source: src/InitTweak/GenInit.cc @ c6b4432

Last change on this file since c6b4432 was c6b4432, checked in by Andrew Beach <ajbeach@…>, 8 months ago

Remove BaseSyntaxNode? and clean-up.

  • Property mode set to 100644
File size: 14.4 KB
Line 
1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2015 University of Waterloo
3//
4// The contents of this file are covered under the licence agreement in the
5// file "LICENCE" distributed with Cforall.
6//
7// GenInit.cc -- Generate initializers, and other stuff.
8//
9// Author           : Rob Schluntz
10// Created On       : Mon May 18 07:44:20 2015
11// Last Modified By : Andrew Beach
12// Last Modified On : Mon Oct 25 13:53:00 2021
13// Update Count     : 186
14//
15#include "GenInit.h"
16
17#include <stddef.h>                    // for NULL
18#include <algorithm>                   // for any_of
19#include <cassert>                     // for assert, strict_dynamic_cast, assertf
20#include <deque>
21#include <iterator>                    // for back_inserter, inserter, back_inse...
22#include <list>                        // for _List_iterator, list
23
24#include "AST/Decl.hpp"
25#include "AST/Init.hpp"
26#include "AST/Pass.hpp"
27#include "AST/Node.hpp"
28#include "AST/Stmt.hpp"
29#include "CompilationState.h"
30#include "CodeGen/OperatorTable.h"
31#include "Common/SemanticError.h"      // for SemanticError
32#include "Common/ToString.hpp"         // for toCString
33#include "Common/UniqueName.h"         // for UniqueName
34#include "Common/utility.h"            // for ValueGuard, maybeClone
35#include "GenPoly/GenPoly.h"           // for getFunctionType, isPolyType
36#include "GenPoly/ScopedSet.h"         // for ScopedSet, ScopedSet<>::const_iter...
37#include "InitTweak.h"                 // for isConstExpr, InitExpander, checkIn...
38#include "ResolvExpr/Resolver.h"
39#include "SymTab/GenImplicitCall.hpp"  // for genImplicitCall
40#include "SymTab/Mangler.h"            // for Mangler
41#include "Tuples/Tuples.h"             // for maybeImpure
42#include "Validate/FindSpecialDecls.h" // for SizeType
43
44namespace InitTweak {
45
46namespace {
47
48#       warning Remove the _New suffix after the conversion is complete.
49
50        // Outer pass finds declarations, for their type could wrap a type that needs hoisting
51        struct HoistArrayDimension_NoResolve_New final :
52                        public ast::WithDeclsToAdd<>, public ast::WithShortCircuiting,
53                        public ast::WithGuards, public ast::WithConstTranslationUnit,
54                        public ast::WithVisitorRef<HoistArrayDimension_NoResolve_New>,
55                        public ast::WithSymbolTableX<ast::SymbolTable::ErrorDetection::IgnoreErrors> {
56
57                // Inner pass looks within a type, for a part that depends on an expression
58                struct HoistDimsFromTypes final :
59                                public ast::WithShortCircuiting, public ast::WithGuards {
60
61                        HoistArrayDimension_NoResolve_New * outer;
62                        HoistDimsFromTypes( HoistArrayDimension_NoResolve_New * outer ) : outer(outer) {}
63
64                        // Only intended for visiting through types.
65                        // Tolerate, and short-circuit at, the dimension expression of an array type.
66                        //    (We'll operate on the dimension expression of an array type directly
67                        //    from the parent type, not by visiting through it)
68                        // Look inside type exprs.
69                        void previsit( const ast::Node * ) {
70                                assert( false && "unsupported node type" );
71                        };
72                        const ast::Expr * allowedExpr = nullptr;
73                        void previsit( const ast::Type * ) {
74                                GuardValue( allowedExpr ) = nullptr;
75                        }
76                        void previsit( const ast::ArrayType * t ) {
77                                GuardValue( allowedExpr ) = t->dimension.get();
78                        }
79                        void previsit( const ast::PointerType * t ) {
80                                GuardValue( allowedExpr ) = t->dimension.get();
81                        }
82                        void previsit( const ast::TypeofType * t ) {
83                                GuardValue( allowedExpr ) = t->expr.get();
84                        }
85                        void previsit( const ast::Expr * e ) {
86                                assert( e == allowedExpr &&
87                                    "only expecting to visit exprs that are dimension exprs or typeof(-) inner exprs" );
88
89                                // Skip the tolerated expressions
90                                visit_children = false;
91                        }
92                        void previsit( const ast::TypeExpr * ) {}
93
94                        const ast::Type * postvisit(
95                                        const ast::ArrayType * arrayType ) {
96                                static UniqueName dimensionName( "_array_dim" );
97
98                                if ( nullptr == arrayType->dimension ) {  // if no dimension is given, don't presume to invent one
99                                        return arrayType;
100                                }
101
102                                // find size_t; use it as the type for a dim expr
103                                ast::ptr<ast::Type> dimType = outer->transUnit().global.sizeType;
104                                assert( dimType );
105                                add_qualifiers( dimType, ast::CV::Qualifiers( ast::CV::Const ) );
106
107                                // Special-case handling: leave the user's dimension expression alone
108                                // - requires the user to have followed a careful convention
109                                // - may apply to extremely simple applications, but only as windfall
110                                // - users of advanced applications will be following the convention on purpose
111                                // - CFA maintainers must protect the criteria against leaving too much alone
112
113                                // Actual leave-alone cases following are conservative approximations of "cannot vary"
114
115                                // Leave alone: literals and enum constants
116                                if ( dynamic_cast< const ast::ConstantExpr * >( arrayType->dimension.get() ) ) {
117                                        return arrayType;
118                                }
119
120                                // Leave alone: direct use of an object declared to be const
121                                const ast::NameExpr * dimn = dynamic_cast< const ast::NameExpr * >( arrayType->dimension.get() );
122                                if ( dimn ) {
123                                        std::vector<ast::SymbolTable::IdData> dimnDefs = outer->symtab.lookupId( dimn->name );
124                                        if ( dimnDefs.size() == 1 ) {
125                                                const ast::DeclWithType * dimnDef = dimnDefs[0].id.get();
126                                                assert( dimnDef && "symbol table binds a name to nothing" );
127                                                const ast::ObjectDecl * dimOb = dynamic_cast< const ast::ObjectDecl * >( dimnDef );
128                                                if( dimOb ) {
129                                                        const ast::Type * dimTy = dimOb->type.get();
130                                                        assert( dimTy && "object declaration bearing no type" );
131                                                        // must not hoist some: size_t
132                                                        // must hoist all: pointers and references
133                                                        // the analysis is conservative; BasicType is a simple approximation
134                                                        if ( dynamic_cast< const ast::BasicType * >( dimTy ) ||
135                                                             dynamic_cast< const ast::SueInstType<ast::EnumDecl> * >( dimTy ) ) {
136                                                                if ( dimTy->is_const() ) {
137                                                                        // The dimension is certainly re-evaluable, giving the same answer each time.
138                                                                        // Our user might be hoping to write the array type in multiple places, having them unify.
139                                                                        // Leave the type alone.
140
141                                                                        // We believe the new criterion leaves less alone than the old criterion.
142                                                                        // Thus, the old criterion should have left the current case alone.
143                                                                        // Catch cases that weren't thought through.
144                                                                        assert( !Tuples::maybeImpure( arrayType->dimension ) );
145
146                                                                        return arrayType;
147                                                                }
148                                                        };
149                                                }
150                                        }
151                                }
152
153                                // Leave alone: any sizeof expression (answer cannot vary during current lexical scope)
154                                const ast::SizeofExpr * sz = dynamic_cast< const ast::SizeofExpr * >( arrayType->dimension.get() );
155                                if ( sz ) {
156                                        return arrayType;
157                                }
158
159                                // General-case handling: change the array-type's dim expr (hoist the user-given content out of the type)
160                                // - always safe
161                                // - user-unnoticeable in common applications (benign noise in -CFA output)
162                                // - may annoy a responsible user of advanced applications (but they can work around)
163                                // - protects against misusing advanced features
164                                //
165                                // The hoist, by example, is:
166                                // FROM USER:  float a[ rand() ];
167                                // TO GCC:     const size_t __len_of_a = rand(); float a[ __len_of_a ];
168
169                                ast::ObjectDecl * arrayDimension = new ast::ObjectDecl(
170                                        arrayType->dimension->location,
171                                        dimensionName.newName(),
172                                        dimType,
173                                        new ast::SingleInit(
174                                                arrayType->dimension->location,
175                                                arrayType->dimension
176                                        )
177                                );
178
179                                ast::ArrayType * mutType = ast::mutate( arrayType );
180                                mutType->dimension = new ast::VariableExpr(
181                                                arrayDimension->location, arrayDimension );
182                                outer->declsToAddBefore.push_back( arrayDimension );
183
184                                return mutType;
185                        }  // postvisit( const ast::ArrayType * )
186                }; // struct HoistDimsFromTypes
187
188                ast::Storage::Classes storageClasses;
189                void previsit(
190                                const ast::ObjectDecl * decl ) {
191                        GuardValue( storageClasses ) = decl->storage;
192                }
193
194                const ast::DeclWithType * postvisit(
195                                const ast::ObjectDecl * objectDecl ) {
196
197                        if ( !isInFunction() || storageClasses.is_static ) {
198                                return objectDecl;
199                        }
200
201                        const ast::Type * mid = objectDecl->type;
202
203                        ast::Pass<HoistDimsFromTypes> hoist{this};
204                        const ast::Type * result = mid->accept( hoist );
205
206                        return mutate_field( objectDecl, &ast::ObjectDecl::type, result );
207                }
208        };
209
210
211
212
213        struct ReturnFixer_New final :
214                        public ast::WithStmtsToAdd<>, ast::WithGuards, ast::WithShortCircuiting {
215                void previsit( const ast::FunctionDecl * decl );
216                const ast::ReturnStmt * previsit( const ast::ReturnStmt * stmt );
217        private:
218                const ast::FunctionDecl * funcDecl = nullptr;
219        };
220
221        void ReturnFixer_New::previsit( const ast::FunctionDecl * decl ) {
222                if (decl->linkage == ast::Linkage::Intrinsic) visit_children = false;
223                GuardValue( funcDecl ) = decl;
224        }
225
226        const ast::ReturnStmt * ReturnFixer_New::previsit(
227                        const ast::ReturnStmt * stmt ) {
228                auto & returns = funcDecl->returns;
229                assert( returns.size() < 2 );
230                // Hands off if the function returns a reference.
231                // Don't allocate a temporary if the address is returned.
232                if ( stmt->expr && 1 == returns.size() ) {
233                        ast::ptr<ast::DeclWithType> retDecl = returns.front();
234                        if ( isConstructable( retDecl->get_type() ) ) {
235                                // Explicitly construct the return value using the return
236                                // expression and the retVal object.
237                                assertf( "" != retDecl->name,
238                                        "Function %s has unnamed return value.\n",
239                                        funcDecl->name.c_str() );
240
241                                auto retVal = retDecl.strict_as<ast::ObjectDecl>();
242                                if ( auto varExpr = stmt->expr.as<ast::VariableExpr>() ) {
243                                        // Check if the return statement is already set up.
244                                        if ( varExpr->var == retVal ) return stmt;
245                                }
246                                ast::ptr<ast::Stmt> ctorStmt = genCtorDtor(
247                                        retVal->location, "?{}", retVal, stmt->expr );
248                                assertf( ctorStmt,
249                                        "ReturnFixer: genCtorDtor returned nullptr: %s / %s",
250                                        toString( retVal ).c_str(),
251                                        toString( stmt->expr ).c_str() );
252                                stmtsToAddBefore.push_back( ctorStmt );
253
254                                // Return the retVal object.
255                                ast::ReturnStmt * mutStmt = ast::mutate( stmt );
256                                mutStmt->expr = new ast::VariableExpr(
257                                        stmt->location, retDecl );
258                                return mutStmt;
259                        }
260                }
261                return stmt;
262        }
263
264} // namespace
265
266        void genInit( ast::TranslationUnit & transUnit ) {
267                ast::Pass<HoistArrayDimension_NoResolve_New>::run( transUnit );
268                ast::Pass<ReturnFixer_New>::run( transUnit );
269        }
270
271        void fixReturnStatements( ast::TranslationUnit & transUnit ) {
272                ast::Pass<ReturnFixer_New>::run( transUnit );
273        }
274
275        bool ManagedTypes_new::isManaged( const ast::Type * type ) const {
276                // references are never constructed
277                if ( dynamic_cast< const ast::ReferenceType * >( type ) ) return false;
278                if ( auto tupleType = dynamic_cast< const ast::TupleType * > ( type ) ) {
279                        // tuple is also managed if any of its components are managed
280                        for (auto & component : tupleType->types) {
281                                if (isManaged(component)) return true;
282                        }
283                }
284                // need to clear and reset qualifiers when determining if a type is managed
285                // ValueGuard< Type::Qualifiers > qualifiers( type->get_qualifiers() );
286                auto tmp = shallowCopy(type);
287                tmp->qualifiers = {};
288                // delete tmp at return
289                ast::ptr<ast::Type> guard = tmp;
290                // a type is managed if it appears in the map of known managed types, or if it contains any polymorphism (is a type variable or generic type containing a type variable)
291                return managedTypes.find( Mangle::mangle( tmp, {Mangle::NoOverrideable | Mangle::NoGenericParams | Mangle::Type} ) ) != managedTypes.end() || GenPoly::isPolyType( tmp );
292        }
293
294        bool ManagedTypes_new::isManaged( const ast::ObjectDecl * objDecl ) const {
295                const ast::Type * type = objDecl->type;
296                while ( auto at = dynamic_cast< const ast::ArrayType * >( type ) ) {
297                        // must always construct VLAs with an initializer, since this is an error in C
298                        if ( at->isVarLen && objDecl->init ) return true;
299                        type = at->base;
300                }
301                return isManaged( type );
302        }
303
304        void ManagedTypes_new::handleDWT( const ast::DeclWithType * dwt ) {
305                // if this function is a user-defined constructor or destructor, mark down the type as "managed"
306                if ( ! dwt->linkage.is_overrideable && CodeGen::isCtorDtor( dwt->name ) ) {
307                        auto & params = GenPoly::getFunctionType( dwt->get_type())->params;
308                        assert( ! params.empty() );
309                        // Type * type = InitTweak::getPointerBase( params.front() );
310                        // assert( type );
311                        managedTypes.insert( Mangle::mangle( params.front(), {Mangle::NoOverrideable | Mangle::NoGenericParams | Mangle::Type} ) );
312                }
313        }
314
315        void ManagedTypes_new::handleStruct( const ast::StructDecl * aggregateDecl ) {
316                // don't construct members, but need to take note if there is a managed member,
317                // because that means that this type is also managed
318                for ( auto & member : aggregateDecl->members ) {
319                        if ( auto field = member.as<ast::ObjectDecl>() ) {
320                                if ( isManaged( field ) ) {
321                                        // generic parameters should not play a role in determining whether a generic type is constructed - construct all generic types, so that
322                                        // polymorphic constructors make generic types managed types
323                                        ast::StructInstType inst( aggregateDecl );
324                                        managedTypes.insert( Mangle::mangle( &inst, {Mangle::NoOverrideable | Mangle::NoGenericParams | Mangle::Type} ) );
325                                        break;
326                                }
327                        }
328                }
329        }
330
331        void ManagedTypes_new::beginScope() { managedTypes.beginScope(); }
332        void ManagedTypes_new::endScope() { managedTypes.endScope(); }
333
334        ast::ptr<ast::Stmt> genCtorDtor (const CodeLocation & loc, const std::string & fname, const ast::ObjectDecl * objDecl, const ast::Expr * arg) {
335                assertf(objDecl, "genCtorDtor passed null objDecl");
336                InitExpander_new srcParam(arg);
337                return SymTab::genImplicitCall(srcParam, new ast::VariableExpr(loc, objDecl), loc, fname, objDecl);
338        }
339
340ast::ConstructorInit * genCtorInit( const CodeLocation & loc, const ast::ObjectDecl * objDecl ) {
341        // call into genImplicitCall from Autogen.h to generate calls to ctor/dtor for each
342        // constructable object
343        InitExpander_new srcParam{ objDecl->init }, nullParam{ (const ast::Init *)nullptr };
344        ast::ptr< ast::Expr > dstParam = new ast::VariableExpr(loc, objDecl);
345
346        ast::ptr< ast::Stmt > ctor = SymTab::genImplicitCall(
347                srcParam, dstParam, loc, "?{}", objDecl );
348        ast::ptr< ast::Stmt > dtor = SymTab::genImplicitCall(
349                nullParam, dstParam, loc, "^?{}", objDecl,
350                SymTab::LoopBackward );
351
352        // check that either both ctor and dtor are present, or neither
353        assert( (bool)ctor == (bool)dtor );
354
355        if ( ctor ) {
356                // need to remember init expression, in case no ctors exist. If ctor does exist, want to
357                // use ctor expression instead of init.
358                ctor.strict_as< ast::ImplicitCtorDtorStmt >();
359                dtor.strict_as< ast::ImplicitCtorDtorStmt >();
360
361                return new ast::ConstructorInit{ loc, ctor, dtor, objDecl->init };
362        }
363
364        return nullptr;
365}
366
367} // namespace InitTweak
368
369// Local Variables: //
370// tab-width: 4 //
371// mode: c++ //
372// compile-command: "make install" //
373// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.