source: src/ResolvExpr/AlternativeFinder.cc @ b81fd95

arm-ehjacob/cs343-translationnew-astnew-ast-unique-expr
Last change on this file since b81fd95 was b81fd95, checked in by Michael Brooks <mlbrooks@…>, 15 months ago

Fix bug where pointer and reference types allow unsound initialization and return. Fixes #189

There are two instances of the same basic change, which is using conversionCost instead of castCost for resolving...
A: an InitExpr?, always; affects variable initializations
B: a CastExpr?, for type-system-generated casts only; affects function returns

Changing the behaviour of the typechecker on initialization (do A) and cast (do B):
src/ResolvExpr/AlternativeFinder.cc
src/SynTree/Expression.h
testsinit1.*

Making type of string literal consistent with how C defines it (accommodate A):
src/Parser/ExpressionNode.cc

Making type system happy with incumbent use of void* (accommodate A):
libcfa/src/concurrency/kernel.cfa
libcfa/src/containers/list.hfa
tests/bugs/66.cfa
tests/avltree/avl1.cfa
tests/concurrent/signal/block.cfa
tests/searchsort.cfa

Making type system happy with incumbent plan-9 downcast (accommodate B):
libcfa/src/containers/list.hfa

Fixing previously incorrect constness of declarations (accommodate A):
tests/exceptions/defaults.cfa
libcfa/src/iostream.hfa

Fixing previously incorrect isGenerated classification of casts that desugaring introduces (accommodate B):
src/Concurrency/Keywords.cc
src/Concurrency/Waitfor.cc

Working around trac #207 (revealed by A):
tests/io2.cfa

Working around trac #208 (speculatively created by B):
libcfa/src/bits/locks.hfa
libcfa/src/concurrency/preemption.cfa

Misc:
tests/exceptions/conditional.cfa (accommodate A)

a _msg function for an exception was declared with wrong return type, so it was not compatible for assignment into the vtable instance

libcfa/src/stdlib.hfa

the compiler now prohibits a prior attempt to call a nonexistent realloc overload; calling alloc_align in its place

  • Property mode set to 100644
File size: 71.6 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// AlternativeFinder.cc --
8//
9// Author           : Richard C. Bilson
10// Created On       : Sat May 16 23:52:08 2015
11// Last Modified By : Andrew Beach
12// Last Modified On : Thu Aug  8 16:35:00 2019
13// Update Count     : 38
14//
15
16#include <algorithm>               // for copy
17#include <cassert>                 // for strict_dynamic_cast, assert, assertf
18#include <cstddef>                 // for size_t
19#include <iostream>                // for operator<<, cerr, ostream, endl
20#include <iterator>                // for back_insert_iterator, back_inserter
21#include <list>                    // for _List_iterator, list, _List_const_...
22#include <map>                     // for _Rb_tree_iterator, map, _Rb_tree_c...
23#include <memory>                  // for allocator_traits<>::value_type, unique_ptr
24#include <utility>                 // for pair
25#include <vector>                  // for vector
26
27#include "CompilationState.h"      // for resolvep
28#include "Alternative.h"           // for AltList, Alternative
29#include "AlternativeFinder.h"
30#include "AST/Expr.hpp"
31#include "AST/SymbolTable.hpp"
32#include "AST/Type.hpp"
33#include "Common/SemanticError.h"  // for SemanticError
34#include "Common/utility.h"        // for deleteAll, printAll, CodeLocation
35#include "Cost.h"                  // for Cost, Cost::zero, operator<<, Cost...
36#include "ExplodedActual.h"        // for ExplodedActual
37#include "InitTweak/InitTweak.h"   // for getFunctionName
38#include "RenameVars.h"            // for RenameVars, global_renamer
39#include "ResolveAssertions.h"     // for resolveAssertions
40#include "ResolveTypeof.h"         // for resolveTypeof
41#include "Resolver.h"              // for resolveStmtExpr
42#include "SymTab/Indexer.h"        // for Indexer
43#include "SymTab/Mangler.h"        // for Mangler
44#include "SymTab/Validate.h"       // for validateType
45#include "SynTree/Constant.h"      // for Constant
46#include "SynTree/Declaration.h"   // for DeclarationWithType, TypeDecl, Dec...
47#include "SynTree/Expression.h"    // for Expression, CastExpr, NameExpr
48#include "SynTree/Initializer.h"   // for SingleInit, operator<<, Designation
49#include "SynTree/SynTree.h"       // for UniqueId
50#include "SynTree/Type.h"          // for Type, FunctionType, PointerType
51#include "Tuples/Explode.h"        // for explode
52#include "Tuples/Tuples.h"         // for isTtype, handleTupleAssignment
53#include "Unify.h"                 // for unify
54#include "typeops.h"               // for adjustExprType, polyCost, castCost
55
56#define PRINT( text ) if ( resolvep ) { text }
57//#define DEBUG_COST
58
59namespace ResolvExpr {
60        struct AlternativeFinder::Finder : public WithShortCircuiting {
61                Finder( AlternativeFinder & altFinder ) : altFinder( altFinder ), indexer( altFinder.indexer ), alternatives( altFinder.alternatives ), env( altFinder.env ), targetType( altFinder.targetType )  {}
62
63                void previsit( BaseSyntaxNode * ) { visit_children = false; }
64
65                void postvisit( ApplicationExpr * applicationExpr );
66                void postvisit( UntypedExpr * untypedExpr );
67                void postvisit( AddressExpr * addressExpr );
68                void postvisit( LabelAddressExpr * labelExpr );
69                void postvisit( CastExpr * castExpr );
70                void postvisit( VirtualCastExpr * castExpr );
71                void postvisit( KeywordCastExpr * castExpr );
72                void postvisit( UntypedMemberExpr * memberExpr );
73                void postvisit( MemberExpr * memberExpr );
74                void postvisit( NameExpr * variableExpr );
75                void postvisit( VariableExpr * variableExpr );
76                void postvisit( ConstantExpr * constantExpr );
77                void postvisit( SizeofExpr * sizeofExpr );
78                void postvisit( AlignofExpr * alignofExpr );
79                void postvisit( UntypedOffsetofExpr * offsetofExpr );
80                void postvisit( OffsetofExpr * offsetofExpr );
81                void postvisit( OffsetPackExpr * offsetPackExpr );
82                void postvisit( LogicalExpr * logicalExpr );
83                void postvisit( ConditionalExpr * conditionalExpr );
84                void postvisit( CommaExpr * commaExpr );
85                void postvisit( ImplicitCopyCtorExpr  * impCpCtorExpr );
86                void postvisit( ConstructorExpr  * ctorExpr );
87                void postvisit( RangeExpr  * rangeExpr );
88                void postvisit( UntypedTupleExpr * tupleExpr );
89                void postvisit( TupleExpr * tupleExpr );
90                void postvisit( TupleIndexExpr * tupleExpr );
91                void postvisit( TupleAssignExpr * tupleExpr );
92                void postvisit( UniqueExpr * unqExpr );
93                void postvisit( StmtExpr * stmtExpr );
94                void postvisit( UntypedInitExpr * initExpr );
95                void postvisit( InitExpr * initExpr );
96                void postvisit( DeletedExpr * delExpr );
97                void postvisit( GenericExpr * genExpr );
98
99                /// Adds alternatives for anonymous members
100                void addAnonConversions( const Alternative & alt );
101                /// Adds alternatives for member expressions, given the aggregate, conversion cost for that aggregate, and name of the member
102                template< typename StructOrUnionType > void addAggMembers( StructOrUnionType *aggInst, Expression *expr, const Alternative &alt, const Cost &newCost, const std::string & name );
103                /// Adds alternatives for member expressions where the left side has tuple type
104                void addTupleMembers( TupleType *tupleType, Expression *expr, const Alternative &alt, const Cost &newCost, Expression *member );
105                /// Adds alternatives for offsetof expressions, given the base type and name of the member
106                template< typename StructOrUnionType > void addOffsetof( StructOrUnionType *aggInst, const std::string &name );
107                /// Takes a final result and checks if its assertions can be satisfied
108                template<typename OutputIterator>
109                void validateFunctionAlternative( const Alternative &func, ArgPack& result, const std::vector<ArgPack>& results, OutputIterator out );
110                /// Finds matching alternatives for a function, given a set of arguments
111                template<typename OutputIterator>
112                void makeFunctionAlternatives( const Alternative &func, FunctionType *funcType, const ExplodedArgs_old& args, OutputIterator out );
113                /// Sets up parameter inference for an output alternative
114                template< typename OutputIterator >
115                void inferParameters( Alternative &newAlt, OutputIterator out );
116        private:
117                AlternativeFinder & altFinder;
118                const SymTab::Indexer &indexer;
119                AltList & alternatives;
120                const TypeEnvironment &env;
121                Type *& targetType;
122        };
123
124        Cost sumCost( const AltList &in ) {
125                Cost total = Cost::zero;
126                for ( AltList::const_iterator i = in.begin(); i != in.end(); ++i ) {
127                        total += i->cost;
128                }
129                return total;
130        }
131
132        void printAlts( const AltList &list, std::ostream &os, unsigned int indentAmt ) {
133                Indenter indent = { indentAmt };
134                for ( AltList::const_iterator i = list.begin(); i != list.end(); ++i ) {
135                        i->print( os, indent );
136                        os << std::endl;
137                }
138        }
139
140        namespace {
141                void makeExprList( const AltList &in, std::list< Expression* > &out ) {
142                        for ( AltList::const_iterator i = in.begin(); i != in.end(); ++i ) {
143                                out.push_back( i->expr->clone() );
144                        }
145                }
146
147                struct PruneStruct {
148                        bool isAmbiguous;
149                        AltList::iterator candidate;
150                        PruneStruct() {}
151                        PruneStruct( AltList::iterator candidate ): isAmbiguous( false ), candidate( candidate ) {}
152                };
153
154                /// Prunes a list of alternatives down to those that have the minimum conversion cost for a given return type; skips ambiguous interpretations
155                template< typename InputIterator, typename OutputIterator >
156                void pruneAlternatives( InputIterator begin, InputIterator end, OutputIterator out ) {
157                        // select the alternatives that have the minimum conversion cost for a particular set of result types
158                        std::map< std::string, PruneStruct > selected;
159                        for ( AltList::iterator candidate = begin; candidate != end; ++candidate ) {
160                                PruneStruct current( candidate );
161                                std::string mangleName;
162                                {
163                                        Type * newType = candidate->expr->get_result()->clone();
164                                        candidate->env.apply( newType );
165                                        mangleName = SymTab::Mangler::mangle( newType );
166                                        delete newType;
167                                }
168                                std::map< std::string, PruneStruct >::iterator mapPlace = selected.find( mangleName );
169                                if ( mapPlace != selected.end() ) {
170                                        if ( candidate->cost < mapPlace->second.candidate->cost ) {
171                                                PRINT(
172                                                        std::cerr << "cost " << candidate->cost << " beats " << mapPlace->second.candidate->cost << std::endl;
173                                                )
174                                                selected[ mangleName ] = current;
175                                        } else if ( candidate->cost == mapPlace->second.candidate->cost ) {
176                                                // if one of the candidates contains a deleted identifier, can pick the other, since
177                                                // deleted expressions should not be ambiguous if there is another option that is at least as good
178                                                if ( findDeletedExpr( candidate->expr ) ) {
179                                                        // do nothing
180                                                        PRINT( std::cerr << "candidate is deleted" << std::endl; )
181                                                } else if ( findDeletedExpr( mapPlace->second.candidate->expr ) ) {
182                                                        PRINT( std::cerr << "current is deleted" << std::endl; )
183                                                        selected[ mangleName ] = current;
184                                                } else {
185                                                        PRINT(
186                                                                std::cerr << "marking ambiguous" << std::endl;
187                                                        )
188                                                        mapPlace->second.isAmbiguous = true;
189                                                }
190                                        } else {
191                                                PRINT(
192                                                        std::cerr << "cost " << candidate->cost << " loses to " << mapPlace->second.candidate->cost << std::endl;
193                                                )
194                                        }
195                                } else {
196                                        selected[ mangleName ] = current;
197                                }
198                        }
199
200                        // accept the alternatives that were unambiguous
201                        for ( std::map< std::string, PruneStruct >::iterator target = selected.begin(); target != selected.end(); ++target ) {
202                                if ( ! target->second.isAmbiguous ) {
203                                        Alternative &alt = *target->second.candidate;
204                                        alt.env.applyFree( alt.expr->get_result() );
205                                        *out++ = alt;
206                                }
207                        }
208                }
209
210                void renameTypes( Expression *expr ) {
211                        renameTyVars( expr->result );
212                }
213        } // namespace
214
215        void referenceToRvalueConversion( Expression *& expr, Cost & cost ) {
216                if ( dynamic_cast< ReferenceType * >( expr->get_result() ) ) {
217                        // cast away reference from expr
218                        expr = new CastExpr( expr, expr->get_result()->stripReferences()->clone() );
219                        cost.incReference();
220                }
221        }
222
223        template< typename InputIterator, typename OutputIterator >
224        void AlternativeFinder::findSubExprs( InputIterator begin, InputIterator end, OutputIterator out ) {
225                while ( begin != end ) {
226                        AlternativeFinder finder( indexer, env );
227                        finder.findWithAdjustment( *begin );
228                        // XXX  either this
229                        //Designators::fixDesignations( finder, (*begin++)->get_argName() );
230                        // or XXX this
231                        begin++;
232                        PRINT(
233                                std::cerr << "findSubExprs" << std::endl;
234                                printAlts( finder.alternatives, std::cerr );
235                        )
236                        *out++ = finder;
237                }
238        }
239
240        AlternativeFinder::AlternativeFinder( const SymTab::Indexer &indexer, const TypeEnvironment &env )
241                : indexer( indexer ), env( env ) {
242        }
243
244        void AlternativeFinder::find( Expression *expr, ResolvMode mode ) {
245                PassVisitor<Finder> finder( *this );
246                expr->accept( finder );
247                if ( mode.failFast && alternatives.empty() ) {
248                        PRINT(
249                                std::cerr << "No reasonable alternatives for expression " << expr << std::endl;
250                        )
251                        SemanticError( expr, "No reasonable alternatives for expression " );
252                }
253                if ( mode.satisfyAssns || mode.prune ) {
254                        // trim candidates just to those where the assertions resolve
255                        // - necessary pre-requisite to pruning
256                        AltList candidates;
257                        std::list<std::string> errors;
258                        for ( unsigned i = 0; i < alternatives.size(); ++i ) {
259                                resolveAssertions( alternatives[i], indexer, candidates, errors );
260                        }
261                        // fail early if none such
262                        if ( mode.failFast && candidates.empty() ) {
263                                std::ostringstream stream;
264                                stream << "No alternatives with satisfiable assertions for " << expr << "\n";
265                                //        << "Alternatives with failing assertions are:\n";
266                                // printAlts( alternatives, stream, 1 );
267                                for ( const auto& err : errors ) {
268                                        stream << err;
269                                }
270                                SemanticError( expr->location, stream.str() );
271                        }
272                        // reset alternatives
273                        alternatives = std::move( candidates );
274                }
275                if ( mode.prune ) {
276                        auto oldsize = alternatives.size();
277                        PRINT(
278                                std::cerr << "alternatives before prune:" << std::endl;
279                                printAlts( alternatives, std::cerr );
280                        )
281                        AltList pruned;
282                        pruneAlternatives( alternatives.begin(), alternatives.end(), back_inserter( pruned ) );
283                        if ( mode.failFast && pruned.empty() ) {
284                                std::ostringstream stream;
285                                AltList winners;
286                                findMinCost( alternatives.begin(), alternatives.end(), back_inserter( winners ) );
287                                stream << "Cannot choose between " << winners.size() << " alternatives for expression\n";
288                                expr->print( stream );
289                                stream << " Alternatives are:\n";
290                                printAlts( winners, stream, 1 );
291                                SemanticError( expr->location, stream.str() );
292                        }
293                        alternatives = move(pruned);
294                        PRINT(
295                                std::cerr << "there are " << oldsize << " alternatives before elimination" << std::endl;
296                        )
297                        PRINT(
298                                std::cerr << "there are " << alternatives.size() << " alternatives after elimination" << std::endl;
299                        )
300                }
301                // adjust types after pruning so that types substituted by pruneAlternatives are correctly adjusted
302                if ( mode.adjust ) {
303                        for ( Alternative& i : alternatives ) {
304                                adjustExprType( i.expr->get_result(), i.env, indexer );
305                        }
306                }
307
308                // Central location to handle gcc extension keyword, etc. for all expression types.
309                for ( Alternative &iter: alternatives ) {
310                        iter.expr->set_extension( expr->get_extension() );
311                        iter.expr->location = expr->location;
312                } // for
313        }
314
315        void AlternativeFinder::findWithAdjustment( Expression *expr ) {
316                find( expr, ResolvMode::withAdjustment() );
317        }
318
319        void AlternativeFinder::findWithoutPrune( Expression * expr ) {
320                find( expr, ResolvMode::withoutPrune() );
321        }
322
323        void AlternativeFinder::maybeFind( Expression * expr ) {
324                find( expr, ResolvMode::withoutFailFast() );
325        }
326
327        void AlternativeFinder::Finder::addAnonConversions( const Alternative & alt ) {
328                // adds anonymous member interpretations whenever an aggregate value type is seen.
329                // it's okay for the aggregate expression to have reference type -- cast it to the base type to treat the aggregate as the referenced value
330                std::unique_ptr<Expression> aggrExpr( alt.expr->clone() );
331                alt.env.apply( aggrExpr->result );
332                Type * aggrType = aggrExpr->result;
333                if ( dynamic_cast< ReferenceType * >( aggrType ) ) {
334                        aggrType = aggrType->stripReferences();
335                        aggrExpr.reset( new CastExpr( aggrExpr.release(), aggrType->clone() ) );
336                }
337
338                if ( StructInstType * structInst = dynamic_cast< StructInstType* >( aggrExpr->result ) ) {
339                        addAggMembers( structInst, aggrExpr.get(), alt, alt.cost+Cost::safe, "" );
340                } else if ( UnionInstType * unionInst = dynamic_cast< UnionInstType* >( aggrExpr->result ) ) {
341                        addAggMembers( unionInst, aggrExpr.get(), alt, alt.cost+Cost::safe, "" );
342                } // if
343        }
344
345        template< typename StructOrUnionType >
346        void AlternativeFinder::Finder::addAggMembers( StructOrUnionType * aggInst, Expression * expr, const Alternative& alt, const Cost &newCost, const std::string & name ) {
347                std::list< Declaration* > members;
348                aggInst->lookup( name, members );
349
350                for ( Declaration * decl : members ) {
351                        if ( DeclarationWithType * dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( decl ) ) {
352                                // addAnonAlternatives uses vector::push_back, which invalidates references to existing elements, so
353                                // can't construct in place and use vector::back
354                                Alternative newAlt{ alt, new MemberExpr{ dwt, expr->clone() }, newCost };
355                                renameTypes( newAlt.expr );
356                                addAnonConversions( newAlt ); // add anonymous member interpretations whenever an aggregate value type is seen as a member expression.
357                                alternatives.push_back( std::move(newAlt) );
358                        } else {
359                                assert( false );
360                        }
361                }
362        }
363
364        void AlternativeFinder::Finder::addTupleMembers( TupleType * tupleType, Expression * expr, const Alternative &alt, const Cost &newCost, Expression * member ) {
365                if ( ConstantExpr * constantExpr = dynamic_cast< ConstantExpr * >( member ) ) {
366                        // get the value of the constant expression as an int, must be between 0 and the length of the tuple type to have meaning
367                        auto val = constantExpr->intValue();
368                        std::string tmp;
369                        if ( val >= 0 && (unsigned long long)val < tupleType->size() ) {
370                                alternatives.push_back( Alternative{
371                                        alt, new TupleIndexExpr( expr->clone(), val ), newCost } );
372                        } // if
373                } // if
374        }
375
376        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( ApplicationExpr * applicationExpr ) {
377                alternatives.push_back( Alternative{ applicationExpr->clone(), env } );
378        }
379
380        Cost computeConversionCost( Type * actualType, Type * formalType, bool actualIsLvalue,
381                        const SymTab::Indexer &indexer, const TypeEnvironment & env ) {
382                PRINT(
383                        std::cerr << std::endl << "converting ";
384                        actualType->print( std::cerr, 8 );
385                        std::cerr << std::endl << " to ";
386                        formalType->print( std::cerr, 8 );
387                        std::cerr << std::endl << "environment is: ";
388                        env.print( std::cerr, 8 );
389                        std::cerr << std::endl;
390                )
391                Cost convCost = conversionCost( actualType, formalType, actualIsLvalue, indexer, env );
392                PRINT(
393                        std::cerr << std::endl << "cost is " << convCost << std::endl;
394                )
395                if ( convCost == Cost::infinity ) {
396                        return convCost;
397                }
398                convCost.incPoly( polyCost( formalType, env, indexer ) + polyCost( actualType, env, indexer ) );
399                PRINT(
400                        std::cerr << "cost with polycost is " << convCost << std::endl;
401                )
402                return convCost;
403        }
404
405        Cost computeExpressionConversionCost( Expression *& actualExpr, Type * formalType, const SymTab::Indexer &indexer, const TypeEnvironment & env ) {
406                Cost convCost = computeConversionCost(
407                        actualExpr->result, formalType, actualExpr->get_lvalue(), indexer, env );
408
409                // if there is a non-zero conversion cost, ignoring poly cost, then the expression requires conversion.
410                // ignore poly cost for now, since this requires resolution of the cast to infer parameters and this
411                // does not currently work for the reason stated below.
412                Cost tmpCost = convCost;
413                tmpCost.incPoly( -tmpCost.get_polyCost() );
414                if ( tmpCost != Cost::zero ) {
415                        Type *newType = formalType->clone();
416                        env.apply( newType );
417                        actualExpr = new CastExpr( actualExpr, newType );
418                        // xxx - SHOULD be able to resolve this cast, but at the moment pointers are not castable to zero_t, but are implicitly convertible. This is clearly
419                        // inconsistent, once this is fixed it should be possible to resolve the cast.
420                        // xxx - this isn't working, it appears because type1 (the formal type) is seen as widenable, but it shouldn't be, because this makes the conversion from DT* to DT* since commontype(zero_t, DT*) is DT*, rather than just nothing.
421
422                        // AlternativeFinder finder( indexer, env );
423                        // finder.findWithAdjustment( actualExpr );
424                        // assertf( finder.get_alternatives().size() > 0, "Somehow castable expression failed to find alternatives." );
425                        // assertf( finder.get_alternatives().size() == 1, "Somehow got multiple alternatives for known cast expression." );
426                        // Alternative & alt = finder.get_alternatives().front();
427                        // delete actualExpr;
428                        // actualExpr = alt.expr->clone();
429                }
430                return convCost;
431        }
432
433        Cost computeApplicationConversionCost( Alternative &alt, const SymTab::Indexer &indexer ) {
434                ApplicationExpr *appExpr = strict_dynamic_cast< ApplicationExpr* >( alt.expr );
435                PointerType *pointer = strict_dynamic_cast< PointerType* >( appExpr->function->result );
436                FunctionType *function = strict_dynamic_cast< FunctionType* >( pointer->base );
437
438                Cost convCost = Cost::zero;
439                std::list< DeclarationWithType* >& formals = function->parameters;
440                std::list< DeclarationWithType* >::iterator formal = formals.begin();
441                std::list< Expression* >& actuals = appExpr->args;
442
443                for ( Expression*& actualExpr : actuals ) {
444                        Type * actualType = actualExpr->result;
445                        PRINT(
446                                std::cerr << "actual expression:" << std::endl;
447                                actualExpr->print( std::cerr, 8 );
448                                std::cerr << "--- results are" << std::endl;
449                                actualType->print( std::cerr, 8 );
450                        )
451                        if ( formal == formals.end() ) {
452                                if ( function->isVarArgs ) {
453                                        convCost.incUnsafe();
454                                        PRINT( std::cerr << "end of formals with varargs function: inc unsafe: " << convCost << std::endl; ; )
455                                        // convert reference-typed expressions to value-typed expressions
456                                        referenceToRvalueConversion( actualExpr, convCost );
457                                        continue;
458                                } else {
459                                        return Cost::infinity;
460                                }
461                        }
462                        if ( DefaultArgExpr * def = dynamic_cast< DefaultArgExpr * >( actualExpr ) ) {
463                                // default arguments should be free - don't include conversion cost.
464                                // Unwrap them here because they are not relevant to the rest of the system.
465                                actualExpr = def->expr;
466                                ++formal;
467                                continue;
468                        }
469                        // mark conversion cost to formal and also specialization cost of formal type
470                        Type * formalType = (*formal)->get_type();
471                        convCost += computeExpressionConversionCost( actualExpr, formalType, indexer, alt.env );
472                        convCost.decSpec( specCost( formalType ) );
473                        ++formal; // can't be in for-loop update because of the continue
474                }
475                if ( formal != formals.end() ) {
476                        return Cost::infinity;
477                }
478
479                // specialization cost of return types can't be accounted for directly, it disables
480                // otherwise-identical calls, like this example based on auto-newline in the I/O lib:
481                //
482                //   forall(otype OS) {
483                //     void ?|?(OS&, int);  // with newline
484                //     OS&  ?|?(OS&, int);  // no newline, always chosen due to more specialization
485                //   }
486
487                // mark type variable and specialization cost of forall clause
488                convCost.incVar( function->forall.size() );
489                for ( TypeDecl* td : function->forall ) {
490                        convCost.decSpec( td->assertions.size() );
491                }
492
493                return convCost;
494        }
495
496        /// Adds type variables to the open variable set and marks their assertions
497        void makeUnifiableVars( Type *type, OpenVarSet &unifiableVars, AssertionSet &needAssertions ) {
498                for ( Type::ForallList::const_iterator tyvar = type->forall.begin(); tyvar != type->forall.end(); ++tyvar ) {
499                        unifiableVars[ (*tyvar)->get_name() ] = TypeDecl::Data{ *tyvar };
500                        for ( std::list< DeclarationWithType* >::iterator assert = (*tyvar)->assertions.begin(); assert != (*tyvar)->assertions.end(); ++assert ) {
501                                needAssertions[ *assert ].isUsed = true;
502                        }
503                }
504        }
505
506        /// Unique identifier for matching expression resolutions to their requesting expression (located in CandidateFinder.cpp)
507        extern UniqueId globalResnSlot;
508
509        template< typename OutputIterator >
510        void AlternativeFinder::Finder::inferParameters( Alternative &newAlt, OutputIterator out ) {
511                // Set need bindings for any unbound assertions
512                UniqueId crntResnSlot = 0;  // matching ID for this expression's assertions
513                for ( auto& assn : newAlt.need ) {
514                        // skip already-matched assertions
515                        if ( assn.info.resnSlot != 0 ) continue;
516                        // assign slot for expression if needed
517                        if ( crntResnSlot == 0 ) { crntResnSlot = ++globalResnSlot; }
518                        // fix slot to assertion
519                        assn.info.resnSlot = crntResnSlot;
520                }
521                // pair slot to expression
522                if ( crntResnSlot != 0 ) { newAlt.expr->resnSlots.push_back( crntResnSlot ); }
523
524                // add to output list, assertion resolution is deferred
525                *out++ = newAlt;
526        }
527
528        /// Gets a default value from an initializer, nullptr if not present
529        ConstantExpr* getDefaultValue( Initializer* init ) {
530                if ( SingleInit* si = dynamic_cast<SingleInit*>( init ) ) {
531                        if ( CastExpr* ce = dynamic_cast<CastExpr*>( si->value ) ) {
532                                return dynamic_cast<ConstantExpr*>( ce->arg );
533                        } else {
534                                return dynamic_cast<ConstantExpr*>( si->value );
535                        }
536                }
537                return nullptr;
538        }
539
540        /// State to iteratively build a match of parameter expressions to arguments
541        struct ArgPack {
542                std::size_t parent;                ///< Index of parent pack
543                std::unique_ptr<Expression> expr;  ///< The argument stored here
544                Cost cost;                         ///< The cost of this argument
545                TypeEnvironment env;               ///< Environment for this pack
546                AssertionSet need;                 ///< Assertions outstanding for this pack
547                AssertionSet have;                 ///< Assertions found for this pack
548                OpenVarSet openVars;               ///< Open variables for this pack
549                unsigned nextArg;                  ///< Index of next argument in arguments list
550                unsigned tupleStart;               ///< Number of tuples that start at this index
551                unsigned nextExpl;                 ///< Index of next exploded element
552                unsigned explAlt;                  ///< Index of alternative for nextExpl > 0
553
554                ArgPack()
555                        : parent(0), expr(), cost(Cost::zero), env(), need(), have(), openVars(), nextArg(0),
556                          tupleStart(0), nextExpl(0), explAlt(0) {}
557
558                ArgPack(const TypeEnvironment& env, const AssertionSet& need, const AssertionSet& have,
559                                const OpenVarSet& openVars)
560                        : parent(0), expr(), cost(Cost::zero), env(env), need(need), have(have),
561                          openVars(openVars), nextArg(0), tupleStart(0), nextExpl(0), explAlt(0) {}
562
563                ArgPack(std::size_t parent, Expression* expr, TypeEnvironment&& env, AssertionSet&& need,
564                                AssertionSet&& have, OpenVarSet&& openVars, unsigned nextArg,
565                                unsigned tupleStart = 0, Cost cost = Cost::zero, unsigned nextExpl = 0,
566                                unsigned explAlt = 0 )
567                        : parent(parent), expr(expr->clone()), cost(cost), env(move(env)), need(move(need)),
568                          have(move(have)), openVars(move(openVars)), nextArg(nextArg), tupleStart(tupleStart),
569                          nextExpl(nextExpl), explAlt(explAlt) {}
570
571                ArgPack(const ArgPack& o, TypeEnvironment&& env, AssertionSet&& need, AssertionSet&& have,
572                                OpenVarSet&& openVars, unsigned nextArg, Cost added )
573                        : parent(o.parent), expr(o.expr ? o.expr->clone() : nullptr), cost(o.cost + added),
574                          env(move(env)), need(move(need)), have(move(have)), openVars(move(openVars)),
575                          nextArg(nextArg), tupleStart(o.tupleStart), nextExpl(0), explAlt(0) {}
576
577                /// true iff this pack is in the middle of an exploded argument
578                bool hasExpl() const { return nextExpl > 0; }
579
580                /// Gets the list of exploded alternatives for this pack
581                const ExplodedActual& getExpl( const ExplodedArgs_old& args ) const {
582                        return args[nextArg-1][explAlt];
583                }
584
585                /// Ends a tuple expression, consolidating the appropriate actuals
586                void endTuple( const std::vector<ArgPack>& packs ) {
587                        // add all expressions in tuple to list, summing cost
588                        std::list<Expression*> exprs;
589                        const ArgPack* pack = this;
590                        if ( expr ) { exprs.push_front( expr.release() ); }
591                        while ( pack->tupleStart == 0 ) {
592                                pack = &packs[pack->parent];
593                                exprs.push_front( pack->expr->clone() );
594                                cost += pack->cost;
595                        }
596                        // reset pack to appropriate tuple
597                        expr.reset( new TupleExpr( exprs ) );
598                        tupleStart = pack->tupleStart - 1;
599                        parent = pack->parent;
600                }
601        };
602
603        /// Instantiates an argument to match a formal, returns false if no results left
604        bool instantiateArgument( Type* formalType, Initializer* initializer,
605                        const ExplodedArgs_old& args, std::vector<ArgPack>& results, std::size_t& genStart,
606                        const SymTab::Indexer& indexer, unsigned nTuples = 0 ) {
607                if ( TupleType * tupleType = dynamic_cast<TupleType*>( formalType ) ) {
608                        // formalType is a TupleType - group actuals into a TupleExpr
609                        ++nTuples;
610                        for ( Type* type : *tupleType ) {
611                                // xxx - dropping initializer changes behaviour from previous, but seems correct
612                                // ^^^ need to handle the case where a tuple has a default argument
613                                if ( ! instantiateArgument(
614                                                type, nullptr, args, results, genStart, indexer, nTuples ) )
615                                        return false;
616                                nTuples = 0;
617                        }
618                        // re-consititute tuples for final generation
619                        for ( auto i = genStart; i < results.size(); ++i ) {
620                                results[i].endTuple( results );
621                        }
622                        return true;
623                } else if ( TypeInstType * ttype = Tuples::isTtype( formalType ) ) {
624                        // formalType is a ttype, consumes all remaining arguments
625                        // xxx - mixing default arguments with variadic??
626
627                        // completed tuples; will be spliced to end of results to finish
628                        std::vector<ArgPack> finalResults{};
629
630                        // iterate until all results completed
631                        std::size_t genEnd;
632                        ++nTuples;
633                        do {
634                                genEnd = results.size();
635
636                                // add another argument to results
637                                for ( std::size_t i = genStart; i < genEnd; ++i ) {
638                                        auto nextArg = results[i].nextArg;
639
640                                        // use next element of exploded tuple if present
641                                        if ( results[i].hasExpl() ) {
642                                                const ExplodedActual& expl = results[i].getExpl( args );
643
644                                                unsigned nextExpl = results[i].nextExpl + 1;
645                                                if ( nextExpl == expl.exprs.size() ) {
646                                                        nextExpl = 0;
647                                                }
648
649                                                results.emplace_back(
650                                                        i, expl.exprs[results[i].nextExpl].get(), copy(results[i].env),
651                                                        copy(results[i].need), copy(results[i].have),
652                                                        copy(results[i].openVars), nextArg, nTuples, Cost::zero, nextExpl,
653                                                        results[i].explAlt );
654
655                                                continue;
656                                        }
657
658                                        // finish result when out of arguments
659                                        if ( nextArg >= args.size() ) {
660                                                ArgPack newResult{
661                                                        results[i].env, results[i].need, results[i].have,
662                                                        results[i].openVars };
663                                                newResult.nextArg = nextArg;
664                                                Type* argType;
665
666                                                if ( nTuples > 0 || ! results[i].expr ) {
667                                                        // first iteration or no expression to clone,
668                                                        // push empty tuple expression
669                                                        newResult.parent = i;
670                                                        std::list<Expression*> emptyList;
671                                                        newResult.expr.reset( new TupleExpr( emptyList ) );
672                                                        argType = newResult.expr->get_result();
673                                                } else {
674                                                        // clone result to collect tuple
675                                                        newResult.parent = results[i].parent;
676                                                        newResult.cost = results[i].cost;
677                                                        newResult.tupleStart = results[i].tupleStart;
678                                                        newResult.expr.reset( results[i].expr->clone() );
679                                                        argType = newResult.expr->get_result();
680
681                                                        if ( results[i].tupleStart > 0 && Tuples::isTtype( argType ) ) {
682                                                                // the case where a ttype value is passed directly is special,
683                                                                // e.g. for argument forwarding purposes
684                                                                // xxx - what if passing multiple arguments, last of which is
685                                                                //       ttype?
686                                                                // xxx - what would happen if unify was changed so that unifying
687                                                                //       tuple
688                                                                // types flattened both before unifying lists? then pass in
689                                                                // TupleType (ttype) below.
690                                                                --newResult.tupleStart;
691                                                        } else {
692                                                                // collapse leftover arguments into tuple
693                                                                newResult.endTuple( results );
694                                                                argType = newResult.expr->get_result();
695                                                        }
696                                                }
697
698                                                // check unification for ttype before adding to final
699                                                if ( unify( ttype, argType, newResult.env, newResult.need, newResult.have,
700                                                                newResult.openVars, indexer ) ) {
701                                                        finalResults.push_back( move(newResult) );
702                                                }
703
704                                                continue;
705                                        }
706
707                                        // add each possible next argument
708                                        for ( std::size_t j = 0; j < args[nextArg].size(); ++j ) {
709                                                const ExplodedActual& expl = args[nextArg][j];
710
711                                                // fresh copies of parent parameters for this iteration
712                                                TypeEnvironment env = results[i].env;
713                                                OpenVarSet openVars = results[i].openVars;
714
715                                                env.addActual( expl.env, openVars );
716
717                                                // skip empty tuple arguments by (near-)cloning parent into next gen
718                                                if ( expl.exprs.empty() ) {
719                                                        results.emplace_back(
720                                                                results[i], move(env), copy(results[i].need),
721                                                                copy(results[i].have), move(openVars), nextArg + 1, expl.cost );
722
723                                                        continue;
724                                                }
725
726                                                // add new result
727                                                results.emplace_back(
728                                                        i, expl.exprs.front().get(), move(env), copy(results[i].need),
729                                                        copy(results[i].have), move(openVars), nextArg + 1,
730                                                        nTuples, expl.cost, expl.exprs.size() == 1 ? 0 : 1, j );
731                                        }
732                                }
733
734                                // reset for next round
735                                genStart = genEnd;
736                                nTuples = 0;
737                        } while ( genEnd != results.size() );
738
739                        // splice final results onto results
740                        for ( std::size_t i = 0; i < finalResults.size(); ++i ) {
741                                results.push_back( move(finalResults[i]) );
742                        }
743                        return ! finalResults.empty();
744                }
745
746                // iterate each current subresult
747                std::size_t genEnd = results.size();
748                for ( std::size_t i = genStart; i < genEnd; ++i ) {
749                        auto nextArg = results[i].nextArg;
750
751                        // use remainder of exploded tuple if present
752                        if ( results[i].hasExpl() ) {
753                                const ExplodedActual& expl = results[i].getExpl( args );
754                                Expression* expr = expl.exprs[results[i].nextExpl].get();
755
756                                TypeEnvironment env = results[i].env;
757                                AssertionSet need = results[i].need, have = results[i].have;
758                                OpenVarSet openVars = results[i].openVars;
759
760                                Type* actualType = expr->get_result();
761
762                                PRINT(
763                                        std::cerr << "formal type is ";
764                                        formalType->print( std::cerr );
765                                        std::cerr << std::endl << "actual type is ";
766                                        actualType->print( std::cerr );
767                                        std::cerr << std::endl;
768                                )
769
770                                if ( unify( formalType, actualType, env, need, have, openVars, indexer ) ) {
771                                        unsigned nextExpl = results[i].nextExpl + 1;
772                                        if ( nextExpl == expl.exprs.size() ) {
773                                                nextExpl = 0;
774                                        }
775
776                                        results.emplace_back(
777                                                i, expr, move(env), move(need), move(have), move(openVars), nextArg,
778                                                nTuples, Cost::zero, nextExpl, results[i].explAlt );
779                                }
780
781                                continue;
782                        }
783
784                        // use default initializers if out of arguments
785                        if ( nextArg >= args.size() ) {
786                                if ( ConstantExpr* cnstExpr = getDefaultValue( initializer ) ) {
787                                        if ( Constant* cnst = dynamic_cast<Constant*>( cnstExpr->get_constant() ) ) {
788                                                TypeEnvironment env = results[i].env;
789                                                AssertionSet need = results[i].need, have = results[i].have;
790                                                OpenVarSet openVars = results[i].openVars;
791
792                                                if ( unify( formalType, cnst->get_type(), env, need, have, openVars,
793                                                                indexer ) ) {
794                                                        results.emplace_back(
795                                                                i, new DefaultArgExpr( cnstExpr ), move(env), move(need), move(have),
796                                                                move(openVars), nextArg, nTuples );
797                                                }
798                                        }
799                                }
800
801                                continue;
802                        }
803
804                        // Check each possible next argument
805                        for ( std::size_t j = 0; j < args[nextArg].size(); ++j ) {
806                                const ExplodedActual& expl = args[nextArg][j];
807
808                                // fresh copies of parent parameters for this iteration
809                                TypeEnvironment env = results[i].env;
810                                AssertionSet need = results[i].need, have = results[i].have;
811                                OpenVarSet openVars = results[i].openVars;
812
813                                env.addActual( expl.env, openVars );
814
815                                // skip empty tuple arguments by (near-)cloning parent into next gen
816                                if ( expl.exprs.empty() ) {
817                                        results.emplace_back(
818                                                results[i], move(env), move(need), move(have), move(openVars),
819                                                nextArg + 1, expl.cost );
820
821                                        continue;
822                                }
823
824                                // consider only first exploded actual
825                                Expression* expr = expl.exprs.front().get();
826                                Type* actualType = expr->result->clone();
827
828                                PRINT(
829                                        std::cerr << "formal type is ";
830                                        formalType->print( std::cerr );
831                                        std::cerr << std::endl << "actual type is ";
832                                        actualType->print( std::cerr );
833                                        std::cerr << std::endl;
834                                )
835
836                                // attempt to unify types
837                                if ( unify( formalType, actualType, env, need, have, openVars, indexer ) ) {
838                                        // add new result
839                                        results.emplace_back(
840                                                i, expr, move(env), move(need), move(have), move(openVars), nextArg + 1,
841                                                nTuples, expl.cost, expl.exprs.size() == 1 ? 0 : 1, j );
842                                }
843                        }
844                }
845
846                // reset for next parameter
847                genStart = genEnd;
848
849                return genEnd != results.size();
850        }
851
852        template<typename OutputIterator>
853        void AlternativeFinder::Finder::validateFunctionAlternative( const Alternative &func, ArgPack& result,
854                        const std::vector<ArgPack>& results, OutputIterator out ) {
855                ApplicationExpr *appExpr = new ApplicationExpr( func.expr->clone() );
856                // sum cost and accumulate actuals
857                std::list<Expression*>& args = appExpr->args;
858                Cost cost = func.cost;
859                const ArgPack* pack = &result;
860                while ( pack->expr ) {
861                        args.push_front( pack->expr->clone() );
862                        cost += pack->cost;
863                        pack = &results[pack->parent];
864                }
865                // build and validate new alternative
866                Alternative newAlt{ appExpr, result.env, result.openVars, result.need, cost };
867                PRINT(
868                        std::cerr << "instantiate function success: " << appExpr << std::endl;
869                        std::cerr << "need assertions:" << std::endl;
870                        printAssertionSet( result.need, std::cerr, 8 );
871                )
872                inferParameters( newAlt, out );
873        }
874
875        template<typename OutputIterator>
876        void AlternativeFinder::Finder::makeFunctionAlternatives( const Alternative &func,
877                        FunctionType *funcType, const ExplodedArgs_old &args, OutputIterator out ) {
878                OpenVarSet funcOpenVars;
879                AssertionSet funcNeed, funcHave;
880                TypeEnvironment funcEnv( func.env );
881                makeUnifiableVars( funcType, funcOpenVars, funcNeed );
882                // add all type variables as open variables now so that those not used in the parameter
883                // list are still considered open.
884                funcEnv.add( funcType->forall );
885
886                if ( targetType && ! targetType->isVoid() && ! funcType->returnVals.empty() ) {
887                        // attempt to narrow based on expected target type
888                        Type * returnType = funcType->returnVals.front()->get_type();
889                        if ( ! unify( returnType, targetType, funcEnv, funcNeed, funcHave, funcOpenVars,
890                                        indexer ) ) {
891                                // unification failed, don't pursue this function alternative
892                                return;
893                        }
894                }
895
896                // iteratively build matches, one parameter at a time
897                std::vector<ArgPack> results;
898                results.push_back( ArgPack{ funcEnv, funcNeed, funcHave, funcOpenVars } );
899                std::size_t genStart = 0;
900
901                for ( DeclarationWithType* formal : funcType->parameters ) {
902                        ObjectDecl* obj = strict_dynamic_cast< ObjectDecl* >( formal );
903                        if ( ! instantiateArgument(
904                                        obj->type, obj->init, args, results, genStart, indexer ) )
905                                return;
906                }
907
908                if ( funcType->get_isVarArgs() ) {
909                        // append any unused arguments to vararg pack
910                        std::size_t genEnd;
911                        do {
912                                genEnd = results.size();
913
914                                // iterate results
915                                for ( std::size_t i = genStart; i < genEnd; ++i ) {
916                                        auto nextArg = results[i].nextArg;
917
918                                        // use remainder of exploded tuple if present
919                                        if ( results[i].hasExpl() ) {
920                                                const ExplodedActual& expl = results[i].getExpl( args );
921
922                                                unsigned nextExpl = results[i].nextExpl + 1;
923                                                if ( nextExpl == expl.exprs.size() ) {
924                                                        nextExpl = 0;
925                                                }
926
927                                                results.emplace_back(
928                                                        i, expl.exprs[results[i].nextExpl].get(), copy(results[i].env),
929                                                        copy(results[i].need), copy(results[i].have),
930                                                        copy(results[i].openVars), nextArg, 0, Cost::zero, nextExpl,
931                                                        results[i].explAlt );
932
933                                                continue;
934                                        }
935
936                                        // finish result when out of arguments
937                                        if ( nextArg >= args.size() ) {
938                                                validateFunctionAlternative( func, results[i], results, out );
939
940                                                continue;
941                                        }
942
943                                        // add each possible next argument
944                                        for ( std::size_t j = 0; j < args[nextArg].size(); ++j ) {
945                                                const ExplodedActual& expl = args[nextArg][j];
946
947                                                // fresh copies of parent parameters for this iteration
948                                                TypeEnvironment env = results[i].env;
949                                                OpenVarSet openVars = results[i].openVars;
950
951                                                env.addActual( expl.env, openVars );
952
953                                                // skip empty tuple arguments by (near-)cloning parent into next gen
954                                                if ( expl.exprs.empty() ) {
955                                                        results.emplace_back(
956                                                                results[i], move(env), copy(results[i].need),
957                                                                copy(results[i].have), move(openVars), nextArg + 1, expl.cost );
958
959                                                        continue;
960                                                }
961
962                                                // add new result
963                                                results.emplace_back(
964                                                        i, expl.exprs.front().get(), move(env), copy(results[i].need),
965                                                        copy(results[i].have), move(openVars), nextArg + 1, 0,
966                                                        expl.cost, expl.exprs.size() == 1 ? 0 : 1, j );
967                                        }
968                                }
969
970                                genStart = genEnd;
971                        } while ( genEnd != results.size() );
972                } else {
973                        // filter out results that don't use all the arguments
974                        for ( std::size_t i = genStart; i < results.size(); ++i ) {
975                                ArgPack& result = results[i];
976                                if ( ! result.hasExpl() && result.nextArg >= args.size() ) {
977                                        validateFunctionAlternative( func, result, results, out );
978                                }
979                        }
980                }
981        }
982
983        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( UntypedExpr *untypedExpr ) {
984                AlternativeFinder funcFinder( indexer, env );
985                funcFinder.findWithAdjustment( untypedExpr->function );
986                // if there are no function alternatives, then proceeding is a waste of time.
987                // xxx - findWithAdjustment throws, so this check and others like it shouldn't be necessary.
988                if ( funcFinder.alternatives.empty() ) return;
989
990                std::vector< AlternativeFinder > argAlternatives;
991                altFinder.findSubExprs( untypedExpr->begin_args(), untypedExpr->end_args(),
992                        back_inserter( argAlternatives ) );
993
994                // take care of possible tuple assignments
995                // if not tuple assignment, assignment is taken care of as a normal function call
996                Tuples::handleTupleAssignment( altFinder, untypedExpr, argAlternatives );
997
998                // find function operators
999                static NameExpr *opExpr = new NameExpr( "?()" );
1000                AlternativeFinder funcOpFinder( indexer, env );
1001                // it's ok if there aren't any defined function ops
1002                funcOpFinder.maybeFind( opExpr );
1003                PRINT(
1004                        std::cerr << "known function ops:" << std::endl;
1005                        printAlts( funcOpFinder.alternatives, std::cerr, 1 );
1006                )
1007
1008                // pre-explode arguments
1009                ExplodedArgs_old argExpansions;
1010                argExpansions.reserve( argAlternatives.size() );
1011
1012                for ( const AlternativeFinder& arg : argAlternatives ) {
1013                        argExpansions.emplace_back();
1014                        auto& argE = argExpansions.back();
1015                        // argE.reserve( arg.alternatives.size() );
1016
1017                        for ( const Alternative& actual : arg ) {
1018                                argE.emplace_back( actual, indexer );
1019                        }
1020                }
1021
1022                AltList candidates;
1023                SemanticErrorException errors;
1024                for ( AltList::iterator func = funcFinder.alternatives.begin(); func != funcFinder.alternatives.end(); ++func ) {
1025                        try {
1026                                PRINT(
1027                                        std::cerr << "working on alternative: " << std::endl;
1028                                        func->print( std::cerr, 8 );
1029                                )
1030                                // check if the type is pointer to function
1031                                if ( PointerType *pointer = dynamic_cast< PointerType* >( func->expr->result->stripReferences() ) ) {
1032                                        if ( FunctionType *function = dynamic_cast< FunctionType* >( pointer->base ) ) {
1033                                                Alternative newFunc( *func );
1034                                                referenceToRvalueConversion( newFunc.expr, newFunc.cost );
1035                                                makeFunctionAlternatives( newFunc, function, argExpansions,
1036                                                        std::back_inserter( candidates ) );
1037                                        }
1038                                } else if ( TypeInstType *typeInst = dynamic_cast< TypeInstType* >( func->expr->result->stripReferences() ) ) { // handle ftype (e.g. *? on function pointer)
1039                                        if ( const EqvClass *eqvClass = func->env.lookup( typeInst->name ) ) {
1040                                                if ( FunctionType *function = dynamic_cast< FunctionType* >( eqvClass->type ) ) {
1041                                                        Alternative newFunc( *func );
1042                                                        referenceToRvalueConversion( newFunc.expr, newFunc.cost );
1043                                                        makeFunctionAlternatives( newFunc, function, argExpansions,
1044                                                                std::back_inserter( candidates ) );
1045                                                } // if
1046                                        } // if
1047                                }
1048                        } catch ( SemanticErrorException &e ) {
1049                                errors.append( e );
1050                        }
1051                } // for
1052
1053                // try each function operator ?() with each function alternative
1054                if ( ! funcOpFinder.alternatives.empty() ) {
1055                        // add exploded function alternatives to front of argument list
1056                        std::vector<ExplodedActual> funcE;
1057                        funcE.reserve( funcFinder.alternatives.size() );
1058                        for ( const Alternative& actual : funcFinder ) {
1059                                funcE.emplace_back( actual, indexer );
1060                        }
1061                        argExpansions.insert( argExpansions.begin(), move(funcE) );
1062
1063                        for ( AltList::iterator funcOp = funcOpFinder.alternatives.begin();
1064                                        funcOp != funcOpFinder.alternatives.end(); ++funcOp ) {
1065                                try {
1066                                        // check if type is a pointer to function
1067                                        if ( PointerType* pointer = dynamic_cast<PointerType*>(
1068                                                        funcOp->expr->result->stripReferences() ) ) {
1069                                                if ( FunctionType* function =
1070                                                                dynamic_cast<FunctionType*>( pointer->base ) ) {
1071                                                        Alternative newFunc( *funcOp );
1072                                                        referenceToRvalueConversion( newFunc.expr, newFunc.cost );
1073                                                        makeFunctionAlternatives( newFunc, function, argExpansions,
1074                                                                std::back_inserter( candidates ) );
1075                                                }
1076                                        }
1077                                } catch ( SemanticErrorException &e ) {
1078                                        errors.append( e );
1079                                }
1080                        }
1081                }
1082
1083                // Implement SFINAE; resolution errors are only errors if there aren't any non-erroneous resolutions
1084                if ( candidates.empty() && ! errors.isEmpty() ) { throw errors; }
1085
1086                // compute conversionsion costs
1087                for ( Alternative& withFunc : candidates ) {
1088                        Cost cvtCost = computeApplicationConversionCost( withFunc, indexer );
1089
1090                        PRINT(
1091                                ApplicationExpr *appExpr = strict_dynamic_cast< ApplicationExpr* >( withFunc.expr );
1092                                PointerType *pointer = strict_dynamic_cast< PointerType* >( appExpr->function->result );
1093                                FunctionType *function = strict_dynamic_cast< FunctionType* >( pointer->base );
1094                                std::cerr << "Case +++++++++++++ " << appExpr->function << std::endl;
1095                                std::cerr << "formals are:" << std::endl;
1096                                printAll( function->parameters, std::cerr, 8 );
1097                                std::cerr << "actuals are:" << std::endl;
1098                                printAll( appExpr->args, std::cerr, 8 );
1099                                std::cerr << "bindings are:" << std::endl;
1100                                withFunc.env.print( std::cerr, 8 );
1101                                std::cerr << "cost is: " << withFunc.cost << std::endl;
1102                                std::cerr << "cost of conversion is:" << cvtCost << std::endl;
1103                        )
1104                        if ( cvtCost != Cost::infinity ) {
1105                                withFunc.cvtCost = cvtCost;
1106                                alternatives.push_back( withFunc );
1107                        } // if
1108                } // for
1109
1110                candidates = move(alternatives);
1111
1112                // use a new list so that alternatives are not examined by addAnonConversions twice.
1113                AltList winners;
1114                findMinCost( candidates.begin(), candidates.end(), std::back_inserter( winners ) );
1115
1116                // function may return struct or union value, in which case we need to add alternatives
1117                // for implicit conversions to each of the anonymous members, must happen after findMinCost
1118                // since anon conversions are never the cheapest expression
1119                for ( const Alternative & alt : winners ) {
1120                        addAnonConversions( alt );
1121                }
1122                spliceBegin( alternatives, winners );
1123
1124                if ( alternatives.empty() && targetType && ! targetType->isVoid() ) {
1125                        // xxx - this is a temporary hack. If resolution is unsuccessful with a target type, try again without a
1126                        // target type, since it will sometimes succeed when it wouldn't easily with target type binding. For example,
1127                        //   forall( otype T ) lvalue T ?[?]( T *, ptrdiff_t );
1128                        //   const char * x = "hello world";
1129                        //   unsigned char ch = x[0];
1130                        // Fails with simple return type binding. First, T is bound to unsigned char, then (x: const char *) is unified
1131                        // with unsigned char *, which fails because pointer base types must be unified exactly. The new resolver should
1132                        // fix this issue in a more robust way.
1133                        targetType = nullptr;
1134                        postvisit( untypedExpr );
1135                }
1136        }
1137
1138        bool isLvalue( Expression *expr ) {
1139                // xxx - recurse into tuples?
1140                return expr->result && ( expr->get_lvalue() || dynamic_cast< ReferenceType * >( expr->result ) );
1141        }
1142
1143        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( AddressExpr *addressExpr ) {
1144                AlternativeFinder finder( indexer, env );
1145                finder.find( addressExpr->get_arg() );
1146                for ( Alternative& alt : finder.alternatives ) {
1147                        if ( isLvalue( alt.expr ) ) {
1148                                alternatives.push_back(
1149                                        Alternative{ alt, new AddressExpr( alt.expr->clone() ), alt.cost } );
1150                        } // if
1151                } // for
1152        }
1153
1154        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( LabelAddressExpr * expr ) {
1155                alternatives.push_back( Alternative{ expr->clone(), env } );
1156        }
1157
1158        Expression * restructureCast( Expression * argExpr, Type * toType, bool isGenerated ) {
1159                if ( argExpr->get_result()->size() > 1 && ! toType->isVoid() && ! dynamic_cast<ReferenceType *>( toType ) ) {
1160                        // Argument expression is a tuple and the target type is not void and not a reference type.
1161                        // Cast each member of the tuple to its corresponding target type, producing the tuple of those
1162                        // cast expressions. If there are more components of the tuple than components in the target type,
1163                        // then excess components do not come out in the result expression (but UniqueExprs ensure that
1164                        // side effects will still be done).
1165                        if ( Tuples::maybeImpureIgnoreUnique( argExpr ) ) {
1166                                // expressions which may contain side effects require a single unique instance of the expression.
1167                                argExpr = new UniqueExpr( argExpr );
1168                        }
1169                        std::list< Expression * > componentExprs;
1170                        for ( unsigned int i = 0; i < toType->size(); i++ ) {
1171                                // cast each component
1172                                TupleIndexExpr * idx = new TupleIndexExpr( argExpr->clone(), i );
1173                                componentExprs.push_back( restructureCast( idx, toType->getComponent( i ), isGenerated ) );
1174                        }
1175                        delete argExpr;
1176                        assert( componentExprs.size() > 0 );
1177                        // produce the tuple of casts
1178                        return new TupleExpr( componentExprs );
1179                } else {
1180                        // handle normally
1181                        CastExpr * ret = new CastExpr( argExpr, toType->clone() );
1182                        ret->isGenerated = isGenerated;
1183                        return ret;
1184                }
1185        }
1186
1187        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( CastExpr *castExpr ) {
1188                Type *& toType = castExpr->get_result();
1189                assert( toType );
1190                toType = resolveTypeof( toType, indexer );
1191                assert(!dynamic_cast<TypeofType *>(toType));
1192                SymTab::validateType( toType, &indexer );
1193                adjustExprType( toType, env, indexer );
1194
1195                AlternativeFinder finder( indexer, env );
1196                finder.targetType = toType;
1197                finder.findWithAdjustment( castExpr->arg );
1198
1199                AltList candidates;
1200                for ( Alternative & alt : finder.alternatives ) {
1201                        AssertionSet needAssertions( alt.need.begin(), alt.need.end() );
1202                        AssertionSet haveAssertions;
1203                        OpenVarSet openVars{ alt.openVars };
1204
1205                        alt.env.extractOpenVars( openVars );
1206
1207                        // It's possible that a cast can throw away some values in a multiply-valued expression.  (An example is a
1208                        // cast-to-void, which casts from one value to zero.)  Figure out the prefix of the subexpression results
1209                        // that are cast directly.  The candidate is invalid if it has fewer results than there are types to cast
1210                        // to.
1211                        int discardedValues = alt.expr->result->size() - castExpr->result->size();
1212                        if ( discardedValues < 0 ) continue;
1213                        // xxx - may need to go into tuple types and extract relevant types and use unifyList. Note that currently, this does not
1214                        // allow casting a tuple to an atomic type (e.g. (int)([1, 2, 3]))
1215                        // unification run for side-effects
1216                        unify( castExpr->result, alt.expr->result, alt.env, needAssertions,
1217                                haveAssertions, openVars, indexer );
1218                        Cost thisCost =
1219                                castExpr->isGenerated
1220                                ? conversionCost( alt.expr->result, castExpr->result, alt.expr->get_lvalue(),   indexer, alt.env )
1221                                : castCost( alt.expr->result, castExpr->result, alt.expr->get_lvalue(), indexer, alt.env );
1222                        PRINT(
1223                                std::cerr << "working on cast with result: " << castExpr->result << std::endl;
1224                                std::cerr << "and expr type: " << alt.expr->result << std::endl;
1225                                std::cerr << "env: " << alt.env << std::endl;
1226                        )
1227                        if ( thisCost != Cost::infinity ) {
1228                                PRINT(
1229                                        std::cerr << "has finite cost." << std::endl;
1230                                )
1231                                // count one safe conversion for each value that is thrown away
1232                                thisCost.incSafe( discardedValues );
1233                                Alternative newAlt{
1234                                        restructureCast( alt.expr->clone(), toType, castExpr->isGenerated ),
1235                                        alt.env, openVars, needAssertions, alt.cost, alt.cost + thisCost };
1236                                inferParameters( newAlt, back_inserter( candidates ) );
1237                        } // if
1238                } // for
1239
1240                // findMinCost selects the alternatives with the lowest "cost" members, but has the side effect of copying the
1241                // cvtCost member to the cost member (since the old cost is now irrelevant).  Thus, calling findMinCost twice
1242                // selects first based on argument cost, then on conversion cost.
1243                AltList minArgCost;
1244                findMinCost( candidates.begin(), candidates.end(), std::back_inserter( minArgCost ) );
1245                findMinCost( minArgCost.begin(), minArgCost.end(), std::back_inserter( alternatives ) );
1246        }
1247
1248        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( VirtualCastExpr * castExpr ) {
1249                assertf( castExpr->get_result(), "Implicit virtual cast targets not yet supported." );
1250                AlternativeFinder finder( indexer, env );
1251                // don't prune here, since it's guaranteed all alternatives will have the same type
1252                finder.findWithoutPrune( castExpr->get_arg() );
1253                for ( Alternative & alt : finder.alternatives ) {
1254                        alternatives.push_back( Alternative{
1255                                alt, new VirtualCastExpr{ alt.expr->clone(), castExpr->get_result()->clone() },
1256                                alt.cost } );
1257                }
1258        }
1259
1260        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( KeywordCastExpr * castExpr ) {
1261                assertf( castExpr->get_result(), "Cast target should have been set in Validate." );
1262                auto ref = dynamic_cast<ReferenceType*>(castExpr->get_result());
1263                assert(ref);
1264                auto inst = dynamic_cast<StructInstType*>(ref->base);
1265                assert(inst);
1266                auto target = inst->baseStruct;
1267
1268                AlternativeFinder finder( indexer, env );
1269
1270                auto pick_alternatives = [target, this](AltList & found, bool expect_ref) {
1271                        for(auto & alt : found) {
1272                                Type * expr = alt.expr->get_result();
1273                                if(expect_ref) {
1274                                        auto res = dynamic_cast<ReferenceType*>(expr);
1275                                        if(!res) { continue; }
1276                                        expr = res->base;
1277                                }
1278
1279                                if(auto insttype = dynamic_cast<TypeInstType*>(expr)) {
1280                                        auto td = alt.env.lookup(insttype->name);
1281                                        if(!td) { continue; }
1282                                        expr = td->type;
1283                                }
1284
1285                                if(auto base = dynamic_cast<StructInstType*>(expr)) {
1286                                        if(base->baseStruct == target) {
1287                                                alternatives.push_back(
1288                                                        std::move(alt)
1289                                                );
1290                                        }
1291                                }
1292                        }
1293                };
1294
1295                try {
1296                        // Attempt 1 : turn (thread&)X into ($thread&)X.__thrd
1297                        // Clone is purely for memory management
1298                        std::unique_ptr<Expression> tech1 { new UntypedMemberExpr(new NameExpr(castExpr->concrete_target.field), castExpr->arg->clone()) };
1299
1300                        // don't prune here, since it's guaranteed all alternatives will have the same type
1301                        finder.findWithoutPrune( tech1.get() );
1302                        pick_alternatives(finder.alternatives, false);
1303
1304                        return;
1305                } catch(SemanticErrorException & ) {}
1306
1307                // Fallback : turn (thread&)X into ($thread&)get_thread(X)
1308                std::unique_ptr<Expression> fallback { UntypedExpr::createDeref( new UntypedExpr(new NameExpr(castExpr->concrete_target.getter), { castExpr->arg->clone() })) };
1309                // don't prune here, since it's guaranteed all alternatives will have the same type
1310                finder.findWithoutPrune( fallback.get() );
1311
1312                pick_alternatives(finder.alternatives, true);
1313
1314                // Whatever happens here, we have no more fallbacks
1315        }
1316
1317        namespace {
1318                /// Gets name from untyped member expression (member must be NameExpr)
1319                const std::string& get_member_name( UntypedMemberExpr *memberExpr ) {
1320                        if ( dynamic_cast< ConstantExpr * >( memberExpr->get_member() ) ) {
1321                                SemanticError( memberExpr, "Indexed access to struct fields unsupported: " );
1322                        } // if
1323                        NameExpr * nameExpr = dynamic_cast< NameExpr * >( memberExpr->get_member() );
1324                        assert( nameExpr );
1325                        return nameExpr->get_name();
1326                }
1327        }
1328
1329        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( UntypedMemberExpr *memberExpr ) {
1330                AlternativeFinder funcFinder( indexer, env );
1331                funcFinder.findWithAdjustment( memberExpr->get_aggregate() );
1332                for ( AltList::const_iterator agg = funcFinder.alternatives.begin(); agg != funcFinder.alternatives.end(); ++agg ) {
1333                        // it's okay for the aggregate expression to have reference type -- cast it to the base type to treat the aggregate as the referenced value
1334                        Cost cost = agg->cost;
1335                        Expression * aggrExpr = agg->expr->clone();
1336                        referenceToRvalueConversion( aggrExpr, cost );
1337                        std::unique_ptr<Expression> guard( aggrExpr );
1338
1339                        // find member of the given type
1340                        if ( StructInstType *structInst = dynamic_cast< StructInstType* >( aggrExpr->get_result() ) ) {
1341                                addAggMembers( structInst, aggrExpr, *agg, cost, get_member_name(memberExpr) );
1342                        } else if ( UnionInstType *unionInst = dynamic_cast< UnionInstType* >( aggrExpr->get_result() ) ) {
1343                                addAggMembers( unionInst, aggrExpr, *agg, cost, get_member_name(memberExpr) );
1344                        } else if ( TupleType * tupleType = dynamic_cast< TupleType * >( aggrExpr->get_result() ) ) {
1345                                addTupleMembers( tupleType, aggrExpr, *agg, cost, memberExpr->get_member() );
1346                        } // if
1347                } // for
1348        }
1349
1350        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( MemberExpr *memberExpr ) {
1351                alternatives.push_back( Alternative{ memberExpr->clone(), env } );
1352        }
1353
1354        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( NameExpr *nameExpr ) {
1355                std::list< SymTab::Indexer::IdData > declList;
1356                indexer.lookupId( nameExpr->name, declList );
1357                PRINT( std::cerr << "nameExpr is " << nameExpr->name << std::endl; )
1358                for ( auto & data : declList ) {
1359                        Cost cost = Cost::zero;
1360                        Expression * newExpr = data.combine( cost );
1361
1362                        // addAnonAlternatives uses vector::push_back, which invalidates references to existing elements, so
1363                        // can't construct in place and use vector::back
1364                        Alternative newAlt{ newExpr, env, OpenVarSet{}, AssertionList{}, Cost::zero, cost };
1365                        PRINT(
1366                                std::cerr << "decl is ";
1367                                data.id->print( std::cerr );
1368                                std::cerr << std::endl;
1369                                std::cerr << "newExpr is ";
1370                                newExpr->print( std::cerr );
1371                                std::cerr << std::endl;
1372                        )
1373                        renameTypes( newAlt.expr );
1374                        addAnonConversions( newAlt ); // add anonymous member interpretations whenever an aggregate value type is seen as a name expression.
1375                        alternatives.push_back( std::move(newAlt) );
1376                } // for
1377        }
1378
1379        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( VariableExpr *variableExpr ) {
1380                // not sufficient to clone here, because variable's type may have changed
1381                // since the VariableExpr was originally created.
1382                alternatives.push_back( Alternative{ new VariableExpr{ variableExpr->var }, env } );
1383        }
1384
1385        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( ConstantExpr *constantExpr ) {
1386                alternatives.push_back( Alternative{ constantExpr->clone(), env } );
1387        }
1388
1389        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( SizeofExpr *sizeofExpr ) {
1390                if ( sizeofExpr->get_isType() ) {
1391                        Type * newType = sizeofExpr->get_type()->clone();
1392                        alternatives.push_back( Alternative{
1393                                new SizeofExpr{ resolveTypeof( newType, indexer ) }, env } );
1394                } else {
1395                        // find all alternatives for the argument to sizeof
1396                        AlternativeFinder finder( indexer, env );
1397                        finder.find( sizeofExpr->get_expr() );
1398                        // find the lowest cost alternative among the alternatives, otherwise ambiguous
1399                        AltList winners;
1400                        findMinCost( finder.alternatives.begin(), finder.alternatives.end(), back_inserter( winners ) );
1401                        if ( winners.size() != 1 ) {
1402                                SemanticError( sizeofExpr->get_expr(), "Ambiguous expression in sizeof operand: " );
1403                        } // if
1404                        // return the lowest cost alternative for the argument
1405                        Alternative &choice = winners.front();
1406                        referenceToRvalueConversion( choice.expr, choice.cost );
1407                        alternatives.push_back( Alternative{
1408                                choice, new SizeofExpr( choice.expr->clone() ), Cost::zero } );
1409                } // if
1410        }
1411
1412        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( AlignofExpr *alignofExpr ) {
1413                if ( alignofExpr->get_isType() ) {
1414                        Type * newType = alignofExpr->get_type()->clone();
1415                        alternatives.push_back( Alternative{
1416                                new AlignofExpr{ resolveTypeof( newType, indexer ) }, env } );
1417                } else {
1418                        // find all alternatives for the argument to sizeof
1419                        AlternativeFinder finder( indexer, env );
1420                        finder.find( alignofExpr->get_expr() );
1421                        // find the lowest cost alternative among the alternatives, otherwise ambiguous
1422                        AltList winners;
1423                        findMinCost( finder.alternatives.begin(), finder.alternatives.end(), back_inserter( winners ) );
1424                        if ( winners.size() != 1 ) {
1425                                SemanticError( alignofExpr->get_expr(), "Ambiguous expression in alignof operand: " );
1426                        } // if
1427                        // return the lowest cost alternative for the argument
1428                        Alternative &choice = winners.front();
1429                        referenceToRvalueConversion( choice.expr, choice.cost );
1430                        alternatives.push_back( Alternative{
1431                                choice, new AlignofExpr{ choice.expr->clone() }, Cost::zero } );
1432                } // if
1433        }
1434
1435        template< typename StructOrUnionType >
1436        void AlternativeFinder::Finder::addOffsetof( StructOrUnionType *aggInst, const std::string &name ) {
1437                std::list< Declaration* > members;
1438                aggInst->lookup( name, members );
1439                for ( std::list< Declaration* >::const_iterator i = members.begin(); i != members.end(); ++i ) {
1440                        if ( DeclarationWithType *dwt = dynamic_cast< DeclarationWithType* >( *i ) ) {
1441                                alternatives.push_back( Alternative{
1442                                        new OffsetofExpr{ aggInst->clone(), dwt }, env } );
1443                                renameTypes( alternatives.back().expr );
1444                        } else {
1445                                assert( false );
1446                        }
1447                }
1448        }
1449
1450        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( UntypedOffsetofExpr *offsetofExpr ) {
1451                AlternativeFinder funcFinder( indexer, env );
1452                // xxx - resolveTypeof?
1453                if ( StructInstType *structInst = dynamic_cast< StructInstType* >( offsetofExpr->get_type() ) ) {
1454                        addOffsetof( structInst, offsetofExpr->member );
1455                } else if ( UnionInstType *unionInst = dynamic_cast< UnionInstType* >( offsetofExpr->get_type() ) ) {
1456                        addOffsetof( unionInst, offsetofExpr->member );
1457                }
1458        }
1459
1460        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( OffsetofExpr *offsetofExpr ) {
1461                alternatives.push_back( Alternative{ offsetofExpr->clone(), env } );
1462        }
1463
1464        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( OffsetPackExpr *offsetPackExpr ) {
1465                alternatives.push_back( Alternative{ offsetPackExpr->clone(), env } );
1466        }
1467
1468        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( LogicalExpr * logicalExpr ) {
1469                AlternativeFinder firstFinder( indexer, env );
1470                firstFinder.findWithAdjustment( logicalExpr->get_arg1() );
1471                if ( firstFinder.alternatives.empty() ) return;
1472                AlternativeFinder secondFinder( indexer, env );
1473                secondFinder.findWithAdjustment( logicalExpr->get_arg2() );
1474                if ( secondFinder.alternatives.empty() ) return;
1475                for ( const Alternative & first : firstFinder.alternatives ) {
1476                        for ( const Alternative & second : secondFinder.alternatives ) {
1477                                TypeEnvironment compositeEnv{ first.env };
1478                                compositeEnv.simpleCombine( second.env );
1479                                OpenVarSet openVars{ first.openVars };
1480                                mergeOpenVars( openVars, second.openVars );
1481                                AssertionSet need;
1482                                cloneAll( first.need, need );
1483                                cloneAll( second.need, need );
1484
1485                                LogicalExpr *newExpr = new LogicalExpr{
1486                                        first.expr->clone(), second.expr->clone(), logicalExpr->get_isAnd() };
1487                                alternatives.push_back( Alternative{
1488                                        newExpr, std::move(compositeEnv), std::move(openVars),
1489                                        AssertionList( need.begin(), need.end() ), first.cost + second.cost } );
1490                        }
1491                }
1492        }
1493
1494        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( ConditionalExpr *conditionalExpr ) {
1495                // find alternatives for condition
1496                AlternativeFinder firstFinder( indexer, env );
1497                firstFinder.findWithAdjustment( conditionalExpr->arg1 );
1498                if ( firstFinder.alternatives.empty() ) return;
1499                // find alternatives for true expression
1500                AlternativeFinder secondFinder( indexer, env );
1501                secondFinder.findWithAdjustment( conditionalExpr->arg2 );
1502                if ( secondFinder.alternatives.empty() ) return;
1503                // find alterantives for false expression
1504                AlternativeFinder thirdFinder( indexer, env );
1505                thirdFinder.findWithAdjustment( conditionalExpr->arg3 );
1506                if ( thirdFinder.alternatives.empty() ) return;
1507                for ( const Alternative & first : firstFinder.alternatives ) {
1508                        for ( const Alternative & second : secondFinder.alternatives ) {
1509                                for ( const Alternative & third : thirdFinder.alternatives ) {
1510                                        TypeEnvironment compositeEnv{ first.env };
1511                                        compositeEnv.simpleCombine( second.env );
1512                                        compositeEnv.simpleCombine( third.env );
1513                                        OpenVarSet openVars{ first.openVars };
1514                                        mergeOpenVars( openVars, second.openVars );
1515                                        mergeOpenVars( openVars, third.openVars );
1516                                        AssertionSet need;
1517                                        cloneAll( first.need, need );
1518                                        cloneAll( second.need, need );
1519                                        cloneAll( third.need, need );
1520                                        AssertionSet have;
1521
1522                                        // unify true and false types, then infer parameters to produce new alternatives
1523                                        Type* commonType = nullptr;
1524                                        if ( unify( second.expr->result, third.expr->result, compositeEnv,
1525                                                        need, have, openVars, indexer, commonType ) ) {
1526                                                ConditionalExpr *newExpr = new ConditionalExpr{
1527                                                        first.expr->clone(), second.expr->clone(), third.expr->clone() };
1528                                                newExpr->result = commonType ? commonType : second.expr->result->clone();
1529                                                // convert both options to the conditional result type
1530                                                Cost cost = first.cost + second.cost + third.cost;
1531                                                cost += computeExpressionConversionCost(
1532                                                        newExpr->arg2, newExpr->result, indexer, compositeEnv );
1533                                                cost += computeExpressionConversionCost(
1534                                                        newExpr->arg3, newExpr->result, indexer, compositeEnv );
1535                                                // output alternative
1536                                                Alternative newAlt{
1537                                                        newExpr, std::move(compositeEnv), std::move(openVars),
1538                                                        AssertionList( need.begin(), need.end() ), cost };
1539                                                inferParameters( newAlt, back_inserter( alternatives ) );
1540                                        } // if
1541                                } // for
1542                        } // for
1543                } // for
1544        }
1545
1546        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( CommaExpr *commaExpr ) {
1547                TypeEnvironment newEnv( env );
1548                Expression *newFirstArg = resolveInVoidContext( commaExpr->get_arg1(), indexer, newEnv );
1549                AlternativeFinder secondFinder( indexer, newEnv );
1550                secondFinder.findWithAdjustment( commaExpr->get_arg2() );
1551                for ( const Alternative & alt : secondFinder.alternatives ) {
1552                        alternatives.push_back( Alternative{
1553                                alt, new CommaExpr{ newFirstArg->clone(), alt.expr->clone() }, alt.cost } );
1554                } // for
1555                delete newFirstArg;
1556        }
1557
1558        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( RangeExpr * rangeExpr ) {
1559                // resolve low and high, accept alternatives whose low and high types unify
1560                AlternativeFinder firstFinder( indexer, env );
1561                firstFinder.findWithAdjustment( rangeExpr->low );
1562                if ( firstFinder.alternatives.empty() ) return;
1563                AlternativeFinder secondFinder( indexer, env );
1564                secondFinder.findWithAdjustment( rangeExpr->high );
1565                if ( secondFinder.alternatives.empty() ) return;
1566                for ( const Alternative & first : firstFinder.alternatives ) {
1567                        for ( const Alternative & second : secondFinder.alternatives ) {
1568                                TypeEnvironment compositeEnv{ first.env };
1569                                compositeEnv.simpleCombine( second.env );
1570                                OpenVarSet openVars{ first.openVars };
1571                                mergeOpenVars( openVars, second.openVars );
1572                                AssertionSet need;
1573                                cloneAll( first.need, need );
1574                                cloneAll( second.need, need );
1575                                AssertionSet have;
1576
1577                                Type* commonType = nullptr;
1578                                if ( unify( first.expr->result, second.expr->result, compositeEnv, need, have,
1579                                                openVars, indexer, commonType ) ) {
1580                                        RangeExpr * newExpr =
1581                                                new RangeExpr{ first.expr->clone(), second.expr->clone() };
1582                                        newExpr->result = commonType ? commonType : first.expr->result->clone();
1583                                        Alternative newAlt{
1584                                                newExpr, std::move(compositeEnv), std::move(openVars),
1585                                                AssertionList( need.begin(), need.end() ), first.cost + second.cost };
1586                                        inferParameters( newAlt, back_inserter( alternatives ) );
1587                                } // if
1588                        } // for
1589                } // for
1590        }
1591
1592        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( UntypedTupleExpr *tupleExpr ) {
1593                std::vector< AlternativeFinder > subExprAlternatives;
1594                altFinder.findSubExprs( tupleExpr->get_exprs().begin(), tupleExpr->get_exprs().end(),
1595                        back_inserter( subExprAlternatives ) );
1596                std::vector< AltList > possibilities;
1597                combos( subExprAlternatives.begin(), subExprAlternatives.end(),
1598                        back_inserter( possibilities ) );
1599                for ( const AltList& alts : possibilities ) {
1600                        std::list< Expression * > exprs;
1601                        makeExprList( alts, exprs );
1602
1603                        TypeEnvironment compositeEnv;
1604                        OpenVarSet openVars;
1605                        AssertionSet need;
1606                        for ( const Alternative& alt : alts ) {
1607                                compositeEnv.simpleCombine( alt.env );
1608                                mergeOpenVars( openVars, alt.openVars );
1609                                cloneAll( alt.need, need );
1610                        }
1611
1612                        alternatives.push_back( Alternative{
1613                                new TupleExpr{ exprs }, std::move(compositeEnv), std::move(openVars),
1614                                AssertionList( need.begin(), need.end() ), sumCost( alts ) } );
1615                } // for
1616        }
1617
1618        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( TupleExpr *tupleExpr ) {
1619                alternatives.push_back( Alternative{ tupleExpr->clone(), env } );
1620        }
1621
1622        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( ImplicitCopyCtorExpr * impCpCtorExpr ) {
1623                alternatives.push_back( Alternative{ impCpCtorExpr->clone(), env } );
1624        }
1625
1626        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( ConstructorExpr * ctorExpr ) {
1627                AlternativeFinder finder( indexer, env );
1628                // don't prune here, since it's guaranteed all alternatives will have the same type
1629                // (giving the alternatives different types is half of the point of ConstructorExpr nodes)
1630                finder.findWithoutPrune( ctorExpr->get_callExpr() );
1631                for ( Alternative & alt : finder.alternatives ) {
1632                        alternatives.push_back( Alternative{
1633                                alt, new ConstructorExpr( alt.expr->clone() ), alt.cost } );
1634                }
1635        }
1636
1637        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( TupleIndexExpr *tupleExpr ) {
1638                alternatives.push_back( Alternative{ tupleExpr->clone(), env } );
1639        }
1640
1641        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( TupleAssignExpr *tupleAssignExpr ) {
1642                alternatives.push_back( Alternative{ tupleAssignExpr->clone(), env } );
1643        }
1644
1645        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( UniqueExpr *unqExpr ) {
1646                AlternativeFinder finder( indexer, env );
1647                finder.findWithAdjustment( unqExpr->get_expr() );
1648                for ( Alternative & alt : finder.alternatives ) {
1649                        // ensure that the id is passed on to the UniqueExpr alternative so that the expressions are "linked"
1650                        UniqueExpr * newUnqExpr = new UniqueExpr( alt.expr->clone(), unqExpr->get_id() );
1651                        alternatives.push_back( Alternative{ alt, newUnqExpr, alt.cost } );
1652                }
1653        }
1654
1655        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( StmtExpr *stmtExpr ) {
1656                StmtExpr * newStmtExpr = stmtExpr->clone();
1657                ResolvExpr::resolveStmtExpr( newStmtExpr, indexer );
1658                // xxx - this env is almost certainly wrong, and needs to somehow contain the combined environments from all of the statements in the stmtExpr...
1659                alternatives.push_back( Alternative{ newStmtExpr, env } );
1660        }
1661
1662        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( UntypedInitExpr *initExpr ) {
1663                // handle each option like a cast
1664                AltList candidates;
1665                PRINT(
1666                        std::cerr << "untyped init expr: " << initExpr << std::endl;
1667                )
1668                // O(N^2) checks of d-types with e-types
1669                for ( InitAlternative & initAlt : initExpr->get_initAlts() ) {
1670                        Type * toType = resolveTypeof( initAlt.type->clone(), indexer );
1671                        SymTab::validateType( toType, &indexer );
1672                        adjustExprType( toType, env, indexer );
1673                        // Ideally the call to findWithAdjustment could be moved out of the loop, but unfortunately it currently has to occur inside or else
1674                        // polymorphic return types are not properly bound to the initialization type, since return type variables are only open for the duration of resolving
1675                        // the UntypedExpr. This is only actually an issue in initialization contexts that allow more than one possible initialization type, but it is still suboptimal.
1676                        AlternativeFinder finder( indexer, env );
1677                        finder.targetType = toType;
1678                        finder.findWithAdjustment( initExpr->expr );
1679                        for ( Alternative & alt : finder.get_alternatives() ) {
1680                                TypeEnvironment newEnv( alt.env );
1681                                AssertionSet need;
1682                                cloneAll( alt.need, need );
1683                                AssertionSet have;
1684                                OpenVarSet openVars( alt.openVars );
1685                                // xxx - find things in env that don't have a "representative type" and claim
1686                                // those are open vars?
1687                                PRINT(
1688                                        std::cerr << "  @ " << toType << " " << initAlt.designation << std::endl;
1689                                )
1690                                // It's possible that a cast can throw away some values in a multiply-valued
1691                                // expression. (An example is a cast-to-void, which casts from one value to
1692                                // zero.)  Figure out the prefix of the subexpression results that are cast
1693                                // directly.  The candidate is invalid if it has fewer results than there are
1694                                // types to cast to.
1695                                int discardedValues = alt.expr->result->size() - toType->size();
1696                                if ( discardedValues < 0 ) continue;
1697                                // xxx - may need to go into tuple types and extract relevant types and use
1698                                // unifyList. Note that currently, this does not allow casting a tuple to an
1699                                // atomic type (e.g. (int)([1, 2, 3]))
1700
1701                                // unification run for side-effects
1702                                bool canUnify = unify( toType, alt.expr->result, newEnv, need, have, openVars, indexer );
1703                                (void) canUnify;
1704                                // xxx - do some inspecting on this line... why isn't result bound to initAlt.type?
1705
1706                                Cost thisCost = computeConversionCost( alt.expr->result, toType, alt.expr->get_lvalue(),
1707                                        indexer, newEnv );
1708
1709                                PRINT(
1710                                        Cost legacyCost = castCost( alt.expr->result, toType, alt.expr->get_lvalue(),
1711                                                indexer, newEnv );
1712                                        std::cerr << "Considering initialization:";
1713                                        std::cerr << std::endl << "  FROM: "; alt.expr->result->print(std::cerr);
1714                                        std::cerr << std::endl << "  TO: ";   toType          ->print(std::cerr);
1715                                        std::cerr << std::endl << "  Unification " << (canUnify ? "succeeded" : "failed");
1716                                        std::cerr << std::endl << "  Legacy cost " << legacyCost;
1717                                        std::cerr << std::endl << "  New cost " << thisCost;
1718                                        std::cerr << std::endl;
1719                                )
1720                               
1721                                if ( thisCost != Cost::infinity ) {
1722                                        // count one safe conversion for each value that is thrown away
1723                                        thisCost.incSafe( discardedValues );
1724                                        Alternative newAlt{
1725                                                new InitExpr{
1726                                                        restructureCast( alt.expr->clone(), toType, true ), initAlt.designation->clone() },
1727                                                std::move(newEnv), std::move(openVars),
1728                                                AssertionList( need.begin(), need.end() ), alt.cost, thisCost };
1729                                        inferParameters( newAlt, back_inserter( candidates ) );
1730                                }
1731                        }
1732                }
1733
1734                // findMinCost selects the alternatives with the lowest "cost" members, but has the side effect of copying the
1735                // cvtCost member to the cost member (since the old cost is now irrelevant).  Thus, calling findMinCost twice
1736                // selects first based on argument cost, then on conversion cost.
1737                AltList minArgCost;
1738                findMinCost( candidates.begin(), candidates.end(), std::back_inserter( minArgCost ) );
1739                findMinCost( minArgCost.begin(), minArgCost.end(), std::back_inserter( alternatives ) );
1740        }
1741
1742        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( InitExpr * ) {
1743                assertf( false, "AlternativeFinder should never see a resolved InitExpr." );
1744        }
1745
1746        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( DeletedExpr * ) {
1747                assertf( false, "AlternativeFinder should never see a DeletedExpr." );
1748        }
1749
1750        void AlternativeFinder::Finder::postvisit( GenericExpr * ) {
1751                assertf( false, "_Generic is not yet supported." );
1752        }
1753} // namespace ResolvExpr
1754
1755// Local Variables: //
1756// tab-width: 4 //
1757// mode: c++ //
1758// compile-command: "make install" //
1759// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.