OSDN Git Service

Fix PR c++/42260 and ensure PR c++/45383 is fixed
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ada / checks.ads
1 ------------------------------------------------------------------------------
2 --                                                                          --
3 --                         GNAT COMPILER COMPONENTS                         --
4 --                                                                          --
5 --                               C H E C K S                                --
6 --                                                                          --
7 --                                 S p e c                                  --
8 --                                                                          --
9 --          Copyright (C) 1992-2010, Free Software Foundation, Inc.         --
10 --                                                                          --
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12 -- terms of the  GNU General Public License as published  by the Free Soft- --
13 -- ware  Foundation;  either version 3,  or (at your option) any later ver- --
14 -- sion.  GNAT is distributed in the hope that it will be useful, but WITH- --
15 -- OUT ANY WARRANTY;  without even the  implied warranty of MERCHANTABILITY --
16 -- or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License --
17 -- for  more details.  You should have  received  a copy of the GNU General --
18 -- Public License  distributed with GNAT; see file COPYING3.  If not, go to --
19 -- http://www.gnu.org/licenses for a complete copy of the license.          --
20 --                                                                          --
21 -- GNAT was originally developed  by the GNAT team at  New York University. --
22 -- Extensive contributions were provided by Ada Core Technologies Inc.      --
23 --                                                                          --
24 ------------------------------------------------------------------------------
25
26 --  Package containing routines used to deal with runtime checks. These
27 --  routines are used both by the semantics and by the expander. In some
28 --  cases, checks are enabled simply by setting flags for gigi, and in
29 --  other cases the code for the check is expanded.
30
31 --  The approach used for range and length checks, in regards to suppressed
32 --  checks, is to attempt to detect at compilation time that a constraint
33 --  error will occur. If this is detected a warning or error is issued and the
34 --  offending expression or statement replaced with a constraint error node.
35 --  This always occurs whether checks are suppressed or not. Dynamic range
36 --  checks are, of course, not inserted if checks are suppressed.
37
38 with Namet;  use Namet;
39 with Table;
40 with Types;  use Types;
41 with Uintp;  use Uintp;
42
43 package Checks is
44
45    procedure Initialize;
46    --  Called for each new main source program, to initialize internal
47    --  variables used in the package body of the Checks unit.
48
49    function Access_Checks_Suppressed        (E : Entity_Id) return Boolean;
50    function Accessibility_Checks_Suppressed (E : Entity_Id) return Boolean;
51    function Alignment_Checks_Suppressed     (E : Entity_Id) return Boolean;
52    function Discriminant_Checks_Suppressed  (E : Entity_Id) return Boolean;
53    function Division_Checks_Suppressed      (E : Entity_Id) return Boolean;
54    function Elaboration_Checks_Suppressed   (E : Entity_Id) return Boolean;
55    function Index_Checks_Suppressed         (E : Entity_Id) return Boolean;
56    function Length_Checks_Suppressed        (E : Entity_Id) return Boolean;
57    function Overflow_Checks_Suppressed      (E : Entity_Id) return Boolean;
58    function Range_Checks_Suppressed         (E : Entity_Id) return Boolean;
59    function Storage_Checks_Suppressed       (E : Entity_Id) return Boolean;
60    function Tag_Checks_Suppressed           (E : Entity_Id) return Boolean;
61    function Validity_Checks_Suppressed      (E : Entity_Id) return Boolean;
62    --  These functions check to see if the named check is suppressed, either
63    --  by an active scope suppress setting, or because the check has been
64    --  specifically suppressed for the given entity. If no entity is relevant
65    --  for the current check, then Empty is used as an argument. Note: the
66    --  reason we insist on specifying Empty is to force the caller to think
67    --  about whether there is any relevant entity that should be checked.
68
69    -------------------------------------------
70    -- Procedures to Activate Checking Flags --
71    -------------------------------------------
72
73    procedure Activate_Division_Check (N : Node_Id);
74    pragma Inline (Activate_Division_Check);
75    --  Sets Do_Division_Check flag in node N, and handles possible local raise.
76    --  Always call this routine rather than calling Set_Do_Division_Check to
77    --  set an explicit value of True, to ensure handling the local raise case.
78
79    procedure Activate_Overflow_Check (N : Node_Id);
80    pragma Inline (Activate_Overflow_Check);
81    --  Sets Do_Overflow_Check flag in node N, and handles possible local raise.
82    --  Always call this routine rather than calling Set_Do_Overflow_Check to
83    --  set an explicit value of True, to ensure handling the local raise case.
84
85    procedure Activate_Range_Check (N : Node_Id);
86    pragma Inline (Activate_Range_Check);
87    --  Sets Do_Range_Check flag in node N, and handles possible local raise
88    --  Always call this routine rather than calling Set_Do_Range_Check to
89    --  set an explicit value of True, to ensure handling the local raise case.
90
91    --------------------------------
92    -- Procedures to Apply Checks --
93    --------------------------------
94
95    --  General note on following checks. These checks are always active if
96    --  Expander_Active and not Inside_A_Generic. They are inactive and have
97    --  no effect Inside_A_Generic. In the case where not Expander_Active
98    --  and not Inside_A_Generic, most of them are inactive, but some of them
99    --  operate anyway since they may generate useful compile time warnings.
100
101    procedure Apply_Access_Check (N : Node_Id);
102    --  Determines whether an expression node requires a runtime access
103    --  check and if so inserts the appropriate run-time check.
104
105    procedure Apply_Accessibility_Check
106      (N           : Node_Id;
107       Typ         : Entity_Id;
108       Insert_Node : Node_Id);
109    --  Given a name N denoting an access parameter, emits a run-time
110    --  accessibility check (if necessary), checking that the level of
111    --  the object denoted by the access parameter is not deeper than the
112    --  level of the type Typ. Program_Error is raised if the check fails.
113    --  Insert_Node indicates the node where the check should be inserted.
114
115    procedure Apply_Address_Clause_Check (E : Entity_Id; N : Node_Id);
116    --  E is the entity for an object which has an address clause. If checks
117    --  are enabled, then this procedure generates a check that the specified
118    --  address has an alignment consistent with the alignment of the object,
119    --  raising PE if this is not the case. The resulting check (if one is
120    --  generated) is inserted before node N. check is also made for the case of
121    --  a clear overlay situation that the size of the overlaying object is not
122    --  larger than the overlaid object.
123
124    procedure Apply_Arithmetic_Overflow_Check (N : Node_Id);
125    --  Given a binary arithmetic operator (+ - *) expand a software integer
126    --  overflow check using range checks on a larger checking type or a call
127    --  to an appropriate runtime routine. This is used for all three operators
128    --  for the signed integer case, and for +/- in the fixed-point case. The
129    --  check is expanded only if Software_Overflow_Checking is enabled and
130    --  Do_Overflow_Check is set on node N. Note that divide is handled
131    --  separately using Apply_Arithmetic_Divide_Overflow_Check.
132
133    procedure Apply_Constraint_Check
134      (N          : Node_Id;
135       Typ        : Entity_Id;
136       No_Sliding : Boolean := False);
137    --  Top-level procedure, calls all the others depending on the class of
138    --  Typ. Checks that expression N satisfies the constraint of type Typ.
139    --  No_Sliding is only relevant for constrained array types, if set to
140    --  True, it checks that indexes are in range.
141
142    procedure Apply_Discriminant_Check
143      (N   : Node_Id;
144       Typ : Entity_Id;
145       Lhs : Node_Id := Empty);
146    --  Given an expression N of a discriminated type, or of an access type
147    --  whose designated type is a discriminanted type, generates a check to
148    --  ensure that the expression can be converted to the subtype given as
149    --  the second parameter. Lhs is empty except in the case of assignments,
150    --  where the target object may be needed to determine the subtype to
151    --  check against (such as the cases of unconstrained formal parameters
152    --  and unconstrained aliased objects). For the case of unconstrained
153    --  formals, the check is peformed only if the corresponding actual is
154    --  constrained, i.e., whether Lhs'Constrained is True.
155
156    procedure Apply_Predicate_Check (N : Node_Id; Typ : Entity_Id);
157    --  N is an expression to which a predicate check may need to be applied
158    --  for Typ, if Typ has a predicate function. The check is applied only
159    --  if the type of N does not match Typ.
160
161    function Build_Discriminant_Checks
162      (N     : Node_Id;
163       T_Typ : Entity_Id)
164       return  Node_Id;
165    --  Subsidiary routine for Apply_Discriminant_Check. Builds the expression
166    --  that compares discriminants of the expression with discriminants of the
167    --  type. Also used directly for membership tests (see Exp_Ch4.Expand_N_In).
168
169    procedure Apply_Divide_Check (N : Node_Id);
170    --  The node kind is N_Op_Divide, N_Op_Mod, or N_Op_Rem. An appropriate
171    --  check is generated to ensure that the right operand is non-zero. In
172    --  the divide case, we also check that we do not have the annoying case
173    --  of the largest negative number divided by minus one.
174
175    procedure Apply_Type_Conversion_Checks (N : Node_Id);
176    --  N is an N_Type_Conversion node. A type conversion actually involves
177    --  two sorts of checks. The first check is the checks that ensures that
178    --  the operand in the type conversion fits onto the base type of the
179    --  subtype it is being converted to (see RM 4.6 (28)-(50)). The second
180    --  check is there to ensure that once the operand has been converted to
181    --  a value of the target type, this converted value meets the
182    --  constraints imposed by the target subtype (see RM 4.6 (51)).
183
184    procedure Apply_Universal_Integer_Attribute_Checks (N : Node_Id);
185    --  The argument N is an attribute reference node intended for processing
186    --  by gigi. The attribute is one that returns a universal integer, but
187    --  the attribute reference node is currently typed with the expected
188    --  result type. This routine deals with range and overflow checks needed
189    --  to make sure that the universal result is in range.
190
191    procedure Determine_Range
192      (N            : Node_Id;
193       OK           : out Boolean;
194       Lo           : out Uint;
195       Hi           : out Uint;
196       Assume_Valid : Boolean := False);
197    --  N is a node for a subexpression. If N is of a discrete type with no
198    --  error indications, and no other peculiarities (e.g. missing type
199    --  fields), then OK is True on return, and Lo and Hi are set to a
200    --  conservative estimate of the possible range of values of N. Thus if OK
201    --  is True on return, the value of the subexpression N is known to like in
202    --  the range Lo .. Hi (inclusive). If the expression is not of a discrete
203    --  type, or some kind of error condition is detected, then OK is False on
204    --  exit, and Lo/Hi are set to No_Uint. Thus the significance of OK being
205    --  False on return is that no useful information is available on the range
206    --  of the expression. Assume_Valid determines whether the processing is
207    --  allowed to assume that values are in range of their subtypes. If it is
208    --  set to True, then this assumption is valid, if False, then processing
209    --  is done using base types to allow invalid values.
210
211    procedure Install_Null_Excluding_Check (N : Node_Id);
212    --  Determines whether an access node requires a runtime access check and
213    --  if so inserts the appropriate run-time check.
214
215    -------------------------------------------------------
216    -- Control and Optimization of Range/Overflow Checks --
217    -------------------------------------------------------
218
219    --  Range checks are controlled by the Do_Range_Check flag. The front end
220    --  is responsible for setting this flag in relevant nodes. Originally
221    --  the back end generated all corresponding range checks. But later on
222    --  we decided to generate many range checks in the front end. We are now
223    --  in the transitional phase where some of these checks are still done
224    --  by the back end, but many are done by the front end. It is possible
225    --  that in the future we might move all the checks to the front end. The
226    --  main remaining back end checks are for subscript checking.
227
228    --  Overflow checks are similarly controlled by the Do_Overflow_Check flag.
229    --  The difference here is that if back end overflow checks are inactive
230    --  (Backend_Overflow_Checks_On_Target set False), then the actual overflow
231    --  checks are generated by the front end, but if back end overflow checks
232    --  are active (Backend_Overflow_Checks_On_Target set True), then the back
233    --  end does generate the checks.
234
235    --  The following two routines are used to set these flags, they allow
236    --  for the possibility of eliminating checks. Checks can be eliminated
237    --  if an identical check has already been performed.
238
239    procedure Enable_Overflow_Check (N : Node_Id);
240    --  First this routine determines if an overflow check is needed by doing
241    --  an appropriate range check. If a check is not needed, then the call
242    --  has no effect. If a check is needed then this routine sets the flag
243    --  Do_Overflow_Check in node N to True, unless it can be determined that
244    --  the check is not needed. The only condition under which this is the
245    --  case is if there was an identical check earlier on.
246
247    procedure Enable_Range_Check (N : Node_Id);
248    --  Set Do_Range_Check flag in node N True, unless it can be determined
249    --  that the check is not needed. The only condition under which this is
250    --  the case is if there was an identical check earlier on. This routine
251    --  is not responsible for doing range analysis to determine whether or
252    --  not such a check is needed -- the caller is expected to do this. The
253    --  one other case in which the request to set the flag is ignored is
254    --  when Kill_Range_Check is set in an N_Unchecked_Conversion node.
255
256    --  The following routines are used to keep track of processing sequences
257    --  of statements (e.g. the THEN statements of an IF statement). A check
258    --  that appears within such a sequence can eliminate an identical check
259    --  within this sequence of statements. However, after the end of the
260    --  sequence of statements, such a check is no longer of interest, since
261    --  it may not have been executed.
262
263    procedure Conditional_Statements_Begin;
264    --  This call marks the start of processing of a sequence of statements.
265    --  Every call to this procedure must be followed by a matching call to
266    --  Conditional_Statements_End.
267
268    procedure Conditional_Statements_End;
269    --  This call removes from consideration all saved checks since the
270    --  corresponding call to Conditional_Statements_Begin. These two
271    --  procedures operate in a stack like manner.
272
273    --  The mechanism for optimizing checks works by remembering checks
274    --  that have already been made, but certain conditions, for example
275    --  an assignment to a variable involved in a check, may mean that the
276    --  remembered check is no longer valid, in the sense that if the same
277    --  expression appears again, another check is required because the
278    --  value may have changed.
279
280    --  The following routines are used to note conditions which may render
281    --  some or all of the stored and remembered checks to be invalidated.
282
283    procedure Kill_Checks (V : Entity_Id);
284    --  This procedure records an assignment or other condition that causes
285    --  the value of the variable to be changed, invalidating any stored
286    --  checks that reference the value. Note that all such checks must
287    --  be discarded, even if they are not in the current statement range.
288
289    procedure Kill_All_Checks;
290    --  This procedure kills all remembered checks
291
292    -----------------------------
293    -- Length and Range Checks --
294    -----------------------------
295
296    --  In the following procedures, there are three arguments which have
297    --  a common meaning as follows:
298
299    --    Expr        The expression to be checked. If a check is required,
300    --                the appropriate flag will be placed on this node. Whether
301    --                this node is further examined depends on the setting of
302    --                the parameter Source_Typ, as described below.
303
304    --    ??? Apply_Length_Check and Apply_Range_Check do not have an Expr
305    --        formal
306
307    --    ??? Apply_Length_Check and Apply_Range_Check have a Ck_Node formal
308    --        which is undocumented, is it the same as Expr?
309
310    --    Target_Typ  The target type on which the check is to be based. For
311    --                example, if we have a scalar range check, then the check
312    --                is that we are in range of this type.
313
314    --    Source_Typ  Normally Empty, but can be set to a type, in which case
315    --                this type is used for the check, see below.
316
317    --  The checks operate in one of two modes:
318
319    --    If Source_Typ is Empty, then the node Expr is examined, at the very
320    --    least to get the source subtype. In addition for some of the checks,
321    --    the actual form of the node may be examined. For example, a node of
322    --    type Integer whose actual form is an Integer conversion from a type
323    --    with range 0 .. 3 can be determined to have a value in range 0 .. 3.
324
325    --    If Source_Typ is given, then nothing can be assumed about the Expr,
326    --    and indeed its contents are not examined. In this case the check is
327    --    based on the assumption that Expr can be an arbitrary value of the
328    --    given Source_Typ.
329
330    --  Currently, the only case in which a Source_Typ is explicitly supplied
331    --  is for the case of Out and In_Out parameters, where, for the conversion
332    --  on return (the Out direction), the types must be reversed. This is
333    --  handled by the caller.
334
335    procedure Apply_Length_Check
336      (Ck_Node    : Node_Id;
337       Target_Typ : Entity_Id;
338       Source_Typ : Entity_Id := Empty);
339    --  This procedure builds a sequence of declarations to do a length check
340    --  that checks if the lengths of the two arrays Target_Typ and source type
341    --  are the same. The resulting actions are inserted at Node using a call
342    --  to Insert_Actions.
343    --
344    --  For access types, the Directly_Designated_Type is retrieved and
345    --  processing continues as enumerated above, with a guard against null
346    --  values.
347    --
348    --  Note: calls to Apply_Length_Check currently never supply an explicit
349    --  Source_Typ parameter, but Apply_Length_Check takes this parameter and
350    --  processes it as described above for consistency with the other routines
351    --  in this section.
352
353    procedure Apply_Range_Check
354      (Ck_Node    : Node_Id;
355       Target_Typ : Entity_Id;
356       Source_Typ : Entity_Id := Empty);
357    --  For a Node of kind N_Range, constructs a range check action that tests
358    --  first that the range is not null and then that the range is contained in
359    --  the Target_Typ range.
360    --
361    --  For scalar types, constructs a range check action that first tests that
362    --  the expression is contained in the Target_Typ range. The difference
363    --  between this and Apply_Scalar_Range_Check is that the latter generates
364    --  the actual checking code in gigi against the Etype of the expression.
365    --
366    --  For constrained array types, construct series of range check actions
367    --  to check that each Expr range is properly contained in the range of
368    --  Target_Typ.
369    --
370    --  For a type conversion to an unconstrained array type, constructs a range
371    --  check action to check that the bounds of the source type are within the
372    --  constraints imposed by the Target_Typ.
373    --
374    --  For access types, the Directly_Designated_Type is retrieved and
375    --  processing continues as enumerated above, with a guard against null
376    --  values.
377    --
378    --  The source type is used by type conversions to unconstrained array
379    --  types to retrieve the corresponding bounds.
380
381    procedure Apply_Static_Length_Check
382      (Expr       : Node_Id;
383       Target_Typ : Entity_Id;
384       Source_Typ : Entity_Id := Empty);
385    --  Tries to determine statically whether the two array types source type
386    --  and Target_Typ have the same length. If it can be determined at compile
387    --  time that they do not, then an N_Raise_Constraint_Error node replaces
388    --  Expr, and a warning message is issued.
389
390    procedure Apply_Scalar_Range_Check
391      (Expr       : Node_Id;
392       Target_Typ : Entity_Id;
393       Source_Typ : Entity_Id := Empty;
394       Fixed_Int  : Boolean   := False);
395    --  For scalar types, determines whether an expression node should be
396    --  flagged as needing a runtime range check. If the node requires such a
397    --  check, the Do_Range_Check flag is turned on. The Fixed_Int flag if set
398    --  causes any fixed-point values to be treated as though they were discrete
399    --  values (i.e. the underlying integer value is used).
400
401    type Check_Result is private;
402    --  Type used to return result of Get_Range_Checks call, for later use in
403    --  call to Insert_Range_Checks procedure.
404
405    function Get_Range_Checks
406      (Ck_Node    : Node_Id;
407       Target_Typ : Entity_Id;
408       Source_Typ : Entity_Id := Empty;
409       Warn_Node  : Node_Id   := Empty) return Check_Result;
410    --  Like Apply_Range_Check, except it does not modify anything. Instead
411    --  it returns an encapsulated result of the check operations for later
412    --  use in a call to Insert_Range_Checks. If Warn_Node is non-empty, its
413    --  Sloc is used, in the static case, for the generated warning or error.
414    --  Additionally, it is used rather than Expr (or Low/High_Bound of Expr)
415    --  in constructing the check.
416
417    procedure Append_Range_Checks
418      (Checks       : Check_Result;
419       Stmts        : List_Id;
420       Suppress_Typ : Entity_Id;
421       Static_Sloc  : Source_Ptr;
422       Flag_Node    : Node_Id);
423    --  Called to append range checks as returned by a call to Get_Range_Checks.
424    --  Stmts is a list to which either the dynamic check is appended or the
425    --  raise Constraint_Error statement is appended (for static checks).
426    --  Static_Sloc is the Sloc at which the raise CE node points, Flag_Node is
427    --  used as the node at which to set the Has_Dynamic_Check flag. Checks_On
428    --  is a boolean value that says if range and index checking is on or not.
429
430    procedure Insert_Range_Checks
431      (Checks       : Check_Result;
432       Node         : Node_Id;
433       Suppress_Typ : Entity_Id;
434       Static_Sloc  : Source_Ptr := No_Location;
435       Flag_Node    : Node_Id    := Empty;
436       Do_Before    : Boolean    := False);
437    --  Called to insert range checks as returned by a call to Get_Range_Checks.
438    --  Node is the node after which either the dynamic check is inserted or
439    --  the raise Constraint_Error statement is inserted (for static checks).
440    --  Suppress_Typ is the type to check to determine if checks are suppressed.
441    --  Static_Sloc, if passed, is the Sloc at which the raise CE node points,
442    --  otherwise Sloc (Node) is used. The Has_Dynamic_Check flag is normally
443    --  set at Node. If Flag_Node is present, then this is used instead as the
444    --  node at which to set the Has_Dynamic_Check flag. Normally the check is
445    --  inserted after, if Do_Before is True, the check is inserted before
446    --  Node.
447
448    -----------------------
449    -- Expander Routines --
450    -----------------------
451
452    --  Some of the earlier processing for checks results in temporarily setting
453    --  the Do_Range_Check flag rather than actually generating checks. Now we
454    --  are moving the generation of such checks into the front end for reasons
455    --  of efficiency and simplicity (there were difficulties in handling this
456    --  in the back end when side effects were present in the expressions being
457    --  checked).
458
459    --  Probably we could eliminate the Do_Range_Check flag entirely and
460    --  generate the checks earlier, but this is a delicate area and it
461    --  seemed safer to implement the following routines, which are called
462    --  late on in the expansion process. They check the Do_Range_Check flag
463    --  and if it is set, generate the actual checks and reset the flag.
464
465    procedure Generate_Range_Check
466      (N           : Node_Id;
467       Target_Type : Entity_Id;
468       Reason      : RT_Exception_Code);
469    --  This procedure is called to actually generate and insert a range check.
470    --  A check is generated to ensure that the value of N lies within the range
471    --  of the target type. Note that the base type of N may be different from
472    --  the base type of the target type. This happens in the conversion case.
473    --  The Reason parameter is the exception code to be used for the exception
474    --  if raised.
475    --
476    --  Note on the relation of this routine to the Do_Range_Check flag. Mostly
477    --  for historical reasons, we often set the Do_Range_Check flag and then
478    --  later we call Generate_Range_Check if this flag is set. Most probably we
479    --  could eliminate this intermediate setting of the flag (historically the
480    --  back end dealt with range checks, using this flag to indicate if a check
481    --  was required, then we moved checks into the front end).
482
483    procedure Generate_Index_Checks (N : Node_Id);
484    --  This procedure is called to generate index checks on the subscripts for
485    --  the indexed component node N. Each subscript expression is examined, and
486    --  if the Do_Range_Check flag is set, an appropriate index check is
487    --  generated and the flag is reset.
488
489    --  Similarly, we set the flag Do_Discriminant_Check in the semantic
490    --  analysis to indicate that a discriminant check is required for selected
491    --  component of a discriminated type. The following routine is called from
492    --  the expander to actually generate the call.
493
494    procedure Generate_Discriminant_Check (N : Node_Id);
495    --  N is a selected component for which a discriminant check is required to
496    --  make sure that the discriminants have appropriate values for the
497    --  selection. This is done by calling the appropriate discriminant checking
498    --  routine for the selector.
499
500    -----------------------
501    -- Validity Checking --
502    -----------------------
503
504    --  In (RM 13.9.1(9-11)) we have the following rules on invalid values
505
506    --    If the representation of a scalar object does not represent value of
507    --    the object's subtype (perhaps because the object was not initialized),
508    --    the object is said to have an invalid representation. It is a bounded
509    --    error to evaluate the value of such an object. If the error is
510    --    detected, either Constraint_Error or Program_Error is raised.
511    --    Otherwise, execution continues using the invalid representation. The
512    --    rules of the language outside this subclause assume that all objects
513    --    have valid representations. The semantics of operations on invalid
514    --    representations are as follows:
515    --
516    --       10  If the representation of the object represents a value of the
517    --           object's type, the value of the type is used.
518    --
519    --       11  If the representation of the object does not represent a value
520    --           of the object's type, the semantics of operations on such
521    --           representations is implementation-defined, but does not by
522    --           itself lead to erroneous or unpredictable execution, or to
523    --           other objects becoming abnormal.
524
525    --  We quote the rules in full here since they are quite delicate. Most
526    --  of the time, we can just compute away with wrong values, and get a
527    --  possibly wrong result, which is well within the range of allowed
528    --  implementation defined behavior. The two tricky cases are subscripted
529    --  array assignments, where we don't want to do wild stores, and case
530    --  statements where we don't want to do wild jumps.
531
532    --  In GNAT, we control validity checking with a switch -gnatV that can take
533    --  three parameters, n/d/f for None/Default/Full. These modes have the
534    --  following meanings:
535
536    --    None (no validity checking)
537
538    --      In this mode, there is no specific checking for invalid values
539    --      and the code generator assumes that all stored values are always
540    --      within the bounds of the object subtype. The consequences are as
541    --      follows:
542
543    --        For case statements, an out of range invalid value will cause
544    --        Constraint_Error to be raised, or an arbitrary one of the case
545    --        alternatives will be executed. Wild jumps cannot result even
546    --        in this mode, since we always do a range check
547
548    --        For subscripted array assignments, wild stores will result in
549    --        the expected manner when addresses are calculated using values
550    --        of subscripts that are out of range.
551
552    --      It could perhaps be argued that this mode is still conformant with
553    --      the letter of the RM, since implementation defined is a rather
554    --      broad category, but certainly it is not in the spirit of the
555    --      RM requirement, since wild stores certainly seem to be a case of
556    --      erroneous behavior.
557
558    --    Default (default standard RM-compatible validity checking)
559
560    --      In this mode, which is the default, minimal validity checking is
561    --      performed to ensure no erroneous behavior as follows:
562
563    --        For case statements, an out of range invalid value will cause
564    --        Constraint_Error to be raised.
565
566    --        For subscripted array assignments, invalid out of range
567    --        subscript values will cause Constraint_Error to be raised.
568
569    --    Full (Full validity checking)
570
571    --      In this mode, the protections guaranteed by the standard mode are
572    --      in place, and the following additional checks are made:
573
574    --        For every assignment, the right side is checked for validity
575
576    --        For every call, IN and IN OUT parameters are checked for validity
577
578    --        For every subscripted array reference, both for stores and loads,
579    --        all subscripts are checked for validity.
580
581    --      These checks are not required by the RM, but will in practice
582    --      improve the detection of uninitialized variables, particularly
583    --      if used in conjunction with pragma Normalize_Scalars.
584
585    --  In the above description, we talk about performing validity checks,
586    --  but we don't actually generate a check in a case where the compiler
587    --  can be sure that the value is valid. Note that this assurance must
588    --  be achieved without assuming that any uninitialized value lies within
589    --  the range of its type. The following are cases in which values are
590    --  known to be valid. The flag Is_Known_Valid is used to keep track of
591    --  some of these cases.
592
593    --    If all possible stored values are valid, then any uninitialized
594    --    value must be valid.
595
596    --    Literals, including enumeration literals, are clearly always valid
597
598    --    Constants are always assumed valid, with a validity check being
599    --    performed on the initializing value where necessary to ensure that
600    --    this is the case.
601
602    --    For variables, the status is set to known valid if there is an
603    --    initializing expression. Again a check is made on the initializing
604    --    value if necessary to ensure that this assumption is valid. The
605    --    status can change as a result of local assignments to a variable.
606    --    If a known valid value is unconditionally assigned, then we mark
607    --    the left side as known valid. If a value is assigned that is not
608    --    known to be valid, then we mark the left side as invalid. This
609    --    kind of processing does NOT apply to non-local variables since we
610    --    are not following the flow graph (more properly the flow of actual
611    --    processing only corresponds to the flow graph for local assignments).
612    --    For non-local variables, we preserve the current setting, i.e. a
613    --    validity check is performed when assigning to a knonwn valid global.
614
615    --  Note: no validity checking is required if range checks are suppressed
616    --  regardless of the setting of the validity checking mode.
617
618    --  The following procedures are used in handling validity checking
619
620    procedure Apply_Subscript_Validity_Checks (Expr : Node_Id);
621    --  Expr is the node for an indexed component. If validity checking and
622    --  range checking are enabled, all subscripts for this indexed component
623    --  are checked for validity.
624
625    procedure Check_Valid_Lvalue_Subscripts (Expr : Node_Id);
626    --  Expr is a lvalue, i.e. an expression representing the target of an
627    --  assignment. This procedure checks for this expression involving an
628    --  assignment to an array value. We have to be sure that all the subscripts
629    --  in such a case are valid, since according to the rules in (RM
630    --  13.9.1(9-11)) such assignments are not permitted to result in erroneous
631    --  behavior in the case of invalid subscript values.
632
633    procedure Ensure_Valid (Expr : Node_Id; Holes_OK : Boolean := False);
634    --  Ensure that Expr represents a valid value of its type. If this type
635    --  is not a scalar type, then the call has no effect, since validity
636    --  is only an issue for scalar types. The effect of this call is to
637    --  check if the value is known valid, if so, nothing needs to be done.
638    --  If this is not known, then either Expr is set to be range checked,
639    --  or specific checking code is inserted so that an exception is raised
640    --  if the value is not valid.
641    --
642    --  The optional argument Holes_OK indicates whether it is necessary to
643    --  worry about enumeration types with non-standard representations leading
644    --  to "holes" in the range of possible representations. If Holes_OK is
645    --  True, then such values are assumed valid (this is used when the caller
646    --  will make a separate check for this case anyway). If Holes_OK is False,
647    --  then this case is checked, and code is inserted to ensure that Expr is
648    --  valid, raising Constraint_Error if the value is not valid.
649
650    function Expr_Known_Valid (Expr : Node_Id) return Boolean;
651    --  This function tests it the value of Expr is known to be valid in the
652    --  sense of RM 13.9.1(9-11). In the case of GNAT, it is only discrete types
653    --  which are a concern, since for non-discrete types we simply continue
654    --  computation with invalid values, which does not lead to erroneous
655    --  behavior. Thus Expr_Known_Valid always returns True if the type of Expr
656    --  is non-discrete. For discrete types the value returned is True only if
657    --  it can be determined that the value is Valid. Otherwise False is
658    --  returned.
659
660    procedure Insert_Valid_Check (Expr : Node_Id);
661    --  Inserts code that will check for the value of Expr being valid, in
662    --  the sense of the 'Valid attribute returning True. Constraint_Error
663    --  will be raised if the value is not valid.
664
665    procedure Null_Exclusion_Static_Checks (N : Node_Id);
666    --  Ada 2005 (AI-231): Check bad usages of the null-exclusion issue
667
668    procedure Remove_Checks (Expr : Node_Id);
669    --  Remove all checks from Expr except those that are only executed
670    --  conditionally (on the right side of And Then/Or Else. This call
671    --  removes only embedded checks (Do_Range_Check, Do_Overflow_Check).
672
673    procedure Validity_Check_Range (N : Node_Id);
674    --  If N is an N_Range node, then Ensure_Valid is called on its bounds,
675    --  if validity checking of operands is enabled.
676
677    -----------------------------
678    -- Handling of Check Names --
679    -----------------------------
680
681    --  The following table contains Name_Id's for recognized checks. The first
682    --  entries (corresponding to the values of the subtype Predefined_Check_Id)
683    --  contain the Name_Id values for the checks that are predefined, including
684    --  All_Checks (see Types). Remaining entries are those that are introduced
685    --  by pragma Check_Names.
686
687    package Check_Names is new Table.Table (
688      Table_Component_Type => Name_Id,
689      Table_Index_Type     => Check_Id,
690      Table_Low_Bound      => 1,
691      Table_Initial        => 30,
692      Table_Increment      => 200,
693      Table_Name           => "Name_Check_Names");
694
695    function Get_Check_Id (N : Name_Id) return Check_Id;
696    --  Function to search above table for matching name. If found returns the
697    --  corresponding Check_Id value in the range 1 .. Check_Name.Last. If not
698    --  found returns No_Check_Id.
699
700 private
701
702    type Check_Result is array (Positive range 1 .. 2) of Node_Id;
703    --  There are two cases for the result returned by Range_Check:
704    --
705    --    For the static case the result is one or two nodes that should cause
706    --    a Constraint_Error. Typically these will include Expr itself or the
707    --    direct descendents of Expr, such as Low/High_Bound (Expr)). It is the
708    --    responsibility of the caller to rewrite and substitute the nodes with
709    --    N_Raise_Constraint_Error nodes.
710    --
711    --    For the non-static case a single N_Raise_Constraint_Error node with a
712    --    non-empty Condition field is returned.
713    --
714    --  Unused entries in Check_Result, if any, are simply set to Empty For
715    --  external clients, the required processing on this result is achieved
716    --  using the Insert_Range_Checks routine.
717
718    pragma Inline (Apply_Length_Check);
719    pragma Inline (Apply_Range_Check);
720    pragma Inline (Apply_Static_Length_Check);
721 end Checks;