mcs/class/referencesource/System.Core/Microsoft/Scripting/Ast/LambdaExpression.cs

   1 /* ****************************************************************************
   2  *
   3  * Copyright (c) Microsoft Corporation.
   4  *
   5  * This source code is subject to terms and conditions of the Apache License, Version 2.0. A
   6  * copy of the license can be found in the License.html file at the root of this distribution. If
   7  * you cannot locate the  Apache License, Version 2.0, please send an email to
   8  * dlr@microsoft.com. By using this source code in any fashion, you are agreeing to be bound
   9  * by the terms of the Apache License, Version 2.0.
  10  *
  11  * You must not remove this notice, or any other, from this software.
  12  *
  13  *
  14  * ***************************************************************************/
  15
  16 using System;
  17 using System.Collections.Generic;
  18 using System.Collections.ObjectModel;
  19 using System.Diagnostics;
  20 using System.Dynamic.Utils;
  21 using System.Reflection;
  22 using System.Reflection.Emit;
  23 using System.Threading;
  24 using System.Runtime.CompilerServices;
  25
  26 #if SILVERLIGHT
  27 using System.Core;
  28 #endif
  29
  30 #if CLR2
  31 namespace Microsoft.Scripting.Ast {
  32 #else
  33 namespace System.Linq.Expressions {
  34 #endif
  35     using Compiler;
  36
  37     /// <summary>
  38     /// Creates a <see cref="LambdaExpression"/> node.
  39     /// This captures a block of code that is similar to a .NET method body.
  40     /// </summary>
  41     /// <remarks>
  42     /// Lambda expressions take input through parameters and are expected to be fully bound.
  43     /// </remarks>
  44 #if !SILVERLIGHT
  45     [DebuggerTypeProxy(typeof(Expression.LambdaExpressionProxy))]
  46 #endif
  47     public abstract class LambdaExpression : Expression {
  48         private readonly string _name;
  49         private readonly Expression _body;
  50         private readonly ReadOnlyCollection<ParameterExpression> _parameters;
  51         private readonly Type _delegateType;
  52         private readonly bool _tailCall;
  53
  54         internal LambdaExpression(
  55             Type delegateType,
  56             string name,
  57             Expression body,
  58             bool tailCall,
  59             ReadOnlyCollection<ParameterExpression> parameters
  60         ) {
  61
  62             Debug.Assert(delegateType != null);
  63
  64             _name = name;
  65             _body = body;
  66             _parameters = parameters;
  67             _delegateType = delegateType;
  68             _tailCall = tailCall;
  69         }
  70
  71         /// <summary>
  72         /// Gets the static type of the expression that this <see cref="Expression" /> represents. (Inherited from <see cref="Expression"/>.)
  73         /// </summary>
  74         /// <returns>The <see cref="Type"/> that represents the static type of the expression.</returns>
  75         public sealed override Type Type {
  76             get { return _delegateType; }
  77         }
  78
  79         /// <summary>
  80         /// Returns the node type of this <see cref="Expression" />. (Inherited from <see cref="Expression" />.)
  81         /// </summary>
  82         /// <returns>The <see cref="ExpressionType"/> that represents this expression.</returns>
  83         public sealed override ExpressionType NodeType {
  84             get { return ExpressionType.Lambda; }
  85         }
  86
  87         /// <summary>
  88         /// Gets the parameters of the lambda expression.
  89         /// </summary>
  90         public ReadOnlyCollection<ParameterExpression> Parameters {
  91             get { return _parameters; }
  92         }
  93
  94         /// <summary>
  95         /// Gets the name of the lambda expression.
  96         /// </summary>
  97         /// <remarks>Used for debugging purposes.</remarks>
  98         public string Name {
  99             get { return _name; }
 100         }
 101
 102         /// <summary>
 103         /// Gets the body of the lambda expression.
 104         /// </summary>
 105         public Expression Body {
 106             get { return _body; }
 107         }
 108
 109         /// <summary>
 110         /// Gets the return type of the lambda expression.
 111         /// </summary>
 112         public Type ReturnType {
 113             get { return Type.GetMethod("Invoke").ReturnType; }
 114         }
 115
 116         /// <summary>
 117         /// Gets the value that indicates if the lambda expression will be compiled with
 118         /// tail call optimization.
 119         /// </summary>
 120         public bool TailCall {
 121             get { return _tailCall; }
 122         }
 123
 124         /// <summary>
 125         /// Produces a delegate that represents the lambda expression.
 126         /// </summary>
 127         /// <returns>A delegate containing the compiled version of the lambda.</returns>
 128         public Delegate Compile() {
 129             return LambdaCompiler.Compile(this, null);
 130         }
 131
 132         /// <summary>
 133         /// Produces a delegate that represents the lambda expression.
 134         /// </summary>
 135         /// <param name="debugInfoGenerator">Debugging information generator used by the compiler to mark sequence points and annotate local variables.</param>
 136         /// <returns>A delegate containing the compiled version of the lambda.</returns>
 137         public Delegate Compile(DebugInfoGenerator debugInfoGenerator) {
 138             ContractUtils.RequiresNotNull(debugInfoGenerator, "debugInfoGenerator");
 139             return LambdaCompiler.Compile(this, debugInfoGenerator);
 140         }
 141
 142         /// <summary>
 143         /// Compiles the lambda into a method definition.
 144         /// </summary>
 145         /// <param name="method">A <see cref="MethodBuilder"/> which will be used to hold the lambda's IL.</param>
 146         public void CompileToMethod(MethodBuilder method) {
 147             CompileToMethodInternal(method, null);
 148         }
 149
 150         /// <summary>
 151         /// Compiles the lambda into a method definition and custom debug information.
 152         /// </summary>
 153         /// <param name="method">A <see cref="MethodBuilder"/> which will be used to hold the lambda's IL.</param>
 154         /// <param name="debugInfoGenerator">Debugging information generator used by the compiler to mark sequence points and annotate local variables.</param>
 155         public void CompileToMethod(MethodBuilder method, DebugInfoGenerator debugInfoGenerator) {
 156             ContractUtils.RequiresNotNull(debugInfoGenerator, "debugInfoGenerator");
 157             CompileToMethodInternal(method, debugInfoGenerator);
 158         }
 159
 160         private void CompileToMethodInternal(MethodBuilder method, DebugInfoGenerator debugInfoGenerator) {
 161             ContractUtils.RequiresNotNull(method, "method");
 162             ContractUtils.Requires(method.IsStatic, "method");
 163             var type = method.DeclaringType as TypeBuilder;
 164             if (type == null) throw Error.MethodBuilderDoesNotHaveTypeBuilder();
 165
 166             LambdaCompiler.Compile(this, method, debugInfoGenerator);
 167         }
 168
 169         internal abstract LambdaExpression Accept(StackSpiller spiller);
 170     }
 171
 172     /// <summary>
 173     /// Defines a <see cref="Expression{TDelegate}"/> node.
 174     /// This captures a block of code that is similar to a .NET method body.
 175     /// </summary>
 176     /// <typeparam name="TDelegate">The type of the delegate.</typeparam>
 177     /// <remarks>
 178     /// Lambda expressions take input through parameters and are expected to be fully bound.
 179     /// </remarks>
 180     public sealed class Expression<TDelegate> : LambdaExpression {
 181         internal Expression(Expression body, string name, bool tailCall, ReadOnlyCollection<ParameterExpression> parameters)
 182             : base(typeof(TDelegate), name, body, tailCall, parameters) {
 183         }
 184
 185         /// <summary>
 186         /// Produces a delegate that represents the lambda expression.
 187         /// </summary>
 188         /// <returns>A delegate containing the compiled version of the lambda.</returns>
 189         public new TDelegate Compile() {
 190             return (TDelegate)(object)LambdaCompiler.Compile(this, null);
 191         }
 192
 193         /// <summary>
 194         /// Produces a delegate that represents the lambda expression.
 195         /// </summary>
 196         /// <param name="debugInfoGenerator">Debugging information generator used by the compiler to mark sequence points and annotate local variables.</param>
 197         /// <returns>A delegate containing the compiled version of the lambda.</returns>
 198         public new TDelegate Compile(DebugInfoGenerator debugInfoGenerator) {
 199             ContractUtils.RequiresNotNull(debugInfoGenerator, "debugInfoGenerator");
 200             return (TDelegate)(object)LambdaCompiler.Compile(this, debugInfoGenerator);
 201         }
 202
 203         /// <summary>
 204         /// Creates a new expression that is like this one, but using the
 205         /// supplied children. If all of the children are the same, it will
 206         /// return this expression.
 207         /// </summary>
 208         /// <param name="body">The <see cref="LambdaExpression.Body">Body</see> property of the result.</param>
 209         /// <param name="parameters">The <see cref="LambdaExpression.Parameters">Parameters</see> property of the result.</param>
 210         /// <returns>This expression if no children changed, or an expression with the updated children.</returns>
 211         public Expression<TDelegate> Update(Expression body, IEnumerable<ParameterExpression> parameters) {
 212             if (body == Body && parameters == Parameters) {
 213                 return this;
 214             }
 215             return Expression.Lambda<TDelegate>(body, Name, TailCall, parameters);
 216         }
 217
 218         /// <summary>
 219         /// Dispatches to the specific visit method for this node type.
 220         /// </summary>
 221         protected internal override Expression Accept(ExpressionVisitor visitor) {
 222             return visitor.VisitLambda(this);
 223         }
 224
 225         internal override LambdaExpression Accept(StackSpiller spiller) {
 226             return spiller.Rewrite(this);
 227         }
 228
 229         internal static LambdaExpression Create(Expression body, string name, bool tailCall, ReadOnlyCollection<ParameterExpression> parameters) {
 230             return new Expression<TDelegate>(body, name, tailCall, parameters);
 231         }
 232     }
 233
 234
 235     public partial class Expression {
 236
 237         /// <summary>
 238         /// Creates an Expression{T} given the delegate type. Caches the
 239         /// factory method to speed up repeated creations for the same T.
 240         /// </summary>
 241         internal static LambdaExpression CreateLambda(Type delegateType, Expression body, string name, bool tailCall, ReadOnlyCollection<ParameterExpression> parameters) {
 242             // Get or create a delegate to the public Expression.Lambda<T>
 243             // method and call that will be used for creating instances of this
 244             // delegate type
 245             LambdaFactory fastPath;
 246             var factories = _LambdaFactories;
 247             if (factories == null) {
 248                 _LambdaFactories = factories = new CacheDict<Type, LambdaFactory>(50);
 249             }
 250
 251             MethodInfo create = null;
 252             if (!factories.TryGetValue(delegateType, out fastPath)) {
 253                 create = typeof(Expression<>).MakeGenericType(delegateType).GetMethod("Create", BindingFlags.Static | BindingFlags.NonPublic);
 254                 if (TypeUtils.CanCache(delegateType)) {
 255                     factories[delegateType] = fastPath = (LambdaFactory)Delegate.CreateDelegate(typeof(LambdaFactory), create);
 256                 }
 257             }
 258
 259             if (fastPath != null) {
 260                 return fastPath(body, name, tailCall, parameters);
 261             }
 262
 263             Debug.Assert(create != null);
 264             return (LambdaExpression)create.Invoke(null, new object[] { body, name, tailCall, parameters });
 265         }
 266
 267         /// <summary>
 268         /// Creates an <see cref="Expression{TDelegate}"/> where the delegate type is known at compile time.
 269         /// </summary>
 270         /// <typeparam name="TDelegate">The delegate type. </typeparam>
 271         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 272         /// <param name="parameters">An array that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 273         /// <returns>An <see cref="Expression{TDelegate}"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to <see cref="P:Lambda"/> and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 274         public static Expression<TDelegate> Lambda<TDelegate>(Expression body, params ParameterExpression[] parameters) {
 275             return Lambda<TDelegate>(body, false, (IEnumerable<ParameterExpression>)parameters);
 276         }
 277
 278         /// <summary>
 279         /// Creates an <see cref="Expression{TDelegate}"/> where the delegate type is known at compile time.
 280         /// </summary>
 281         /// <typeparam name="TDelegate">The delegate type. </typeparam>
 282         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 283         /// <param name="tailCall">A <see cref="Boolean"/> that indicates if tail call optimization will be applied when compiling the created expression. </param>
 284         /// <param name="parameters">An array that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 285         /// <returns>An <see cref="Expression{TDelegate}"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to <see cref="P:Lambda"/> and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 286         public static Expression<TDelegate> Lambda<TDelegate>(Expression body, bool tailCall, params ParameterExpression[] parameters) {
 287             return Lambda<TDelegate>(body, tailCall, (IEnumerable<ParameterExpression>)parameters);
 288         }
 289
 290         /// <summary>
 291         /// Creates an <see cref="Expression{TDelegate}"/> where the delegate type is known at compile time.
 292         /// </summary>
 293         /// <typeparam name="TDelegate">The delegate type. </typeparam>
 294         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 295         /// <param name="parameters">An <see cref="IEnumerable{T}"/> that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 296         /// <returns>An <see cref="Expression{TDelegate}"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to <see cref="P:Lambda"/> and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 297         public static Expression<TDelegate> Lambda<TDelegate>(Expression body, IEnumerable<ParameterExpression> parameters) {
 298             return Lambda<TDelegate>(body, null, false, parameters);
 299         }
 300
 301         /// <summary>
 302         /// Creates an <see cref="Expression{TDelegate}"/> where the delegate type is known at compile time.
 303         /// </summary>
 304         /// <typeparam name="TDelegate">The delegate type. </typeparam>
 305         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 306         /// <param name="tailCall">A <see cref="Boolean"/> that indicates if tail call optimization will be applied when compiling the created expression. </param>
 307         /// <param name="parameters">An <see cref="IEnumerable{T}"/> that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 308         /// <returns>An <see cref="Expression{TDelegate}"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to <see cref="P:Lambda"/> and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 309         public static Expression<TDelegate> Lambda<TDelegate>(Expression body, bool tailCall, IEnumerable<ParameterExpression> parameters) {
 310             return Lambda<TDelegate>(body, null, tailCall, parameters);
 311         }
 312
 313         /// <summary>
 314         /// Creates an <see cref="Expression{TDelegate}"/> where the delegate type is known at compile time.
 315         /// </summary>
 316         /// <typeparam name="TDelegate">The delegate type. </typeparam>
 317         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 318         /// <param name="parameters">An <see cref="IEnumerable{T}"/> that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 319         /// <param name="name">The name of the lambda. Used for generating debugging info.</param>
 320         /// <returns>An <see cref="Expression{TDelegate}"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to <see cref="P:Lambda"/> and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 321         public static Expression<TDelegate> Lambda<TDelegate>(Expression body, String name, IEnumerable<ParameterExpression> parameters) {
 322             return Lambda<TDelegate>(body, name, false, parameters);
 323         }
 324
 325         /// <summary>
 326         /// Creates an <see cref="Expression{TDelegate}"/> where the delegate type is known at compile time.
 327         /// </summary>
 328         /// <typeparam name="TDelegate">The delegate type. </typeparam>
 329         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 330         /// <param name="name">The name of the lambda. Used for generating debugging info.</param>
 331         /// <param name="parameters">An <see cref="IEnumerable{T}"/> that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 332         /// <param name="tailCall">A <see cref="Boolean"/> that indicates if tail call optimization will be applied when compiling the created expression. </param>
 333         /// <returns>An <see cref="Expression{TDelegate}"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to <see cref="P:Lambda"/> and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 334         public static Expression<TDelegate> Lambda<TDelegate>(Expression body, String name, bool tailCall, IEnumerable<ParameterExpression> parameters) {
 335             var parameterList = parameters.ToReadOnly();
 336             ValidateLambdaArgs(typeof(TDelegate), ref body, parameterList);
 337             return new Expression<TDelegate>(body, name, tailCall, parameterList);
 338         }
 339
 340
 341         /// <summary>
 342         /// Creates a LambdaExpression by first constructing a delegate type.
 343         /// </summary>
 344         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 345         /// <param name="parameters">An array that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 346         /// <returns>A <see cref="LambdaExpression"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to Lambda and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 347         public static LambdaExpression Lambda(Expression body, params ParameterExpression[] parameters) {
 348             return Lambda(body, false, (IEnumerable<ParameterExpression>)parameters);
 349         }
 350
 351         /// <summary>
 352         /// Creates a LambdaExpression by first constructing a delegate type.
 353         /// </summary>
 354         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 355         /// <param name="tailCall">A <see cref="Boolean"/> that indicates if tail call optimization will be applied when compiling the created expression. </param>
 356         /// <param name="parameters">An array that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 357         /// <returns>A <see cref="LambdaExpression"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to Lambda and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 358         public static LambdaExpression Lambda(Expression body, bool tailCall, params ParameterExpression[] parameters) {
 359             return Lambda(body, tailCall, (IEnumerable<ParameterExpression>)parameters);
 360         }
 361
 362         /// <summary>
 363         /// Creates a LambdaExpression by first constructing a delegate type.
 364         /// </summary>
 365         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 366         /// <param name="parameters">An <see cref="IEnumerable{T}"/> that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 367         /// <returns>A <see cref="LambdaExpression"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to Lambda and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 368         public static LambdaExpression Lambda(Expression body, IEnumerable<ParameterExpression> parameters) {
 369             return Lambda(body, null, false, parameters);
 370         }
 371
 372         /// <summary>
 373         /// Creates a LambdaExpression by first constructing a delegate type.
 374         /// </summary>
 375         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 376         /// <param name="tailCall">A <see cref="Boolean"/> that indicates if tail call optimization will be applied when compiling the created expression. </param>
 377         /// <param name="parameters">An <see cref="IEnumerable{T}"/> that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 378         /// <returns>A <see cref="LambdaExpression"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to Lambda and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 379         public static LambdaExpression Lambda(Expression body, bool tailCall, IEnumerable<ParameterExpression> parameters) {
 380             return Lambda(body, null, tailCall, parameters);
 381         }
 382
 383         /// <summary>
 384         /// Creates a LambdaExpression by first constructing a delegate type.
 385         /// </summary>
 386         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 387         /// <param name="parameters">An array that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 388         /// <param name="delegateType">A <see cref="Type"/> representing the delegate signature for the lambda.</param>
 389         /// <returns>A <see cref="LambdaExpression"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to Lambda and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 390         public static LambdaExpression Lambda(Type delegateType, Expression body, params ParameterExpression[] parameters) {
 391             return Lambda(delegateType, body, null, false, parameters);
 392         }
 393
 394         /// <summary>
 395         /// Creates a LambdaExpression by first constructing a delegate type.
 396         /// </summary>
 397         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 398         /// <param name="tailCall">A <see cref="Boolean"/> that indicates if tail call optimization will be applied when compiling the created expression. </param>
 399         /// <param name="parameters">An array that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 400         /// <param name="delegateType">A <see cref="Type"/> representing the delegate signature for the lambda.</param>
 401         /// <returns>A <see cref="LambdaExpression"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to Lambda and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 402         public static LambdaExpression Lambda(Type delegateType, Expression body, bool tailCall, params ParameterExpression[] parameters) {
 403             return Lambda(delegateType, body, null, tailCall, parameters);
 404         }
 405
 406         /// <summary>
 407         /// Creates a LambdaExpression by first constructing a delegate type.
 408         /// </summary>
 409         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 410         /// <param name="parameters">An <see cref="IEnumerable{T}"/> that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 411         /// <param name="delegateType">A <see cref="Type"/> representing the delegate signature for the lambda.</param>
 412         /// <returns>A <see cref="LambdaExpression"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to Lambda and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 413         public static LambdaExpression Lambda(Type delegateType, Expression body, IEnumerable<ParameterExpression> parameters) {
 414             return Lambda(delegateType, body, null, false, parameters);
 415         }
 416
 417         /// <summary>
 418         /// Creates a LambdaExpression by first constructing a delegate type.
 419         /// </summary>
 420         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 421         /// <param name="tailCall">A <see cref="Boolean"/> that indicates if tail call optimization will be applied when compiling the created expression. </param>
 422         /// <param name="parameters">An <see cref="IEnumerable{T}"/> that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 423         /// <param name="delegateType">A <see cref="Type"/> representing the delegate signature for the lambda.</param>
 424         /// <returns>A <see cref="LambdaExpression"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to Lambda and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 425         public static LambdaExpression Lambda(Type delegateType, Expression body, bool tailCall, IEnumerable<ParameterExpression> parameters) {
 426             return Lambda(delegateType, body, null, tailCall, parameters);
 427         }
 428
 429         /// <summary>
 430         /// Creates a LambdaExpression by first constructing a delegate type.
 431         /// </summary>
 432         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 433         /// <param name="parameters">An <see cref="IEnumerable{T}"/> that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 434         /// <param name="name">The name for the lambda. Used for emitting debug information.</param>
 435         /// <returns>A <see cref="LambdaExpression"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to Lambda and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 436         public static LambdaExpression Lambda(Expression body, string name, IEnumerable<ParameterExpression> parameters) {
 437             return Lambda(body, name, false, parameters);
 438         }
 439
 440         /// <summary>
 441         /// Creates a LambdaExpression by first constructing a delegate type.
 442         /// </summary>
 443         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 444         /// <param name="name">The name for the lambda. Used for emitting debug information.</param>
 445         /// <param name="tailCall">A <see cref="Boolean"/> that indicates if tail call optimization will be applied when compiling the created expression. </param>
 446         /// <param name="parameters">An <see cref="IEnumerable{T}"/> that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 447         /// <returns>A <see cref="LambdaExpression"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to Lambda and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 448         public static LambdaExpression Lambda(Expression body, string name, bool tailCall, IEnumerable<ParameterExpression> parameters) {
 449             ContractUtils.RequiresNotNull(body, "body");
 450
 451             var parameterList = parameters.ToReadOnly();
 452
 453             int paramCount = parameterList.Count;
 454             Type[] typeArgs = new Type[paramCount + 1];
 455             if (paramCount > 0) {
 456                 var set = new Set<ParameterExpression>(parameterList.Count);
 457                 for (int i = 0; i < paramCount; i++) {
 458                     var param = parameterList[i];
 459                     ContractUtils.RequiresNotNull(param, "parameter");
 460                     typeArgs[i] = param.IsByRef ? param.Type.MakeByRefType() : param.Type;
 461                     if (set.Contains(param)) {
 462                         throw Error.DuplicateVariable(param);
 463                     }
 464                     set.Add(param);
 465                 }
 466             }
 467             typeArgs[paramCount] = body.Type;
 468
 469             Type delegateType = DelegateHelpers.MakeDelegateType(typeArgs);
 470
 471             return CreateLambda(delegateType, body, name, tailCall, parameterList);
 472         }
 473
 474         /// <summary>
 475         /// Creates a LambdaExpression by first constructing a delegate type.
 476         /// </summary>
 477         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 478         /// <param name="parameters">An <see cref="IEnumerable{T}"/> that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 479         /// <param name="name">The name for the lambda. Used for emitting debug information.</param>
 480         /// <param name="delegateType">A <see cref="Type"/> representing the delegate signature for the lambda.</param>
 481         /// <returns>A <see cref="LambdaExpression"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to Lambda and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 482         public static LambdaExpression Lambda(Type delegateType, Expression body, string name, IEnumerable<ParameterExpression> parameters) {
 483             var paramList = parameters.ToReadOnly();
 484             ValidateLambdaArgs(delegateType, ref body, paramList);
 485
 486             return CreateLambda(delegateType, body, name, false, paramList);
 487         }
 488
 489         /// <summary>
 490         /// Creates a LambdaExpression by first constructing a delegate type.
 491         /// </summary>
 492         /// <param name="delegateType">A <see cref="Type"/> representing the delegate signature for the lambda.</param>
 493         /// <param name="body">An <see cref="Expression"/> to set the <see cref="P:Body"/> property equal to. </param>
 494         /// <param name="name">The name for the lambda. Used for emitting debug information.</param>
 495         /// <param name="tailCall">A <see cref="Boolean"/> that indicates if tail call optimization will be applied when compiling the created expression. </param>
 496         /// <param name="parameters">An <see cref="IEnumerable{T}"/> that contains <see cref="ParameterExpression"/> objects to use to populate the <see cref="P:Parameters"/> collection. </param>
 497         /// <returns>A <see cref="LambdaExpression"/> that has the <see cref="P:NodeType"/> property equal to Lambda and the <see cref="P:Body"/> and <see cref="P:Parameters"/> properties set to the specified values.</returns>
 498         public static LambdaExpression Lambda(Type delegateType, Expression body, string name, bool tailCall, IEnumerable<ParameterExpression> parameters) {
 499             var paramList = parameters.ToReadOnly();
 500             ValidateLambdaArgs(delegateType, ref body, paramList);
 501
 502             return CreateLambda(delegateType, body, name, tailCall, paramList);
 503         }
 504
 505         private static void ValidateLambdaArgs(Type delegateType, ref Expression body, ReadOnlyCollection<ParameterExpression> parameters) {
 506             ContractUtils.RequiresNotNull(delegateType, "delegateType");
 507             RequiresCanRead(body, "body");
 508
 509             if (!typeof(MulticastDelegate).IsAssignableFrom(delegateType) || delegateType == typeof(MulticastDelegate)) {
 510                 throw Error.LambdaTypeMustBeDerivedFromSystemDelegate();
 511             }
 512
 513             MethodInfo mi;
 514             var ldc = _LambdaDelegateCache;
 515             if (!ldc.TryGetValue(delegateType, out mi)) {
 516                 mi = delegateType.GetMethod("Invoke");
 517                 if (TypeUtils.CanCache(delegateType)) {
 518                     ldc[delegateType] = mi;
 519                 }
 520             }
 521
 522             ParameterInfo[] pis = mi.GetParametersCached();
 523
 524             if (pis.Length > 0) {
 525                 if (pis.Length != parameters.Count) {
 526                     throw Error.IncorrectNumberOfLambdaDeclarationParameters();
 527                 }
 528                 var set = new Set<ParameterExpression>(pis.Length);
 529                 for (int i = 0, n = pis.Length; i < n; i++) {
 530                     ParameterExpression pex = parameters[i];
 531                     ParameterInfo pi = pis[i];
 532                     RequiresCanRead(pex, "parameters");
 533                     Type pType = pi.ParameterType;
 534                     if (pex.IsByRef) {
 535                         if (!pType.IsByRef) {
 536                             //We cannot pass a parameter of T& to a delegate that takes T or any non-ByRef type.
 537                             throw Error.ParameterExpressionNotValidAsDelegate(pex.Type.MakeByRefType(), pType);
 538                         }
 539                         pType = pType.GetElementType();
 540                     }
 541                     if (!TypeUtils.AreReferenceAssignable(pex.Type, pType)) {
 542                         throw Error.ParameterExpressionNotValidAsDelegate(pex.Type, pType);
 543                     }
 544                     if (set.Contains(pex)) {
 545                         throw Error.DuplicateVariable(pex);
 546                     }
 547                     set.Add(pex);
 548                 }
 549             } else if (parameters.Count > 0) {
 550                 throw Error.IncorrectNumberOfLambdaDeclarationParameters();
 551             }
 552             if (mi.ReturnType != typeof(void) && !TypeUtils.AreReferenceAssignable(mi.ReturnType, body.Type)) {
 553                 if (!TryQuote(mi.ReturnType, ref body)) {
 554                     throw Error.ExpressionTypeDoesNotMatchReturn(body.Type, mi.ReturnType);
 555                 }
 556             }
 557         }
 558
 559         private static bool ValidateTryGetFuncActionArgs(Type[] typeArgs) {
 560             if (typeArgs == null) {
 561                 throw new ArgumentNullException("typeArgs");
 562             }
 563             for (int i = 0, n = typeArgs.Length; i < n; i++) {
 564                 var a = typeArgs[i];
 565                 if (a == null) {
 566                     throw new ArgumentNullException("typeArgs");
 567                 }
 568                 if (a.IsByRef) {
 569                     return false;
 570                 }
 571             }
 572             return true;
 573         }
 574
 575         /// <summary>
 576         /// Creates a <see cref="Type"/> object that represents a generic System.Func delegate type that has specific type arguments.
 577         /// The last type argument specifies the return type of the created delegate.
 578         /// </summary>
 579         /// <param name="typeArgs">An array of Type objects that specify the type arguments for the System.Func delegate type.</param>
 580         /// <returns>The type of a System.Func delegate that has the specified type arguments.</returns>
 581         public static Type GetFuncType(params Type[] typeArgs) {
 582             if (!ValidateTryGetFuncActionArgs(typeArgs)) throw Error.TypeMustNotBeByRef();
 583
 584             Type result = DelegateHelpers.GetFuncType(typeArgs);
 585             if (result == null) {
 586                 throw Error.IncorrectNumberOfTypeArgsForFunc();
 587             }
 588             return result;
 589         }
 590
 591         /// <summary>
 592         /// Creates a <see cref="Type"/> object that represents a generic System.Func delegate type that has specific type arguments.
 593         /// The last type argument specifies the return type of the created delegate.
 594         /// </summary>
 595         /// <param name="typeArgs">An array of Type objects that specify the type arguments for the System.Func delegate type.</param>
 596         /// <param name="funcType">When this method returns, contains the generic System.Func delegate type that has specific type arguments. Contains null if there is no generic System.Func delegate that matches the <paramref name="typeArgs"/>.This parameter is passed uninitialized.</param>
 597         /// <returns>true if generic System.Func delegate type was created for specific <paramref name="typeArgs"/>; false otherwise.</returns>
 598         public static bool TryGetFuncType(Type[] typeArgs, out Type funcType) {
 599             if (ValidateTryGetFuncActionArgs(typeArgs)) {
 600                 return (funcType = DelegateHelpers.GetFuncType(typeArgs)) != null;
 601             }
 602             funcType = null;
 603             return false;
 604         }
 605
 606         /// <summary>
 607         /// Creates a <see cref="Type"/> object that represents a generic System.Action delegate type that has specific type arguments.
 608         /// </summary>
 609         /// <param name="typeArgs">An array of Type objects that specify the type arguments for the System.Action delegate type.</param>
 610         /// <returns>The type of a System.Action delegate that has the specified type arguments.</returns>
 611         public static Type GetActionType(params Type[] typeArgs) {
 612             if (!ValidateTryGetFuncActionArgs(typeArgs)) throw Error.TypeMustNotBeByRef();
 613
 614             Type result = DelegateHelpers.GetActionType(typeArgs);
 615             if (result == null) {
 616                 throw Error.IncorrectNumberOfTypeArgsForAction();
 617             }
 618             return result;
 619         }
 620
 621         /// <summary>
 622         /// Creates a <see cref="Type"/> object that represents a generic System.Action delegate type that has specific type arguments.
 623         /// </summary>
 624         /// <param name="typeArgs">An array of Type objects that specify the type arguments for the System.Action delegate type.</param>
 625         /// <param name="actionType">When this method returns, contains the generic System.Action delegate type that has specific type arguments. Contains null if there is no generic System.Action delegate that matches the <paramref name="typeArgs"/>.This parameter is passed uninitialized.</param>
 626         /// <returns>true if generic System.Action delegate type was created for specific <paramref name="typeArgs"/>; false otherwise.</returns>
 627         public static bool TryGetActionType(Type[] typeArgs, out Type actionType) {
 628             if (ValidateTryGetFuncActionArgs(typeArgs)) {
 629                 return (actionType = DelegateHelpers.GetActionType(typeArgs)) != null;
 630             }
 631             actionType = null;
 632             return false;
 633         }
 634
 635         /// <summary>
 636         /// Gets a <see cref="Type"/> object that represents a generic System.Func or System.Action delegate type that has specific type arguments.
 637         /// The last type argument determines the return type of the delegate. If no Func or Action is large enough, it will generate a custom
 638         /// delegate type.
 639         /// </summary>
 640         /// <param name="typeArgs">The type arguments of the delegate.</param>
 641         /// <returns>The delegate type.</returns>
 642         /// <remarks>
 643         /// As with Func, the last argument is the return type. It can be set
 644         /// to System.Void to produce an Action.</remarks>
 645         public static Type GetDelegateType(params Type[] typeArgs) {
 646             ContractUtils.RequiresNotEmpty(typeArgs, "typeArgs");
 647             ContractUtils.RequiresNotNullItems(typeArgs, "typeArgs");
 648             return DelegateHelpers.MakeDelegateType(typeArgs);
 649         }
 650     }
 651 }