1 // -*- C++ -*-
2 //===----------------------------------------------------------------------===//
3 //
4 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
5 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
6 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 
10 #ifndef _LIBCPP___FUNCTIONAL_FUNCTION_H
11 #define _LIBCPP___FUNCTIONAL_FUNCTION_H
12 
13 #include <__assert>
14 #include <__config>
15 #include <__exception/exception.h>
16 #include <__functional/binary_function.h>
17 #include <__functional/invoke.h>
18 #include <__functional/unary_function.h>
19 #include <__iterator/iterator_traits.h>
20 #include <__memory/addressof.h>
21 #include <__memory/allocator.h>
22 #include <__memory/allocator_destructor.h>
23 #include <__memory/allocator_traits.h>
24 #include <__memory/builtin_new_allocator.h>
25 #include <__memory/compressed_pair.h>
26 #include <__memory/unique_ptr.h>
27 #include <__type_traits/aligned_storage.h>
28 #include <__type_traits/decay.h>
29 #include <__type_traits/is_core_convertible.h>
30 #include <__type_traits/is_scalar.h>
31 #include <__type_traits/is_trivially_copy_constructible.h>
32 #include <__type_traits/is_trivially_destructible.h>
33 #include <__type_traits/is_void.h>
34 #include <__type_traits/strip_signature.h>
35 #include <__utility/forward.h>
36 #include <__utility/move.h>
37 #include <__utility/piecewise_construct.h>
38 #include <__utility/swap.h>
39 #include <__verbose_abort>
40 #include <new>
41 #include <tuple>
42 #include <typeinfo>
43 
44 #if !defined(_LIBCPP_HAS_NO_PRAGMA_SYSTEM_HEADER)
45 #  pragma GCC system_header
46 #endif
47 
48 _LIBCPP_PUSH_MACROS
49 #include <__undef_macros>
50 
51 #ifndef _LIBCPP_CXX03_LANG
52 
53 _LIBCPP_BEGIN_NAMESPACE_STD
54 
55 // bad_function_call
56 
57 _LIBCPP_DIAGNOSTIC_PUSH
58 _LIBCPP_CLANG_DIAGNOSTIC_IGNORED("-Wweak-vtables")
59 class _LIBCPP_EXPORTED_FROM_ABI bad_function_call : public exception {
60 public:
61   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI bad_function_call() _NOEXCEPT                                    = default;
62   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI bad_function_call(const bad_function_call&) _NOEXCEPT            = default;
63   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI bad_function_call& operator=(const bad_function_call&) _NOEXCEPT = default;
64 // Note that when a key function is not used, every translation unit that uses
65 // bad_function_call will end up containing a weak definition of the vtable and
66 // typeinfo.
67 #  ifdef _LIBCPP_ABI_BAD_FUNCTION_CALL_KEY_FUNCTION
68   ~bad_function_call() _NOEXCEPT override;
69 #  else
70   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI_VIRTUAL ~bad_function_call() _NOEXCEPT override {}
71 #  endif
72 
73 #  ifdef _LIBCPP_ABI_BAD_FUNCTION_CALL_GOOD_WHAT_MESSAGE
74   const char* what() const _NOEXCEPT override;
75 #  endif
76 };
77 _LIBCPP_DIAGNOSTIC_POP
78 
79 _LIBCPP_NORETURN inline _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI void __throw_bad_function_call() {
80 #  ifndef _LIBCPP_HAS_NO_EXCEPTIONS
81   throw bad_function_call();
82 #  else
83   _LIBCPP_VERBOSE_ABORT("bad_function_call was thrown in -fno-exceptions mode");
84 #  endif
85 }
86 
87 template <class _Fp>
88 class _LIBCPP_TEMPLATE_VIS function; // undefined
89 
90 namespace __function {
91 
92 template <class _Rp>
93 struct __maybe_derive_from_unary_function {};
94 
95 template <class _Rp, class _A1>
96 struct __maybe_derive_from_unary_function<_Rp(_A1)> : public __unary_function<_A1, _Rp> {};
97 
98 template <class _Rp>
99 struct __maybe_derive_from_binary_function {};
100 
101 template <class _Rp, class _A1, class _A2>
102 struct __maybe_derive_from_binary_function<_Rp(_A1, _A2)> : public __binary_function<_A1, _A2, _Rp> {};
103 
104 template <class _Fp>
105 _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI bool __not_null(_Fp const&) {
106   return true;
107 }
108 
109 template <class _Fp>
110 _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI bool __not_null(_Fp* __ptr) {
111   return __ptr;
112 }
113 
114 template <class _Ret, class _Class>
115 _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI bool __not_null(_Ret _Class::*__ptr) {
116   return __ptr;
117 }
118 
119 template <class _Fp>
120 _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI bool __not_null(function<_Fp> const& __f) {
121   return !!__f;
122 }
123 
124 #  ifdef _LIBCPP_HAS_EXTENSION_BLOCKS
125 template <class _Rp, class... _Args>
126 _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI bool __not_null(_Rp (^__p)(_Args...)) {
127   return __p;
128 }
129 #  endif
130 
131 } // namespace __function
132 
133 namespace __function {
134 
135 // __alloc_func holds a functor and an allocator.
136 
137 template <class _Fp, class _Ap, class _FB>
138 class __alloc_func;
139 template <class _Fp, class _FB>
140 class __default_alloc_func;
141 
142 template <class _Fp, class _Ap, class _Rp, class... _ArgTypes>
143 class __alloc_func<_Fp, _Ap, _Rp(_ArgTypes...)> {
144   __compressed_pair<_Fp, _Ap> __f_;
145 
146 public:
147   typedef _LIBCPP_NODEBUG _Fp _Target;
148   typedef _LIBCPP_NODEBUG _Ap _Alloc;
149 
150   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI const _Target& __target() const { return __f_.first(); }
151 
152   // WIN32 APIs may define __allocator, so use __get_allocator instead.
153   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI const _Alloc& __get_allocator() const { return __f_.second(); }
154 
155   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit __alloc_func(_Target&& __f)
156       : __f_(piecewise_construct, std::forward_as_tuple(std::move(__f)), std::forward_as_tuple()) {}
157 
158   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit __alloc_func(const _Target& __f, const _Alloc& __a)
159       : __f_(piecewise_construct, std::forward_as_tuple(__f), std::forward_as_tuple(__a)) {}
160 
161   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit __alloc_func(const _Target& __f, _Alloc&& __a)
162       : __f_(piecewise_construct, std::forward_as_tuple(__f), std::forward_as_tuple(std::move(__a))) {}
163 
164   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit __alloc_func(_Target&& __f, _Alloc&& __a)
165       : __f_(piecewise_construct, std::forward_as_tuple(std::move(__f)), std::forward_as_tuple(std::move(__a))) {}
166 
167   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI _Rp operator()(_ArgTypes&&... __arg) {
168     typedef __invoke_void_return_wrapper<_Rp> _Invoker;
169     return _Invoker::__call(__f_.first(), std::forward<_ArgTypes>(__arg)...);
170   }
171 
172   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __alloc_func* __clone() const {
173     typedef allocator_traits<_Alloc> __alloc_traits;
174     typedef __rebind_alloc<__alloc_traits, __alloc_func> _AA;
175     _AA __a(__f_.second());
176     typedef __allocator_destructor<_AA> _Dp;
177     unique_ptr<__alloc_func, _Dp> __hold(__a.allocate(1), _Dp(__a, 1));
178     ::new ((void*)__hold.get()) __alloc_func(__f_.first(), _Alloc(__a));
179     return __hold.release();
180   }
181 
182   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI void destroy() _NOEXCEPT { __f_.~__compressed_pair<_Target, _Alloc>(); }
183 
184   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI static void __destroy_and_delete(__alloc_func* __f) {
185     typedef allocator_traits<_Alloc> __alloc_traits;
186     typedef __rebind_alloc<__alloc_traits, __alloc_func> _FunAlloc;
187     _FunAlloc __a(__f->__get_allocator());
188     __f->destroy();
189     __a.deallocate(__f, 1);
190   }
191 };
192 
193 template <class _Fp, class _Rp, class... _ArgTypes>
194 class __default_alloc_func<_Fp, _Rp(_ArgTypes...)> {
195   _Fp __f_;
196 
197 public:
198   typedef _LIBCPP_NODEBUG _Fp _Target;
199 
200   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI const _Target& __target() const { return __f_; }
201 
202   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit __default_alloc_func(_Target&& __f) : __f_(std::move(__f)) {}
203 
204   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit __default_alloc_func(const _Target& __f) : __f_(__f) {}
205 
206   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI _Rp operator()(_ArgTypes&&... __arg) {
207     typedef __invoke_void_return_wrapper<_Rp> _Invoker;
208     return _Invoker::__call(__f_, std::forward<_ArgTypes>(__arg)...);
209   }
210 
211   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __default_alloc_func* __clone() const {
212     __builtin_new_allocator::__holder_t __hold = __builtin_new_allocator::__allocate_type<__default_alloc_func>(1);
213     __default_alloc_func* __res                = ::new ((void*)__hold.get()) __default_alloc_func(__f_);
214     (void)__hold.release();
215     return __res;
216   }
217 
218   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI void destroy() _NOEXCEPT { __f_.~_Target(); }
219 
220   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI static void __destroy_and_delete(__default_alloc_func* __f) {
221     __f->destroy();
222     __builtin_new_allocator::__deallocate_type<__default_alloc_func>(__f, 1);
223   }
224 };
225 
226 // __base provides an abstract interface for copyable functors.
227 
228 template <class _Fp>
229 class _LIBCPP_TEMPLATE_VIS __base;
230 
231 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
232 class __base<_Rp(_ArgTypes...)> {
233   __base(const __base&);
234   __base& operator=(const __base&);
235 
236 public:
237   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __base() {}
238   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI_VIRTUAL virtual ~__base() {}
239   virtual __base* __clone() const             = 0;
240   virtual void __clone(__base*) const         = 0;
241   virtual void destroy() _NOEXCEPT            = 0;
242   virtual void destroy_deallocate() _NOEXCEPT = 0;
243   virtual _Rp operator()(_ArgTypes&&...)      = 0;
244 #  ifndef _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
245   virtual const void* target(const type_info&) const _NOEXCEPT = 0;
246   virtual const std::type_info& target_type() const _NOEXCEPT  = 0;
247 #  endif // _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
248 };
249 
250 // __func implements __base for a given functor type.
251 
252 template <class _FD, class _Alloc, class _FB>
253 class __func;
254 
255 template <class _Fp, class _Alloc, class _Rp, class... _ArgTypes>
256 class __func<_Fp, _Alloc, _Rp(_ArgTypes...)> : public __base<_Rp(_ArgTypes...)> {
257   __alloc_func<_Fp, _Alloc, _Rp(_ArgTypes...)> __f_;
258 
259 public:
260   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit __func(_Fp&& __f) : __f_(std::move(__f)) {}
261 
262   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit __func(const _Fp& __f, const _Alloc& __a) : __f_(__f, __a) {}
263 
264   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit __func(const _Fp& __f, _Alloc&& __a) : __f_(__f, std::move(__a)) {}
265 
266   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit __func(_Fp&& __f, _Alloc&& __a) : __f_(std::move(__f), std::move(__a)) {}
267 
268   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI_VIRTUAL virtual __base<_Rp(_ArgTypes...)>* __clone() const;
269   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI_VIRTUAL virtual void __clone(__base<_Rp(_ArgTypes...)>*) const;
270   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI_VIRTUAL virtual void destroy() _NOEXCEPT;
271   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI_VIRTUAL virtual void destroy_deallocate() _NOEXCEPT;
272   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI_VIRTUAL virtual _Rp operator()(_ArgTypes&&... __arg);
273 #  ifndef _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
274   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI_VIRTUAL virtual const void* target(const type_info&) const _NOEXCEPT;
275   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI_VIRTUAL virtual const std::type_info& target_type() const _NOEXCEPT;
276 #  endif // _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
277 };
278 
279 template <class _Fp, class _Alloc, class _Rp, class... _ArgTypes>
280 __base<_Rp(_ArgTypes...)>* __func<_Fp, _Alloc, _Rp(_ArgTypes...)>::__clone() const {
281   typedef allocator_traits<_Alloc> __alloc_traits;
282   typedef __rebind_alloc<__alloc_traits, __func> _Ap;
283   _Ap __a(__f_.__get_allocator());
284   typedef __allocator_destructor<_Ap> _Dp;
285   unique_ptr<__func, _Dp> __hold(__a.allocate(1), _Dp(__a, 1));
286   ::new ((void*)__hold.get()) __func(__f_.__target(), _Alloc(__a));
287   return __hold.release();
288 }
289 
290 template <class _Fp, class _Alloc, class _Rp, class... _ArgTypes>
291 void __func<_Fp, _Alloc, _Rp(_ArgTypes...)>::__clone(__base<_Rp(_ArgTypes...)>* __p) const {
292   ::new ((void*)__p) __func(__f_.__target(), __f_.__get_allocator());
293 }
294 
295 template <class _Fp, class _Alloc, class _Rp, class... _ArgTypes>
296 void __func<_Fp, _Alloc, _Rp(_ArgTypes...)>::destroy() _NOEXCEPT {
297   __f_.destroy();
298 }
299 
300 template <class _Fp, class _Alloc, class _Rp, class... _ArgTypes>
301 void __func<_Fp, _Alloc, _Rp(_ArgTypes...)>::destroy_deallocate() _NOEXCEPT {
302   typedef allocator_traits<_Alloc> __alloc_traits;
303   typedef __rebind_alloc<__alloc_traits, __func> _Ap;
304   _Ap __a(__f_.__get_allocator());
305   __f_.destroy();
306   __a.deallocate(this, 1);
307 }
308 
309 template <class _Fp, class _Alloc, class _Rp, class... _ArgTypes>
310 _Rp __func<_Fp, _Alloc, _Rp(_ArgTypes...)>::operator()(_ArgTypes&&... __arg) {
311   return __f_(std::forward<_ArgTypes>(__arg)...);
312 }
313 
314 #  ifndef _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
315 
316 template <class _Fp, class _Alloc, class _Rp, class... _ArgTypes>
317 const void* __func<_Fp, _Alloc, _Rp(_ArgTypes...)>::target(const type_info& __ti) const _NOEXCEPT {
318   if (__ti == typeid(_Fp))
319     return std::addressof(__f_.__target());
320   return nullptr;
321 }
322 
323 template <class _Fp, class _Alloc, class _Rp, class... _ArgTypes>
324 const std::type_info& __func<_Fp, _Alloc, _Rp(_ArgTypes...)>::target_type() const _NOEXCEPT {
325   return typeid(_Fp);
326 }
327 
328 #  endif // _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
329 
330 // __value_func creates a value-type from a __func.
331 
332 template <class _Fp>
333 class __value_func;
334 
335 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
336 class __value_func<_Rp(_ArgTypes...)> {
337   _LIBCPP_SUPPRESS_DEPRECATED_PUSH
338   typename aligned_storage<3 * sizeof(void*)>::type __buf_;
339   _LIBCPP_SUPPRESS_DEPRECATED_POP
340 
341   typedef __base<_Rp(_ArgTypes...)> __func;
342   __func* __f_;
343 
344   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI _LIBCPP_NO_CFI static __func* __as_base(void* __p) { return reinterpret_cast<__func*>(__p); }
345 
346 public:
347   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __value_func() _NOEXCEPT : __f_(nullptr) {}
348 
349   template <class _Fp, class _Alloc>
350   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __value_func(_Fp&& __f, const _Alloc& __a) : __f_(nullptr) {
351     typedef allocator_traits<_Alloc> __alloc_traits;
352     typedef __function::__func<_Fp, _Alloc, _Rp(_ArgTypes...)> _Fun;
353     typedef __rebind_alloc<__alloc_traits, _Fun> _FunAlloc;
354 
355     if (__function::__not_null(__f)) {
356       _FunAlloc __af(__a);
357       if (sizeof(_Fun) <= sizeof(__buf_) && is_nothrow_copy_constructible<_Fp>::value &&
358           is_nothrow_copy_constructible<_FunAlloc>::value) {
359         __f_ = ::new ((void*)&__buf_) _Fun(std::move(__f), _Alloc(__af));
360       } else {
361         typedef __allocator_destructor<_FunAlloc> _Dp;
362         unique_ptr<__func, _Dp> __hold(__af.allocate(1), _Dp(__af, 1));
363         ::new ((void*)__hold.get()) _Fun(std::move(__f), _Alloc(__a));
364         __f_ = __hold.release();
365       }
366     }
367   }
368 
369   template <class _Fp, __enable_if_t<!is_same<__decay_t<_Fp>, __value_func>::value, int> = 0>
370   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit __value_func(_Fp&& __f) : __value_func(std::forward<_Fp>(__f), allocator<_Fp>()) {}
371 
372   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __value_func(const __value_func& __f) {
373     if (__f.__f_ == nullptr)
374       __f_ = nullptr;
375     else if ((void*)__f.__f_ == &__f.__buf_) {
376       __f_ = __as_base(&__buf_);
377       __f.__f_->__clone(__f_);
378     } else
379       __f_ = __f.__f_->__clone();
380   }
381 
382   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __value_func(__value_func&& __f) _NOEXCEPT {
383     if (__f.__f_ == nullptr)
384       __f_ = nullptr;
385     else if ((void*)__f.__f_ == &__f.__buf_) {
386       __f_ = __as_base(&__buf_);
387       __f.__f_->__clone(__f_);
388     } else {
389       __f_     = __f.__f_;
390       __f.__f_ = nullptr;
391     }
392   }
393 
394   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI ~__value_func() {
395     if ((void*)__f_ == &__buf_)
396       __f_->destroy();
397     else if (__f_)
398       __f_->destroy_deallocate();
399   }
400 
401   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __value_func& operator=(__value_func&& __f) {
402     *this = nullptr;
403     if (__f.__f_ == nullptr)
404       __f_ = nullptr;
405     else if ((void*)__f.__f_ == &__f.__buf_) {
406       __f_ = __as_base(&__buf_);
407       __f.__f_->__clone(__f_);
408     } else {
409       __f_     = __f.__f_;
410       __f.__f_ = nullptr;
411     }
412     return *this;
413   }
414 
415   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __value_func& operator=(nullptr_t) {
416     __func* __f = __f_;
417     __f_        = nullptr;
418     if ((void*)__f == &__buf_)
419       __f->destroy();
420     else if (__f)
421       __f->destroy_deallocate();
422     return *this;
423   }
424 
425   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI _Rp operator()(_ArgTypes&&... __args) const {
426     if (__f_ == nullptr)
427       __throw_bad_function_call();
428     return (*__f_)(std::forward<_ArgTypes>(__args)...);
429   }
430 
431   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI void swap(__value_func& __f) _NOEXCEPT {
432     if (&__f == this)
433       return;
434     if ((void*)__f_ == &__buf_ && (void*)__f.__f_ == &__f.__buf_) {
435       _LIBCPP_SUPPRESS_DEPRECATED_PUSH
436       typename aligned_storage<sizeof(__buf_)>::type __tempbuf;
437       _LIBCPP_SUPPRESS_DEPRECATED_POP
438       __func* __t = __as_base(&__tempbuf);
439       __f_->__clone(__t);
440       __f_->destroy();
441       __f_ = nullptr;
442       __f.__f_->__clone(__as_base(&__buf_));
443       __f.__f_->destroy();
444       __f.__f_ = nullptr;
445       __f_     = __as_base(&__buf_);
446       __t->__clone(__as_base(&__f.__buf_));
447       __t->destroy();
448       __f.__f_ = __as_base(&__f.__buf_);
449     } else if ((void*)__f_ == &__buf_) {
450       __f_->__clone(__as_base(&__f.__buf_));
451       __f_->destroy();
452       __f_     = __f.__f_;
453       __f.__f_ = __as_base(&__f.__buf_);
454     } else if ((void*)__f.__f_ == &__f.__buf_) {
455       __f.__f_->__clone(__as_base(&__buf_));
456       __f.__f_->destroy();
457       __f.__f_ = __f_;
458       __f_     = __as_base(&__buf_);
459     } else
460       std::swap(__f_, __f.__f_);
461   }
462 
463   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit operator bool() const _NOEXCEPT { return __f_ != nullptr; }
464 
465 #  ifndef _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
466   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI const std::type_info& target_type() const _NOEXCEPT {
467     if (__f_ == nullptr)
468       return typeid(void);
469     return __f_->target_type();
470   }
471 
472   template <typename _Tp>
473   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI const _Tp* target() const _NOEXCEPT {
474     if (__f_ == nullptr)
475       return nullptr;
476     return (const _Tp*)__f_->target(typeid(_Tp));
477   }
478 #  endif // _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
479 };
480 
481 // Storage for a functor object, to be used with __policy to manage copy and
482 // destruction.
483 union __policy_storage {
484   mutable char __small[sizeof(void*) * 2];
485   void* __large;
486 };
487 
488 // True if _Fun can safely be held in __policy_storage.__small.
489 template <typename _Fun>
490 struct __use_small_storage
491     : public integral_constant<
492           bool,
493           sizeof(_Fun) <= sizeof(__policy_storage)&& _LIBCPP_ALIGNOF(_Fun) <= _LIBCPP_ALIGNOF(__policy_storage) &&
494               is_trivially_copy_constructible<_Fun>::value && is_trivially_destructible<_Fun>::value> {};
495 
496 // Policy contains information about how to copy, destroy, and move the
497 // underlying functor. You can think of it as a vtable of sorts.
498 struct __policy {
499   // Used to copy or destroy __large values. null for trivial objects.
500   void* (*const __clone)(const void*);
501   void (*const __destroy)(void*);
502 
503   // True if this is the null policy (no value).
504   const bool __is_null;
505 
506   // The target type. May be null if RTTI is disabled.
507   const std::type_info* const __type_info;
508 
509   // Returns a pointer to a static policy object suitable for the functor
510   // type.
511   template <typename _Fun>
512   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI static const __policy* __create() {
513     return __choose_policy<_Fun>(__use_small_storage<_Fun>());
514   }
515 
516   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI static const __policy* __create_empty() {
517     static const _LIBCPP_CONSTEXPR __policy __policy = {
518         nullptr,
519         nullptr,
520         true,
521 #  ifndef _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
522         &typeid(void)
523 #  else
524         nullptr
525 #  endif
526     };
527     return &__policy;
528   }
529 
530 private:
531   template <typename _Fun>
532   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI static void* __large_clone(const void* __s) {
533     const _Fun* __f = static_cast<const _Fun*>(__s);
534     return __f->__clone();
535   }
536 
537   template <typename _Fun>
538   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI static void __large_destroy(void* __s) {
539     _Fun::__destroy_and_delete(static_cast<_Fun*>(__s));
540   }
541 
542   template <typename _Fun>
543   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI static const __policy* __choose_policy(/* is_small = */ false_type) {
544     static const _LIBCPP_CONSTEXPR __policy __policy = {
545         &__large_clone<_Fun>,
546         &__large_destroy<_Fun>,
547         false,
548 #  ifndef _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
549         &typeid(typename _Fun::_Target)
550 #  else
551         nullptr
552 #  endif
553     };
554     return &__policy;
555   }
556 
557   template <typename _Fun>
558   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI static const __policy* __choose_policy(/* is_small = */ true_type) {
559     static const _LIBCPP_CONSTEXPR __policy __policy = {
560         nullptr,
561         nullptr,
562         false,
563 #  ifndef _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
564         &typeid(typename _Fun::_Target)
565 #  else
566         nullptr
567 #  endif
568     };
569     return &__policy;
570   }
571 };
572 
573 // Used to choose between perfect forwarding or pass-by-value. Pass-by-value is
574 // faster for types that can be passed in registers.
575 template <typename _Tp>
576 using __fast_forward = __conditional_t<is_scalar<_Tp>::value, _Tp, _Tp&&>;
577 
578 // __policy_invoker calls an instance of __alloc_func held in __policy_storage.
579 
580 template <class _Fp>
581 struct __policy_invoker;
582 
583 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
584 struct __policy_invoker<_Rp(_ArgTypes...)> {
585   typedef _Rp (*__Call)(const __policy_storage*, __fast_forward<_ArgTypes>...);
586 
587   __Call __call_;
588 
589   // Creates an invoker that throws bad_function_call.
590   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __policy_invoker() : __call_(&__call_empty) {}
591 
592   // Creates an invoker that calls the given instance of __func.
593   template <typename _Fun>
594   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI static __policy_invoker __create() {
595     return __policy_invoker(&__call_impl<_Fun>);
596   }
597 
598 private:
599   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit __policy_invoker(__Call __c) : __call_(__c) {}
600 
601   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI static _Rp __call_empty(const __policy_storage*, __fast_forward<_ArgTypes>...) {
602     __throw_bad_function_call();
603   }
604 
605   template <typename _Fun>
606   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI static _Rp __call_impl(const __policy_storage* __buf, __fast_forward<_ArgTypes>... __args) {
607     _Fun* __f = reinterpret_cast<_Fun*>(__use_small_storage<_Fun>::value ? &__buf->__small : __buf->__large);
608     return (*__f)(std::forward<_ArgTypes>(__args)...);
609   }
610 };
611 
612 // __policy_func uses a __policy and __policy_invoker to create a type-erased,
613 // copyable functor.
614 
615 template <class _Fp>
616 class __policy_func;
617 
618 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
619 class __policy_func<_Rp(_ArgTypes...)> {
620   // Inline storage for small objects.
621   __policy_storage __buf_;
622 
623   // Calls the value stored in __buf_. This could technically be part of
624   // policy, but storing it here eliminates a level of indirection inside
625   // operator().
626   typedef __function::__policy_invoker<_Rp(_ArgTypes...)> __invoker;
627   __invoker __invoker_;
628 
629   // The policy that describes how to move / copy / destroy __buf_. Never
630   // null, even if the function is empty.
631   const __policy* __policy_;
632 
633 public:
634   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __policy_func() : __policy_(__policy::__create_empty()) {}
635 
636   template <class _Fp, class _Alloc>
637   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __policy_func(_Fp&& __f, const _Alloc& __a) : __policy_(__policy::__create_empty()) {
638     typedef __alloc_func<_Fp, _Alloc, _Rp(_ArgTypes...)> _Fun;
639     typedef allocator_traits<_Alloc> __alloc_traits;
640     typedef __rebind_alloc<__alloc_traits, _Fun> _FunAlloc;
641 
642     if (__function::__not_null(__f)) {
643       __invoker_ = __invoker::template __create<_Fun>();
644       __policy_  = __policy::__create<_Fun>();
645 
646       _FunAlloc __af(__a);
647       if (__use_small_storage<_Fun>()) {
648         ::new ((void*)&__buf_.__small) _Fun(std::move(__f), _Alloc(__af));
649       } else {
650         typedef __allocator_destructor<_FunAlloc> _Dp;
651         unique_ptr<_Fun, _Dp> __hold(__af.allocate(1), _Dp(__af, 1));
652         ::new ((void*)__hold.get()) _Fun(std::move(__f), _Alloc(__af));
653         __buf_.__large = __hold.release();
654       }
655     }
656   }
657 
658   template <class _Fp, __enable_if_t<!is_same<__decay_t<_Fp>, __policy_func>::value, int> = 0>
659   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit __policy_func(_Fp&& __f) : __policy_(__policy::__create_empty()) {
660     typedef __default_alloc_func<_Fp, _Rp(_ArgTypes...)> _Fun;
661 
662     if (__function::__not_null(__f)) {
663       __invoker_ = __invoker::template __create<_Fun>();
664       __policy_  = __policy::__create<_Fun>();
665       if (__use_small_storage<_Fun>()) {
666         ::new ((void*)&__buf_.__small) _Fun(std::move(__f));
667       } else {
668         __builtin_new_allocator::__holder_t __hold = __builtin_new_allocator::__allocate_type<_Fun>(1);
669         __buf_.__large                             = ::new ((void*)__hold.get()) _Fun(std::move(__f));
670         (void)__hold.release();
671       }
672     }
673   }
674 
675   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __policy_func(const __policy_func& __f)
676       : __buf_(__f.__buf_), __invoker_(__f.__invoker_), __policy_(__f.__policy_) {
677     if (__policy_->__clone)
678       __buf_.__large = __policy_->__clone(__f.__buf_.__large);
679   }
680 
681   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __policy_func(__policy_func&& __f)
682       : __buf_(__f.__buf_), __invoker_(__f.__invoker_), __policy_(__f.__policy_) {
683     if (__policy_->__destroy) {
684       __f.__policy_  = __policy::__create_empty();
685       __f.__invoker_ = __invoker();
686     }
687   }
688 
689   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI ~__policy_func() {
690     if (__policy_->__destroy)
691       __policy_->__destroy(__buf_.__large);
692   }
693 
694   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __policy_func& operator=(__policy_func&& __f) {
695     *this          = nullptr;
696     __buf_         = __f.__buf_;
697     __invoker_     = __f.__invoker_;
698     __policy_      = __f.__policy_;
699     __f.__policy_  = __policy::__create_empty();
700     __f.__invoker_ = __invoker();
701     return *this;
702   }
703 
704   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI __policy_func& operator=(nullptr_t) {
705     const __policy* __p = __policy_;
706     __policy_           = __policy::__create_empty();
707     __invoker_          = __invoker();
708     if (__p->__destroy)
709       __p->__destroy(__buf_.__large);
710     return *this;
711   }
712 
713   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI _Rp operator()(_ArgTypes&&... __args) const {
714     return __invoker_.__call_(std::addressof(__buf_), std::forward<_ArgTypes>(__args)...);
715   }
716 
717   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI void swap(__policy_func& __f) {
718     std::swap(__invoker_, __f.__invoker_);
719     std::swap(__policy_, __f.__policy_);
720     std::swap(__buf_, __f.__buf_);
721   }
722 
723   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit operator bool() const _NOEXCEPT { return !__policy_->__is_null; }
724 
725 #  ifndef _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
726   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI const std::type_info& target_type() const _NOEXCEPT { return *__policy_->__type_info; }
727 
728   template <typename _Tp>
729   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI const _Tp* target() const _NOEXCEPT {
730     if (__policy_->__is_null || typeid(_Tp) != *__policy_->__type_info)
731       return nullptr;
732     if (__policy_->__clone) // Out of line storage.
733       return reinterpret_cast<const _Tp*>(__buf_.__large);
734     else
735       return reinterpret_cast<const _Tp*>(&__buf_.__small);
736   }
737 #  endif // _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
738 };
739 
740 #  if defined(_LIBCPP_HAS_BLOCKS_RUNTIME)
741 
742 extern "C" void* _Block_copy(const void*);
743 extern "C" void _Block_release(const void*);
744 
745 template <class _Rp1, class... _ArgTypes1, class _Alloc, class _Rp, class... _ArgTypes>
746 class __func<_Rp1 (^)(_ArgTypes1...), _Alloc, _Rp(_ArgTypes...)> : public __base<_Rp(_ArgTypes...)> {
747   typedef _Rp1 (^__block_type)(_ArgTypes1...);
748   __block_type __f_;
749 
750 public:
751   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit __func(__block_type const& __f)
752 #    ifdef _LIBCPP_HAS_OBJC_ARC
753       : __f_(__f)
754 #    else
755       : __f_(reinterpret_cast<__block_type>(__f ? _Block_copy(__f) : nullptr))
756 #    endif
757   {
758   }
759 
760   // [TODO] add && to save on a retain
761 
762   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit __func(__block_type __f, const _Alloc& /* unused */)
763 #    ifdef _LIBCPP_HAS_OBJC_ARC
764       : __f_(__f)
765 #    else
766       : __f_(reinterpret_cast<__block_type>(__f ? _Block_copy(__f) : nullptr))
767 #    endif
768   {
769   }
770 
771   virtual __base<_Rp(_ArgTypes...)>* __clone() const {
772     _LIBCPP_ASSERT_INTERNAL(
773         false,
774         "Block pointers are just pointers, so they should always fit into "
775         "std::function's small buffer optimization. This function should "
776         "never be invoked.");
777     return nullptr;
778   }
779 
780   virtual void __clone(__base<_Rp(_ArgTypes...)>* __p) const { ::new ((void*)__p) __func(__f_); }
781 
782   virtual void destroy() _NOEXCEPT {
783 #    ifndef _LIBCPP_HAS_OBJC_ARC
784     if (__f_)
785       _Block_release(__f_);
786 #    endif
787     __f_ = 0;
788   }
789 
790   virtual void destroy_deallocate() _NOEXCEPT {
791     _LIBCPP_ASSERT_INTERNAL(
792         false,
793         "Block pointers are just pointers, so they should always fit into "
794         "std::function's small buffer optimization. This function should "
795         "never be invoked.");
796   }
797 
798   virtual _Rp operator()(_ArgTypes&&... __arg) { return std::__invoke(__f_, std::forward<_ArgTypes>(__arg)...); }
799 
800 #    ifndef _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
801   virtual const void* target(type_info const& __ti) const _NOEXCEPT {
802     if (__ti == typeid(__func::__block_type))
803       return &__f_;
804     return (const void*)nullptr;
805   }
806 
807   virtual const std::type_info& target_type() const _NOEXCEPT { return typeid(__func::__block_type); }
808 #    endif // _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
809 };
810 
811 #  endif // _LIBCPP_HAS_EXTENSION_BLOCKS
812 
813 } // namespace __function
814 
815 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
816 class _LIBCPP_TEMPLATE_VIS function<_Rp(_ArgTypes...)>
817     : public __function::__maybe_derive_from_unary_function<_Rp(_ArgTypes...)>,
818       public __function::__maybe_derive_from_binary_function<_Rp(_ArgTypes...)> {
819 #  ifndef _LIBCPP_ABI_OPTIMIZED_FUNCTION
820   typedef __function::__value_func<_Rp(_ArgTypes...)> __func;
821 #  else
822   typedef __function::__policy_func<_Rp(_ArgTypes...)> __func;
823 #  endif
824 
825   __func __f_;
826 
827   template <class _Fp,
828             bool = _And< _IsNotSame<__remove_cvref_t<_Fp>, function>, __invokable<_Fp, _ArgTypes...> >::value>
829   struct __callable;
830   template <class _Fp>
831   struct __callable<_Fp, true> {
832     static const bool value =
833         is_void<_Rp>::value || __is_core_convertible<typename __invoke_of<_Fp, _ArgTypes...>::type, _Rp>::value;
834   };
835   template <class _Fp>
836   struct __callable<_Fp, false> {
837     static const bool value = false;
838   };
839 
840   template <class _Fp>
841   using _EnableIfLValueCallable = __enable_if_t<__callable<_Fp&>::value>;
842 
843 public:
844   typedef _Rp result_type;
845 
846   // construct/copy/destroy:
847   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI function() _NOEXCEPT {}
848   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI function(nullptr_t) _NOEXCEPT {}
849   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI function(const function&);
850   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI function(function&&) _NOEXCEPT;
851   template <class _Fp, class = _EnableIfLValueCallable<_Fp>>
852   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI function(_Fp);
853 
854 #  if _LIBCPP_STD_VER <= 14
855   template <class _Alloc>
856   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI function(allocator_arg_t, const _Alloc&) _NOEXCEPT {}
857   template <class _Alloc>
858   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI function(allocator_arg_t, const _Alloc&, nullptr_t) _NOEXCEPT {}
859   template <class _Alloc>
860   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI function(allocator_arg_t, const _Alloc&, const function&);
861   template <class _Alloc>
862   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI function(allocator_arg_t, const _Alloc&, function&&);
863   template <class _Fp, class _Alloc, class = _EnableIfLValueCallable<_Fp>>
864   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI function(allocator_arg_t, const _Alloc& __a, _Fp __f);
865 #  endif
866 
867   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI function& operator=(const function&);
868   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI function& operator=(function&&) _NOEXCEPT;
869   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI function& operator=(nullptr_t) _NOEXCEPT;
870   template <class _Fp, class = _EnableIfLValueCallable<__decay_t<_Fp>>>
871   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI function& operator=(_Fp&&);
872 
873   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI ~function();
874 
875   // function modifiers:
876   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI void swap(function&) _NOEXCEPT;
877 
878 #  if _LIBCPP_STD_VER <= 14
879   template <class _Fp, class _Alloc>
880   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI void assign(_Fp&& __f, const _Alloc& __a) {
881     function(allocator_arg, __a, std::forward<_Fp>(__f)).swap(*this);
882   }
883 #  endif
884 
885   // function capacity:
886   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI explicit operator bool() const _NOEXCEPT { return static_cast<bool>(__f_); }
887 
888   // deleted overloads close possible hole in the type system
889   template <class _R2, class... _ArgTypes2>
890   bool operator==(const function<_R2(_ArgTypes2...)>&) const = delete;
891 #  if _LIBCPP_STD_VER <= 17
892   template <class _R2, class... _ArgTypes2>
893   bool operator!=(const function<_R2(_ArgTypes2...)>&) const = delete;
894 #  endif
895 
896 public:
897   // function invocation:
898   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI _Rp operator()(_ArgTypes...) const;
899 
900 #  ifndef _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
901   // function target access:
902   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI const std::type_info& target_type() const _NOEXCEPT;
903   template <typename _Tp>
904   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI _Tp* target() _NOEXCEPT;
905   template <typename _Tp>
906   _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI const _Tp* target() const _NOEXCEPT;
907 #  endif // _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
908 };
909 
910 #  if _LIBCPP_STD_VER >= 17
911 template <class _Rp, class... _Ap>
912 function(_Rp (*)(_Ap...)) -> function<_Rp(_Ap...)>;
913 
914 template <class _Fp, class _Stripped = typename __strip_signature<decltype(&_Fp::operator())>::type>
915 function(_Fp) -> function<_Stripped>;
916 #  endif // _LIBCPP_STD_VER >= 17
917 
918 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
919 function<_Rp(_ArgTypes...)>::function(const function& __f) : __f_(__f.__f_) {}
920 
921 #  if _LIBCPP_STD_VER <= 14
922 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
923 template <class _Alloc>
924 function<_Rp(_ArgTypes...)>::function(allocator_arg_t, const _Alloc&, const function& __f) : __f_(__f.__f_) {}
925 #  endif
926 
927 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
928 function<_Rp(_ArgTypes...)>::function(function&& __f) _NOEXCEPT : __f_(std::move(__f.__f_)) {}
929 
930 #  if _LIBCPP_STD_VER <= 14
931 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
932 template <class _Alloc>
933 function<_Rp(_ArgTypes...)>::function(allocator_arg_t, const _Alloc&, function&& __f) : __f_(std::move(__f.__f_)) {}
934 #  endif
935 
936 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
937 template <class _Fp, class>
938 function<_Rp(_ArgTypes...)>::function(_Fp __f) : __f_(std::move(__f)) {}
939 
940 #  if _LIBCPP_STD_VER <= 14
941 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
942 template <class _Fp, class _Alloc, class>
943 function<_Rp(_ArgTypes...)>::function(allocator_arg_t, const _Alloc& __a, _Fp __f) : __f_(std::move(__f), __a) {}
944 #  endif
945 
946 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
947 function<_Rp(_ArgTypes...)>& function<_Rp(_ArgTypes...)>::operator=(const function& __f) {
948   function(__f).swap(*this);
949   return *this;
950 }
951 
952 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
953 function<_Rp(_ArgTypes...)>& function<_Rp(_ArgTypes...)>::operator=(function&& __f) _NOEXCEPT {
954   __f_ = std::move(__f.__f_);
955   return *this;
956 }
957 
958 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
959 function<_Rp(_ArgTypes...)>& function<_Rp(_ArgTypes...)>::operator=(nullptr_t) _NOEXCEPT {
960   __f_ = nullptr;
961   return *this;
962 }
963 
964 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
965 template <class _Fp, class>
966 function<_Rp(_ArgTypes...)>& function<_Rp(_ArgTypes...)>::operator=(_Fp&& __f) {
967   function(std::forward<_Fp>(__f)).swap(*this);
968   return *this;
969 }
970 
971 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
972 function<_Rp(_ArgTypes...)>::~function() {}
973 
974 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
975 void function<_Rp(_ArgTypes...)>::swap(function& __f) _NOEXCEPT {
976   __f_.swap(__f.__f_);
977 }
978 
979 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
980 _Rp function<_Rp(_ArgTypes...)>::operator()(_ArgTypes... __arg) const {
981   return __f_(std::forward<_ArgTypes>(__arg)...);
982 }
983 
984 #  ifndef _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
985 
986 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
987 const std::type_info& function<_Rp(_ArgTypes...)>::target_type() const _NOEXCEPT {
988   return __f_.target_type();
989 }
990 
991 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
992 template <typename _Tp>
993 _Tp* function<_Rp(_ArgTypes...)>::target() _NOEXCEPT {
994   return (_Tp*)(__f_.template target<_Tp>());
995 }
996 
997 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
998 template <typename _Tp>
999 const _Tp* function<_Rp(_ArgTypes...)>::target() const _NOEXCEPT {
1000   return __f_.template target<_Tp>();
1001 }
1002 
1003 #  endif // _LIBCPP_HAS_NO_RTTI
1004 
1005 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
1006 inline _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI bool operator==(const function<_Rp(_ArgTypes...)>& __f, nullptr_t) _NOEXCEPT {
1007   return !__f;
1008 }
1009 
1010 #  if _LIBCPP_STD_VER <= 17
1011 
1012 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
1013 inline _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI bool operator==(nullptr_t, const function<_Rp(_ArgTypes...)>& __f) _NOEXCEPT {
1014   return !__f;
1015 }
1016 
1017 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
1018 inline _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI bool operator!=(const function<_Rp(_ArgTypes...)>& __f, nullptr_t) _NOEXCEPT {
1019   return (bool)__f;
1020 }
1021 
1022 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
1023 inline _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI bool operator!=(nullptr_t, const function<_Rp(_ArgTypes...)>& __f) _NOEXCEPT {
1024   return (bool)__f;
1025 }
1026 
1027 #  endif // _LIBCPP_STD_VER <= 17
1028 
1029 template <class _Rp, class... _ArgTypes>
1030 inline _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI void swap(function<_Rp(_ArgTypes...)>& __x, function<_Rp(_ArgTypes...)>& __y) _NOEXCEPT {
1031   return __x.swap(__y);
1032 }
1033 
1034 _LIBCPP_END_NAMESPACE_STD
1035 
1036 #endif // _LIBCPP_CXX03_LANG
1037 
1038 _LIBCPP_POP_MACROS
1039 
1040 #endif // _LIBCPP___FUNCTIONAL_FUNCTION_H
1041