source: src/InitTweak/FixInit.cpp @ 4558df2

Last change on this file since 4558df2 was 661e7b0, checked in by Andrew Beach <ajbeach@…>, 3 months ago

After a years (or at least half a year) the CodeLocation? optimization is merged in. Added Symbol (using Racket's name for interned strings), and used it for CodeLocation? file names. The optimizes for the high number of copies - both instances with the same value and copy operations - and consistently brings down runtime by a few percent.

  • Property mode set to 100644
File size: 54.4 KB
Line 
1#include "FixInit.hpp"
2
3#include <stddef.h>                    // for NULL
4#include <algorithm>                   // for set_difference, copy_if
5#include <cassert>                     // for assert, strict_dynamic_cast
6#include <iostream>                    // for operator<<, ostream, basic_ost...
7#include <iterator>                    // for insert_iterator, back_inserter
8#include <list>                        // for _List_iterator, list, list<>::...
9#include <map>                         // for _Rb_tree_iterator, _Rb_tree_co...
10#include <memory>                      // for allocator_traits<>::value_type
11#include <set>                         // for set, set<>::value_type
12#include <unordered_map>               // for unordered_map, unordered_map<>...
13#include <unordered_set>               // for unordered_set
14#include <utility>                     // for pair
15
16#include "AST/DeclReplacer.hpp"
17#include "AST/Expr.hpp"
18#include "AST/Inspect.hpp"             // for getFunction, getPointerBase, g...
19#include "AST/Node.hpp"
20#include "AST/Pass.hpp"
21#include "AST/Print.hpp"
22#include "AST/SymbolTable.hpp"
23#include "AST/Type.hpp"
24#include "CodeGen/OperatorTable.hpp"   // for isConstructor, isCtorDtor, isD...
25#include "Common/SemanticError.hpp"    // for SemanticError
26#include "Common/ToString.hpp"         // for toCString
27#include "Common/UniqueName.hpp"       // for UniqueName
28#include "FixGlobalInit.hpp"           // for fixGlobalInit
29#include "GenInit.hpp"                 // for genCtorDtor
30#include "GenPoly/GenPoly.hpp"         // for getFunctionType
31#include "ResolvExpr/Resolver.hpp"     // for findVoidExpression
32#include "ResolvExpr/Unify.hpp"        // for typesCompatible
33#include "SymTab/GenImplicitCall.hpp"  // for genImplicitCall
34
35bool ctordtorp = false; // print all debug
36bool ctorp = false; // print ctor debug
37bool cpctorp = false; // print copy ctor debug
38bool dtorp = false; // print dtor debug
39#define PRINT( text ) if ( ctordtorp ) { text }
40#define CP_CTOR_PRINT( text ) if ( ctordtorp || cpctorp ) { text }
41#define DTOR_PRINT( text ) if ( ctordtorp || dtorp ) { text }
42
43namespace InitTweak {
44
45namespace {
46
47// Shallow copy the pointer list for return.
48std::vector<ast::ptr<ast::TypeDecl>> getGenericParams( const ast::Type * t ) {
49        if ( auto inst = dynamic_cast<const ast::StructInstType *>( t ) ) {
50                return inst->base->params;
51        } else if ( auto inst = dynamic_cast<const ast::UnionInstType *>( t ) ) {
52                return inst->base->params;
53        }
54        return {};
55}
56
57/// Given type T, generate type of default ctor/dtor, i.e. function type void (*) (T &).
58ast::FunctionDecl * genDefaultFunc(
59                const CodeLocation loc,
60                const std::string fname,
61                const ast::Type * paramType,
62                bool maybePolymorphic = true) {
63        std::vector<ast::ptr<ast::TypeDecl>> typeParams;
64        if ( maybePolymorphic ) typeParams = getGenericParams( paramType );
65        auto dstParam = new ast::ObjectDecl( loc,
66                "_dst",
67                new ast::ReferenceType( paramType ),
68                nullptr,
69                {},
70                ast::Linkage::Cforall
71        );
72        return new ast::FunctionDecl( loc,
73                fname,
74                std::move(typeParams),
75                {},
76                {dstParam},
77                {},
78                new ast::CompoundStmt(loc),
79                {},
80                ast::Linkage::Cforall
81        );
82}
83
84struct SelfAssignChecker {
85        void previsit( const ast::ApplicationExpr * appExpr );
86};
87
88struct StmtExprResult {
89        const ast::StmtExpr * previsit( const ast::StmtExpr * stmtExpr );
90};
91
92/// wrap function application expressions as ImplicitCopyCtorExpr nodes so that it is easy to identify which
93/// function calls need their parameters to be copy constructed
94struct InsertImplicitCalls : public ast::WithShortCircuiting {
95        const ast::Expr * postvisit( const ast::ApplicationExpr * appExpr );
96
97        // only handles each UniqueExpr once
98        // if order of visit does not change, this should be safe
99        void previsit (const ast::UniqueExpr *);
100
101        std::unordered_set<decltype(ast::UniqueExpr::id)> visitedIds;
102};
103
104/// generate temporary ObjectDecls for each argument and return value of each ImplicitCopyCtorExpr,
105/// generate/resolve copy construction expressions for each, and generate/resolve destructors for both
106/// arguments and return value temporaries
107struct ResolveCopyCtors final : public ast::WithGuards, public ast::WithStmtsToAdd<>, public ast::WithSymbolTable, public ast::WithShortCircuiting, public ast::WithVisitorRef<ResolveCopyCtors>, public ast::WithConstTranslationUnit {
108        const ast::Expr * postvisit( const ast::ImplicitCopyCtorExpr * impCpCtorExpr );
109        const ast::StmtExpr * previsit( const ast::StmtExpr * stmtExpr );
110        const ast::UniqueExpr * previsit( const ast::UniqueExpr * unqExpr );
111
112        /// handles distant mutations of environment manually.
113        /// WithConstTypeSubstitution cannot remember where the environment is from
114
115        /// MUST be called at start of overload previsit
116        void previsit( const ast::Expr * expr);
117        /// MUST be called at return of overload postvisit
118        const ast::Expr * postvisit(const ast::Expr * expr);
119
120        /// create and resolve ctor/dtor expression: fname(var, [cpArg])
121        const ast::Expr * makeCtorDtor( const std::string & fname, const ast::ObjectDecl * var, const ast::Expr * cpArg = nullptr );
122        /// true if type does not need to be copy constructed to ensure correctness
123        bool skipCopyConstruct( const ast::Type * type );
124        ast::ptr< ast::Expr > copyConstructArg( const ast::Expr * arg, const ast::ImplicitCopyCtorExpr * impCpCtorExpr, const ast::Type * formal );
125        ast::Expr * destructRet( const ast::ObjectDecl * ret, const ast::Expr * arg );
126private:
127        /// hack to implement WithTypeSubstitution while conforming to mutation safety.
128        ast::TypeSubstitution * env         = nullptr;
129        bool                    envModified = false;
130};
131
132/// collects constructed object decls - used as a base class
133struct ObjDeclCollector : public ast::WithGuards, public ast::WithShortCircuiting {
134        // use ordered data structure to maintain ordering for set_difference and for consistent error messages
135        typedef std::list< const ast::ObjectDecl * > ObjectSet;
136        void previsit( const ast::CompoundStmt *compoundStmt );
137        void previsit( const ast::DeclStmt *stmt );
138
139        // don't go into other functions
140        void previsit( const ast::FunctionDecl * ) { visit_children = false; }
141
142protected:
143        ObjectSet curVars;
144};
145
146// debug
147template<typename ObjectSet>
148struct PrintSet {
149        PrintSet( const ObjectSet & objs ) : objs( objs ) {}
150        const ObjectSet & objs;
151};
152template<typename ObjectSet>
153PrintSet<ObjectSet> printSet( const ObjectSet & objs ) { return PrintSet<ObjectSet>( objs ); }
154template<typename ObjectSet>
155std::ostream & operator<<( std::ostream & out, const PrintSet<ObjectSet> & set) {
156        out << "{ ";
157        for ( auto & obj : set.objs ) {
158                out << obj->name << ", " ;
159        } // for
160        out << " }";
161        return out;
162}
163
164struct LabelFinder final : public ObjDeclCollector {
165        typedef std::map< std::string, ObjectSet > LabelMap;
166        // map of Label -> live variables at that label
167        LabelMap vars;
168
169        typedef ObjDeclCollector Parent;
170        using Parent::previsit;
171        void previsit( const ast::Stmt * stmt );
172
173        void previsit( const ast::CompoundStmt *compoundStmt );
174        void previsit( const ast::DeclStmt *stmt );
175};
176
177/// insert destructor calls at the appropriate places.  must happen before CtorInit nodes are removed
178/// (currently by FixInit)
179struct InsertDtors final : public ObjDeclCollector, public ast::WithStmtsToAdd<> {
180        InsertDtors( ast::Pass<LabelFinder> & finder ) : finder( finder ), labelVars( finder.core.vars ) {}
181
182        typedef ObjDeclCollector Parent;
183        using Parent::previsit;
184
185        void previsit( const ast::FunctionDecl * funcDecl );
186
187        void previsit( const ast::BranchStmt * stmt );
188private:
189        void handleGoto( const ast::BranchStmt * stmt );
190
191        ast::Pass<LabelFinder> & finder;
192        LabelFinder::LabelMap & labelVars;
193};
194
195/// expand each object declaration to use its constructor after it is declared.
196struct FixInit : public ast::WithStmtsToAdd<> {
197        static void fixInitializers( ast::TranslationUnit &translationUnit );
198
199        const ast::DeclWithType * postvisit( const ast::ObjectDecl *objDecl );
200
201        std::list< ast::ptr< ast::Decl > > staticDtorDecls;
202};
203
204/// generate default/copy ctor and dtor calls for user-defined struct ctor/dtors
205/// for any member that is missing a corresponding ctor/dtor call.
206/// error if a member is used before constructed
207struct GenStructMemberCalls final : public ast::WithGuards, public ast::WithShortCircuiting, public ast::WithSymbolTable, public ast::WithVisitorRef<GenStructMemberCalls>, public ast::WithConstTranslationUnit {
208        void previsit( const ast::FunctionDecl * funcDecl );
209        const ast::DeclWithType * postvisit( const ast::FunctionDecl * funcDecl );
210
211        void previsit( const ast::MemberExpr * memberExpr );
212        void previsit( const ast::ApplicationExpr * appExpr );
213
214        /// Note: this post mutate used to be in a separate visitor. If this pass breaks, one place to examine is whether it is
215        /// okay for this part of the recursion to occur alongside the rest.
216        const ast::Expr * postvisit( const ast::UntypedExpr * expr );
217
218        SemanticErrorException errors;
219private:
220        template< typename... Params >
221        void emit( CodeLocation, const Params &... params );
222
223        ast::FunctionDecl * function = nullptr;
224        std::set< const ast::DeclWithType * > unhandled;
225        std::map< const ast::DeclWithType *, CodeLocation > usedUninit;
226        const ast::ObjectDecl * thisParam = nullptr;
227        bool isCtor = false; // true if current function is a constructor
228        const ast::StructDecl * structDecl = nullptr;
229};
230
231/// expands ConstructorExpr nodes into comma expressions, using a temporary for the first argument
232struct FixCtorExprs final : public ast::WithDeclsToAdd<>, public ast::WithSymbolTable, public ast::WithShortCircuiting, public ast::WithConstTranslationUnit {
233        const ast::Expr * postvisit( const ast::ConstructorExpr * ctorExpr );
234};
235
236/// add CompoundStmts around top-level expressions so that temporaries are destroyed in the correct places.
237struct SplitExpressions : public ast::WithShortCircuiting {
238        ast::Stmt * postvisit( const ast::ExprStmt * stmt );
239        void previsit( const ast::TupleAssignExpr * expr );
240};
241
242/// find and return the destructor used in `input`. If `input` is not a simple destructor call, generate a thunk
243/// that wraps the destructor, insert it into `stmtsToAdd` and return the new function declaration
244const ast::DeclWithType * getDtorFunc( const ast::ObjectDecl * objDecl, const ast::Stmt * input, std::list< ast::ptr<ast::Stmt> > & stmtsToAdd ) {
245        const CodeLocation loc = input->location;
246        assert( input );
247        auto matches = collectCtorDtorCalls( input );
248
249        // The simple case requires a direct call and only one destructor call.
250        if ( dynamic_cast< const ast::ExprStmt * >( input ) && matches.size() == 1 ) {
251                auto func = getFunction( matches.front() );
252                assertf( func, "getFunction failed to find function in %s", toString( matches.front() ).c_str() );
253
254                // cleanup argument must be a function, not an object (including function pointer)
255                if ( auto dtorFunc = dynamic_cast< const ast::FunctionDecl * > ( func ) ) {
256                        if ( dtorFunc->type->forall.empty() ) {
257                                // simple case where the destructor is a monomorphic function call - can simply
258                                // use that function as the cleanup function.
259                                return func;
260                        }
261                }
262        }
263
264        // otherwise the cleanup is more complicated - need to build a single argument cleanup function that
265        // wraps the more complicated code.
266        static UniqueName dtorNamer( "__cleanup_dtor" );
267        std::string name = dtorNamer.newName();
268        ast::FunctionDecl * dtorFunc = genDefaultFunc( loc, name, objDecl->type->stripReferences(), false );
269        stmtsToAdd.push_back( new ast::DeclStmt(loc, dtorFunc ) );
270
271        // the original code contains uses of objDecl - replace them with the newly generated 'this' parameter.
272        const ast::ObjectDecl * thisParam = getParamThis( dtorFunc );
273        const ast::Expr * replacement = new ast::VariableExpr( loc, thisParam );
274
275        auto base = replacement->result->stripReferences();
276        if ( dynamic_cast< const ast::ArrayType * >( base ) || dynamic_cast< const ast::TupleType * > ( base ) ) {
277                // need to cast away reference for array types, since the destructor is generated without the reference type,
278                // and for tuple types since tuple indexing does not work directly on a reference
279                replacement = new ast::CastExpr( replacement, base );
280        }
281        auto dtor = ast::DeclReplacer::replace( input, ast::DeclReplacer::ExprMap{ std::make_pair( objDecl, replacement ) } );
282        auto mutStmts = dtorFunc->stmts.get_and_mutate();
283        mutStmts->push_back(strict_dynamic_cast<const ast::Stmt *>( dtor ));
284        dtorFunc->stmts = mutStmts;
285
286        return dtorFunc;
287}
288
289void FixInit::fixInitializers( ast::TranslationUnit & translationUnit ) {
290        ast::Pass<FixInit> fixer;
291
292        // can't use mutateAll, because need to insert declarations at top-level
293        // can't use DeclMutator, because sometimes need to insert IfStmt, etc.
294        SemanticErrorException errors;
295        for ( auto i = translationUnit.decls.begin(); i != translationUnit.decls.end(); ++i ) {
296                try {
297                        *i = (*i)->accept(fixer);
298                        translationUnit.decls.splice( i, fixer.core.staticDtorDecls );
299                } catch( SemanticErrorException &e ) {
300                        errors.append( e );
301                } // try
302        } // for
303        if ( ! errors.isEmpty() ) {
304                throw errors;
305        } // if
306}
307
308const ast::StmtExpr * StmtExprResult::previsit( const ast::StmtExpr * stmtExpr ) {
309        assert( stmtExpr->result );
310        if ( stmtExpr->result->isVoid() ) return stmtExpr;
311
312        auto mutExpr = mutate( stmtExpr );
313        const ast::CompoundStmt * body = mutExpr->stmts;
314        assert( !body->kids.empty() );
315        mutExpr->resultExpr = body->kids.back().strict_as<ast::ExprStmt>();
316        return mutExpr;
317}
318
319ast::Stmt * SplitExpressions::postvisit( const ast::ExprStmt * stmt ) {
320        // wrap each top-level ExprStmt in a block so that destructors for argument and return temporaries are destroyed
321        // in the correct places
322        return new ast::CompoundStmt( stmt->location, { stmt } );
323}
324
325void SplitExpressions::previsit( const ast::TupleAssignExpr * ) {
326        // don't do this within TupleAssignExpr, since it is already broken up into multiple expressions
327        visit_children = false;
328}
329
330// Relatively simple structural comparison for expressions, needed to determine
331// if two expressions are "the same" (used to determine if self assignment occurs)
332struct StructuralChecker {
333        // Strip all casts and then dynamic_cast.
334        template<typename T>
335        static const T * cast( const ast::Expr * expr ) {
336                // this might be too permissive. It's possible that only particular casts are relevant.
337                while ( auto cast = dynamic_cast< const ast::CastExpr * >( expr ) ) {
338                        expr = cast->arg;
339                }
340                return dynamic_cast< const T * >( expr );
341        }
342
343        void previsit( const ast::Expr * ) {
344                // anything else does not qualify
345                result = false;
346        }
347
348        // ignore casts
349        void previsit( const ast::CastExpr * ) {}
350
351        void previsit( const ast::MemberExpr * memExpr ) {
352                if ( auto otherMember = cast< ast::MemberExpr >( other ) ) {
353                        if ( otherMember->member == memExpr->member ) {
354                                other = otherMember->aggregate;
355                                return;
356                        }
357                }
358                result = false;
359        }
360
361        void previsit( const ast::VariableExpr * varExpr ) {
362                if ( auto otherVar = cast< ast::VariableExpr >( other ) ) {
363                        if ( otherVar->var == varExpr->var ) {
364                                return;
365                        }
366                }
367                result = false;
368        }
369
370        void previsit( const ast::AddressExpr * ) {
371                if ( auto addrExpr = cast< ast::AddressExpr >( other ) ) {
372                        other = addrExpr->arg;
373                        return;
374                }
375                result = false;
376        }
377
378        const ast::Expr * other;
379        bool result = true;
380        StructuralChecker( const ast::Expr * other ) : other(other) {}
381};
382
383bool structurallySimilar( const ast::Expr * e1, const ast::Expr * e2 ) {
384        return ast::Pass<StructuralChecker>::read( e1, e2 );
385}
386
387void SelfAssignChecker::previsit( const ast::ApplicationExpr * appExpr ) {
388        auto function = getFunction( appExpr );
389        // Doesn't use isAssignment, because ?+=?, etc. should not count as self-assignment.
390        if ( function->name == "?=?" && appExpr->args.size() == 2
391                        // Check for structural similarity (same variable use, ignore casts, etc.
392                        // (but does not look too deeply, anything looking like a function is off limits).
393                        && structurallySimilar( appExpr->args.front(), appExpr->args.back() ) ) {
394                SemanticWarning( appExpr->location, Warning::SelfAssignment, toCString( appExpr->args.front() ) );
395        }
396}
397
398const ast::Expr * InsertImplicitCalls::postvisit( const ast::ApplicationExpr * appExpr ) {
399        if ( auto function = appExpr->func.as<ast::VariableExpr>() ) {
400                if ( function->var->linkage.is_builtin ) {
401                        // optimization: don't need to copy construct in order to call intrinsic functions
402                        return appExpr;
403                } else if ( auto funcDecl = function->var.as<ast::DeclWithType>() ) {
404                        auto ftype = dynamic_cast< const ast::FunctionType * >( GenPoly::getFunctionType( funcDecl->get_type() ) );
405                        assertf( ftype, "Function call without function type: %s", toString( funcDecl ).c_str() );
406                        if ( CodeGen::isConstructor( funcDecl->name ) && ftype->params.size() == 2 ) {
407                                auto t1 = getPointerBase( ftype->params.front() );
408                                auto t2 = ftype->params.back();
409                                assert( t1 );
410
411                                if ( ResolvExpr::typesCompatible( t1, t2 ) ) {
412                                        // optimization: don't need to copy construct in order to call a copy constructor
413                                        return appExpr;
414                                } // if
415                        } else if ( CodeGen::isDestructor( funcDecl->name ) ) {
416                                // correctness: never copy construct arguments to a destructor
417                                return appExpr;
418                        } // if
419                } // if
420        } // if
421        CP_CTOR_PRINT( std::cerr << "InsertImplicitCalls: adding a wrapper " << appExpr << std::endl; )
422
423        // wrap each function call so that it is easy to identify nodes that have to be copy constructed
424        ast::ptr<ast::TypeSubstitution> tmp = appExpr->env;
425        auto mutExpr = mutate(appExpr);
426        mutExpr->env = nullptr;
427
428        auto expr = new ast::ImplicitCopyCtorExpr( appExpr->location, mutExpr );
429        // Move the type substitution to the new top-level. The substitution
430        // is needed to obtain the type of temporary variables so that copy
431        // constructor calls can be resolved.
432        expr->env = tmp;
433        return expr;
434}
435
436void ResolveCopyCtors::previsit(const ast::Expr * expr) {
437        if ( nullptr == expr->env ) {
438                return;
439        }
440        GuardValue( env ) = expr->env->clone();
441        GuardValue( envModified ) = false;
442}
443
444const ast::Expr * ResolveCopyCtors::postvisit(const ast::Expr * expr) {
445        // No local environment, skip.
446        if ( nullptr == expr->env ) {
447                return expr;
448        // Environment was modified, mutate and replace.
449        } else if ( envModified ) {
450                auto mutExpr = mutate(expr);
451                mutExpr->env = env;
452                return mutExpr;
453        // Environment was not mutated, delete the shallow copy before guard.
454        } else {
455                delete env;
456                return expr;
457        }
458}
459
460bool ResolveCopyCtors::skipCopyConstruct( const ast::Type * type ) { return ! isConstructable( type ); }
461
462const ast::Expr * ResolveCopyCtors::makeCtorDtor( const std::string & fname, const ast::ObjectDecl * var, const ast::Expr * cpArg ) {
463        assert( var );
464        assert( var->isManaged() );
465        assert( !cpArg || cpArg->isManaged() );
466        // arrays are not copy constructed, so this should always be an ExprStmt
467        ast::ptr< ast::Stmt > stmt = genCtorDtor(var->location, fname, var, cpArg );
468        assertf( stmt, "ResolveCopyCtors: genCtorDtor returned nullptr: %s / %s / %s", fname.c_str(), toString( var ).c_str(), toString( cpArg ).c_str() );
469        auto exprStmt = stmt.strict_as<ast::ImplicitCtorDtorStmt>()->callStmt.strict_as<ast::ExprStmt>();
470        ast::ptr<ast::Expr> untyped = exprStmt->expr; // take ownership of expr
471
472        // resolve copy constructor
473        // should only be one alternative for copy ctor and dtor expressions, since all arguments are fixed
474        // (VariableExpr and already resolved expression)
475        CP_CTOR_PRINT( std::cerr << "ResolvingCtorDtor " << untyped << std::endl; )
476        ast::ptr<ast::Expr> resolved = ResolvExpr::findVoidExpression(untyped, { symtab, transUnit().global } );
477        assert( resolved );
478        if ( resolved->env ) {
479                // Extract useful information and discard new environments. Keeping them causes problems in PolyMutator passes.
480                env->add( *resolved->env );
481                envModified = true;
482                auto mut = mutate(resolved.get());
483                assertf(mut == resolved.get(), "newly resolved expression must be unique");
484                mut->env = nullptr;
485        } // if
486        if ( auto assign = resolved.as<ast::TupleAssignExpr>() ) {
487                // fix newly generated StmtExpr
488                previsit( assign->stmtExpr );
489        }
490        return resolved.release();
491}
492
493ast::ptr<ast::Expr> ResolveCopyCtors::copyConstructArg(
494        const ast::Expr * arg, const ast::ImplicitCopyCtorExpr * impCpCtorExpr, const ast::Type * formal )
495{
496        static UniqueName tempNamer("_tmp_cp");
497        const CodeLocation loc = impCpCtorExpr->location;
498        // CP_CTOR_PRINT( std::cerr << "Type Substitution: " << *env << std::endl; )
499        assert( arg->result );
500        ast::ptr<ast::Type> result = arg->result;
501        if ( skipCopyConstruct( result ) ) return arg; // skip certain non-copyable types
502
503        // type may involve type variables, so apply type substitution to get temporary variable's actual type,
504        // since result type may not be substituted (e.g., if the type does not appear in the parameter list)
505        // Use applyFree so that types bound in function pointers are not substituted, e.g. in forall(dtype T) void (*)(T).
506
507        // xxx - this originally mutates arg->result in place. is it correct?
508        assert( env );
509        result = env->applyFree( result.get() ).node;
510        auto mutResult = result.get_and_mutate();
511        mutResult->set_const(false);
512
513        auto mutArg = mutate(arg);
514        mutArg->result = mutResult;
515
516        ast::ptr<ast::Expr> guard = mutArg;
517
518        ast::ptr<ast::ObjectDecl> tmp = new ast::ObjectDecl(loc, "__tmp", mutResult, nullptr );
519
520        // create and resolve copy constructor
521        CP_CTOR_PRINT( std::cerr << "makeCtorDtor for an argument" << std::endl; )
522        auto cpCtor = makeCtorDtor( "?{}", tmp, mutArg );
523
524        if ( auto appExpr = dynamic_cast< const ast::ApplicationExpr * >( cpCtor ) ) {
525                // if the chosen constructor is intrinsic, the copy is unnecessary, so
526                // don't create the temporary and don't call the copy constructor
527                auto function = appExpr->func.strict_as<ast::VariableExpr>();
528                if ( function->var->linkage == ast::Linkage::Intrinsic ) {
529                        // arguments that need to be boxed need a temporary regardless of whether the copy constructor is intrinsic,
530                        // so that the object isn't changed inside of the polymorphic function
531                        if ( ! GenPoly::needsBoxing( formal, result, impCpCtorExpr->callExpr, env ) ) {
532                                // xxx - should arg->result be mutated? see comment above.
533                                return guard;
534                        }
535                }
536        }
537
538        // set a unique name for the temporary once it's certain the call is necessary
539        auto mut = tmp.get_and_mutate();
540        assertf (mut == tmp, "newly created ObjectDecl must be unique");
541        mut->name = tempNamer.newName();
542
543        // replace argument to function call with temporary
544        stmtsToAddBefore.push_back( new ast::DeclStmt(loc, tmp ) );
545        arg = cpCtor;
546        return destructRet( tmp, arg );
547}
548
549ast::Expr * ResolveCopyCtors::destructRet( const ast::ObjectDecl * ret, const ast::Expr * arg ) {
550        auto global = transUnit().global;
551        // TODO: refactor code for generating cleanup attribute, since it's common and reused in ~3-4 places
552        // check for existing cleanup attribute before adding another(?)
553        // need to add __Destructor for _tmp_cp variables as well
554
555        assertf( global.dtorStruct, "Destructor generation requires __Destructor definition." );
556        assertf( global.dtorStruct->members.size() == 2, "__Destructor definition does not have expected fields." );
557        assertf( global.dtorDestroy, "Destructor generation requires __destroy_Destructor." );
558
559        const CodeLocation & loc = ret->location;
560
561        // generate a __Destructor for ret that calls the destructor
562        auto res = makeCtorDtor( "^?{}", ret );
563        auto dtor = mutate(res);
564
565        // if the chosen destructor is intrinsic, elide the generated dtor handler
566        if ( arg && isIntrinsicCallExpr( dtor ) ) {
567                return new ast::CommaExpr(loc, arg, new ast::VariableExpr(loc, ret ) );
568        }
569
570        if ( nullptr == dtor->env && nullptr != env ) {
571                dtor->env = ast::shallowCopy( env );
572        }
573        auto dtorFunc = getDtorFunc( ret, new ast::ExprStmt(loc, dtor ), stmtsToAddBefore );
574
575        auto dtorStructType = new ast::StructInstType( global.dtorStruct );
576
577        // what does this do???
578        dtorStructType->params.push_back( new ast::TypeExpr(loc, new ast::VoidType() ) );
579
580        // cast destructor pointer to void (*)(void *), to silence GCC incompatible pointer warnings
581        auto dtorFtype = new ast::FunctionType();
582        dtorFtype->params.push_back( new ast::PointerType(new ast::VoidType( ) ) );
583        auto dtorType = new ast::PointerType( dtorFtype );
584
585        static UniqueName namer( "_ret_dtor" );
586        auto retDtor = new ast::ObjectDecl(loc, namer.newName(), dtorStructType, new ast::ListInit(loc, { new ast::SingleInit(loc, ast::ConstantExpr::null(loc) ), new ast::SingleInit(loc, new ast::CastExpr( new ast::VariableExpr(loc, dtorFunc ), dtorType ) ) } ) );
587        retDtor->attributes.push_back( new ast::Attribute( "cleanup", { new ast::VariableExpr(loc, global.dtorDestroy ) } ) );
588        stmtsToAddBefore.push_back( new ast::DeclStmt(loc, retDtor ) );
589
590        if ( arg ) {
591                auto member = new ast::MemberExpr(loc, global.dtorStruct->members.front().strict_as<ast::DeclWithType>(), new ast::VariableExpr(loc, retDtor ) );
592                auto object = new ast::CastExpr( new ast::AddressExpr( new ast::VariableExpr(loc, ret ) ), new ast::PointerType(new ast::VoidType() ) );
593                ast::Expr * assign = createBitwiseAssignment( member, object );
594                return new ast::CommaExpr(loc, new ast::CommaExpr(loc, arg, assign ), new ast::VariableExpr(loc, ret ) );
595        }
596        return nullptr;
597}
598
599const ast::Expr * ResolveCopyCtors::postvisit( const ast::ImplicitCopyCtorExpr *impCpCtorExpr ) {
600        CP_CTOR_PRINT( std::cerr << "ResolveCopyCtors: " << impCpCtorExpr << std::endl; )
601
602        ast::ApplicationExpr * appExpr = mutate(impCpCtorExpr->callExpr.get());
603        const ast::ObjectDecl * returnDecl = nullptr;
604        const CodeLocation loc = appExpr->location;
605
606        // take each argument and attempt to copy construct it.
607        auto ftype = GenPoly::getFunctionType( appExpr->func->result );
608        assert( ftype );
609        auto & params = ftype->params;
610        auto iter = params.begin();
611        for ( auto & arg : appExpr->args ) {
612                const ast::Type * formal = nullptr;
613                // Do not copy construct C-style variadic arguments.
614                if ( iter != params.end() ) {
615                        formal = *iter++;
616                }
617
618                arg = copyConstructArg( arg, impCpCtorExpr, formal );
619        } // for
620
621        // each return value from the call needs to be connected with an ObjectDecl at the call site, which is
622        // initialized with the return value and is destructed later
623        // xxx - handle named return values?
624        const ast::Type * result = appExpr->result;
625        if ( ! result->isVoid() ) {
626                static UniqueName retNamer("_tmp_cp_ret");
627                auto subResult = env->apply( result ).node;
628                auto ret = new ast::ObjectDecl(loc, retNamer.newName(), subResult, nullptr );
629                auto mutType = mutate(ret->type.get());
630                mutType->set_const( false );
631                ret->type = mutType;
632                returnDecl = ret;
633                stmtsToAddBefore.push_back( new ast::DeclStmt(loc, ret ) );
634                CP_CTOR_PRINT( std::cerr << "makeCtorDtor for a return" << std::endl; )
635        } // for
636        CP_CTOR_PRINT( std::cerr << "after Resolving: " << impCpCtorExpr << std::endl; )
637        // ------------------------------------------------------
638
639        CP_CTOR_PRINT( std::cerr << "Coming out the back..." << impCpCtorExpr << std::endl; )
640
641        // detach fields from wrapper node so that it can be deleted without deleting too much
642
643        // xxx - actual env might be somewhere else, need to keep invariant
644
645        // deletion of wrapper should be handled by pass template now
646
647        assert (appExpr->env == nullptr);
648        appExpr->env = impCpCtorExpr->env;
649
650        if ( returnDecl ) {
651                ast::Expr * assign = createBitwiseAssignment( new ast::VariableExpr(loc, returnDecl ), appExpr );
652                if ( ! dynamic_cast< const ast::ReferenceType * >( result ) ) {
653                        // destructing reference returns is bad because it can cause multiple destructor calls to the same object - the returned object is not a temporary
654                        assign = destructRet( returnDecl, assign );
655                        assert(assign);
656                } else {
657                        assign = new ast::CommaExpr(loc, assign, new ast::VariableExpr(loc, returnDecl ) );
658                }
659                // move env from appExpr to retExpr
660                assign->env = appExpr->env;
661                // actual env is handled by common routine that replaces WithTypeSubstitution
662                return postvisit((const ast::Expr *)assign);
663        } else {
664                return postvisit((const ast::Expr *)appExpr);
665        } // if
666}
667
668const ast::StmtExpr * ResolveCopyCtors::previsit( const ast::StmtExpr * _stmtExpr ) {
669        // function call temporaries should be placed at statement-level, rather than nested inside of a new statement expression,
670        // since temporaries can be shared across sub-expressions, e.g.
671        //   [A, A] f();       // decl
672        //   g([A] x, [A] y);  // decl
673        //   g(f());           // call
674        // f is executed once, so the return temporary is shared across the tuple constructors for x and y.
675        // Explicitly mutating children instead of mutating the inner compound statement forces the temporaries to be added
676        // to the outer context, rather than inside of the statement expression.
677
678        // call the common routine that replaces WithTypeSubstitution
679        previsit((const ast::Expr *) _stmtExpr);
680
681        visit_children = false;
682        const CodeLocation loc = _stmtExpr->location;
683
684        assert( env );
685
686        symtab.enterScope();
687        // visit all statements
688        auto stmtExpr = mutate(_stmtExpr);
689        auto mutStmts = mutate(stmtExpr->stmts.get());
690
691        auto & stmts = mutStmts->kids;
692        for ( auto & stmt : stmts ) {
693                stmt = stmt->accept( *visitor );
694        } // for
695        stmtExpr->stmts = mutStmts;
696        symtab.leaveScope();
697
698        assert( stmtExpr->result );
699        if ( stmtExpr->result->isVoid() ) {
700                assert( stmtExpr->returnDecls.empty() );
701                assert( stmtExpr->dtors.empty() );
702
703                return stmtExpr;
704        }
705
706        static UniqueName retNamer("_tmp_stmtexpr_ret");
707
708        auto result = env->apply( stmtExpr->result.get() ).node;
709        if ( ! InitTweak::isConstructable( result ) ) {
710                return stmtExpr;
711        }
712        auto mutResult = result.get_and_mutate();
713        mutResult->set_const(false);
714
715        // create variable that will hold the result of the stmt expr
716        auto ret = new ast::ObjectDecl(loc, retNamer.newName(), mutResult, nullptr );
717        stmtsToAddBefore.push_back( new ast::DeclStmt(loc, ret ) );
718
719        assertf(
720                stmtExpr->resultExpr,
721                "Statement-Expression should have a resulting expression at %s:%d",
722                stmtExpr->location.filename.c_str(),
723                stmtExpr->location.first_line
724        );
725
726        const ast::ExprStmt * last = stmtExpr->resultExpr;
727        // xxx - if this is non-unique, need to copy while making resultExpr ref
728        assertf(last->unique(), "attempt to modify weakly shared statement");
729        auto mutLast = mutate(last);
730        // above assertion means in-place mutation is OK
731        try {
732                mutLast->expr = makeCtorDtor( "?{}", ret, mutLast->expr );
733        } catch (...) {
734                std::cerr << "*CFA internal error: ";
735                std::cerr << "can't resolve implicit constructor";
736                std::cerr << " at " << stmtExpr->location.filename.c_str();
737                std::cerr << ":" << stmtExpr->location.first_line << std::endl;
738
739                abort();
740        }
741
742        // add destructors after current statement
743        stmtsToAddAfter.push_back( new ast::ExprStmt(loc, makeCtorDtor( "^?{}", ret ) ) );
744
745        // must have a non-empty body, otherwise it wouldn't have a result
746        assert( ! stmts.empty() );
747
748        // if there is a return decl, add a use as the last statement; will not have return decl on non-constructable returns
749        stmts.push_back( new ast::ExprStmt(loc, new ast::VariableExpr(loc, ret ) ) );
750
751        assert( stmtExpr->returnDecls.empty() );
752        assert( stmtExpr->dtors.empty() );
753
754        return stmtExpr;
755}
756
757// to prevent warnings ('_unq0' may be used uninitialized in this function),
758// insert an appropriate zero initializer for UniqueExpr temporaries.
759ast::Init * makeInit( const ast::Type * t, CodeLocation const & loc ) {
760        if ( auto inst = dynamic_cast< const ast::StructInstType * >( t ) ) {
761                // initizer for empty struct must be empty
762                if ( inst->base->members.empty() ) {
763                        return new ast::ListInit( loc, {} );
764                }
765        } else if ( auto inst = dynamic_cast< const ast::UnionInstType * >( t ) ) {
766                // initizer for empty union must be empty
767                if ( inst->base->members.empty() ) {
768                        return new ast::ListInit( loc, {} );
769                }
770        }
771
772        return new ast::ListInit( loc, {
773                new ast::SingleInit( loc, ast::ConstantExpr::from_int( loc, 0 ) )
774        } );
775}
776
777const ast::UniqueExpr * ResolveCopyCtors::previsit( const ast::UniqueExpr * unqExpr ) {
778        visit_children = false;
779        // xxx - hack to prevent double-handling of unique exprs, otherwise too many temporary variables and destructors are generated
780        static std::unordered_map< int, const ast::UniqueExpr * > unqMap;
781        auto mutExpr = mutate(unqExpr);
782        if ( ! unqMap.count( unqExpr->id ) ) {
783                auto impCpCtorExpr = mutExpr->expr.as<ast::ImplicitCopyCtorExpr>();
784                mutExpr->expr = mutExpr->expr->accept( *visitor );
785                // it should never be necessary to wrap a void-returning expression in a UniqueExpr - if this assumption changes, this needs to be rethought
786                assert( unqExpr->result );
787                if ( impCpCtorExpr ) {
788                        auto comma = unqExpr->expr.strict_as<ast::CommaExpr>();
789                        auto var = comma->arg2.strict_as<ast::VariableExpr>();
790                        // note the variable used as the result from the call
791                        mutExpr->var = var;
792                } else {
793                        // expr isn't a call expr, so create a new temporary variable to use to hold the value of the unique expression
794                        mutExpr->object = new ast::ObjectDecl( mutExpr->location, toString("_unq", mutExpr->id), mutExpr->result, makeInit( mutExpr->result, mutExpr->location ) );
795                        mutExpr->var = new ast::VariableExpr( mutExpr->location, mutExpr->object );
796                }
797
798                unqMap[mutExpr->id] = mutExpr;
799        } else {
800                // take data from other UniqueExpr to ensure consistency
801                mutExpr->expr = unqMap[mutExpr->id]->expr;
802                mutExpr->result = mutExpr->expr->result;
803        }
804        return mutExpr;
805}
806
807const ast::DeclWithType * FixInit::postvisit( const ast::ObjectDecl *_objDecl ) {
808        const CodeLocation loc = _objDecl->location;
809
810        // since this removes the init field from objDecl, it must occur after children are mutated (i.e. postvisit)
811        ast::ptr<ast::ConstructorInit> ctorInit = _objDecl->init.as<ast::ConstructorInit>();
812
813        if ( nullptr == ctorInit ) return _objDecl;
814
815        auto objDecl = mutate(_objDecl);
816
817        // could this be non-unique?
818        if (objDecl != _objDecl) {
819                std::cerr << "FixInit: non-unique object decl " << objDecl->location << objDecl->name << std::endl;
820        }
821        // a decision should have been made by the resolver, so ctor and init are not both non-NULL
822        assert( ! ctorInit->ctor || ! ctorInit->init );
823        if ( const ast::Stmt * ctor = ctorInit->ctor ) {
824                if ( objDecl->storage.is_static ) {
825                        addDataSectionAttribute(objDecl);
826                        // originally wanted to take advantage of gcc nested functions, but
827                        // we get memory errors with this approach. To remedy this, the static
828                        // variable is hoisted when the destructor needs to be called.
829                        //
830                        // generate:
831                        // static T __objName_static_varN;
832                        // void __objName_dtor_atexitN() {
833                        //   __dtor__...;
834                        // }
835                        // int f(...) {
836                        //   ...
837                        //   static bool __objName_uninitialized = true;
838                        //   if (__objName_uninitialized) {
839                        //     __ctor(__objName);
840                        //     __objName_uninitialized = false;
841                        //     atexit(__objName_dtor_atexitN);
842                        //   }
843                        //   ...
844                        // }
845
846                        static UniqueName dtorCallerNamer( "_dtor_atexit" );
847
848                        // static bool __objName_uninitialized = true
849                        auto boolType = new ast::BasicType( ast::BasicKind::Bool );
850                        auto boolInitExpr = new ast::SingleInit(loc, ast::ConstantExpr::from_int(loc, 1 ) );
851                        auto isUninitializedVar = new ast::ObjectDecl(loc, objDecl->mangleName + "_uninitialized", boolType, boolInitExpr, ast::Storage::Static, ast::Linkage::Cforall);
852                        isUninitializedVar->fixUniqueId();
853
854                        // __objName_uninitialized = false;
855                        auto setTrue = new ast::UntypedExpr(loc, new ast::NameExpr(loc, "?=?" ) );
856                        setTrue->args.push_back( new ast::VariableExpr(loc, isUninitializedVar ) );
857                        setTrue->args.push_back( ast::ConstantExpr::from_int(loc, 0 ) );
858
859                        // generate body of if
860                        auto initStmts = new ast::CompoundStmt(loc);
861                        auto & body = initStmts->kids;
862                        body.push_back( ctor );
863                        body.push_back( new ast::ExprStmt(loc, setTrue ) );
864
865                        // put it all together
866                        auto ifStmt = new ast::IfStmt(loc, new ast::VariableExpr(loc, isUninitializedVar ), initStmts, 0 );
867                        stmtsToAddAfter.push_back( new ast::DeclStmt(loc, isUninitializedVar ) );
868                        stmtsToAddAfter.push_back( ifStmt );
869
870                        const ast::Stmt * dtor = ctorInit->dtor;
871                        if ( dtor ) {
872                                // if the object has a non-trivial destructor, have to
873                                // hoist it and the object into the global space and
874                                // call the destructor function with atexit.
875
876                                // void __objName_dtor_atexitN(...) {...}
877                                ast::FunctionDecl * dtorCaller = new ast::FunctionDecl(loc, objDecl->mangleName + dtorCallerNamer.newName(), {}, {}, {}, {}, new ast::CompoundStmt(loc, {dtor}), ast::Storage::Static, ast::Linkage::C );
878                                dtorCaller->fixUniqueId();
879
880                                // atexit(dtor_atexit);
881                                auto callAtexit = new ast::UntypedExpr(loc, new ast::NameExpr(loc, "atexit" ) );
882                                callAtexit->args.push_back( new ast::VariableExpr(loc, dtorCaller ) );
883
884                                body.push_back( new ast::ExprStmt(loc, callAtexit ) );
885
886                                // hoist variable and dtor caller decls to list of decls that will be added into global scope
887                                staticDtorDecls.push_back( objDecl );
888                                staticDtorDecls.push_back( dtorCaller );
889
890                                // need to rename object uniquely since it now appears
891                                // at global scope and there could be multiple function-scoped
892                                // static variables with the same name in different functions.
893                                // Note: it isn't sufficient to modify only the mangleName, because
894                                // then subsequent SymbolTable passes can choke on seeing the object's name
895                                // if another object has the same name and type. An unfortunate side-effect
896                                // of renaming the object is that subsequent NameExprs may fail to resolve,
897                                // but there shouldn't be any remaining past this point.
898                                static UniqueName staticNamer( "_static_var" );
899                                objDecl->name = objDecl->name + staticNamer.newName();
900                                objDecl->mangleName = Mangle::mangle( objDecl );
901                                objDecl->init = nullptr;
902
903                                // xxx - temporary hack: need to return a declaration, but want to hoist the current object out of this scope
904                                // create a new object which is never used
905                                static UniqueName dummyNamer( "_dummy" );
906                                auto dummy = new ast::ObjectDecl(loc, dummyNamer.newName(), new ast::PointerType(new ast::VoidType()), nullptr, ast::Storage::Static, ast::Linkage::Cforall, 0, { new ast::Attribute("unused") } );
907                                return dummy;
908                        } else {
909                                objDecl->init = nullptr;
910                                return objDecl;
911                        }
912                } else {
913                        auto implicit = strict_dynamic_cast< const ast::ImplicitCtorDtorStmt * > ( ctor );
914                        auto ctorStmt = implicit->callStmt.as<ast::ExprStmt>();
915                        const ast::ApplicationExpr * ctorCall = nullptr;
916                        if ( ctorStmt && (ctorCall = isIntrinsicCallExpr( ctorStmt->expr )) && ctorCall->args.size() == 2 ) {
917                                // clean up intrinsic copy constructor calls by making them into SingleInits
918                                const ast::Expr * ctorArg = ctorCall->args.back();
919                                // ctorCall should be gone afterwards
920                                auto mutArg = mutate(ctorArg);
921                                mutArg->env = ctorCall->env;
922                                objDecl->init = new ast::SingleInit(loc, mutArg );
923                        } else {
924                                stmtsToAddAfter.push_back( ctor );
925                                objDecl->init = nullptr;
926                        }
927
928                        const ast::Stmt * dtor = ctorInit->dtor;
929                        if ( dtor ) {
930                                auto implicit = strict_dynamic_cast< const ast::ImplicitCtorDtorStmt * >( dtor );
931                                const ast::Stmt * dtorStmt = implicit->callStmt;
932
933                                // don't need to call intrinsic dtor, because it does nothing, but
934                                // non-intrinsic dtors must be called
935                                if ( ! isIntrinsicSingleArgCallStmt( dtorStmt ) ) {
936                                        // set dtor location to the object's location for error messages
937                                        auto dtorFunc = getDtorFunc( objDecl, dtorStmt, stmtsToAddBefore );
938                                        objDecl->attributes.push_back( new ast::Attribute( "cleanup", { new ast::VariableExpr(loc, dtorFunc ) } ) );
939                                } // if
940                        }
941                } // if
942        } else if ( const ast::Init * init = ctorInit->init ) {
943                objDecl->init = init;
944        } else {
945                // no constructor and no initializer, which is okay
946                objDecl->init = nullptr;
947        } // if
948        return objDecl;
949}
950
951void ObjDeclCollector::previsit( const ast::CompoundStmt * ) {
952        GuardValue( curVars );
953}
954
955void ObjDeclCollector::previsit( const ast::DeclStmt * stmt ) {
956        // keep track of all variables currently in scope
957        if ( auto objDecl = stmt->decl.as<ast::ObjectDecl>() ) {
958                curVars.push_back( objDecl );
959        } // if
960}
961
962void LabelFinder::previsit( const ast::Stmt * stmt ) {
963        // for each label, remember the variables in scope at that label.
964        for ( auto l : stmt->labels ) {
965                vars[l] = curVars;
966        } // for
967}
968
969void LabelFinder::previsit( const ast::CompoundStmt * stmt ) {
970        previsit( (const ast::Stmt *)stmt );
971        Parent::previsit( stmt );
972}
973
974void LabelFinder::previsit( const ast::DeclStmt * stmt ) {
975        previsit( (const ast::Stmt *)stmt );
976        Parent::previsit( stmt );
977}
978
979void InsertDtors::previsit( const ast::FunctionDecl * funcDecl ) {
980        // each function needs to have its own set of labels
981        GuardValue( labelVars );
982        labelVars.clear();
983        // LabelFinder does not recurse into FunctionDecl, so need to visit
984        // its children manually.
985        if (funcDecl->type) funcDecl->type->accept(finder);
986        if (funcDecl->stmts) funcDecl->stmts->accept(finder);
987
988        // all labels for this function have been collected, insert destructors as appropriate via implicit recursion.
989}
990
991// Handle break/continue/goto in the same manner as C++.  Basic idea: any objects that are in scope at the
992// BranchStmt but not at the labelled (target) statement must be destructed.  If there are any objects in scope
993// at the target location but not at the BranchStmt then those objects would be uninitialized so notify the user
994// of the error.  See C++ Reference 6.6 Jump Statements for details.
995void InsertDtors::handleGoto( const ast::BranchStmt * stmt ) {
996        // can't do anything for computed goto
997        if ( stmt->computedTarget ) return;
998
999        assertf( stmt->target.name != "", "BranchStmt missing a label: %s", toString( stmt ).c_str() );
1000        // S_L = lvars = set of objects in scope at label definition
1001        // S_G = curVars = set of objects in scope at goto statement
1002        ObjectSet & lvars = labelVars[ stmt->target ];
1003
1004        DTOR_PRINT(
1005                std::cerr << "at goto label: " << stmt->target.name << std::endl;
1006                std::cerr << "S_G = " << printSet( curVars ) << std::endl;
1007                std::cerr << "S_L = " << printSet( lvars ) << std::endl;
1008        )
1009
1010
1011        // std::set_difference requires that the inputs be sorted.
1012        lvars.sort();
1013        curVars.sort();
1014
1015        ObjectSet diff;
1016        // S_L-S_G results in set of objects whose construction is skipped - it's an error if this set is non-empty
1017        std::set_difference( lvars.begin(), lvars.end(), curVars.begin(), curVars.end(), std::inserter( diff, diff.begin() ) );
1018        DTOR_PRINT(
1019                std::cerr << "S_L-S_G = " << printSet( diff ) << std::endl;
1020        )
1021        if ( ! diff.empty() ) {
1022                SemanticError( stmt->location, "jump to label \"%s\" crosses initialization of \"%s\".",
1023                                           stmt->target.name.c_str(), (*diff.begin())->name.c_str() );
1024        } // if
1025}
1026
1027void InsertDtors::previsit( const ast::BranchStmt * stmt ) {
1028        switch( stmt->kind ) {
1029        case ast::BranchStmt::Continue:
1030        case ast::BranchStmt::Break:
1031                // could optimize the break/continue case, because the S_L-S_G check is unnecessary (this set should
1032                // always be empty), but it serves as a small sanity check.
1033        case ast::BranchStmt::Goto:
1034                handleGoto( stmt );
1035                break;
1036        default:
1037                assert( false );
1038        } // switch
1039}
1040
1041/// Should we check for warnings? (The function is user-defined constrctor or destructor.)
1042bool checkWarnings( const ast::FunctionDecl * funcDecl ) {
1043        if ( ! funcDecl ) return false;
1044        if ( ! funcDecl->stmts ) return false;
1045        return CodeGen::isCtorDtor( funcDecl->name ) && ! funcDecl->linkage.is_overrideable;
1046}
1047
1048void GenStructMemberCalls::previsit( const ast::FunctionDecl * funcDecl ) {
1049        GuardValue( function );
1050        GuardValue( unhandled );
1051        GuardValue( usedUninit );
1052        GuardValue( thisParam );
1053        GuardValue( isCtor );
1054        GuardValue( structDecl );
1055        errors = SemanticErrorException();  // clear previous errors
1056
1057        // need to start with fresh sets
1058        unhandled.clear();
1059        usedUninit.clear();
1060
1061        function = mutate(funcDecl);
1062        // could this be non-unique?
1063        if (function != funcDecl) {
1064                std::cerr << "GenStructMemberCalls: non-unique FunctionDecl " << funcDecl->location << funcDecl->name << std::endl;
1065        }
1066
1067        isCtor = CodeGen::isConstructor( function->name );
1068
1069        // Remaining code is only for warnings.
1070        if ( ! checkWarnings( function ) ) return;
1071        thisParam = function->params.front().strict_as<ast::ObjectDecl>();
1072        auto thisType = getPointerBase( thisParam->get_type() );
1073        auto structType = dynamic_cast< const ast::StructInstType * >( thisType );
1074        if ( structType ) {
1075                structDecl = structType->base;
1076                for ( auto & member : structDecl->members ) {
1077                        if ( auto field = member.as<ast::ObjectDecl>() ) {
1078                                // record all of the struct type's members that need to be constructed or
1079                                // destructed by the end of the function
1080                                unhandled.insert( field );
1081                        }
1082                }
1083        }
1084}
1085
1086const ast::DeclWithType * GenStructMemberCalls::postvisit( const ast::FunctionDecl * funcDecl ) {
1087        // remove the unhandled objects from usedUninit, because a call is inserted
1088        // to handle them - only objects that are later constructed are used uninitialized.
1089        std::map< const ast::DeclWithType *, CodeLocation > diff;
1090        // need the comparator since usedUninit and unhandled have different types
1091        struct comp_t {
1092                typedef decltype(usedUninit)::value_type usedUninit_t;
1093                typedef decltype(unhandled)::value_type unhandled_t;
1094                bool operator()(usedUninit_t x, unhandled_t y) { return x.first < y; }
1095                bool operator()(unhandled_t x, usedUninit_t y) { return x < y.first; }
1096        } comp;
1097        std::set_difference( usedUninit.begin(), usedUninit.end(), unhandled.begin(), unhandled.end(), std::inserter( diff, diff.begin() ), comp );
1098        for ( auto p : diff ) {
1099                auto member = p.first;
1100                auto loc = p.second;
1101                // xxx - make error message better by also tracking the location that the object is constructed at?
1102                emit( loc, "in ", function->name, ", field ", member->name, " used before being constructed" );
1103        }
1104
1105        const CodeLocation loc = funcDecl->location;
1106
1107        if ( ! unhandled.empty() ) {
1108                auto mutStmts = function->stmts.get_and_mutate();
1109                // need to explicitly re-add function parameters to the indexer in order to resolve copy constructors
1110                auto guard = makeFuncGuard( [this]() { symtab.enterScope(); }, [this]() { symtab.leaveScope(); } );
1111                symtab.addFunction( function );
1112                auto global = transUnit().global;
1113
1114                // need to iterate through members in reverse in order for
1115                // ctor/dtor statements to come out in the right order
1116                for ( auto & member : reverseIterate( structDecl->members ) ) {
1117                        auto field = member.as<ast::ObjectDecl>();
1118                        // skip non-DWT members
1119                        if ( ! field ) continue;
1120                        // skip non-constructable members
1121                        if ( ! tryConstruct( field ) ) continue;
1122                        // skip handled members
1123                        if ( ! unhandled.count( field ) ) continue;
1124
1125                        // insert and resolve default/copy constructor call for each field that's unhandled
1126                        ast::Expr * arg2 = nullptr;
1127                        if ( function->name == "?{}" && isCopyFunction( function ) ) {
1128                                // if copy ctor, need to pass second-param-of-this-function.field
1129                                assert( function->params.size() == 2 );
1130                                arg2 = new ast::MemberExpr(funcDecl->location, field, new ast::VariableExpr(funcDecl->location, function->params.back() ) );
1131                        }
1132                        InitExpander srcParam( arg2 );
1133                        // cast away reference type and construct field.
1134                        ast::Expr * thisExpr = new ast::CastExpr(funcDecl->location, new ast::VariableExpr(funcDecl->location, thisParam ), thisParam->get_type()->stripReferences());
1135                        ast::Expr * memberDest = new ast::MemberExpr(funcDecl->location, field, thisExpr );
1136                        const ast::Stmt * callStmt = SymTab::genImplicitCall( srcParam, memberDest, loc, function->name, field, static_cast<SymTab::LoopDirection>(isCtor) );
1137
1138                        if ( callStmt ) {
1139                                try {
1140                                        callStmt = callStmt->accept( *visitor );
1141                                        if ( isCtor ) {
1142                                                mutStmts->push_front( callStmt );
1143                                        } else { // TODO: don't generate destructor function/object for intrinsic calls
1144
1145                                                // Optimization: do not need to call intrinsic destructors on members
1146                                                if ( isIntrinsicSingleArgCallStmt( callStmt ) ) continue;
1147
1148                                                // __Destructor _dtor0 = { (void *)&b.a1, (void (*)(void *)_destroy_A };
1149                                                std::list< ast::ptr<ast::Stmt> > stmtsToAdd;
1150
1151                                                static UniqueName memberDtorNamer = { "__memberDtor" };
1152                                                assertf( global.dtorStruct, "builtin __Destructor not found." );
1153                                                assertf( global.dtorDestroy, "builtin __destroy_Destructor not found." );
1154
1155                                                ast::Expr * thisExpr = new ast::CastExpr( new ast::AddressExpr( new ast::VariableExpr(loc, thisParam ) ), new ast::PointerType( new ast::VoidType(), ast::CV::Qualifiers() ) );
1156                                                ast::Expr * dtorExpr = new ast::VariableExpr(loc, getDtorFunc( thisParam, callStmt, stmtsToAdd ) );
1157
1158                                                // cast destructor pointer to void (*)(void *), to silence GCC incompatible pointer warnings
1159                                                auto dtorFtype = new ast::FunctionType();
1160                                                dtorFtype->params.emplace_back( new ast::PointerType( new ast::VoidType() ) );
1161                                                auto dtorType = new ast::PointerType( dtorFtype );
1162
1163                                                auto destructor = new ast::ObjectDecl(loc, memberDtorNamer.newName(), new ast::StructInstType( global.dtorStruct ), new ast::ListInit(loc, { new ast::SingleInit(loc, thisExpr ), new ast::SingleInit(loc, new ast::CastExpr( dtorExpr, dtorType ) ) } ) );
1164                                                destructor->attributes.push_back( new ast::Attribute( "cleanup", { new ast::VariableExpr( loc, global.dtorDestroy ) } ) );
1165                                                mutStmts->push_front( new ast::DeclStmt(loc, destructor ) );
1166                                                mutStmts->kids.splice( mutStmts->kids.begin(), stmtsToAdd );
1167                                        }
1168                                } catch ( SemanticErrorException & error ) {
1169                                        emit( funcDecl->location, "in ", function->name , ", field ", field->name, " not explicitly ", isCtor ? "constructed" : "destructed",  " and no ", isCtor ? "default constructor" : "destructor", " found" );
1170                                }
1171                        }
1172                }
1173                function->stmts = mutStmts;
1174        }
1175        if (! errors.isEmpty()) {
1176                throw errors;
1177        }
1178        return function;
1179}
1180
1181/// true if expr is effectively just the 'this' parameter
1182bool isThisExpression( const ast::Expr * expr, const ast::DeclWithType * thisParam ) {
1183        // TODO: there are more complicated ways to pass 'this' to a constructor, e.g. &*, *&, etc.
1184        if ( auto varExpr = dynamic_cast< const ast::VariableExpr * >( expr ) ) {
1185                return varExpr->var == thisParam;
1186        } else if ( auto castExpr = dynamic_cast< const ast::CastExpr * > ( expr ) ) {
1187                return isThisExpression( castExpr->arg, thisParam );
1188        }
1189        return false;
1190}
1191
1192/// returns a MemberExpr if expr is effectively just member access on the 'this' parameter, else nullptr
1193const ast::MemberExpr * isThisMemberExpr( const ast::Expr * expr, const ast::DeclWithType * thisParam ) {
1194        if ( auto memberExpr = dynamic_cast< const ast::MemberExpr * >( expr ) ) {
1195                if ( isThisExpression( memberExpr->aggregate, thisParam ) ) {
1196                        return memberExpr;
1197                }
1198        } else if ( auto castExpr = dynamic_cast< const ast::CastExpr * >( expr ) ) {
1199                return isThisMemberExpr( castExpr->arg, thisParam );
1200        }
1201        return nullptr;
1202}
1203
1204void GenStructMemberCalls::previsit( const ast::ApplicationExpr * appExpr ) {
1205        if ( ! checkWarnings( function ) ) {
1206                visit_children = false;
1207                return;
1208        }
1209
1210        std::string fname = getFunctionName( appExpr );
1211        if ( fname != function->name ) return;
1212
1213        // call to same kind of function
1214        const ast::Expr * firstParam = appExpr->args.front();
1215        if ( isThisExpression( firstParam, thisParam ) ) {
1216                // if calling another constructor on thisParam, assume that function handles
1217                // all members - if it doesn't a warning will appear in that function.
1218                unhandled.clear();
1219        } else if ( auto memberExpr = isThisMemberExpr( firstParam, thisParam ) ) {
1220                // if first parameter is a member expression on the this parameter,
1221                // then remove the member from unhandled set.
1222                if ( isThisExpression( memberExpr->aggregate, thisParam ) ) {
1223                        unhandled.erase( memberExpr->member );
1224                }
1225        }
1226}
1227
1228void GenStructMemberCalls::previsit( const ast::MemberExpr * memberExpr ) {
1229        if ( ! checkWarnings( function ) || ! isCtor ) {
1230                visit_children = false;
1231                return;
1232        }
1233
1234        if ( isThisExpression( memberExpr->aggregate, thisParam ) ) {
1235                if ( unhandled.count( memberExpr->member ) ) {
1236                        // emit a warning because a member was used before it was constructed
1237                        usedUninit.insert( { memberExpr->member, memberExpr->location } );
1238                }
1239        }
1240}
1241
1242template< typename... Params >
1243void GenStructMemberCalls::emit( CodeLocation loc, const Params &... params ) {
1244        SemanticErrorException err( loc, toString( params... ) );
1245        errors.append( err );
1246}
1247
1248const ast::Expr * GenStructMemberCalls::postvisit( const ast::UntypedExpr * untypedExpr ) {
1249        // xxx - functions returning ast::ptr seems wrong...
1250        auto res = ResolvExpr::findVoidExpression( untypedExpr, { symtab, transUnit().global } );
1251        return res.release();
1252}
1253
1254void InsertImplicitCalls::previsit(const ast::UniqueExpr * unqExpr) {
1255        if (visitedIds.count(unqExpr->id)) visit_children = false;
1256        else visitedIds.insert(unqExpr->id);
1257}
1258
1259const ast::Expr * FixCtorExprs::postvisit( const ast::ConstructorExpr * ctorExpr ) {
1260        const CodeLocation loc = ctorExpr->location;
1261        static UniqueName tempNamer( "_tmp_ctor_expr" );
1262        // xxx - is the size check necessary?
1263        assert( ctorExpr->result && ctorExpr->result->size() == 1 );
1264
1265        // xxx - this can be TupleAssignExpr now. Need to properly handle this case.
1266        // take possession of expr and env
1267        ast::ptr<ast::ApplicationExpr> callExpr = ctorExpr->callExpr.strict_as<ast::ApplicationExpr>();
1268        ast::ptr<ast::TypeSubstitution> env = ctorExpr->env;
1269
1270        // xxx - ideally we would reuse the temporary generated from the copy constructor passes from within firstArg if it exists and not generate a temporary if it's unnecessary.
1271        auto tmp = new ast::ObjectDecl(loc, tempNamer.newName(), callExpr->args.front()->result );
1272        declsToAddBefore.push_back( tmp );
1273
1274        // build assignment and replace constructor's first argument with new temporary
1275        auto mutCallExpr = callExpr.get_and_mutate();
1276        const ast::Expr * firstArg = callExpr->args.front();
1277        ast::Expr * assign = new ast::UntypedExpr(loc, new ast::NameExpr(loc, "?=?" ), { new ast::AddressExpr(loc, new ast::VariableExpr(loc, tmp ) ), new ast::AddressExpr( firstArg ) } );
1278        firstArg = new ast::VariableExpr(loc, tmp );
1279        mutCallExpr->args.front() = firstArg;
1280
1281        // resolve assignment and dispose of new env
1282        auto resolved = ResolvExpr::findVoidExpression( assign, { symtab, transUnit().global } );
1283        auto mut = resolved.get_and_mutate();
1284        assertf(resolved.get() == mut, "newly resolved expression must be unique");
1285        mut->env = nullptr;
1286
1287        // for constructor expr:
1288        //   T x;
1289        //   x{};
1290        // results in:
1291        //   T x;
1292        //   T & tmp;
1293        //   &tmp = &x, ?{}(tmp), tmp
1294        ast::CommaExpr * commaExpr = new ast::CommaExpr(loc, resolved, new ast::CommaExpr(loc, mutCallExpr, new ast::VariableExpr(loc, tmp ) ) );
1295        commaExpr->env = env;
1296        return commaExpr;
1297}
1298
1299} // namespace
1300
1301void fix( ast::TranslationUnit & translationUnit, bool inLibrary ) {
1302        ast::Pass<SelfAssignChecker>::run( translationUnit );
1303
1304        // fixes StmtExpr to properly link to their resulting expression
1305        ast::Pass<StmtExprResult>::run( translationUnit );
1306
1307        // fixes ConstructorInit for global variables. should happen before fixInitializers.
1308        InitTweak::fixGlobalInit( translationUnit, inLibrary );
1309
1310        // must happen before ResolveCopyCtors because temporaries have to be inserted into the correct scope
1311        ast::Pass<SplitExpressions>::run( translationUnit );
1312
1313        ast::Pass<InsertImplicitCalls>::run( translationUnit );
1314
1315        // Needs to happen before ResolveCopyCtors, because argument/return temporaries should not be considered in
1316        // error checking branch statements
1317        {
1318                ast::Pass<LabelFinder> finder;
1319                ast::Pass<InsertDtors>::run( translationUnit, finder );
1320        }
1321
1322        ast::Pass<ResolveCopyCtors>::run( translationUnit );
1323        FixInit::fixInitializers( translationUnit );
1324        ast::Pass<GenStructMemberCalls>::run( translationUnit );
1325
1326        // Needs to happen after GenStructMemberCalls, since otherwise member constructors exprs
1327        // don't have the correct form, and a member can be constructed more than once.
1328        ast::Pass<FixCtorExprs>::run( translationUnit );
1329}
1330
1331} // namespace InitTweak
1332
1333// Local Variables: //
1334// tab-width: 4 //
1335// mode: c++ //
1336// compile-command: "make install" //
1337// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.