OSDN Git Service

2009-04-08 Ed Schonberg <schonberg@adacore.com>
[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) 1992-2008, Free Software Foundation, Inc.         --
10 --                                                                          --
11 -- GNAT is free software;  you can  redistribute it  and/or modify it under --
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 Typ.
138    --  Checks that expression N verifies the constraint of type Typ. No_Sliding
139    --  is only relevant for constrained array types, if set to True, it
140    --  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    function Build_Discriminant_Checks
157      (N     : Node_Id;
158       T_Typ : Entity_Id)
159       return  Node_Id;
160    --  Subsidiary routine for Apply_Discriminant_Check. Builds the expression
161    --  that compares discriminants of the expression with discriminants of the
162    --  type. Also used directly for membership tests (see Exp_Ch4.Expand_N_In).
163
164    procedure Apply_Divide_Check (N : Node_Id);
165    --  The node kind is N_Op_Divide, N_Op_Mod, or N_Op_Rem. An appropriate
166    --  check is generated to ensure that the right operand is non-zero. In
167    --  the divide case, we also check that we do not have the annoying case
168    --  of the largest negative number divided by minus one.
169
170    procedure Apply_Type_Conversion_Checks (N : Node_Id);
171    --  N is an N_Type_Conversion node. A type conversion actually involves
172    --  two sorts of checks. The first check is the checks that ensures that
173    --  the operand in the type conversion fits onto the base type of the
174    --  subtype it is being converted to (see RM 4.6 (28)-(50)). The second
175    --  check is there to ensure that once the operand has been converted to
176    --  a value of the target type, this converted value meets the
177    --  constraints imposed by the target subtype (see RM 4.6 (51)).
178
179    procedure Apply_Universal_Integer_Attribute_Checks (N : Node_Id);
180    --  The argument N is an attribute reference node intended for processing
181    --  by gigi. The attribute is one that returns a universal integer, but
182    --  the attribute reference node is currently typed with the expected
183    --  result type. This routine deals with range and overflow checks needed
184    --  to make sure that the universal result is in range.
185
186    procedure Determine_Range
187      (N            : Node_Id;
188       OK           : out Boolean;
189       Lo           : out Uint;
190       Hi           : out Uint;
191       Assume_Valid : Boolean := False);
192    --  N is a node for a subexpression. If N is of a discrete type with no
193    --  error indications, and no other peculiarities (e.g. missing type
194    --  fields), then OK is True on return, and Lo and Hi are set to a
195    --  conservative estimate of the possible range of values of N. Thus if OK
196    --  is True on return, the value of the subexpression N is known to like in
197    --  the range Lo .. Hi (inclusive). If the expression is not of a discrete
198    --  type, or some kind of error condition is detected, then OK is False on
199    --  exit, and Lo/Hi are set to No_Uint. Thus the significance of OK being
200    --  False on return is that no useful information is available on the range
201    --  of the expression. Assume_Valid determines whether the processing is
202    --  allowed to assume that values are in range of their subtypes. If it is
203    --  set to True, then this assumption is valid, if False, then processing
204    --  is done using base types to allow invalid values.
205
206    procedure Install_Null_Excluding_Check (N : Node_Id);
207    --  Determines whether an access node requires a runtime access check and
208    --  if so inserts the appropriate run-time check.
209
210    -------------------------------------------------------
211    -- Control and Optimization of Range/Overflow Checks --
212    -------------------------------------------------------
213
214    --  Range checks are controlled by the Do_Range_Check flag. The front end
215    --  is responsible for setting this flag in relevant nodes. Originally
216    --  the back end generated all corresponding range checks. But later on
217    --  we decided to generate all range checks in the front end. We are now
218    --  in the transitional phase where some of these checks are still done
219    --  by the back end, but many are done by the front end.
220
221    --  Overflow checks are similarly controlled by the Do_Overflow_Check flag.
222    --  The difference here is that if back end overflow checks are inactive
223    --  (Backend_Overflow_Checks_On_Target set False), then the actual overflow
224    --  checks are generated by the front end, but if back end overflow checks
225    --  are active (Backend_Overflow_Checks_On_Target set True), then the back
226    --  end does generate the checks.
227
228    --  The following two routines are used to set these flags, they allow
229    --  for the possibility of eliminating checks. Checks can be eliminated
230    --  if an identical check has already been performed.
231
232    procedure Enable_Overflow_Check (N : Node_Id);
233    --  First this routine determines if an overflow check is needed by doing
234    --  an appropriate range check. If a check is not needed, then the call
235    --  has no effect. If a check is needed then this routine sets the flag
236    --  Do_Overflow_Check in node N to True, unless it can be determined that
237    --  the check is not needed. The only condition under which this is the
238    --  case is if there was an identical check earlier on.
239
240    procedure Enable_Range_Check (N : Node_Id);
241    --  Set Do_Range_Check flag in node N True, unless it can be determined
242    --  that the check is not needed. The only condition under which this is
243    --  the case is if there was an identical check earlier on. This routine
244    --  is not responsible for doing range analysis to determine whether or
245    --  not such a check is needed -- the caller is expected to do this. The
246    --  one other case in which the request to set the flag is ignored is
247    --  when Kill_Range_Check is set in an N_Unchecked_Conversion node.
248
249    --  The following routines are used to keep track of processing sequences
250    --  of statements (e.g. the THEN statements of an IF statement). A check
251    --  that appears within such a sequence can eliminate an identical check
252    --  within this sequence of statements. However, after the end of the
253    --  sequence of statements, such a check is no longer of interest, since
254    --  it may not have been executed.
255
256    procedure Conditional_Statements_Begin;
257    --  This call marks the start of processing of a sequence of statements.
258    --  Every call to this procedure must be followed by a matching call to
259    --  Conditional_Statements_End.
260
261    procedure Conditional_Statements_End;
262    --  This call removes from consideration all saved checks since the
263    --  corresponding call to Conditional_Statements_Begin. These two
264    --  procedures operate in a stack like manner.
265
266    --  The mechanism for optimizing checks works by remembering checks
267    --  that have already been made, but certain conditions, for example
268    --  an assignment to a variable involved in a check, may mean that the
269    --  remembered check is no longer valid, in the sense that if the same
270    --  expression appears again, another check is required because the
271    --  value may have changed.
272
273    --  The following routines are used to note conditions which may render
274    --  some or all of the stored and remembered checks to be invalidated.
275
276    procedure Kill_Checks (V : Entity_Id);
277    --  This procedure records an assignment or other condition that causes
278    --  the value of the variable to be changed, invalidating any stored
279    --  checks that reference the value. Note that all such checks must
280    --  be discarded, even if they are not in the current statement range.
281
282    procedure Kill_All_Checks;
283    --  This procedure kills all remembered checks
284
285    -----------------------------
286    -- Length and Range Checks --
287    -----------------------------
288
289    --  In the following procedures, there are three arguments which have
290    --  a common meaning as follows:
291
292    --    Expr        The expression to be checked. If a check is required,
293    --                the appropriate flag will be placed on this node. Whether
294    --                this node is further examined depends on the setting of
295    --                the parameter Source_Typ, as described below.
296
297    --    ??? Apply_Length_Check and Apply_Range_Check do not have an Expr
298    --        formal
299
300    --    ??? Apply_Length_Check and Apply_Range_Check have a Ck_Node formal
301    --        which is undocumented, is it the same as Expr?
302
303    --    Target_Typ  The target type on which the check is to be based. For
304    --                example, if we have a scalar range check, then the check
305    --                is that we are in range of this type.
306
307    --    Source_Typ  Normally Empty, but can be set to a type, in which case
308    --                this type is used for the check, see below.
309
310    --  The checks operate in one of two modes:
311
312    --    If Source_Typ is Empty, then the node Expr is examined, at the very
313    --    least to get the source subtype. In addition for some of the checks,
314    --    the actual form of the node may be examined. For example, a node of
315    --    type Integer whose actual form is an Integer conversion from a type
316    --    with range 0 .. 3 can be determined to have a value in range 0 .. 3.
317
318    --    If Source_Typ is given, then nothing can be assumed about the Expr,
319    --    and indeed its contents are not examined. In this case the check is
320    --    based on the assumption that Expr can be an arbitrary value of the
321    --    given Source_Typ.
322
323    --  Currently, the only case in which a Source_Typ is explicitly supplied
324    --  is for the case of Out and In_Out parameters, where, for the conversion
325    --  on return (the Out direction), the types must be reversed. This is
326    --  handled by the caller.
327
328    procedure Apply_Length_Check
329      (Ck_Node    : Node_Id;
330       Target_Typ : Entity_Id;
331       Source_Typ : Entity_Id := Empty);
332    --  This procedure builds a sequence of declarations to do a length check
333    --  that checks if the lengths of the two arrays Target_Typ and source type
334    --  are the same. The resulting actions are inserted at Node using a call
335    --  to Insert_Actions.
336    --
337    --  For access types, the Directly_Designated_Type is retrieved and
338    --  processing continues as enumerated above, with a guard against null
339    --  values.
340    --
341    --  Note: calls to Apply_Length_Check currently never supply an explicit
342    --  Source_Typ parameter, but Apply_Length_Check takes this parameter and
343    --  processes it as described above for consistency with the other routines
344    --  in this section.
345
346    procedure Apply_Range_Check
347      (Ck_Node    : Node_Id;
348       Target_Typ : Entity_Id;
349       Source_Typ : Entity_Id := Empty);
350    --  For a Node of kind N_Range, constructs a range check action that tests
351    --  first that the range is not null and then that the range is contained in
352    --  the Target_Typ range.
353    --
354    --  For scalar types, constructs a range check action that first tests that
355    --  the expression is contained in the Target_Typ range. The difference
356    --  between this and Apply_Scalar_Range_Check is that the latter generates
357    --  the actual checking code in gigi against the Etype of the expression.
358    --
359    --  For constrained array types, construct series of range check actions
360    --  to check that each Expr range is properly contained in the range of
361    --  Target_Typ.
362    --
363    --  For a type conversion to an unconstrained array type, constructs a range
364    --  check action to check that the bounds of the source type are within the
365    --  constraints imposed by the Target_Typ.
366    --
367    --  For access types, the Directly_Designated_Type is retrieved and
368    --  processing continues as enumerated above, with a guard against null
369    --  values.
370    --
371    --  The source type is used by type conversions to unconstrained array
372    --  types to retrieve the corresponding bounds.
373
374    procedure Apply_Static_Length_Check
375      (Expr       : Node_Id;
376       Target_Typ : Entity_Id;
377       Source_Typ : Entity_Id := Empty);
378    --  Tries to determine statically whether the two array types source type
379    --  and Target_Typ have the same length. If it can be determined at compile
380    --  time that they do not, then an N_Raise_Constraint_Error node replaces
381    --  Expr, and a warning message is issued.
382
383    procedure Apply_Scalar_Range_Check
384      (Expr       : Node_Id;
385       Target_Typ : Entity_Id;
386       Source_Typ : Entity_Id := Empty;
387       Fixed_Int  : Boolean   := False);
388    --  For scalar types, determines whether an expression node should be
389    --  flagged as needing a runtime range check. If the node requires such a
390    --  check, the Do_Range_Check flag is turned on. The Fixed_Int flag if set
391    --  causes any fixed-point values to be treated as though they were discrete
392    --  values (i.e. the underlying integer value is used).
393
394    type Check_Result is private;
395    --  Type used to return result of Get_Range_Checks call, for later use in
396    --  call to Insert_Range_Checks procedure.
397
398    function Get_Range_Checks
399      (Ck_Node    : Node_Id;
400       Target_Typ : Entity_Id;
401       Source_Typ : Entity_Id := Empty;
402       Warn_Node  : Node_Id   := Empty) return Check_Result;
403    --  Like Apply_Range_Check, except it does not modify anything. Instead
404    --  it returns an encapsulated result of the check operations for later
405    --  use in a call to Insert_Range_Checks. If Warn_Node is non-empty, its
406    --  Sloc is used, in the static case, for the generated warning or error.
407    --  Additionally, it is used rather than Expr (or Low/High_Bound of Expr)
408    --  in constructing the check.
409
410    procedure Append_Range_Checks
411      (Checks       : Check_Result;
412       Stmts        : List_Id;
413       Suppress_Typ : Entity_Id;
414       Static_Sloc  : Source_Ptr;
415       Flag_Node    : Node_Id);
416    --  Called to append range checks as returned by a call to Get_Range_Checks.
417    --  Stmts is a list to which either the dynamic check is appended or the
418    --  raise Constraint_Error statement is appended (for static checks).
419    --  Static_Sloc is the Sloc at which the raise CE node points, Flag_Node is
420    --  used as the node at which to set the Has_Dynamic_Check flag. Checks_On
421    --  is a boolean value that says if range and index checking is on or not.
422
423    procedure Insert_Range_Checks
424      (Checks       : Check_Result;
425       Node         : Node_Id;
426       Suppress_Typ : Entity_Id;
427       Static_Sloc  : Source_Ptr := No_Location;
428       Flag_Node    : Node_Id    := Empty;
429       Do_Before    : Boolean    := False);
430    --  Called to insert range checks as returned by a call to Get_Range_Checks.
431    --  Node is the node after which either the dynamic check is inserted or
432    --  the raise Constraint_Error statement is inserted (for static checks).
433    --  Suppress_Typ is the type to check to determine if checks are suppressed.
434    --  Static_Sloc, if passed, is the Sloc at which the raise CE node points,
435    --  otherwise Sloc (Node) is used. The Has_Dynamic_Check flag is normally
436    --  set at Node. If Flag_Node is present, then this is used instead as the
437    --  node at which to set the Has_Dynamic_Check flag. Normally the check is
438    --  inserted after, if Do_Before is True, the check is inserted before
439    --  Node.
440
441    -----------------------
442    -- Expander Routines --
443    -----------------------
444
445    --  Some of the earlier processing for checks results in temporarily setting
446    --  the Do_Range_Check flag rather than actually generating checks. Now we
447    --  are moving the generation of such checks into the front end for reasons
448    --  of efficiency and simplicity (there were difficulties in handling this
449    --  in the back end when side effects were present in the expressions being
450    --  checked).
451
452    --  Probably we could eliminate the Do_Range_Check flag entirely and
453    --  generate the checks earlier, but this is a delicate area and it
454    --  seemed safer to implement the following routines, which are called
455    --  late on in the expansion process. They check the Do_Range_Check flag
456    --  and if it is set, generate the actual checks and reset the flag.
457
458    procedure Generate_Range_Check
459      (N           : Node_Id;
460       Target_Type : Entity_Id;
461       Reason      : RT_Exception_Code);
462    --  This procedure is called to actually generate and insert a range check.
463    --  A check is generated to ensure that the value of N lies within the range
464    --  of the target type. Note that the base type of N may be different from
465    --  the base type of the target type. This happens in the conversion case.
466    --  The Reason parameter is the exception code to be used for the exception
467    --  if raised.
468    --
469    --  Note on the relation of this routine to the Do_Range_Check flag. Mostly
470    --  for historical reasons, we often set the Do_Range_Check flag and then
471    --  later we call Generate_Range_Check if this flag is set. Most probably we
472    --  could eliminate this intermediate setting of the flag (historically the
473    --  back end dealt with range checks, using this flag to indicate if a check
474    --  was required, then we moved checks into the front end).
475
476    procedure Generate_Index_Checks (N : Node_Id);
477    --  This procedure is called to generate index checks on the subscripts for
478    --  the indexed component node N. Each subscript expression is examined, and
479    --  if the Do_Range_Check flag is set, an appropriate index check is
480    --  generated and the flag is reset.
481
482    --  Similarly, we set the flag Do_Discriminant_Check in the semantic
483    --  analysis to indicate that a discriminant check is required for selected
484    --  component of a discriminated type. The following routine is called from
485    --  the expander to actually generate the call.
486
487    procedure Generate_Discriminant_Check (N : Node_Id);
488    --  N is a selected component for which a discriminant check is required to
489    --  make sure that the discriminants have appropriate values for the
490    --  selection. This is done by calling the appropriate discriminant checking
491    --  routine for the selector.
492
493    -----------------------
494    -- Validity Checking --
495    -----------------------
496
497    --  In (RM 13.9.1(9-11)) we have the following rules on invalid values
498
499    --    If the representation of a scalar object does not represent value of
500    --    the object's subtype (perhaps because the object was not initialized),
501    --    the object is said to have an invalid representation. It is a bounded
502    --    error to evaluate the value of such an object. If the error is
503    --    detected, either Constraint_Error or Program_Error is raised.
504    --    Otherwise, execution continues using the invalid representation. The
505    --    rules of the language outside this subclause assume that all objects
506    --    have valid representations. The semantics of operations on invalid
507    --    representations are as follows:
508    --
509    --       10  If the representation of the object represents a value of the
510    --           object's type, the value of the type is used.
511    --
512    --       11  If the representation of the object does not represent a value
513    --           of the object's type, the semantics of operations on such
514    --           representations is implementation-defined, but does not by
515    --           itself lead to erroneous or unpredictable execution, or to
516    --           other objects becoming abnormal.
517
518    --  We quote the rules in full here since they are quite delicate. Most
519    --  of the time, we can just compute away with wrong values, and get a
520    --  possibly wrong result, which is well within the range of allowed
521    --  implementation defined behavior. The two tricky cases are subscripted
522    --  array assignments, where we don't want to do wild stores, and case
523    --  statements where we don't want to do wild jumps.
524
525    --  In GNAT, we control validity checking with a switch -gnatV that can take
526    --  three parameters, n/d/f for None/Default/Full. These modes have the
527    --  following meanings:
528
529    --    None (no validity checking)
530
531    --      In this mode, there is no specific checking for invalid values
532    --      and the code generator assumes that all stored values are always
533    --      within the bounds of the object subtype. The consequences are as
534    --      follows:
535
536    --        For case statements, an out of range invalid value will cause
537    --        Constraint_Error to be raised, or an arbitrary one of the case
538    --        alternatives will be executed. Wild jumps cannot result even
539    --        in this mode, since we always do a range check
540
541    --        For subscripted array assignments, wild stores will result in
542    --        the expected manner when addresses are calculated using values
543    --        of subscripts that are out of range.
544
545    --      It could perhaps be argued that this mode is still conformant with
546    --      the letter of the RM, since implementation defined is a rather
547    --      broad category, but certainly it is not in the spirit of the
548    --      RM requirement, since wild stores certainly seem to be a case of
549    --      erroneous behavior.
550
551    --    Default (default standard RM-compatible validity checking)
552
553    --      In this mode, which is the default, minimal validity checking is
554    --      performed to ensure no erroneous behavior as follows:
555
556    --        For case statements, an out of range invalid value will cause
557    --        Constraint_Error to be raised.
558
559    --        For subscripted array assignments, invalid out of range
560    --        subscript values will cause Constraint_Error to be raised.
561
562    --    Full (Full validity checking)
563
564    --      In this mode, the protections guaranteed by the standard mode are
565    --      in place, and the following additional checks are made:
566
567    --        For every assignment, the right side is checked for validity
568
569    --        For every call, IN and IN OUT parameters are checked for validity
570
571    --        For every subscripted array reference, both for stores and loads,
572    --        all subscripts are checked for validity.
573
574    --      These checks are not required by the RM, but will in practice
575    --      improve the detection of uninitialized variables, particularly
576    --      if used in conjunction with pragma Normalize_Scalars.
577
578    --  In the above description, we talk about performing validity checks,
579    --  but we don't actually generate a check in a case where the compiler
580    --  can be sure that the value is valid. Note that this assurance must
581    --  be achieved without assuming that any uninitialized value lies within
582    --  the range of its type. The following are cases in which values are
583    --  known to be valid. The flag Is_Known_Valid is used to keep track of
584    --  some of these cases.
585
586    --    If all possible stored values are valid, then any uninitialized
587    --    value must be valid.
588
589    --    Literals, including enumeration literals, are clearly always valid
590
591    --    Constants are always assumed valid, with a validity check being
592    --    performed on the initializing value where necessary to ensure that
593    --    this is the case.
594
595    --    For variables, the status is set to known valid if there is an
596    --    initializing expression. Again a check is made on the initializing
597    --    value if necessary to ensure that this assumption is valid. The
598    --    status can change as a result of local assignments to a variable.
599    --    If a known valid value is unconditionally assigned, then we mark
600    --    the left side as known valid. If a value is assigned that is not
601    --    known to be valid, then we mark the left side as invalid. This
602    --    kind of processing does NOT apply to non-local variables since we
603    --    are not following the flow graph (more properly the flow of actual
604    --    processing only corresponds to the flow graph for local assignments).
605    --    For non-local variables, we preserve the current setting, i.e. a
606    --    validity check is performed when assigning to a knonwn valid global.
607
608    --  Note: no validity checking is required if range checks are suppressed
609    --  regardless of the setting of the validity checking mode.
610
611    --  The following procedures are used in handling validity checking
612
613    procedure Apply_Subscript_Validity_Checks (Expr : Node_Id);
614    --  Expr is the node for an indexed component. If validity checking and
615    --  range checking are enabled, all subscripts for this indexed component
616    --  are checked for validity.
617
618    procedure Check_Valid_Lvalue_Subscripts (Expr : Node_Id);
619    --  Expr is a lvalue, i.e. an expression representing the target of an
620    --  assignment. This procedure checks for this expression involving an
621    --  assignment to an array value. We have to be sure that all the subscripts
622    --  in such a case are valid, since according to the rules in (RM
623    --  13.9.1(9-11)) such assignments are not permitted to result in erroneous
624    --  behavior in the case of invalid subscript values.
625
626    procedure Ensure_Valid (Expr : Node_Id; Holes_OK : Boolean := False);
627    --  Ensure that Expr represents a valid value of its type. If this type
628    --  is not a scalar type, then the call has no effect, since validity
629    --  is only an issue for scalar types. The effect of this call is to
630    --  check if the value is known valid, if so, nothing needs to be done.
631    --  If this is not known, then either Expr is set to be range checked,
632    --  or specific checking code is inserted so that an exception is raised
633    --  if the value is not valid.
634    --
635    --  The optional argument Holes_OK indicates whether it is necessary to
636    --  worry about enumeration types with non-standard representations leading
637    --  to "holes" in the range of possible representations. If Holes_OK is
638    --  True, then such values are assumed valid (this is used when the caller
639    --  will make a separate check for this case anyway). If Holes_OK is False,
640    --  then this case is checked, and code is inserted to ensure that Expr is
641    --  valid, raising Constraint_Error if the value is not valid.
642
643    function Expr_Known_Valid (Expr : Node_Id) return Boolean;
644    --  This function tests it the value of Expr is known to be valid in the
645    --  sense of RM 13.9.1(9-11). In the case of GNAT, it is only discrete types
646    --  which are a concern, since for non-discrete types we simply continue
647    --  computation with invalid values, which does not lead to erroneous
648    --  behavior. Thus Expr_Known_Valid always returns True if the type of Expr
649    --  is non-discrete. For discrete types the value returned is True only if
650    --  it can be determined that the value is Valid. Otherwise False is
651    --  returned.
652
653    procedure Insert_Valid_Check (Expr : Node_Id);
654    --  Inserts code that will check for the value of Expr being valid, in
655    --  the sense of the 'Valid attribute returning True. Constraint_Error
656    --  will be raised if the value is not valid.
657
658    procedure Null_Exclusion_Static_Checks (N : Node_Id);
659    --  Ada 2005 (AI-231): Check bad usages of the null-exclusion issue
660
661    procedure Remove_Checks (Expr : Node_Id);
662    --  Remove all checks from Expr except those that are only executed
663    --  conditionally (on the right side of And Then/Or Else. This call
664    --  removes only embedded checks (Do_Range_Check, Do_Overflow_Check).
665
666    procedure Validity_Check_Range (N : Node_Id);
667    --  If N is an N_Range node, then Ensure_Valid is called on its bounds,
668    --  if validity checking of operands is enabled.
669
670    -----------------------------
671    -- Handling of Check Names --
672    -----------------------------
673
674    --  The following table contains Name_Id's for recognized checks. The first
675    --  entries (corresponding to the values of the subtype Predefined_Check_Id)
676    --  contain the Name_Id values for the checks that are predefined, including
677    --  All_Checks (see Types). Remaining entries are those that are introduced
678    --  by pragma Check_Names.
679
680    package Check_Names is new Table.Table (
681      Table_Component_Type => Name_Id,
682      Table_Index_Type     => Check_Id,
683      Table_Low_Bound      => 1,
684      Table_Initial        => 30,
685      Table_Increment      => 200,
686      Table_Name           => "Name_Check_Names");
687
688    function Get_Check_Id (N : Name_Id) return Check_Id;
689    --  Function to search above table for matching name. If found returns the
690    --  corresponding Check_Id value in the range 1 .. Check_Name.Last. If not
691    --  found returns No_Check_Id.
692
693 private
694
695    type Check_Result is array (Positive range 1 .. 2) of Node_Id;
696    --  There are two cases for the result returned by Range_Check:
697    --
698    --    For the static case the result is one or two nodes that should cause
699    --    a Constraint_Error. Typically these will include Expr itself or the
700    --    direct descendents of Expr, such as Low/High_Bound (Expr)). It is the
701    --    responsibility of the caller to rewrite and substitute the nodes with
702    --    N_Raise_Constraint_Error nodes.
703    --
704    --    For the non-static case a single N_Raise_Constraint_Error node with a
705    --    non-empty Condition field is returned.
706    --
707    --  Unused entries in Check_Result, if any, are simply set to Empty For
708    --  external clients, the required processing on this result is achieved
709    --  using the Insert_Range_Checks routine.
710
711    pragma Inline (Apply_Length_Check);
712    pragma Inline (Apply_Range_Check);
713    pragma Inline (Apply_Static_Length_Check);
714 end Checks;