OSDN Git Service

compiler: Define and use backend-independent Location class.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / go / gofrontend / backend.h
1 // backend.h -- Go frontend interface to backend  -*- C++ -*-
2
3 // Copyright 2011 The Go Authors. All rights reserved.
4 // Use of this source code is governed by a BSD-style
5 // license that can be found in the LICENSE file.
6
7 #ifndef GO_BACKEND_H
8 #define GO_BACKEND_H
9
10 // Pointers to these types are created by the backend, passed to the
11 // frontend, and passed back to the backend.  The types must be
12 // defined by the backend using these names.
13
14 // The backend representation of a type.
15 class Btype;
16
17 // The backend represention of an expression.
18 class Bexpression;
19
20 // The backend representation of a statement.
21 class Bstatement;
22
23 // The backend representation of a function definition.
24 class Bfunction;
25
26 // The backend representation of a block.
27 class Bblock;
28
29 // The backend representation of a variable.
30 class Bvariable;
31
32 // The backend representation of a label.
33 class Blabel;
34
35 // The backend interface.  This is a pure abstract class that a
36 // specific backend will implement.
37
38 class Backend
39 {
40  public:
41   virtual ~Backend() { }
42
43   // Name/type/location.  Used for function parameters, struct fields,
44   // interface methods.
45   struct Btyped_identifier
46   {
47     std::string name;
48     Btype* btype;
49     Location location;
50
51     Btyped_identifier()
52       : name(), btype(NULL), location(UNKNOWN_LOCATION)
53     { }
54
55     Btyped_identifier(const std::string& a_name, Btype* a_btype,
56                      Location a_location)
57       : name(a_name), btype(a_btype), location(a_location)
58     { }
59   };
60
61   // Types.
62
63   // Produce an error type.  Actually the backend could probably just
64   // crash if this is called.
65   virtual Btype*
66   error_type() = 0;
67
68   // Get a void type.  This is used in (at least) two ways: 1) as the
69   // return type of a function with no result parameters; 2)
70   // unsafe.Pointer is represented as *void.
71   virtual Btype*
72   void_type() = 0;
73
74   // Get the unnamed boolean type.
75   virtual Btype*
76   bool_type() = 0;
77
78   // Get an unnamed integer type with the given signedness and number
79   // of bits.
80   virtual Btype*
81   integer_type(bool is_unsigned, int bits) = 0;
82
83   // Get an unnamed floating point type with the given number of bits
84   // (32 or 64).
85   virtual Btype*
86   float_type(int bits) = 0;
87
88   // Get an unnamed complex type with the given number of bits (64 or 128).
89   virtual Btype*
90   complex_type(int bits) = 0;
91
92   // Get a pointer type.
93   virtual Btype*
94   pointer_type(Btype* to_type) = 0;
95
96   // Get a function type.  The receiver, parameter, and results are
97   // generated from the types in the Function_type.  The Function_type
98   // is provided so that the names are available.
99   virtual Btype*
100   function_type(const Btyped_identifier& receiver,
101                 const std::vector<Btyped_identifier>& parameters,
102                 const std::vector<Btyped_identifier>& results,
103                 Location location) = 0;
104
105   // Get a struct type.
106   virtual Btype*
107   struct_type(const std::vector<Btyped_identifier>& fields) = 0;
108
109   // Get an array type.
110   virtual Btype*
111   array_type(Btype* element_type, Bexpression* length) = 0;
112
113   // Create a placeholder pointer type.  This is used for a named
114   // pointer type, since in Go a pointer type may refer to itself.
115   // NAME is the name of the type, and the location is where the named
116   // type is defined.  This function is also used for unnamed function
117   // types with multiple results, in which case the type has no name
118   // and NAME will be empty.  FOR_FUNCTION is true if this is for a Go
119   // function type, which corresponds to a C/C++ pointer to function
120   // type.  The return value will later be passed as the first
121   // parameter to set_placeholder_pointer_type or
122   // set_placeholder_function_type.
123   virtual Btype*
124   placeholder_pointer_type(const std::string& name, Location,
125                            bool for_function) = 0;
126
127   // Fill in a placeholder pointer type as a pointer.  This takes a
128   // type returned by placeholder_pointer_type and arranges for it to
129   // point to to_type.  Returns true on success, false on failure.
130   virtual bool
131   set_placeholder_pointer_type(Btype* placeholder, Btype* to_type) = 0;
132
133   // Fill in a placeholder pointer type as a function.  This takes a
134   // type returned by placeholder_pointer_type and arranges for it to
135   // become a real Go function type (which corresponds to a C/C++
136   // pointer to function type).  FT will be something returned by the
137   // function_type method.  Returns true on success, false on failure.
138   virtual bool
139   set_placeholder_function_type(Btype* placeholder, Btype* ft) = 0;
140
141   // Create a placeholder struct type.  This is used for a named
142   // struct type, as with placeholder_pointer_type.
143   virtual Btype*
144   placeholder_struct_type(const std::string& name, Location) = 0;
145
146   // Fill in a placeholder struct type.  This takes a type returned by
147   // placeholder_struct_type and arranges for it to become a real
148   // struct type.  The parameter is as for struct_type.  Returns true
149   // on success, false on failure.
150   virtual bool
151   set_placeholder_struct_type(Btype* placeholder,
152                               const std::vector<Btyped_identifier>& fields)
153                         = 0;
154
155   // Create a placeholder array type.  This is used for a named array
156   // type, as with placeholder_pointer_type, to handle cases like
157   // type A []*A.
158   virtual Btype*
159   placeholder_array_type(const std::string& name, Location) = 0;
160
161   // Fill in a placeholder array type.  This takes a type returned by
162   // placeholder_array_type and arranges for it to become a real array
163   // type.  The parameters are as for array_type.  Returns true on
164   // success, false on failure.
165   virtual bool
166   set_placeholder_array_type(Btype* placeholder, Btype* element_type,
167                              Bexpression* length) = 0;
168
169   // Return a named version of a type.  The location is the location
170   // of the type definition.  This will not be called for a type
171   // created via placeholder_pointer_type, placeholder_struct_type, or
172   // placeholder_array_type..  (It may be called for a pointer,
173   // struct, or array type in a case like "type P *byte; type Q P".)
174   virtual Btype*
175   named_type(const std::string& name, Btype*, Location) = 0;
176
177   // Create a marker for a circular pointer type.  Go pointer and
178   // function types can refer to themselves in ways that are not
179   // permitted in C/C++.  When a circular type is found, this function
180   // is called for the circular reference.  This permits the backend
181   // to decide how to handle such a type.  PLACEHOLDER is the
182   // placeholder type which has already been created; if the backend
183   // is prepared to handle a circular pointer type, it may simply
184   // return PLACEHOLDER.  FOR_FUNCTION is true if this is for a
185   // function type.
186   //
187   // For "type P *P" the sequence of calls will be
188   //   bt1 = placeholder_pointer_type();
189   //   bt2 = circular_pointer_type(bt1, false);
190   //   set_placeholder_pointer_type(bt1, bt2);
191   virtual Btype*
192   circular_pointer_type(Btype* placeholder, bool for_function) = 0;
193
194   // Return whether the argument could be a special type created by
195   // circular_pointer_type.  This is used to introduce explicit type
196   // conversions where needed.  If circular_pointer_type returns its
197   // PLACEHOLDER parameter, this may safely always return false.
198   virtual bool
199   is_circular_pointer_type(Btype*) = 0;
200
201   // Expressions.
202
203   // Return an expression for a zero value of the given type.  This is
204   // used for cases such as local variable initialization and
205   // converting nil to other types.
206   virtual Bexpression*
207   zero_expression(Btype*) = 0;
208
209   // Statements.
210
211   // Create an error statement.  This is used for cases which should
212   // not occur in a correct program, in order to keep the compilation
213   // going without crashing.
214   virtual Bstatement*
215   error_statement() = 0;
216
217   // Create an expression statement.
218   virtual Bstatement*
219   expression_statement(Bexpression*) = 0;
220
221   // Create a variable initialization statement.  This initializes a
222   // local variable at the point in the program flow where it is
223   // declared.
224   virtual Bstatement*
225   init_statement(Bvariable* var, Bexpression* init) = 0;
226
227   // Create an assignment statement.
228   virtual Bstatement*
229   assignment_statement(Bexpression* lhs, Bexpression* rhs,
230                        Location) = 0;
231
232   // Create a return statement, passing the representation of the
233   // function and the list of values to return.
234   virtual Bstatement*
235   return_statement(Bfunction*, const std::vector<Bexpression*>&,
236                    Location) = 0;
237
238   // Create an if statement.  ELSE_BLOCK may be NULL.
239   virtual Bstatement*
240   if_statement(Bexpression* condition, Bblock* then_block, Bblock* else_block,
241                Location) = 0;
242
243   // Create a switch statement where the case values are constants.
244   // CASES and STATEMENTS must have the same number of entries.  If
245   // VALUE matches any of the list in CASES[i], which will all be
246   // integers, then STATEMENTS[i] is executed.  STATEMENTS[i] will
247   // either end with a goto statement or will fall through into
248   // STATEMENTS[i + 1].  CASES[i] is empty for the default clause,
249   // which need not be last.
250   virtual Bstatement*
251   switch_statement(Bexpression* value,
252                    const std::vector<std::vector<Bexpression*> >& cases,
253                    const std::vector<Bstatement*>& statements,
254                    Location) = 0;
255
256   // Create a single statement from two statements.
257   virtual Bstatement*
258   compound_statement(Bstatement*, Bstatement*) = 0;
259
260   // Create a single statement from a list of statements.
261   virtual Bstatement*
262   statement_list(const std::vector<Bstatement*>&) = 0;
263
264   // Blocks.
265
266   // Create a block.  The frontend will call this function when it
267   // starts converting a block within a function.  FUNCTION is the
268   // current function.  ENCLOSING is the enclosing block; it will be
269   // NULL for the top-level block in a function.  VARS is the list of
270   // local variables defined within this block; each entry will be
271   // created by the local_variable function.  START_LOCATION is the
272   // location of the start of the block, more or less the location of
273   // the initial curly brace.  END_LOCATION is the location of the end
274   // of the block, more or less the location of the final curly brace.
275   // The statements will be added after the block is created.
276   virtual Bblock*
277   block(Bfunction* function, Bblock* enclosing,
278         const std::vector<Bvariable*>& vars,
279         Location start_location, Location end_location) = 0;
280
281   // Add the statements to a block.  The block is created first.  Then
282   // the statements are created.  Then the statements are added to the
283   // block.  This will called exactly once per block.  The vector may
284   // be empty if there are no statements.
285   virtual void
286   block_add_statements(Bblock*, const std::vector<Bstatement*>&) = 0;
287
288   // Return the block as a statement.  This is used to include a block
289   // in a list of statements.
290   virtual Bstatement*
291   block_statement(Bblock*) = 0;
292
293   // Variables.
294
295   // Create an error variable.  This is used for cases which should
296   // not occur in a correct program, in order to keep the compilation
297   // going without crashing.
298   virtual Bvariable*
299   error_variable() = 0;
300
301   // Create a global variable.  PACKAGE_NAME is the name of the
302   // package where the variable is defined.  UNIQUE_PREFIX is the
303   // prefix for that package, from the -fgo-prefix option.  NAME is
304   // the name of the variable.  BTYPE is the type of the variable.
305   // IS_EXTERNAL is true if the variable is defined in some other
306   // package.  IS_HIDDEN is true if the variable is not exported (name
307   // begins with a lower case letter).  LOCATION is where the variable
308   // was defined.
309   virtual Bvariable*
310   global_variable(const std::string& package_name,
311                   const std::string& unique_prefix,
312                   const std::string& name,
313                   Btype* btype,
314                   bool is_external,
315                   bool is_hidden,
316                   Location location) = 0;
317
318   // A global variable will 1) be initialized to zero, or 2) be
319   // initialized to a constant value, or 3) be initialized in the init
320   // function.  In case 2, the frontend will call
321   // global_variable_set_init to set the initial value.  If this is
322   // not called, the backend should initialize a global variable to 0.
323   // The init function may then assign a value to it.
324   virtual void
325   global_variable_set_init(Bvariable*, Bexpression*) = 0;
326
327   // Create a local variable.  The frontend will create the local
328   // variables first, and then create the block which contains them.
329   // FUNCTION is the function in which the variable is defined.  NAME
330   // is the name of the variable.  TYPE is the type.  IS_ADDRESS_TAKEN
331   // is true if the address of this variable is taken (this implies
332   // that the address does not escape the function, as otherwise the
333   // variable would be on the heap).  LOCATION is where the variable
334   // is defined.  For each local variable the frontend will call
335   // init_statement to set the initial value.
336   virtual Bvariable*
337   local_variable(Bfunction* function, const std::string& name, Btype* type,
338                  bool is_address_taken, Location location) = 0;
339
340   // Create a function parameter.  This is an incoming parameter, not
341   // a result parameter (result parameters are treated as local
342   // variables).  The arguments are as for local_variable.
343   virtual Bvariable*
344   parameter_variable(Bfunction* function, const std::string& name,
345                      Btype* type, bool is_address_taken,
346                      Location location) = 0;
347
348   // Create a temporary variable.  A temporary variable has no name,
349   // just a type.  We pass in FUNCTION and BLOCK in case they are
350   // needed.  If INIT is not NULL, the variable should be initialized
351   // to that value.  Otherwise the initial value is irrelevant--the
352   // backend does not have to explicitly initialize it to zero.
353   // ADDRESS_IS_TAKEN is true if the programs needs to take the
354   // address of this temporary variable.  LOCATION is the location of
355   // the statement or expression which requires creating the temporary
356   // variable, and may not be very useful.  This function should
357   // return a variable which can be referenced later and should set
358   // *PSTATEMENT to a statement which initializes the variable.
359   virtual Bvariable*
360   temporary_variable(Bfunction*, Bblock*, Btype*, Bexpression* init,
361                      bool address_is_taken, Location location,
362                      Bstatement** pstatement) = 0;
363
364   // Create a named immutable initialized data structure.  This is
365   // used for type descriptors and map descriptors.  This returns a
366   // Bvariable because it corresponds to an initialized const global
367   // variable in C.
368   //
369   // NAME is the name to use for the initialized global variable which
370   // this call will create.
371   //
372   // IS_COMMON is true if NAME may be defined by several packages, and
373   // the linker should merge all such definitions.  If IS_COMMON is
374   // false, NAME should be defined in only one file.  In general
375   // IS_COMMON will be true for the type descriptor of an unnamed type
376   // or a builtin type.
377   //
378   // TYPE will be a struct type; the type of the returned expression
379   // must be a pointer to this struct type.
380   // 
381   // We must create the named structure before we know its
382   // initializer, because the initializer refer to its own address.
383   // After calling this the frontend will call
384   // set_immutable_struct_initializer.
385   virtual Bvariable*
386   immutable_struct(const std::string& name, bool is_common, Btype* type,
387                    Location) = 0;
388
389   // Set the initial value of a variable created by immutable_struct.
390   // The NAME, IS_COMMON, TYPE, and location parameters are the same
391   // ones passed to immutable_struct.  INITIALIZER will be a composite
392   // literal of type TYPE.  It will not contain any function calls or
393   // anything else which can not be put into a read-only data section.
394   // It may contain the address of variables created by
395   // immutable_struct.
396   virtual void
397   immutable_struct_set_init(Bvariable*, const std::string& name,
398                             bool is_common, Btype* type, Location,
399                             Bexpression* initializer) = 0;
400
401   // Create a reference to a named immutable initialized data
402   // structure defined in some other package.  This will be a
403   // structure created by a call to immutable_struct_expression with
404   // the same NAME and TYPE and with IS_COMMON passed as false.  This
405   // corresponds to an extern const global variable in C.
406   virtual Bvariable*
407   immutable_struct_reference(const std::string& name, Btype* type,
408                              Location) = 0;
409
410   // Labels.
411   
412   // Create a new label.  NAME will be empty if this is a label
413   // created by the frontend for a loop construct.  The location is
414   // where the the label is defined.
415   virtual Blabel*
416   label(Bfunction*, const std::string& name, Location) = 0;
417
418   // Create a statement which defines a label.  This statement will be
419   // put into the codestream at the point where the label should be
420   // defined.
421   virtual Bstatement*
422   label_definition_statement(Blabel*) = 0;
423
424   // Create a goto statement to a label.
425   virtual Bstatement*
426   goto_statement(Blabel*, Location) = 0;
427
428   // Create an expression for the address of a label.  This is used to
429   // get the return address of a deferred function which may call
430   // recover.
431   virtual Bexpression*
432   label_address(Blabel*, Location) = 0;
433 };
434
435 // The backend interface has to define this function.
436
437 extern Backend* go_get_backend();
438
439 // FIXME: Temporary helper functions while converting to new backend
440 // interface.
441
442 extern Btype* tree_to_type(tree);
443 extern Bexpression* tree_to_expr(tree);
444 extern Bstatement* tree_to_stat(tree);
445 extern Bfunction* tree_to_function(tree);
446 extern Bblock* tree_to_block(tree);
447 extern tree type_to_tree(Btype*);
448 extern tree expr_to_tree(Bexpression*);
449 extern tree stat_to_tree(Bstatement*);
450 extern tree block_to_tree(Bblock*);
451 extern tree var_to_tree(Bvariable*);
452
453 #endif // !defined(GO_BACKEND_H)