Giant blob of minor changes
[dotfiles/.git] / .config / coc / extensions / coc-go-data / tools / pkg / mod / golang.org / x / tools@v0.0.0-20201105173854-bc9fc8d8c4bc / go / ssa / func.go
1 // Copyright 2013 The Go Authors. All rights reserved.
2 // Use of this source code is governed by a BSD-style
3 // license that can be found in the LICENSE file.
4
5 package ssa
6
7 // This file implements the Function and BasicBlock types.
8
9 import (
10         "bytes"
11         "fmt"
12         "go/ast"
13         "go/token"
14         "go/types"
15         "io"
16         "os"
17         "strings"
18 )
19
20 // addEdge adds a control-flow graph edge from from to to.
21 func addEdge(from, to *BasicBlock) {
22         from.Succs = append(from.Succs, to)
23         to.Preds = append(to.Preds, from)
24 }
25
26 // Parent returns the function that contains block b.
27 func (b *BasicBlock) Parent() *Function { return b.parent }
28
29 // String returns a human-readable label of this block.
30 // It is not guaranteed unique within the function.
31 //
32 func (b *BasicBlock) String() string {
33         return fmt.Sprintf("%d", b.Index)
34 }
35
36 // emit appends an instruction to the current basic block.
37 // If the instruction defines a Value, it is returned.
38 //
39 func (b *BasicBlock) emit(i Instruction) Value {
40         i.setBlock(b)
41         b.Instrs = append(b.Instrs, i)
42         v, _ := i.(Value)
43         return v
44 }
45
46 // predIndex returns the i such that b.Preds[i] == c or panics if
47 // there is none.
48 func (b *BasicBlock) predIndex(c *BasicBlock) int {
49         for i, pred := range b.Preds {
50                 if pred == c {
51                         return i
52                 }
53         }
54         panic(fmt.Sprintf("no edge %s -> %s", c, b))
55 }
56
57 // hasPhi returns true if b.Instrs contains φ-nodes.
58 func (b *BasicBlock) hasPhi() bool {
59         _, ok := b.Instrs[0].(*Phi)
60         return ok
61 }
62
63 // phis returns the prefix of b.Instrs containing all the block's φ-nodes.
64 func (b *BasicBlock) phis() []Instruction {
65         for i, instr := range b.Instrs {
66                 if _, ok := instr.(*Phi); !ok {
67                         return b.Instrs[:i]
68                 }
69         }
70         return nil // unreachable in well-formed blocks
71 }
72
73 // replacePred replaces all occurrences of p in b's predecessor list with q.
74 // Ordinarily there should be at most one.
75 //
76 func (b *BasicBlock) replacePred(p, q *BasicBlock) {
77         for i, pred := range b.Preds {
78                 if pred == p {
79                         b.Preds[i] = q
80                 }
81         }
82 }
83
84 // replaceSucc replaces all occurrences of p in b's successor list with q.
85 // Ordinarily there should be at most one.
86 //
87 func (b *BasicBlock) replaceSucc(p, q *BasicBlock) {
88         for i, succ := range b.Succs {
89                 if succ == p {
90                         b.Succs[i] = q
91                 }
92         }
93 }
94
95 // removePred removes all occurrences of p in b's
96 // predecessor list and φ-nodes.
97 // Ordinarily there should be at most one.
98 //
99 func (b *BasicBlock) removePred(p *BasicBlock) {
100         phis := b.phis()
101
102         // We must preserve edge order for φ-nodes.
103         j := 0
104         for i, pred := range b.Preds {
105                 if pred != p {
106                         b.Preds[j] = b.Preds[i]
107                         // Strike out φ-edge too.
108                         for _, instr := range phis {
109                                 phi := instr.(*Phi)
110                                 phi.Edges[j] = phi.Edges[i]
111                         }
112                         j++
113                 }
114         }
115         // Nil out b.Preds[j:] and φ-edges[j:] to aid GC.
116         for i := j; i < len(b.Preds); i++ {
117                 b.Preds[i] = nil
118                 for _, instr := range phis {
119                         instr.(*Phi).Edges[i] = nil
120                 }
121         }
122         b.Preds = b.Preds[:j]
123         for _, instr := range phis {
124                 phi := instr.(*Phi)
125                 phi.Edges = phi.Edges[:j]
126         }
127 }
128
129 // Destinations associated with unlabelled for/switch/select stmts.
130 // We push/pop one of these as we enter/leave each construct and for
131 // each BranchStmt we scan for the innermost target of the right type.
132 //
133 type targets struct {
134         tail         *targets // rest of stack
135         _break       *BasicBlock
136         _continue    *BasicBlock
137         _fallthrough *BasicBlock
138 }
139
140 // Destinations associated with a labelled block.
141 // We populate these as labels are encountered in forward gotos or
142 // labelled statements.
143 //
144 type lblock struct {
145         _goto     *BasicBlock
146         _break    *BasicBlock
147         _continue *BasicBlock
148 }
149
150 // labelledBlock returns the branch target associated with the
151 // specified label, creating it if needed.
152 //
153 func (f *Function) labelledBlock(label *ast.Ident) *lblock {
154         lb := f.lblocks[label.Obj]
155         if lb == nil {
156                 lb = &lblock{_goto: f.newBasicBlock(label.Name)}
157                 if f.lblocks == nil {
158                         f.lblocks = make(map[*ast.Object]*lblock)
159                 }
160                 f.lblocks[label.Obj] = lb
161         }
162         return lb
163 }
164
165 // addParam adds a (non-escaping) parameter to f.Params of the
166 // specified name, type and source position.
167 //
168 func (f *Function) addParam(name string, typ types.Type, pos token.Pos) *Parameter {
169         v := &Parameter{
170                 name:   name,
171                 typ:    typ,
172                 pos:    pos,
173                 parent: f,
174         }
175         f.Params = append(f.Params, v)
176         return v
177 }
178
179 func (f *Function) addParamObj(obj types.Object) *Parameter {
180         name := obj.Name()
181         if name == "" {
182                 name = fmt.Sprintf("arg%d", len(f.Params))
183         }
184         param := f.addParam(name, obj.Type(), obj.Pos())
185         param.object = obj
186         return param
187 }
188
189 // addSpilledParam declares a parameter that is pre-spilled to the
190 // stack; the function body will load/store the spilled location.
191 // Subsequent lifting will eliminate spills where possible.
192 //
193 func (f *Function) addSpilledParam(obj types.Object) {
194         param := f.addParamObj(obj)
195         spill := &Alloc{Comment: obj.Name()}
196         spill.setType(types.NewPointer(obj.Type()))
197         spill.setPos(obj.Pos())
198         f.objects[obj] = spill
199         f.Locals = append(f.Locals, spill)
200         f.emit(spill)
201         f.emit(&Store{Addr: spill, Val: param})
202 }
203
204 // startBody initializes the function prior to generating SSA code for its body.
205 // Precondition: f.Type() already set.
206 //
207 func (f *Function) startBody() {
208         f.currentBlock = f.newBasicBlock("entry")
209         f.objects = make(map[types.Object]Value) // needed for some synthetics, e.g. init
210 }
211
212 // createSyntacticParams populates f.Params and generates code (spills
213 // and named result locals) for all the parameters declared in the
214 // syntax.  In addition it populates the f.objects mapping.
215 //
216 // Preconditions:
217 // f.startBody() was called.
218 // Postcondition:
219 // len(f.Params) == len(f.Signature.Params) + (f.Signature.Recv() ? 1 : 0)
220 //
221 func (f *Function) createSyntacticParams(recv *ast.FieldList, functype *ast.FuncType) {
222         // Receiver (at most one inner iteration).
223         if recv != nil {
224                 for _, field := range recv.List {
225                         for _, n := range field.Names {
226                                 f.addSpilledParam(f.Pkg.info.Defs[n])
227                         }
228                         // Anonymous receiver?  No need to spill.
229                         if field.Names == nil {
230                                 f.addParamObj(f.Signature.Recv())
231                         }
232                 }
233         }
234
235         // Parameters.
236         if functype.Params != nil {
237                 n := len(f.Params) // 1 if has recv, 0 otherwise
238                 for _, field := range functype.Params.List {
239                         for _, n := range field.Names {
240                                 f.addSpilledParam(f.Pkg.info.Defs[n])
241                         }
242                         // Anonymous parameter?  No need to spill.
243                         if field.Names == nil {
244                                 f.addParamObj(f.Signature.Params().At(len(f.Params) - n))
245                         }
246                 }
247         }
248
249         // Named results.
250         if functype.Results != nil {
251                 for _, field := range functype.Results.List {
252                         // Implicit "var" decl of locals for named results.
253                         for _, n := range field.Names {
254                                 f.namedResults = append(f.namedResults, f.addLocalForIdent(n))
255                         }
256                 }
257         }
258 }
259
260 type setNumable interface {
261         setNum(int)
262 }
263
264 // numberRegisters assigns numbers to all SSA registers
265 // (value-defining Instructions) in f, to aid debugging.
266 // (Non-Instruction Values are named at construction.)
267 //
268 func numberRegisters(f *Function) {
269         v := 0
270         for _, b := range f.Blocks {
271                 for _, instr := range b.Instrs {
272                         switch instr.(type) {
273                         case Value:
274                                 instr.(setNumable).setNum(v)
275                                 v++
276                         }
277                 }
278         }
279 }
280
281 // buildReferrers populates the def/use information in all non-nil
282 // Value.Referrers slice.
283 // Precondition: all such slices are initially empty.
284 func buildReferrers(f *Function) {
285         var rands []*Value
286         for _, b := range f.Blocks {
287                 for _, instr := range b.Instrs {
288                         rands = instr.Operands(rands[:0]) // recycle storage
289                         for _, rand := range rands {
290                                 if r := *rand; r != nil {
291                                         if ref := r.Referrers(); ref != nil {
292                                                 *ref = append(*ref, instr)
293                                         }
294                                 }
295                         }
296                 }
297         }
298 }
299
300 // finishBody() finalizes the function after SSA code generation of its body.
301 func (f *Function) finishBody() {
302         f.objects = nil
303         f.currentBlock = nil
304         f.lblocks = nil
305
306         // Don't pin the AST in memory (except in debug mode).
307         if n := f.syntax; n != nil && !f.debugInfo() {
308                 f.syntax = extentNode{n.Pos(), n.End()}
309         }
310
311         // Remove from f.Locals any Allocs that escape to the heap.
312         j := 0
313         for _, l := range f.Locals {
314                 if !l.Heap {
315                         f.Locals[j] = l
316                         j++
317                 }
318         }
319         // Nil out f.Locals[j:] to aid GC.
320         for i := j; i < len(f.Locals); i++ {
321                 f.Locals[i] = nil
322         }
323         f.Locals = f.Locals[:j]
324
325         optimizeBlocks(f)
326
327         buildReferrers(f)
328
329         buildDomTree(f)
330
331         if f.Prog.mode&NaiveForm == 0 {
332                 // For debugging pre-state of lifting pass:
333                 // numberRegisters(f)
334                 // f.WriteTo(os.Stderr)
335                 lift(f)
336         }
337
338         f.namedResults = nil // (used by lifting)
339
340         numberRegisters(f)
341
342         if f.Prog.mode&PrintFunctions != 0 {
343                 printMu.Lock()
344                 f.WriteTo(os.Stdout)
345                 printMu.Unlock()
346         }
347
348         if f.Prog.mode&SanityCheckFunctions != 0 {
349                 mustSanityCheck(f, nil)
350         }
351 }
352
353 // removeNilBlocks eliminates nils from f.Blocks and updates each
354 // BasicBlock.Index.  Use this after any pass that may delete blocks.
355 //
356 func (f *Function) removeNilBlocks() {
357         j := 0
358         for _, b := range f.Blocks {
359                 if b != nil {
360                         b.Index = j
361                         f.Blocks[j] = b
362                         j++
363                 }
364         }
365         // Nil out f.Blocks[j:] to aid GC.
366         for i := j; i < len(f.Blocks); i++ {
367                 f.Blocks[i] = nil
368         }
369         f.Blocks = f.Blocks[:j]
370 }
371
372 // SetDebugMode sets the debug mode for package pkg.  If true, all its
373 // functions will include full debug info.  This greatly increases the
374 // size of the instruction stream, and causes Functions to depend upon
375 // the ASTs, potentially keeping them live in memory for longer.
376 //
377 func (pkg *Package) SetDebugMode(debug bool) {
378         // TODO(adonovan): do we want ast.File granularity?
379         pkg.debug = debug
380 }
381
382 // debugInfo reports whether debug info is wanted for this function.
383 func (f *Function) debugInfo() bool {
384         return f.Pkg != nil && f.Pkg.debug
385 }
386
387 // addNamedLocal creates a local variable, adds it to function f and
388 // returns it.  Its name and type are taken from obj.  Subsequent
389 // calls to f.lookup(obj) will return the same local.
390 //
391 func (f *Function) addNamedLocal(obj types.Object) *Alloc {
392         l := f.addLocal(obj.Type(), obj.Pos())
393         l.Comment = obj.Name()
394         f.objects[obj] = l
395         return l
396 }
397
398 func (f *Function) addLocalForIdent(id *ast.Ident) *Alloc {
399         return f.addNamedLocal(f.Pkg.info.Defs[id])
400 }
401
402 // addLocal creates an anonymous local variable of type typ, adds it
403 // to function f and returns it.  pos is the optional source location.
404 //
405 func (f *Function) addLocal(typ types.Type, pos token.Pos) *Alloc {
406         v := &Alloc{}
407         v.setType(types.NewPointer(typ))
408         v.setPos(pos)
409         f.Locals = append(f.Locals, v)
410         f.emit(v)
411         return v
412 }
413
414 // lookup returns the address of the named variable identified by obj
415 // that is local to function f or one of its enclosing functions.
416 // If escaping, the reference comes from a potentially escaping pointer
417 // expression and the referent must be heap-allocated.
418 //
419 func (f *Function) lookup(obj types.Object, escaping bool) Value {
420         if v, ok := f.objects[obj]; ok {
421                 if alloc, ok := v.(*Alloc); ok && escaping {
422                         alloc.Heap = true
423                 }
424                 return v // function-local var (address)
425         }
426
427         // Definition must be in an enclosing function;
428         // plumb it through intervening closures.
429         if f.parent == nil {
430                 panic("no ssa.Value for " + obj.String())
431         }
432         outer := f.parent.lookup(obj, true) // escaping
433         v := &FreeVar{
434                 name:   obj.Name(),
435                 typ:    outer.Type(),
436                 pos:    outer.Pos(),
437                 outer:  outer,
438                 parent: f,
439         }
440         f.objects[obj] = v
441         f.FreeVars = append(f.FreeVars, v)
442         return v
443 }
444
445 // emit emits the specified instruction to function f.
446 func (f *Function) emit(instr Instruction) Value {
447         return f.currentBlock.emit(instr)
448 }
449
450 // RelString returns the full name of this function, qualified by
451 // package name, receiver type, etc.
452 //
453 // The specific formatting rules are not guaranteed and may change.
454 //
455 // Examples:
456 //      "math.IsNaN"                  // a package-level function
457 //      "(*bytes.Buffer).Bytes"       // a declared method or a wrapper
458 //      "(*bytes.Buffer).Bytes$thunk" // thunk (func wrapping method; receiver is param 0)
459 //      "(*bytes.Buffer).Bytes$bound" // bound (func wrapping method; receiver supplied by closure)
460 //      "main.main$1"                 // an anonymous function in main
461 //      "main.init#1"                 // a declared init function
462 //      "main.init"                   // the synthesized package initializer
463 //
464 // When these functions are referred to from within the same package
465 // (i.e. from == f.Pkg.Object), they are rendered without the package path.
466 // For example: "IsNaN", "(*Buffer).Bytes", etc.
467 //
468 // All non-synthetic functions have distinct package-qualified names.
469 // (But two methods may have the same name "(T).f" if one is a synthetic
470 // wrapper promoting a non-exported method "f" from another package; in
471 // that case, the strings are equal but the identifiers "f" are distinct.)
472 //
473 func (f *Function) RelString(from *types.Package) string {
474         // Anonymous?
475         if f.parent != nil {
476                 // An anonymous function's Name() looks like "parentName$1",
477                 // but its String() should include the type/package/etc.
478                 parent := f.parent.RelString(from)
479                 for i, anon := range f.parent.AnonFuncs {
480                         if anon == f {
481                                 return fmt.Sprintf("%s$%d", parent, 1+i)
482                         }
483                 }
484
485                 return f.name // should never happen
486         }
487
488         // Method (declared or wrapper)?
489         if recv := f.Signature.Recv(); recv != nil {
490                 return f.relMethod(from, recv.Type())
491         }
492
493         // Thunk?
494         if f.method != nil {
495                 return f.relMethod(from, f.method.Recv())
496         }
497
498         // Bound?
499         if len(f.FreeVars) == 1 && strings.HasSuffix(f.name, "$bound") {
500                 return f.relMethod(from, f.FreeVars[0].Type())
501         }
502
503         // Package-level function?
504         // Prefix with package name for cross-package references only.
505         if p := f.pkg(); p != nil && p != from {
506                 return fmt.Sprintf("%s.%s", p.Path(), f.name)
507         }
508
509         // Unknown.
510         return f.name
511 }
512
513 func (f *Function) relMethod(from *types.Package, recv types.Type) string {
514         return fmt.Sprintf("(%s).%s", relType(recv, from), f.name)
515 }
516
517 // writeSignature writes to buf the signature sig in declaration syntax.
518 func writeSignature(buf *bytes.Buffer, from *types.Package, name string, sig *types.Signature, params []*Parameter) {
519         buf.WriteString("func ")
520         if recv := sig.Recv(); recv != nil {
521                 buf.WriteString("(")
522                 if n := params[0].Name(); n != "" {
523                         buf.WriteString(n)
524                         buf.WriteString(" ")
525                 }
526                 types.WriteType(buf, params[0].Type(), types.RelativeTo(from))
527                 buf.WriteString(") ")
528         }
529         buf.WriteString(name)
530         types.WriteSignature(buf, sig, types.RelativeTo(from))
531 }
532
533 func (f *Function) pkg() *types.Package {
534         if f.Pkg != nil {
535                 return f.Pkg.Pkg
536         }
537         return nil
538 }
539
540 var _ io.WriterTo = (*Function)(nil) // *Function implements io.Writer
541
542 func (f *Function) WriteTo(w io.Writer) (int64, error) {
543         var buf bytes.Buffer
544         WriteFunction(&buf, f)
545         n, err := w.Write(buf.Bytes())
546         return int64(n), err
547 }
548
549 // WriteFunction writes to buf a human-readable "disassembly" of f.
550 func WriteFunction(buf *bytes.Buffer, f *Function) {
551         fmt.Fprintf(buf, "# Name: %s\n", f.String())
552         if f.Pkg != nil {
553                 fmt.Fprintf(buf, "# Package: %s\n", f.Pkg.Pkg.Path())
554         }
555         if syn := f.Synthetic; syn != "" {
556                 fmt.Fprintln(buf, "# Synthetic:", syn)
557         }
558         if pos := f.Pos(); pos.IsValid() {
559                 fmt.Fprintf(buf, "# Location: %s\n", f.Prog.Fset.Position(pos))
560         }
561
562         if f.parent != nil {
563                 fmt.Fprintf(buf, "# Parent: %s\n", f.parent.Name())
564         }
565
566         if f.Recover != nil {
567                 fmt.Fprintf(buf, "# Recover: %s\n", f.Recover)
568         }
569
570         from := f.pkg()
571
572         if f.FreeVars != nil {
573                 buf.WriteString("# Free variables:\n")
574                 for i, fv := range f.FreeVars {
575                         fmt.Fprintf(buf, "# % 3d:\t%s %s\n", i, fv.Name(), relType(fv.Type(), from))
576                 }
577         }
578
579         if len(f.Locals) > 0 {
580                 buf.WriteString("# Locals:\n")
581                 for i, l := range f.Locals {
582                         fmt.Fprintf(buf, "# % 3d:\t%s %s\n", i, l.Name(), relType(deref(l.Type()), from))
583                 }
584         }
585         writeSignature(buf, from, f.Name(), f.Signature, f.Params)
586         buf.WriteString(":\n")
587
588         if f.Blocks == nil {
589                 buf.WriteString("\t(external)\n")
590         }
591
592         // NB. column calculations are confused by non-ASCII
593         // characters and assume 8-space tabs.
594         const punchcard = 80 // for old time's sake.
595         const tabwidth = 8
596         for _, b := range f.Blocks {
597                 if b == nil {
598                         // Corrupt CFG.
599                         fmt.Fprintf(buf, ".nil:\n")
600                         continue
601                 }
602                 n, _ := fmt.Fprintf(buf, "%d:", b.Index)
603                 bmsg := fmt.Sprintf("%s P:%d S:%d", b.Comment, len(b.Preds), len(b.Succs))
604                 fmt.Fprintf(buf, "%*s%s\n", punchcard-1-n-len(bmsg), "", bmsg)
605
606                 if false { // CFG debugging
607                         fmt.Fprintf(buf, "\t# CFG: %s --> %s --> %s\n", b.Preds, b, b.Succs)
608                 }
609                 for _, instr := range b.Instrs {
610                         buf.WriteString("\t")
611                         switch v := instr.(type) {
612                         case Value:
613                                 l := punchcard - tabwidth
614                                 // Left-align the instruction.
615                                 if name := v.Name(); name != "" {
616                                         n, _ := fmt.Fprintf(buf, "%s = ", name)
617                                         l -= n
618                                 }
619                                 n, _ := buf.WriteString(instr.String())
620                                 l -= n
621                                 // Right-align the type if there's space.
622                                 if t := v.Type(); t != nil {
623                                         buf.WriteByte(' ')
624                                         ts := relType(t, from)
625                                         l -= len(ts) + len("  ") // (spaces before and after type)
626                                         if l > 0 {
627                                                 fmt.Fprintf(buf, "%*s", l, "")
628                                         }
629                                         buf.WriteString(ts)
630                                 }
631                         case nil:
632                                 // Be robust against bad transforms.
633                                 buf.WriteString("<deleted>")
634                         default:
635                                 buf.WriteString(instr.String())
636                         }
637                         buf.WriteString("\n")
638                 }
639         }
640         fmt.Fprintf(buf, "\n")
641 }
642
643 // newBasicBlock adds to f a new basic block and returns it.  It does
644 // not automatically become the current block for subsequent calls to emit.
645 // comment is an optional string for more readable debugging output.
646 //
647 func (f *Function) newBasicBlock(comment string) *BasicBlock {
648         b := &BasicBlock{
649                 Index:   len(f.Blocks),
650                 Comment: comment,
651                 parent:  f,
652         }
653         b.Succs = b.succs2[:0]
654         f.Blocks = append(f.Blocks, b)
655         return b
656 }
657
658 // NewFunction returns a new synthetic Function instance belonging to
659 // prog, with its name and signature fields set as specified.
660 //
661 // The caller is responsible for initializing the remaining fields of
662 // the function object, e.g. Pkg, Params, Blocks.
663 //
664 // It is practically impossible for clients to construct well-formed
665 // SSA functions/packages/programs directly, so we assume this is the
666 // job of the Builder alone.  NewFunction exists to provide clients a
667 // little flexibility.  For example, analysis tools may wish to
668 // construct fake Functions for the root of the callgraph, a fake
669 // "reflect" package, etc.
670 //
671 // TODO(adonovan): think harder about the API here.
672 //
673 func (prog *Program) NewFunction(name string, sig *types.Signature, provenance string) *Function {
674         return &Function{Prog: prog, name: name, Signature: sig, Synthetic: provenance}
675 }
676
677 type extentNode [2]token.Pos
678
679 func (n extentNode) Pos() token.Pos { return n[0] }
680 func (n extentNode) End() token.Pos { return n[1] }
681
682 // Syntax returns an ast.Node whose Pos/End methods provide the
683 // lexical extent of the function if it was defined by Go source code
684 // (f.Synthetic==""), or nil otherwise.
685 //
686 // If f was built with debug information (see Package.SetDebugRef),
687 // the result is the *ast.FuncDecl or *ast.FuncLit that declared the
688 // function.  Otherwise, it is an opaque Node providing only position
689 // information; this avoids pinning the AST in memory.
690 //
691 func (f *Function) Syntax() ast.Node { return f.syntax }