source: src/ResolvExpr/CandidateFinder.cpp @ 361bf01

arm-ehjacob/cs343-translationnew-ast-unique-expr
Last change on this file since 361bf01 was 361bf01, checked in by Fangren Yu <f37yu@…>, 10 months ago

remove ParameterizedType? and put content into FunctionType?

  • Property mode set to 100644
File size: 67.8 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// CandidateFinder.cpp --
8//
9// Author           : Aaron B. Moss
10// Created On       : Wed Jun 5 14:30:00 2019
11// Last Modified By : Andrew Beach
12// Last Modified On : Tue Oct  1 14:55:00 2019
13// Update Count     : 2
14//
15
16#include "CandidateFinder.hpp"
17
18#include <deque>
19#include <iterator>               // for back_inserter
20#include <sstream>
21#include <string>
22#include <unordered_map>
23#include <vector>
24
25#include "Candidate.hpp"
26#include "CompilationState.h"
27#include "Cost.h"
28#include "ExplodedArg.hpp"
29#include "RenameVars.h"           // for renameTyVars
30#include "Resolver.h"
31#include "ResolveTypeof.h"
32#include "SatisfyAssertions.hpp"
33#include "typeops.h"              // for adjustExprType, conversionCost, polyCost, specCost
34#include "Unify.h"
35#include "AST/Expr.hpp"
36#include "AST/Node.hpp"
37#include "AST/Pass.hpp"
38#include "AST/Print.hpp"
39#include "AST/SymbolTable.hpp"
40#include "AST/Type.hpp"
41#include "Common/utility.h"       // for move, copy
42#include "SymTab/Mangler.h"
43#include "SymTab/Validate.h"      // for validateType
44#include "Tuples/Tuples.h"        // for handleTupleAssignment
45#include "InitTweak/InitTweak.h"  // for getPointerBase
46
47#include "Common/Stats/Counter.h"
48
49#define PRINT( text ) if ( resolvep ) { text }
50
51namespace ResolvExpr {
52
53const ast::Expr * referenceToRvalueConversion( const ast::Expr * expr, Cost & cost ) {
54        if ( expr->result.as< ast::ReferenceType >() ) {
55                // cast away reference from expr
56                cost.incReference();
57                return new ast::CastExpr{ expr, expr->result->stripReferences() };
58        }
59
60        return expr;
61}
62
63/// Unique identifier for matching expression resolutions to their requesting expression
64UniqueId globalResnSlot = 0;
65
66Cost computeConversionCost(
67        const ast::Type * argType, const ast::Type * paramType, bool argIsLvalue,
68        const ast::SymbolTable & symtab, const ast::TypeEnvironment & env
69) {
70        PRINT(
71                std::cerr << std::endl << "converting ";
72                ast::print( std::cerr, argType, 2 );
73                std::cerr << std::endl << " to ";
74                ast::print( std::cerr, paramType, 2 );
75                std::cerr << std::endl << "environment is: ";
76                ast::print( std::cerr, env, 2 );
77                std::cerr << std::endl;
78        )
79        Cost convCost = conversionCost( argType, paramType, argIsLvalue, symtab, env );
80        PRINT(
81                std::cerr << std::endl << "cost is " << convCost << std::endl;
82        )
83        if ( convCost == Cost::infinity ) return convCost;
84        convCost.incPoly( polyCost( paramType, symtab, env ) + polyCost( argType, symtab, env ) );
85        PRINT(
86                std::cerr << "cost with polycost is " << convCost << std::endl;
87        )
88        return convCost;
89}
90
91namespace {
92        /// First index is which argument, second is which alternative, third is which exploded element
93        using ExplodedArgs_new = std::deque< std::vector< ExplodedArg > >;
94
95        /// Returns a list of alternatives with the minimum cost in the given list
96        CandidateList findMinCost( const CandidateList & candidates ) {
97                CandidateList out;
98                Cost minCost = Cost::infinity;
99                for ( const CandidateRef & r : candidates ) {
100                        if ( r->cost < minCost ) {
101                                minCost = r->cost;
102                                out.clear();
103                                out.emplace_back( r );
104                        } else if ( r->cost == minCost ) {
105                                out.emplace_back( r );
106                        }
107                }
108                return out;
109        }
110
111        /// Computes conversion cost for a given expression to a given type
112        const ast::Expr * computeExpressionConversionCost(
113                const ast::Expr * arg, const ast::Type * paramType, const ast::SymbolTable & symtab, const ast::TypeEnvironment & env, Cost & outCost
114        ) {
115                Cost convCost = computeConversionCost(
116                                arg->result, paramType, arg->get_lvalue(), symtab, env );
117                outCost += convCost;
118
119                // If there is a non-zero conversion cost, ignoring poly cost, then the expression requires
120                // conversion. Ignore poly cost for now, since this requires resolution of the cast to
121                // infer parameters and this does not currently work for the reason stated below
122                Cost tmpCost = convCost;
123                tmpCost.incPoly( -tmpCost.get_polyCost() );
124                if ( tmpCost != Cost::zero ) {
125                        ast::ptr< ast::Type > newType = paramType;
126                        env.apply( newType );
127                        return new ast::CastExpr{ arg, newType };
128
129                        // xxx - *should* be able to resolve this cast, but at the moment pointers are not
130                        // castable to zero_t, but are implicitly convertible. This is clearly inconsistent,
131                        // once this is fixed it should be possible to resolve the cast.
132                        // xxx - this isn't working, it appears because type1 (parameter) is seen as widenable,
133                        // but it shouldn't be because this makes the conversion from DT* to DT* since
134                        // commontype(zero_t, DT*) is DT*, rather than nothing
135
136                        // CandidateFinder finder{ symtab, env };
137                        // finder.find( arg, ResolvMode::withAdjustment() );
138                        // assertf( finder.candidates.size() > 0,
139                        //      "Somehow castable expression failed to find alternatives." );
140                        // assertf( finder.candidates.size() == 1,
141                        //      "Somehow got multiple alternatives for known cast expression." );
142                        // return finder.candidates.front()->expr;
143                }
144
145                return arg;
146        }
147
148        /// Computes conversion cost for a given candidate
149        Cost computeApplicationConversionCost(
150                CandidateRef cand, const ast::SymbolTable & symtab
151        ) {
152                auto appExpr = cand->expr.strict_as< ast::ApplicationExpr >();
153                auto pointer = appExpr->func->result.strict_as< ast::PointerType >();
154                auto function = pointer->base.strict_as< ast::FunctionType >();
155
156                Cost convCost = Cost::zero;
157                const auto & params = function->params;
158                auto param = params.begin();
159                auto & args = appExpr->args;
160
161                for ( unsigned i = 0; i < args.size(); ++i ) {
162                        const ast::Type * argType = args[i]->result;
163                        PRINT(
164                                std::cerr << "arg expression:" << std::endl;
165                                ast::print( std::cerr, args[i], 2 );
166                                std::cerr << "--- results are" << std::endl;
167                                ast::print( std::cerr, argType, 2 );
168                        )
169
170                        if ( param == params.end() ) {
171                                if ( function->isVarArgs ) {
172                                        convCost.incUnsafe();
173                                        PRINT( std::cerr << "end of params with varargs function: inc unsafe: "
174                                                << convCost << std::endl; ; )
175                                        // convert reference-typed expressions into value-typed expressions
176                                        cand->expr = ast::mutate_field_index(
177                                                appExpr, &ast::ApplicationExpr::args, i,
178                                                referenceToRvalueConversion( args[i], convCost ) );
179                                        continue;
180                                } else return Cost::infinity;
181                        }
182
183                        if ( auto def = args[i].as< ast::DefaultArgExpr >() ) {
184                                // Default arguments should be free - don't include conversion cost.
185                                // Unwrap them here because they are not relevant to the rest of the system
186                                cand->expr = ast::mutate_field_index(
187                                        appExpr, &ast::ApplicationExpr::args, i, def->expr );
188                                ++param;
189                                continue;
190                        }
191
192                        // mark conversion cost and also specialization cost of param type
193                        // const ast::Type * paramType = (*param)->get_type();
194                        cand->expr = ast::mutate_field_index(
195                                appExpr, &ast::ApplicationExpr::args, i,
196                                computeExpressionConversionCost(
197                                        args[i], *param, symtab, cand->env, convCost ) );
198                        convCost.decSpec( specCost( *param ) );
199                        ++param;  // can't be in for-loop update because of the continue
200                }
201
202                if ( param != params.end() ) return Cost::infinity;
203
204                // specialization cost of return types can't be accounted for directly, it disables
205                // otherwise-identical calls, like this example based on auto-newline in the I/O lib:
206                //
207                //   forall(otype OS) {
208                //     void ?|?(OS&, int);  // with newline
209                //     OS&  ?|?(OS&, int);  // no newline, always chosen due to more specialization
210                //   }
211
212                // mark type variable and specialization cost of forall clause
213                convCost.incVar( function->forall.size() );
214                for ( const ast::TypeDecl * td : function->forall ) {
215                        convCost.decSpec( td->assertions.size() );
216                }
217
218                return convCost;
219        }
220
221        void makeUnifiableVars(
222                const ast::FunctionType * type, ast::OpenVarSet & unifiableVars,
223                ast::AssertionSet & need
224        ) {
225                for ( const ast::TypeDecl * tyvar : type->forall ) {
226                        unifiableVars[ tyvar->name ] = ast::TypeDecl::Data{ tyvar };
227                        for ( const ast::DeclWithType * assn : tyvar->assertions ) {
228                                need[ assn ].isUsed = true;
229                        }
230                }
231        }
232
233        /// Gets a default value from an initializer, nullptr if not present
234        const ast::ConstantExpr * getDefaultValue( const ast::Init * init ) {
235                if ( auto si = dynamic_cast< const ast::SingleInit * >( init ) ) {
236                        if ( auto ce = si->value.as< ast::CastExpr >() ) {
237                                return ce->arg.as< ast::ConstantExpr >();
238                        } else {
239                                return si->value.as< ast::ConstantExpr >();
240                        }
241                }
242                return nullptr;
243        }
244
245        /// State to iteratively build a match of parameter expressions to arguments
246        struct ArgPack {
247                std::size_t parent;          ///< Index of parent pack
248                ast::ptr< ast::Expr > expr;  ///< The argument stored here
249                Cost cost;                   ///< The cost of this argument
250                ast::TypeEnvironment env;    ///< Environment for this pack
251                ast::AssertionSet need;      ///< Assertions outstanding for this pack
252                ast::AssertionSet have;      ///< Assertions found for this pack
253                ast::OpenVarSet open;        ///< Open variables for this pack
254                unsigned nextArg;            ///< Index of next argument in arguments list
255                unsigned tupleStart;         ///< Number of tuples that start at this index
256                unsigned nextExpl;           ///< Index of next exploded element
257                unsigned explAlt;            ///< Index of alternative for nextExpl > 0
258
259                ArgPack()
260                : parent( 0 ), expr(), cost( Cost::zero ), env(), need(), have(), open(), nextArg( 0 ),
261                  tupleStart( 0 ), nextExpl( 0 ), explAlt( 0 ) {}
262
263                ArgPack(
264                        const ast::TypeEnvironment & env, const ast::AssertionSet & need,
265                        const ast::AssertionSet & have, const ast::OpenVarSet & open )
266                : parent( 0 ), expr(), cost( Cost::zero ), env( env ), need( need ), have( have ),
267                  open( open ), nextArg( 0 ), tupleStart( 0 ), nextExpl( 0 ), explAlt( 0 ) {}
268
269                ArgPack(
270                        std::size_t parent, const ast::Expr * expr, ast::TypeEnvironment && env,
271                        ast::AssertionSet && need, ast::AssertionSet && have, ast::OpenVarSet && open,
272                        unsigned nextArg, unsigned tupleStart = 0, Cost cost = Cost::zero,
273                        unsigned nextExpl = 0, unsigned explAlt = 0 )
274                : parent(parent), expr( expr ), cost( cost ), env( move( env ) ), need( move( need ) ),
275                  have( move( have ) ), open( move( open ) ), nextArg( nextArg ), tupleStart( tupleStart ),
276                  nextExpl( nextExpl ), explAlt( explAlt ) {}
277
278                ArgPack(
279                        const ArgPack & o, ast::TypeEnvironment && env, ast::AssertionSet && need,
280                        ast::AssertionSet && have, ast::OpenVarSet && open, unsigned nextArg, Cost added )
281                : parent( o.parent ), expr( o.expr ), cost( o.cost + added ), env( move( env ) ),
282                  need( move( need ) ), have( move( have ) ), open( move( open ) ), nextArg( nextArg ),
283                  tupleStart( o.tupleStart ), nextExpl( 0 ), explAlt( 0 ) {}
284
285                /// true if this pack is in the middle of an exploded argument
286                bool hasExpl() const { return nextExpl > 0; }
287
288                /// Gets the list of exploded candidates for this pack
289                const ExplodedArg & getExpl( const ExplodedArgs_new & args ) const {
290                        return args[ nextArg-1 ][ explAlt ];
291                }
292
293                /// Ends a tuple expression, consolidating the appropriate args
294                void endTuple( const std::vector< ArgPack > & packs ) {
295                        // add all expressions in tuple to list, summing cost
296                        std::deque< const ast::Expr * > exprs;
297                        const ArgPack * pack = this;
298                        if ( expr ) { exprs.emplace_front( expr ); }
299                        while ( pack->tupleStart == 0 ) {
300                                pack = &packs[pack->parent];
301                                exprs.emplace_front( pack->expr );
302                                cost += pack->cost;
303                        }
304                        // reset pack to appropriate tuple
305                        std::vector< ast::ptr< ast::Expr > > exprv( exprs.begin(), exprs.end() );
306                        expr = new ast::TupleExpr{ expr->location, move( exprv ) };
307                        tupleStart = pack->tupleStart - 1;
308                        parent = pack->parent;
309                }
310        };
311
312        /// Instantiates an argument to match a parameter, returns false if no matching results left
313        bool instantiateArgument(
314                const ast::Type * paramType, const ast::Init * init, const ExplodedArgs_new & args,
315                std::vector< ArgPack > & results, std::size_t & genStart, const ast::SymbolTable & symtab,
316                unsigned nTuples = 0
317        ) {
318                if ( auto tupleType = dynamic_cast< const ast::TupleType * >( paramType ) ) {
319                        // paramType is a TupleType -- group args into a TupleExpr
320                        ++nTuples;
321                        for ( const ast::Type * type : *tupleType ) {
322                                // xxx - dropping initializer changes behaviour from previous, but seems correct
323                                // ^^^ need to handle the case where a tuple has a default argument
324                                if ( ! instantiateArgument(
325                                        type, nullptr, args, results, genStart, symtab, nTuples ) ) return false;
326                                nTuples = 0;
327                        }
328                        // re-constitute tuples for final generation
329                        for ( auto i = genStart; i < results.size(); ++i ) {
330                                results[i].endTuple( results );
331                        }
332                        return true;
333                } else if ( const ast::TypeInstType * ttype = Tuples::isTtype( paramType ) ) {
334                        // paramType is a ttype, consumes all remaining arguments
335
336                        // completed tuples; will be spliced to end of results to finish
337                        std::vector< ArgPack > finalResults{};
338
339                        // iterate until all results completed
340                        std::size_t genEnd;
341                        ++nTuples;
342                        do {
343                                genEnd = results.size();
344
345                                // add another argument to results
346                                for ( std::size_t i = genStart; i < genEnd; ++i ) {
347                                        unsigned nextArg = results[i].nextArg;
348
349                                        // use next element of exploded tuple if present
350                                        if ( results[i].hasExpl() ) {
351                                                const ExplodedArg & expl = results[i].getExpl( args );
352
353                                                unsigned nextExpl = results[i].nextExpl + 1;
354                                                if ( nextExpl == expl.exprs.size() ) { nextExpl = 0; }
355
356                                                results.emplace_back(
357                                                        i, expl.exprs[ results[i].nextExpl ], copy( results[i].env ),
358                                                        copy( results[i].need ), copy( results[i].have ),
359                                                        copy( results[i].open ), nextArg, nTuples, Cost::zero, nextExpl,
360                                                        results[i].explAlt );
361
362                                                continue;
363                                        }
364
365                                        // finish result when out of arguments
366                                        if ( nextArg >= args.size() ) {
367                                                ArgPack newResult{
368                                                        results[i].env, results[i].need, results[i].have, results[i].open };
369                                                newResult.nextArg = nextArg;
370                                                const ast::Type * argType = nullptr;
371
372                                                if ( nTuples > 0 || ! results[i].expr ) {
373                                                        // first iteration or no expression to clone,
374                                                        // push empty tuple expression
375                                                        newResult.parent = i;
376                                                        newResult.expr = new ast::TupleExpr{ CodeLocation{}, {} };
377                                                        argType = newResult.expr->result;
378                                                } else {
379                                                        // clone result to collect tuple
380                                                        newResult.parent = results[i].parent;
381                                                        newResult.cost = results[i].cost;
382                                                        newResult.tupleStart = results[i].tupleStart;
383                                                        newResult.expr = results[i].expr;
384                                                        argType = newResult.expr->result;
385
386                                                        if ( results[i].tupleStart > 0 && Tuples::isTtype( argType ) ) {
387                                                                // the case where a ttype value is passed directly is special,
388                                                                // e.g. for argument forwarding purposes
389                                                                // xxx - what if passing multiple arguments, last of which is
390                                                                //       ttype?
391                                                                // xxx - what would happen if unify was changed so that unifying
392                                                                //       tuple
393                                                                // types flattened both before unifying lists? then pass in
394                                                                // TupleType (ttype) below.
395                                                                --newResult.tupleStart;
396                                                        } else {
397                                                                // collapse leftover arguments into tuple
398                                                                newResult.endTuple( results );
399                                                                argType = newResult.expr->result;
400                                                        }
401                                                }
402
403                                                // check unification for ttype before adding to final
404                                                if (
405                                                        unify(
406                                                                ttype, argType, newResult.env, newResult.need, newResult.have,
407                                                                newResult.open, symtab )
408                                                ) {
409                                                        finalResults.emplace_back( move( newResult ) );
410                                                }
411
412                                                continue;
413                                        }
414
415                                        // add each possible next argument
416                                        for ( std::size_t j = 0; j < args[nextArg].size(); ++j ) {
417                                                const ExplodedArg & expl = args[nextArg][j];
418
419                                                // fresh copies of parent parameters for this iteration
420                                                ast::TypeEnvironment env = results[i].env;
421                                                ast::OpenVarSet open = results[i].open;
422
423                                                env.addActual( expl.env, open );
424
425                                                // skip empty tuple arguments by (nearly) cloning parent into next gen
426                                                if ( expl.exprs.empty() ) {
427                                                        results.emplace_back(
428                                                                results[i], move( env ), copy( results[i].need ),
429                                                                copy( results[i].have ), move( open ), nextArg + 1, expl.cost );
430
431                                                        continue;
432                                                }
433
434                                                // add new result
435                                                results.emplace_back(
436                                                        i, expl.exprs.front(), move( env ), copy( results[i].need ),
437                                                        copy( results[i].have ), move( open ), nextArg + 1, nTuples,
438                                                        expl.cost, expl.exprs.size() == 1 ? 0 : 1, j );
439                                        }
440                                }
441
442                                // reset for next round
443                                genStart = genEnd;
444                                nTuples = 0;
445                        } while ( genEnd != results.size() );
446
447                        // splice final results onto results
448                        for ( std::size_t i = 0; i < finalResults.size(); ++i ) {
449                                results.emplace_back( move( finalResults[i] ) );
450                        }
451                        return ! finalResults.empty();
452                }
453
454                // iterate each current subresult
455                std::size_t genEnd = results.size();
456                for ( std::size_t i = genStart; i < genEnd; ++i ) {
457                        unsigned nextArg = results[i].nextArg;
458
459                        // use remainder of exploded tuple if present
460                        if ( results[i].hasExpl() ) {
461                                const ExplodedArg & expl = results[i].getExpl( args );
462                                const ast::Expr * expr = expl.exprs[ results[i].nextExpl ];
463
464                                ast::TypeEnvironment env = results[i].env;
465                                ast::AssertionSet need = results[i].need, have = results[i].have;
466                                ast::OpenVarSet open = results[i].open;
467
468                                const ast::Type * argType = expr->result;
469
470                                PRINT(
471                                        std::cerr << "param type is ";
472                                        ast::print( std::cerr, paramType );
473                                        std::cerr << std::endl << "arg type is ";
474                                        ast::print( std::cerr, argType );
475                                        std::cerr << std::endl;
476                                )
477
478                                if ( unify( paramType, argType, env, need, have, open, symtab ) ) {
479                                        unsigned nextExpl = results[i].nextExpl + 1;
480                                        if ( nextExpl == expl.exprs.size() ) { nextExpl = 0; }
481
482                                        results.emplace_back(
483                                                i, expr, move( env ), move( need ), move( have ), move( open ), nextArg,
484                                                nTuples, Cost::zero, nextExpl, results[i].explAlt );
485                                }
486
487                                continue;
488                        }
489
490                        // use default initializers if out of arguments
491                        if ( nextArg >= args.size() ) {
492                                if ( const ast::ConstantExpr * cnst = getDefaultValue( init ) ) {
493                                        ast::TypeEnvironment env = results[i].env;
494                                        ast::AssertionSet need = results[i].need, have = results[i].have;
495                                        ast::OpenVarSet open = results[i].open;
496
497                                        if ( unify( paramType, cnst->result, env, need, have, open, symtab ) ) {
498                                                results.emplace_back(
499                                                        i, new ast::DefaultArgExpr{ cnst->location, cnst }, move( env ),
500                                                        move( need ), move( have ), move( open ), nextArg, nTuples );
501                                        }
502                                }
503
504                                continue;
505                        }
506
507                        // Check each possible next argument
508                        for ( std::size_t j = 0; j < args[nextArg].size(); ++j ) {
509                                const ExplodedArg & expl = args[nextArg][j];
510
511                                // fresh copies of parent parameters for this iteration
512                                ast::TypeEnvironment env = results[i].env;
513                                ast::AssertionSet need = results[i].need, have = results[i].have;
514                                ast::OpenVarSet open = results[i].open;
515
516                                env.addActual( expl.env, open );
517
518                                // skip empty tuple arguments by (nearly) cloning parent into next gen
519                                if ( expl.exprs.empty() ) {
520                                        results.emplace_back(
521                                                results[i], move( env ), move( need ), move( have ), move( open ),
522                                                nextArg + 1, expl.cost );
523
524                                        continue;
525                                }
526
527                                // consider only first exploded arg
528                                const ast::Expr * expr = expl.exprs.front();
529                                const ast::Type * argType = expr->result;
530
531                                PRINT(
532                                        std::cerr << "param type is ";
533                                        ast::print( std::cerr, paramType );
534                                        std::cerr << std::endl << "arg type is ";
535                                        ast::print( std::cerr, argType );
536                                        std::cerr << std::endl;
537                                )
538
539                                // attempt to unify types
540                                if ( unify( paramType, argType, env, need, have, open, symtab ) ) {
541                                        // add new result
542                                        results.emplace_back(
543                                                i, expr, move( env ), move( need ), move( have ), move( open ),
544                                                nextArg + 1, nTuples, expl.cost, expl.exprs.size() == 1 ? 0 : 1, j );
545                                }
546                        }
547                }
548
549                // reset for next parameter
550                genStart = genEnd;
551
552                return genEnd != results.size();  // were any new results added?
553        }
554
555        /// Generate a cast expression from `arg` to `toType`
556        const ast::Expr * restructureCast(
557                ast::ptr< ast::Expr > & arg, const ast::Type * toType, ast::GeneratedFlag isGenerated = ast::GeneratedCast
558        ) {
559                if (
560                        arg->result->size() > 1
561                        && ! toType->isVoid()
562                        && ! dynamic_cast< const ast::ReferenceType * >( toType )
563                ) {
564                        // Argument is a tuple and the target type is neither void nor a reference. Cast each
565                        // member of the tuple to its corresponding target type, producing the tuple of those
566                        // cast expressions. If there are more components of the tuple than components in the
567                        // target type, then excess components do not come out in the result expression (but
568                        // UniqueExpr ensures that the side effects will still be produced)
569                        if ( Tuples::maybeImpureIgnoreUnique( arg ) ) {
570                                // expressions which may contain side effects require a single unique instance of
571                                // the expression
572                                arg = new ast::UniqueExpr{ arg->location, arg };
573                        }
574                        std::vector< ast::ptr< ast::Expr > > components;
575                        for ( unsigned i = 0; i < toType->size(); ++i ) {
576                                // cast each component
577                                ast::ptr< ast::Expr > idx = new ast::TupleIndexExpr{ arg->location, arg, i };
578                                components.emplace_back(
579                                        restructureCast( idx, toType->getComponent( i ), isGenerated ) );
580                        }
581                        return new ast::TupleExpr{ arg->location, move( components ) };
582                } else {
583                        // handle normally
584                        return new ast::CastExpr{ arg->location, arg, toType, isGenerated };
585                }
586        }
587
588        /// Gets the name from an untyped member expression (must be NameExpr)
589        const std::string & getMemberName( const ast::UntypedMemberExpr * memberExpr ) {
590                if ( memberExpr->member.as< ast::ConstantExpr >() ) {
591                        SemanticError( memberExpr, "Indexed access to struct fields unsupported: " );
592                }
593
594                return memberExpr->member.strict_as< ast::NameExpr >()->name;
595        }
596
597        /// Actually visits expressions to find their candidate interpretations
598        class Finder final : public ast::WithShortCircuiting {
599                const ast::SymbolTable & symtab;
600        public:
601                static size_t traceId;
602                CandidateFinder & selfFinder;
603                CandidateList & candidates;
604                const ast::TypeEnvironment & tenv;
605                ast::ptr< ast::Type > & targetType;
606
607                enum Errors {
608                        NotFound,
609                        NoMatch,
610                        ArgsToFew,
611                        ArgsToMany,
612                        RetsToFew,
613                        RetsToMany,
614                        NoReason
615                };
616
617                struct {
618                        Errors code = NotFound;
619                } reason;
620
621                Finder( CandidateFinder & f )
622                : symtab( f.localSyms ), selfFinder( f ), candidates( f.candidates ), tenv( f.env ),
623                  targetType( f.targetType ) {}
624
625                void previsit( const ast::Node * ) { visit_children = false; }
626
627                /// Convenience to add candidate to list
628                template<typename... Args>
629                void addCandidate( Args &&... args ) {
630                        candidates.emplace_back( new Candidate{ std::forward<Args>( args )... } );
631                        reason.code = NoReason;
632                }
633
634                void postvisit( const ast::ApplicationExpr * applicationExpr ) {
635                        addCandidate( applicationExpr, tenv );
636                }
637
638                /// Set up candidate assertions for inference
639                void inferParameters( CandidateRef & newCand, CandidateList & out ) {
640                        // Set need bindings for any unbound assertions
641                        UniqueId crntResnSlot = 0; // matching ID for this expression's assertions
642                        for ( auto & assn : newCand->need ) {
643                                // skip already-matched assertions
644                                if ( assn.second.resnSlot != 0 ) continue;
645                                // assign slot for expression if needed
646                                if ( crntResnSlot == 0 ) { crntResnSlot = ++globalResnSlot; }
647                                // fix slot to assertion
648                                assn.second.resnSlot = crntResnSlot;
649                        }
650                        // pair slot to expression
651                        if ( crntResnSlot != 0 ) {
652                                newCand->expr.get_and_mutate()->inferred.resnSlots().emplace_back( crntResnSlot );
653                        }
654
655                        // add to output list; assertion satisfaction will occur later
656                        out.emplace_back( newCand );
657                }
658
659                /// Completes a function candidate with arguments located
660                void validateFunctionCandidate(
661                        const CandidateRef & func, ArgPack & result, const std::vector< ArgPack > & results,
662                        CandidateList & out
663                ) {
664                        ast::ApplicationExpr * appExpr =
665                                new ast::ApplicationExpr{ func->expr->location, func->expr };
666                        // sum cost and accumulate arguments
667                        std::deque< const ast::Expr * > args;
668                        Cost cost = func->cost;
669                        const ArgPack * pack = &result;
670                        while ( pack->expr ) {
671                                args.emplace_front( pack->expr );
672                                cost += pack->cost;
673                                pack = &results[pack->parent];
674                        }
675                        std::vector< ast::ptr< ast::Expr > > vargs( args.begin(), args.end() );
676                        appExpr->args = move( vargs );
677                        // build and validate new candidate
678                        auto newCand =
679                                std::make_shared<Candidate>( appExpr, result.env, result.open, result.need, cost );
680                        PRINT(
681                                std::cerr << "instantiate function success: " << appExpr << std::endl;
682                                std::cerr << "need assertions:" << std::endl;
683                                ast::print( std::cerr, result.need, 2 );
684                        )
685                        inferParameters( newCand, out );
686                }
687
688                /// Builds a list of candidates for a function, storing them in out
689                void makeFunctionCandidates(
690                        const CandidateRef & func, const ast::FunctionType * funcType,
691                        const ExplodedArgs_new & args, CandidateList & out
692                ) {
693                        ast::OpenVarSet funcOpen;
694                        ast::AssertionSet funcNeed, funcHave;
695                        ast::TypeEnvironment funcEnv{ func->env };
696                        makeUnifiableVars( funcType, funcOpen, funcNeed );
697                        // add all type variables as open variables now so that those not used in the
698                        // parameter list are still considered open
699                        funcEnv.add( funcType->forall );
700
701                        if ( targetType && ! targetType->isVoid() && ! funcType->returns.empty() ) {
702                                // attempt to narrow based on expected target type
703                                const ast::Type * returnType = funcType->returns.front();
704                                if ( ! unify(
705                                        returnType, targetType, funcEnv, funcNeed, funcHave, funcOpen, symtab )
706                                ) {
707                                        // unification failed, do not pursue this candidate
708                                        return;
709                                }
710                        }
711
712                        // iteratively build matches, one parameter at a time
713                        std::vector< ArgPack > results;
714                        results.emplace_back( funcEnv, funcNeed, funcHave, funcOpen );
715                        std::size_t genStart = 0;
716
717                        // xxx - how to handle default arg after change to ftype representation?
718                        if (const ast::VariableExpr * varExpr = func->expr.as<ast::VariableExpr>()) {
719                                if (const ast::FunctionDecl * funcDecl = varExpr->var.as<ast::FunctionDecl>()) {
720                                        // function may have default args only if directly calling by name
721                                        // must use types on candidate however, due to RenameVars substitution
722                                        auto nParams = funcType->params.size();
723
724                                        for (size_t i=0; i<nParams; ++i) {
725                                                auto obj = funcDecl->params[i].strict_as<ast::ObjectDecl>();
726                                                if (!instantiateArgument(
727                                                        funcType->params[i], obj->init, args, results, genStart, symtab)) return;
728                                        }
729                                        goto endMatch;
730                                }
731                        }
732                        for ( const auto & param : funcType->params ) {
733                                // Try adding the arguments corresponding to the current parameter to the existing
734                                // matches
735                                // no default args for indirect calls
736                                if ( ! instantiateArgument(
737                                        param, nullptr, args, results, genStart, symtab ) ) return;
738                        }
739
740                        endMatch:
741                        if ( funcType->isVarArgs ) {
742                                // append any unused arguments to vararg pack
743                                std::size_t genEnd;
744                                do {
745                                        genEnd = results.size();
746
747                                        // iterate results
748                                        for ( std::size_t i = genStart; i < genEnd; ++i ) {
749                                                unsigned nextArg = results[i].nextArg;
750
751                                                // use remainder of exploded tuple if present
752                                                if ( results[i].hasExpl() ) {
753                                                        const ExplodedArg & expl = results[i].getExpl( args );
754
755                                                        unsigned nextExpl = results[i].nextExpl + 1;
756                                                        if ( nextExpl == expl.exprs.size() ) { nextExpl = 0; }
757
758                                                        results.emplace_back(
759                                                                i, expl.exprs[ results[i].nextExpl ], copy( results[i].env ),
760                                                                copy( results[i].need ), copy( results[i].have ),
761                                                                copy( results[i].open ), nextArg, 0, Cost::zero, nextExpl,
762                                                                results[i].explAlt );
763
764                                                        continue;
765                                                }
766
767                                                // finish result when out of arguments
768                                                if ( nextArg >= args.size() ) {
769                                                        validateFunctionCandidate( func, results[i], results, out );
770
771                                                        continue;
772                                                }
773
774                                                // add each possible next argument
775                                                for ( std::size_t j = 0; j < args[nextArg].size(); ++j ) {
776                                                        const ExplodedArg & expl = args[nextArg][j];
777
778                                                        // fresh copies of parent parameters for this iteration
779                                                        ast::TypeEnvironment env = results[i].env;
780                                                        ast::OpenVarSet open = results[i].open;
781
782                                                        env.addActual( expl.env, open );
783
784                                                        // skip empty tuple arguments by (nearly) cloning parent into next gen
785                                                        if ( expl.exprs.empty() ) {
786                                                                results.emplace_back(
787                                                                        results[i], move( env ), copy( results[i].need ),
788                                                                        copy( results[i].have ), move( open ), nextArg + 1,
789                                                                        expl.cost );
790
791                                                                continue;
792                                                        }
793
794                                                        // add new result
795                                                        results.emplace_back(
796                                                                i, expl.exprs.front(), move( env ), copy( results[i].need ),
797                                                                copy( results[i].have ), move( open ), nextArg + 1, 0, expl.cost,
798                                                                expl.exprs.size() == 1 ? 0 : 1, j );
799                                                }
800                                        }
801
802                                        genStart = genEnd;
803                                } while( genEnd != results.size() );
804                        } else {
805                                // filter out the results that don't use all the arguments
806                                for ( std::size_t i = genStart; i < results.size(); ++i ) {
807                                        ArgPack & result = results[i];
808                                        if ( ! result.hasExpl() && result.nextArg >= args.size() ) {
809                                                validateFunctionCandidate( func, result, results, out );
810                                        }
811                                }
812                        }
813                }
814
815                /// Adds implicit struct-conversions to the alternative list
816                void addAnonConversions( const CandidateRef & cand ) {
817                        // adds anonymous member interpretations whenever an aggregate value type is seen.
818                        // it's okay for the aggregate expression to have reference type -- cast it to the
819                        // base type to treat the aggregate as the referenced value
820                        ast::ptr< ast::Expr > aggrExpr( cand->expr );
821                        ast::ptr< ast::Type > & aggrType = aggrExpr.get_and_mutate()->result;
822                        cand->env.apply( aggrType );
823
824                        if ( aggrType.as< ast::ReferenceType >() ) {
825                                aggrExpr = new ast::CastExpr{ aggrExpr, aggrType->stripReferences() };
826                        }
827
828                        if ( auto structInst = aggrExpr->result.as< ast::StructInstType >() ) {
829                                addAggMembers( structInst, aggrExpr, *cand, Cost::safe, "" );
830                        } else if ( auto unionInst = aggrExpr->result.as< ast::UnionInstType >() ) {
831                                addAggMembers( unionInst, aggrExpr, *cand, Cost::safe, "" );
832                        }
833                }
834
835                /// Adds aggregate member interpretations
836                void addAggMembers(
837                        const ast::BaseInstType * aggrInst, const ast::Expr * expr,
838                        const Candidate & cand, const Cost & addedCost, const std::string & name
839                ) {
840                        for ( const ast::Decl * decl : aggrInst->lookup( name ) ) {
841                                auto dwt = strict_dynamic_cast< const ast::DeclWithType * >( decl );
842                                CandidateRef newCand = std::make_shared<Candidate>(
843                                        cand, new ast::MemberExpr{ expr->location, dwt, expr }, addedCost );
844                                // add anonymous member interpretations whenever an aggregate value type is seen
845                                // as a member expression
846                                addAnonConversions( newCand );
847                                candidates.emplace_back( move( newCand ) );
848                        }
849                }
850
851                /// Adds tuple member interpretations
852                void addTupleMembers(
853                        const ast::TupleType * tupleType, const ast::Expr * expr, const Candidate & cand,
854                        const Cost & addedCost, const ast::Expr * member
855                ) {
856                        if ( auto constantExpr = dynamic_cast< const ast::ConstantExpr * >( member ) ) {
857                                // get the value of the constant expression as an int, must be between 0 and the
858                                // length of the tuple to have meaning
859                                long long val = constantExpr->intValue();
860                                if ( val >= 0 && (unsigned long long)val < tupleType->size() ) {
861                                        addCandidate(
862                                                cand, new ast::TupleIndexExpr{ expr->location, expr, (unsigned)val },
863                                                addedCost );
864                                }
865                        }
866                }
867
868                void postvisit( const ast::UntypedExpr * untypedExpr ) {
869                        std::vector< CandidateFinder > argCandidates =
870                                selfFinder.findSubExprs( untypedExpr->args );
871
872                        // take care of possible tuple assignments
873                        // if not tuple assignment, handled as normal function call
874                        Tuples::handleTupleAssignment( selfFinder, untypedExpr, argCandidates );
875
876                        CandidateFinder funcFinder{ symtab, tenv };
877                        if (auto nameExpr = untypedExpr->func.as<ast::NameExpr>()) {
878                                auto kind = ast::SymbolTable::getSpecialFunctionKind(nameExpr->name);
879                                if (kind != ast::SymbolTable::SpecialFunctionKind::NUMBER_OF_KINDS) {
880                                        assertf(!argCandidates.empty(), "special function call without argument");
881                                        for (auto & firstArgCand: argCandidates[0]) {
882                                                ast::ptr<ast::Type> argType = firstArgCand->expr->result;
883                                                firstArgCand->env.apply(argType);
884                                                // strip references
885                                                // xxx - is this correct?
886                                                while (argType.as<ast::ReferenceType>()) argType = argType.as<ast::ReferenceType>()->base;
887
888                                                // convert 1-tuple to plain type
889                                                if (auto tuple = argType.as<ast::TupleType>()) {
890                                                        if (tuple->size() == 1) {
891                                                                argType = tuple->types[0];
892                                                        }
893                                                }
894                                               
895                                                // if argType is an unbound type parameter, all special functions need to be searched.
896                                                if (isUnboundType(argType)) {
897                                                        funcFinder.otypeKeys.clear();
898                                                        break;
899                                                }
900
901                                                if (argType.as<ast::PointerType>()) funcFinder.otypeKeys.insert(Mangle::Encoding::pointer);
902                                                else funcFinder.otypeKeys.insert(Mangle::mangle(argType, Mangle::NoGenericParams | Mangle::Type));
903                                        }
904                                }
905                        }
906                        // if candidates are already produced, do not fail
907                        // xxx - is it possible that handleTupleAssignment and main finder both produce candidates?
908                        // this means there exists ctor/assign functions with a tuple as first parameter.
909                        funcFinder.find( untypedExpr->func, selfFinder.candidates.empty() ? ResolvMode::withAdjustment() : ResolvMode::withoutFailFast() );
910                        // short-circuit if no candidates
911                        // if ( funcFinder.candidates.empty() ) return;
912
913                        reason.code = NoMatch;
914
915                        // find function operators
916                        ast::ptr< ast::Expr > opExpr = new ast::NameExpr{ untypedExpr->location, "?()" };
917                        CandidateFinder opFinder{ symtab, tenv };
918                        // okay if there aren't any function operations
919                        opFinder.find( opExpr, ResolvMode::withoutFailFast() );
920                        PRINT(
921                                std::cerr << "known function ops:" << std::endl;
922                                print( std::cerr, opFinder.candidates, 1 );
923                        )
924
925                        // pre-explode arguments
926                        ExplodedArgs_new argExpansions;
927                        for ( const CandidateFinder & args : argCandidates ) {
928                                argExpansions.emplace_back();
929                                auto & argE = argExpansions.back();
930                                for ( const CandidateRef & arg : args ) { argE.emplace_back( *arg, symtab ); }
931                        }
932
933                        // Find function matches
934                        CandidateList found;
935                        SemanticErrorException errors;
936                        for ( CandidateRef & func : funcFinder ) {
937                                try {
938                                        PRINT(
939                                                std::cerr << "working on alternative:" << std::endl;
940                                                print( std::cerr, *func, 2 );
941                                        )
942
943                                        // check if the type is a pointer to function
944                                        const ast::Type * funcResult = func->expr->result->stripReferences();
945                                        if ( auto pointer = dynamic_cast< const ast::PointerType * >( funcResult ) ) {
946                                                if ( auto function = pointer->base.as< ast::FunctionType >() ) {
947                                                        CandidateRef newFunc{ new Candidate{ *func } };
948                                                        newFunc->expr =
949                                                                referenceToRvalueConversion( newFunc->expr, newFunc->cost );
950                                                        makeFunctionCandidates( newFunc, function, argExpansions, found );
951                                                }
952                                        } else if (
953                                                auto inst = dynamic_cast< const ast::TypeInstType * >( funcResult )
954                                        ) {
955                                                if ( const ast::EqvClass * clz = func->env.lookup( inst->name ) ) {
956                                                        if ( auto function = clz->bound.as< ast::FunctionType >() ) {
957                                                                CandidateRef newFunc{ new Candidate{ *func } };
958                                                                newFunc->expr =
959                                                                        referenceToRvalueConversion( newFunc->expr, newFunc->cost );
960                                                                makeFunctionCandidates( newFunc, function, argExpansions, found );
961                                                        }
962                                                }
963                                        }
964                                } catch ( SemanticErrorException & e ) { errors.append( e ); }
965                        }
966
967                        // Find matches on function operators `?()`
968                        if ( ! opFinder.candidates.empty() ) {
969                                // add exploded function alternatives to front of argument list
970                                std::vector< ExplodedArg > funcE;
971                                funcE.reserve( funcFinder.candidates.size() );
972                                for ( const CandidateRef & func : funcFinder ) {
973                                        funcE.emplace_back( *func, symtab );
974                                }
975                                argExpansions.emplace_front( move( funcE ) );
976
977                                for ( const CandidateRef & op : opFinder ) {
978                                        try {
979                                                // check if type is pointer-to-function
980                                                const ast::Type * opResult = op->expr->result->stripReferences();
981                                                if ( auto pointer = dynamic_cast< const ast::PointerType * >( opResult ) ) {
982                                                        if ( auto function = pointer->base.as< ast::FunctionType >() ) {
983                                                                CandidateRef newOp{ new Candidate{ *op} };
984                                                                newOp->expr =
985                                                                        referenceToRvalueConversion( newOp->expr, newOp->cost );
986                                                                makeFunctionCandidates( newOp, function, argExpansions, found );
987                                                        }
988                                                }
989                                        } catch ( SemanticErrorException & e ) { errors.append( e ); }
990                                }
991                        }
992
993                        // Implement SFINAE; resolution errors are only errors if there aren't any non-error
994                        // candidates
995                        if ( found.empty() && ! errors.isEmpty() ) { throw errors; }
996
997                        // Compute conversion costs
998                        for ( CandidateRef & withFunc : found ) {
999                                Cost cvtCost = computeApplicationConversionCost( withFunc, symtab );
1000
1001                                PRINT(
1002                                        auto appExpr = withFunc->expr.strict_as< ast::ApplicationExpr >();
1003                                        auto pointer = appExpr->func->result.strict_as< ast::PointerType >();
1004                                        auto function = pointer->base.strict_as< ast::FunctionType >();
1005
1006                                        std::cerr << "Case +++++++++++++ " << appExpr->func << std::endl;
1007                                        std::cerr << "parameters are:" << std::endl;
1008                                        ast::printAll( std::cerr, function->params, 2 );
1009                                        std::cerr << "arguments are:" << std::endl;
1010                                        ast::printAll( std::cerr, appExpr->args, 2 );
1011                                        std::cerr << "bindings are:" << std::endl;
1012                                        ast::print( std::cerr, withFunc->env, 2 );
1013                                        std::cerr << "cost is: " << withFunc->cost << std::endl;
1014                                        std::cerr << "cost of conversion is:" << cvtCost << std::endl;
1015                                )
1016
1017                                if ( cvtCost != Cost::infinity ) {
1018                                        withFunc->cvtCost = cvtCost;
1019                                        candidates.emplace_back( move( withFunc ) );
1020                                }
1021                        }
1022                        found = move( candidates );
1023
1024                        // use a new list so that candidates are not examined by addAnonConversions twice
1025                        CandidateList winners = findMinCost( found );
1026                        promoteCvtCost( winners );
1027
1028                        // function may return a struct/union value, in which case we need to add candidates
1029                        // for implicit conversions to each of the anonymous members, which must happen after
1030                        // `findMinCost`, since anon conversions are never the cheapest
1031                        for ( const CandidateRef & c : winners ) {
1032                                addAnonConversions( c );
1033                        }
1034                        spliceBegin( candidates, winners );
1035
1036                        if ( candidates.empty() && targetType && ! targetType->isVoid() ) {
1037                                // If resolution is unsuccessful with a target type, try again without, since it
1038                                // will sometimes succeed when it wouldn't with a target type binding.
1039                                // For example:
1040                                //   forall( otype T ) T & ?[]( T *, ptrdiff_t );
1041                                //   const char * x = "hello world";
1042                                //   unsigned char ch = x[0];
1043                                // Fails with simple return type binding (xxx -- check this!) as follows:
1044                                // * T is bound to unsigned char
1045                                // * (x: const char *) is unified with unsigned char *, which fails
1046                                // xxx -- fix this better
1047                                targetType = nullptr;
1048                                postvisit( untypedExpr );
1049                        }
1050                }
1051
1052                /// true if expression is an lvalue
1053                static bool isLvalue( const ast::Expr * x ) {
1054                        return x->result && ( x->get_lvalue() || x->result.as< ast::ReferenceType >() );
1055                }
1056
1057                void postvisit( const ast::AddressExpr * addressExpr ) {
1058                        CandidateFinder finder{ symtab, tenv };
1059                        finder.find( addressExpr->arg );
1060
1061                        if( finder.candidates.empty() ) return;
1062
1063                        reason.code = NoMatch;
1064
1065                        for ( CandidateRef & r : finder.candidates ) {
1066                                if ( ! isLvalue( r->expr ) ) continue;
1067                                addCandidate( *r, new ast::AddressExpr{ addressExpr->location, r->expr } );
1068                        }
1069                }
1070
1071                void postvisit( const ast::LabelAddressExpr * labelExpr ) {
1072                        addCandidate( labelExpr, tenv );
1073                }
1074
1075                void postvisit( const ast::CastExpr * castExpr ) {
1076                        ast::ptr< ast::Type > toType = castExpr->result;
1077                        assert( toType );
1078                        toType = resolveTypeof( toType, symtab );
1079                        toType = SymTab::validateType( castExpr->location, toType, symtab );
1080                        toType = adjustExprType( toType, tenv, symtab );
1081
1082                        CandidateFinder finder{ symtab, tenv, toType };
1083                        finder.find( castExpr->arg, ResolvMode::withAdjustment() );
1084
1085                        if( !finder.candidates.empty() ) reason.code = NoMatch;
1086
1087                        CandidateList matches;
1088                        for ( CandidateRef & cand : finder.candidates ) {
1089                                ast::AssertionSet need( cand->need.begin(), cand->need.end() ), have;
1090                                ast::OpenVarSet open( cand->open );
1091
1092                                cand->env.extractOpenVars( open );
1093
1094                                // It is possible that a cast can throw away some values in a multiply-valued
1095                                // expression, e.g. cast-to-void, one value to zero. Figure out the prefix of the
1096                                // subexpression results that are cast directly. The candidate is invalid if it
1097                                // has fewer results than there are types to cast to.
1098                                int discardedValues = cand->expr->result->size() - toType->size();
1099                                if ( discardedValues < 0 ) continue;
1100
1101                                // unification run for side-effects
1102                                unify( toType, cand->expr->result, cand->env, need, have, open, symtab );
1103                                Cost thisCost = 
1104                                        (castExpr->isGenerated == ast::GeneratedFlag::GeneratedCast)
1105                            ? conversionCost( cand->expr->result, toType, cand->expr->get_lvalue(), symtab, cand->env )
1106                            : castCost( cand->expr->result, toType, cand->expr->get_lvalue(), symtab, cand->env );
1107
1108                                PRINT(
1109                                        std::cerr << "working on cast with result: " << toType << std::endl;
1110                                        std::cerr << "and expr type: " << cand->expr->result << std::endl;
1111                                        std::cerr << "env: " << cand->env << std::endl;
1112                                )
1113                                if ( thisCost != Cost::infinity ) {
1114                                        PRINT(
1115                                                std::cerr << "has finite cost." << std::endl;
1116                                        )
1117                                        // count one safe conversion for each value that is thrown away
1118                                        thisCost.incSafe( discardedValues );
1119                                        CandidateRef newCand = std::make_shared<Candidate>(
1120                                                restructureCast( cand->expr, toType, castExpr->isGenerated ),
1121                                                copy( cand->env ), move( open ), move( need ), cand->cost,
1122                                                cand->cost + thisCost );
1123                                        inferParameters( newCand, matches );
1124                                }
1125                        }
1126
1127                        // select first on argument cost, then conversion cost
1128                        CandidateList minArgCost = findMinCost( matches );
1129                        promoteCvtCost( minArgCost );
1130                        candidates = findMinCost( minArgCost );
1131                }
1132
1133                void postvisit( const ast::VirtualCastExpr * castExpr ) {
1134                        assertf( castExpr->result, "Implicit virtual cast targets not yet supported." );
1135                        CandidateFinder finder{ symtab, tenv };
1136                        // don't prune here, all alternatives guaranteed to have same type
1137                        finder.find( castExpr->arg, ResolvMode::withoutPrune() );
1138                        for ( CandidateRef & r : finder.candidates ) {
1139                                addCandidate(
1140                                        *r,
1141                                        new ast::VirtualCastExpr{ castExpr->location, r->expr, castExpr->result } );
1142                        }
1143                }
1144
1145                void postvisit( const ast::KeywordCastExpr * castExpr ) {
1146                        const auto & loc = castExpr->location;
1147                        assertf( castExpr->result, "Cast target should have been set in Validate." );
1148                        auto ref = castExpr->result.strict_as<ast::ReferenceType>();
1149                        auto inst = ref->base.strict_as<ast::StructInstType>();
1150                        auto target = inst->base.get();
1151
1152                        CandidateFinder finder{ symtab, tenv };
1153
1154                        auto pick_alternatives = [target, this](CandidateList & found, bool expect_ref) {
1155                                for(auto & cand : found) {
1156                                        const ast::Type * expr = cand->expr->result.get();
1157                                        if(expect_ref) {
1158                                                auto res = dynamic_cast<const ast::ReferenceType*>(expr);
1159                                                if(!res) { continue; }
1160                                                expr = res->base.get();
1161                                        }
1162
1163                                        if(auto insttype = dynamic_cast<const ast::TypeInstType*>(expr)) {
1164                                                auto td = cand->env.lookup(insttype->name);
1165                                                if(!td) { continue; }
1166                                                expr = td->bound.get();
1167                                        }
1168
1169                                        if(auto base = dynamic_cast<const ast::StructInstType*>(expr)) {
1170                                                if(base->base == target) {
1171                                                        candidates.push_back( std::move(cand) );
1172                                                        reason.code = NoReason;
1173                                                }
1174                                        }
1175                                }
1176                        };
1177
1178                        try {
1179                                // Attempt 1 : turn (thread&)X into ($thread&)X.__thrd
1180                                // Clone is purely for memory management
1181                                std::unique_ptr<const ast::Expr> tech1 { new ast::UntypedMemberExpr(loc, new ast::NameExpr(loc, castExpr->concrete_target.field), castExpr->arg) };
1182
1183                                // don't prune here, since it's guaranteed all alternatives will have the same type
1184                                finder.find( tech1.get(), ResolvMode::withoutPrune() );
1185                                pick_alternatives(finder.candidates, false);
1186
1187                                return;
1188                        } catch(SemanticErrorException & ) {}
1189
1190                        // Fallback : turn (thread&)X into ($thread&)get_thread(X)
1191                        std::unique_ptr<const ast::Expr> fallback { ast::UntypedExpr::createDeref(loc,  new ast::UntypedExpr(loc, new ast::NameExpr(loc, castExpr->concrete_target.getter), { castExpr->arg })) };
1192                        // don't prune here, since it's guaranteed all alternatives will have the same type
1193                        finder.find( fallback.get(), ResolvMode::withoutPrune() );
1194
1195                        pick_alternatives(finder.candidates, true);
1196
1197                        // Whatever happens here, we have no more fallbacks
1198                }
1199
1200                void postvisit( const ast::UntypedMemberExpr * memberExpr ) {
1201                        CandidateFinder aggFinder{ symtab, tenv };
1202                        aggFinder.find( memberExpr->aggregate, ResolvMode::withAdjustment() );
1203                        for ( CandidateRef & agg : aggFinder.candidates ) {
1204                                // it's okay for the aggregate expression to have reference type -- cast it to the
1205                                // base type to treat the aggregate as the referenced value
1206                                Cost addedCost = Cost::zero;
1207                                agg->expr = referenceToRvalueConversion( agg->expr, addedCost );
1208
1209                                // find member of the given type
1210                                if ( auto structInst = agg->expr->result.as< ast::StructInstType >() ) {
1211                                        addAggMembers(
1212                                                structInst, agg->expr, *agg, addedCost, getMemberName( memberExpr ) );
1213                                } else if ( auto unionInst = agg->expr->result.as< ast::UnionInstType >() ) {
1214                                        addAggMembers(
1215                                                unionInst, agg->expr, *agg, addedCost, getMemberName( memberExpr ) );
1216                                } else if ( auto tupleType = agg->expr->result.as< ast::TupleType >() ) {
1217                                        addTupleMembers( tupleType, agg->expr, *agg, addedCost, memberExpr->member );
1218                                }
1219                        }
1220                }
1221
1222                void postvisit( const ast::MemberExpr * memberExpr ) {
1223                        addCandidate( memberExpr, tenv );
1224                }
1225
1226                void postvisit( const ast::NameExpr * nameExpr ) {
1227                        std::vector< ast::SymbolTable::IdData > declList;
1228                        if (!selfFinder.otypeKeys.empty()) {
1229                                auto kind = ast::SymbolTable::getSpecialFunctionKind(nameExpr->name);
1230                                assertf(kind != ast::SymbolTable::SpecialFunctionKind::NUMBER_OF_KINDS, "special lookup with non-special target: %s", nameExpr->name.c_str());
1231
1232                                for (auto & otypeKey: selfFinder.otypeKeys) {
1233                                        auto result = symtab.specialLookupId(kind, otypeKey);
1234                                        declList.insert(declList.end(), std::make_move_iterator(result.begin()), std::make_move_iterator(result.end()));
1235                                }
1236                        }
1237                        else {
1238                                declList = symtab.lookupId( nameExpr->name );
1239                        }
1240                        PRINT( std::cerr << "nameExpr is " << nameExpr->name << std::endl; )
1241
1242                        if( declList.empty() ) return;
1243
1244                        reason.code = NoMatch;
1245
1246                        for ( auto & data : declList ) {
1247                                Cost cost = Cost::zero;
1248                                ast::Expr * newExpr = data.combine( nameExpr->location, cost );
1249
1250                                CandidateRef newCand = std::make_shared<Candidate>(
1251                                        newExpr, copy( tenv ), ast::OpenVarSet{}, ast::AssertionSet{}, Cost::zero,
1252                                        cost );
1253                                PRINT(
1254                                        std::cerr << "decl is ";
1255                                        ast::print( std::cerr, data.id );
1256                                        std::cerr << std::endl;
1257                                        std::cerr << "newExpr is ";
1258                                        ast::print( std::cerr, newExpr );
1259                                        std::cerr << std::endl;
1260                                )
1261                                newCand->expr = ast::mutate_field(
1262                                        newCand->expr.get(), &ast::Expr::result,
1263                                        renameTyVars( newCand->expr->result ) );
1264                                // add anonymous member interpretations whenever an aggregate value type is seen
1265                                // as a name expression
1266                                addAnonConversions( newCand );
1267                                candidates.emplace_back( move( newCand ) );
1268                        }
1269                }
1270
1271                void postvisit( const ast::VariableExpr * variableExpr ) {
1272                        // not sufficient to just pass `variableExpr` here, type might have changed since
1273                        // creation
1274                        addCandidate(
1275                                new ast::VariableExpr{ variableExpr->location, variableExpr->var }, tenv );
1276                }
1277
1278                void postvisit( const ast::ConstantExpr * constantExpr ) {
1279                        addCandidate( constantExpr, tenv );
1280                }
1281
1282                void postvisit( const ast::SizeofExpr * sizeofExpr ) {
1283                        if ( sizeofExpr->type ) {
1284                                addCandidate(
1285                                        new ast::SizeofExpr{
1286                                                sizeofExpr->location, resolveTypeof( sizeofExpr->type, symtab ) },
1287                                        tenv );
1288                        } else {
1289                                // find all candidates for the argument to sizeof
1290                                CandidateFinder finder{ symtab, tenv };
1291                                finder.find( sizeofExpr->expr );
1292                                // find the lowest-cost candidate, otherwise ambiguous
1293                                CandidateList winners = findMinCost( finder.candidates );
1294                                if ( winners.size() != 1 ) {
1295                                        SemanticError(
1296                                                sizeofExpr->expr.get(), "Ambiguous expression in sizeof operand: " );
1297                                }
1298                                // return the lowest-cost candidate
1299                                CandidateRef & choice = winners.front();
1300                                choice->expr = referenceToRvalueConversion( choice->expr, choice->cost );
1301                                choice->cost = Cost::zero;
1302                                addCandidate( *choice, new ast::SizeofExpr{ sizeofExpr->location, choice->expr } );
1303                        }
1304                }
1305
1306                void postvisit( const ast::AlignofExpr * alignofExpr ) {
1307                        if ( alignofExpr->type ) {
1308                                addCandidate(
1309                                        new ast::AlignofExpr{
1310                                                alignofExpr->location, resolveTypeof( alignofExpr->type, symtab ) },
1311                                        tenv );
1312                        } else {
1313                                // find all candidates for the argument to alignof
1314                                CandidateFinder finder{ symtab, tenv };
1315                                finder.find( alignofExpr->expr );
1316                                // find the lowest-cost candidate, otherwise ambiguous
1317                                CandidateList winners = findMinCost( finder.candidates );
1318                                if ( winners.size() != 1 ) {
1319                                        SemanticError(
1320                                                alignofExpr->expr.get(), "Ambiguous expression in alignof operand: " );
1321                                }
1322                                // return the lowest-cost candidate
1323                                CandidateRef & choice = winners.front();
1324                                choice->expr = referenceToRvalueConversion( choice->expr, choice->cost );
1325                                choice->cost = Cost::zero;
1326                                addCandidate(
1327                                        *choice, new ast::AlignofExpr{ alignofExpr->location, choice->expr } );
1328                        }
1329                }
1330
1331                void postvisit( const ast::UntypedOffsetofExpr * offsetofExpr ) {
1332                        const ast::BaseInstType * aggInst;
1333                        if (( aggInst = offsetofExpr->type.as< ast::StructInstType >() )) ;
1334                        else if (( aggInst = offsetofExpr->type.as< ast::UnionInstType >() )) ;
1335                        else return;
1336
1337                        for ( const ast::Decl * member : aggInst->lookup( offsetofExpr->member ) ) {
1338                                auto dwt = strict_dynamic_cast< const ast::DeclWithType * >( member );
1339                                addCandidate(
1340                                        new ast::OffsetofExpr{ offsetofExpr->location, aggInst, dwt }, tenv );
1341                        }
1342                }
1343
1344                void postvisit( const ast::OffsetofExpr * offsetofExpr ) {
1345                        addCandidate( offsetofExpr, tenv );
1346                }
1347
1348                void postvisit( const ast::OffsetPackExpr * offsetPackExpr ) {
1349                        addCandidate( offsetPackExpr, tenv );
1350                }
1351
1352                void postvisit( const ast::LogicalExpr * logicalExpr ) {
1353                        CandidateFinder finder1{ symtab, tenv };
1354                        finder1.find( logicalExpr->arg1, ResolvMode::withAdjustment() );
1355                        if ( finder1.candidates.empty() ) return;
1356
1357                        CandidateFinder finder2{ symtab, tenv };
1358                        finder2.find( logicalExpr->arg2, ResolvMode::withAdjustment() );
1359                        if ( finder2.candidates.empty() ) return;
1360
1361                        reason.code = NoMatch;
1362
1363                        for ( const CandidateRef & r1 : finder1.candidates ) {
1364                                for ( const CandidateRef & r2 : finder2.candidates ) {
1365                                        ast::TypeEnvironment env{ r1->env };
1366                                        env.simpleCombine( r2->env );
1367                                        ast::OpenVarSet open{ r1->open };
1368                                        mergeOpenVars( open, r2->open );
1369                                        ast::AssertionSet need;
1370                                        mergeAssertionSet( need, r1->need );
1371                                        mergeAssertionSet( need, r2->need );
1372
1373                                        addCandidate(
1374                                                new ast::LogicalExpr{
1375                                                        logicalExpr->location, r1->expr, r2->expr, logicalExpr->isAnd },
1376                                                move( env ), move( open ), move( need ), r1->cost + r2->cost );
1377                                }
1378                        }
1379                }
1380
1381                void postvisit( const ast::ConditionalExpr * conditionalExpr ) {
1382                        // candidates for condition
1383                        CandidateFinder finder1{ symtab, tenv };
1384                        finder1.find( conditionalExpr->arg1, ResolvMode::withAdjustment() );
1385                        if ( finder1.candidates.empty() ) return;
1386
1387                        // candidates for true result
1388                        CandidateFinder finder2{ symtab, tenv };
1389                        finder2.find( conditionalExpr->arg2, ResolvMode::withAdjustment() );
1390                        if ( finder2.candidates.empty() ) return;
1391
1392                        // candidates for false result
1393                        CandidateFinder finder3{ symtab, tenv };
1394                        finder3.find( conditionalExpr->arg3, ResolvMode::withAdjustment() );
1395                        if ( finder3.candidates.empty() ) return;
1396
1397                        reason.code = NoMatch;
1398
1399                        for ( const CandidateRef & r1 : finder1.candidates ) {
1400                                for ( const CandidateRef & r2 : finder2.candidates ) {
1401                                        for ( const CandidateRef & r3 : finder3.candidates ) {
1402                                                ast::TypeEnvironment env{ r1->env };
1403                                                env.simpleCombine( r2->env );
1404                                                env.simpleCombine( r3->env );
1405                                                ast::OpenVarSet open{ r1->open };
1406                                                mergeOpenVars( open, r2->open );
1407                                                mergeOpenVars( open, r3->open );
1408                                                ast::AssertionSet need;
1409                                                mergeAssertionSet( need, r1->need );
1410                                                mergeAssertionSet( need, r2->need );
1411                                                mergeAssertionSet( need, r3->need );
1412                                                ast::AssertionSet have;
1413
1414                                                // unify true and false results, then infer parameters to produce new
1415                                                // candidates
1416                                                ast::ptr< ast::Type > common;
1417                                                if (
1418                                                        unify(
1419                                                                r2->expr->result, r3->expr->result, env, need, have, open, symtab,
1420                                                                common )
1421                                                ) {
1422                                                        // generate typed expression
1423                                                        ast::ConditionalExpr * newExpr = new ast::ConditionalExpr{
1424                                                                conditionalExpr->location, r1->expr, r2->expr, r3->expr };
1425                                                        newExpr->result = common ? common : r2->expr->result;
1426                                                        // convert both options to result type
1427                                                        Cost cost = r1->cost + r2->cost + r3->cost;
1428                                                        newExpr->arg2 = computeExpressionConversionCost(
1429                                                                newExpr->arg2, newExpr->result, symtab, env, cost );
1430                                                        newExpr->arg3 = computeExpressionConversionCost(
1431                                                                newExpr->arg3, newExpr->result, symtab, env, cost );
1432                                                        // output candidate
1433                                                        CandidateRef newCand = std::make_shared<Candidate>(
1434                                                                newExpr, move( env ), move( open ), move( need ), cost );
1435                                                        inferParameters( newCand, candidates );
1436                                                }
1437                                        }
1438                                }
1439                        }
1440                }
1441
1442                void postvisit( const ast::CommaExpr * commaExpr ) {
1443                        ast::TypeEnvironment env{ tenv };
1444                        ast::ptr< ast::Expr > arg1 = resolveInVoidContext( commaExpr->arg1, symtab, env );
1445
1446                        CandidateFinder finder2{ symtab, env };
1447                        finder2.find( commaExpr->arg2, ResolvMode::withAdjustment() );
1448
1449                        for ( const CandidateRef & r2 : finder2.candidates ) {
1450                                addCandidate( *r2, new ast::CommaExpr{ commaExpr->location, arg1, r2->expr } );
1451                        }
1452                }
1453
1454                void postvisit( const ast::ImplicitCopyCtorExpr * ctorExpr ) {
1455                        addCandidate( ctorExpr, tenv );
1456                }
1457
1458                void postvisit( const ast::ConstructorExpr * ctorExpr ) {
1459                        CandidateFinder finder{ symtab, tenv };
1460                        finder.find( ctorExpr->callExpr, ResolvMode::withoutPrune() );
1461                        for ( CandidateRef & r : finder.candidates ) {
1462                                addCandidate( *r, new ast::ConstructorExpr{ ctorExpr->location, r->expr } );
1463                        }
1464                }
1465
1466                void postvisit( const ast::RangeExpr * rangeExpr ) {
1467                        // resolve low and high, accept candidates where low and high types unify
1468                        CandidateFinder finder1{ symtab, tenv };
1469                        finder1.find( rangeExpr->low, ResolvMode::withAdjustment() );
1470                        if ( finder1.candidates.empty() ) return;
1471
1472                        CandidateFinder finder2{ symtab, tenv };
1473                        finder2.find( rangeExpr->high, ResolvMode::withAdjustment() );
1474                        if ( finder2.candidates.empty() ) return;
1475
1476                        reason.code = NoMatch;
1477
1478                        for ( const CandidateRef & r1 : finder1.candidates ) {
1479                                for ( const CandidateRef & r2 : finder2.candidates ) {
1480                                        ast::TypeEnvironment env{ r1->env };
1481                                        env.simpleCombine( r2->env );
1482                                        ast::OpenVarSet open{ r1->open };
1483                                        mergeOpenVars( open, r2->open );
1484                                        ast::AssertionSet need;
1485                                        mergeAssertionSet( need, r1->need );
1486                                        mergeAssertionSet( need, r2->need );
1487                                        ast::AssertionSet have;
1488
1489                                        ast::ptr< ast::Type > common;
1490                                        if (
1491                                                unify(
1492                                                        r1->expr->result, r2->expr->result, env, need, have, open, symtab,
1493                                                        common )
1494                                        ) {
1495                                                // generate new expression
1496                                                ast::RangeExpr * newExpr =
1497                                                        new ast::RangeExpr{ rangeExpr->location, r1->expr, r2->expr };
1498                                                newExpr->result = common ? common : r1->expr->result;
1499                                                // add candidate
1500                                                CandidateRef newCand = std::make_shared<Candidate>(
1501                                                        newExpr, move( env ), move( open ), move( need ),
1502                                                        r1->cost + r2->cost );
1503                                                inferParameters( newCand, candidates );
1504                                        }
1505                                }
1506                        }
1507                }
1508
1509                void postvisit( const ast::UntypedTupleExpr * tupleExpr ) {
1510                        std::vector< CandidateFinder > subCandidates =
1511                                selfFinder.findSubExprs( tupleExpr->exprs );
1512                        std::vector< CandidateList > possibilities;
1513                        combos( subCandidates.begin(), subCandidates.end(), back_inserter( possibilities ) );
1514
1515                        for ( const CandidateList & subs : possibilities ) {
1516                                std::vector< ast::ptr< ast::Expr > > exprs;
1517                                exprs.reserve( subs.size() );
1518                                for ( const CandidateRef & sub : subs ) { exprs.emplace_back( sub->expr ); }
1519
1520                                ast::TypeEnvironment env;
1521                                ast::OpenVarSet open;
1522                                ast::AssertionSet need;
1523                                for ( const CandidateRef & sub : subs ) {
1524                                        env.simpleCombine( sub->env );
1525                                        mergeOpenVars( open, sub->open );
1526                                        mergeAssertionSet( need, sub->need );
1527                                }
1528
1529                                addCandidate(
1530                                        new ast::TupleExpr{ tupleExpr->location, move( exprs ) },
1531                                        move( env ), move( open ), move( need ), sumCost( subs ) );
1532                        }
1533                }
1534
1535                void postvisit( const ast::TupleExpr * tupleExpr ) {
1536                        addCandidate( tupleExpr, tenv );
1537                }
1538
1539                void postvisit( const ast::TupleIndexExpr * tupleExpr ) {
1540                        addCandidate( tupleExpr, tenv );
1541                }
1542
1543                void postvisit( const ast::TupleAssignExpr * tupleExpr ) {
1544                        addCandidate( tupleExpr, tenv );
1545                }
1546
1547                void postvisit( const ast::UniqueExpr * unqExpr ) {
1548                        CandidateFinder finder{ symtab, tenv };
1549                        finder.find( unqExpr->expr, ResolvMode::withAdjustment() );
1550                        for ( CandidateRef & r : finder.candidates ) {
1551                                // ensure that the the id is passed on so that the expressions are "linked"
1552                                addCandidate( *r, new ast::UniqueExpr{ unqExpr->location, r->expr, unqExpr->id } );
1553                        }
1554                }
1555
1556                void postvisit( const ast::StmtExpr * stmtExpr ) {
1557                        addCandidate( resolveStmtExpr( stmtExpr, symtab ), tenv );
1558                }
1559
1560                void postvisit( const ast::UntypedInitExpr * initExpr ) {
1561                        // handle each option like a cast
1562                        CandidateList matches;
1563                        PRINT(
1564                                std::cerr << "untyped init expr: " << initExpr << std::endl;
1565                        )
1566                        // O(n^2) checks of d-types with e-types
1567                        for ( const ast::InitAlternative & initAlt : initExpr->initAlts ) {
1568                                // calculate target type
1569                                const ast::Type * toType = resolveTypeof( initAlt.type, symtab );
1570                                toType = SymTab::validateType( initExpr->location, toType, symtab );
1571                                toType = adjustExprType( toType, tenv, symtab );
1572                                // The call to find must occur inside this loop, otherwise polymorphic return
1573                                // types are not bound to the initialization type, since return type variables are
1574                                // only open for the duration of resolving the UntypedExpr.
1575                                CandidateFinder finder{ symtab, tenv, toType };
1576                                finder.find( initExpr->expr, ResolvMode::withAdjustment() );
1577                                for ( CandidateRef & cand : finder.candidates ) {
1578                                        if(reason.code == NotFound) reason.code = NoMatch;
1579
1580                                        ast::TypeEnvironment env{ cand->env };
1581                                        ast::AssertionSet need( cand->need.begin(), cand->need.end() ), have;
1582                                        ast::OpenVarSet open{ cand->open };
1583
1584                                        PRINT(
1585                                                std::cerr << "  @ " << toType << " " << initAlt.designation << std::endl;
1586                                        )
1587
1588                                        // It is possible that a cast can throw away some values in a multiply-valued
1589                                        // expression, e.g. cast-to-void, one value to zero. Figure out the prefix of
1590                                        // the subexpression results that are cast directly. The candidate is invalid
1591                                        // if it has fewer results than there are types to cast to.
1592                                        int discardedValues = cand->expr->result->size() - toType->size();
1593                                        if ( discardedValues < 0 ) continue;
1594
1595                                        // unification run for side-effects
1596                                        bool canUnify = unify( toType, cand->expr->result, env, need, have, open, symtab );
1597                                        (void) canUnify;
1598                                        Cost thisCost = computeConversionCost( cand->expr->result, toType, cand->expr->get_lvalue(),
1599                                                symtab, env );
1600                                        PRINT(
1601                                                Cost legacyCost = castCost( cand->expr->result, toType, cand->expr->get_lvalue(),
1602                                                        symtab, env );
1603                                                std::cerr << "Considering initialization:";
1604                                                std::cerr << std::endl << "  FROM: " << cand->expr->result << std::endl;
1605                                                std::cerr << std::endl << "  TO: "   << toType             << std::endl;
1606                                                std::cerr << std::endl << "  Unification " << (canUnify ? "succeeded" : "failed");
1607                                                std::cerr << std::endl << "  Legacy cost " << legacyCost;
1608                                                std::cerr << std::endl << "  New cost " << thisCost;
1609                                                std::cerr << std::endl;
1610                                        )
1611                                        if ( thisCost != Cost::infinity ) {
1612                                                // count one safe conversion for each value that is thrown away
1613                                                thisCost.incSafe( discardedValues );
1614                                                CandidateRef newCand = std::make_shared<Candidate>(
1615                                                        new ast::InitExpr{
1616                                                                initExpr->location, restructureCast( cand->expr, toType ),
1617                                                                initAlt.designation },
1618                                                        move(env), move( open ), move( need ), cand->cost, thisCost );
1619                                                inferParameters( newCand, matches );
1620                                        }
1621                                }
1622
1623                        }
1624
1625                        // select first on argument cost, then conversion cost
1626                        CandidateList minArgCost = findMinCost( matches );
1627                        promoteCvtCost( minArgCost );
1628                        candidates = findMinCost( minArgCost );
1629                }
1630
1631                void postvisit( const ast::InitExpr * ) {
1632                        assertf( false, "CandidateFinder should never see a resolved InitExpr." );
1633                }
1634
1635                void postvisit( const ast::DeletedExpr * ) {
1636                        assertf( false, "CandidateFinder should never see a DeletedExpr." );
1637                }
1638
1639                void postvisit( const ast::GenericExpr * ) {
1640                        assertf( false, "_Generic is not yet supported." );
1641                }
1642        };
1643
1644        // size_t Finder::traceId = Stats::Heap::new_stacktrace_id("Finder");
1645        /// Prunes a list of candidates down to those that have the minimum conversion cost for a given
1646        /// return type. Skips ambiguous candidates.
1647
1648} // anonymous namespace
1649
1650bool CandidateFinder::pruneCandidates( CandidateList & candidates, CandidateList & out, std::vector<std::string> & errors ) {
1651        struct PruneStruct {
1652                CandidateRef candidate;
1653                bool ambiguous;
1654
1655                PruneStruct() = default;
1656                PruneStruct( const CandidateRef & c ) : candidate( c ), ambiguous( false ) {}
1657        };
1658
1659        // find lowest-cost candidate for each type
1660        std::unordered_map< std::string, PruneStruct > selected;
1661        // attempt to skip satisfyAssertions on more expensive alternatives if better options have been found
1662        std::sort(candidates.begin(), candidates.end(), [](const CandidateRef & x, const CandidateRef & y){return x->cost < y->cost;});
1663        for ( CandidateRef & candidate : candidates ) {
1664                std::string mangleName;
1665                {
1666                        ast::ptr< ast::Type > newType = candidate->expr->result;
1667                        assertf(candidate->expr->result, "Result of expression %p for candidate is null", candidate->expr.get());
1668                        candidate->env.apply( newType );
1669                        mangleName = Mangle::mangle( newType );
1670                }
1671
1672                auto found = selected.find( mangleName );
1673                if (found != selected.end() && found->second.candidate->cost < candidate->cost) {
1674                        PRINT(
1675                                std::cerr << "cost " << candidate->cost << " loses to "
1676                                        << found->second.candidate->cost << std::endl;
1677                        )
1678                        continue;
1679                }
1680
1681                // xxx - when do satisfyAssertions produce more than 1 result?
1682                // this should only happen when initial result type contains
1683                // unbound type parameters, then it should never be pruned by
1684                // the previous step, since renameTyVars guarantees the mangled name
1685                // is unique.
1686                CandidateList satisfied;
1687                bool needRecomputeKey = false;
1688                if (candidate->need.empty()) {
1689                        satisfied.emplace_back(candidate);
1690                }
1691                else {
1692                        satisfyAssertions(candidate, localSyms, satisfied, errors);
1693                        needRecomputeKey = true;
1694                }
1695
1696                for (auto & newCand : satisfied) {
1697                        // recomputes type key, if satisfyAssertions changed it
1698                        if (needRecomputeKey)
1699                        {
1700                                ast::ptr< ast::Type > newType = newCand->expr->result;
1701                                assertf(newCand->expr->result, "Result of expression %p for candidate is null", newCand->expr.get());
1702                                newCand->env.apply( newType );
1703                                mangleName = Mangle::mangle( newType );
1704                        }
1705                        auto found = selected.find( mangleName );
1706                        if ( found != selected.end() ) {
1707                                if ( newCand->cost < found->second.candidate->cost ) {
1708                                        PRINT(
1709                                                std::cerr << "cost " << newCand->cost << " beats "
1710                                                        << found->second.candidate->cost << std::endl;
1711                                        )
1712
1713                                        found->second = PruneStruct{ newCand };
1714                                } else if ( newCand->cost == found->second.candidate->cost ) {
1715                                        // if one of the candidates contains a deleted identifier, can pick the other,
1716                                        // since deleted expressions should not be ambiguous if there is another option
1717                                        // that is at least as good
1718                                        if ( findDeletedExpr( newCand->expr ) ) {
1719                                                // do nothing
1720                                                PRINT( std::cerr << "candidate is deleted" << std::endl; )
1721                                        } else if ( findDeletedExpr( found->second.candidate->expr ) ) {
1722                                                PRINT( std::cerr << "current is deleted" << std::endl; )
1723                                                found->second = PruneStruct{ newCand };
1724                                        } else {
1725                                                PRINT( std::cerr << "marking ambiguous" << std::endl; )
1726                                                found->second.ambiguous = true;
1727                                        }
1728                                } else { 
1729                                        // xxx - can satisfyAssertions increase the cost?
1730                                        PRINT(
1731                                                std::cerr << "cost " << newCand->cost << " loses to "
1732                                                        << found->second.candidate->cost << std::endl;
1733                                        )       
1734                                }
1735                        } else {
1736                                selected.emplace_hint( found, mangleName, newCand );
1737                        }
1738                }
1739        }
1740
1741        // report unambiguous min-cost candidates
1742        // CandidateList out;
1743        for ( auto & target : selected ) {
1744                if ( target.second.ambiguous ) continue;
1745
1746                CandidateRef cand = target.second.candidate;
1747
1748                ast::ptr< ast::Type > newResult = cand->expr->result;
1749                cand->env.applyFree( newResult );
1750                cand->expr = ast::mutate_field(
1751                        cand->expr.get(), &ast::Expr::result, move( newResult ) );
1752
1753                out.emplace_back( cand );
1754        }
1755        // if everything is lost in satisfyAssertions, report the error
1756        return !selected.empty();
1757}
1758
1759void CandidateFinder::find( const ast::Expr * expr, ResolvMode mode ) {
1760        // Find alternatives for expression
1761        ast::Pass<Finder> finder{ *this };
1762        expr->accept( finder );
1763
1764        if ( mode.failFast && candidates.empty() ) {
1765                switch(finder.core.reason.code) {
1766                case Finder::NotFound:
1767                        { SemanticError( expr, "No alternatives for expression " ); break; }
1768                case Finder::NoMatch:
1769                        { SemanticError( expr, "Invalid application of existing declaration(s) in expression " ); break; }
1770                case Finder::ArgsToFew:
1771                case Finder::ArgsToMany:
1772                case Finder::RetsToFew:
1773                case Finder::RetsToMany:
1774                case Finder::NoReason:
1775                default:
1776                        { SemanticError( expr->location, "No reasonable alternatives for expression : reasons unkown" ); }
1777                }
1778        }
1779
1780        /*
1781        if ( mode.satisfyAssns || mode.prune ) {
1782                // trim candidates to just those where the assertions are satisfiable
1783                // - necessary pre-requisite to pruning
1784                CandidateList satisfied;
1785                std::vector< std::string > errors;
1786                for ( CandidateRef & candidate : candidates ) {
1787                        satisfyAssertions( candidate, localSyms, satisfied, errors );
1788                }
1789
1790                // fail early if none such
1791                if ( mode.failFast && satisfied.empty() ) {
1792                        std::ostringstream stream;
1793                        stream << "No alternatives with satisfiable assertions for " << expr << "\n";
1794                        for ( const auto& err : errors ) {
1795                                stream << err;
1796                        }
1797                        SemanticError( expr->location, stream.str() );
1798                }
1799
1800                // reset candidates
1801                candidates = move( satisfied );
1802        }
1803        */
1804
1805        if ( mode.prune ) {
1806                // trim candidates to single best one
1807                PRINT(
1808                        std::cerr << "alternatives before prune:" << std::endl;
1809                        print( std::cerr, candidates );
1810                )
1811
1812                CandidateList pruned;
1813                std::vector<std::string> errors;
1814                bool found = pruneCandidates( candidates, pruned, errors );
1815
1816                if ( mode.failFast && pruned.empty() ) {
1817                        std::ostringstream stream;
1818                        if (found) {           
1819                                CandidateList winners = findMinCost( candidates );
1820                                stream << "Cannot choose between " << winners.size() << " alternatives for "
1821                                        "expression\n";
1822                                ast::print( stream, expr );
1823                                stream << " Alternatives are:\n";
1824                                print( stream, winners, 1 );
1825                                SemanticError( expr->location, stream.str() );
1826                        }
1827                        else {
1828                                stream << "No alternatives with satisfiable assertions for " << expr << "\n";
1829                                for ( const auto& err : errors ) {
1830                                        stream << err;
1831                                }
1832                                SemanticError( expr->location, stream.str() );
1833                        }
1834                }
1835
1836                auto oldsize = candidates.size();
1837                candidates = move( pruned );
1838
1839                PRINT(
1840                        std::cerr << "there are " << oldsize << " alternatives before elimination" << std::endl;
1841                )
1842                PRINT(
1843                        std::cerr << "there are " << candidates.size() << " alternatives after elimination"
1844                                << std::endl;
1845                )
1846        }
1847
1848        // adjust types after pruning so that types substituted by pruneAlternatives are correctly
1849        // adjusted
1850        if ( mode.adjust ) {
1851                for ( CandidateRef & r : candidates ) {
1852                        r->expr = ast::mutate_field(
1853                                r->expr.get(), &ast::Expr::result,
1854                                adjustExprType( r->expr->result, r->env, localSyms ) );
1855                }
1856        }
1857
1858        // Central location to handle gcc extension keyword, etc. for all expressions
1859        for ( CandidateRef & r : candidates ) {
1860                if ( r->expr->extension != expr->extension ) {
1861                        r->expr.get_and_mutate()->extension = expr->extension;
1862                }
1863        }
1864}
1865
1866std::vector< CandidateFinder > CandidateFinder::findSubExprs(
1867        const std::vector< ast::ptr< ast::Expr > > & xs
1868) {
1869        std::vector< CandidateFinder > out;
1870
1871        for ( const auto & x : xs ) {
1872                out.emplace_back( localSyms, env );
1873                out.back().find( x, ResolvMode::withAdjustment() );
1874
1875                PRINT(
1876                        std::cerr << "findSubExprs" << std::endl;
1877                        print( std::cerr, out.back().candidates );
1878                )
1879        }
1880
1881        return out;
1882}
1883
1884} // namespace ResolvExpr
1885
1886// Local Variables: //
1887// tab-width: 4 //
1888// mode: c++ //
1889// compile-command: "make install" //
1890// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.