source: src/ResolvExpr/CandidateFinder.cpp @ 41639089

ADTast-experimental
Last change on this file since 41639089 was eb8d791, checked in by Andrew Beach <ajbeach@…>, 19 months ago

CandidateFinder? fills in the CodeLocation? on a generated expression. With that and recent changes, the fills seem to be redundent now, so I removed them.

  • Property mode set to 100644
File size: 71.3 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 : Wed Mar 16 11:58:00 2022
13// Update Count     : 3
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 "AdjustExprType.hpp"
26#include "Candidate.hpp"
27#include "CastCost.hpp"           // for castCost
28#include "CompilationState.h"
29#include "ConversionCost.h"       // for conversionCast
30#include "Cost.h"
31#include "ExplodedArg.hpp"
32#include "PolyCost.hpp"
33#include "RenameVars.h"           // for renameTyVars
34#include "Resolver.h"
35#include "ResolveTypeof.h"
36#include "SatisfyAssertions.hpp"
37#include "SpecCost.hpp"
38#include "typeops.h"              // for combos
39#include "Unify.h"
40#include "AST/Expr.hpp"
41#include "AST/Node.hpp"
42#include "AST/Pass.hpp"
43#include "AST/Print.hpp"
44#include "AST/SymbolTable.hpp"
45#include "AST/Type.hpp"
46#include "Common/utility.h"       // for move, copy
47#include "SymTab/Mangler.h"
48#include "Tuples/Tuples.h"        // for handleTupleAssignment
49#include "InitTweak/InitTweak.h"  // for getPointerBase
50
51#include "Common/Stats/Counter.h"
52
53#define PRINT( text ) if ( resolvep ) { text }
54
55namespace ResolvExpr {
56
57/// Unique identifier for matching expression resolutions to their requesting expression
58UniqueId globalResnSlot = 0;
59
60namespace {
61        /// First index is which argument, second is which alternative, third is which exploded element
62        using ExplodedArgs_new = std::deque< std::vector< ExplodedArg > >;
63
64        /// Returns a list of alternatives with the minimum cost in the given list
65        CandidateList findMinCost( const CandidateList & candidates ) {
66                CandidateList out;
67                Cost minCost = Cost::infinity;
68                for ( const CandidateRef & r : candidates ) {
69                        if ( r->cost < minCost ) {
70                                minCost = r->cost;
71                                out.clear();
72                                out.emplace_back( r );
73                        } else if ( r->cost == minCost ) {
74                                out.emplace_back( r );
75                        }
76                }
77                return out;
78        }
79
80        /// Computes conversion cost for a given expression to a given type
81        const ast::Expr * computeExpressionConversionCost(
82                const ast::Expr * arg, const ast::Type * paramType, const ast::SymbolTable & symtab, const ast::TypeEnvironment & env, Cost & outCost
83        ) {
84                Cost convCost = computeConversionCost(
85                                arg->result, paramType, arg->get_lvalue(), symtab, env );
86                outCost += convCost;
87
88                // If there is a non-zero conversion cost, ignoring poly cost, then the expression requires
89                // conversion. Ignore poly cost for now, since this requires resolution of the cast to
90                // infer parameters and this does not currently work for the reason stated below
91                Cost tmpCost = convCost;
92                tmpCost.incPoly( -tmpCost.get_polyCost() );
93                if ( tmpCost != Cost::zero ) {
94                        ast::ptr< ast::Type > newType = paramType;
95                        env.apply( newType );
96                        return new ast::CastExpr{ arg, newType };
97
98                        // xxx - *should* be able to resolve this cast, but at the moment pointers are not
99                        // castable to zero_t, but are implicitly convertible. This is clearly inconsistent,
100                        // once this is fixed it should be possible to resolve the cast.
101                        // xxx - this isn't working, it appears because type1 (parameter) is seen as widenable,
102                        // but it shouldn't be because this makes the conversion from DT* to DT* since
103                        // commontype(zero_t, DT*) is DT*, rather than nothing
104
105                        // CandidateFinder finder{ symtab, env };
106                        // finder.find( arg, ResolvMode::withAdjustment() );
107                        // assertf( finder.candidates.size() > 0,
108                        //      "Somehow castable expression failed to find alternatives." );
109                        // assertf( finder.candidates.size() == 1,
110                        //      "Somehow got multiple alternatives for known cast expression." );
111                        // return finder.candidates.front()->expr;
112                }
113
114                return arg;
115        }
116
117        /// Computes conversion cost for a given candidate
118        Cost computeApplicationConversionCost(
119                CandidateRef cand, const ast::SymbolTable & symtab
120        ) {
121                auto appExpr = cand->expr.strict_as< ast::ApplicationExpr >();
122                auto pointer = appExpr->func->result.strict_as< ast::PointerType >();
123                auto function = pointer->base.strict_as< ast::FunctionType >();
124
125                Cost convCost = Cost::zero;
126                const auto & params = function->params;
127                auto param = params.begin();
128                auto & args = appExpr->args;
129
130                for ( unsigned i = 0; i < args.size(); ++i ) {
131                        const ast::Type * argType = args[i]->result;
132                        PRINT(
133                                std::cerr << "arg expression:" << std::endl;
134                                ast::print( std::cerr, args[i], 2 );
135                                std::cerr << "--- results are" << std::endl;
136                                ast::print( std::cerr, argType, 2 );
137                        )
138
139                        if ( param == params.end() ) {
140                                if ( function->isVarArgs ) {
141                                        convCost.incUnsafe();
142                                        PRINT( std::cerr << "end of params with varargs function: inc unsafe: "
143                                                << convCost << std::endl; ; )
144                                        // convert reference-typed expressions into value-typed expressions
145                                        cand->expr = ast::mutate_field_index(
146                                                appExpr, &ast::ApplicationExpr::args, i,
147                                                referenceToRvalueConversion( args[i], convCost ) );
148                                        continue;
149                                } else return Cost::infinity;
150                        }
151
152                        if ( auto def = args[i].as< ast::DefaultArgExpr >() ) {
153                                // Default arguments should be free - don't include conversion cost.
154                                // Unwrap them here because they are not relevant to the rest of the system
155                                cand->expr = ast::mutate_field_index(
156                                        appExpr, &ast::ApplicationExpr::args, i, def->expr );
157                                ++param;
158                                continue;
159                        }
160
161                        // mark conversion cost and also specialization cost of param type
162                        // const ast::Type * paramType = (*param)->get_type();
163                        cand->expr = ast::mutate_field_index(
164                                appExpr, &ast::ApplicationExpr::args, i,
165                                computeExpressionConversionCost(
166                                        args[i], *param, symtab, cand->env, convCost ) );
167                        convCost.decSpec( specCost( *param ) );
168                        ++param;  // can't be in for-loop update because of the continue
169                }
170
171                if ( param != params.end() ) return Cost::infinity;
172
173                // specialization cost of return types can't be accounted for directly, it disables
174                // otherwise-identical calls, like this example based on auto-newline in the I/O lib:
175                //
176                //   forall(otype OS) {
177                //     void ?|?(OS&, int);  // with newline
178                //     OS&  ?|?(OS&, int);  // no newline, always chosen due to more specialization
179                //   }
180
181                // mark type variable and specialization cost of forall clause
182                convCost.incVar( function->forall.size() );
183                convCost.decSpec( function->assertions.size() );
184
185                return convCost;
186        }
187
188        void makeUnifiableVars(
189                const ast::FunctionType * type, ast::OpenVarSet & unifiableVars,
190                ast::AssertionSet & need
191        ) {
192                for ( auto & tyvar : type->forall ) {
193                        unifiableVars[ *tyvar ] = ast::TypeData{ tyvar->base };
194                }
195                for ( auto & assn : type->assertions ) {
196                        need[ assn ].isUsed = true;
197                }
198        }
199
200        /// Gets a default value from an initializer, nullptr if not present
201        const ast::ConstantExpr * getDefaultValue( const ast::Init * init ) {
202                if ( auto si = dynamic_cast< const ast::SingleInit * >( init ) ) {
203                        if ( auto ce = si->value.as< ast::CastExpr >() ) {
204                                return ce->arg.as< ast::ConstantExpr >();
205                        } else {
206                                return si->value.as< ast::ConstantExpr >();
207                        }
208                }
209                return nullptr;
210        }
211
212        /// State to iteratively build a match of parameter expressions to arguments
213        struct ArgPack {
214                std::size_t parent;          ///< Index of parent pack
215                ast::ptr< ast::Expr > expr;  ///< The argument stored here
216                Cost cost;                   ///< The cost of this argument
217                ast::TypeEnvironment env;    ///< Environment for this pack
218                ast::AssertionSet need;      ///< Assertions outstanding for this pack
219                ast::AssertionSet have;      ///< Assertions found for this pack
220                ast::OpenVarSet open;        ///< Open variables for this pack
221                unsigned nextArg;            ///< Index of next argument in arguments list
222                unsigned tupleStart;         ///< Number of tuples that start at this index
223                unsigned nextExpl;           ///< Index of next exploded element
224                unsigned explAlt;            ///< Index of alternative for nextExpl > 0
225
226                ArgPack()
227                : parent( 0 ), expr(), cost( Cost::zero ), env(), need(), have(), open(), nextArg( 0 ),
228                  tupleStart( 0 ), nextExpl( 0 ), explAlt( 0 ) {}
229
230                ArgPack(
231                        const ast::TypeEnvironment & env, const ast::AssertionSet & need,
232                        const ast::AssertionSet & have, const ast::OpenVarSet & open )
233                : parent( 0 ), expr(), cost( Cost::zero ), env( env ), need( need ), have( have ),
234                  open( open ), nextArg( 0 ), tupleStart( 0 ), nextExpl( 0 ), explAlt( 0 ) {}
235
236                ArgPack(
237                        std::size_t parent, const ast::Expr * expr, ast::TypeEnvironment && env,
238                        ast::AssertionSet && need, ast::AssertionSet && have, ast::OpenVarSet && open,
239                        unsigned nextArg, unsigned tupleStart = 0, Cost cost = Cost::zero,
240                        unsigned nextExpl = 0, unsigned explAlt = 0 )
241                : parent(parent), expr( expr ), cost( cost ), env( std::move( env ) ), need( std::move( need ) ),
242                  have( std::move( have ) ), open( std::move( open ) ), nextArg( nextArg ), tupleStart( tupleStart ),
243                  nextExpl( nextExpl ), explAlt( explAlt ) {}
244
245                ArgPack(
246                        const ArgPack & o, ast::TypeEnvironment && env, ast::AssertionSet && need,
247                        ast::AssertionSet && have, ast::OpenVarSet && open, unsigned nextArg, Cost added )
248                : parent( o.parent ), expr( o.expr ), cost( o.cost + added ), env( std::move( env ) ),
249                  need( std::move( need ) ), have( std::move( have ) ), open( std::move( open ) ), nextArg( nextArg ),
250                  tupleStart( o.tupleStart ), nextExpl( 0 ), explAlt( 0 ) {}
251
252                /// true if this pack is in the middle of an exploded argument
253                bool hasExpl() const { return nextExpl > 0; }
254
255                /// Gets the list of exploded candidates for this pack
256                const ExplodedArg & getExpl( const ExplodedArgs_new & args ) const {
257                        return args[ nextArg-1 ][ explAlt ];
258                }
259
260                /// Ends a tuple expression, consolidating the appropriate args
261                void endTuple( const std::vector< ArgPack > & packs ) {
262                        // add all expressions in tuple to list, summing cost
263                        std::deque< const ast::Expr * > exprs;
264                        const ArgPack * pack = this;
265                        if ( expr ) { exprs.emplace_front( expr ); }
266                        while ( pack->tupleStart == 0 ) {
267                                pack = &packs[pack->parent];
268                                exprs.emplace_front( pack->expr );
269                                cost += pack->cost;
270                        }
271                        // reset pack to appropriate tuple
272                        std::vector< ast::ptr< ast::Expr > > exprv( exprs.begin(), exprs.end() );
273                        expr = new ast::TupleExpr{ expr->location, std::move( exprv ) };
274                        tupleStart = pack->tupleStart - 1;
275                        parent = pack->parent;
276                }
277        };
278
279        /// Instantiates an argument to match a parameter, returns false if no matching results left
280        bool instantiateArgument(
281                const CodeLocation & location,
282                const ast::Type * paramType, const ast::Init * init, const ExplodedArgs_new & args,
283                std::vector< ArgPack > & results, std::size_t & genStart, const ast::SymbolTable & symtab,
284                unsigned nTuples = 0
285        ) {
286                if ( auto tupleType = dynamic_cast< const ast::TupleType * >( paramType ) ) {
287                        // paramType is a TupleType -- group args into a TupleExpr
288                        ++nTuples;
289                        for ( const ast::Type * type : *tupleType ) {
290                                // xxx - dropping initializer changes behaviour from previous, but seems correct
291                                // ^^^ need to handle the case where a tuple has a default argument
292                                if ( ! instantiateArgument( location,
293                                        type, nullptr, args, results, genStart, symtab, nTuples ) ) return false;
294                                nTuples = 0;
295                        }
296                        // re-constitute tuples for final generation
297                        for ( auto i = genStart; i < results.size(); ++i ) {
298                                results[i].endTuple( results );
299                        }
300                        return true;
301                } else if ( const ast::TypeInstType * ttype = Tuples::isTtype( paramType ) ) {
302                        // paramType is a ttype, consumes all remaining arguments
303
304                        // completed tuples; will be spliced to end of results to finish
305                        std::vector< ArgPack > finalResults{};
306
307                        // iterate until all results completed
308                        std::size_t genEnd;
309                        ++nTuples;
310                        do {
311                                genEnd = results.size();
312
313                                // add another argument to results
314                                for ( std::size_t i = genStart; i < genEnd; ++i ) {
315                                        unsigned nextArg = results[i].nextArg;
316
317                                        // use next element of exploded tuple if present
318                                        if ( results[i].hasExpl() ) {
319                                                const ExplodedArg & expl = results[i].getExpl( args );
320
321                                                unsigned nextExpl = results[i].nextExpl + 1;
322                                                if ( nextExpl == expl.exprs.size() ) { nextExpl = 0; }
323
324                                                results.emplace_back(
325                                                        i, expl.exprs[ results[i].nextExpl ], copy( results[i].env ),
326                                                        copy( results[i].need ), copy( results[i].have ),
327                                                        copy( results[i].open ), nextArg, nTuples, Cost::zero, nextExpl,
328                                                        results[i].explAlt );
329
330                                                continue;
331                                        }
332
333                                        // finish result when out of arguments
334                                        if ( nextArg >= args.size() ) {
335                                                ArgPack newResult{
336                                                        results[i].env, results[i].need, results[i].have, results[i].open };
337                                                newResult.nextArg = nextArg;
338                                                const ast::Type * argType = nullptr;
339
340                                                if ( nTuples > 0 || ! results[i].expr ) {
341                                                        // first iteration or no expression to clone,
342                                                        // push empty tuple expression
343                                                        newResult.parent = i;
344                                                        newResult.expr = new ast::TupleExpr( location, {} );
345                                                        argType = newResult.expr->result;
346                                                } else {
347                                                        // clone result to collect tuple
348                                                        newResult.parent = results[i].parent;
349                                                        newResult.cost = results[i].cost;
350                                                        newResult.tupleStart = results[i].tupleStart;
351                                                        newResult.expr = results[i].expr;
352                                                        argType = newResult.expr->result;
353
354                                                        if ( results[i].tupleStart > 0 && Tuples::isTtype( argType ) ) {
355                                                                // the case where a ttype value is passed directly is special,
356                                                                // e.g. for argument forwarding purposes
357                                                                // xxx - what if passing multiple arguments, last of which is
358                                                                //       ttype?
359                                                                // xxx - what would happen if unify was changed so that unifying
360                                                                //       tuple
361                                                                // types flattened both before unifying lists? then pass in
362                                                                // TupleType (ttype) below.
363                                                                --newResult.tupleStart;
364                                                        } else {
365                                                                // collapse leftover arguments into tuple
366                                                                newResult.endTuple( results );
367                                                                argType = newResult.expr->result;
368                                                        }
369                                                }
370
371                                                // check unification for ttype before adding to final
372                                                if (
373                                                        unify(
374                                                                ttype, argType, newResult.env, newResult.need, newResult.have,
375                                                                newResult.open, symtab )
376                                                ) {
377                                                        finalResults.emplace_back( std::move( newResult ) );
378                                                }
379
380                                                continue;
381                                        }
382
383                                        // add each possible next argument
384                                        for ( std::size_t j = 0; j < args[nextArg].size(); ++j ) {
385                                                const ExplodedArg & expl = args[nextArg][j];
386
387                                                // fresh copies of parent parameters for this iteration
388                                                ast::TypeEnvironment env = results[i].env;
389                                                ast::OpenVarSet open = results[i].open;
390
391                                                env.addActual( expl.env, open );
392
393                                                // skip empty tuple arguments by (nearly) cloning parent into next gen
394                                                if ( expl.exprs.empty() ) {
395                                                        results.emplace_back(
396                                                                results[i], std::move( env ), copy( results[i].need ),
397                                                                copy( results[i].have ), std::move( open ), nextArg + 1, expl.cost );
398
399                                                        continue;
400                                                }
401
402                                                // add new result
403                                                results.emplace_back(
404                                                        i, expl.exprs.front(), std::move( env ), copy( results[i].need ),
405                                                        copy( results[i].have ), std::move( open ), nextArg + 1, nTuples,
406                                                        expl.cost, expl.exprs.size() == 1 ? 0 : 1, j );
407                                        }
408                                }
409
410                                // reset for next round
411                                genStart = genEnd;
412                                nTuples = 0;
413                        } while ( genEnd != results.size() );
414
415                        // splice final results onto results
416                        for ( std::size_t i = 0; i < finalResults.size(); ++i ) {
417                                results.emplace_back( std::move( finalResults[i] ) );
418                        }
419                        return ! finalResults.empty();
420                }
421
422                // iterate each current subresult
423                std::size_t genEnd = results.size();
424                for ( std::size_t i = genStart; i < genEnd; ++i ) {
425                        unsigned nextArg = results[i].nextArg;
426
427                        // use remainder of exploded tuple if present
428                        if ( results[i].hasExpl() ) {
429                                const ExplodedArg & expl = results[i].getExpl( args );
430                                const ast::Expr * expr = expl.exprs[ results[i].nextExpl ];
431
432                                ast::TypeEnvironment env = results[i].env;
433                                ast::AssertionSet need = results[i].need, have = results[i].have;
434                                ast::OpenVarSet open = results[i].open;
435
436                                const ast::Type * argType = expr->result;
437
438                                PRINT(
439                                        std::cerr << "param type is ";
440                                        ast::print( std::cerr, paramType );
441                                        std::cerr << std::endl << "arg type is ";
442                                        ast::print( std::cerr, argType );
443                                        std::cerr << std::endl;
444                                )
445
446                                if ( unify( paramType, argType, env, need, have, open, symtab ) ) {
447                                        unsigned nextExpl = results[i].nextExpl + 1;
448                                        if ( nextExpl == expl.exprs.size() ) { nextExpl = 0; }
449
450                                        results.emplace_back(
451                                                i, expr, std::move( env ), std::move( need ), std::move( have ), std::move( open ), nextArg,
452                                                nTuples, Cost::zero, nextExpl, results[i].explAlt );
453                                }
454
455                                continue;
456                        }
457
458                        // use default initializers if out of arguments
459                        if ( nextArg >= args.size() ) {
460                                if ( const ast::ConstantExpr * cnst = getDefaultValue( init ) ) {
461                                        ast::TypeEnvironment env = results[i].env;
462                                        ast::AssertionSet need = results[i].need, have = results[i].have;
463                                        ast::OpenVarSet open = results[i].open;
464
465                                        if ( unify( paramType, cnst->result, env, need, have, open, symtab ) ) {
466                                                results.emplace_back(
467                                                        i, new ast::DefaultArgExpr{ cnst->location, cnst }, std::move( env ),
468                                                        std::move( need ), std::move( have ), std::move( open ), nextArg, nTuples );
469                                        }
470                                }
471
472                                continue;
473                        }
474
475                        // Check each possible next argument
476                        for ( std::size_t j = 0; j < args[nextArg].size(); ++j ) {
477                                const ExplodedArg & expl = args[nextArg][j];
478
479                                // fresh copies of parent parameters for this iteration
480                                ast::TypeEnvironment env = results[i].env;
481                                ast::AssertionSet need = results[i].need, have = results[i].have;
482                                ast::OpenVarSet open = results[i].open;
483
484                                env.addActual( expl.env, open );
485
486                                // skip empty tuple arguments by (nearly) cloning parent into next gen
487                                if ( expl.exprs.empty() ) {
488                                        results.emplace_back(
489                                                results[i], std::move( env ), std::move( need ), std::move( have ), std::move( open ),
490                                                nextArg + 1, expl.cost );
491
492                                        continue;
493                                }
494
495                                // consider only first exploded arg
496                                const ast::Expr * expr = expl.exprs.front();
497                                const ast::Type * argType = expr->result;
498
499                                PRINT(
500                                        std::cerr << "param type is ";
501                                        ast::print( std::cerr, paramType );
502                                        std::cerr << std::endl << "arg type is ";
503                                        ast::print( std::cerr, argType );
504                                        std::cerr << std::endl;
505                                )
506
507                                // attempt to unify types
508                                if ( unify( paramType, argType, env, need, have, open, symtab ) ) {
509                                        // add new result
510                                        results.emplace_back(
511                                                i, expr, std::move( env ), std::move( need ), std::move( have ), std::move( open ),
512                                                nextArg + 1, nTuples, expl.cost, expl.exprs.size() == 1 ? 0 : 1, j );
513                                }
514                        }
515                }
516
517                // reset for next parameter
518                genStart = genEnd;
519
520                return genEnd != results.size();  // were any new results added?
521        }
522
523        /// Generate a cast expression from `arg` to `toType`
524        const ast::Expr * restructureCast(
525                ast::ptr< ast::Expr > & arg, const ast::Type * toType, ast::GeneratedFlag isGenerated = ast::GeneratedCast
526        ) {
527                if (
528                        arg->result->size() > 1
529                        && ! toType->isVoid()
530                        && ! dynamic_cast< const ast::ReferenceType * >( toType )
531                ) {
532                        // Argument is a tuple and the target type is neither void nor a reference. Cast each
533                        // member of the tuple to its corresponding target type, producing the tuple of those
534                        // cast expressions. If there are more components of the tuple than components in the
535                        // target type, then excess components do not come out in the result expression (but
536                        // UniqueExpr ensures that the side effects will still be produced)
537                        if ( Tuples::maybeImpureIgnoreUnique( arg ) ) {
538                                // expressions which may contain side effects require a single unique instance of
539                                // the expression
540                                arg = new ast::UniqueExpr{ arg->location, arg };
541                        }
542                        std::vector< ast::ptr< ast::Expr > > components;
543                        for ( unsigned i = 0; i < toType->size(); ++i ) {
544                                // cast each component
545                                ast::ptr< ast::Expr > idx = new ast::TupleIndexExpr{ arg->location, arg, i };
546                                components.emplace_back(
547                                        restructureCast( idx, toType->getComponent( i ), isGenerated ) );
548                        }
549                        return new ast::TupleExpr{ arg->location, std::move( components ) };
550                } else {
551                        // handle normally
552                        return new ast::CastExpr{ arg->location, arg, toType, isGenerated };
553                }
554        }
555
556        /// Gets the name from an untyped member expression (must be NameExpr)
557        const std::string & getMemberName( const ast::UntypedMemberExpr * memberExpr ) {
558                if ( memberExpr->member.as< ast::ConstantExpr >() ) {
559                        SemanticError( memberExpr, "Indexed access to struct fields unsupported: " );
560                }
561
562                return memberExpr->member.strict_as< ast::NameExpr >()->name;
563        }
564
565        /// Actually visits expressions to find their candidate interpretations
566        class Finder final : public ast::WithShortCircuiting {
567                const ResolveContext & context;
568                const ast::SymbolTable & symtab;
569        public:
570                // static size_t traceId;
571                CandidateFinder & selfFinder;
572                CandidateList & candidates;
573                const ast::TypeEnvironment & tenv;
574                ast::ptr< ast::Type > & targetType;
575
576                enum Errors {
577                        NotFound,
578                        NoMatch,
579                        ArgsToFew,
580                        ArgsToMany,
581                        RetsToFew,
582                        RetsToMany,
583                        NoReason
584                };
585
586                struct {
587                        Errors code = NotFound;
588                } reason;
589
590                Finder( CandidateFinder & f )
591                : context( f.context ), symtab( context.symtab ), selfFinder( f ),
592                  candidates( f.candidates ), tenv( f.env ), targetType( f.targetType ) {}
593
594                void previsit( const ast::Node * ) { visit_children = false; }
595
596                /// Convenience to add candidate to list
597                template<typename... Args>
598                void addCandidate( Args &&... args ) {
599                        candidates.emplace_back( new Candidate{ std::forward<Args>( args )... } );
600                        reason.code = NoReason;
601                }
602
603                void postvisit( const ast::ApplicationExpr * applicationExpr ) {
604                        addCandidate( applicationExpr, tenv );
605                }
606
607                /// Set up candidate assertions for inference
608                void inferParameters( CandidateRef & newCand, CandidateList & out );
609
610                /// Completes a function candidate with arguments located
611                void validateFunctionCandidate(
612                        const CandidateRef & func, ArgPack & result, const std::vector< ArgPack > & results,
613                        CandidateList & out );
614
615                /// Builds a list of candidates for a function, storing them in out
616                void makeFunctionCandidates(
617                        const CodeLocation & location,
618                        const CandidateRef & func, const ast::FunctionType * funcType,
619                        const ExplodedArgs_new & args, CandidateList & out );
620
621                /// Adds implicit struct-conversions to the alternative list
622                void addAnonConversions( const CandidateRef & cand );
623
624                /// Adds aggregate member interpretations
625                void addAggMembers(
626                        const ast::BaseInstType * aggrInst, const ast::Expr * expr,
627                        const Candidate & cand, const Cost & addedCost, const std::string & name
628                );
629
630                /// Adds tuple member interpretations
631                void addTupleMembers(
632                        const ast::TupleType * tupleType, const ast::Expr * expr, const Candidate & cand,
633                        const Cost & addedCost, const ast::Expr * member
634                );
635
636                /// true if expression is an lvalue
637                static bool isLvalue( const ast::Expr * x ) {
638                        return x->result && ( x->get_lvalue() || x->result.as< ast::ReferenceType >() );
639                }
640
641                void postvisit( const ast::UntypedExpr * untypedExpr );
642                void postvisit( const ast::VariableExpr * variableExpr );
643                void postvisit( const ast::ConstantExpr * constantExpr );
644                void postvisit( const ast::SizeofExpr * sizeofExpr );
645                void postvisit( const ast::AlignofExpr * alignofExpr );
646                void postvisit( const ast::AddressExpr * addressExpr );
647                void postvisit( const ast::LabelAddressExpr * labelExpr );
648                void postvisit( const ast::CastExpr * castExpr );
649                void postvisit( const ast::VirtualCastExpr * castExpr );
650                void postvisit( const ast::KeywordCastExpr * castExpr );
651                void postvisit( const ast::UntypedMemberExpr * memberExpr );
652                void postvisit( const ast::MemberExpr * memberExpr );
653                void postvisit( const ast::NameExpr * nameExpr );
654                void postvisit( const ast::UntypedOffsetofExpr * offsetofExpr );
655                void postvisit( const ast::OffsetofExpr * offsetofExpr );
656                void postvisit( const ast::OffsetPackExpr * offsetPackExpr );
657                void postvisit( const ast::LogicalExpr * logicalExpr );
658                void postvisit( const ast::ConditionalExpr * conditionalExpr );
659                void postvisit( const ast::CommaExpr * commaExpr );
660                void postvisit( const ast::ImplicitCopyCtorExpr * ctorExpr );
661                void postvisit( const ast::ConstructorExpr * ctorExpr );
662                void postvisit( const ast::RangeExpr * rangeExpr );
663                void postvisit( const ast::UntypedTupleExpr * tupleExpr );
664                void postvisit( const ast::TupleExpr * tupleExpr );
665                void postvisit( const ast::TupleIndexExpr * tupleExpr );
666                void postvisit( const ast::TupleAssignExpr * tupleExpr );
667                void postvisit( const ast::UniqueExpr * unqExpr );
668                void postvisit( const ast::StmtExpr * stmtExpr );
669                void postvisit( const ast::UntypedInitExpr * initExpr );
670
671                void postvisit( const ast::InitExpr * ) {
672                        assertf( false, "CandidateFinder should never see a resolved InitExpr." );
673                }
674
675                void postvisit( const ast::DeletedExpr * ) {
676                        assertf( false, "CandidateFinder should never see a DeletedExpr." );
677                }
678
679                void postvisit( const ast::GenericExpr * ) {
680                        assertf( false, "_Generic is not yet supported." );
681                }
682        };
683
684        /// Set up candidate assertions for inference
685        void Finder::inferParameters( CandidateRef & newCand, CandidateList & out ) {
686                // Set need bindings for any unbound assertions
687                UniqueId crntResnSlot = 0; // matching ID for this expression's assertions
688                for ( auto & assn : newCand->need ) {
689                        // skip already-matched assertions
690                        if ( assn.second.resnSlot != 0 ) continue;
691                        // assign slot for expression if needed
692                        if ( crntResnSlot == 0 ) { crntResnSlot = ++globalResnSlot; }
693                        // fix slot to assertion
694                        assn.second.resnSlot = crntResnSlot;
695                }
696                // pair slot to expression
697                if ( crntResnSlot != 0 ) {
698                        newCand->expr.get_and_mutate()->inferred.resnSlots().emplace_back( crntResnSlot );
699                }
700
701                // add to output list; assertion satisfaction will occur later
702                out.emplace_back( newCand );
703        }
704
705        /// Completes a function candidate with arguments located
706        void Finder::validateFunctionCandidate(
707                const CandidateRef & func, ArgPack & result, const std::vector< ArgPack > & results,
708                CandidateList & out
709        ) {
710                ast::ApplicationExpr * appExpr =
711                        new ast::ApplicationExpr{ func->expr->location, func->expr };
712                // sum cost and accumulate arguments
713                std::deque< const ast::Expr * > args;
714                Cost cost = func->cost;
715                const ArgPack * pack = &result;
716                while ( pack->expr ) {
717                        args.emplace_front( pack->expr );
718                        cost += pack->cost;
719                        pack = &results[pack->parent];
720                }
721                std::vector< ast::ptr< ast::Expr > > vargs( args.begin(), args.end() );
722                appExpr->args = std::move( vargs );
723                // build and validate new candidate
724                auto newCand =
725                        std::make_shared<Candidate>( appExpr, result.env, result.open, result.need, cost );
726                PRINT(
727                        std::cerr << "instantiate function success: " << appExpr << std::endl;
728                        std::cerr << "need assertions:" << std::endl;
729                        ast::print( std::cerr, result.need, 2 );
730                )
731                inferParameters( newCand, out );
732        }
733
734        /// Builds a list of candidates for a function, storing them in out
735        void Finder::makeFunctionCandidates(
736                const CodeLocation & location,
737                const CandidateRef & func, const ast::FunctionType * funcType,
738                const ExplodedArgs_new & args, CandidateList & out
739        ) {
740                ast::OpenVarSet funcOpen;
741                ast::AssertionSet funcNeed, funcHave;
742                ast::TypeEnvironment funcEnv{ func->env };
743                makeUnifiableVars( funcType, funcOpen, funcNeed );
744                // add all type variables as open variables now so that those not used in the
745                // parameter list are still considered open
746                funcEnv.add( funcType->forall );
747
748                if ( targetType && ! targetType->isVoid() && ! funcType->returns.empty() ) {
749                        // attempt to narrow based on expected target type
750                        const ast::Type * returnType = funcType->returns.front();
751                        if ( ! unify(
752                                returnType, targetType, funcEnv, funcNeed, funcHave, funcOpen, symtab )
753                        ) {
754                                // unification failed, do not pursue this candidate
755                                return;
756                        }
757                }
758
759                // iteratively build matches, one parameter at a time
760                std::vector< ArgPack > results;
761                results.emplace_back( funcEnv, funcNeed, funcHave, funcOpen );
762                std::size_t genStart = 0;
763
764                // xxx - how to handle default arg after change to ftype representation?
765                if (const ast::VariableExpr * varExpr = func->expr.as<ast::VariableExpr>()) {
766                        if (const ast::FunctionDecl * funcDecl = varExpr->var.as<ast::FunctionDecl>()) {
767                                // function may have default args only if directly calling by name
768                                // must use types on candidate however, due to RenameVars substitution
769                                auto nParams = funcType->params.size();
770
771                                for (size_t i=0; i<nParams; ++i) {
772                                        auto obj = funcDecl->params[i].strict_as<ast::ObjectDecl>();
773                                        if (!instantiateArgument( location,
774                                                funcType->params[i], obj->init, args, results, genStart, symtab)) return;
775                                }
776                                goto endMatch;
777                        }
778                }
779                for ( const auto & param : funcType->params ) {
780                        // Try adding the arguments corresponding to the current parameter to the existing
781                        // matches
782                        // no default args for indirect calls
783                        if ( ! instantiateArgument( location,
784                                param, nullptr, args, results, genStart, symtab ) ) return;
785                }
786
787                endMatch:
788                if ( funcType->isVarArgs ) {
789                        // append any unused arguments to vararg pack
790                        std::size_t genEnd;
791                        do {
792                                genEnd = results.size();
793
794                                // iterate results
795                                for ( std::size_t i = genStart; i < genEnd; ++i ) {
796                                        unsigned nextArg = results[i].nextArg;
797
798                                        // use remainder of exploded tuple if present
799                                        if ( results[i].hasExpl() ) {
800                                                const ExplodedArg & expl = results[i].getExpl( args );
801
802                                                unsigned nextExpl = results[i].nextExpl + 1;
803                                                if ( nextExpl == expl.exprs.size() ) { nextExpl = 0; }
804
805                                                results.emplace_back(
806                                                        i, expl.exprs[ results[i].nextExpl ], copy( results[i].env ),
807                                                        copy( results[i].need ), copy( results[i].have ),
808                                                        copy( results[i].open ), nextArg, 0, Cost::zero, nextExpl,
809                                                        results[i].explAlt );
810
811                                                continue;
812                                        }
813
814                                        // finish result when out of arguments
815                                        if ( nextArg >= args.size() ) {
816                                                validateFunctionCandidate( func, results[i], results, out );
817
818                                                continue;
819                                        }
820
821                                        // add each possible next argument
822                                        for ( std::size_t j = 0; j < args[nextArg].size(); ++j ) {
823                                                const ExplodedArg & expl = args[nextArg][j];
824
825                                                // fresh copies of parent parameters for this iteration
826                                                ast::TypeEnvironment env = results[i].env;
827                                                ast::OpenVarSet open = results[i].open;
828
829                                                env.addActual( expl.env, open );
830
831                                                // skip empty tuple arguments by (nearly) cloning parent into next gen
832                                                if ( expl.exprs.empty() ) {
833                                                        results.emplace_back(
834                                                                results[i], std::move( env ), copy( results[i].need ),
835                                                                copy( results[i].have ), std::move( open ), nextArg + 1,
836                                                                expl.cost );
837
838                                                        continue;
839                                                }
840
841                                                // add new result
842                                                results.emplace_back(
843                                                        i, expl.exprs.front(), std::move( env ), copy( results[i].need ),
844                                                        copy( results[i].have ), std::move( open ), nextArg + 1, 0, expl.cost,
845                                                        expl.exprs.size() == 1 ? 0 : 1, j );
846                                        }
847                                }
848
849                                genStart = genEnd;
850                        } while( genEnd != results.size() );
851                } else {
852                        // filter out the results that don't use all the arguments
853                        for ( std::size_t i = genStart; i < results.size(); ++i ) {
854                                ArgPack & result = results[i];
855                                if ( ! result.hasExpl() && result.nextArg >= args.size() ) {
856                                        validateFunctionCandidate( func, result, results, out );
857                                }
858                        }
859                }
860        }
861
862        /// Adds implicit struct-conversions to the alternative list
863        void Finder::addAnonConversions( const CandidateRef & cand ) {
864                // adds anonymous member interpretations whenever an aggregate value type is seen.
865                // it's okay for the aggregate expression to have reference type -- cast it to the
866                // base type to treat the aggregate as the referenced value
867                ast::ptr< ast::Expr > aggrExpr( cand->expr );
868                ast::ptr< ast::Type > & aggrType = aggrExpr.get_and_mutate()->result;
869                cand->env.apply( aggrType );
870
871                if ( aggrType.as< ast::ReferenceType >() ) {
872                        aggrExpr = new ast::CastExpr{ aggrExpr, aggrType->stripReferences() };
873                }
874
875                if ( auto structInst = aggrExpr->result.as< ast::StructInstType >() ) {
876                        addAggMembers( structInst, aggrExpr, *cand, Cost::safe, "" );
877                } else if ( auto unionInst = aggrExpr->result.as< ast::UnionInstType >() ) {
878                        addAggMembers( unionInst, aggrExpr, *cand, Cost::safe, "" );
879                }
880        }
881
882        /// Adds aggregate member interpretations
883        void Finder::addAggMembers(
884                const ast::BaseInstType * aggrInst, const ast::Expr * expr,
885                const Candidate & cand, const Cost & addedCost, const std::string & name
886        ) {
887                for ( const ast::Decl * decl : aggrInst->lookup( name ) ) {
888                        auto dwt = strict_dynamic_cast< const ast::DeclWithType * >( decl );
889                        CandidateRef newCand = std::make_shared<Candidate>(
890                                cand, new ast::MemberExpr{ expr->location, dwt, expr }, addedCost );
891                        // add anonymous member interpretations whenever an aggregate value type is seen
892                        // as a member expression
893                        addAnonConversions( newCand );
894                        candidates.emplace_back( std::move( newCand ) );
895                }
896        }
897
898        /// Adds tuple member interpretations
899        void Finder::addTupleMembers(
900                const ast::TupleType * tupleType, const ast::Expr * expr, const Candidate & cand,
901                const Cost & addedCost, const ast::Expr * member
902        ) {
903                if ( auto constantExpr = dynamic_cast< const ast::ConstantExpr * >( member ) ) {
904                        // get the value of the constant expression as an int, must be between 0 and the
905                        // length of the tuple to have meaning
906                        long long val = constantExpr->intValue();
907                        if ( val >= 0 && (unsigned long long)val < tupleType->size() ) {
908                                addCandidate(
909                                        cand, new ast::TupleIndexExpr{ expr->location, expr, (unsigned)val },
910                                        addedCost );
911                        }
912                }
913        }
914
915        void Finder::postvisit( const ast::UntypedExpr * untypedExpr ) {
916                std::vector< CandidateFinder > argCandidates =
917                        selfFinder.findSubExprs( untypedExpr->args );
918
919                // take care of possible tuple assignments
920                // if not tuple assignment, handled as normal function call
921                Tuples::handleTupleAssignment( selfFinder, untypedExpr, argCandidates );
922
923                CandidateFinder funcFinder( context, tenv );
924                if (auto nameExpr = untypedExpr->func.as<ast::NameExpr>()) {
925                        auto kind = ast::SymbolTable::getSpecialFunctionKind(nameExpr->name);
926                        if (kind != ast::SymbolTable::SpecialFunctionKind::NUMBER_OF_KINDS) {
927                                assertf(!argCandidates.empty(), "special function call without argument");
928                                for (auto & firstArgCand: argCandidates[0]) {
929                                        ast::ptr<ast::Type> argType = firstArgCand->expr->result;
930                                        firstArgCand->env.apply(argType);
931                                        // strip references
932                                        // xxx - is this correct?
933                                        while (argType.as<ast::ReferenceType>()) argType = argType.as<ast::ReferenceType>()->base;
934
935                                        // convert 1-tuple to plain type
936                                        if (auto tuple = argType.as<ast::TupleType>()) {
937                                                if (tuple->size() == 1) {
938                                                        argType = tuple->types[0];
939                                                }
940                                        }
941
942                                        // if argType is an unbound type parameter, all special functions need to be searched.
943                                        if (isUnboundType(argType)) {
944                                                funcFinder.otypeKeys.clear();
945                                                break;
946                                        }
947
948                                        if (argType.as<ast::PointerType>()) funcFinder.otypeKeys.insert(Mangle::Encoding::pointer);                                             
949                                        // else if (const ast::EnumInstType * enumInst = argType.as<ast::EnumInstType>()) {
950                                        //      const ast::EnumDecl * enumDecl = enumInst->base; // Here
951                                        //      if ( const ast::Type* enumType = enumDecl->base ) {
952                                        //              // instance of enum (T) is a instance of type (T)
953                                        //              funcFinder.otypeKeys.insert(Mangle::mangle(enumType, Mangle::NoGenericParams | Mangle::Type));
954                                        //      } else {
955                                        //              // instance of an untyped enum is techically int
956                                        //              funcFinder.otypeKeys.insert(Mangle::mangle(enumDecl, Mangle::NoGenericParams | Mangle::Type));
957                                        //      }
958                                        // }
959                                        else funcFinder.otypeKeys.insert(Mangle::mangle(argType, Mangle::NoGenericParams | Mangle::Type));
960                                }
961                        }
962                }
963                // if candidates are already produced, do not fail
964                // xxx - is it possible that handleTupleAssignment and main finder both produce candidates?
965                // this means there exists ctor/assign functions with a tuple as first parameter.
966                ResolvMode mode = {
967                        true, // adjust
968                        !untypedExpr->func.as<ast::NameExpr>(), // prune if not calling by name
969                        selfFinder.candidates.empty() // failfast if other options are not found
970                };
971                funcFinder.find( untypedExpr->func, mode );
972                // short-circuit if no candidates
973                // if ( funcFinder.candidates.empty() ) return;
974
975                reason.code = NoMatch;
976
977                // find function operators
978                ast::ptr< ast::Expr > opExpr = new ast::NameExpr{ untypedExpr->location, "?()" }; // ??? why not ?{}
979                CandidateFinder opFinder( context, tenv );
980                // okay if there aren't any function operations
981                opFinder.find( opExpr, ResolvMode::withoutFailFast() );
982                PRINT(
983                        std::cerr << "known function ops:" << std::endl;
984                        print( std::cerr, opFinder.candidates, 1 );
985                )
986
987                // pre-explode arguments
988                ExplodedArgs_new argExpansions;
989                for ( const CandidateFinder & args : argCandidates ) {
990                        argExpansions.emplace_back();
991                        auto & argE = argExpansions.back();
992                        for ( const CandidateRef & arg : args ) { argE.emplace_back( *arg, symtab ); }
993                }
994
995                // Find function matches
996                CandidateList found;
997                SemanticErrorException errors;
998                for ( CandidateRef & func : funcFinder ) {
999                        try {
1000                                PRINT(
1001                                        std::cerr << "working on alternative:" << std::endl;
1002                                        print( std::cerr, *func, 2 );
1003                                )
1004
1005                                // check if the type is a pointer to function
1006                                const ast::Type * funcResult = func->expr->result->stripReferences();
1007                                if ( auto pointer = dynamic_cast< const ast::PointerType * >( funcResult ) ) {
1008                                        if ( auto function = pointer->base.as< ast::FunctionType >() ) {
1009                                                CandidateRef newFunc{ new Candidate{ *func } };
1010                                                newFunc->expr =
1011                                                        referenceToRvalueConversion( newFunc->expr, newFunc->cost );
1012                                                makeFunctionCandidates( untypedExpr->location,
1013                                                        newFunc, function, argExpansions, found );
1014                                        }
1015                                } else if (
1016                                        auto inst = dynamic_cast< const ast::TypeInstType * >( funcResult )
1017                                ) {
1018                                        if ( const ast::EqvClass * clz = func->env.lookup( *inst ) ) {
1019                                                if ( auto function = clz->bound.as< ast::FunctionType >() ) {
1020                                                        CandidateRef newFunc{ new Candidate{ *func } };
1021                                                        newFunc->expr =
1022                                                                referenceToRvalueConversion( newFunc->expr, newFunc->cost );
1023                                                        makeFunctionCandidates( untypedExpr->location,
1024                                                                newFunc, function, argExpansions, found );
1025                                                }
1026                                        }
1027                                }
1028                        } catch ( SemanticErrorException & e ) { errors.append( e ); }
1029                }
1030
1031                // Find matches on function operators `?()`
1032                if ( ! opFinder.candidates.empty() ) {
1033                        // add exploded function alternatives to front of argument list
1034                        std::vector< ExplodedArg > funcE;
1035                        funcE.reserve( funcFinder.candidates.size() );
1036                        for ( const CandidateRef & func : funcFinder ) {
1037                                funcE.emplace_back( *func, symtab );
1038                        }
1039                        argExpansions.emplace_front( std::move( funcE ) );
1040
1041                        for ( const CandidateRef & op : opFinder ) {
1042                                try {
1043                                        // check if type is pointer-to-function
1044                                        const ast::Type * opResult = op->expr->result->stripReferences();
1045                                        if ( auto pointer = dynamic_cast< const ast::PointerType * >( opResult ) ) {
1046                                                if ( auto function = pointer->base.as< ast::FunctionType >() ) {
1047                                                        CandidateRef newOp{ new Candidate{ *op} };
1048                                                        newOp->expr =
1049                                                                referenceToRvalueConversion( newOp->expr, newOp->cost );
1050                                                        makeFunctionCandidates( untypedExpr->location,
1051                                                                newOp, function, argExpansions, found );
1052                                                }
1053                                        }
1054                                } catch ( SemanticErrorException & e ) { errors.append( e ); }
1055                        }
1056                }
1057
1058                // Implement SFINAE; resolution errors are only errors if there aren't any non-error
1059                // candidates
1060                if ( found.empty() && ! errors.isEmpty() ) { throw errors; }
1061
1062                // Compute conversion costs
1063                for ( CandidateRef & withFunc : found ) {
1064                        Cost cvtCost = computeApplicationConversionCost( withFunc, symtab );
1065
1066                        PRINT(
1067                                auto appExpr = withFunc->expr.strict_as< ast::ApplicationExpr >();
1068                                auto pointer = appExpr->func->result.strict_as< ast::PointerType >();
1069                                auto function = pointer->base.strict_as< ast::FunctionType >();
1070
1071                                std::cerr << "Case +++++++++++++ " << appExpr->func << std::endl;
1072                                std::cerr << "parameters are:" << std::endl;
1073                                ast::printAll( std::cerr, function->params, 2 );
1074                                std::cerr << "arguments are:" << std::endl;
1075                                ast::printAll( std::cerr, appExpr->args, 2 );
1076                                std::cerr << "bindings are:" << std::endl;
1077                                ast::print( std::cerr, withFunc->env, 2 );
1078                                std::cerr << "cost is: " << withFunc->cost << std::endl;
1079                                std::cerr << "cost of conversion is:" << cvtCost << std::endl;
1080                        )
1081
1082                        if ( cvtCost != Cost::infinity ) {
1083                                withFunc->cvtCost = cvtCost;
1084                                candidates.emplace_back( std::move( withFunc ) );
1085                        }
1086                }
1087                found = std::move( candidates );
1088
1089                // use a new list so that candidates are not examined by addAnonConversions twice
1090                CandidateList winners = findMinCost( found );
1091                promoteCvtCost( winners );
1092
1093                // function may return a struct/union value, in which case we need to add candidates
1094                // for implicit conversions to each of the anonymous members, which must happen after
1095                // `findMinCost`, since anon conversions are never the cheapest
1096                for ( const CandidateRef & c : winners ) {
1097                        addAnonConversions( c );
1098                }
1099                spliceBegin( candidates, winners );
1100
1101                if ( candidates.empty() && targetType && ! targetType->isVoid() ) {
1102                        // If resolution is unsuccessful with a target type, try again without, since it
1103                        // will sometimes succeed when it wouldn't with a target type binding.
1104                        // For example:
1105                        //   forall( otype T ) T & ?[]( T *, ptrdiff_t );
1106                        //   const char * x = "hello world";
1107                        //   unsigned char ch = x[0];
1108                        // Fails with simple return type binding (xxx -- check this!) as follows:
1109                        // * T is bound to unsigned char
1110                        // * (x: const char *) is unified with unsigned char *, which fails
1111                        // xxx -- fix this better
1112                        targetType = nullptr;
1113                        postvisit( untypedExpr );
1114                }
1115        }
1116
1117        void Finder::postvisit( const ast::AddressExpr * addressExpr ) {
1118                CandidateFinder finder( context, tenv );
1119                finder.find( addressExpr->arg );
1120
1121                if ( finder.candidates.empty() ) return;
1122
1123                reason.code = NoMatch;
1124
1125                for ( CandidateRef & r : finder.candidates ) {
1126                        if ( ! isLvalue( r->expr ) ) continue;
1127                        addCandidate( *r, new ast::AddressExpr{ addressExpr->location, r->expr } );
1128                }
1129        }
1130
1131        void Finder::postvisit( const ast::LabelAddressExpr * labelExpr ) {
1132                addCandidate( labelExpr, tenv );
1133        }
1134
1135        void Finder::postvisit( const ast::CastExpr * castExpr ) {
1136                ast::ptr< ast::Type > toType = castExpr->result;
1137                assert( toType );
1138                toType = resolveTypeof( toType, context );
1139                toType = adjustExprType( toType, tenv, symtab );
1140
1141                CandidateFinder finder( context, tenv, toType );
1142                finder.find( castExpr->arg, ResolvMode::withAdjustment() );
1143
1144                if ( !finder.candidates.empty() ) reason.code = NoMatch;
1145
1146                CandidateList matches;
1147                for ( CandidateRef & cand : finder.candidates ) {
1148                        ast::AssertionSet need( cand->need.begin(), cand->need.end() ), have;
1149                        ast::OpenVarSet open( cand->open );
1150
1151                        cand->env.extractOpenVars( open );
1152
1153                        // It is possible that a cast can throw away some values in a multiply-valued
1154                        // expression, e.g. cast-to-void, one value to zero. Figure out the prefix of the
1155                        // subexpression results that are cast directly. The candidate is invalid if it
1156                        // has fewer results than there are types to cast to.
1157                        int discardedValues = cand->expr->result->size() - toType->size();
1158                        if ( discardedValues < 0 ) continue;
1159
1160                        // unification run for side-effects
1161                        unify( toType, cand->expr->result, cand->env, need, have, open, symtab );
1162                        Cost thisCost =
1163                                (castExpr->isGenerated == ast::GeneratedFlag::GeneratedCast)
1164                                        ? conversionCost( cand->expr->result, toType, cand->expr->get_lvalue(), symtab, cand->env )
1165                                        : castCost( cand->expr->result, toType, cand->expr->get_lvalue(), symtab, cand->env );
1166
1167                        PRINT(
1168                                std::cerr << "working on cast with result: " << toType << std::endl;
1169                                std::cerr << "and expr type: " << cand->expr->result << std::endl;
1170                                std::cerr << "env: " << cand->env << std::endl;
1171                        )
1172                        if ( thisCost != Cost::infinity ) {
1173                                PRINT(
1174                                        std::cerr << "has finite cost." << std::endl;
1175                                )
1176                                // count one safe conversion for each value that is thrown away
1177                                thisCost.incSafe( discardedValues );
1178                                CandidateRef newCand = std::make_shared<Candidate>(
1179                                        restructureCast( cand->expr, toType, castExpr->isGenerated ),
1180                                        copy( cand->env ), std::move( open ), std::move( need ), cand->cost,
1181                                        cand->cost + thisCost );
1182                                inferParameters( newCand, matches );
1183                        }
1184                }
1185
1186                // select first on argument cost, then conversion cost
1187                CandidateList minArgCost = findMinCost( matches );
1188                promoteCvtCost( minArgCost );
1189                candidates = findMinCost( minArgCost );
1190        }
1191
1192        void Finder::postvisit( const ast::VirtualCastExpr * castExpr ) {
1193                assertf( castExpr->result, "Implicit virtual cast targets not yet supported." );
1194                CandidateFinder finder( context, tenv );
1195                // don't prune here, all alternatives guaranteed to have same type
1196                finder.find( castExpr->arg, ResolvMode::withoutPrune() );
1197                for ( CandidateRef & r : finder.candidates ) {
1198                        addCandidate(
1199                                *r,
1200                                new ast::VirtualCastExpr{ castExpr->location, r->expr, castExpr->result } );
1201                }
1202        }
1203
1204        void Finder::postvisit( const ast::KeywordCastExpr * castExpr ) {
1205                const auto & loc = castExpr->location;
1206                assertf( castExpr->result, "Cast target should have been set in Validate." );
1207                auto ref = castExpr->result.strict_as<ast::ReferenceType>();
1208                auto inst = ref->base.strict_as<ast::StructInstType>();
1209                auto target = inst->base.get();
1210
1211                CandidateFinder finder( context, tenv );
1212
1213                auto pick_alternatives = [target, this](CandidateList & found, bool expect_ref) {
1214                        for (auto & cand : found) {
1215                                const ast::Type * expr = cand->expr->result.get();
1216                                if (expect_ref) {
1217                                        auto res = dynamic_cast<const ast::ReferenceType*>(expr);
1218                                        if (!res) { continue; }
1219                                        expr = res->base.get();
1220                                }
1221
1222                                if (auto insttype = dynamic_cast<const ast::TypeInstType*>(expr)) {
1223                                        auto td = cand->env.lookup(*insttype);
1224                                        if (!td) { continue; }
1225                                        expr = td->bound.get();
1226                                }
1227
1228                                if (auto base = dynamic_cast<const ast::StructInstType*>(expr)) {
1229                                        if (base->base == target) {
1230                                                candidates.push_back( std::move(cand) );
1231                                                reason.code = NoReason;
1232                                        }
1233                                }
1234                        }
1235                };
1236
1237                try {
1238                        // Attempt 1 : turn (thread&)X into (thread$&)X.__thrd
1239                        // Clone is purely for memory management
1240                        std::unique_ptr<const ast::Expr> tech1 { new ast::UntypedMemberExpr(loc, new ast::NameExpr(loc, castExpr->concrete_target.field), castExpr->arg) };
1241
1242                        // don't prune here, since it's guaranteed all alternatives will have the same type
1243                        finder.find( tech1.get(), ResolvMode::withoutPrune() );
1244                        pick_alternatives(finder.candidates, false);
1245
1246                        return;
1247                } catch(SemanticErrorException & ) {}
1248
1249                // Fallback : turn (thread&)X into (thread$&)get_thread(X)
1250                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 })) };
1251                // don't prune here, since it's guaranteed all alternatives will have the same type
1252                finder.find( fallback.get(), ResolvMode::withoutPrune() );
1253
1254                pick_alternatives(finder.candidates, true);
1255
1256                // Whatever happens here, we have no more fallbacks
1257        }
1258
1259        void Finder::postvisit( const ast::UntypedMemberExpr * memberExpr ) {
1260                CandidateFinder aggFinder( context, tenv );
1261                aggFinder.find( memberExpr->aggregate, ResolvMode::withAdjustment() );
1262                for ( CandidateRef & agg : aggFinder.candidates ) {
1263                        // it's okay for the aggregate expression to have reference type -- cast it to the
1264                        // base type to treat the aggregate as the referenced value
1265                        Cost addedCost = Cost::zero;
1266                        agg->expr = referenceToRvalueConversion( agg->expr, addedCost );
1267
1268                        // find member of the given type
1269                        if ( auto structInst = agg->expr->result.as< ast::StructInstType >() ) {
1270                                addAggMembers(
1271                                        structInst, agg->expr, *agg, addedCost, getMemberName( memberExpr ) );
1272                        } else if ( auto unionInst = agg->expr->result.as< ast::UnionInstType >() ) {
1273                                addAggMembers(
1274                                        unionInst, agg->expr, *agg, addedCost, getMemberName( memberExpr ) );
1275                        } else if ( auto tupleType = agg->expr->result.as< ast::TupleType >() ) {
1276                                addTupleMembers( tupleType, agg->expr, *agg, addedCost, memberExpr->member );
1277                        }
1278                }
1279        }
1280
1281        void Finder::postvisit( const ast::MemberExpr * memberExpr ) {
1282                addCandidate( memberExpr, tenv );
1283        }
1284
1285        void Finder::postvisit( const ast::NameExpr * nameExpr ) {
1286                std::vector< ast::SymbolTable::IdData > declList;
1287                if (!selfFinder.otypeKeys.empty()) {
1288                        auto kind = ast::SymbolTable::getSpecialFunctionKind(nameExpr->name);
1289                        assertf(kind != ast::SymbolTable::SpecialFunctionKind::NUMBER_OF_KINDS, "special lookup with non-special target: %s", nameExpr->name.c_str());
1290
1291                        for (auto & otypeKey: selfFinder.otypeKeys) {
1292                                auto result = symtab.specialLookupId(kind, otypeKey);
1293                                declList.insert(declList.end(), std::make_move_iterator(result.begin()), std::make_move_iterator(result.end()));
1294                        }
1295                } else {
1296                        declList = symtab.lookupId( nameExpr->name );
1297                }
1298                PRINT( std::cerr << "nameExpr is " << nameExpr->name << std::endl; )
1299
1300                if ( declList.empty() ) return;
1301
1302                reason.code = NoMatch;
1303
1304                for ( auto & data : declList ) {
1305                        Cost cost = Cost::zero;
1306                        ast::Expr * newExpr = data.combine( nameExpr->location, cost );
1307
1308                        CandidateRef newCand = std::make_shared<Candidate>(
1309                                newExpr, copy( tenv ), ast::OpenVarSet{}, ast::AssertionSet{}, Cost::zero,
1310                                cost );
1311
1312                        if (newCand->expr->env) {
1313                                newCand->env.add(*newCand->expr->env);
1314                                auto mutExpr = newCand->expr.get_and_mutate();
1315                                mutExpr->env  = nullptr;
1316                                newCand->expr = mutExpr;
1317                        }
1318
1319                        PRINT(
1320                                std::cerr << "decl is ";
1321                                ast::print( std::cerr, data.id );
1322                                std::cerr << std::endl;
1323                                std::cerr << "newExpr is ";
1324                                ast::print( std::cerr, newExpr );
1325                                std::cerr << std::endl;
1326                        )
1327                        newCand->expr = ast::mutate_field(
1328                                newCand->expr.get(), &ast::Expr::result,
1329                                renameTyVars( newCand->expr->result ) );
1330                        // add anonymous member interpretations whenever an aggregate value type is seen
1331                        // as a name expression
1332                        addAnonConversions( newCand );
1333                        candidates.emplace_back( std::move( newCand ) );
1334                }
1335        }
1336
1337        void Finder::postvisit( const ast::VariableExpr * variableExpr ) {
1338                // not sufficient to just pass `variableExpr` here, type might have changed since
1339                // creation
1340                addCandidate(
1341                        new ast::VariableExpr{ variableExpr->location, variableExpr->var }, tenv );
1342        }
1343
1344        void Finder::postvisit( const ast::ConstantExpr * constantExpr ) {
1345                addCandidate( constantExpr, tenv );
1346        }
1347
1348        void Finder::postvisit( const ast::SizeofExpr * sizeofExpr ) {
1349                if ( sizeofExpr->type ) {
1350                        addCandidate(
1351                                new ast::SizeofExpr{
1352                                        sizeofExpr->location, resolveTypeof( sizeofExpr->type, context ) },
1353                                tenv );
1354                } else {
1355                        // find all candidates for the argument to sizeof
1356                        CandidateFinder finder( context, tenv );
1357                        finder.find( sizeofExpr->expr );
1358                        // find the lowest-cost candidate, otherwise ambiguous
1359                        CandidateList winners = findMinCost( finder.candidates );
1360                        if ( winners.size() != 1 ) {
1361                                SemanticError(
1362                                        sizeofExpr->expr.get(), "Ambiguous expression in sizeof operand: " );
1363                        }
1364                        // return the lowest-cost candidate
1365                        CandidateRef & choice = winners.front();
1366                        choice->expr = referenceToRvalueConversion( choice->expr, choice->cost );
1367                        choice->cost = Cost::zero;
1368                        addCandidate( *choice, new ast::SizeofExpr{ sizeofExpr->location, choice->expr } );
1369                }
1370        }
1371
1372        void Finder::postvisit( const ast::AlignofExpr * alignofExpr ) {
1373                if ( alignofExpr->type ) {
1374                        addCandidate(
1375                                new ast::AlignofExpr{
1376                                        alignofExpr->location, resolveTypeof( alignofExpr->type, context ) },
1377                                tenv );
1378                } else {
1379                        // find all candidates for the argument to alignof
1380                        CandidateFinder finder( context, tenv );
1381                        finder.find( alignofExpr->expr );
1382                        // find the lowest-cost candidate, otherwise ambiguous
1383                        CandidateList winners = findMinCost( finder.candidates );
1384                        if ( winners.size() != 1 ) {
1385                                SemanticError(
1386                                        alignofExpr->expr.get(), "Ambiguous expression in alignof operand: " );
1387                        }
1388                        // return the lowest-cost candidate
1389                        CandidateRef & choice = winners.front();
1390                        choice->expr = referenceToRvalueConversion( choice->expr, choice->cost );
1391                        choice->cost = Cost::zero;
1392                        addCandidate(
1393                                *choice, new ast::AlignofExpr{ alignofExpr->location, choice->expr } );
1394                }
1395        }
1396
1397        void Finder::postvisit( const ast::UntypedOffsetofExpr * offsetofExpr ) {
1398                const ast::BaseInstType * aggInst;
1399                if (( aggInst = offsetofExpr->type.as< ast::StructInstType >() )) ;
1400                else if (( aggInst = offsetofExpr->type.as< ast::UnionInstType >() )) ;
1401                else return;
1402
1403                for ( const ast::Decl * member : aggInst->lookup( offsetofExpr->member ) ) {
1404                        auto dwt = strict_dynamic_cast< const ast::DeclWithType * >( member );
1405                        addCandidate(
1406                                new ast::OffsetofExpr{ offsetofExpr->location, aggInst, dwt }, tenv );
1407                }
1408        }
1409
1410        void Finder::postvisit( const ast::OffsetofExpr * offsetofExpr ) {
1411                addCandidate( offsetofExpr, tenv );
1412        }
1413
1414        void Finder::postvisit( const ast::OffsetPackExpr * offsetPackExpr ) {
1415                addCandidate( offsetPackExpr, tenv );
1416        }
1417
1418        void Finder::postvisit( const ast::LogicalExpr * logicalExpr ) {
1419                CandidateFinder finder1( context, tenv );
1420                finder1.find( logicalExpr->arg1, ResolvMode::withAdjustment() );
1421                if ( finder1.candidates.empty() ) return;
1422
1423                CandidateFinder finder2( context, tenv );
1424                finder2.find( logicalExpr->arg2, ResolvMode::withAdjustment() );
1425                if ( finder2.candidates.empty() ) return;
1426
1427                reason.code = NoMatch;
1428
1429                for ( const CandidateRef & r1 : finder1.candidates ) {
1430                        for ( const CandidateRef & r2 : finder2.candidates ) {
1431                                ast::TypeEnvironment env{ r1->env };
1432                                env.simpleCombine( r2->env );
1433                                ast::OpenVarSet open{ r1->open };
1434                                mergeOpenVars( open, r2->open );
1435                                ast::AssertionSet need;
1436                                mergeAssertionSet( need, r1->need );
1437                                mergeAssertionSet( need, r2->need );
1438
1439                                addCandidate(
1440                                        new ast::LogicalExpr{
1441                                                logicalExpr->location, r1->expr, r2->expr, logicalExpr->isAnd },
1442                                        std::move( env ), std::move( open ), std::move( need ), r1->cost + r2->cost );
1443                        }
1444                }
1445        }
1446
1447        void Finder::postvisit( const ast::ConditionalExpr * conditionalExpr ) {
1448                // candidates for condition
1449                CandidateFinder finder1( context, tenv );
1450                finder1.find( conditionalExpr->arg1, ResolvMode::withAdjustment() );
1451                if ( finder1.candidates.empty() ) return;
1452
1453                // candidates for true result
1454                CandidateFinder finder2( context, tenv );
1455                finder2.find( conditionalExpr->arg2, ResolvMode::withAdjustment() );
1456                if ( finder2.candidates.empty() ) return;
1457
1458                // candidates for false result
1459                CandidateFinder finder3( context, tenv );
1460                finder3.find( conditionalExpr->arg3, ResolvMode::withAdjustment() );
1461                if ( finder3.candidates.empty() ) return;
1462
1463                reason.code = NoMatch;
1464
1465                for ( const CandidateRef & r1 : finder1.candidates ) {
1466                        for ( const CandidateRef & r2 : finder2.candidates ) {
1467                                for ( const CandidateRef & r3 : finder3.candidates ) {
1468                                        ast::TypeEnvironment env{ r1->env };
1469                                        env.simpleCombine( r2->env );
1470                                        env.simpleCombine( r3->env );
1471                                        ast::OpenVarSet open{ r1->open };
1472                                        mergeOpenVars( open, r2->open );
1473                                        mergeOpenVars( open, r3->open );
1474                                        ast::AssertionSet need;
1475                                        mergeAssertionSet( need, r1->need );
1476                                        mergeAssertionSet( need, r2->need );
1477                                        mergeAssertionSet( need, r3->need );
1478                                        ast::AssertionSet have;
1479
1480                                        // unify true and false results, then infer parameters to produce new
1481                                        // candidates
1482                                        ast::ptr< ast::Type > common;
1483                                        if (
1484                                                unify(
1485                                                        r2->expr->result, r3->expr->result, env, need, have, open, symtab,
1486                                                        common )
1487                                        ) {
1488                                                // generate typed expression
1489                                                ast::ConditionalExpr * newExpr = new ast::ConditionalExpr{
1490                                                        conditionalExpr->location, r1->expr, r2->expr, r3->expr };
1491                                                newExpr->result = common ? common : r2->expr->result;
1492                                                // convert both options to result type
1493                                                Cost cost = r1->cost + r2->cost + r3->cost;
1494                                                newExpr->arg2 = computeExpressionConversionCost(
1495                                                        newExpr->arg2, newExpr->result, symtab, env, cost );
1496                                                newExpr->arg3 = computeExpressionConversionCost(
1497                                                        newExpr->arg3, newExpr->result, symtab, env, cost );
1498                                                // output candidate
1499                                                CandidateRef newCand = std::make_shared<Candidate>(
1500                                                        newExpr, std::move( env ), std::move( open ), std::move( need ), cost );
1501                                                inferParameters( newCand, candidates );
1502                                        }
1503                                }
1504                        }
1505                }
1506        }
1507
1508        void Finder::postvisit( const ast::CommaExpr * commaExpr ) {
1509                ast::TypeEnvironment env{ tenv };
1510                ast::ptr< ast::Expr > arg1 = resolveInVoidContext( commaExpr->arg1, context, env );
1511
1512                CandidateFinder finder2( context, env );
1513                finder2.find( commaExpr->arg2, ResolvMode::withAdjustment() );
1514
1515                for ( const CandidateRef & r2 : finder2.candidates ) {
1516                        addCandidate( *r2, new ast::CommaExpr{ commaExpr->location, arg1, r2->expr } );
1517                }
1518        }
1519
1520        void Finder::postvisit( const ast::ImplicitCopyCtorExpr * ctorExpr ) {
1521                addCandidate( ctorExpr, tenv );
1522        }
1523
1524        void Finder::postvisit( const ast::ConstructorExpr * ctorExpr ) {
1525                CandidateFinder finder( context, tenv );
1526                finder.find( ctorExpr->callExpr, ResolvMode::withoutPrune() );
1527                for ( CandidateRef & r : finder.candidates ) {
1528                        addCandidate( *r, new ast::ConstructorExpr{ ctorExpr->location, r->expr } );
1529                }
1530        }
1531
1532        void Finder::postvisit( const ast::RangeExpr * rangeExpr ) {
1533                // resolve low and high, accept candidates where low and high types unify
1534                CandidateFinder finder1( context, tenv );
1535                finder1.find( rangeExpr->low, ResolvMode::withAdjustment() );
1536                if ( finder1.candidates.empty() ) return;
1537
1538                CandidateFinder finder2( context, tenv );
1539                finder2.find( rangeExpr->high, ResolvMode::withAdjustment() );
1540                if ( finder2.candidates.empty() ) return;
1541
1542                reason.code = NoMatch;
1543
1544                for ( const CandidateRef & r1 : finder1.candidates ) {
1545                        for ( const CandidateRef & r2 : finder2.candidates ) {
1546                                ast::TypeEnvironment env{ r1->env };
1547                                env.simpleCombine( r2->env );
1548                                ast::OpenVarSet open{ r1->open };
1549                                mergeOpenVars( open, r2->open );
1550                                ast::AssertionSet need;
1551                                mergeAssertionSet( need, r1->need );
1552                                mergeAssertionSet( need, r2->need );
1553                                ast::AssertionSet have;
1554
1555                                ast::ptr< ast::Type > common;
1556                                if (
1557                                        unify(
1558                                                r1->expr->result, r2->expr->result, env, need, have, open, symtab,
1559                                                common )
1560                                ) {
1561                                        // generate new expression
1562                                        ast::RangeExpr * newExpr =
1563                                                new ast::RangeExpr{ rangeExpr->location, r1->expr, r2->expr };
1564                                        newExpr->result = common ? common : r1->expr->result;
1565                                        // add candidate
1566                                        CandidateRef newCand = std::make_shared<Candidate>(
1567                                                newExpr, std::move( env ), std::move( open ), std::move( need ),
1568                                                r1->cost + r2->cost );
1569                                        inferParameters( newCand, candidates );
1570                                }
1571                        }
1572                }
1573        }
1574
1575        void Finder::postvisit( const ast::UntypedTupleExpr * tupleExpr ) {
1576                std::vector< CandidateFinder > subCandidates =
1577                        selfFinder.findSubExprs( tupleExpr->exprs );
1578                std::vector< CandidateList > possibilities;
1579                combos( subCandidates.begin(), subCandidates.end(), back_inserter( possibilities ) );
1580
1581                for ( const CandidateList & subs : possibilities ) {
1582                        std::vector< ast::ptr< ast::Expr > > exprs;
1583                        exprs.reserve( subs.size() );
1584                        for ( const CandidateRef & sub : subs ) { exprs.emplace_back( sub->expr ); }
1585
1586                        ast::TypeEnvironment env;
1587                        ast::OpenVarSet open;
1588                        ast::AssertionSet need;
1589                        for ( const CandidateRef & sub : subs ) {
1590                                env.simpleCombine( sub->env );
1591                                mergeOpenVars( open, sub->open );
1592                                mergeAssertionSet( need, sub->need );
1593                        }
1594
1595                        addCandidate(
1596                                new ast::TupleExpr{ tupleExpr->location, std::move( exprs ) },
1597                                std::move( env ), std::move( open ), std::move( need ), sumCost( subs ) );
1598                }
1599        }
1600
1601        void Finder::postvisit( const ast::TupleExpr * tupleExpr ) {
1602                addCandidate( tupleExpr, tenv );
1603        }
1604
1605        void Finder::postvisit( const ast::TupleIndexExpr * tupleExpr ) {
1606                addCandidate( tupleExpr, tenv );
1607        }
1608
1609        void Finder::postvisit( const ast::TupleAssignExpr * tupleExpr ) {
1610                addCandidate( tupleExpr, tenv );
1611        }
1612
1613        void Finder::postvisit( const ast::UniqueExpr * unqExpr ) {
1614                CandidateFinder finder( context, tenv );
1615                finder.find( unqExpr->expr, ResolvMode::withAdjustment() );
1616                for ( CandidateRef & r : finder.candidates ) {
1617                        // ensure that the the id is passed on so that the expressions are "linked"
1618                        addCandidate( *r, new ast::UniqueExpr{ unqExpr->location, r->expr, unqExpr->id } );
1619                }
1620        }
1621
1622        void Finder::postvisit( const ast::StmtExpr * stmtExpr ) {
1623                addCandidate( resolveStmtExpr( stmtExpr, context ), tenv );
1624        }
1625
1626        void Finder::postvisit( const ast::UntypedInitExpr * initExpr ) {
1627                // handle each option like a cast
1628                CandidateList matches;
1629                PRINT(
1630                        std::cerr << "untyped init expr: " << initExpr << std::endl;
1631                )
1632                // O(n^2) checks of d-types with e-types
1633                for ( const ast::InitAlternative & initAlt : initExpr->initAlts ) {
1634                        // calculate target type
1635                        const ast::Type * toType = resolveTypeof( initAlt.type, context );
1636                        toType = adjustExprType( toType, tenv, symtab );
1637                        // The call to find must occur inside this loop, otherwise polymorphic return
1638                        // types are not bound to the initialization type, since return type variables are
1639                        // only open for the duration of resolving the UntypedExpr.
1640                        CandidateFinder finder( context, tenv, toType );
1641                        finder.find( initExpr->expr, ResolvMode::withAdjustment() );
1642                        for ( CandidateRef & cand : finder.candidates ) {
1643                                if (reason.code == NotFound) reason.code = NoMatch;
1644
1645                                ast::TypeEnvironment env{ cand->env };
1646                                ast::AssertionSet need( cand->need.begin(), cand->need.end() ), have;
1647                                ast::OpenVarSet open{ cand->open };
1648
1649                                PRINT(
1650                                        std::cerr << "  @ " << toType << " " << initAlt.designation << std::endl;
1651                                )
1652
1653                                // It is possible that a cast can throw away some values in a multiply-valued
1654                                // expression, e.g. cast-to-void, one value to zero. Figure out the prefix of
1655                                // the subexpression results that are cast directly. The candidate is invalid
1656                                // if it has fewer results than there are types to cast to.
1657                                int discardedValues = cand->expr->result->size() - toType->size();
1658                                if ( discardedValues < 0 ) continue;
1659
1660                                // unification run for side-effects
1661                                bool canUnify = unify( toType, cand->expr->result, env, need, have, open, symtab );
1662                                (void) canUnify;
1663                                Cost thisCost = computeConversionCost( cand->expr->result, toType, cand->expr->get_lvalue(),
1664                                        symtab, env );
1665                                PRINT(
1666                                        Cost legacyCost = castCost( cand->expr->result, toType, cand->expr->get_lvalue(),
1667                                                symtab, env );
1668                                        std::cerr << "Considering initialization:";
1669                                        std::cerr << std::endl << "  FROM: " << cand->expr->result << std::endl;
1670                                        std::cerr << std::endl << "  TO: "   << toType             << std::endl;
1671                                        std::cerr << std::endl << "  Unification " << (canUnify ? "succeeded" : "failed");
1672                                        std::cerr << std::endl << "  Legacy cost " << legacyCost;
1673                                        std::cerr << std::endl << "  New cost " << thisCost;
1674                                        std::cerr << std::endl;
1675                                )
1676                                if ( thisCost != Cost::infinity ) {
1677                                        // count one safe conversion for each value that is thrown away
1678                                        thisCost.incSafe( discardedValues );
1679                                        CandidateRef newCand = std::make_shared<Candidate>(
1680                                                new ast::InitExpr{
1681                                                        initExpr->location, restructureCast( cand->expr, toType ),
1682                                                        initAlt.designation },
1683                                                std::move(env), std::move( open ), std::move( need ), cand->cost, thisCost );
1684                                        inferParameters( newCand, matches );
1685                                }
1686                        }
1687                }
1688
1689                // select first on argument cost, then conversion cost
1690                CandidateList minArgCost = findMinCost( matches );
1691                promoteCvtCost( minArgCost );
1692                candidates = findMinCost( minArgCost );
1693        }
1694
1695        // size_t Finder::traceId = Stats::Heap::new_stacktrace_id("Finder");
1696        /// Prunes a list of candidates down to those that have the minimum conversion cost for a given
1697        /// return type. Skips ambiguous candidates.
1698
1699} // anonymous namespace
1700
1701bool CandidateFinder::pruneCandidates( CandidateList & candidates, CandidateList & out, std::vector<std::string> & errors ) {
1702        struct PruneStruct {
1703                CandidateRef candidate;
1704                bool ambiguous;
1705
1706                PruneStruct() = default;
1707                PruneStruct( const CandidateRef & c ) : candidate( c ), ambiguous( false ) {}
1708        };
1709
1710        // find lowest-cost candidate for each type
1711        std::unordered_map< std::string, PruneStruct > selected;
1712        // attempt to skip satisfyAssertions on more expensive alternatives if better options have been found
1713        std::sort(candidates.begin(), candidates.end(), [](const CandidateRef & x, const CandidateRef & y){return x->cost < y->cost;});
1714        for ( CandidateRef & candidate : candidates ) {
1715                std::string mangleName;
1716                {
1717                        ast::ptr< ast::Type > newType = candidate->expr->result;
1718                        assertf(candidate->expr->result, "Result of expression %p for candidate is null", candidate->expr.get());
1719                        candidate->env.apply( newType );
1720                        mangleName = Mangle::mangle( newType );
1721                }
1722
1723                auto found = selected.find( mangleName );
1724                if (found != selected.end() && found->second.candidate->cost < candidate->cost) {
1725                        PRINT(
1726                                std::cerr << "cost " << candidate->cost << " loses to "
1727                                        << found->second.candidate->cost << std::endl;
1728                        )
1729                        continue;
1730                }
1731
1732                // xxx - when do satisfyAssertions produce more than 1 result?
1733                // this should only happen when initial result type contains
1734                // unbound type parameters, then it should never be pruned by
1735                // the previous step, since renameTyVars guarantees the mangled name
1736                // is unique.
1737                CandidateList satisfied;
1738                bool needRecomputeKey = false;
1739                if (candidate->need.empty()) {
1740                        satisfied.emplace_back(candidate);
1741                }
1742                else {
1743                        satisfyAssertions(candidate, context.symtab, satisfied, errors);
1744                        needRecomputeKey = true;
1745                }
1746
1747                for (auto & newCand : satisfied) {
1748                        // recomputes type key, if satisfyAssertions changed it
1749                        if (needRecomputeKey)
1750                        {
1751                                ast::ptr< ast::Type > newType = newCand->expr->result;
1752                                assertf(newCand->expr->result, "Result of expression %p for candidate is null", newCand->expr.get());
1753                                newCand->env.apply( newType );
1754                                mangleName = Mangle::mangle( newType );
1755                        }
1756                        auto found = selected.find( mangleName );
1757                        if ( found != selected.end() ) {
1758                                if ( newCand->cost < found->second.candidate->cost ) {
1759                                        PRINT(
1760                                                std::cerr << "cost " << newCand->cost << " beats "
1761                                                        << found->second.candidate->cost << std::endl;
1762                                        )
1763
1764                                        found->second = PruneStruct{ newCand };
1765                                } else if ( newCand->cost == found->second.candidate->cost ) {
1766                                        // if one of the candidates contains a deleted identifier, can pick the other,
1767                                        // since deleted expressions should not be ambiguous if there is another option
1768                                        // that is at least as good
1769                                        if ( findDeletedExpr( newCand->expr ) ) {
1770                                                // do nothing
1771                                                PRINT( std::cerr << "candidate is deleted" << std::endl; )
1772                                        } else if ( findDeletedExpr( found->second.candidate->expr ) ) {
1773                                                PRINT( std::cerr << "current is deleted" << std::endl; )
1774                                                found->second = PruneStruct{ newCand };
1775                                        } else {
1776                                                PRINT( std::cerr << "marking ambiguous" << std::endl; )
1777                                                found->second.ambiguous = true;
1778                                        }
1779                                } else {
1780                                        // xxx - can satisfyAssertions increase the cost?
1781                                        PRINT(
1782                                                std::cerr << "cost " << newCand->cost << " loses to "
1783                                                        << found->second.candidate->cost << std::endl;
1784                                        )
1785                                }
1786                        } else {
1787                                selected.emplace_hint( found, mangleName, newCand );
1788                        }
1789                }
1790        }
1791
1792        // report unambiguous min-cost candidates
1793        // CandidateList out;
1794        for ( auto & target : selected ) {
1795                if ( target.second.ambiguous ) continue;
1796
1797                CandidateRef cand = target.second.candidate;
1798
1799                ast::ptr< ast::Type > newResult = cand->expr->result;
1800                cand->env.applyFree( newResult );
1801                cand->expr = ast::mutate_field(
1802                        cand->expr.get(), &ast::Expr::result, std::move( newResult ) );
1803
1804                out.emplace_back( cand );
1805        }
1806        // if everything is lost in satisfyAssertions, report the error
1807        return !selected.empty();
1808}
1809
1810void CandidateFinder::find( const ast::Expr * expr, ResolvMode mode ) {
1811        // Find alternatives for expression
1812        ast::Pass<Finder> finder{ *this };
1813        expr->accept( finder );
1814
1815        if ( mode.failFast && candidates.empty() ) {
1816                switch(finder.core.reason.code) {
1817                case Finder::NotFound:
1818                        { SemanticError( expr, "No alternatives for expression " ); break; }
1819                case Finder::NoMatch:
1820                        { SemanticError( expr, "Invalid application of existing declaration(s) in expression " ); break; }
1821                case Finder::ArgsToFew:
1822                case Finder::ArgsToMany:
1823                case Finder::RetsToFew:
1824                case Finder::RetsToMany:
1825                case Finder::NoReason:
1826                default:
1827                        { SemanticError( expr->location, "No reasonable alternatives for expression : reasons unkown" ); }
1828                }
1829        }
1830
1831        /*
1832        if ( mode.satisfyAssns || mode.prune ) {
1833                // trim candidates to just those where the assertions are satisfiable
1834                // - necessary pre-requisite to pruning
1835                CandidateList satisfied;
1836                std::vector< std::string > errors;
1837                for ( CandidateRef & candidate : candidates ) {
1838                        satisfyAssertions( candidate, localSyms, satisfied, errors );
1839                }
1840
1841                // fail early if none such
1842                if ( mode.failFast && satisfied.empty() ) {
1843                        std::ostringstream stream;
1844                        stream << "No alternatives with satisfiable assertions for " << expr << "\n";
1845                        for ( const auto& err : errors ) {
1846                                stream << err;
1847                        }
1848                        SemanticError( expr->location, stream.str() );
1849                }
1850
1851                // reset candidates
1852                candidates = move( satisfied );
1853        }
1854        */
1855
1856        if ( mode.prune ) {
1857                // trim candidates to single best one
1858                PRINT(
1859                        std::cerr << "alternatives before prune:" << std::endl;
1860                        print( std::cerr, candidates );
1861                )
1862
1863                CandidateList pruned;
1864                std::vector<std::string> errors;
1865                bool found = pruneCandidates( candidates, pruned, errors );
1866
1867                if ( mode.failFast && pruned.empty() ) {
1868                        std::ostringstream stream;
1869                        if (found) {
1870                                CandidateList winners = findMinCost( candidates );
1871                                stream << "Cannot choose between " << winners.size() << " alternatives for "
1872                                        "expression\n";
1873                                ast::print( stream, expr );
1874                                stream << " Alternatives are:\n";
1875                                print( stream, winners, 1 );
1876                                SemanticError( expr->location, stream.str() );
1877                        }
1878                        else {
1879                                stream << "No alternatives with satisfiable assertions for " << expr << "\n";
1880                                for ( const auto& err : errors ) {
1881                                        stream << err;
1882                                }
1883                                SemanticError( expr->location, stream.str() );
1884                        }
1885                }
1886
1887                auto oldsize = candidates.size();
1888                candidates = std::move( pruned );
1889
1890                PRINT(
1891                        std::cerr << "there are " << oldsize << " alternatives before elimination" << std::endl;
1892                )
1893                PRINT(
1894                        std::cerr << "there are " << candidates.size() << " alternatives after elimination"
1895                                << std::endl;
1896                )
1897        }
1898
1899        // adjust types after pruning so that types substituted by pruneAlternatives are correctly
1900        // adjusted
1901        if ( mode.adjust ) {
1902                for ( CandidateRef & r : candidates ) {
1903                        r->expr = ast::mutate_field(
1904                                r->expr.get(), &ast::Expr::result,
1905                                adjustExprType( r->expr->result, r->env, context.symtab ) );
1906                }
1907        }
1908
1909        // Central location to handle gcc extension keyword, etc. for all expressions
1910        for ( CandidateRef & r : candidates ) {
1911                if ( r->expr->extension != expr->extension ) {
1912                        r->expr.get_and_mutate()->extension = expr->extension;
1913                }
1914        }
1915}
1916
1917std::vector< CandidateFinder > CandidateFinder::findSubExprs(
1918        const std::vector< ast::ptr< ast::Expr > > & xs
1919) {
1920        std::vector< CandidateFinder > out;
1921
1922        for ( const auto & x : xs ) {
1923                out.emplace_back( context, env );
1924                out.back().find( x, ResolvMode::withAdjustment() );
1925
1926                PRINT(
1927                        std::cerr << "findSubExprs" << std::endl;
1928                        print( std::cerr, out.back().candidates );
1929                )
1930        }
1931
1932        return out;
1933}
1934
1935const ast::Expr * referenceToRvalueConversion( const ast::Expr * expr, Cost & cost ) {
1936        if ( expr->result.as< ast::ReferenceType >() ) {
1937                // cast away reference from expr
1938                cost.incReference();
1939                return new ast::CastExpr{ expr, expr->result->stripReferences() };
1940        }
1941
1942        return expr;
1943}
1944
1945Cost computeConversionCost(
1946        const ast::Type * argType, const ast::Type * paramType, bool argIsLvalue,
1947        const ast::SymbolTable & symtab, const ast::TypeEnvironment & env
1948) {
1949        PRINT(
1950                std::cerr << std::endl << "converting ";
1951                ast::print( std::cerr, argType, 2 );
1952                std::cerr << std::endl << " to ";
1953                ast::print( std::cerr, paramType, 2 );
1954                std::cerr << std::endl << "environment is: ";
1955                ast::print( std::cerr, env, 2 );
1956                std::cerr << std::endl;
1957        )
1958        Cost convCost = conversionCost( argType, paramType, argIsLvalue, symtab, env );
1959        PRINT(
1960                std::cerr << std::endl << "cost is " << convCost << std::endl;
1961        )
1962        if ( convCost == Cost::infinity ) return convCost;
1963        convCost.incPoly( polyCost( paramType, symtab, env ) + polyCost( argType, symtab, env ) );
1964        PRINT(
1965                std::cerr << "cost with polycost is " << convCost << std::endl;
1966        )
1967        return convCost;
1968}
1969
1970} // namespace ResolvExpr
1971
1972// Local Variables: //
1973// tab-width: 4 //
1974// mode: c++ //
1975// compile-command: "make install" //
1976// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.