().begin(); member != unionDecl->get_members().end(); ++member ) {
550                        DeclarationWithType *dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType * >( *member );
551                        assert( dwt );
552                        Type *memberType = dwt->get_type();
553
554                        // take max member size and global size
555                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( sizeParam ), new SizeofExpr( memberType->clone() ) ) );
556
557                        // take max of member alignment and global alignment
558                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( alignParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
559                }
560                // make sure the type is end-padded to a multiple of its alignment
561                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), derefVar( alignParam ) ) );
562
563                addDeclarationAfter( layoutDecl );
564                return unionDecl;
565        }
566
567        ////////////////////////////////////////// Pass1 ////////////////////////////////////////////////////
568
569        namespace {
570                std::string makePolyMonoSuffix( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
571                        std::stringstream name;
572
573                        // NOTE: this function previously used isPolyObj, which failed to produce
574                        // the correct thing in some situations. It's not clear to me why this wasn't working.
575
576                        // if the return type or a parameter type involved polymorphic types, then the adapter will need
577                        // to take those polymorphic types as pointers. Therefore, there can be two different functions
578                        // with the same mangled name, so we need to further mangle the names.
579                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator retval = function->get_returnVals().begin(); retval != function->get_returnVals().end(); ++retval ) {
580                                if ( isPolyType( (*retval)->get_type(), tyVars ) ) {
581                                        name << "P";
582                                } else {
583                                        name << "M";
584                                }
585                        }
586                        name << "_";
587                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = function->get_parameters();
588                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
589                                if ( isPolyType( (*arg)->get_type(), tyVars ) ) {
590                                        name << "P";
591                                } else {
592                                        name << "M";
593                                }
594                        } // for
595                        return name.str();
596                }
597
598                std::string mangleAdapterName( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
599                        return SymTab::Mangler::mangle( function ) + makePolyMonoSuffix( function, tyVars );
600                }
601
602                std::string makeAdapterName( const std::string &mangleName ) {
603                        return "_adapter" + mangleName;
604                }
605
606                Pass1::Pass1() : useRetval( false ), tempNamer( "_temp" ) {}
607
608                /// Returns T if the given declaration is a function with parameter (T*) for some TypeInstType T, NULL otherwise
609                TypeInstType *isTypeInstPtrFn( DeclarationWithType *decl ) {
610                        if ( FunctionType *funType = getFunctionType( decl->get_type() ) ) {
611                                if ( funType->get_parameters().size() == 1 ) {
612                                        if ( PointerType *pointer = dynamic_cast< PointerType *>( funType->get_parameters().front()->get_type() ) ) {
613                                                if ( TypeInstType *refType = dynamic_cast< TypeInstType *>( pointer->get_base() ) ) {
614                                                        return refType;
615                                                } // if
616                                        } // if
617                                } // if
618                        } // if
619                        return 0;
620                }
621               
622                /// Returns T if the given declaration is a function with parameters (T*, T) for some TypeInstType T, NULL otherwise
623                TypeInstType *isTypeInstPtrValFn( DeclarationWithType *decl ) {
624                        if ( FunctionType *funType = getFunctionType( decl->get_type() ) ) {
625                                if ( funType->get_parameters().size() == 2 ) {
626                                        if ( PointerType *pointer = dynamic_cast< PointerType *>( funType->get_parameters().front()->get_type() ) ) {
627                                                if ( TypeInstType *refType = dynamic_cast< TypeInstType *>( pointer->get_base() ) ) {
628                                                        if ( TypeInstType *refType2 = dynamic_cast< TypeInstType *>( funType->get_parameters().back()->get_type() ) ) {
629                                                                if ( refType->get_name() == refType2->get_name() ) {
630                                                                        return refType;
631                                                                } // if
632                                                        } // if
633                                                } // if
634                                        } // if
635                                } // if
636                        } // if
637                        return 0;
638                }
639               
640                /// Returns T if the given declaration is (*?=?)(T *, T) for some TypeInstType T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
641                TypeInstType *isTypeInstAssignment( DeclarationWithType *decl ) {
642                        return decl->get_name() == "?=?" ? isTypeInstPtrValFn( decl ) : 0;
643                }
644
645                /// Returns T if the given declaration is (*?{})(T *) for some TypeInstType T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
646                TypeInstType *isTypeInstCtor( DeclarationWithType *decl ) {
647                        return decl->get_name() == "?{}" ? isTypeInstPtrFn( decl ) : 0;
648                }
649
650                /// Returns T if the given declaration is (*?{})(T *, T) for some TypeInstType T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
651                TypeInstType *isTypeInstCopy( DeclarationWithType *decl ) {
652                        return decl->get_name() == "?{}" ? isTypeInstPtrValFn( decl ) : 0;
653                }
654
655                /// Returns T if the given declaration is (*^?{})(T *) for some TypeInstType T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
656                TypeInstType *isTypeInstDtor( DeclarationWithType *decl ) {
657                        return decl->get_name() == "^?{}" ? isTypeInstPtrFn( decl ) : 0;
658                }
659
660                /// Returns T if the given declaration is a function with parameters (T*, T) for some type T, where neither parameter is cv-qualified,
661                /// NULL otherwise
662                Type *isNoCvPtrFn( DeclarationWithType *decl ) {
663                        if ( FunctionType *funType = getFunctionType( decl->get_type() ) ) {
664                                if ( funType->get_parameters().size() == 1 ) {
665                                        Type::Qualifiers defaultQualifiers;
666                                        Type *paramType = funType->get_parameters().front()->get_type();
667                                        if ( paramType->get_qualifiers() != defaultQualifiers ) return 0;
668
669                                        if ( PointerType *pointerType = dynamic_cast< PointerType* >( paramType ) ) {
670                                                Type *baseType = pointerType->get_base();
671                                                if ( baseType->get_qualifiers() == defaultQualifiers ) {
672                                                        return baseType;
673                                                } // if
674                                        } // if
675                                } // if
676                        } // if
677                        return 0;
678                }
679               
680                /// Returns T if the given declaration is a function with parameters (T*, T) for some type T, where neither parameter is cv-qualified,
681                /// NULL otherwise
682                Type *isNoCvPtrValFn( DeclarationWithType *decl ) {
683                        if ( FunctionType *funType = getFunctionType( decl->get_type() ) ) {
684                                if ( funType->get_parameters().size() == 2 ) {
685                                        Type::Qualifiers defaultQualifiers;
686                                        Type *paramType1 = funType->get_parameters().front()->get_type();
687                                        if ( paramType1->get_qualifiers() != defaultQualifiers ) return 0;
688                                        Type *paramType2 = funType->get_parameters().back()->get_type();
689                                        if ( paramType2->get_qualifiers() != defaultQualifiers ) return 0;
690
691                                        if ( PointerType *pointerType = dynamic_cast< PointerType* >( paramType1 ) ) {
692                                                Type *baseType1 = pointerType->get_base();
693                                                if ( baseType1->get_qualifiers() != defaultQualifiers ) return 0;
694                                                SymTab::Indexer dummy;
695                                                if ( ResolvExpr::typesCompatible( baseType1, paramType2, dummy ) ) {
696                                                        return baseType1;
697                                                } // if
698                                        } // if
699                                } // if
700                        } // if
701                        return 0;
702                }
703
704                /// returns T if the given declaration is: (*?=?)(T *, T) for some type T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
705                /// Only picks assignments where neither parameter is cv-qualified
706                Type *isAssignment( DeclarationWithType *decl ) {
707                        return decl->get_name() == "?=?" ? isNoCvPtrValFn( decl ) : 0;
708                }
709
710                /// returns T if the given declaration is: (*?{})(T *) for some type T, NULL otherwise
711                /// Only picks ctors where the parameter is not cv-qualified
712                Type *isCtor( DeclarationWithType *decl ) {
713                        return decl->get_name() == "?{}" ? isNoCvPtrFn( decl ) : 0;
714                }
715
716                /// returns T if the given declaration is: (*?{})(T *, T) for some type T (return not checked, but maybe should be), NULL otherwise
717                /// Only picks copy constructors where neither parameter is cv-qualified
718                Type *isCopy( DeclarationWithType *decl ) {
719                        return decl->get_name() == "?{}" ? isNoCvPtrValFn( decl ) : 0;
720                }
721
722                /// returns T if the given declaration is: (*?{})(T *) for some type T, NULL otherwise
723                /// Only picks ctors where the parameter is not cv-qualified
724                Type *isDtor( DeclarationWithType *decl ) {
725                        return decl->get_name() == "^?{}" ? isNoCvPtrFn( decl ) : 0;
726                }
727
728                void Pass1::findTypeOps( const std::list< TypeDecl *> &forall ) {
729                        // what if a nested function uses an assignment operator?
730                        // assignOps.clear();
731                        for ( std::list< TypeDecl *>::const_iterator i = forall.begin(); i != forall.end(); ++i ) {
732                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::const_iterator assert = (*i)->get_assertions().begin(); assert != (*i)->get_assertions().end(); ++assert ) {
733                                        std::string typeName;
734                                        if ( TypeInstType *typeInst = isTypeInstAssignment( *assert ) ) {
735                                                assignOps[ typeInst->get_name() ] = *assert;
736                                        } else if ( TypeInstType *typeInst = isTypeInstCtor( *assert ) ) {
737                                                ctorOps[ typeInst->get_name() ] = *assert;
738                                        } else if ( TypeInstType *typeInst = isTypeInstCopy( *assert ) ) {
739                                                copyOps[ typeInst->get_name() ] = *assert;
740                                        } else if ( TypeInstType *typeInst = isTypeInstDtor( *assert ) ) {
741                                                dtorOps[ typeInst->get_name() ] = *assert;
742                                        } // if
743                                } // for
744                        } // for
745                }
746
747                DeclarationWithType *Pass1::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
748                        // if this is a assignment function, put it in the map for this scope
749                        if ( Type *paramType = isAssignment( functionDecl ) ) {
750                                if ( ! dynamic_cast< TypeInstType* >( paramType ) ) {
751                                        scopedAssignOps.insert( paramType, functionDecl );
752                                }
753                        } else if ( Type *paramType = isCtor( functionDecl ) ) {
754                                if ( ! dynamic_cast< TypeInstType* >( paramType ) ) {
755                                        scopedCtorOps.insert( paramType, functionDecl );
756                                }
757                        } else if ( Type *paramType = isCopy( functionDecl ) ) {
758                                if ( ! dynamic_cast< TypeInstType* >( paramType ) ) {
759                                        scopedCopyOps.insert( paramType, functionDecl );
760                                }
761                        } else if ( Type *paramType = isDtor( functionDecl ) ) {
762                                if ( ! dynamic_cast< TypeInstType* >( paramType ) ) {
763                                        scopedDtorOps.insert( paramType, functionDecl );
764                                }
765                        }
766
767                        if ( functionDecl->get_statements() ) {         // empty routine body ?
768                                doBeginScope();
769                                scopeTyVars.beginScope();
770                                assignOps.beginScope();
771                                ctorOps.beginScope();
772                                copyOps.beginScope();
773                                dtorOps.beginScope();
774                               
775                                DeclarationWithType *oldRetval = retval;
776                                bool oldUseRetval = useRetval;
777
778                                // process polymorphic return value
779                                retval = 0;
780                                if ( isPolyRet( functionDecl->get_functionType() ) && functionDecl->get_linkage() == LinkageSpec::Cforall ) {
781                                        retval = functionDecl->get_functionType()->get_returnVals().front();
782
783                                        // give names to unnamed return values
784                                        if ( retval->get_name() == "" ) {
785                                                retval->set_name( "_retparm" );
786                                                retval->set_linkage( LinkageSpec::C );
787                                        } // if
788                                } // if
789
790                                FunctionType *functionType = functionDecl->get_functionType();
791                                makeTyVarMap( functionDecl->get_functionType(), scopeTyVars );
792                                findTypeOps( functionDecl->get_functionType()->get_forall() );
793
794                                std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
795                                std::list< FunctionType *> functions;
796                                for ( std::list< TypeDecl *>::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
797                                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
798                                                findFunction( (*assert)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
799                                        } // for
800                                } // for
801                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
802                                        findFunction( (*arg)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
803                                } // for
804
805                                for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
806                                        std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
807                                        if ( adapters.find( mangleName ) == adapters.end() ) {
808                                                std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
809                                                adapters.insert( std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, new ObjectDecl( adapterName, DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), 0 ) ) );
810                                        } // if
811                                } // for
812
813                                functionDecl->set_statements( functionDecl->get_statements()->acceptMutator( *this ) );
814
815                                scopeTyVars.endScope();
816                                assignOps.endScope();
817                                ctorOps.endScope();
818                                copyOps.endScope();
819                                dtorOps.endScope();
820                                retval = oldRetval;
821                                useRetval = oldUseRetval;
822                                doEndScope();
823                        } // if
824                        return functionDecl;
825                }
826
827                TypeDecl *Pass1::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
828                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
829                        return Mutator::mutate( typeDecl );
830                }
831
832                Expression *Pass1::mutate( CommaExpr *commaExpr ) {
833                        bool oldUseRetval = useRetval;
834                        useRetval = false;
835                        commaExpr->set_arg1( maybeMutate( commaExpr->get_arg1(), *this ) );
836                        useRetval = oldUseRetval;
837                        commaExpr->set_arg2( maybeMutate( commaExpr->get_arg2(), *this ) );
838                        return commaExpr;
839                }
840
841                Expression *Pass1::mutate( ConditionalExpr *condExpr ) {
842                        bool oldUseRetval = useRetval;
843                        useRetval = false;
844                        condExpr->set_arg1( maybeMutate( condExpr->get_arg1(), *this ) );
845                        useRetval = oldUseRetval;
846                        condExpr->set_arg2( maybeMutate( condExpr->get_arg2(), *this ) );
847                        condExpr->set_arg3( maybeMutate( condExpr->get_arg3(), *this ) );
848                        return condExpr;
849
850                }
851
852                void Pass1::passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes ) {
853                        Type *polyType = isPolyType( parmType, exprTyVars );
854                        if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
855                                std::string typeName = mangleType( polyType );
856                                if ( seenTypes.count( typeName ) ) return;
857
858                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( argBaseType->clone() ) );
859                                arg++;
860                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( argBaseType->clone() ) );
861                                arg++;
862                                if ( dynamic_cast< StructInstType* >( polyType ) ) {
863                                        if ( StructInstType *argBaseStructType = dynamic_cast< StructInstType* >( argBaseType ) ) {
864                                                // zero-length arrays are forbidden by C, so don't pass offset for empty struct
865                                                if ( ! argBaseStructType->get_baseStruct()->get_members().empty() ) {
866                                                        arg = appExpr->get_args().insert( arg, new OffsetPackExpr( argBaseStructType->clone() ) );
867                                                        arg++;
868                                                }
869                                        } else {
870                                                throw SemanticError( "Cannot pass non-struct type for generic struct" );
871                                        }
872                                }
873
874                                seenTypes.insert( typeName );
875                        }
876                }
877
878                void Pass1::passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, ReferenceToType *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
879                        // pass size/align for type variables
880                        for ( TyVarMap::const_iterator tyParm = exprTyVars.begin(); tyParm != exprTyVars.end(); ++tyParm ) {
881                                ResolvExpr::EqvClass eqvClass;
882                                assert( env );
883                                if ( tyParm->second == TypeDecl::Any ) {
884                                        Type *concrete = env->lookup( tyParm->first );
885                                        if ( concrete ) {
886                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( concrete->clone() ) );
887                                                arg++;
888                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( concrete->clone() ) );
889                                                arg++;
890                                        } else {
891                                                /// xxx - should this be an assertion?
892                                                throw SemanticError( "unbound type variable: " + tyParm->first + " in application ", appExpr );
893                                        } // if
894                                } // if
895                        } // for
896
897                        // add size/align for generic types to parameter list
898                        if ( appExpr->get_function()->get_results().empty() ) return;
899                        FunctionType *funcType = getFunctionType( appExpr->get_function()->get_results().front() );
900                        assert( funcType );
901
902                        std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = funcType->get_parameters().begin();
903                        std::list< Expression* >::const_iterator fnArg = arg;
904                        std::set< std::string > seenTypes; //< names for generic types we've seen
905
906                        // a polymorphic return type may need to be added to the argument list
907                        if ( polyRetType ) {
908                                Type *concRetType = replaceWithConcrete( appExpr, polyRetType );
909                                passArgTypeVars( appExpr, polyRetType, concRetType, arg, exprTyVars, seenTypes );
910                        }
911
912                        // add type information args for presently unseen types in parameter list
913                        for ( ; fnParm != funcType->get_parameters().end() && fnArg != appExpr->get_args().end(); ++fnParm, ++fnArg ) {
914                                VariableExpr *fnArgBase = getBaseVar( *fnArg );
915                                if ( ! fnArgBase || fnArgBase->get_results().empty() ) continue;
916                                passArgTypeVars( appExpr, (*fnParm)->get_type(), fnArgBase->get_results().front(), arg, exprTyVars, seenTypes );
917                        }
918                }
919
920                ObjectDecl *Pass1::makeTemporary( Type *type ) {
921                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( tempNamer.newName(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, type, 0 );
922                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
923                        return newObj;
924                }
925
926                Expression *Pass1::addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
927                        // ***** Code Removal ***** After introducing a temporary variable for all return expressions, the following code appears superfluous.
928                        // if ( useRetval ) {
929                        //      assert( retval );
930                        //      arg = appExpr->get_args().insert( arg, new VariableExpr( retval ) );
931                        //      arg++;
932                        // } else {
933
934                        // Create temporary to hold return value of polymorphic function and produce that temporary as a result
935                        // using a comma expression.  Possibly change comma expression into statement expression "{}" for multiple
936                        // return values.
937                        ObjectDecl *newObj = makeTemporary( retType->clone() );
938                        Expression *paramExpr = new VariableExpr( newObj );
939
940                        // If the type of the temporary is not polymorphic, box temporary by taking its address;
941                        // otherwise the temporary is already boxed and can be used directly.
942                        if ( ! isPolyType( newObj->get_type(), scopeTyVars, env ) ) {
943                                paramExpr = new AddressExpr( paramExpr );
944                        } // if
945                        arg = appExpr->get_args().insert( arg, paramExpr ); // add argument to function call
946                        arg++;
947                        // Build a comma expression to call the function and emulate a normal return.
948                        CommaExpr *commaExpr = new CommaExpr( appExpr, new VariableExpr( newObj ) );
949                        commaExpr->set_env( appExpr->get_env() );
950                        appExpr->set_env( 0 );
951                        return commaExpr;
952                        // } // if
953                        // return appExpr;
954                }
955
956                void Pass1::replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params ) {
957                        for ( std::list< Expression* >::iterator param = params.begin(); param != params.end(); ++param ) {
958                                TypeExpr *paramType = dynamic_cast< TypeExpr* >( *param );
959                                assert(paramType && "Aggregate parameters should be type expressions");
960                                paramType->set_type( replaceWithConcrete( appExpr, paramType->get_type(), false ) );
961                        }
962                }
963
964                Type *Pass1::replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone ) {
965                        if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType * >( type ) ) {
966                                Type *concrete = env->lookup( typeInst->get_name() );
967                                if ( concrete == 0 ) {
968                                        throw SemanticError( "Unbound type variable " + typeInst->get_name() + " in ", appExpr );
969                                } // if
970                                return concrete;
971                        } else if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( type ) ) {
972                                if ( doClone ) {
973                                        structType = structType->clone();
974                                }
975                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, structType->get_parameters() );
976                                return structType;
977                        } else if ( UnionInstType *unionType = dynamic_cast< UnionInstType* >( type ) ) {
978                                if ( doClone ) {
979                                        unionType = unionType->clone();
980                                }
981                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, unionType->get_parameters() );
982                                return unionType;
983                        }
984                        return type;
985                }
986
987                Expression *Pass1::addPolyRetParam( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, ReferenceToType *polyType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
988                        assert( env );
989                        Type *concrete = replaceWithConcrete( appExpr, polyType );
990                        // add out-parameter for return value
991                        return addRetParam( appExpr, function, concrete, arg );
992                }
993
994                Expression *Pass1::applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
995                        Expression *ret = appExpr;
996                        if ( ! function->get_returnVals().empty() && isPolyType( function->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
997                                ret = addRetParam( appExpr, function, function->get_returnVals().front()->get_type(), arg );
998                        } // if
999                        std::string mangleName = mangleAdapterName( function, tyVars );
1000                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
1001
1002                        // cast adaptee to void (*)(), since it may have any type inside a polymorphic function
1003                        Type * adapteeType = new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) );
1004                        appExpr->get_args().push_front( new CastExpr( appExpr->get_function(), adapteeType ) );
1005                        appExpr->set_function( new NameExpr( adapterName ) );
1006
1007                        return ret;
1008                }
1009
1010                void Pass1::boxParam( Type *param, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
1011                        assert( ! arg->get_results().empty() );
1012                        if ( isPolyType( param, exprTyVars ) ) {
1013                                if ( isPolyType( arg->get_results().front() ) ) {
1014                                        // if the argument's type is polymorphic, we don't need to box again!
1015                                        return;
1016                                } else if ( arg->get_results().front()->get_isLvalue() ) {
1017                                        // VariableExpr and MemberExpr are lvalues; need to check this isn't coming from the second arg of a comma expression though (not an lvalue)
1018                                        // xxx - need to test that this code is still reachable
1019                                        if ( CommaExpr *commaArg = dynamic_cast< CommaExpr* >( arg ) ) {
1020                                                commaArg->set_arg2( new AddressExpr( commaArg->get_arg2() ) );
1021                                        } else {
1022                                                arg = new AddressExpr( arg );
1023                                        }
1024                                } else {
1025                                        // use type computed in unification to declare boxed variables
1026                                        Type * newType = param->clone();
1027                                        if ( env ) env->apply( newType );
1028                                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( tempNamer.newName(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, newType, 0 );
1029                                        newObj->get_type()->get_qualifiers() = Type::Qualifiers(); // TODO: is this right???
1030                                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
1031                                        UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
1032                                        assign->get_args().push_back( new VariableExpr( newObj ) );
1033                                        assign->get_args().push_back( arg );
1034                                        stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, assign ) );
1035                                        arg = new AddressExpr( new VariableExpr( newObj ) );
1036                                } // if
1037                        } // if
1038                }
1039
1040                /// cast parameters to polymorphic functions so that types are replaced with
1041                /// void * if they are type parameters in the formal type.
1042                /// this gets rid of warnings from gcc.
1043                void addCast( Expression *&actual, Type *formal, const TyVarMap &tyVars ) {
1044                        Type * newType = formal->clone();
1045                        if ( getFunctionType( newType ) ) {
1046                                newType = ScrubTyVars::scrub( newType, tyVars );
1047                                actual = new CastExpr( actual, newType );
1048                        } // if
1049                }
1050
1051                void Pass1::boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
1052                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::const_iterator param = function->get_parameters().begin(); param != function->get_parameters().end(); ++param, ++arg ) {
1053                                assert( arg != appExpr->get_args().end() );
1054                                addCast( *arg, (*param)->get_type(), exprTyVars );
1055                                boxParam( (*param)->get_type(), *arg, exprTyVars );
1056                        } // for
1057                }
1058
1059                void Pass1::addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
1060                        std::list< Expression *>::iterator cur = arg;
1061                        for ( std::list< TypeDecl *>::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
1062                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
1063                                        InferredParams::const_iterator inferParam = appExpr->get_inferParams().find( (*assert)->get_uniqueId() );
1064                                        assert( inferParam != appExpr->get_inferParams().end() && "NOTE: Explicit casts of polymorphic functions to compatible monomorphic functions are currently unsupported" );
1065                                        Expression *newExpr = inferParam->second.expr->clone();
1066                                        addCast( newExpr, (*assert)->get_type(), tyVars );
1067                                        boxParam( (*assert)->get_type(), newExpr, tyVars );
1068                                        appExpr->get_args().insert( cur, newExpr );
1069                                } // for
1070                        } // for
1071                }
1072
1073                void makeRetParm( FunctionType *funcType ) {
1074                        DeclarationWithType *retParm = funcType->get_returnVals().front();
1075
1076                        // make a new parameter that is a pointer to the type of the old return value
1077                        retParm->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), retParm->get_type() ) );
1078                        funcType->get_parameters().push_front( retParm );
1079
1080                        // we don't need the return value any more
1081                        funcType->get_returnVals().clear();
1082                }
1083
1084                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars ) {
1085                        // actually make the adapter type
1086                        FunctionType *adapter = adaptee->clone();
1087                        if ( ! adapter->get_returnVals().empty() && isPolyType( adapter->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
1088                                makeRetParm( adapter );
1089                        } // if
1090                        adapter->get_parameters().push_front( new ObjectDecl( "", DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) ), 0 ) );
1091                        return adapter;
1092                }
1093
1094                Expression *makeAdapterArg( DeclarationWithType *param, DeclarationWithType *arg, DeclarationWithType *realParam, const TyVarMap &tyVars ) {
1095                        assert( param );
1096                        assert( arg );
1097                        if ( isPolyType( realParam->get_type(), tyVars ) ) {
1098                                if ( ! isPolyType( arg->get_type() ) ) {
1099                                        UntypedExpr *deref = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
1100                                        deref->get_args().push_back( new CastExpr( new VariableExpr( param ), new PointerType( Type::Qualifiers(), arg->get_type()->clone() ) ) );
1101                                        deref->get_results().push_back( arg->get_type()->clone() );
1102                                        return deref;
1103                                } // if
1104                        } // if
1105                        return new VariableExpr( param );
1106                }
1107
1108                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 ) {
1109                        UniqueName paramNamer( "_p" );
1110                        for ( ; param != paramEnd; ++param, ++arg, ++realParam ) {
1111                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
1112                                        (*param)->set_name( paramNamer.newName() );
1113                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
1114                                } // if
1115                                adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *param, *arg, *realParam, tyVars ) );
1116                        } // for
1117                }
1118
1119                FunctionDecl *Pass1::makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars ) {
1120                        FunctionType *adapterType = makeAdapterType( adaptee, tyVars );
1121                        adapterType = ScrubTyVars::scrub( adapterType, tyVars );
1122                        DeclarationWithType *adapteeDecl = adapterType->get_parameters().front();
1123                        adapteeDecl->set_name( "_adaptee" );
1124                        ApplicationExpr *adapteeApp = new ApplicationExpr( new CastExpr( new VariableExpr( adapteeDecl ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType ) ) );
1125                        Statement *bodyStmt;
1126
1127                        std::list< TypeDecl *>::iterator tyArg = realType->get_forall().begin();
1128                        std::list< TypeDecl *>::iterator tyParam = adapterType->get_forall().begin();
1129                        std::list< TypeDecl *>::iterator realTyParam = adaptee->get_forall().begin();
1130                        for ( ; tyParam != adapterType->get_forall().end(); ++tyArg, ++tyParam, ++realTyParam ) {
1131                                assert( tyArg != realType->get_forall().end() );
1132                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertArg = (*tyArg)->get_assertions().begin();
1133                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertParam = (*tyParam)->get_assertions().begin();
1134                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator realAssertParam = (*realTyParam)->get_assertions().begin();
1135                                for ( ; assertParam != (*tyParam)->get_assertions().end(); ++assertArg, ++assertParam, ++realAssertParam ) {
1136                                        assert( assertArg != (*tyArg)->get_assertions().end() );
1137                                        adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *assertParam, *assertArg, *realAssertParam, tyVars ) );
1138                                } // for
1139                        } // for
1140
1141                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = realType->get_parameters().begin();
1142                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator param = adapterType->get_parameters().begin();
1143                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator realParam = adaptee->get_parameters().begin();
1144                        param++;                // skip adaptee parameter in the adapter type
1145                        if ( realType->get_returnVals().empty() ) {
1146                                // void return
1147                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
1148                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, adapteeApp );
1149                        } else if ( isPolyType( adaptee->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
1150                                // return type T
1151                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
1152                                        (*param)->set_name( "_ret" );
1153                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
1154                                } // if
1155                                UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
1156                                UntypedExpr *deref = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
1157                                deref->get_args().push_back( new CastExpr( new VariableExpr( *param++ ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType->get_returnVals().front()->get_type()->clone() ) ) );
1158                                assign->get_args().push_back( deref );
1159                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
1160                                assign->get_args().push_back( adapteeApp );
1161                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, assign );
1162                        } else {
1163                                // adapter for a function that returns a monomorphic value
1164                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
1165                                bodyStmt = new ReturnStmt( noLabels, adapteeApp );
1166                        } // if
1167                        CompoundStmt *adapterBody = new CompoundStmt( noLabels );
1168                        adapterBody->get_kids().push_back( bodyStmt );
1169                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
1170                        return new FunctionDecl( adapterName, DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, adapterType, adapterBody, false, false );
1171                }
1172
1173                void Pass1::passAdapters( ApplicationExpr * appExpr, FunctionType * functionType, const TyVarMap & exprTyVars ) {
1174                        // collect a list of function types passed as parameters or implicit parameters (assertions)
1175                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
1176                        std::list< FunctionType *> functions;
1177                        for ( std::list< TypeDecl *>::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
1178                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
1179                                        findFunction( (*assert)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
1180                                } // for
1181                        } // for
1182                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
1183                                findFunction( (*arg)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
1184                        } // for
1185
1186                        // parameter function types for which an appropriate adapter has been generated.  we cannot use the types
1187                        // after applying substitutions, since two different parameter types may be unified to the same type
1188                        std::set< std::string > adaptersDone;
1189
1190                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
1191                                FunctionType *originalFunction = (*funType)->clone();
1192                                FunctionType *realFunction = (*funType)->clone();
1193                                std::string mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
1194
1195                                // only attempt to create an adapter or pass one as a parameter if we haven't already done so for this
1196                                // pre-substitution parameter function type.
1197                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
1198                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
1199
1200                                        // apply substitution to type variables to figure out what the adapter's type should look like
1201                                        assert( env );
1202                                        env->apply( realFunction );
1203                                        mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
1204                                        mangleName += makePolyMonoSuffix( originalFunction, exprTyVars );
1205
1206                                        typedef ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* >::iterator AdapterIter;
1207                                        AdapterIter adapter = adapters.find( mangleName );
1208                                        if ( adapter == adapters.end() ) {
1209                                                // adapter has not been created yet in the current scope, so define it
1210                                                FunctionDecl *newAdapter = makeAdapter( *funType, realFunction, mangleName, exprTyVars );
1211                                                std::pair< AdapterIter, bool > answer = adapters.insert( std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, newAdapter ) );
1212                                                adapter = answer.first;
1213                                                stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newAdapter ) );
1214                                        } // if
1215                                        assert( adapter != adapters.end() );
1216
1217                                        // add the appropriate adapter as a parameter
1218                                        appExpr->get_args().push_front( new VariableExpr( adapter->second ) );
1219                                } // if
1220                        } // for
1221                } // passAdapters
1222
1223                Expression *makeIncrDecrExpr( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyType, bool isIncr ) {
1224                        NameExpr *opExpr;
1225                        if ( isIncr ) {
1226                                opExpr = new NameExpr( "?+=?" );
1227                        } else {
1228                                opExpr = new NameExpr( "?-=?" );
1229                        } // if
1230                        UntypedExpr *addAssign = new UntypedExpr( opExpr );
1231                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
1232                                addAssign->get_args().push_back( address->get_arg() );
1233                        } else {
1234                                addAssign->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1235                        } // if
1236                        addAssign->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( mangleType( polyType ) ) ) );
1237                        addAssign->get_results().front() = appExpr->get_results().front()->clone();
1238                        if ( appExpr->get_env() ) {
1239                                addAssign->set_env( appExpr->get_env() );
1240                                appExpr->set_env( 0 );
1241                        } // if
1242                        appExpr->get_args().clear();
1243                        delete appExpr;
1244                        return addAssign;
1245                }
1246
1247                Expression *Pass1::handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr ) {
1248                        if ( VariableExpr *varExpr = dynamic_cast< VariableExpr *>( appExpr->get_function() ) ) {
1249                                if ( varExpr->get_var()->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
1250                                        if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?[?]" ) {
1251                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
1252                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1253                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_results().front(), scopeTyVars, env );
1254                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_results().front(), scopeTyVars, env );
1255                                                assert( ! baseType1 || ! baseType2 ); // the arguments cannot both be polymorphic pointers
1256                                                UntypedExpr *ret = 0;
1257                                                if ( baseType1 || baseType2 ) { // one of the arguments is a polymorphic pointer
1258                                                        ret = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
1259                                                } // if
1260                                                if ( baseType1 ) {
1261                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1262                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1263                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1264                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1265                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
1266                                                } else if ( baseType2 ) {
1267                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1268                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1269                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType2->clone() ) );
1270                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
1271                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1272                                                } // if
1273                                                if ( baseType1 || baseType2 ) {
1274                                                        ret->get_results().push_front( appExpr->get_results().front()->clone() );
1275                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1276                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
1277                                                                appExpr->set_env( 0 );
1278                                                        } // if
1279                                                        appExpr->get_args().clear();
1280                                                        delete appExpr;
1281                                                        return ret;
1282                                                } // if
1283                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "*?" ) {
1284                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
1285                                                assert( ! appExpr->get_args().empty() );
1286                                                if ( isPolyType( appExpr->get_results().front(), scopeTyVars, env ) ) {
1287                                                        Expression *ret = appExpr->get_args().front();
1288                                                        delete ret->get_results().front();
1289                                                        ret->get_results().front() = appExpr->get_results().front()->clone();
1290                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1291                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
1292                                                                appExpr->set_env( 0 );
1293                                                        } // if
1294                                                        appExpr->get_args().clear();
1295                                                        delete appExpr;
1296                                                        return ret;
1297                                                } // if
1298                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?++" || varExpr->get_var()->get_name() == "?--" ) {
1299                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
1300                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
1301                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_results().front(), scopeTyVars, env ) ) {
1302                                                        Type *tempType = appExpr->get_results().front()->clone();
1303                                                        if ( env ) {
1304                                                                env->apply( tempType );
1305                                                        } // if
1306                                                        ObjectDecl *newObj = makeTemporary( tempType );
1307                                                        VariableExpr *tempExpr = new VariableExpr( newObj );
1308                                                        UntypedExpr *assignExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
1309                                                        assignExpr->get_args().push_back( tempExpr->clone() );
1310                                                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
1311                                                                assignExpr->get_args().push_back( address->get_arg()->clone() );
1312                                                        } else {
1313                                                                assignExpr->get_args().push_back( appExpr->get_args().front()->clone() );
1314                                                        } // if
1315                                                        CommaExpr *firstComma = new CommaExpr( assignExpr, makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "?++" ) );
1316                                                        return new CommaExpr( firstComma, tempExpr );
1317                                                } // if
1318                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "++?" || varExpr->get_var()->get_name() == "--?" ) {
1319                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
1320                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
1321                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_results().front(), scopeTyVars, env ) ) {
1322                                                        return makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "++?" );
1323                                                } // if
1324                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-?" ) {
1325                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
1326                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1327                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_results().front(), scopeTyVars, env );
1328                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_results().front(), scopeTyVars, env );
1329                                                if ( baseType1 && baseType2 ) {
1330                                                        UntypedExpr *divide = new UntypedExpr( new NameExpr( "?/?" ) );
1331                                                        divide->get_args().push_back( appExpr );
1332                                                        divide->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1333                                                        divide->get_results().push_front( appExpr->get_results().front()->clone() );
1334                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1335                                                                divide->set_env( appExpr->get_env() );
1336                                                                appExpr->set_env( 0 );
1337                                                        } // if
1338                                                        return divide;
1339                                                } else if ( baseType1 ) {
1340                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1341                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1342                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1343                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
1344                                                } else if ( baseType2 ) {
1345                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1346                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1347                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType2->clone() ) );
1348                                                        appExpr->get_args().front() = multiply;
1349                                                } // if
1350                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+=?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-=?" ) {
1351                                                assert( ! appExpr->get_results().empty() );
1352                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1353                                                Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_results().front(), scopeTyVars, env );
1354                                                if ( baseType ) {
1355                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1356                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1357                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType->clone() ) );
1358                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
1359                                                } // if
1360                                        } // if
1361                                        return appExpr;
1362                                } // if
1363                        } // if
1364                        return 0;
1365                }
1366
1367                Expression *Pass1::mutate( ApplicationExpr *appExpr ) {
1368                        // std::cerr << "mutate appExpr: ";
1369                        // for ( TyVarMap::iterator i = scopeTyVars.begin(); i != scopeTyVars.end(); ++i ) {
1370                        //      std::cerr << i->first << " ";
1371                        // }
1372                        // std::cerr << "\n";
1373                        bool oldUseRetval = useRetval;
1374                        useRetval = false;
1375                        appExpr->get_function()->acceptMutator( *this );
1376                        mutateAll( appExpr->get_args(), *this );
1377                        useRetval = oldUseRetval;
1378
1379                        assert( ! appExpr->get_function()->get_results().empty() );
1380                        PointerType *pointer = dynamic_cast< PointerType *>( appExpr->get_function()->get_results().front() );
1381                        assert( pointer );
1382                        FunctionType *function = dynamic_cast< FunctionType *>( pointer->get_base() );
1383                        assert( function );
1384
1385                        if ( Expression *newExpr = handleIntrinsics( appExpr ) ) {
1386                                return newExpr;
1387                        } // if
1388
1389                        Expression *ret = appExpr;
1390
1391                        std::list< Expression *>::iterator arg = appExpr->get_args().begin();
1392                        std::list< Expression *>::iterator paramBegin = appExpr->get_args().begin();
1393
1394                        TyVarMap exprTyVars( (TypeDecl::Kind)-1 );
1395                        makeTyVarMap( function, exprTyVars );
1396                        ReferenceToType *polyRetType = isPolyRet( function );
1397
1398                        if ( polyRetType ) {
1399                                ret = addPolyRetParam( appExpr, function, polyRetType, arg );
1400                        } else if ( needsAdapter( function, scopeTyVars ) ) {
1401                                // std::cerr << "needs adapter: ";
1402                                // printTyVarMap( std::cerr, scopeTyVars );
1403                                // std::cerr << *env << std::endl;
1404                                // change the application so it calls the adapter rather than the passed function
1405                                ret = applyAdapter( appExpr, function, arg, scopeTyVars );
1406                        } // if
1407                        arg = appExpr->get_args().begin();
1408
1409                        passTypeVars( appExpr, polyRetType, arg, exprTyVars );
1410                        addInferredParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
1411
1412                        arg = paramBegin;
1413
1414                        boxParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
1415                        passAdapters( appExpr, function, exprTyVars );
1416
1417                        return ret;
1418                }
1419
1420                Expression *Pass1::mutate( UntypedExpr *expr ) {
1421                        if ( ! expr->get_results().empty() && isPolyType( expr->get_results().front(), scopeTyVars, env ) ) {
1422                                if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->get_function() ) ) {
1423                                        if ( name->get_name() == "*?" ) {
1424                                                Expression *ret = expr->get_args().front();
1425                                                expr->get_args().clear();
1426                                                delete expr;
1427                                                return ret->acceptMutator( *this );
1428                                        } // if
1429                                } // if
1430                        } // if
1431                        return PolyMutator::mutate( expr );
1432                }
1433
1434                Expression *Pass1::mutate( AddressExpr *addrExpr ) {
1435                        assert( ! addrExpr->get_arg()->get_results().empty() );
1436
1437                        bool needs = false;
1438                        if ( UntypedExpr *expr = dynamic_cast< UntypedExpr *>( addrExpr->get_arg() ) ) {
1439                                if ( ! expr->get_results().empty() && isPolyType( expr->get_results().front(), scopeTyVars, env ) ) {
1440                                        if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->get_function() ) ) {
1441                                                if ( name->get_name() == "*?" ) {
1442                                                        if ( ApplicationExpr * appExpr = dynamic_cast< ApplicationExpr * >( expr->get_args().front() ) ) {
1443                                                                assert( ! appExpr->get_function()->get_results().empty() );
1444                                                                PointerType *pointer = dynamic_cast< PointerType *>( appExpr->get_function()->get_results().front() );
1445                                                                assert( pointer );
1446                                                                FunctionType *function = dynamic_cast< FunctionType *>( pointer->get_base() );
1447                                                                assert( function );
1448                                                                needs = needsAdapter( function, scopeTyVars );
1449                                                        } // if
1450                                                } // if
1451                                        } // if
1452                                } // if
1453                        } // if
1454                        // isPolyType check needs to happen before mutating addrExpr arg, so pull it forward
1455                        // out of the if condition.
1456                        bool polytype = isPolyType( addrExpr->get_arg()->get_results().front(), scopeTyVars, env );
1457                        addrExpr->set_arg( mutateExpression( addrExpr->get_arg() ) );
1458                        if ( polytype || needs ) {
1459                                Expression *ret = addrExpr->get_arg();
1460                                delete ret->get_results().front();
1461                                ret->get_results().front() = addrExpr->get_results().front()->clone();
1462                                addrExpr->set_arg( 0 );
1463                                delete addrExpr;
1464                                return ret;
1465                        } else {
1466                                return addrExpr;
1467                        } // if
1468                }
1469
1470                /// Wraps a function declaration in a new pointer-to-function variable expression
1471                VariableExpr *wrapFunctionDecl( DeclarationWithType *functionDecl ) {
1472                        // line below cloned from FixFunction.cc
1473                        ObjectDecl *functionObj = new ObjectDecl( functionDecl->get_name(), functionDecl->get_storageClass(), functionDecl->get_linkage(), 0,
1474                                                                  new PointerType( Type::Qualifiers(), functionDecl->get_type()->clone() ), 0 );
1475                        functionObj->set_mangleName( functionDecl->get_mangleName() );
1476                        return new VariableExpr( functionObj );
1477                }
1478
1479                /// Finds the operation declaration for a given type in one of the two maps
1480                DeclarationWithType* findOpForType( Type *formalType, const ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* >& ops, ResolvExpr::TypeMap< DeclarationWithType >& scopedOps ) {
1481                        if ( TypeInstType *formalTypeInstType = dynamic_cast< TypeInstType* >( formalType ) ) {
1482                                ScopedMap< std::string, DeclarationWithType *>::const_iterator opIt = ops.find( formalTypeInstType->get_name() );
1483                                return opIt == ops.end() ? 0 : opIt->second;
1484                        } else {
1485                                return scopedOps.find( formalType );
1486                        }
1487                }
1488
1489                /// Adds an assertion parameter to the application expression for the actual assertion declaration valued with the assert op
1490                void addAssertionFor( ApplicationExpr *appExpr, DeclarationWithType *actualDecl, DeclarationWithType *assertOp ) {
1491                        appExpr->get_inferParams()[ actualDecl->get_uniqueId() ]
1492                                        = ParamEntry( assertOp->get_uniqueId(), assertOp->get_type()->clone(), actualDecl->get_type()->clone(), wrapFunctionDecl( assertOp ) );
1493                }
1494               
1495                Statement * Pass1::mutate( ReturnStmt *returnStmt ) {
1496                        if ( retval && returnStmt->get_expr() ) {
1497                                assert( ! returnStmt->get_expr()->get_results().empty() );
1498                                // ***** Code Removal ***** After introducing a temporary variable for all return expressions, the following code appears superfluous.
1499                                // if ( returnStmt->get_expr()->get_results().front()->get_isLvalue() ) {
1500                                // by this point, a cast expr on a polymorphic return value is redundant
1501                                while ( CastExpr *castExpr = dynamic_cast< CastExpr *>( returnStmt->get_expr() ) ) {
1502                                        returnStmt->set_expr( castExpr->get_arg() );
1503                                        returnStmt->get_expr()->set_env( castExpr->get_env() );
1504                                        castExpr->set_env( 0 );
1505                                        castExpr->set_arg( 0 );
1506                                        delete castExpr;
1507                                } //while
1508
1509                                // find assignment operator for (polymorphic) return type
1510                                ApplicationExpr *assignExpr = 0;
1511                                if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType *>( retval->get_type() ) ) {
1512                                        // find assignment operator for type variable
1513                                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType *>::const_iterator assignIter = assignOps.find( typeInst->get_name() );
1514                                        if ( assignIter == assignOps.end() ) {
1515                                                throw SemanticError( "Attempt to return dtype or ftype object in ", returnStmt->get_expr() );
1516                                        } // if
1517                                        assignExpr = new ApplicationExpr( new VariableExpr( assignIter->second ) );
1518                                } else if ( ReferenceToType *refType = dynamic_cast< ReferenceToType *>( retval->get_type() ) ) {
1519                                        // find assignment operator for generic type
1520                                        DeclarationWithType *functionDecl = scopedAssignOps.find( refType );
1521                                        if ( ! functionDecl ) {
1522                                                throw SemanticError( "Attempt to return dtype or ftype generic object in ", returnStmt->get_expr() );
1523                                        }
1524
1525                                        // wrap it up in an application expression
1526                                        assignExpr = new ApplicationExpr( wrapFunctionDecl( functionDecl ) );
1527                                        assignExpr->set_env( env->clone() );
1528
1529                                        // find each of its needed secondary assignment operators
1530                                        std::list< Expression* > &tyParams = refType->get_parameters();
1531                                        std::list< TypeDecl* > &forallParams = functionDecl->get_type()->get_forall();
1532                                        std::list< Expression* >::const_iterator tyIt = tyParams.begin();
1533                                        std::list< TypeDecl* >::const_iterator forallIt = forallParams.begin();
1534                                        for ( ; tyIt != tyParams.end() && forallIt != forallParams.end(); ++tyIt, ++forallIt ) {
1535                                                // Add appropriate mapping to assignment expression environment
1536                                                TypeExpr *formalTypeExpr = dynamic_cast< TypeExpr* >( *tyIt );
1537                                                assert( formalTypeExpr && "type parameters must be type expressions" );
1538                                                Type *formalType = formalTypeExpr->get_type();
1539                                                assignExpr->get_env()->add( (*forallIt)->get_name(), formalType );
1540
1541                                                // skip non-otype parameters (ftype/dtype)
1542                                                if ( (*forallIt)->get_kind() != TypeDecl::Any ) continue;
1543
1544                                                // find otype operators for formal type
1545                                                DeclarationWithType *assertAssign = findOpForType( formalType, assignOps, scopedAssignOps );
1546                                                if ( ! assertAssign ) throw SemanticError( "No assignment operation found for ", formalType );
1547
1548                                                DeclarationWithType *assertCtor = findOpForType( formalType, ctorOps, scopedCtorOps );
1549                                                if ( ! assertCtor ) throw SemanticError( "No default constructor found for ", formalType );
1550
1551                                                DeclarationWithType *assertCopy = findOpForType( formalType, copyOps, scopedCopyOps );
1552                                                if ( ! assertCopy ) throw SemanticError( "No copy constructor found for ", formalType );
1553
1554                                                DeclarationWithType *assertDtor = findOpForType( formalType, dtorOps, scopedDtorOps );
1555                                                if ( ! assertDtor ) throw SemanticError( "No destructor found for ", formalType );
1556                                               
1557                                                // add inferred parameters for otype operators to assignment expression
1558                                                // NOTE: Code here assumes that first four assertions are assign op, ctor, copy ctor, dtor, in that order
1559                                                std::list< DeclarationWithType* > &asserts = (*forallIt)->get_assertions();
1560                                                assert( asserts.size() >= 4 && "Type param needs otype operator assertions" );
1561
1562                                                std::list< DeclarationWithType* >::iterator actualIt = asserts.begin();
1563                                                addAssertionFor( assignExpr, *actualIt, assertAssign );
1564                                                ++actualIt;
1565                                                addAssertionFor( assignExpr, *actualIt, assertCtor );
1566                                                ++actualIt;
1567                                                addAssertionFor( assignExpr, *actualIt, assertCopy );
1568                                                ++actualIt;
1569                                                addAssertionFor( assignExpr, *actualIt, assertDtor );
1570                                               
1571                                                //DeclarationWithType *actualDecl = asserts.front();
1572                                                //assignExpr->get_inferParams()[ actualDecl->get_uniqueId() ]
1573                                                //      = ParamEntry( assertAssign->get_uniqueId(), assertAssign->get_type()->clone(), actualDecl->get_type()->clone(), wrapFunctionDecl( assertAssign ) );
1574                                        }
1575                                }
1576                                assert( assignExpr );
1577
1578                                // replace return statement with appropriate assignment to out parameter
1579                                Expression *retParm = new NameExpr( retval->get_name() );
1580                                retParm->get_results().push_back( new PointerType( Type::Qualifiers(), retval->get_type()->clone() ) );
1581                                assignExpr->get_args().push_back( retParm );
1582                                assignExpr->get_args().push_back( returnStmt->get_expr() );
1583                                stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, mutateExpression( assignExpr ) ) );
1584                                // } else {
1585                                //      useRetval = true;
1586                                //      stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, mutateExpression( returnStmt->get_expr() ) ) );
1587                                //      useRetval = false;
1588                                // } // if
1589                                returnStmt->set_expr( 0 );
1590                        } else {
1591                                returnStmt->set_expr( mutateExpression( returnStmt->get_expr() ) );
1592                        } // if
1593                        return returnStmt;
1594                }
1595
1596                Type * Pass1::mutate( PointerType *pointerType ) {
1597                        scopeTyVars.beginScope();
1598                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1599
1600                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1601
1602                        scopeTyVars.endScope();
1603                        return ret;
1604                }
1605
1606                Type * Pass1::mutate( FunctionType *functionType ) {
1607                        scopeTyVars.beginScope();
1608                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
1609
1610                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
1611
1612                        scopeTyVars.endScope();
1613                        return ret;
1614                }
1615
1616                void Pass1::doBeginScope() {
1617                        adapters.beginScope();
1618                        scopedAssignOps.beginScope();
1619                        scopedCtorOps.beginScope();
1620                        scopedCopyOps.beginScope();
1621                        scopedDtorOps.beginScope();
1622                }
1623
1624                void Pass1::doEndScope() {
1625                        adapters.endScope();
1626                        scopedAssignOps.endScope();
1627                        scopedCtorOps.endScope();
1628                        scopedCopyOps.endScope();
1629                        scopedDtorOps.endScope();
1630                }
1631
1632////////////////////////////////////////// Pass2 ////////////////////////////////////////////////////
1633
1634                void Pass2::addAdapters( FunctionType *functionType ) {
1635                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
1636                        std::list< FunctionType *> functions;
1637                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
1638                                Type *orig = (*arg)->get_type();
1639                                findAndReplaceFunction( orig, functions, scopeTyVars, needsAdapter );
1640                                (*arg)->set_type( orig );
1641                        }
1642                        std::set< std::string > adaptersDone;
1643                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
1644                                std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
1645                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
1646                                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
1647                                        paramList.push_front( new ObjectDecl( adapterName, DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), 0 ) );
1648                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
1649                                }
1650                        }
1651//  deleteAll( functions );
1652                }
1653
1654                template< typename DeclClass >
1655                DeclClass * Pass2::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
1656                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Mutator::mutate( decl ) );
1657
1658                        return ret;
1659                }
1660
1661                DeclarationWithType * Pass2::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1662                        return handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
1663                }
1664
1665                ObjectDecl * Pass2::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1666                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
1667                }
1668
1669                TypeDecl * Pass2::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1670                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
1671                        if ( typeDecl->get_base() ) {
1672                                return handleDecl( typeDecl, typeDecl->get_base() );
1673                        } else {
1674                                return Mutator::mutate( typeDecl );
1675                        }
1676                }
1677
1678                TypedefDecl * Pass2::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1679                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
1680                }
1681
1682                Type * Pass2::mutate( PointerType *pointerType ) {
1683                        scopeTyVars.beginScope();
1684                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1685
1686                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1687
1688                        scopeTyVars.endScope();
1689                        return ret;
1690                }
1691
1692                Type *Pass2::mutate( FunctionType *funcType ) {
1693                        scopeTyVars.beginScope();
1694                        makeTyVarMap( funcType, scopeTyVars );
1695
1696                        // move polymorphic return type to parameter list
1697                        if ( isPolyRet( funcType ) ) {
1698                                DeclarationWithType *ret = funcType->get_returnVals().front();
1699                                ret->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), ret->get_type() ) );
1700                                funcType->get_parameters().push_front( ret );
1701                                funcType->get_returnVals().pop_front();
1702                        }
1703
1704                        // add size/align and assertions for type parameters to parameter list
1705                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator last = funcType->get_parameters().begin();
1706                        std::list< DeclarationWithType *> inferredParams;
1707                        ObjectDecl newObj( "", DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), 0 );
1708                        ObjectDecl newPtr( "", DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0,
1709                                           new PointerType( Type::Qualifiers(), new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ) ), 0 );
1710                        for ( std::list< TypeDecl *>::const_iterator tyParm = funcType->get_forall().begin(); tyParm != funcType->get_forall().end(); ++tyParm ) {
1711                                ObjectDecl *sizeParm, *alignParm;
1712                                // add all size and alignment parameters to parameter list
1713                                if ( (*tyParm)->get_kind() == TypeDecl::Any ) {
1714                                        TypeInstType parmType( Type::Qualifiers(), (*tyParm)->get_name(), *tyParm );
1715                                        std::string parmName = mangleType( &parmType );
1716
1717                                        sizeParm = newObj.clone();
1718                                        sizeParm->set_name( sizeofName( parmName ) );
1719                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1720                                        ++last;
1721
1722                                        alignParm = newObj.clone();
1723                                        alignParm->set_name( alignofName( parmName ) );
1724                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1725                                        ++last;
1726                                }
1727                                // move all assertions into parameter list
1728                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyParm)->get_assertions().begin(); assert != (*tyParm)->get_assertions().end(); ++assert ) {
1729//      *assert = (*assert)->acceptMutator( *this );
1730                                        inferredParams.push_back( *assert );
1731                                }
1732                                (*tyParm)->get_assertions().clear();
1733                        }
1734
1735                        // add size/align for generic parameter types to parameter list
1736                        std::set< std::string > seenTypes; // sizeofName for generic types we've seen
1737                        for ( std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = last; fnParm != funcType->get_parameters().end(); ++fnParm ) {
1738                                Type *polyType = isPolyType( (*fnParm)->get_type(), scopeTyVars );
1739                                if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
1740                                        std::string typeName = mangleType( polyType );
1741                                        if ( seenTypes.count( typeName ) ) continue;
1742
1743                                        ObjectDecl *sizeParm, *alignParm, *offsetParm;
1744                                        sizeParm = newObj.clone();
1745                                        sizeParm->set_name( sizeofName( typeName ) );
1746                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1747                                        ++last;
1748
1749                                        alignParm = newObj.clone();
1750                                        alignParm->set_name( alignofName( typeName ) );
1751                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1752                                        ++last;
1753
1754                                        if ( StructInstType *polyBaseStruct = dynamic_cast< StructInstType* >( polyType ) ) {
1755                                                // NOTE zero-length arrays are illegal in C, so empty structs have no offset array
1756                                                if ( ! polyBaseStruct->get_baseStruct()->get_members().empty() ) {
1757                                                        offsetParm = newPtr.clone();
1758                                                        offsetParm->set_name( offsetofName( typeName ) );
1759                                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, offsetParm );
1760                                                        ++last;
1761                                                }
1762                                        }
1763
1764                                        seenTypes.insert( typeName );
1765                                }
1766                        }
1767
1768                        // splice assertion parameters into parameter list
1769                        funcType->get_parameters().splice( last, inferredParams );
1770                        addAdapters( funcType );
1771                        mutateAll( funcType->get_returnVals(), *this );
1772                        mutateAll( funcType->get_parameters(), *this );
1773
1774                        scopeTyVars.endScope();
1775                        return funcType;
1776                }
1777
1778//////////////////////////////////////// GenericInstantiator //////////////////////////////////////////////////
1779
1780                /// Makes substitutions of params into baseParams; returns true if all parameters substituted for a concrete type
1781                bool makeSubstitutions( const std::list< TypeDecl* >& baseParams, const std::list< Expression* >& params, std::list< TypeExpr* >& out ) {
1782                        bool allConcrete = true;  // will finish the substitution list even if they're not all concrete
1783
1784                        // substitute concrete types for given parameters, and incomplete types for placeholders
1785                        std::list< TypeDecl* >::const_iterator baseParam = baseParams.begin();
1786                        std::list< Expression* >::const_iterator param = params.begin();
1787                        for ( ; baseParam != baseParams.end() && param != params.end(); ++baseParam, ++param ) {
1788        //                      switch ( (*baseParam)->get_kind() ) {
1789        //                      case TypeDecl::Any: {   // any type is a valid substitution here; complete types can be used to instantiate generics
1790                                        TypeExpr *paramType = dynamic_cast< TypeExpr* >( *param );
1791                                        assert(paramType && "Aggregate parameters should be type expressions");
1792                                        out.push_back( paramType->clone() );
1793                                        // check that the substituted type isn't a type variable itself
1794                                        if ( dynamic_cast< TypeInstType* >( paramType->get_type() ) ) {
1795                                                allConcrete = false;
1796                                        }
1797        //                              break;
1798        //                      }
1799        //                      case TypeDecl::Dtype:  // dtype can be consistently replaced with void [only pointers, which become void*]
1800        //                              out.push_back( new TypeExpr( new VoidType( Type::Qualifiers() ) ) );
1801        //                              break;
1802        //                      case TypeDecl::Ftype:  // pointer-to-ftype can be consistently replaced with void (*)(void) [similar to dtype]
1803        //                              out.push_back( new TypeExpr( new FunctionType( Type::Qualifiers(), false ) ) );
1804        //                              break;
1805        //                      }
1806                        }
1807
1808                        // if any parameters left over, not done
1809                        if ( baseParam != baseParams.end() ) return false;
1810        //              // if not enough parameters given, substitute remaining incomplete types for placeholders
1811        //              for ( ; baseParam != baseParams.end(); ++baseParam ) {
1812        //                      switch ( (*baseParam)->get_kind() ) {
1813        //                      case TypeDecl::Any:    // no more substitutions here, fail early
1814        //                              return false;
1815        //                      case TypeDecl::Dtype:  // dtype can be consistently replaced with void [only pointers, which become void*]
1816        //                              out.push_back( new TypeExpr( new VoidType( Type::Qualifiers() ) ) );
1817        //                              break;
1818        //                      case TypeDecl::Ftype:  // pointer-to-ftype can be consistently replaced with void (*)(void) [similar to dtype]
1819        //                              out.push_back( new TypeExpr( new FunctionType( Type::Qualifiers(), false ) ) );
1820        //                              break;
1821        //                      }
1822        //              }
1823
1824                        return allConcrete;
1825                }
1826
1827                /// Substitutes types of members of in according to baseParams => typeSubs, appending the result to out
1828                void substituteMembers( const std::list< Declaration* >& in, const std::list< TypeDecl* >& baseParams, const std::list< TypeExpr* >& typeSubs,
1829                                                                std::list< Declaration* >& out ) {
1830                        // substitute types into new members
1831                        TypeSubstitution subs( baseParams.begin(), baseParams.end(), typeSubs.begin() );
1832                        for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = in.begin(); member != in.end(); ++member ) {
1833                                Declaration *newMember = (*member)->clone();
1834                                subs.apply(newMember);
1835                                out.push_back( newMember );
1836                        }
1837                }
1838
1839                Type* GenericInstantiator::mutate( StructInstType *inst ) {
1840                        // mutate subtypes
1841                        Type *mutated = Mutator::mutate( inst );
1842                        inst = dynamic_cast< StructInstType* >( mutated );
1843                        if ( ! inst ) return mutated;
1844
1845                        // exit early if no need for further mutation
1846                        if ( inst->get_parameters().empty() ) return inst;
1847                        assert( inst->get_baseParameters() && "Base struct has parameters" );
1848
1849                        // check if type can be concretely instantiated; put substitutions into typeSubs
1850                        std::list< TypeExpr* > typeSubs;
1851                        if ( ! makeSubstitutions( *inst->get_baseParameters(), inst->get_parameters(), typeSubs ) ) {
1852                                deleteAll( typeSubs );
1853                                return inst;
1854                        }
1855
1856                        // make concrete instantiation of generic type
1857                        StructDecl *concDecl = lookup( inst, typeSubs );
1858                        if ( ! concDecl ) {
1859                                // set concDecl to new type, insert type declaration into statements to add
1860                                concDecl = new StructDecl( typeNamer.newName( inst->get_name() ) );
1861                                substituteMembers( inst->get_baseStruct()->get_members(), *inst->get_baseParameters(), typeSubs,        concDecl->get_members() );
1862                                DeclMutator::addDeclaration( concDecl );
1863                                insert( inst, typeSubs, concDecl );
1864                        }
1865                        StructInstType *newInst = new StructInstType( inst->get_qualifiers(), concDecl->get_name() );
1866                        newInst->set_baseStruct( concDecl );
1867
1868                        deleteAll( typeSubs );
1869                        delete inst;
1870                        return newInst;
1871                }
1872
1873                Type* GenericInstantiator::mutate( UnionInstType *inst ) {
1874                        // mutate subtypes
1875                        Type *mutated = Mutator::mutate( inst );
1876                        inst = dynamic_cast< UnionInstType* >( mutated );
1877                        if ( ! inst ) return mutated;
1878
1879                        // exit early if no need for further mutation
1880                        if ( inst->get_parameters().empty() ) return inst;
1881                        assert( inst->get_baseParameters() && "Base union has parameters" );
1882
1883                        // check if type can be concretely instantiated; put substitutions into typeSubs
1884                        std::list< TypeExpr* > typeSubs;
1885                        if ( ! makeSubstitutions( *inst->get_baseParameters(), inst->get_parameters(), typeSubs ) ) {
1886                                deleteAll( typeSubs );
1887                                return inst;
1888                        }
1889
1890                        // make concrete instantiation of generic type
1891                        UnionDecl *concDecl = lookup( inst, typeSubs );
1892                        if ( ! concDecl ) {
1893                                // set concDecl to new type, insert type declaration into statements to add
1894                                concDecl = new UnionDecl( typeNamer.newName( inst->get_name() ) );
1895                                substituteMembers( inst->get_baseUnion()->get_members(), *inst->get_baseParameters(), typeSubs, concDecl->get_members() );
1896                                DeclMutator::addDeclaration( concDecl );
1897                                insert( inst, typeSubs, concDecl );
1898                        }
1899                        UnionInstType *newInst = new UnionInstType( inst->get_qualifiers(), concDecl->get_name() );
1900                        newInst->set_baseUnion( concDecl );
1901
1902                        deleteAll( typeSubs );
1903                        delete inst;
1904                        return newInst;
1905                }
1906
1907        //      /// Gets the base struct or union declaration for a member expression; NULL if not applicable
1908        //      AggregateDecl* getMemberBaseDecl( MemberExpr *memberExpr ) {
1909        //              // get variable for member aggregate
1910        //              VariableExpr *varExpr = dynamic_cast< VariableExpr* >( memberExpr->get_aggregate() );
1911        //              if ( ! varExpr ) return NULL;
1912        //
1913        //              // get object for variable
1914        //              ObjectDecl *objectDecl = dynamic_cast< ObjectDecl* >( varExpr->get_var() );
1915        //              if ( ! objectDecl ) return NULL;
1916        //
1917        //              // get base declaration from object type
1918        //              Type *objectType = objectDecl->get_type();
1919        //              StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( objectType );
1920        //              if ( structType ) return structType->get_baseStruct();
1921        //              UnionInstType *unionType = dynamic_cast< UnionInstType* >( objectType );
1922        //              if ( unionType ) return unionType->get_baseUnion();
1923        //
1924        //              return NULL;
1925        //      }
1926        //
1927        //      /// Finds the declaration with the given name, returning decls.end() if none such
1928        //      std::list< Declaration* >::const_iterator findDeclNamed( const std::list< Declaration* > &decls, const std::string &name ) {
1929        //              for( std::list< Declaration* >::const_iterator decl = decls.begin(); decl != decls.end(); ++decl ) {
1930        //                      if ( (*decl)->get_name() == name ) return decl;
1931        //              }
1932        //              return decls.end();
1933        //      }
1934        //
1935        //      Expression* Instantiate::mutate( MemberExpr *memberExpr ) {
1936        //              // mutate, exiting early if no longer MemberExpr
1937        //              Expression *expr = Mutator::mutate( memberExpr );
1938        //              memberExpr = dynamic_cast< MemberExpr* >( expr );
1939        //              if ( ! memberExpr ) return expr;
1940        //
1941        //              // get declaration of member and base declaration of member, exiting early if not found
1942        //              AggregateDecl *memberBase = getMemberBaseDecl( memberExpr );
1943        //              if ( ! memberBase ) return memberExpr;
1944        //              DeclarationWithType *memberDecl = memberExpr->get_member();
1945        //              std::list< Declaration* >::const_iterator baseIt = findDeclNamed( memberBase->get_members(), memberDecl->get_name() );
1946        //              if ( baseIt == memberBase->get_members().end() ) return memberExpr;
1947        //              DeclarationWithType *baseDecl = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *baseIt );
1948        //              if ( ! baseDecl ) return memberExpr;
1949        //
1950        //              // check if stated type of the member is not the type of the member's declaration; if so, need a cast
1951        //              // this *SHOULD* be safe, I don't think anything but the void-replacements I put in for dtypes would make it past the typechecker
1952        //              SymTab::Indexer dummy;
1953        //              if ( ResolvExpr::typesCompatible( memberDecl->get_type(), baseDecl->get_type(), dummy ) ) return memberExpr;
1954        //              else return new CastExpr( memberExpr, memberDecl->get_type() );
1955        //      }
1956
1957                void GenericInstantiator::doBeginScope() {
1958                        DeclMutator::doBeginScope();
1959                        instantiations.beginScope();
1960                }
1961
1962                void GenericInstantiator::doEndScope() {
1963                        DeclMutator::doEndScope();
1964                        instantiations.endScope();
1965                }
1966
1967////////////////////////////////////////// PolyGenericCalculator ////////////////////////////////////////////////////
1968
1969                void PolyGenericCalculator::beginTypeScope( Type *ty ) {
1970                        scopeTyVars.beginScope();
1971                        makeTyVarMap( ty, scopeTyVars );
1972                }
1973
1974                void PolyGenericCalculator::endTypeScope() {
1975                        scopeTyVars.endScope();
1976                }
1977
1978                template< typename DeclClass >
1979                DeclClass * PolyGenericCalculator::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
1980                        beginTypeScope( type );
1981                        knownLayouts.beginScope();
1982                        knownOffsets.beginScope();
1983
1984                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Mutator::mutate( decl ) );
1985
1986                        knownOffsets.endScope();
1987                        knownLayouts.endScope();
1988                        endTypeScope();
1989                        return ret;
1990                }
1991
1992                ObjectDecl * PolyGenericCalculator::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1993                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
1994                }
1995
1996                DeclarationWithType * PolyGenericCalculator::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1997                        return handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
1998                }
1999
2000                TypedefDecl * PolyGenericCalculator::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
2001                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
2002                }
2003
2004                TypeDecl * PolyGenericCalculator::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
2005                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
2006                        return Mutator::mutate( typeDecl );
2007                }
2008
2009                Type * PolyGenericCalculator::mutate( PointerType *pointerType ) {
2010                        beginTypeScope( pointerType );
2011
2012                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
2013
2014                        endTypeScope();
2015                        return ret;
2016                }
2017
2018                Type * PolyGenericCalculator::mutate( FunctionType *funcType ) {
2019                        beginTypeScope( funcType );
2020
2021                        // make sure that any type information passed into the function is accounted for
2022                        for ( std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = funcType->get_parameters().begin(); fnParm != funcType->get_parameters().end(); ++fnParm ) {
2023                                // condition here duplicates that in Pass2::mutate( FunctionType* )
2024                                Type *polyType = isPolyType( (*fnParm)->get_type(), scopeTyVars );
2025                                if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
2026                                        knownLayouts.insert( mangleType( polyType ) );
2027                                }
2028                        }
2029
2030                        Type *ret = Mutator::mutate( funcType );
2031
2032                        endTypeScope();
2033                        return ret;
2034                }
2035
2036                Statement *PolyGenericCalculator::mutate( DeclStmt *declStmt ) {
2037                        if ( ObjectDecl *objectDecl = dynamic_cast< ObjectDecl *>( declStmt->get_decl() ) ) {
2038                                if ( findGeneric( objectDecl->get_type() ) ) {
2039                                        // change initialization of a polymorphic value object
2040                                        // to allocate storage with alloca
2041                                        Type *declType = objectDecl->get_type();
2042                                        UntypedExpr *alloc = new UntypedExpr( new NameExpr( "__builtin_alloca" ) );
2043                                        alloc->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( mangleType( declType ) ) ) );
2044
2045                                        delete objectDecl->get_init();
2046
2047                                        std::list<Expression*> designators;
2048                                        objectDecl->set_init( new SingleInit( alloc, designators, false ) ); // not constructed
2049                                }
2050                        }
2051                        return Mutator::mutate( declStmt );
2052                }
2053
2054                /// Finds the member in the base list that matches the given declaration; returns its index, or -1 if not present
2055                long findMember( DeclarationWithType *memberDecl, std::list< Declaration* > &baseDecls ) {
2056                        long i = 0;
2057                        for(std::list< Declaration* >::const_iterator decl = baseDecls.begin(); decl != baseDecls.end(); ++decl, ++i ) {
2058                                if ( memberDecl->get_name() != (*decl)->get_name() ) continue;
2059
2060                                if ( DeclarationWithType *declWithType = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *decl ) ) {
2061                                        if ( memberDecl->get_mangleName().empty() || declWithType->get_mangleName().empty()
2062                                             || memberDecl->get_mangleName() == declWithType->get_mangleName() ) return i;
2063                                        else continue;
2064                                } else return i;
2065                        }
2066                        return -1;
2067                }
2068
2069                /// Returns an index expression into the offset array for a type
2070                Expression *makeOffsetIndex( Type *objectType, long i ) {
2071                        std::stringstream offset_namer;
2072                        offset_namer << i;
2073                        ConstantExpr *fieldIndex = new ConstantExpr( Constant( new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), offset_namer.str() ) );
2074                        UntypedExpr *fieldOffset = new UntypedExpr( new NameExpr( "?[?]" ) );
2075                        fieldOffset->get_args().push_back( new NameExpr( offsetofName( mangleType( objectType ) ) ) );
2076                        fieldOffset->get_args().push_back( fieldIndex );
2077                        return fieldOffset;
2078                }
2079
2080                /// Returns an expression dereferenced n times
2081                Expression *makeDerefdVar( Expression *derefdVar, long n ) {
2082                        for ( int i = 1; i < n; ++i ) {
2083                                UntypedExpr *derefExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
2084                                derefExpr->get_args().push_back( derefdVar );
2085                                // xxx - should set results on derefExpr
2086                                derefdVar = derefExpr;
2087                        }
2088                        return derefdVar;
2089                }
2090
2091                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( MemberExpr *memberExpr ) {
2092                        // mutate, exiting early if no longer MemberExpr
2093                        Expression *expr = Mutator::mutate( memberExpr );
2094                        memberExpr = dynamic_cast< MemberExpr* >( expr );
2095                        if ( ! memberExpr ) return expr;
2096
2097                        // get declaration for base struct, exiting early if not found
2098                        int varDepth;
2099                        VariableExpr *varExpr = getBaseVar( memberExpr->get_aggregate(), &varDepth );
2100                        if ( ! varExpr ) return memberExpr;
2101                        ObjectDecl *objectDecl = dynamic_cast< ObjectDecl* >( varExpr->get_var() );
2102                        if ( ! objectDecl ) return memberExpr;
2103
2104                        // only mutate member expressions for polymorphic types
2105                        int tyDepth;
2106                        Type *objectType = hasPolyBase( objectDecl->get_type(), scopeTyVars, &tyDepth );
2107                        if ( ! objectType ) return memberExpr;
2108                        findGeneric( objectType ); // ensure layout for this type is available
2109
2110                        Expression *newMemberExpr = 0;
2111                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( objectType ) ) {
2112                                // look up offset index
2113                                long i = findMember( memberExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
2114                                if ( i == -1 ) return memberExpr;
2115
2116                                // replace member expression with pointer to base plus offset
2117                                UntypedExpr *fieldLoc = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
2118                                fieldLoc->get_args().push_back( makeDerefdVar( varExpr->clone(), varDepth ) );
2119                                fieldLoc->get_args().push_back( makeOffsetIndex( objectType, i ) );
2120                                newMemberExpr = fieldLoc;
2121                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( objectType ) ) {
2122                                // union members are all at offset zero, so build appropriately-dereferenced variable
2123                                newMemberExpr = makeDerefdVar( varExpr->clone(), varDepth );
2124                        } else return memberExpr;
2125                        assert( newMemberExpr );
2126
2127                        Type *memberType = memberExpr->get_member()->get_type();
2128                        if ( ! isPolyType( memberType, scopeTyVars ) ) {
2129                                // 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
2130                                CastExpr *ptrCastExpr = new CastExpr( newMemberExpr, new PointerType( Type::Qualifiers(), memberType->clone() ) );
2131                                UntypedExpr *derefExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
2132                                derefExpr->get_args().push_back( ptrCastExpr );
2133                                newMemberExpr = derefExpr;
2134                        }
2135
2136                        delete memberExpr;
2137                        return newMemberExpr;
2138                }
2139
2140                ObjectDecl *PolyGenericCalculator::makeVar( const std::string &name, Type *type, Initializer *init ) {
2141                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( name, DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::C, 0, type, init );
2142                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
2143                        return newObj;
2144                }
2145
2146                void PolyGenericCalculator::addOtypeParamsToLayoutCall( UntypedExpr *layoutCall, const std::list< Type* > &otypeParams ) {
2147                        for ( std::list< Type* >::const_iterator param = otypeParams.begin(); param != otypeParams.end(); ++param ) {
2148                                if ( findGeneric( *param ) ) {
2149                                        // push size/align vars for a generic parameter back
2150                                        std::string paramName = mangleType( *param );
2151                                        layoutCall->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( paramName ) ) );
2152                                        layoutCall->get_args().push_back( new NameExpr( alignofName( paramName ) ) );
2153                                } else {
2154                                        layoutCall->get_args().push_back( new SizeofExpr( (*param)->clone() ) );
2155                                        layoutCall->get_args().push_back( new AlignofExpr( (*param)->clone() ) );
2156                                }
2157                        }
2158                }
2159
2160                /// returns true if any of the otype parameters have a dynamic layout and puts all otype parameters in the output list
2161                bool findGenericParams( std::list< TypeDecl* > &baseParams, std::list< Expression* > &typeParams, std::list< Type* > &out ) {
2162                        bool hasDynamicLayout = false;
2163
2164                        std::list< TypeDecl* >::const_iterator baseParam = baseParams.begin();
2165                        std::list< Expression* >::const_iterator typeParam = typeParams.begin();
2166                        for ( ; baseParam != baseParams.end() && typeParam != typeParams.end(); ++baseParam, ++typeParam ) {
2167                                // skip non-otype parameters
2168                                if ( (*baseParam)->get_kind() != TypeDecl::Any ) continue;
2169                                TypeExpr *typeExpr = dynamic_cast< TypeExpr* >( *typeParam );
2170                                assert( typeExpr && "all otype parameters should be type expressions" );
2171
2172                                Type *type = typeExpr->get_type();
2173                                out.push_back( type );
2174                                if ( isPolyType( type ) ) hasDynamicLayout = true;
2175                        }
2176                        assert( baseParam == baseParams.end() && typeParam == typeParams.end() );
2177
2178                        return hasDynamicLayout;
2179                }
2180
2181                bool PolyGenericCalculator::findGeneric( Type *ty ) {
2182                        ty = replaceTypeInst( ty, env );
2183                       
2184                        if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType* >( ty ) ) {
2185                                if ( scopeTyVars.find( typeInst->get_name() ) != scopeTyVars.end() ) {
2186                                        // NOTE assumes here that getting put in the scopeTyVars included having the layout variables set
2187                                        return true;
2188                                }
2189                                return false;
2190                        } else if ( StructInstType *structTy = dynamic_cast< StructInstType* >( ty ) ) {
2191                                // check if this type already has a layout generated for it
2192                                std::string typeName = mangleType( ty );
2193                                if ( knownLayouts.find( typeName ) != knownLayouts.end() ) return true;
2194
2195                                // check if any of the type parameters have dynamic layout; if none do, this type is (or will be) monomorphized
2196                                std::list< Type* > otypeParams;
2197                                if ( ! findGenericParams( *structTy->get_baseParameters(), structTy->get_parameters(), otypeParams ) ) return false;
2198
2199                                // insert local variables for layout and generate call to layout function
2200                                knownLayouts.insert( typeName );  // done early so as not to interfere with the later addition of parameters to the layout call
2201                                Type *layoutType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
2202
2203                                int n_members = structTy->get_baseStruct()->get_members().size();
2204                                if ( n_members == 0 ) {
2205                                        // all empty structs have the same layout - size 1, align 1
2206                                        makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType, new SingleInit( new ConstantExpr( Constant::from_ulong( (unsigned long)1 ) ) ) );
2207                                        makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone(), new SingleInit( new ConstantExpr( Constant::from_ulong( (unsigned long)1 ) ) ) );
2208                                        // NOTE zero-length arrays are forbidden in C, so empty structs have no offsetof array
2209                                } else {
2210                                        ObjectDecl *sizeVar = makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType );
2211                                        ObjectDecl *alignVar = makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone() );
2212                                        ObjectDecl *offsetVar = makeVar( offsetofName( typeName ), new ArrayType( Type::Qualifiers(), layoutType->clone(), new ConstantExpr( Constant::from_int( n_members ) ), false, false ) );
2213
2214                                        // generate call to layout function
2215                                        UntypedExpr *layoutCall = new UntypedExpr( new NameExpr( layoutofName( structTy->get_baseStruct() ) ) );
2216                                        layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( sizeVar ) ) );
2217                                        layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( alignVar ) ) );
2218                                        layoutCall->get_args().push_back( new VariableExpr( offsetVar ) );
2219                                        addOtypeParamsToLayoutCall( layoutCall, otypeParams );
2220
2221                                        stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, layoutCall ) );
2222                                }
2223
2224                                return true;
2225                        } else if ( UnionInstType *unionTy = dynamic_cast< UnionInstType* >( ty ) ) {
2226                                // check if this type already has a layout generated for it
2227                                std::string typeName = mangleType( ty );
2228                                if ( knownLayouts.find( typeName ) != knownLayouts.end() ) return true;
2229
2230                                // check if any of the type parameters have dynamic layout; if none do, this type is (or will be) monomorphized
2231                                std::list< Type* > otypeParams;
2232                                if ( ! findGenericParams( *unionTy->get_baseParameters(), unionTy->get_parameters(), otypeParams ) ) return false;
2233
2234                                // insert local variables for layout and generate call to layout function
2235                                knownLayouts.insert( typeName );  // done early so as not to interfere with the later addition of parameters to the layout call
2236                                Type *layoutType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
2237
2238                                ObjectDecl *sizeVar = makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType );
2239                                ObjectDecl *alignVar = makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone() );
2240
2241                                // generate call to layout function
2242                                UntypedExpr *layoutCall = new UntypedExpr( new NameExpr( layoutofName( unionTy->get_baseUnion() ) ) );
2243                                layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( sizeVar ) ) );
2244                                layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( alignVar ) ) );
2245                                addOtypeParamsToLayoutCall( layoutCall, otypeParams );
2246
2247                                stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, layoutCall ) );
2248
2249                                return true;
2250                        }
2251
2252                        return false;
2253                }
2254
2255                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( SizeofExpr *sizeofExpr ) {
2256                        Type *ty = sizeofExpr->get_type();
2257                        if ( findGeneric( ty ) ) {
2258                                Expression *ret = new NameExpr( sizeofName( mangleType( ty ) ) );
2259                                delete sizeofExpr;
2260                                return ret;
2261                        }
2262                        return sizeofExpr;
2263                }
2264
2265                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( AlignofExpr *alignofExpr ) {
2266                        Type *ty = alignofExpr->get_type();
2267                        if ( findGeneric( ty ) ) {
2268                                Expression *ret = new NameExpr( alignofName( mangleType( ty ) ) );
2269                                delete alignofExpr;
2270                                return ret;
2271                        }
2272                        return alignofExpr;
2273                }
2274
2275                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( OffsetofExpr *offsetofExpr ) {
2276                        // mutate, exiting early if no longer OffsetofExpr
2277                        Expression *expr = Mutator::mutate( offsetofExpr );
2278                        offsetofExpr = dynamic_cast< OffsetofExpr* >( expr );
2279                        if ( ! offsetofExpr ) return expr;
2280
2281                        // only mutate expressions for polymorphic structs/unions
2282                        Type *ty = offsetofExpr->get_type();
2283                        if ( ! findGeneric( ty ) ) return offsetofExpr;
2284
2285                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( ty ) ) {
2286                                // replace offsetof expression by index into offset array
2287                                long i = findMember( offsetofExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
2288                                if ( i == -1 ) return offsetofExpr;
2289
2290                                Expression *offsetInd = makeOffsetIndex( ty, i );
2291                                delete offsetofExpr;
2292                                return offsetInd;
2293                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( ty ) ) {
2294                                // all union members are at offset zero
2295                                delete offsetofExpr;
2296                                return new ConstantExpr( Constant( new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), std::string("0") ) );
2297                        } else return offsetofExpr;
2298                }
2299
2300                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( OffsetPackExpr *offsetPackExpr ) {
2301                        StructInstType *ty = offsetPackExpr->get_type();
2302
2303                        Expression *ret = 0;
2304                        if ( findGeneric( ty ) ) {
2305                                // pull offset back from generated type information
2306                                ret = new NameExpr( offsetofName( mangleType( ty ) ) );
2307                        } else {
2308                                std::string offsetName = offsetofName( mangleType( ty ) );
2309                                if ( knownOffsets.find( offsetName ) != knownOffsets.end() ) {
2310                                        // use the already-generated offsets for this type
2311                                        ret = new NameExpr( offsetName );
2312                                } else {
2313                                        knownOffsets.insert( offsetName );
2314
2315                                        std::list< Declaration* > &baseMembers = ty->get_baseStruct()->get_members();
2316                                        Type *offsetType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
2317
2318                                        // build initializer list for offset array
2319                                        std::list< Initializer* > inits;
2320                                        for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = baseMembers.begin(); member != baseMembers.end(); ++member ) {
2321                                                DeclarationWithType *memberDecl;
2322                                                if ( DeclarationWithType *origMember = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *member ) ) {
2323                                                        memberDecl = origMember->clone();
2324                                                } else {
2325                                                        memberDecl = new ObjectDecl( (*member)->get_name(), DeclarationNode::NoStorageClass, LinkageSpec::Cforall, 0, offsetType->clone(), 0 );
2326                                                }
2327                                                inits.push_back( new SingleInit( new OffsetofExpr( ty->clone(), memberDecl ) ) );
2328                                        }
2329
2330                                        // build the offset array and replace the pack with a reference to it
2331                                        ObjectDecl *offsetArray = makeVar( offsetName, new ArrayType( Type::Qualifiers(), offsetType, new ConstantExpr( Constant::from_ulong( baseMembers.size() ) ), false, false ),
2332                                                        new ListInit( inits ) );
2333                                        ret = new VariableExpr( offsetArray );
2334                                }
2335                        }
2336
2337                        delete offsetPackExpr;
2338                        return ret;
2339                }
2340
2341                void PolyGenericCalculator::doBeginScope() {
2342                        knownLayouts.beginScope();
2343                        knownOffsets.beginScope();
2344                }
2345
2346                void PolyGenericCalculator::doEndScope() {
2347                        knownLayouts.endScope();
2348                        knownOffsets.endScope();
2349                }
2350
2351////////////////////////////////////////// Pass3 ////////////////////////////////////////////////////
2352
2353                template< typename DeclClass >
2354                DeclClass * Pass3::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
2355                        scopeTyVars.beginScope();
2356                        makeTyVarMap( type, scopeTyVars );
2357
2358                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Mutator::mutate( decl ) );
2359                        ScrubTyVars::scrub( decl, scopeTyVars );
2360
2361                        scopeTyVars.endScope();
2362                        return ret;
2363                }
2364
2365                ObjectDecl * Pass3::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
2366                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
2367                }
2368
2369                DeclarationWithType * Pass3::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
2370                        return handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
2371                }
2372
2373                TypedefDecl * Pass3::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
2374                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
2375                }
2376
2377                TypeDecl * Pass3::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
2378//   Initializer *init = 0;
2379//   std::list< Expression *> designators;
2380//   scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
2381//   if ( typeDecl->get_base() ) {
2382//     init = new SimpleInit( new SizeofExpr( handleDecl( typeDecl, typeDecl->get_base() ) ), designators );
2383//   }
2384//   return new ObjectDecl( typeDecl->get_name(), Declaration::Extern, LinkageSpec::C, 0, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::UnsignedInt ), init );
2385
2386                        scopeTyVars[ typeDecl->get_name() ] = typeDecl->get_kind();
2387                        return Mutator::mutate( typeDecl );
2388                }
2389
2390                Type * Pass3::mutate( PointerType *pointerType ) {
2391                        scopeTyVars.beginScope();
2392                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
2393
2394                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
2395
2396                        scopeTyVars.endScope();
2397                        return ret;
2398                }
2399
2400                Type * Pass3::mutate( FunctionType *functionType ) {
2401                        scopeTyVars.beginScope();
2402                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
2403
2404                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
2405
2406                        scopeTyVars.endScope();
2407                        return ret;
2408                }
2409        } // anonymous namespace
2410} // namespace GenPoly
2411
2412// Local Variables: //
2413// tab-width: 4 //
2414// mode: c++ //
2415// compile-command: "make install" //
2416// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.