OSDN Git Service

* 1aexcept.adb, 1aexcept.ads, 1ic.ads, 1ssecsta.adb,
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ada / sem.ads
1 ------------------------------------------------------------------------------
2 --                                                                          --
3 --                         GNAT COMPILER COMPONENTS                         --
4 --                                                                          --
5 --                                  S E M                                   --
6 --                                                                          --
7 --                                 S p e c                                  --
8 --                                                                          --
9 --          Copyright (C) 1992-2001 Free Software Foundation, Inc.          --
10 --                                                                          --
11 -- GNAT is free software;  you can  redistribute it  and/or modify it under --
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17 -- for  more details.  You should have  received  a copy of the GNU General --
18 -- Public License  distributed with GNAT;  see file COPYING.  If not, write --
19 -- to  the Free Software Foundation,  59 Temple Place - Suite 330,  Boston, --
20 -- MA 02111-1307, USA.                                                      --
21 --                                                                          --
22 -- GNAT was originally developed  by the GNAT team at  New York University. --
23 -- Extensive contributions were provided by Ada Core Technologies Inc.      --
24 --                                                                          --
25 ------------------------------------------------------------------------------
26
27 --------------------------------------
28 -- Semantic Analysis: General Model --
29 --------------------------------------
30
31 --  Semantic processing involves 3 phases which are highly interwined
32 --  (ie mutually recursive):
33 --
34 --    Analysis     implements the bulk of semantic analysis such as
35 --                 name analysis and type resolution for declarations,
36 --                 instructions and expressions.  The main routine
37 --                 driving this process is procedure Analyze given below.
38 --                 This analysis phase is really a bottom up pass that is
39 --                 achieved during the recursive traversal performed by the
40 --                 Analyze_... procedures implemented in the sem_* packages.
41 --                 For expressions this phase determines unambiguous types
42 --                 and collects sets of possible types where the
43 --                 interpretation is potentially ambiguous.
44 --
45 --    Resolution   is carried out only for expressions to finish type
46 --                 resolution that was initiated but not necessarily
47 --                 completed during analysis (because of overloading
48 --                 ambiguities). Specifically, after completing the bottom
49 --                 up pass carried out during analysis for expressions, the
50 --                 Resolve routine (see the spec of sem_res for more info)
51 --                 is called to perform a top down resolution with
52 --                 recursive calls to itself to resolve operands.
53 --
54 --    Expansion    if we are not generating code this phase is a no-op.
55 --                 otherwise this phase expands, ie transforms, original
56 --                 declaration, expressions or instructions into simpler
57 --                 structures that can be handled by the back-end. This
58 --                 phase is also in charge of generating code which is
59 --                 implicit in the original source (for instance for
60 --                 default initializations, controlled types, etc.)
61 --                 There are two separate instances where expansion is
62 --                 invoked. For declarations and instructions, expansion is
63 --                 invoked just after analysis since no resolution needs
64 --                 to be performed. For expressions, expansion is done just
65 --                 after resolution. In both cases expansion is done from the
66 --                 bottom up just before the end of Analyze for instructions
67 --                 and declarations or the call to Resolve for expressions.
68 --                 The main routine driving expansion is Expand.
69 --                 See the spec of Expander for more details.
70 --
71 --  To summarize, in normal code generation mode we recursively traverse the
72 --  abstract syntax tree top-down performing semantic analysis bottom
73 --  up. For instructions and declarations, before the call to the Analyze
74 --  routine completes we perform expansion since at that point we have all
75 --  semantic information needed. For expression nodes, after the call to
76 --  Analysis terminates we invoke the Resolve routine to transmit top-down
77 --  the type that was gathered by Analyze which will resolve possible
78 --  ambiguities in the expression. Just before the call to Resolve
79 --  terminates, the expression can be expanded since all the semantic
80 --  information is available at that point.
81 --
82 --  If we are not generating code then the expansion phase is a no-op.
83 --
84 --  When generating code there are a number of exceptions to the basic
85 --  Analysis-Resolution-Expansion model for expressions. The most prominent
86 --  examples are the handling of default expressions and aggregates.
87
88 -------------------------------------
89 -- Handling of Default Expressions --
90 -------------------------------------
91
92 --  The default expressions in component declarations and in procedure
93 --  specifications (but not the ones in object declarations) are quite
94 --  tricky to handle. The problem is that some processing is required
95 --  at the point where the expression appears:
96 --
97 --    visibility analysis (including user defined operators)
98 --    freezing of static expressions
99 --
100 --  but other processing must be deferred until the enclosing entity
101 --  (record or procedure specification) is frozen:
102 --
103 --    freezing of any other types in the expression
104 --    expansion
105 --
106 --  Expansion has to be deferred since you can't generate code for
107 --  expressions that refernce types that have not been frozen yet. As an
108 --  example, consider the following:
109 --
110 --      type x is delta 0.5 range -10.0 .. +10.0;
111 --      ...
112 --      type q is record
113 --        xx : x := y * z;
114 --      end record;
115 --
116 --      for x'small use 0.25
117 --
118 --  The expander is in charge of dealing with fixed-point, and of course
119 --  the small declaration, which is not too late, since the declaration of
120 --  type q does *not* freeze type x, definitely affects the expanded code.
121 --
122 --  Generally our model is to combine analysis resolution and expansion, but
123 --  this is the one case where this model falls down. Here is how we patch
124 --  it up without causing too much distortion to our basic model.
125 --
126 --  A switch (sede below) is set to indicate that we are in the initial
127 --  occurrence of a default expression. The analyzer is then called on this
128 --  expression with the switch set true. Analysis and resolution proceed
129 --  almost as usual, except that Freeze_Expression will not freeze
130 --  non-static expressions if this switch is set, and the call to Expand at
131 --  the end of resolution is skipped. This also skips the code that normally
132 --  sets the Analyzed flag to True). The result is that when we are done the
133 --  tree is still marked as unanalyzed, but all types for static expressions
134 --  are frozen as required, and all entities of variables have been
135 --  recorded.  We then turn off the switch, and later on reanalyze the
136 --  expression with the switch off. The effect is that this second analysis
137 --  freezes the rest of the types as required, and generates code but
138 --  visibility analysis is not repeated since all the entities are marked.
139 --
140 --  The second analysis (the one that generates code) is in the context
141 --  where the code is required. For a record field default, this is in
142 --  the initialization procedure for the record and for a subprogram
143 --  default parameter, it is at the point the subprogram is frozen.
144
145 ------------------
146 -- Pre-Analysis --
147 ------------------
148
149 --  For certain kind of expressions, such as aggregates, we need to defer
150 --  expansion of the aggregate and its inner expressions after the whole
151 --  set of expressions appearing inside the aggregate have been analyzed.
152 --  Consider, for instance the following example:
153 --
154 --     (1 .. 100 => new Thing (Function_Call))
155 --
156 --  The normal Analysis-Resolution-Expansion mechanism where expansion
157 --  of the children is performed before expansion of the parent does not
158 --  work if the code generated for the children by the expander needs
159 --  to be evaluated repeatdly (for instance in the above aggregate
160 --  "new Thing (Function_Call)" needs to be called 100 times.)
161 --  The reason why this mecanism does not work is that, the expanded code
162 --  for the children is typically inserted above the parent and thus
163 --  when the father gets expanded no re-evaluation takes place. For instance
164 --  in the case of aggregates if "new Thing (Function_Call)" is expanded
165 --  before of the aggregate the expanded code will be placed outside
166 --  of the aggregate and when expanding the aggregate the loop from 1 to 100
167 --  will not surround the expanded code for "new Thing (Function_Call)".
168 --
169 --  To remedy this situation we introduce a new flag which signals whether
170 --  we want a full analysis (ie expansion is enabled) or a pre-analysis
171 --  which performs Analysis and Resolution but no expansion.
172 --
173 --  After the complete pre-analysis of an expression has been carried out
174 --  we can transform the expression and then carry out the full
175 --  Analyze-Resolve-Expand cycle on the transformed expression top-down
176 --  so that the expansion of inner expressions happens inside the newly
177 --  generated node for the parent expression.
178 --
179 --  Note that the difference between processing of default expressions and
180 --  pre-analysis of other expressions is that we do carry out freezing in
181 --  the latter but not in the former (except for static scalar expressions).
182 --  The routine that performs pre-analysis is called Pre_Analyze_And_Resolve
183 --  and is in Sem_Res.
184
185 with Alloc;
186 with Einfo;  use Einfo;
187 with Opt;    use Opt;
188 with Snames; use Snames;
189 with Table;
190 with Types;  use Types;
191
192 package Sem is
193
194    New_Nodes_OK : Int := 1;
195    --  Temporary flag for use in checking out HLO. Set non-zero if it is
196    --  OK to generate new nodes.
197
198    -----------------------------
199    -- Semantic Analysis Flags --
200    -----------------------------
201
202    Full_Analysis : Boolean := True;
203    --  Switch to indicate whether we are doing a full analysis or a
204    --  pre-analysis. In normal analysis mode (Analysis-Expansion for
205    --  instructions or declarations) or (Analysis-Resolution-Expansion for
206    --  expressions) this flag is set. Note that if we are not generating
207    --  code the expansion phase merely sets the Analyzed flag to True in
208    --  this case. If we are in Pre-Analysis mode (see above) this flag is
209    --  set to False then the expansion phase is skipped.
210    --  When this flag is False the flag Expander_Active is also False
211    --  (the Expander_Activer flag defined in the spec of package Expander
212    --  tells you whether expansion is currently enabled).
213    --  You should really regard this as a read only flag.
214
215    In_Default_Expression : Boolean := False;
216    --  Switch to indicate that we are in a default expression, as described
217    --  above. Note that this must be recursively saved on a Semantics call
218    --  since it is possible for the analysis of an expression to result in
219    --  a recursive call (e.g. to get the entity for System.Address as part
220    --  of the processing of an Address attribute reference).
221    --  When this switch is True then Full_Analysis above must be False.
222    --  You should really regard this as a read only flag.
223
224    In_Inlined_Body : Boolean := False;
225    --  Switch to indicate that we are analyzing and resolving an inlined
226    --  body. Type checking is disabled in this context, because types are
227    --  known to be compatible. This avoids problems with private types whose
228    --  full view is derived from private types.
229
230    Inside_A_Generic : Boolean := False;
231    --  This flag is set if we are processing a generic specification,
232    --  generic definition, or generic body. When this flag is True the
233    --  Expander_Active flag is False to disable any code expansion (see
234    --  package Expander). Only the generic processing can modify the
235    --  status of this flag, any other client should regard it as read-only.
236
237    Unloaded_Subunits : Boolean := False;
238    --  This flag is set True if we have subunits that are not loaded. This
239    --  occurs when the main unit is a subunit, and contains lower level
240    --  subunits that are not loaded. We use this flag to suppress warnings
241    --  about unused variables, since these warnings are unreliable in this
242    --  case. We could perhaps do a more accurate job and retain some of the
243    --  warnings, but it is quite a tricky job. See test 4323-002.
244
245    -----------------
246    -- Scope Stack --
247    -----------------
248
249    Scope_Suppress : Suppress_Record := Suppress_Options;
250    --  This record contains the current scope based settings of the suppress
251    --  switches. It is initialized from the options as shown, and then modified
252    --  by pragma Suppress. On entry to each scope, the current setting is saved
253    --  the scope stack, and then restored on exit from the scope.
254
255    --  The scope stack holds all entries of the scope table. As in the parser,
256    --  we use Last as the stack pointer, so that we can always find the scope
257    --  that is currently open in Scope_Stack.Table (Scope_Stack.Last). The
258    --  oldest entry, at Scope_Stack (0) is Standard. The entries in the table
259    --  include the entity for the referenced scope, together with information
260    --  used to restore the proper setting of check suppressions on scope exit.
261
262    --  There are two kinds of suppress checks, scope based suppress checks
263    --  (from initial command line arguments, or from Suppress pragmas not
264    --  including an entity name). The scope based suppress checks are recorded
265    --  in the Sem.Supress variable, and all that is necessary is to save the
266    --  state of this variable on scope entry, and restore it on scope exit.
267
268    --  The other kind of suppress check is entity based suppress checks, from
269    --  Suppress pragmas giving an Entity_Id. These checks are reflected by the
270    --  appropriate bit being set in the corresponding entity, and restoring the
271    --  setting of these bits is a little trickier. In particular a given pragma
272    --  Suppress may or may not affect the current state. If it sets a check for
273    --  an entity that is already checked, then it is important that this check
274    --  not be restored on scope exit. The situation is made more complicated
275    --  by the fact that a given suppress pragma can specify multiple entities
276    --  (in the overloaded case), and multiple checks (by using All_Checks), so
277    --  that it may be partially effective. On exit only checks that were in
278    --  fact effective must be removed. Logically we could do this by saving
279    --  the entire state of the entity flags on scope entry and restoring them
280    --  on scope exit, but that would be ludicrous, so what we do instead is to
281    --  maintain the following differential structure that shows what checks
282    --  were installed for the current scope.
283
284    --  Note: Suppress pragmas that specify entities defined in a package
285    --  spec do not make entries in this table, since such checks suppress
286    --  requests are valid for the entire life of the entity.
287
288    type Entity_Check_Suppress_Record is record
289       Entity : Entity_Id;
290       --  Entity to which the check applies
291
292       Check : Check_Id;
293       --  Check which is set (note this cannot be All_Checks, if the All_Checks
294       --  case, a sequence of eentries appears for the individual checks.
295    end record;
296
297    --  Entity_Suppress is a stack, to which new entries are added as they
298    --  are processed (see pragma Suppress circuit in Sem_Prag). The scope
299    --  stack entry simply saves the stack pointer on entry, and restores
300    --  it on exit by reversing the checks one by one.
301
302    package Entity_Suppress is new Table.Table (
303      Table_Component_Type => Entity_Check_Suppress_Record,
304      Table_Index_Type     => Int,
305      Table_Low_Bound      => 0,
306      Table_Initial        => Alloc.Entity_Suppress_Initial,
307      Table_Increment      => Alloc.Entity_Suppress_Increment,
308      Table_Name           => "Entity_Suppress");
309
310    --  Here is the scope stack itself
311
312    type Scope_Stack_Entry is record
313       Entity : Entity_Id;
314       --  Entity representing the scope
315
316       Last_Subprogram_Name : String_Ptr;
317       --  Pointer to name of last subprogram body in this scope. Used for
318       --  testing proper alpha ordering of subprogram bodies in scope.
319
320       Save_Scope_Suppress  : Suppress_Record;
321       --  Save contents of Scope_Suppress on entry
322
323       Save_Entity_Suppress : Int;
324       --  Save contents of Entity_Suppress.Last on entry
325
326       Is_Transient : Boolean;
327       --  Marks Transient Scopes (See Exp_Ch7 body for details)
328
329       Previous_Visibility : Boolean;
330       --  Used when installing the parent (s) of the current compilation
331       --  unit. The parent may already be visible because of an ongoing
332       --  compilation, and the proper visibility must be restored on exit.
333
334       Node_To_Be_Wrapped : Node_Id;
335       --  Only used in transient scopes. Records the node which will
336       --  be wrapped by the transient block.
337
338       Actions_To_Be_Wrapped_Before : List_Id;
339       Actions_To_Be_Wrapped_After  : List_Id;
340       --  Actions that have to be inserted at the start or at the end of a
341       --  transient block. Used to temporarily hold these actions until the
342       --  block is created, at which time the actions are moved to the
343       --  block.
344
345       Pending_Freeze_Actions : List_Id;
346       --  Used to collect freeze entity nodes and associated actions that
347       --  are generated in a inner context but need to be analyzed outside,
348       --  such as records and initialization procedures. On exit from the
349       --  scope, this list of actions is inserted before the scope construct
350       --  and analyzed to generate the corresponding freeze processing and
351       --  elaboration of other associated actions.
352
353       First_Use_Clause : Node_Id;
354       --  Head of list of Use_Clauses in current scope. The list is built
355       --  when the declarations in the scope are processed. The list is
356       --  traversed on scope exit to undo the effect of the use clauses.
357
358       Component_Alignment_Default : Component_Alignment_Kind;
359       --  Component alignment to be applied to any record or array types
360       --  that are declared for which a specific component alignment pragma
361       --  does not set the alignment.
362
363       Is_Active_Stack_Base : Boolean;
364       --  Set to true only when entering the scope for Standard_Standard from
365       --  from within procedure Semantics. Indicates the base of the current
366       --  active set of scopes. Needed by In_Open_Scopes to handle cases
367       --  where Standard_Standard can be pushed in the middle of the active
368       --  set of scopes (occurs for instantiations of generic child units).
369    end record;
370
371    package Scope_Stack is new Table.Table (
372      Table_Component_Type => Scope_Stack_Entry,
373      Table_Index_Type     => Int,
374      Table_Low_Bound      => 0,
375      Table_Initial        => Alloc.Scope_Stack_Initial,
376      Table_Increment      => Alloc.Scope_Stack_Increment,
377      Table_Name           => "Sem.Scope_Stack");
378
379    function Get_Scope_Suppress (C : Check_Id) return Boolean;
380    --  Get suppress status of check C for the current scope
381
382    procedure Set_Scope_Suppress (C : Check_Id; B : Boolean);
383    --  Set suppress status of check C for the current scope
384
385    -----------------
386    -- Subprograms --
387    -----------------
388
389    procedure Initialize;
390    --  Initialize internal tables
391
392    procedure Lock;
393    --  Lock internal tables before calling back end
394
395    procedure Semantics (Comp_Unit : Node_Id);
396    --  This procedure is called to perform semantic analysis on the specified
397    --  node which is the N_Compilation_Unit node for the unit.
398
399    procedure Analyze (N : Node_Id);
400    procedure Analyze (N : Node_Id; Suppress : Check_Id);
401    --  This is the recursive procedure which is applied to individual nodes
402    --  of the tree, starting at the top level node (compilation unit node)
403    --  and then moving down the tree in a top down traversal. It calls
404    --  individual routines with names Analyze_xxx to analyze node xxx. Each
405    --  of these routines is responsible for calling Analyze on the components
406    --  of the subtree.
407    --
408    --  Note: In the case of expression components (nodes whose Nkind is in
409    --  N_Subexpr), the call to Analyze does not complete the semantic analysis
410    --  of the node, since the type resolution cannot be completed until the
411    --  complete context is analyzed. The completion of the type analysis occurs
412    --  in the corresponding Resolve routine (see Sem_Res).
413    --
414    --  Note: for integer and real literals, the analyzer sets the flag to
415    --  indicate that the result is a static expression. If the expander
416    --  generates a literal that does NOT correspond to a static expression,
417    --  e.g. by folding an expression whose value is known at compile-time,
418    --  but is not technically static, then the caller should reset the
419    --  Is_Static_Expression flag after analyzing but before resolving.
420    --
421    --  If the Suppress argument is present, then the analysis is done
422    --  with the specified check suppressed (can be All_Checks to suppress
423    --  all checks).
424
425    procedure Analyze_List (L : List_Id);
426    procedure Analyze_List (L : List_Id; Suppress : Check_Id);
427    --  Analyzes each element of a list. If the Suppress argument is present,
428    --  then the analysis is done with the specified check suppressed (can
429    --  be All_Checks to suppress all checks).
430
431    procedure Insert_List_After_And_Analyze
432      (N : Node_Id; L : List_Id);
433    procedure Insert_List_After_And_Analyze
434      (N : Node_Id; L : List_Id; Suppress : Check_Id);
435    --  Inserts list L after node N using Nlists.Insert_List_After, and then,
436    --  after this insertion is complete, analyzes all the nodes in the list,
437    --  including any additional nodes generated by this analysis. If the list
438    --  is empty or be No_List, the call has no effect. If the Suppress
439    --  argument is present, then the analysis is done with the specified
440    --  check suppressed (can be All_Checks to suppress all checks).
441
442    procedure Insert_List_Before_And_Analyze
443      (N : Node_Id; L : List_Id);
444    procedure Insert_List_Before_And_Analyze
445      (N : Node_Id; L : List_Id; Suppress : Check_Id);
446    --  Inserts list L before node N using Nlists.Insert_List_Before, and then,
447    --  after this insertion is complete, analyzes all the nodes in the list,
448    --  including any additional nodes generated by this analysis. If the list
449    --  is empty or be No_List, the call has no effect. If the Suppress
450    --  argument is present, then the analysis is done with the specified
451    --  check suppressed (can be All_Checks to suppress all checks).
452
453    procedure Insert_After_And_Analyze
454      (N : Node_Id; M : Node_Id);
455    procedure Insert_After_And_Analyze
456      (N : Node_Id; M : Node_Id; Suppress : Check_Id);
457    --  Inserts node M after node N and then after the insertion is complete,
458    --  analyzes the inserted node and all nodes that are generated by
459    --  this analysis. If the node is empty, the call has no effect. If the
460    --  Suppress argument is present, then the analysis is done with the
461    --  specified check suppressed (can be All_Checks to suppress all checks).
462
463    procedure Insert_Before_And_Analyze
464      (N : Node_Id; M : Node_Id);
465    procedure Insert_Before_And_Analyze
466      (N : Node_Id; M : Node_Id; Suppress : Check_Id);
467    --  Inserts node M before node N and then after the insertion is complete,
468    --  analyzes the inserted node and all nodes that could be generated by
469    --  this analysis. If the node is empty, the call has no effect. If the
470    --  Suppress argument is present, then the analysis is done with the
471    --  specified check suppressed (can be All_Checks to suppress all checks).
472
473    function External_Ref_In_Generic (E : Entity_Id) return Boolean;
474    --  Return True if we are in the context of a generic and E is
475    --  external (more global) to it.
476
477    procedure Enter_Generic_Scope (S : Entity_Id);
478    --  Shall be called each time a Generic subprogram or package scope is
479    --  entered.  S is the entity of the scope.
480    --  ??? At the moment, only called for package specs because this mechanism
481    --  is only used for avoiding freezing of external references in generics
482    --  and this can only be an issue if the outer generic scope is a package
483    --  spec (otherwise all external entities are already frozen)
484
485    procedure Exit_Generic_Scope  (S : Entity_Id);
486    --  Shall be called each time a Generic subprogram or package scope is
487    --  exited.  S is the entity of the scope.
488    --  ??? At the moment, only called for package specs exit.
489
490 end Sem;