source: src/InitTweak/GenInit.cc @ da5ac2e

Last change on this file since da5ac2e was 8984003, checked in by Andrew Beach <ajbeach@…>, 13 months ago

Round of significant clean-up and reindentation of InitTweak? directory.

  • Property mode set to 100644
File size: 14.2 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        // Outer pass finds declarations, for their type could wrap a type that needs hoisting
49        struct HoistArrayDimension_NoResolve final :
50                        public ast::WithDeclsToAdd<>, public ast::WithShortCircuiting,
51                        public ast::WithGuards, public ast::WithConstTranslationUnit,
52                        public ast::WithVisitorRef<HoistArrayDimension_NoResolve>,
53                        public ast::WithSymbolTableX<ast::SymbolTable::ErrorDetection::IgnoreErrors> {
54
55                // Inner pass looks within a type, for a part that depends on an expression
56                struct HoistDimsFromTypes final :
57                                public ast::WithShortCircuiting, public ast::WithGuards {
58
59                        HoistArrayDimension_NoResolve * outer;
60                        HoistDimsFromTypes( HoistArrayDimension_NoResolve * outer ) : outer(outer) {}
61
62                        // Only intended for visiting through types.
63                        // Tolerate, and short-circuit at, the dimension expression of an array type.
64                        //    (We'll operate on the dimension expression of an array type directly
65                        //    from the parent type, not by visiting through it)
66                        // Look inside type exprs.
67                        void previsit( const ast::Node * ) {
68                                assert( false && "unsupported node type" );
69                        };
70                        const ast::Expr * allowedExpr = nullptr;
71                        void previsit( const ast::Type * ) {
72                                GuardValue( allowedExpr ) = nullptr;
73                        }
74                        void previsit( const ast::ArrayType * t ) {
75                                GuardValue( allowedExpr ) = t->dimension.get();
76                        }
77                        void previsit( const ast::PointerType * t ) {
78                                GuardValue( allowedExpr ) = t->dimension.get();
79                        }
80                        void previsit( const ast::TypeofType * t ) {
81                                GuardValue( allowedExpr ) = t->expr.get();
82                        }
83                        void previsit( const ast::Expr * e ) {
84                                assert( e == allowedExpr &&
85                                    "only expecting to visit exprs that are dimension exprs or typeof(-) inner exprs" );
86
87                                // Skip the tolerated expressions
88                                visit_children = false;
89                        }
90                        void previsit( const ast::TypeExpr * ) {}
91
92                        const ast::Type * postvisit(
93                                        const ast::ArrayType * arrayType ) {
94                                static UniqueName dimensionName( "_array_dim" );
95
96                                if ( nullptr == arrayType->dimension ) {  // if no dimension is given, don't presume to invent one
97                                        return arrayType;
98                                }
99
100                                // find size_t; use it as the type for a dim expr
101                                ast::ptr<ast::Type> dimType = outer->transUnit().global.sizeType;
102                                assert( dimType );
103                                add_qualifiers( dimType, ast::CV::Qualifiers( ast::CV::Const ) );
104
105                                // Special-case handling: leave the user's dimension expression alone
106                                // - requires the user to have followed a careful convention
107                                // - may apply to extremely simple applications, but only as windfall
108                                // - users of advanced applications will be following the convention on purpose
109                                // - CFA maintainers must protect the criteria against leaving too much alone
110
111                                // Actual leave-alone cases following are conservative approximations of "cannot vary"
112
113                                // Leave alone: literals and enum constants
114                                if ( dynamic_cast< const ast::ConstantExpr * >( arrayType->dimension.get() ) ) {
115                                        return arrayType;
116                                }
117
118                                // Leave alone: direct use of an object declared to be const
119                                const ast::NameExpr * dimn = dynamic_cast< const ast::NameExpr * >( arrayType->dimension.get() );
120                                if ( dimn ) {
121                                        std::vector<ast::SymbolTable::IdData> dimnDefs = outer->symtab.lookupId( dimn->name );
122                                        if ( dimnDefs.size() == 1 ) {
123                                                const ast::DeclWithType * dimnDef = dimnDefs[0].id.get();
124                                                assert( dimnDef && "symbol table binds a name to nothing" );
125                                                const ast::ObjectDecl * dimOb = dynamic_cast< const ast::ObjectDecl * >( dimnDef );
126                                                if( dimOb ) {
127                                                        const ast::Type * dimTy = dimOb->type.get();
128                                                        assert( dimTy && "object declaration bearing no type" );
129                                                        // must not hoist some: size_t
130                                                        // must hoist all: pointers and references
131                                                        // the analysis is conservative; BasicType is a simple approximation
132                                                        if ( dynamic_cast< const ast::BasicType * >( dimTy ) ||
133                                                             dynamic_cast< const ast::SueInstType<ast::EnumDecl> * >( dimTy ) ) {
134                                                                if ( dimTy->is_const() ) {
135                                                                        // The dimension is certainly re-evaluable, giving the same answer each time.
136                                                                        // Our user might be hoping to write the array type in multiple places, having them unify.
137                                                                        // Leave the type alone.
138
139                                                                        // We believe the new criterion leaves less alone than the old criterion.
140                                                                        // Thus, the old criterion should have left the current case alone.
141                                                                        // Catch cases that weren't thought through.
142                                                                        assert( !Tuples::maybeImpure( arrayType->dimension ) );
143
144                                                                        return arrayType;
145                                                                }
146                                                        };
147                                                }
148                                        }
149                                }
150
151                                // Leave alone: any sizeof expression (answer cannot vary during current lexical scope)
152                                const ast::SizeofExpr * sz = dynamic_cast< const ast::SizeofExpr * >( arrayType->dimension.get() );
153                                if ( sz ) {
154                                        return arrayType;
155                                }
156
157                                // General-case handling: change the array-type's dim expr (hoist the user-given content out of the type)
158                                // - always safe
159                                // - user-unnoticeable in common applications (benign noise in -CFA output)
160                                // - may annoy a responsible user of advanced applications (but they can work around)
161                                // - protects against misusing advanced features
162                                //
163                                // The hoist, by example, is:
164                                // FROM USER:  float a[ rand() ];
165                                // TO GCC:     const size_t __len_of_a = rand(); float a[ __len_of_a ];
166
167                                ast::ObjectDecl * arrayDimension = new ast::ObjectDecl(
168                                        arrayType->dimension->location,
169                                        dimensionName.newName(),
170                                        dimType,
171                                        new ast::SingleInit(
172                                                arrayType->dimension->location,
173                                                arrayType->dimension
174                                        )
175                                );
176
177                                ast::ArrayType * mutType = ast::mutate( arrayType );
178                                mutType->dimension = new ast::VariableExpr(
179                                                arrayDimension->location, arrayDimension );
180                                outer->declsToAddBefore.push_back( arrayDimension );
181
182                                return mutType;
183                        }  // postvisit( const ast::ArrayType * )
184                }; // struct HoistDimsFromTypes
185
186                ast::Storage::Classes storageClasses;
187                void previsit(
188                                const ast::ObjectDecl * decl ) {
189                        GuardValue( storageClasses ) = decl->storage;
190                }
191
192                const ast::DeclWithType * postvisit(
193                                const ast::ObjectDecl * objectDecl ) {
194
195                        if ( !isInFunction() || storageClasses.is_static ) {
196                                return objectDecl;
197                        }
198
199                        const ast::Type * mid = objectDecl->type;
200
201                        ast::Pass<HoistDimsFromTypes> hoist{this};
202                        const ast::Type * result = mid->accept( hoist );
203
204                        return mutate_field( objectDecl, &ast::ObjectDecl::type, result );
205                }
206        };
207
208        struct ReturnFixer final :
209                        public ast::WithStmtsToAdd<>, ast::WithGuards, ast::WithShortCircuiting {
210                void previsit( const ast::FunctionDecl * decl );
211                const ast::ReturnStmt * previsit( const ast::ReturnStmt * stmt );
212        private:
213                const ast::FunctionDecl * funcDecl = nullptr;
214        };
215
216        void ReturnFixer::previsit( const ast::FunctionDecl * decl ) {
217                if (decl->linkage == ast::Linkage::Intrinsic) visit_children = false;
218                GuardValue( funcDecl ) = decl;
219        }
220
221        const ast::ReturnStmt * ReturnFixer::previsit(
222                        const ast::ReturnStmt * stmt ) {
223                auto & returns = funcDecl->returns;
224                assert( returns.size() < 2 );
225                // Hands off if the function returns a reference.
226                // Don't allocate a temporary if the address is returned.
227                if ( stmt->expr && 1 == returns.size() ) {
228                        ast::ptr<ast::DeclWithType> retDecl = returns.front();
229                        if ( isConstructable( retDecl->get_type() ) ) {
230                                // Explicitly construct the return value using the return
231                                // expression and the retVal object.
232                                assertf( "" != retDecl->name,
233                                        "Function %s has unnamed return value.\n",
234                                        funcDecl->name.c_str() );
235
236                                auto retVal = retDecl.strict_as<ast::ObjectDecl>();
237                                if ( auto varExpr = stmt->expr.as<ast::VariableExpr>() ) {
238                                        // Check if the return statement is already set up.
239                                        if ( varExpr->var == retVal ) return stmt;
240                                }
241                                ast::ptr<ast::Stmt> ctorStmt = genCtorDtor(
242                                        retVal->location, "?{}", retVal, stmt->expr );
243                                assertf( ctorStmt,
244                                        "ReturnFixer: genCtorDtor returned nullptr: %s / %s",
245                                        toString( retVal ).c_str(),
246                                        toString( stmt->expr ).c_str() );
247                                stmtsToAddBefore.push_back( ctorStmt );
248
249                                // Return the retVal object.
250                                ast::ReturnStmt * mutStmt = ast::mutate( stmt );
251                                mutStmt->expr = new ast::VariableExpr(
252                                        stmt->location, retDecl );
253                                return mutStmt;
254                        }
255                }
256                return stmt;
257        }
258
259} // namespace
260
261void genInit( ast::TranslationUnit & transUnit ) {
262        ast::Pass<HoistArrayDimension_NoResolve>::run( transUnit );
263        ast::Pass<ReturnFixer>::run( transUnit );
264}
265
266void fixReturnStatements( ast::TranslationUnit & transUnit ) {
267        ast::Pass<ReturnFixer>::run( transUnit );
268}
269
270bool ManagedTypes::isManaged( const ast::Type * type ) const {
271        // references are never constructed
272        if ( dynamic_cast< const ast::ReferenceType * >( type ) ) return false;
273        if ( auto tupleType = dynamic_cast< const ast::TupleType * > ( type ) ) {
274                // tuple is also managed if any of its components are managed
275                for (auto & component : tupleType->types) {
276                        if (isManaged(component)) return true;
277                }
278        }
279        // need to clear and reset qualifiers when determining if a type is managed
280        // ValueGuard< Type::Qualifiers > qualifiers( type->get_qualifiers() );
281        auto tmp = shallowCopy(type);
282        tmp->qualifiers = {};
283        // delete tmp at return
284        ast::ptr<ast::Type> guard = tmp;
285        // 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)
286        return managedTypes.find( Mangle::mangle( tmp, {Mangle::NoOverrideable | Mangle::NoGenericParams | Mangle::Type} ) ) != managedTypes.end() || GenPoly::isPolyType( tmp );
287}
288
289bool ManagedTypes::isManaged( const ast::ObjectDecl * objDecl ) const {
290        const ast::Type * type = objDecl->type;
291        while ( auto at = dynamic_cast< const ast::ArrayType * >( type ) ) {
292                // must always construct VLAs with an initializer, since this is an error in C
293                if ( at->isVarLen && objDecl->init ) return true;
294                type = at->base;
295        }
296        return isManaged( type );
297}
298
299void ManagedTypes::handleDWT( const ast::DeclWithType * dwt ) {
300        // if this function is a user-defined constructor or destructor, mark down the type as "managed"
301        if ( ! dwt->linkage.is_overrideable && CodeGen::isCtorDtor( dwt->name ) ) {
302                auto & params = GenPoly::getFunctionType( dwt->get_type())->params;
303                assert( ! params.empty() );
304                // Type * type = InitTweak::getPointerBase( params.front() );
305                // assert( type );
306                managedTypes.insert( Mangle::mangle( params.front(), {Mangle::NoOverrideable | Mangle::NoGenericParams | Mangle::Type} ) );
307        }
308}
309
310void ManagedTypes::handleStruct( const ast::StructDecl * aggregateDecl ) {
311        // don't construct members, but need to take note if there is a managed member,
312        // because that means that this type is also managed
313        for ( auto & member : aggregateDecl->members ) {
314                if ( auto field = member.as<ast::ObjectDecl>() ) {
315                        if ( isManaged( field ) ) {
316                                // generic parameters should not play a role in determining whether a generic type is constructed - construct all generic types, so that
317                                // polymorphic constructors make generic types managed types
318                                ast::StructInstType inst( aggregateDecl );
319                                managedTypes.insert( Mangle::mangle( &inst, {Mangle::NoOverrideable | Mangle::NoGenericParams | Mangle::Type} ) );
320                                break;
321                        }
322                }
323        }
324}
325
326void ManagedTypes::beginScope() { managedTypes.beginScope(); }
327void ManagedTypes::endScope() { managedTypes.endScope(); }
328
329ast::ptr<ast::Stmt> genCtorDtor (const CodeLocation & loc, const std::string & fname, const ast::ObjectDecl * objDecl, const ast::Expr * arg) {
330        assertf(objDecl, "genCtorDtor passed null objDecl");
331        InitExpander srcParam(arg);
332        return SymTab::genImplicitCall(srcParam, new ast::VariableExpr(loc, objDecl), loc, fname, objDecl);
333}
334
335ast::ConstructorInit * genCtorInit( const CodeLocation & loc, const ast::ObjectDecl * objDecl ) {
336        // call into genImplicitCall from Autogen.h to generate calls to ctor/dtor for each
337        // constructable object
338        InitExpander srcParam{ objDecl->init }, nullParam{ (const ast::Init *)nullptr };
339        ast::ptr< ast::Expr > dstParam = new ast::VariableExpr(loc, objDecl);
340
341        ast::ptr< ast::Stmt > ctor = SymTab::genImplicitCall(
342                srcParam, dstParam, loc, "?{}", objDecl );
343        ast::ptr< ast::Stmt > dtor = SymTab::genImplicitCall(
344                nullParam, dstParam, loc, "^?{}", objDecl,
345                SymTab::LoopBackward );
346
347        // check that either both ctor and dtor are present, or neither
348        assert( (bool)ctor == (bool)dtor );
349
350        if ( ctor ) {
351                // need to remember init expression, in case no ctors exist. If ctor does exist, want to
352                // use ctor expression instead of init.
353                ctor.strict_as< ast::ImplicitCtorDtorStmt >();
354                dtor.strict_as< ast::ImplicitCtorDtorStmt >();
355
356                return new ast::ConstructorInit{ loc, ctor, dtor, objDecl->init };
357        }
358
359        return nullptr;
360}
361
362} // namespace InitTweak
363
364// Local Variables: //
365// tab-width: 4 //
366// mode: c++ //
367// compile-command: "make install" //
368// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.