source: src/GenPoly/Box.cc @ d335627

aaron-thesisarm-ehcleanup-dtorsdeferred_resndemanglerjacob/cs343-translationjenkins-sandboxnew-astnew-ast-unique-exprnew-envno_listpersistent-indexerresolv-newwith_gc
Last change on this file since d335627 was d335627, checked in by Rob Schluntz <rschlunt@…>, 4 years ago

Add address-of to intrinsic reference-returning functions that are arguments to non-intrinsic functions

  • Property mode set to 100644
File size: 87.1 KB
Line 
1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2015 University of Waterloo
3//
4// The contents of this file are covered under the licence agreement in the
5// file "LICENCE" distributed with Cforall.
6//
7// Box.cc --
8//
9// Author           : Richard C. Bilson
10// Created On       : Mon May 18 07:44:20 2015
11// Last Modified By : Peter A. Buhr
12// Last Modified On : Wed Jun 21 15:49:59 2017
13// Update Count     : 346
14//
15
16#include <algorithm>
17#include <iterator>
18#include <list>
19#include <map>
20#include <set>
21#include <stack>
22#include <string>
23#include <utility>
24#include <vector>
25#include <cassert>
26
27#include "Box.h"
28#include "DeclMutator.h"
29#include "PolyMutator.h"
30#include "FindFunction.h"
31#include "ScopedSet.h"
32#include "ScrubTyVars.h"
33
34#include "Parser/ParseNode.h"
35
36#include "SynTree/Attribute.h"
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/ScopedMap.h"
54#include "Common/SemanticError.h"
55#include "Common/UniqueName.h"
56#include "Common/utility.h"
57
58#include "CodeGen/OperatorTable.h"
59
60#include "InitTweak/InitTweak.h"
61
62#include <ext/functional> // temporary
63
64namespace GenPoly {
65        namespace {
66                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars );
67
68                /// Adds layout-generation functions to polymorphic types
69                class LayoutFunctionBuilder final : public DeclMutator {
70                        unsigned int functionNesting;  // current level of nested functions
71                public:
72                        LayoutFunctionBuilder() : functionNesting( 0 ) {}
73
74                        using DeclMutator::mutate;
75                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl ) override;
76                        virtual Declaration *mutate( StructDecl *structDecl ) override;
77                        virtual Declaration *mutate( UnionDecl *unionDecl ) override;
78                };
79
80                /// 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
81                class Pass1 final : public PolyMutator {
82                  public:
83                        Pass1();
84
85                        using PolyMutator::mutate;
86                        virtual Expression *mutate( ApplicationExpr *appExpr ) override;
87                        virtual Expression *mutate( AddressExpr *addrExpr ) override;
88                        virtual Expression *mutate( UntypedExpr *expr ) override;
89                        virtual DeclarationWithType* mutate( FunctionDecl *functionDecl ) override;
90                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *typeDecl ) override;
91                        virtual Expression *mutate( CommaExpr *commaExpr ) override;
92                        virtual Expression *mutate( ConditionalExpr *condExpr ) override;
93                        virtual Statement * mutate( ReturnStmt *returnStmt ) override;
94                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType ) override;
95                        virtual Type * mutate( FunctionType *functionType ) override;
96
97                        virtual void doBeginScope() override;
98                        virtual void doEndScope() override;
99                  private:
100                        /// Pass the extra type parameters from polymorphic generic arguments or return types into a function application
101                        void passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes );
102                        /// passes extra type parameters into a polymorphic function application
103                        void passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
104                        /// wraps a function application with a new temporary for the out-parameter return value
105                        Expression *addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
106                        /// Replaces all the type parameters of a generic type with their concrete equivalents under the current environment
107                        void replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params );
108                        /// Replaces a polymorphic type with its concrete equivalant under the current environment (returns itself if concrete).
109                        /// If `doClone` is set to false, will not clone interior types
110                        Type *replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone = true );
111                        /// wraps a function application returning a polymorphic type with a new temporary for the out-parameter return value
112                        Expression *addDynRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyType, std::list< Expression *>::iterator &arg );
113                        Expression *applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
114                        void boxParam( Type *formal, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars );
115                        void boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars );
116                        void addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars );
117                        /// Stores assignment operators from assertion list in local map of assignment operations
118                        void passAdapters( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, const TyVarMap &exprTyVars );
119                        FunctionDecl *makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars );
120                        /// Replaces intrinsic operator functions with their arithmetic desugaring
121                        Expression *handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr );
122                        /// Inserts a new temporary variable into the current scope with an auto-generated name
123                        ObjectDecl *makeTemporary( Type *type );
124
125                        ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* > adapters;     ///< Set of adapter functions in the current scope
126
127                        std::map< ApplicationExpr *, Expression * > retVals;
128
129                        DeclarationWithType *retval;
130                        UniqueName tempNamer;
131                };
132
133                /// * Moves polymorphic returns in function types to pointer-type parameters
134                /// * adds type size and assertion parameters to parameter lists
135                class Pass2 final : public PolyMutator {
136                  public:
137                        template< typename DeclClass >
138                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl );
139                        template< typename AggDecl >
140                        AggDecl * handleAggDecl( AggDecl * aggDecl );
141
142                        typedef PolyMutator Parent;
143                        using Parent::mutate;
144                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl ) override;
145                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl ) override;
146                        virtual StructDecl *mutate( StructDecl *structDecl ) override;
147                        virtual UnionDecl *mutate( UnionDecl *unionDecl ) override;
148                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *typeDecl ) override;
149                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) override;
150                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType ) override;
151                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType ) override;
152
153                  private:
154                        void addAdapters( FunctionType *functionType );
155
156                        std::map< UniqueId, std::string > adapterName;
157                };
158
159                /// Replaces member and size/align/offsetof expressions on polymorphic generic types with calculated expressions.
160                /// * Replaces member expressions for polymorphic types with calculated add-field-offset-and-dereference
161                /// * Calculates polymorphic offsetof expressions from offset array
162                /// * Inserts dynamic calculation of polymorphic type layouts where needed
163                class PolyGenericCalculator final : public PolyMutator {
164                public:
165                        typedef PolyMutator Parent;
166                        using Parent::mutate;
167
168                        PolyGenericCalculator();
169
170                        template< typename DeclClass >
171                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
172                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl ) override;
173                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl ) override;
174                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *objectDecl ) override;
175                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *objectDecl ) override;
176                        virtual Statement *mutate( DeclStmt *declStmt ) override;
177                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType ) override;
178                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType ) override;
179                        virtual Expression *mutate( MemberExpr *memberExpr ) override;
180                        virtual Expression *mutate( SizeofExpr *sizeofExpr ) override;
181                        virtual Expression *mutate( AlignofExpr *alignofExpr ) override;
182                        virtual Expression *mutate( OffsetofExpr *offsetofExpr ) override;
183                        virtual Expression *mutate( OffsetPackExpr *offsetPackExpr ) override;
184
185                        virtual void doBeginScope() override;
186                        virtual void doEndScope() override;
187
188                private:
189                        /// Makes a new variable in the current scope with the given name, type & optional initializer
190                        ObjectDecl *makeVar( const std::string &name, Type *type, Initializer *init = 0 );
191                        /// returns true if the type has a dynamic layout; such a layout will be stored in appropriately-named local variables when the function returns
192                        bool findGeneric( Type *ty );
193                        /// adds type parameters to the layout call; will generate the appropriate parameters if needed
194                        void addOtypeParamsToLayoutCall( UntypedExpr *layoutCall, const std::list< Type* > &otypeParams );
195
196                        /// Enters a new scope for type-variables, adding the type variables from ty
197                        void beginTypeScope( Type *ty );
198                        /// Exits the type-variable scope
199                        void endTypeScope();
200
201                        ScopedSet< std::string > knownLayouts;          ///< Set of generic type layouts known in the current scope, indexed by sizeofName
202                        ScopedSet< std::string > knownOffsets;          ///< Set of non-generic types for which the offset array exists in the current scope, indexed by offsetofName
203                        UniqueName bufNamer;                           ///< Namer for VLA buffers
204                };
205
206                /// 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
207                class Pass3 final : public PolyMutator {
208                  public:
209                        template< typename DeclClass >
210                        DeclClass *handleDecl( DeclClass *decl, Type *type );
211
212                        using PolyMutator::mutate;
213                        virtual DeclarationWithType *mutate( FunctionDecl *functionDecl ) override;
214                        virtual ObjectDecl *mutate( ObjectDecl *objectDecl ) override;
215                        virtual TypedefDecl *mutate( TypedefDecl *objectDecl ) override;
216                        virtual TypeDecl *mutate( TypeDecl *objectDecl ) override;
217                        virtual Type *mutate( PointerType *pointerType ) override;
218                        virtual Type *mutate( FunctionType *funcType ) override;
219                  private:
220                };
221
222        } // anonymous namespace
223
224        /// version of mutateAll with special handling for translation unit so you can check the end of the prelude when debugging
225        template< typename MutatorType >
226        inline void mutateTranslationUnit( std::list< Declaration* > &translationUnit, MutatorType &mutator ) {
227                bool seenIntrinsic = false;
228                SemanticError errors;
229                for ( typename std::list< Declaration* >::iterator i = translationUnit.begin(); i != translationUnit.end(); ++i ) {
230                        try {
231                                if ( *i ) {
232                                        if ( (*i)->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
233                                                seenIntrinsic = true;
234                                        } else if ( seenIntrinsic ) {
235                                                seenIntrinsic = false; // break on this line when debugging for end of prelude
236                                        }
237
238                                        *i = dynamic_cast< Declaration* >( (*i)->acceptMutator( mutator ) );
239                                        assert( *i );
240                                } // if
241                        } catch( SemanticError &e ) {
242                                e.set_location( (*i)->location );
243                                errors.append( e );
244                        } // try
245                } // for
246                if ( ! errors.isEmpty() ) {
247                        throw errors;
248                } // if
249        }
250
251        void box( std::list< Declaration *>& translationUnit ) {
252                LayoutFunctionBuilder layoutBuilder;
253                Pass1 pass1;
254                Pass2 pass2;
255                PolyGenericCalculator polyCalculator;
256                Pass3 pass3;
257
258                layoutBuilder.mutateDeclarationList( translationUnit );
259                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass1 );
260                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass2 );
261                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, polyCalculator );
262                mutateTranslationUnit/*All*/( translationUnit, pass3 );
263        }
264
265        ////////////////////////////////// LayoutFunctionBuilder ////////////////////////////////////////////
266
267        DeclarationWithType *LayoutFunctionBuilder::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
268                functionDecl->set_functionType( maybeMutate( functionDecl->get_functionType(), *this ) );
269                ++functionNesting;
270                functionDecl->set_statements( maybeMutate( functionDecl->get_statements(), *this ) );
271                --functionNesting;
272                return functionDecl;
273        }
274
275        /// Get a list of type declarations that will affect a layout function
276        std::list< TypeDecl* > takeOtypeOnly( std::list< TypeDecl* > &decls ) {
277                std::list< TypeDecl * > otypeDecls;
278
279                for ( std::list< TypeDecl* >::const_iterator decl = decls.begin(); decl != decls.end(); ++decl ) {
280                        if ( (*decl)->isComplete() ) {
281                                otypeDecls.push_back( *decl );
282                        }
283                }
284
285                return otypeDecls;
286        }
287
288        /// Adds parameters for otype layout to a function type
289        void addOtypeParams( FunctionType *layoutFnType, std::list< TypeDecl* > &otypeParams ) {
290                BasicType sizeAlignType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
291
292                for ( std::list< TypeDecl* >::const_iterator param = otypeParams.begin(); param != otypeParams.end(); ++param ) {
293                        TypeInstType paramType( Type::Qualifiers(), (*param)->get_name(), *param );
294                        std::string paramName = mangleType( &paramType );
295                        layoutFnType->get_parameters().push_back( new ObjectDecl( sizeofName( paramName ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignType.clone(), 0 ) );
296                        layoutFnType->get_parameters().push_back( new ObjectDecl( alignofName( paramName ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignType.clone(), 0 ) );
297                }
298        }
299
300        /// Builds a layout function declaration
301        FunctionDecl *buildLayoutFunctionDecl( AggregateDecl *typeDecl, unsigned int functionNesting, FunctionType *layoutFnType ) {
302                // Routines at global scope marked "static" to prevent multiple definitions is separate translation units
303                // because each unit generates copies of the default routines for each aggregate.
304                FunctionDecl *layoutDecl = new FunctionDecl( layoutofName( typeDecl ),
305                                                                                                         functionNesting > 0 ? Type::StorageClasses() : Type::StorageClasses( Type::Static ),
306                                                                                                         LinkageSpec::AutoGen, layoutFnType, new CompoundStmt( noLabels ),
307                                                                                                         std::list< Attribute * >(), Type::FuncSpecifiers( Type::Inline ) );
308                layoutDecl->fixUniqueId();
309                return layoutDecl;
310        }
311
312        /// Makes a unary operation
313        Expression *makeOp( const std::string &name, Expression *arg ) {
314                UntypedExpr *expr = new UntypedExpr( new NameExpr( name ) );
315                expr->get_args().push_back( arg );
316                return expr;
317        }
318
319        /// Makes a binary operation
320        Expression *makeOp( const std::string &name, Expression *lhs, Expression *rhs ) {
321                UntypedExpr *expr = new UntypedExpr( new NameExpr( name ) );
322                expr->get_args().push_back( lhs );
323                expr->get_args().push_back( rhs );
324                return expr;
325        }
326
327        /// Returns the dereference of a local pointer variable
328        Expression *derefVar( ObjectDecl *var ) {
329                return makeOp( "*?", new VariableExpr( var ) );
330        }
331
332        /// makes an if-statement with a single-expression if-block and no then block
333        Statement *makeCond( Expression *cond, Expression *ifPart ) {
334                return new IfStmt( noLabels, cond, new ExprStmt( noLabels, ifPart ), 0 );
335        }
336
337        /// makes a statement that assigns rhs to lhs if lhs < rhs
338        Statement *makeAssignMax( Expression *lhs, Expression *rhs ) {
339                return makeCond( makeOp( "?<?", lhs, rhs ), makeOp( "?=?", lhs->clone(), rhs->clone() ) );
340        }
341
342        /// makes a statement that aligns lhs to rhs (rhs should be an integer power of two)
343        Statement *makeAlignTo( Expression *lhs, Expression *rhs ) {
344                // check that the lhs is zeroed out to the level of rhs
345                Expression *ifCond = makeOp( "?&?", lhs, makeOp( "?-?", rhs, new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
346                // if not aligned, increment to alignment
347                Expression *ifExpr = makeOp( "?+=?", lhs->clone(), makeOp( "?-?", rhs->clone(), ifCond->clone() ) );
348                return makeCond( ifCond, ifExpr );
349        }
350
351        /// adds an expression to a compound statement
352        void addExpr( CompoundStmt *stmts, Expression *expr ) {
353                stmts->get_kids().push_back( new ExprStmt( noLabels, expr ) );
354        }
355
356        /// adds a statement to a compound statement
357        void addStmt( CompoundStmt *stmts, Statement *stmt ) {
358                stmts->get_kids().push_back( stmt );
359        }
360
361        Declaration *LayoutFunctionBuilder::mutate( StructDecl *structDecl ) {
362                // do not generate layout function for "empty" tag structs
363                if ( structDecl->get_members().empty() ) return structDecl;
364
365                // get parameters that can change layout, exiting early if none
366                std::list< TypeDecl* > otypeParams = takeOtypeOnly( structDecl->get_parameters() );
367                if ( otypeParams.empty() ) return structDecl;
368
369                // build layout function signature
370                FunctionType *layoutFnType = new FunctionType( Type::Qualifiers(), false );
371                BasicType *sizeAlignType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
372                PointerType *sizeAlignOutType = new PointerType( Type::Qualifiers(), sizeAlignType );
373
374                ObjectDecl *sizeParam = new ObjectDecl( sizeofName( structDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType, 0 );
375                layoutFnType->get_parameters().push_back( sizeParam );
376                ObjectDecl *alignParam = new ObjectDecl( alignofName( structDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
377                layoutFnType->get_parameters().push_back( alignParam );
378                ObjectDecl *offsetParam = new ObjectDecl( offsetofName( structDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
379                layoutFnType->get_parameters().push_back( offsetParam );
380                addOtypeParams( layoutFnType, otypeParams );
381
382                // build function decl
383                FunctionDecl *layoutDecl = buildLayoutFunctionDecl( structDecl, functionNesting, layoutFnType );
384
385                // calculate struct layout in function body
386
387                // initialize size and alignment to 0 and 1 (will have at least one member to re-edit size)
388                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( sizeParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 0 ) ) ) );
389                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( alignParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
390                unsigned long n_members = 0;
391                bool firstMember = true;
392                for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = structDecl->get_members().begin(); member != structDecl->get_members().end(); ++member ) {
393                        DeclarationWithType *dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType * >( *member );
394                        assert( dwt );
395                        Type *memberType = dwt->get_type();
396
397                        if ( firstMember ) {
398                                firstMember = false;
399                        } else {
400                                // make sure all members after the first (automatically aligned at 0) are properly padded for alignment
401                                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
402                        }
403
404                        // place current size in the current offset index
405                        addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", makeOp( "?[?]", new VariableExpr( offsetParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( n_members ) ) ),
406                                                                              derefVar( sizeParam ) ) );
407                        ++n_members;
408
409                        // add member size to current size
410                        addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?+=?", derefVar( sizeParam ), new SizeofExpr( memberType->clone() ) ) );
411
412                        // take max of member alignment and global alignment
413                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( alignParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
414                }
415                // make sure the type is end-padded to a multiple of its alignment
416                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), derefVar( alignParam ) ) );
417
418                addDeclarationAfter( layoutDecl );
419                return structDecl;
420        }
421
422        Declaration *LayoutFunctionBuilder::mutate( UnionDecl *unionDecl ) {
423                // do not generate layout function for "empty" tag unions
424                if ( unionDecl->get_members().empty() ) return unionDecl;
425
426                // get parameters that can change layout, exiting early if none
427                std::list< TypeDecl* > otypeParams = takeOtypeOnly( unionDecl->get_parameters() );
428                if ( otypeParams.empty() ) return unionDecl;
429
430                // build layout function signature
431                FunctionType *layoutFnType = new FunctionType( Type::Qualifiers(), false );
432                BasicType *sizeAlignType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
433                PointerType *sizeAlignOutType = new PointerType( Type::Qualifiers(), sizeAlignType );
434
435                ObjectDecl *sizeParam = new ObjectDecl( sizeofName( unionDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType, 0 );
436                layoutFnType->get_parameters().push_back( sizeParam );
437                ObjectDecl *alignParam = new ObjectDecl( alignofName( unionDecl->get_name() ), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::Cforall, 0, sizeAlignOutType->clone(), 0 );
438                layoutFnType->get_parameters().push_back( alignParam );
439                addOtypeParams( layoutFnType, otypeParams );
440
441                // build function decl
442                FunctionDecl *layoutDecl = buildLayoutFunctionDecl( unionDecl, functionNesting, layoutFnType );
443
444                // calculate union layout in function body
445                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( sizeParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
446                addExpr( layoutDecl->get_statements(), makeOp( "?=?", derefVar( alignParam ), new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 1 ) ) ) );
447                for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = unionDecl->get_members().begin(); member != unionDecl->get_members().end(); ++member ) {
448                        DeclarationWithType *dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType * >( *member );
449                        assert( dwt );
450                        Type *memberType = dwt->get_type();
451
452                        // take max member size and global size
453                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( sizeParam ), new SizeofExpr( memberType->clone() ) ) );
454
455                        // take max of member alignment and global alignment
456                        addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAssignMax( derefVar( alignParam ), new AlignofExpr( memberType->clone() ) ) );
457                }
458                // make sure the type is end-padded to a multiple of its alignment
459                addStmt( layoutDecl->get_statements(), makeAlignTo( derefVar( sizeParam ), derefVar( alignParam ) ) );
460
461                addDeclarationAfter( layoutDecl );
462                return unionDecl;
463        }
464
465        ////////////////////////////////////////// Pass1 ////////////////////////////////////////////////////
466
467        namespace {
468                std::string makePolyMonoSuffix( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
469                        std::stringstream name;
470
471                        // NOTE: this function previously used isPolyObj, which failed to produce
472                        // the correct thing in some situations. It's not clear to me why this wasn't working.
473
474                        // if the return type or a parameter type involved polymorphic types, then the adapter will need
475                        // to take those polymorphic types as pointers. Therefore, there can be two different functions
476                        // with the same mangled name, so we need to further mangle the names.
477                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator retval = function->get_returnVals().begin(); retval != function->get_returnVals().end(); ++retval ) {
478                                if ( isPolyType( (*retval)->get_type(), tyVars ) ) {
479                                        name << "P";
480                                } else {
481                                        name << "M";
482                                }
483                        }
484                        name << "_";
485                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = function->get_parameters();
486                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
487                                if ( isPolyType( (*arg)->get_type(), tyVars ) ) {
488                                        name << "P";
489                                } else {
490                                        name << "M";
491                                }
492                        } // for
493                        return name.str();
494                }
495
496                std::string mangleAdapterName( FunctionType * function, const TyVarMap &tyVars ) {
497                        return SymTab::Mangler::mangle( function ) + makePolyMonoSuffix( function, tyVars );
498                }
499
500                std::string makeAdapterName( const std::string &mangleName ) {
501                        return "_adapter" + mangleName;
502                }
503
504                Pass1::Pass1() : tempNamer( "_temp" ) {}
505
506                DeclarationWithType *Pass1::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
507                        if ( functionDecl->get_statements() ) {         // empty routine body ?
508                                // std::cerr << "mutating function: " << functionDecl->get_mangleName() << std::endl;
509                                doBeginScope();
510                                scopeTyVars.beginScope();
511
512                                DeclarationWithType *oldRetval = retval;
513
514                                // process polymorphic return value
515                                retval = nullptr;
516                                if ( isDynRet( functionDecl->get_functionType() ) && functionDecl->get_linkage() != LinkageSpec::C ) {
517                                        retval = functionDecl->get_functionType()->get_returnVals().front();
518
519                                        // give names to unnamed return values
520                                        if ( retval->get_name() == "" ) {
521                                                retval->set_name( "_retparm" );
522                                                retval->set_linkage( LinkageSpec::C );
523                                        } // if
524                                } // if
525
526                                FunctionType *functionType = functionDecl->get_functionType();
527                                makeTyVarMap( functionDecl->get_functionType(), scopeTyVars );
528
529                                std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
530                                std::list< FunctionType *> functions;
531                                for ( Type::ForallList::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
532                                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
533                                                findFunction( (*assert)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
534                                        } // for
535                                } // for
536                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
537                                        findFunction( (*arg)->get_type(), functions, scopeTyVars, needsAdapter );
538                                } // for
539
540                                for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
541                                        std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
542                                        if ( adapters.find( mangleName ) == adapters.end() ) {
543                                                std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
544                                                adapters.insert( std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, new ObjectDecl( adapterName, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, nullptr, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), nullptr ) ) );
545                                        } // if
546                                } // for
547
548                                functionDecl->set_statements( functionDecl->get_statements()->acceptMutator( *this ) );
549
550                                scopeTyVars.endScope();
551                                retval = oldRetval;
552                                doEndScope();
553                                // std::cerr << "end function: " << functionDecl->get_mangleName() << std::endl;
554                        } // if
555                        return functionDecl;
556                }
557
558                TypeDecl *Pass1::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
559                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
560                        return Mutator::mutate( typeDecl );
561                }
562
563                Expression *Pass1::mutate( CommaExpr *commaExpr ) {
564                        // Attempting to find application expressions that were mutated by the copy constructor passes
565                        // to use an explicit return variable, so that the variable can be reused as a parameter to the
566                        // call rather than creating a new temp variable. Previously this step was an optimization, but
567                        // with the introduction of tuples and UniqueExprs, it is necessary to ensure that they use the same variable.
568                        // Essentially, looking for pattern: (x=f(...), x)
569                        // To compound the issue, the right side can be *x, etc. because of lvalue-returning functions
570                        if ( UntypedExpr * assign = dynamic_cast< UntypedExpr * >( commaExpr->get_arg1() ) ) {
571                                if ( CodeGen::isAssignment( InitTweak::getFunctionName( assign ) ) ) {
572                                        assert( assign->get_args().size() == 2 );
573                                        if ( ApplicationExpr * appExpr = dynamic_cast< ApplicationExpr * > ( assign->get_args().back() ) ) {
574                                                // first argument is assignable, so it must be an lvalue, so it should be legal to take its address.
575                                                retVals[appExpr] = assign->get_args().front();
576                                        }
577                                }
578                        }
579
580                        commaExpr->set_arg1( maybeMutate( commaExpr->get_arg1(), *this ) );
581                        commaExpr->set_arg2( maybeMutate( commaExpr->get_arg2(), *this ) );
582                        return commaExpr;
583                }
584
585                Expression *Pass1::mutate( ConditionalExpr *condExpr ) {
586                        condExpr->set_arg1( maybeMutate( condExpr->get_arg1(), *this ) );
587                        condExpr->set_arg2( maybeMutate( condExpr->get_arg2(), *this ) );
588                        condExpr->set_arg3( maybeMutate( condExpr->get_arg3(), *this ) );
589                        return condExpr;
590
591                }
592
593                void Pass1::passArgTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *parmType, Type *argBaseType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars, std::set< std::string > &seenTypes ) {
594                        Type *polyType = isPolyType( parmType, exprTyVars );
595                        if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
596                                std::string typeName = mangleType( polyType );
597                                if ( seenTypes.count( typeName ) ) return;
598
599                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( argBaseType->clone() ) );
600                                arg++;
601                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( argBaseType->clone() ) );
602                                arg++;
603                                if ( dynamic_cast< StructInstType* >( polyType ) ) {
604                                        if ( StructInstType *argBaseStructType = dynamic_cast< StructInstType* >( argBaseType ) ) {
605                                                // zero-length arrays are forbidden by C, so don't pass offset for empty struct
606                                                if ( ! argBaseStructType->get_baseStruct()->get_members().empty() ) {
607                                                        arg = appExpr->get_args().insert( arg, new OffsetPackExpr( argBaseStructType->clone() ) );
608                                                        arg++;
609                                                }
610                                        } else {
611                                                throw SemanticError( "Cannot pass non-struct type for generic struct: ", argBaseType );
612                                        }
613                                }
614
615                                seenTypes.insert( typeName );
616                        }
617                }
618
619                void Pass1::passTypeVars( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyRetType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
620                        // pass size/align for type variables
621                        for ( TyVarMap::const_iterator tyParm = exprTyVars.begin(); tyParm != exprTyVars.end(); ++tyParm ) {
622                                ResolvExpr::EqvClass eqvClass;
623                                assert( env );
624                                if ( tyParm->second.isComplete ) {
625                                        Type *concrete = env->lookup( tyParm->first );
626                                        if ( concrete ) {
627                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new SizeofExpr( concrete->clone() ) );
628                                                arg++;
629                                                arg = appExpr->get_args().insert( arg, new AlignofExpr( concrete->clone() ) );
630                                                arg++;
631                                        } else {
632                                                // xxx - should this be an assertion?
633                                                std::string x = env ? toString( *env ) : "missing env";
634                                                throw SemanticError( x + "\n" + "unbound type variable: " + tyParm->first + " in application ", appExpr );
635                                        } // if
636                                } // if
637                        } // for
638
639                        // add size/align for generic types to parameter list
640                        if ( ! appExpr->get_function()->has_result() ) return;
641                        FunctionType *funcType = getFunctionType( appExpr->get_function()->get_result() );
642                        assert( funcType );
643
644                        std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = funcType->get_parameters().begin();
645                        std::list< Expression* >::const_iterator fnArg = arg;
646                        std::set< std::string > seenTypes; ///< names for generic types we've seen
647
648                        // a polymorphic return type may need to be added to the argument list
649                        if ( polyRetType ) {
650                                Type *concRetType = replaceWithConcrete( appExpr, polyRetType );
651                                passArgTypeVars( appExpr, polyRetType, concRetType, arg, exprTyVars, seenTypes );
652                                ++fnArg; // skip the return parameter in the argument list
653                        }
654
655                        // add type information args for presently unseen types in parameter list
656                        for ( ; fnParm != funcType->get_parameters().end() && fnArg != appExpr->get_args().end(); ++fnParm, ++fnArg ) {
657                                if ( ! (*fnArg)->get_result() ) continue;
658                                Type * argType = (*fnArg)->get_result();
659                                passArgTypeVars( appExpr, (*fnParm)->get_type(), argType, arg, exprTyVars, seenTypes );
660                        }
661                }
662
663                ObjectDecl *Pass1::makeTemporary( Type *type ) {
664                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( tempNamer.newName(), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, type, 0 );
665                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
666                        return newObj;
667                }
668
669                Expression *Pass1::addRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *retType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
670                        // Create temporary to hold return value of polymorphic function and produce that temporary as a result
671                        // using a comma expression.
672                        assert( retType );
673
674                        Expression * paramExpr = nullptr;
675                        // try to use existing return value parameter if it exists, otherwise create a new temporary
676                        if ( retVals.count( appExpr ) ) {
677                                paramExpr = retVals[appExpr]->clone();
678                        } else {
679                                ObjectDecl *newObj = makeTemporary( retType->clone() );
680                                paramExpr = new VariableExpr( newObj );
681                        }
682                        Expression * retExpr = paramExpr->clone();
683
684                        // If the type of the temporary is not polymorphic, box temporary by taking its address;
685                        // otherwise the temporary is already boxed and can be used directly.
686                        if ( ! isPolyType( paramExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
687                                paramExpr = new AddressExpr( paramExpr );
688                        } // if
689                        arg = appExpr->get_args().insert( arg, paramExpr ); // add argument to function call
690                        arg++;
691                        // Build a comma expression to call the function and emulate a normal return.
692                        CommaExpr *commaExpr = new CommaExpr( appExpr, retExpr );
693                        commaExpr->set_env( appExpr->get_env() );
694                        appExpr->set_env( 0 );
695                        return commaExpr;
696                }
697
698                void Pass1::replaceParametersWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, std::list< Expression* >& params ) {
699                        for ( std::list< Expression* >::iterator param = params.begin(); param != params.end(); ++param ) {
700                                TypeExpr *paramType = dynamic_cast< TypeExpr* >( *param );
701                                assertf(paramType, "Aggregate parameters should be type expressions");
702                                paramType->set_type( replaceWithConcrete( appExpr, paramType->get_type(), false ) );
703                        }
704                }
705
706                Type *Pass1::replaceWithConcrete( ApplicationExpr *appExpr, Type *type, bool doClone ) {
707                        if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType * >( type ) ) {
708                                Type *concrete = env->lookup( typeInst->get_name() );
709                                if ( concrete == 0 ) {
710                                        return typeInst;
711                                        // xxx - should this be an assertion?
712//                                      std::string x = env ? toString( *env ) : "missing env";
713//                                      throw SemanticError( x + "\n" + "Unbound type variable " + typeInst->get_name() + " in ", appExpr );
714                                } // if
715                                return concrete;
716                        } else if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( type ) ) {
717                                if ( doClone ) {
718                                        structType = structType->clone();
719                                }
720                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, structType->get_parameters() );
721                                return structType;
722                        } else if ( UnionInstType *unionType = dynamic_cast< UnionInstType* >( type ) ) {
723                                if ( doClone ) {
724                                        unionType = unionType->clone();
725                                }
726                                replaceParametersWithConcrete( appExpr, unionType->get_parameters() );
727                                return unionType;
728                        }
729                        return type;
730                }
731
732                Expression *Pass1::addDynRetParam( ApplicationExpr *appExpr, Type *dynType, std::list< Expression *>::iterator &arg ) {
733                        assert( env );
734                        Type *concrete = replaceWithConcrete( appExpr, dynType );
735                        // add out-parameter for return value
736                        return addRetParam( appExpr, concrete, arg );
737                }
738
739                Expression *Pass1::applyAdapter( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
740                        Expression *ret = appExpr;
741//                      if ( ! function->get_returnVals().empty() && isPolyType( function->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
742                        if ( isDynRet( function, tyVars ) ) {
743                                ret = addRetParam( appExpr, function->get_returnVals().front()->get_type(), arg );
744                        } // if
745                        std::string mangleName = mangleAdapterName( function, tyVars );
746                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
747
748                        // cast adaptee to void (*)(), since it may have any type inside a polymorphic function
749                        Type * adapteeType = new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) );
750                        appExpr->get_args().push_front( new CastExpr( appExpr->get_function(), adapteeType ) );
751                        appExpr->set_function( new NameExpr( adapterName ) ); // xxx - result is never set on NameExpr
752
753                        return ret;
754                }
755
756                void Pass1::boxParam( Type *param, Expression *&arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
757                        assert( arg->has_result() );
758                        if ( isPolyType( param, exprTyVars ) ) {
759                                if ( isPolyType( arg->get_result() ) ) {
760                                        // if the argument's type is polymorphic, we don't need to box again!
761                                        return;
762                                } else if ( arg->get_result()->get_lvalue() ) {  // xxx - is this still right??
763                                // xxx - dynamic_cast<ReferenceType *>( arg->get_result() )??
764                                        // VariableExpr and MemberExpr are lvalues; need to check this isn't coming from the second arg of a comma expression though (not an lvalue)
765                                        // xxx - need to test that this code is still reachable
766                                        if ( CommaExpr *commaArg = dynamic_cast< CommaExpr* >( arg ) ) {
767                                                commaArg->set_arg2( new AddressExpr( commaArg->get_arg2() ) );
768                                        } else {
769                                                arg = new AddressExpr( arg );
770                                        }
771                                        if ( ! ResolvExpr::typesCompatible( param, arg->get_result(), SymTab::Indexer() ) ) {
772                                                // silence warnings by casting boxed parameters when the actual type does not match up with the formal type.
773                                                arg = new CastExpr( arg, param->clone() );
774                                        }
775                                } else {
776                                        // use type computed in unification to declare boxed variables
777                                        Type * newType = param->clone();
778                                        if ( env ) env->apply( newType );
779                                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( tempNamer.newName(), Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, newType, 0 );
780                                        newObj->get_type()->get_qualifiers() = Type::Qualifiers(); // TODO: is this right???
781                                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
782                                        UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
783                                        assign->get_args().push_back( new VariableExpr( newObj ) );
784                                        assign->get_args().push_back( arg );
785                                        stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, assign ) );
786                                        arg = new AddressExpr( new VariableExpr( newObj ) );
787                                } // if
788                        } // if
789                }
790
791                /// cast parameters to polymorphic functions so that types are replaced with
792                /// void * if they are type parameters in the formal type.
793                /// this gets rid of warnings from gcc.
794                void addCast( Expression *&actual, Type *formal, const TyVarMap &tyVars ) {
795                        if ( getFunctionType( formal ) ) {
796                                Type * newType = formal->clone();
797                                newType = ScrubTyVars::scrub( newType, tyVars );
798                                actual = new CastExpr( actual, newType );
799                        } // if
800                }
801
802                void Pass1::boxParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *function, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &exprTyVars ) {
803                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::const_iterator param = function->get_parameters().begin(); param != function->get_parameters().end(); ++param, ++arg ) {
804                                assertf( arg != appExpr->get_args().end(), "boxParams: missing argument for param %s to %s in %s", toString( *param ).c_str(), toString( function ).c_str(), toString( appExpr ).c_str() );
805                                addCast( *arg, (*param)->get_type(), exprTyVars );
806                                boxParam( (*param)->get_type(), *arg, exprTyVars );
807                        } // for
808                }
809
810                void Pass1::addInferredParams( ApplicationExpr *appExpr, FunctionType *functionType, std::list< Expression *>::iterator &arg, const TyVarMap &tyVars ) {
811                        std::list< Expression *>::iterator cur = arg;
812                        for ( Type::ForallList::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
813                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
814                                        InferredParams::const_iterator inferParam = appExpr->get_inferParams().find( (*assert)->get_uniqueId() );
815                                        if ( inferParam == appExpr->get_inferParams().end() ) {
816                                                std::cerr << "looking for assertion: " << (*assert) << std::endl << appExpr << std::endl;
817                                        }
818                                        assertf( inferParam != appExpr->get_inferParams().end(), "NOTE: Explicit casts of polymorphic functions to compatible monomorphic functions are currently unsupported" );
819                                        Expression *newExpr = inferParam->second.expr->clone();
820                                        addCast( newExpr, (*assert)->get_type(), tyVars );
821                                        boxParam( (*assert)->get_type(), newExpr, tyVars );
822                                        appExpr->get_args().insert( cur, newExpr );
823                                } // for
824                        } // for
825                }
826
827                void makeRetParm( FunctionType *funcType ) {
828                        DeclarationWithType *retParm = funcType->get_returnVals().front();
829
830                        // make a new parameter that is a pointer to the type of the old return value
831                        retParm->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), retParm->get_type() ) );
832                        funcType->get_parameters().push_front( retParm );
833
834                        // we don't need the return value any more
835                        funcType->get_returnVals().clear();
836                }
837
838                FunctionType *makeAdapterType( FunctionType *adaptee, const TyVarMap &tyVars ) {
839                        // actually make the adapter type
840                        FunctionType *adapter = adaptee->clone();
841//                      if ( ! adapter->get_returnVals().empty() && isPolyType( adapter->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
842                        if ( isDynRet( adapter, tyVars ) ) {
843                                makeRetParm( adapter );
844                        } // if
845                        adapter->get_parameters().push_front( new ObjectDecl( "", Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), new FunctionType( Type::Qualifiers(), true ) ), 0 ) );
846                        return adapter;
847                }
848
849                Expression *makeAdapterArg( DeclarationWithType *param, DeclarationWithType *arg, DeclarationWithType *realParam, const TyVarMap &tyVars ) {
850                        assert( param );
851                        assert( arg );
852                        if ( isPolyType( realParam->get_type(), tyVars ) ) {
853                                if ( ! isPolyType( arg->get_type() ) ) {
854                                        UntypedExpr *deref = new UntypedExpr( new NameExpr( "*?" ) );
855                                        deref->get_args().push_back( new CastExpr( new VariableExpr( param ), new PointerType( Type::Qualifiers(), arg->get_type()->clone() ) ) );
856                                        deref->set_result( arg->get_type()->clone() );
857                                        return deref;
858                                } // if
859                        } // if
860                        return new VariableExpr( param );
861                }
862
863                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 ) {
864                        UniqueName paramNamer( "_p" );
865                        for ( ; param != paramEnd; ++param, ++arg, ++realParam ) {
866                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
867                                        (*param)->set_name( paramNamer.newName() );
868                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
869                                } // if
870                                adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *param, *arg, *realParam, tyVars ) );
871                        } // for
872                }
873
874                FunctionDecl *Pass1::makeAdapter( FunctionType *adaptee, FunctionType *realType, const std::string &mangleName, const TyVarMap &tyVars ) {
875                        FunctionType *adapterType = makeAdapterType( adaptee, tyVars );
876                        adapterType = ScrubTyVars::scrub( adapterType, tyVars );
877                        DeclarationWithType *adapteeDecl = adapterType->get_parameters().front();
878                        adapteeDecl->set_name( "_adaptee" );
879                        ApplicationExpr *adapteeApp = new ApplicationExpr( new CastExpr( new VariableExpr( adapteeDecl ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType ) ) );
880                        Statement *bodyStmt;
881
882                        Type::ForallList::iterator tyArg = realType->get_forall().begin();
883                        Type::ForallList::iterator tyParam = adapterType->get_forall().begin();
884                        Type::ForallList::iterator realTyParam = adaptee->get_forall().begin();
885                        for ( ; tyParam != adapterType->get_forall().end(); ++tyArg, ++tyParam, ++realTyParam ) {
886                                assert( tyArg != realType->get_forall().end() );
887                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertArg = (*tyArg)->get_assertions().begin();
888                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator assertParam = (*tyParam)->get_assertions().begin();
889                                std::list< DeclarationWithType *>::iterator realAssertParam = (*realTyParam)->get_assertions().begin();
890                                for ( ; assertParam != (*tyParam)->get_assertions().end(); ++assertArg, ++assertParam, ++realAssertParam ) {
891                                        assert( assertArg != (*tyArg)->get_assertions().end() );
892                                        adapteeApp->get_args().push_back( makeAdapterArg( *assertParam, *assertArg, *realAssertParam, tyVars ) );
893                                } // for
894                        } // for
895
896                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = realType->get_parameters().begin();
897                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator param = adapterType->get_parameters().begin();
898                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator realParam = adaptee->get_parameters().begin();
899                        param++;                // skip adaptee parameter in the adapter type
900                        if ( realType->get_returnVals().empty() ) {
901                                // void return
902                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
903                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, adapteeApp );
904//                      } else if ( isPolyType( adaptee->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
905                        } else if ( isDynType( adaptee->get_returnVals().front()->get_type(), tyVars ) ) {
906                                // return type T
907                                if ( (*param)->get_name() == "" ) {
908                                        (*param)->set_name( "_ret" );
909                                        (*param)->set_linkage( LinkageSpec::C );
910                                } // if
911                                UntypedExpr *assign = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
912                                UntypedExpr *deref = UntypedExpr::createDeref( new CastExpr( new VariableExpr( *param++ ), new PointerType( Type::Qualifiers(), realType->get_returnVals().front()->get_type()->clone() ) ) );
913                                assign->get_args().push_back( deref );
914                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
915                                assign->get_args().push_back( adapteeApp );
916                                bodyStmt = new ExprStmt( noLabels, assign );
917                        } else {
918                                // adapter for a function that returns a monomorphic value
919                                addAdapterParams( adapteeApp, arg, param, adapterType->get_parameters().end(), realParam, tyVars );
920                                bodyStmt = new ReturnStmt( noLabels, adapteeApp );
921                        } // if
922                        CompoundStmt *adapterBody = new CompoundStmt( noLabels );
923                        adapterBody->get_kids().push_back( bodyStmt );
924                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
925                        return new FunctionDecl( adapterName, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, adapterType, adapterBody );
926                }
927
928                void Pass1::passAdapters( ApplicationExpr * appExpr, FunctionType * functionType, const TyVarMap & exprTyVars ) {
929                        // collect a list of function types passed as parameters or implicit parameters (assertions)
930                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
931                        std::list< FunctionType *> functions;
932                        for ( Type::ForallList::iterator tyVar = functionType->get_forall().begin(); tyVar != functionType->get_forall().end(); ++tyVar ) {
933                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyVar)->get_assertions().begin(); assert != (*tyVar)->get_assertions().end(); ++assert ) {
934                                        findFunction( (*assert)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
935                                } // for
936                        } // for
937                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
938                                findFunction( (*arg)->get_type(), functions, exprTyVars, needsAdapter );
939                        } // for
940
941                        // parameter function types for which an appropriate adapter has been generated.  we cannot use the types
942                        // after applying substitutions, since two different parameter types may be unified to the same type
943                        std::set< std::string > adaptersDone;
944
945                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
946                                FunctionType *originalFunction = (*funType)->clone();
947                                FunctionType *realFunction = (*funType)->clone();
948                                std::string mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
949
950                                // only attempt to create an adapter or pass one as a parameter if we haven't already done so for this
951                                // pre-substitution parameter function type.
952                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
953                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
954
955                                        // apply substitution to type variables to figure out what the adapter's type should look like
956                                        assert( env );
957                                        env->apply( realFunction );
958                                        mangleName = SymTab::Mangler::mangle( realFunction );
959                                        mangleName += makePolyMonoSuffix( originalFunction, exprTyVars );
960
961                                        typedef ScopedMap< std::string, DeclarationWithType* >::iterator AdapterIter;
962                                        AdapterIter adapter = adapters.find( mangleName );
963                                        if ( adapter == adapters.end() ) {
964                                                // adapter has not been created yet in the current scope, so define it
965                                                FunctionDecl *newAdapter = makeAdapter( *funType, realFunction, mangleName, exprTyVars );
966                                                std::pair< AdapterIter, bool > answer = adapters.insert( std::pair< std::string, DeclarationWithType *>( mangleName, newAdapter ) );
967                                                adapter = answer.first;
968                                                stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newAdapter ) );
969                                        } // if
970                                        assert( adapter != adapters.end() );
971
972                                        // add the appropriate adapter as a parameter
973                                        appExpr->get_args().push_front( new VariableExpr( adapter->second ) );
974                                } // if
975                        } // for
976                } // passAdapters
977
978                Expression *makeIncrDecrExpr( ApplicationExpr *appExpr, Type *polyType, bool isIncr ) {
979                        NameExpr *opExpr;
980                        if ( isIncr ) {
981                                opExpr = new NameExpr( "?+=?" );
982                        } else {
983                                opExpr = new NameExpr( "?-=?" );
984                        } // if
985                        UntypedExpr *addAssign = new UntypedExpr( opExpr );
986                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
987                                addAssign->get_args().push_back( address->get_arg() );
988                        } else {
989                                addAssign->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
990                        } // if
991                        addAssign->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( mangleType( polyType ) ) ) );
992                        addAssign->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
993                        if ( appExpr->get_env() ) {
994                                addAssign->set_env( appExpr->get_env() );
995                                appExpr->set_env( 0 );
996                        } // if
997                        appExpr->get_args().clear();
998                        delete appExpr;
999                        return addAssign;
1000                }
1001
1002                Expression *Pass1::handleIntrinsics( ApplicationExpr *appExpr ) {
1003                        if ( VariableExpr *varExpr = dynamic_cast< VariableExpr *>( appExpr->get_function() ) ) {
1004                                if ( varExpr->get_var()->get_linkage() == LinkageSpec::Intrinsic ) {
1005                                        if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?[?]" ) {
1006                                                assert( appExpr->has_result() );
1007                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1008                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_result(), scopeTyVars, env );
1009                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_result(), scopeTyVars, env );
1010                                                assert( ! baseType1 || ! baseType2 ); // the arguments cannot both be polymorphic pointers
1011                                                UntypedExpr *ret = 0;
1012                                                if ( baseType1 || baseType2 ) { // one of the arguments is a polymorphic pointer
1013                                                        ret = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
1014                                                } // if
1015                                                if ( baseType1 ) {
1016                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1017                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1018                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1019                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1020                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
1021                                                } else if ( baseType2 ) {
1022                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1023                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1024                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType2->clone() ) );
1025                                                        ret->get_args().push_back( multiply );
1026                                                        ret->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1027                                                } // if
1028                                                if ( baseType1 || baseType2 ) {
1029                                                        Type * baseType = InitTweak::getPointerBase( appExpr->get_result() );
1030                                                        assert( baseType );
1031                                                        ret->set_result( baseType->clone() );
1032                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1033                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
1034                                                                appExpr->set_env( 0 );
1035                                                        } // if
1036                                                        appExpr->get_args().clear();
1037                                                        delete appExpr;
1038                                                        return ret;
1039                                                } // if
1040                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "*?" ) {
1041                                                assert( appExpr->has_result() );
1042                                                assert( ! appExpr->get_args().empty() );
1043                                                if ( isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) { // dereference returns a reference type
1044                                                        // remove dereference from polymorphic types since they are boxed.
1045                                                        Expression *ret = appExpr->get_args().front();
1046                                                        // fix expr type to remove reference
1047                                                        delete ret->get_result();
1048                                                        Type * baseType = InitTweak::getPointerBase( appExpr->get_result() );
1049                                                        assert( baseType );
1050                                                        ret->set_result( baseType->clone() );
1051                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1052                                                                ret->set_env( appExpr->get_env() );
1053                                                                appExpr->set_env( 0 );
1054                                                        } // if
1055                                                        appExpr->get_args().clear();
1056                                                        delete appExpr;
1057                                                        return ret;
1058                                                } // if
1059                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?++" || varExpr->get_var()->get_name() == "?--" ) {
1060                                                assert( appExpr->has_result() );
1061                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
1062                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1063                                                        Type *tempType = appExpr->get_result()->clone();
1064                                                        if ( env ) {
1065                                                                env->apply( tempType );
1066                                                        } // if
1067                                                        ObjectDecl *newObj = makeTemporary( tempType );
1068                                                        VariableExpr *tempExpr = new VariableExpr( newObj );
1069                                                        UntypedExpr *assignExpr = new UntypedExpr( new NameExpr( "?=?" ) );
1070                                                        assignExpr->get_args().push_back( tempExpr->clone() );
1071                                                        if ( AddressExpr *address = dynamic_cast< AddressExpr *>( appExpr->get_args().front() ) ) {
1072                                                                assignExpr->get_args().push_back( address->get_arg()->clone() );
1073                                                        } else {
1074                                                                assignExpr->get_args().push_back( appExpr->get_args().front()->clone() );
1075                                                        } // if
1076                                                        CommaExpr *firstComma = new CommaExpr( assignExpr, makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "?++" ) );
1077                                                        return new CommaExpr( firstComma, tempExpr );
1078                                                } // if
1079                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "++?" || varExpr->get_var()->get_name() == "--?" ) {
1080                                                assert( appExpr->has_result() );
1081                                                assert( appExpr->get_args().size() == 1 );
1082                                                if ( Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1083                                                        return makeIncrDecrExpr( appExpr, baseType, varExpr->get_var()->get_name() == "++?" );
1084                                                } // if
1085                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-?" ) {
1086                                                assert( appExpr->has_result() );
1087                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1088                                                Type *baseType1 = isPolyPtr( appExpr->get_args().front()->get_result(), scopeTyVars, env );
1089                                                Type *baseType2 = isPolyPtr( appExpr->get_args().back()->get_result(), scopeTyVars, env );
1090                                                if ( baseType1 && baseType2 ) {
1091                                                        UntypedExpr *divide = new UntypedExpr( new NameExpr( "?/?" ) );
1092                                                        divide->get_args().push_back( appExpr );
1093                                                        divide->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1094                                                        divide->set_result( appExpr->get_result()->clone() );
1095                                                        if ( appExpr->get_env() ) {
1096                                                                divide->set_env( appExpr->get_env() );
1097                                                                appExpr->set_env( 0 );
1098                                                        } // if
1099                                                        return divide;
1100                                                } else if ( baseType1 ) {
1101                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1102                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1103                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType1->clone() ) );
1104                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
1105                                                } else if ( baseType2 ) {
1106                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1107                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().front() );
1108                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType2->clone() ) );
1109                                                        appExpr->get_args().front() = multiply;
1110                                                } // if
1111                                        } else if ( varExpr->get_var()->get_name() == "?+=?" || varExpr->get_var()->get_name() == "?-=?" ) {
1112                                                assert( appExpr->has_result() );
1113                                                assert( appExpr->get_args().size() == 2 );
1114                                                Type *baseType = isPolyPtr( appExpr->get_result(), scopeTyVars, env );
1115                                                if ( baseType ) {
1116                                                        UntypedExpr *multiply = new UntypedExpr( new NameExpr( "?*?" ) );
1117                                                        multiply->get_args().push_back( appExpr->get_args().back() );
1118                                                        multiply->get_args().push_back( new SizeofExpr( baseType->clone() ) );
1119                                                        appExpr->get_args().back() = multiply;
1120                                                } // if
1121                                        } // if
1122                                        return appExpr;
1123                                } // if
1124                        } // if
1125                        return 0;
1126                }
1127
1128                Expression *Pass1::mutate( ApplicationExpr *appExpr ) {
1129                        // std::cerr << "mutate appExpr: " << InitTweak::getFunctionName( appExpr ) << std::endl;
1130                        // for ( TyVarMap::iterator i = scopeTyVars.begin(); i != scopeTyVars.end(); ++i ) {
1131                        //      std::cerr << i->first << " ";
1132                        // }
1133                        // std::cerr << "\n";
1134                        appExpr->get_function()->acceptMutator( *this );
1135                        mutateAll( appExpr->get_args(), *this );
1136
1137                        assert( appExpr->get_function()->has_result() );
1138                        PointerType *pointer = safe_dynamic_cast< PointerType *>( appExpr->get_function()->get_result() );
1139                        FunctionType *function = safe_dynamic_cast< FunctionType *>( pointer->get_base() );
1140
1141                        if ( Expression *newExpr = handleIntrinsics( appExpr ) ) {
1142                                return newExpr;
1143                        } // if
1144
1145                        Expression *ret = appExpr;
1146
1147                        std::list< Expression *>::iterator arg = appExpr->get_args().begin();
1148                        std::list< Expression *>::iterator paramBegin = appExpr->get_args().begin();
1149
1150                        TyVarMap exprTyVars( TypeDecl::Data{} );
1151                        makeTyVarMap( function, exprTyVars ); // xxx - should this take into account the variables already bound in scopeTyVars (i.e. remove them from exprTyVars?)
1152                        ReferenceToType *dynRetType = isDynRet( function, exprTyVars );
1153
1154                        // std::cerr << function << std::endl;
1155                        // std::cerr << "scopeTyVars: ";
1156                        // printTyVarMap( std::cerr, scopeTyVars );
1157                        // std::cerr << "exprTyVars: ";
1158                        // printTyVarMap( std::cerr, exprTyVars );
1159                        // std::cerr << "env: " << *env << std::endl;
1160                        // std::cerr << needsAdapter( function, scopeTyVars ) << ! needsAdapter( function, exprTyVars) << std::endl;
1161
1162                        // NOTE: addDynRetParam needs to know the actual (generated) return type so it can make a temp variable, so pass the result type from the appExpr
1163                        // passTypeVars needs to know the program-text return type (i.e. the distinction between _conc_T30 and T3(int))
1164                        // concRetType may not be a good name in one or both of these places. A more appropriate name change is welcome.
1165                        if ( dynRetType ) {
1166                                // std::cerr << "dynRetType: " << dynRetType << std::endl;
1167                                Type *concRetType = appExpr->get_result()->isVoid() ? nullptr : appExpr->get_result();
1168                                ret = addDynRetParam( appExpr, concRetType, arg ); // xxx - used to use dynRetType instead of concRetType
1169                        } else if ( needsAdapter( function, scopeTyVars ) && ! needsAdapter( function, exprTyVars) ) { // xxx - exprTyVars is used above...?
1170                                // xxx - the ! needsAdapter check may be incorrect. It seems there is some situation where an adapter is applied where it shouldn't be, and this fixes it for some cases. More investigation is needed.
1171
1172                                // std::cerr << "needs adapter: ";
1173                                // printTyVarMap( std::cerr, scopeTyVars );
1174                                // std::cerr << *env << std::endl;
1175                                // change the application so it calls the adapter rather than the passed function
1176                                ret = applyAdapter( appExpr, function, arg, scopeTyVars );
1177                        } // if
1178                        arg = appExpr->get_args().begin();
1179
1180                        Type *concRetType = replaceWithConcrete( appExpr, dynRetType );
1181                        passTypeVars( appExpr, concRetType, arg, exprTyVars ); // xxx - used to use dynRetType instead of concRetType; this changed so that the correct type paramaters are passed for return types (it should be the concrete type's parameters, not the formal type's)
1182                        addInferredParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
1183
1184                        arg = paramBegin;
1185
1186                        boxParams( appExpr, function, arg, exprTyVars );
1187                        passAdapters( appExpr, function, exprTyVars );
1188
1189                        return ret;
1190                }
1191
1192                Expression *Pass1::mutate( UntypedExpr *expr ) {
1193                        if ( expr->has_result() && isPolyType( expr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1194                                if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->get_function() ) ) {
1195                                        if ( name->get_name() == "*?" ) {
1196                                                Expression *ret = expr->get_args().front();
1197                                                expr->get_args().clear();
1198                                                delete expr;
1199                                                return ret->acceptMutator( *this );
1200                                        } // if
1201                                } // if
1202                        } // if
1203                        return PolyMutator::mutate( expr );
1204                }
1205
1206                Expression *Pass1::mutate( AddressExpr *addrExpr ) {
1207                        assert( addrExpr->get_arg()->has_result() && ! addrExpr->get_arg()->get_result()->isVoid() );
1208
1209                        bool needs = false;
1210                        if ( UntypedExpr *expr = dynamic_cast< UntypedExpr *>( addrExpr->get_arg() ) ) {
1211                                if ( expr->has_result() && isPolyType( expr->get_result(), scopeTyVars, env ) ) {
1212                                        if ( NameExpr *name = dynamic_cast< NameExpr *>( expr->get_function() ) ) {
1213                                                if ( name->get_name() == "*?" ) {
1214                                                        if ( ApplicationExpr * appExpr = dynamic_cast< ApplicationExpr * >( expr->get_args().front() ) ) {
1215                                                                assert( appExpr->get_function()->has_result() );
1216                                                                PointerType *pointer = safe_dynamic_cast< PointerType *>( appExpr->get_function()->get_result() );
1217                                                                FunctionType *function = safe_dynamic_cast< FunctionType *>( pointer->get_base() );
1218                                                                needs = needsAdapter( function, scopeTyVars );
1219                                                        } // if
1220                                                } // if
1221                                        } // if
1222                                } // if
1223                        } // if
1224                        // isPolyType check needs to happen before mutating addrExpr arg, so pull it forward
1225                        // out of the if condition.
1226                        addrExpr->set_arg( mutateExpression( addrExpr->get_arg() ) );
1227                        // ... but must happen after mutate, since argument might change (e.g. intrinsic *?, ?[?]) - re-evaluate above comment
1228                        bool polytype = isPolyType( addrExpr->get_arg()->get_result(), scopeTyVars, env );
1229                        if ( polytype || needs ) {
1230                                Expression *ret = addrExpr->get_arg();
1231                                delete ret->get_result();
1232                                ret->set_result( addrExpr->get_result()->clone() );
1233                                addrExpr->set_arg( 0 );
1234                                delete addrExpr;
1235                                return ret;
1236                        } else {
1237                                return addrExpr;
1238                        } // if
1239                }
1240
1241                Statement * Pass1::mutate( ReturnStmt *returnStmt ) {
1242                        if ( retval && returnStmt->get_expr() ) {
1243                                assert( returnStmt->get_expr()->has_result() && ! returnStmt->get_expr()->get_result()->isVoid() );
1244                                delete returnStmt->get_expr();
1245                                returnStmt->set_expr( 0 );
1246                        } else {
1247                                returnStmt->set_expr( mutateExpression( returnStmt->get_expr() ) );
1248                        } // if
1249                        return returnStmt;
1250                }
1251
1252                Type * Pass1::mutate( PointerType *pointerType ) {
1253                        scopeTyVars.beginScope();
1254                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1255
1256                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1257
1258                        scopeTyVars.endScope();
1259                        return ret;
1260                }
1261
1262                Type * Pass1::mutate( FunctionType *functionType ) {
1263                        scopeTyVars.beginScope();
1264                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
1265
1266                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
1267
1268                        scopeTyVars.endScope();
1269                        return ret;
1270                }
1271
1272                void Pass1::doBeginScope() {
1273                        adapters.beginScope();
1274                }
1275
1276                void Pass1::doEndScope() {
1277                        adapters.endScope();
1278                }
1279
1280////////////////////////////////////////// Pass2 ////////////////////////////////////////////////////
1281
1282                void Pass2::addAdapters( FunctionType *functionType ) {
1283                        std::list< DeclarationWithType *> &paramList = functionType->get_parameters();
1284                        std::list< FunctionType *> functions;
1285                        for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator arg = paramList.begin(); arg != paramList.end(); ++arg ) {
1286                                Type *orig = (*arg)->get_type();
1287                                findAndReplaceFunction( orig, functions, scopeTyVars, needsAdapter );
1288                                (*arg)->set_type( orig );
1289                        }
1290                        std::set< std::string > adaptersDone;
1291                        for ( std::list< FunctionType *>::iterator funType = functions.begin(); funType != functions.end(); ++funType ) {
1292                                std::string mangleName = mangleAdapterName( *funType, scopeTyVars );
1293                                if ( adaptersDone.find( mangleName ) == adaptersDone.end() ) {
1294                                        std::string adapterName = makeAdapterName( mangleName );
1295                                        paramList.push_front( new ObjectDecl( adapterName, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, new PointerType( Type::Qualifiers(), makeAdapterType( *funType, scopeTyVars ) ), 0 ) );
1296                                        adaptersDone.insert( adaptersDone.begin(), mangleName );
1297                                }
1298                        }
1299//  deleteAll( functions );
1300                }
1301
1302                template< typename DeclClass >
1303                DeclClass * Pass2::handleDecl( DeclClass *decl ) {
1304                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Parent::mutate( decl ) );
1305
1306                        return ret;
1307                }
1308
1309                /// determines if `pref` is a prefix of `str`
1310                bool isPrefix( const std::string & str, const std::string & pref ) {
1311                        if ( pref.size() > str.size() ) return false;
1312                        auto its = std::mismatch( pref.begin(), pref.end(), str.begin() );
1313                        return its.first == pref.end();
1314                }
1315
1316                DeclarationWithType * Pass2::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1317                        functionDecl = safe_dynamic_cast< FunctionDecl * > ( handleDecl( functionDecl ) );
1318                        FunctionType * ftype = functionDecl->get_functionType();
1319                        if ( ! ftype->get_returnVals().empty() && functionDecl->get_statements() ) {
1320                                if ( ! isPrefix( functionDecl->get_name(), "_thunk" ) && ! isPrefix( functionDecl->get_name(), "_adapter" ) ) { // xxx - remove check for prefix once thunks properly use ctor/dtors
1321                                        assert( ftype->get_returnVals().size() == 1 );
1322                                        DeclarationWithType * retval = ftype->get_returnVals().front();
1323                                        if ( retval->get_name() == "" ) {
1324                                                retval->set_name( "_retval" );
1325                                        }
1326                                        functionDecl->get_statements()->get_kids().push_front( new DeclStmt( noLabels, retval ) );
1327                                        DeclarationWithType * newRet = retval->clone(); // for ownership purposes
1328                                        ftype->get_returnVals().front() = newRet;
1329                                }
1330                        }
1331                        // errors should have been caught by this point, remove initializers from parameters to allow correct codegen of default arguments
1332                        for ( Declaration * param : functionDecl->get_functionType()->get_parameters() ) {
1333                                if ( ObjectDecl * obj = dynamic_cast< ObjectDecl * >( param ) ) {
1334                                        delete obj->get_init();
1335                                        obj->set_init( nullptr );
1336                                }
1337                        }
1338                        return functionDecl;
1339                }
1340
1341                ObjectDecl * Pass2::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1342                        return handleDecl( objectDecl );
1343                }
1344
1345                template< typename AggDecl >
1346                AggDecl * Pass2::handleAggDecl( AggDecl * aggDecl ) {
1347                        // prevent tyVars from leaking into containing scope
1348                        scopeTyVars.beginScope();
1349                        Parent::mutate( aggDecl );
1350                        scopeTyVars.endScope();
1351                        return aggDecl;
1352                }
1353
1354                StructDecl * Pass2::mutate( StructDecl *aggDecl ) {
1355                        return handleAggDecl( aggDecl );
1356                }
1357
1358                UnionDecl * Pass2::mutate( UnionDecl *aggDecl ) {
1359                        return handleAggDecl( aggDecl );
1360                }
1361
1362                TypeDecl * Pass2::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1363                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
1364                        if ( typeDecl->get_base() ) {
1365                                return handleDecl( typeDecl );
1366                        } else {
1367                                return Parent::mutate( typeDecl );
1368                        }
1369                }
1370
1371                TypedefDecl * Pass2::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1372                        return handleDecl( typedefDecl );
1373                }
1374
1375                Type * Pass2::mutate( PointerType *pointerType ) {
1376                        scopeTyVars.beginScope();
1377                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1378
1379                        Type *ret = Parent::mutate( pointerType );
1380
1381                        scopeTyVars.endScope();
1382                        return ret;
1383                }
1384
1385                Type *Pass2::mutate( FunctionType *funcType ) {
1386                        scopeTyVars.beginScope();
1387                        makeTyVarMap( funcType, scopeTyVars );
1388
1389                        // move polymorphic return type to parameter list
1390                        if ( isDynRet( funcType ) ) {
1391                                ObjectDecl *ret = safe_dynamic_cast< ObjectDecl* >( funcType->get_returnVals().front() );
1392                                ret->set_type( new PointerType( Type::Qualifiers(), ret->get_type() ) );
1393                                funcType->get_parameters().push_front( ret );
1394                                funcType->get_returnVals().pop_front();
1395                                ret->set_init( nullptr ); // xxx - memory leak?
1396                        }
1397
1398                        // add size/align and assertions for type parameters to parameter list
1399                        std::list< DeclarationWithType *>::iterator last = funcType->get_parameters().begin();
1400                        std::list< DeclarationWithType *> inferredParams;
1401                        ObjectDecl newObj( "", Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ), 0 );
1402                        ObjectDecl newPtr( "", Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0,
1403                                           new PointerType( Type::Qualifiers(), new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt ) ), 0 );
1404                        for ( Type::ForallList::const_iterator tyParm = funcType->get_forall().begin(); tyParm != funcType->get_forall().end(); ++tyParm ) {
1405                                ObjectDecl *sizeParm, *alignParm;
1406                                // add all size and alignment parameters to parameter list
1407                                if ( (*tyParm)->isComplete() ) {
1408                                        TypeInstType parmType( Type::Qualifiers(), (*tyParm)->get_name(), *tyParm );
1409                                        std::string parmName = mangleType( &parmType );
1410
1411                                        sizeParm = newObj.clone();
1412                                        sizeParm->set_name( sizeofName( parmName ) );
1413                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1414                                        ++last;
1415
1416                                        alignParm = newObj.clone();
1417                                        alignParm->set_name( alignofName( parmName ) );
1418                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1419                                        ++last;
1420                                }
1421                                // move all assertions into parameter list
1422                                for ( std::list< DeclarationWithType *>::iterator assert = (*tyParm)->get_assertions().begin(); assert != (*tyParm)->get_assertions().end(); ++assert ) {
1423//      *assert = (*assert)->acceptMutator( *this );
1424                                        inferredParams.push_back( *assert );
1425                                }
1426                                (*tyParm)->get_assertions().clear();
1427                        }
1428
1429                        // add size/align for generic parameter types to parameter list
1430                        std::set< std::string > seenTypes; // sizeofName for generic types we've seen
1431                        for ( std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = last; fnParm != funcType->get_parameters().end(); ++fnParm ) {
1432                                Type *polyType = isPolyType( (*fnParm)->get_type(), scopeTyVars );
1433                                if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
1434                                        std::string typeName = mangleType( polyType );
1435                                        if ( seenTypes.count( typeName ) ) continue;
1436
1437                                        ObjectDecl *sizeParm, *alignParm, *offsetParm;
1438                                        sizeParm = newObj.clone();
1439                                        sizeParm->set_name( sizeofName( typeName ) );
1440                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, sizeParm );
1441                                        ++last;
1442
1443                                        alignParm = newObj.clone();
1444                                        alignParm->set_name( alignofName( typeName ) );
1445                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, alignParm );
1446                                        ++last;
1447
1448                                        if ( StructInstType *polyBaseStruct = dynamic_cast< StructInstType* >( polyType ) ) {
1449                                                // NOTE zero-length arrays are illegal in C, so empty structs have no offset array
1450                                                if ( ! polyBaseStruct->get_baseStruct()->get_members().empty() ) {
1451                                                        offsetParm = newPtr.clone();
1452                                                        offsetParm->set_name( offsetofName( typeName ) );
1453                                                        last = funcType->get_parameters().insert( last, offsetParm );
1454                                                        ++last;
1455                                                }
1456                                        }
1457
1458                                        seenTypes.insert( typeName );
1459                                }
1460                        }
1461
1462                        // splice assertion parameters into parameter list
1463                        funcType->get_parameters().splice( last, inferredParams );
1464                        addAdapters( funcType );
1465                        mutateAll( funcType->get_returnVals(), *this );
1466                        mutateAll( funcType->get_parameters(), *this );
1467
1468                        scopeTyVars.endScope();
1469                        return funcType;
1470                }
1471
1472////////////////////////////////////////// PolyGenericCalculator ////////////////////////////////////////////////////
1473
1474                PolyGenericCalculator::PolyGenericCalculator()
1475                        : Parent(), knownLayouts(), knownOffsets(), bufNamer( "_buf" ) {}
1476
1477                void PolyGenericCalculator::beginTypeScope( Type *ty ) {
1478                        scopeTyVars.beginScope();
1479                        makeTyVarMap( ty, scopeTyVars );
1480                }
1481
1482                void PolyGenericCalculator::endTypeScope() {
1483                        scopeTyVars.endScope();
1484                }
1485
1486                template< typename DeclClass >
1487                DeclClass * PolyGenericCalculator::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
1488                        beginTypeScope( type );
1489                        // knownLayouts.beginScope();
1490                        // knownOffsets.beginScope();
1491
1492                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Parent::mutate( decl ) );
1493
1494                        // knownOffsets.endScope();
1495                        // knownLayouts.endScope();
1496                        endTypeScope();
1497                        return ret;
1498                }
1499
1500                ObjectDecl * PolyGenericCalculator::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1501                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
1502                }
1503
1504                DeclarationWithType * PolyGenericCalculator::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1505                        knownLayouts.beginScope();
1506                        knownOffsets.beginScope();
1507
1508                        DeclarationWithType * decl = handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
1509                        knownOffsets.endScope();
1510                        knownLayouts.endScope();
1511                        return decl;
1512                }
1513
1514                TypedefDecl * PolyGenericCalculator::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1515                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
1516                }
1517
1518                TypeDecl * PolyGenericCalculator::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1519                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
1520                        return Parent::mutate( typeDecl );
1521                }
1522
1523                Type * PolyGenericCalculator::mutate( PointerType *pointerType ) {
1524                        beginTypeScope( pointerType );
1525
1526                        Type *ret = Parent::mutate( pointerType );
1527
1528                        endTypeScope();
1529                        return ret;
1530                }
1531
1532                Type * PolyGenericCalculator::mutate( FunctionType *funcType ) {
1533                        beginTypeScope( funcType );
1534
1535                        // make sure that any type information passed into the function is accounted for
1536                        for ( std::list< DeclarationWithType* >::const_iterator fnParm = funcType->get_parameters().begin(); fnParm != funcType->get_parameters().end(); ++fnParm ) {
1537                                // condition here duplicates that in Pass2::mutate( FunctionType* )
1538                                Type *polyType = isPolyType( (*fnParm)->get_type(), scopeTyVars );
1539                                if ( polyType && ! dynamic_cast< TypeInstType* >( polyType ) ) {
1540                                        knownLayouts.insert( mangleType( polyType ) );
1541                                }
1542                        }
1543
1544                        Type *ret = Parent::mutate( funcType );
1545
1546                        endTypeScope();
1547                        return ret;
1548                }
1549
1550                Statement *PolyGenericCalculator::mutate( DeclStmt *declStmt ) {
1551                        if ( ObjectDecl *objectDecl = dynamic_cast< ObjectDecl *>( declStmt->get_decl() ) ) {
1552                                if ( findGeneric( objectDecl->get_type() ) ) {
1553                                        // change initialization of a polymorphic value object to allocate via a VLA
1554                                        // (alloca was previously used, but can't be safely used in loops)
1555                                        Type *declType = objectDecl->get_type();
1556                                        std::string bufName = bufNamer.newName();
1557                                        ObjectDecl *newBuf = new ObjectDecl( bufName, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0,
1558                                                new ArrayType( Type::Qualifiers(), new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::Kind::Char), new NameExpr( sizeofName( mangleType(declType) ) ),
1559                                                true, false, std::list<Attribute*>{ new Attribute( std::string{"aligned"}, std::list<Expression*>{ new ConstantExpr( Constant::from_int(8) ) } ) } ), 0 );
1560                                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newBuf ) );
1561
1562                                        delete objectDecl->get_init();
1563
1564                                        objectDecl->set_init( new SingleInit( new NameExpr( bufName ) ) );
1565                                }
1566                        }
1567                        return Parent::mutate( declStmt );
1568                }
1569
1570                /// Finds the member in the base list that matches the given declaration; returns its index, or -1 if not present
1571                long findMember( DeclarationWithType *memberDecl, std::list< Declaration* > &baseDecls ) {
1572                        long i = 0;
1573                        for(std::list< Declaration* >::const_iterator decl = baseDecls.begin(); decl != baseDecls.end(); ++decl, ++i ) {
1574                                if ( memberDecl->get_name() != (*decl)->get_name() ) continue;
1575
1576                                if ( DeclarationWithType *declWithType = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *decl ) ) {
1577                                        if ( memberDecl->get_mangleName().empty() || declWithType->get_mangleName().empty()
1578                                             || memberDecl->get_mangleName() == declWithType->get_mangleName() ) return i;
1579                                        else continue;
1580                                } else return i;
1581                        }
1582                        return -1;
1583                }
1584
1585                /// Returns an index expression into the offset array for a type
1586                Expression *makeOffsetIndex( Type *objectType, long i ) {
1587                        ConstantExpr *fieldIndex = new ConstantExpr( Constant::from_ulong( i ) );
1588                        UntypedExpr *fieldOffset = new UntypedExpr( new NameExpr( "?[?]" ) );
1589                        fieldOffset->get_args().push_back( new NameExpr( offsetofName( mangleType( objectType ) ) ) );
1590                        fieldOffset->get_args().push_back( fieldIndex );
1591                        return fieldOffset;
1592                }
1593
1594                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( MemberExpr *memberExpr ) {
1595                        // mutate, exiting early if no longer MemberExpr
1596                        Expression *expr = Parent::mutate( memberExpr );
1597                        memberExpr = dynamic_cast< MemberExpr* >( expr );
1598                        if ( ! memberExpr ) return expr;
1599
1600                        // only mutate member expressions for polymorphic types
1601                        int tyDepth;
1602                        Type *objectType = hasPolyBase( memberExpr->get_aggregate()->get_result(), scopeTyVars, &tyDepth );
1603                        if ( ! objectType ) return memberExpr;
1604                        findGeneric( objectType ); // ensure layout for this type is available
1605
1606                        // replace member expression with dynamically-computed layout expression
1607                        Expression *newMemberExpr = 0;
1608                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( objectType ) ) {
1609                                // look up offset index
1610                                long i = findMember( memberExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
1611                                if ( i == -1 ) return memberExpr;
1612
1613                                // replace member expression with pointer to base plus offset
1614                                UntypedExpr *fieldLoc = new UntypedExpr( new NameExpr( "?+?" ) );
1615                                Expression * aggr = memberExpr->get_aggregate()->clone();
1616                                delete aggr->get_env(); // xxx - there's a problem with keeping the env for some reason, so for now just get rid of it
1617                                aggr->set_env( nullptr );
1618                                fieldLoc->get_args().push_back( aggr );
1619                                fieldLoc->get_args().push_back( makeOffsetIndex( objectType, i ) );
1620                                fieldLoc->set_result( memberExpr->get_result()->clone() );
1621                                newMemberExpr = fieldLoc;
1622                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( objectType ) ) {
1623                                // union members are all at offset zero, so just use the aggregate expr
1624                                Expression * aggr = memberExpr->get_aggregate()->clone();
1625                                delete aggr->get_env(); // xxx - there's a problem with keeping the env for some reason, so for now just get rid of it
1626                                aggr->set_env( nullptr );
1627                                newMemberExpr = aggr;
1628                                newMemberExpr->set_result( memberExpr->get_result()->clone() );
1629                        } else return memberExpr;
1630                        assert( newMemberExpr );
1631
1632                        Type *memberType = memberExpr->get_member()->get_type();
1633                        if ( ! isPolyType( memberType, scopeTyVars ) ) {
1634                                // 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
1635                                CastExpr *ptrCastExpr = new CastExpr( newMemberExpr, new PointerType( Type::Qualifiers(), memberType->clone() ) );
1636                                UntypedExpr *derefExpr = UntypedExpr::createDeref( ptrCastExpr );
1637                                newMemberExpr = derefExpr;
1638                        }
1639
1640                        delete memberExpr;
1641                        return newMemberExpr;
1642                }
1643
1644                ObjectDecl *PolyGenericCalculator::makeVar( const std::string &name, Type *type, Initializer *init ) {
1645                        ObjectDecl *newObj = new ObjectDecl( name, Type::StorageClasses(), LinkageSpec::C, 0, type, init );
1646                        stmtsToAdd.push_back( new DeclStmt( noLabels, newObj ) );
1647                        return newObj;
1648                }
1649
1650                void PolyGenericCalculator::addOtypeParamsToLayoutCall( UntypedExpr *layoutCall, const std::list< Type* > &otypeParams ) {
1651                        for ( std::list< Type* >::const_iterator param = otypeParams.begin(); param != otypeParams.end(); ++param ) {
1652                                if ( findGeneric( *param ) ) {
1653                                        // push size/align vars for a generic parameter back
1654                                        std::string paramName = mangleType( *param );
1655                                        layoutCall->get_args().push_back( new NameExpr( sizeofName( paramName ) ) );
1656                                        layoutCall->get_args().push_back( new NameExpr( alignofName( paramName ) ) );
1657                                } else {
1658                                        layoutCall->get_args().push_back( new SizeofExpr( (*param)->clone() ) );
1659                                        layoutCall->get_args().push_back( new AlignofExpr( (*param)->clone() ) );
1660                                }
1661                        }
1662                }
1663
1664                /// returns true if any of the otype parameters have a dynamic layout and puts all otype parameters in the output list
1665                bool findGenericParams( std::list< TypeDecl* > &baseParams, std::list< Expression* > &typeParams, std::list< Type* > &out ) {
1666                        bool hasDynamicLayout = false;
1667
1668                        std::list< TypeDecl* >::const_iterator baseParam = baseParams.begin();
1669                        std::list< Expression* >::const_iterator typeParam = typeParams.begin();
1670                        for ( ; baseParam != baseParams.end() && typeParam != typeParams.end(); ++baseParam, ++typeParam ) {
1671                                // skip non-otype parameters
1672                                if ( ! (*baseParam)->isComplete() ) continue;
1673                                TypeExpr *typeExpr = dynamic_cast< TypeExpr* >( *typeParam );
1674                                assert( typeExpr && "all otype parameters should be type expressions" );
1675
1676                                Type *type = typeExpr->get_type();
1677                                out.push_back( type );
1678                                if ( isPolyType( type ) ) hasDynamicLayout = true;
1679                        }
1680                        assert( baseParam == baseParams.end() && typeParam == typeParams.end() );
1681
1682                        return hasDynamicLayout;
1683                }
1684
1685                bool PolyGenericCalculator::findGeneric( Type *ty ) {
1686                        ty = replaceTypeInst( ty, env );
1687
1688                        if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType* >( ty ) ) {
1689                                if ( scopeTyVars.find( typeInst->get_name() ) != scopeTyVars.end() ) {
1690                                        // NOTE assumes here that getting put in the scopeTyVars included having the layout variables set
1691                                        return true;
1692                                }
1693                                return false;
1694                        } else if ( StructInstType *structTy = dynamic_cast< StructInstType* >( ty ) ) {
1695                                // check if this type already has a layout generated for it
1696                                std::string typeName = mangleType( ty );
1697                                if ( knownLayouts.find( typeName ) != knownLayouts.end() ) return true;
1698
1699                                // check if any of the type parameters have dynamic layout; if none do, this type is (or will be) monomorphized
1700                                std::list< Type* > otypeParams;
1701                                if ( ! findGenericParams( *structTy->get_baseParameters(), structTy->get_parameters(), otypeParams ) ) return false;
1702
1703                                // insert local variables for layout and generate call to layout function
1704                                knownLayouts.insert( typeName );  // done early so as not to interfere with the later addition of parameters to the layout call
1705                                Type *layoutType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
1706
1707                                int n_members = structTy->get_baseStruct()->get_members().size();
1708                                if ( n_members == 0 ) {
1709                                        // all empty structs have the same layout - size 1, align 1
1710                                        makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType, new SingleInit( new ConstantExpr( Constant::from_ulong( (unsigned long)1 ) ) ) );
1711                                        makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone(), new SingleInit( new ConstantExpr( Constant::from_ulong( (unsigned long)1 ) ) ) );
1712                                        // NOTE zero-length arrays are forbidden in C, so empty structs have no offsetof array
1713                                } else {
1714                                        ObjectDecl *sizeVar = makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType );
1715                                        ObjectDecl *alignVar = makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone() );
1716                                        ObjectDecl *offsetVar = makeVar( offsetofName( typeName ), new ArrayType( Type::Qualifiers(), layoutType->clone(), new ConstantExpr( Constant::from_int( n_members ) ), false, false ) );
1717
1718                                        // generate call to layout function
1719                                        UntypedExpr *layoutCall = new UntypedExpr( new NameExpr( layoutofName( structTy->get_baseStruct() ) ) );
1720                                        layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( sizeVar ) ) );
1721                                        layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( alignVar ) ) );
1722                                        layoutCall->get_args().push_back( new VariableExpr( offsetVar ) );
1723                                        addOtypeParamsToLayoutCall( layoutCall, otypeParams );
1724
1725                                        stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, layoutCall ) );
1726                                }
1727
1728                                return true;
1729                        } else if ( UnionInstType *unionTy = dynamic_cast< UnionInstType* >( ty ) ) {
1730                                // check if this type already has a layout generated for it
1731                                std::string typeName = mangleType( ty );
1732                                if ( knownLayouts.find( typeName ) != knownLayouts.end() ) return true;
1733
1734                                // check if any of the type parameters have dynamic layout; if none do, this type is (or will be) monomorphized
1735                                std::list< Type* > otypeParams;
1736                                if ( ! findGenericParams( *unionTy->get_baseParameters(), unionTy->get_parameters(), otypeParams ) ) return false;
1737
1738                                // insert local variables for layout and generate call to layout function
1739                                knownLayouts.insert( typeName );  // done early so as not to interfere with the later addition of parameters to the layout call
1740                                Type *layoutType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
1741
1742                                ObjectDecl *sizeVar = makeVar( sizeofName( typeName ), layoutType );
1743                                ObjectDecl *alignVar = makeVar( alignofName( typeName ), layoutType->clone() );
1744
1745                                // generate call to layout function
1746                                UntypedExpr *layoutCall = new UntypedExpr( new NameExpr( layoutofName( unionTy->get_baseUnion() ) ) );
1747                                layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( sizeVar ) ) );
1748                                layoutCall->get_args().push_back( new AddressExpr( new VariableExpr( alignVar ) ) );
1749                                addOtypeParamsToLayoutCall( layoutCall, otypeParams );
1750
1751                                stmtsToAdd.push_back( new ExprStmt( noLabels, layoutCall ) );
1752
1753                                return true;
1754                        }
1755
1756                        return false;
1757                }
1758
1759                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( SizeofExpr *sizeofExpr ) {
1760                        Type *ty = sizeofExpr->get_type();
1761                        if ( findGeneric( ty ) ) {
1762                                Expression *ret = new NameExpr( sizeofName( mangleType( ty ) ) );
1763                                delete sizeofExpr;
1764                                return ret;
1765                        }
1766                        return sizeofExpr;
1767                }
1768
1769                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( AlignofExpr *alignofExpr ) {
1770                        Type *ty = alignofExpr->get_type();
1771                        if ( findGeneric( ty ) ) {
1772                                Expression *ret = new NameExpr( alignofName( mangleType( ty ) ) );
1773                                delete alignofExpr;
1774                                return ret;
1775                        }
1776                        return alignofExpr;
1777                }
1778
1779                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( OffsetofExpr *offsetofExpr ) {
1780                        // mutate, exiting early if no longer OffsetofExpr
1781                        Expression *expr = Parent::mutate( offsetofExpr );
1782                        offsetofExpr = dynamic_cast< OffsetofExpr* >( expr );
1783                        if ( ! offsetofExpr ) return expr;
1784
1785                        // only mutate expressions for polymorphic structs/unions
1786                        Type *ty = offsetofExpr->get_type();
1787                        if ( ! findGeneric( ty ) ) return offsetofExpr;
1788
1789                        if ( StructInstType *structType = dynamic_cast< StructInstType* >( ty ) ) {
1790                                // replace offsetof expression by index into offset array
1791                                long i = findMember( offsetofExpr->get_member(), structType->get_baseStruct()->get_members() );
1792                                if ( i == -1 ) return offsetofExpr;
1793
1794                                Expression *offsetInd = makeOffsetIndex( ty, i );
1795                                delete offsetofExpr;
1796                                return offsetInd;
1797                        } else if ( dynamic_cast< UnionInstType* >( ty ) ) {
1798                                // all union members are at offset zero
1799                                delete offsetofExpr;
1800                                return new ConstantExpr( Constant::from_ulong( 0 ) );
1801                        } else return offsetofExpr;
1802                }
1803
1804                Expression *PolyGenericCalculator::mutate( OffsetPackExpr *offsetPackExpr ) {
1805                        StructInstType *ty = offsetPackExpr->get_type();
1806
1807                        Expression *ret = 0;
1808                        if ( findGeneric( ty ) ) {
1809                                // pull offset back from generated type information
1810                                ret = new NameExpr( offsetofName( mangleType( ty ) ) );
1811                        } else {
1812                                std::string offsetName = offsetofName( mangleType( ty ) );
1813                                if ( knownOffsets.find( offsetName ) != knownOffsets.end() ) {
1814                                        // use the already-generated offsets for this type
1815                                        ret = new NameExpr( offsetName );
1816                                } else {
1817                                        knownOffsets.insert( offsetName );
1818
1819                                        std::list< Declaration* > &baseMembers = ty->get_baseStruct()->get_members();
1820                                        Type *offsetType = new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::LongUnsignedInt );
1821
1822                                        // build initializer list for offset array
1823                                        std::list< Initializer* > inits;
1824                                        for ( std::list< Declaration* >::const_iterator member = baseMembers.begin(); member != baseMembers.end(); ++member ) {
1825                                                if ( DeclarationWithType *memberDecl = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *member ) ) {
1826                                                        inits.push_back( new SingleInit( new OffsetofExpr( ty->clone(), memberDecl ) ) );
1827                                                } else {
1828                                                        assertf( false, "Requesting offset of Non-DWT member: %s", toString( *member ).c_str() );
1829                                                }
1830                                        }
1831
1832                                        // build the offset array and replace the pack with a reference to it
1833                                        ObjectDecl *offsetArray = makeVar( offsetName, new ArrayType( Type::Qualifiers(), offsetType, new ConstantExpr( Constant::from_ulong( baseMembers.size() ) ), false, false ),
1834                                                        new ListInit( inits ) );
1835                                        ret = new VariableExpr( offsetArray );
1836                                }
1837                        }
1838
1839                        delete offsetPackExpr;
1840                        return ret;
1841                }
1842
1843                void PolyGenericCalculator::doBeginScope() {
1844                        knownLayouts.beginScope();
1845                        knownOffsets.beginScope();
1846                }
1847
1848                void PolyGenericCalculator::doEndScope() {
1849                        knownLayouts.endScope();
1850                        knownOffsets.endScope();
1851                }
1852
1853////////////////////////////////////////// Pass3 ////////////////////////////////////////////////////
1854
1855                template< typename DeclClass >
1856                DeclClass * Pass3::handleDecl( DeclClass *decl, Type *type ) {
1857                        scopeTyVars.beginScope();
1858                        makeTyVarMap( type, scopeTyVars );
1859
1860                        DeclClass *ret = static_cast< DeclClass *>( Mutator::mutate( decl ) );
1861                        // ScrubTyVars::scrub( decl, scopeTyVars );
1862                        ScrubTyVars::scrubAll( decl );
1863
1864                        scopeTyVars.endScope();
1865                        return ret;
1866                }
1867
1868                ObjectDecl * Pass3::mutate( ObjectDecl *objectDecl ) {
1869                        return handleDecl( objectDecl, objectDecl->get_type() );
1870                }
1871
1872                DeclarationWithType * Pass3::mutate( FunctionDecl *functionDecl ) {
1873                        return handleDecl( functionDecl, functionDecl->get_functionType() );
1874                }
1875
1876                TypedefDecl * Pass3::mutate( TypedefDecl *typedefDecl ) {
1877                        return handleDecl( typedefDecl, typedefDecl->get_base() );
1878                }
1879
1880                TypeDecl * Pass3::mutate( TypeDecl *typeDecl ) {
1881//   Initializer *init = 0;
1882//   std::list< Expression *> designators;
1883//   addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
1884//   if ( typeDecl->get_base() ) {
1885//     init = new SimpleInit( new SizeofExpr( handleDecl( typeDecl, typeDecl->get_base() ) ), designators );
1886//   }
1887//   return new ObjectDecl( typeDecl->get_name(), Declaration::Extern, LinkageSpec::C, 0, new BasicType( Type::Qualifiers(), BasicType::UnsignedInt ), init );
1888
1889                        addToTyVarMap( typeDecl, scopeTyVars );
1890                        return Mutator::mutate( typeDecl );
1891                }
1892
1893                Type * Pass3::mutate( PointerType *pointerType ) {
1894                        scopeTyVars.beginScope();
1895                        makeTyVarMap( pointerType, scopeTyVars );
1896
1897                        Type *ret = Mutator::mutate( pointerType );
1898
1899                        scopeTyVars.endScope();
1900                        return ret;
1901                }
1902
1903                Type * Pass3::mutate( FunctionType *functionType ) {
1904                        scopeTyVars.beginScope();
1905                        makeTyVarMap( functionType, scopeTyVars );
1906
1907                        Type *ret = Mutator::mutate( functionType );
1908
1909                        scopeTyVars.endScope();
1910                        return ret;
1911                }
1912        } // anonymous namespace
1913} // namespace GenPoly
1914
1915// Local Variables: //
1916// tab-width: 4 //
1917// mode: c++ //
1918// compile-command: "make install" //
1919// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.