xref: /llvm-project/clang/lib/AST/ByteCode/InterpFrame.cpp (revision ceaf6e912a846b88f19df682c6bdbe9516be04e9)
1a07aba5dSTimm Baeder //===--- InterpFrame.cpp - Call Frame implementation for the VM -*- C++ -*-===//
2a07aba5dSTimm Baeder //
3a07aba5dSTimm Baeder // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4a07aba5dSTimm Baeder // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5a07aba5dSTimm Baeder // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6a07aba5dSTimm Baeder //
7a07aba5dSTimm Baeder //===----------------------------------------------------------------------===//
8a07aba5dSTimm Baeder 
9a07aba5dSTimm Baeder #include "InterpFrame.h"
10a07aba5dSTimm Baeder #include "Boolean.h"
11a07aba5dSTimm Baeder #include "Floating.h"
12a07aba5dSTimm Baeder #include "Function.h"
13a07aba5dSTimm Baeder #include "InterpStack.h"
14a07aba5dSTimm Baeder #include "InterpState.h"
15a07aba5dSTimm Baeder #include "MemberPointer.h"
16a07aba5dSTimm Baeder #include "Pointer.h"
17a07aba5dSTimm Baeder #include "PrimType.h"
18a07aba5dSTimm Baeder #include "Program.h"
19a07aba5dSTimm Baeder #include "clang/AST/ASTContext.h"
20a07aba5dSTimm Baeder #include "clang/AST/DeclCXX.h"
21a07aba5dSTimm Baeder #include "clang/AST/ExprCXX.h"
22a07aba5dSTimm Baeder 
23a07aba5dSTimm Baeder using namespace clang;
24a07aba5dSTimm Baeder using namespace clang::interp;
25a07aba5dSTimm Baeder 
26a07aba5dSTimm Baeder InterpFrame::InterpFrame(InterpState &S, const Function *Func,
27a07aba5dSTimm Baeder                          InterpFrame *Caller, CodePtr RetPC, unsigned ArgSize)
28a07aba5dSTimm Baeder     : Caller(Caller), S(S), Depth(Caller ? Caller->Depth + 1 : 0), Func(Func),
29a07aba5dSTimm Baeder       RetPC(RetPC), ArgSize(ArgSize), Args(static_cast<char *>(S.Stk.top())),
30a07aba5dSTimm Baeder       FrameOffset(S.Stk.size()) {
31a07aba5dSTimm Baeder   if (!Func)
32a07aba5dSTimm Baeder     return;
33a07aba5dSTimm Baeder 
34a07aba5dSTimm Baeder   unsigned FrameSize = Func->getFrameSize();
35a07aba5dSTimm Baeder   if (FrameSize == 0)
36a07aba5dSTimm Baeder     return;
37a07aba5dSTimm Baeder 
38a07aba5dSTimm Baeder   Locals = std::make_unique<char[]>(FrameSize);
39a07aba5dSTimm Baeder   for (auto &Scope : Func->scopes()) {
40a07aba5dSTimm Baeder     for (auto &Local : Scope.locals()) {
41a07aba5dSTimm Baeder       new (localBlock(Local.Offset)) Block(S.Ctx.getEvalID(), Local.Desc);
42a07aba5dSTimm Baeder       // Note that we are NOT calling invokeCtor() here, since that is done
43a07aba5dSTimm Baeder       // via the InitScope op.
44a07aba5dSTimm Baeder       new (localInlineDesc(Local.Offset)) InlineDescriptor(Local.Desc);
45a07aba5dSTimm Baeder     }
46a07aba5dSTimm Baeder   }
47a07aba5dSTimm Baeder }
48a07aba5dSTimm Baeder 
49a07aba5dSTimm Baeder InterpFrame::InterpFrame(InterpState &S, const Function *Func, CodePtr RetPC,
50a07aba5dSTimm Baeder                          unsigned VarArgSize)
51a07aba5dSTimm Baeder     : InterpFrame(S, Func, S.Current, RetPC, Func->getArgSize() + VarArgSize) {
52a07aba5dSTimm Baeder   // As per our calling convention, the this pointer is
53a07aba5dSTimm Baeder   // part of the ArgSize.
54a07aba5dSTimm Baeder   // If the function has RVO, the RVO pointer is first.
55a07aba5dSTimm Baeder   // If the fuction has a This pointer, that one is next.
56a07aba5dSTimm Baeder   // Then follow the actual arguments (but those are handled
57a07aba5dSTimm Baeder   // in getParamPointer()).
58a07aba5dSTimm Baeder   if (Func->hasRVO())
59a07aba5dSTimm Baeder     RVOPtr = stackRef<Pointer>(0);
60a07aba5dSTimm Baeder 
61a07aba5dSTimm Baeder   if (Func->hasThisPointer()) {
62a07aba5dSTimm Baeder     if (Func->hasRVO())
63a07aba5dSTimm Baeder       This = stackRef<Pointer>(sizeof(Pointer));
64a07aba5dSTimm Baeder     else
65a07aba5dSTimm Baeder       This = stackRef<Pointer>(0);
66a07aba5dSTimm Baeder   }
67a07aba5dSTimm Baeder }
68a07aba5dSTimm Baeder 
69a07aba5dSTimm Baeder InterpFrame::~InterpFrame() {
70a07aba5dSTimm Baeder   for (auto &Param : Params)
71a07aba5dSTimm Baeder     S.deallocate(reinterpret_cast<Block *>(Param.second.get()));
72a07aba5dSTimm Baeder 
73a07aba5dSTimm Baeder   // When destroying the InterpFrame, call the Dtor for all block
74a07aba5dSTimm Baeder   // that haven't been destroyed via a destroy() op yet.
75a07aba5dSTimm Baeder   // This happens when the execution is interruped midway-through.
76a07aba5dSTimm Baeder   if (Func) {
77a07aba5dSTimm Baeder     for (auto &Scope : Func->scopes()) {
78a07aba5dSTimm Baeder       for (auto &Local : Scope.locals()) {
79a07aba5dSTimm Baeder         S.deallocate(localBlock(Local.Offset));
80a07aba5dSTimm Baeder       }
81a07aba5dSTimm Baeder     }
82a07aba5dSTimm Baeder   }
83a07aba5dSTimm Baeder }
84a07aba5dSTimm Baeder 
85a07aba5dSTimm Baeder void InterpFrame::initScope(unsigned Idx) {
86a07aba5dSTimm Baeder   if (!Func)
87a07aba5dSTimm Baeder     return;
88a07aba5dSTimm Baeder   for (auto &Local : Func->getScope(Idx).locals()) {
89a07aba5dSTimm Baeder     localBlock(Local.Offset)->invokeCtor();
90a07aba5dSTimm Baeder   }
91a07aba5dSTimm Baeder }
92a07aba5dSTimm Baeder 
93a07aba5dSTimm Baeder void InterpFrame::destroy(unsigned Idx) {
94a07aba5dSTimm Baeder   for (auto &Local : Func->getScope(Idx).locals()) {
95a07aba5dSTimm Baeder     S.deallocate(localBlock(Local.Offset));
96a07aba5dSTimm Baeder   }
97a07aba5dSTimm Baeder }
98a07aba5dSTimm Baeder 
99a07aba5dSTimm Baeder template <typename T>
100a07aba5dSTimm Baeder static void print(llvm::raw_ostream &OS, const T &V, ASTContext &ASTCtx,
101a07aba5dSTimm Baeder                   QualType Ty) {
102a07aba5dSTimm Baeder   V.toAPValue(ASTCtx).printPretty(OS, ASTCtx, Ty);
103a07aba5dSTimm Baeder }
104a07aba5dSTimm Baeder 
105898fd396STimm Baeder static bool shouldSkipInBacktrace(const Function *F) {
106898fd396STimm Baeder   if (F->isBuiltin())
107898fd396STimm Baeder     return true;
108898fd396STimm Baeder   if (F->isLambdaStaticInvoker())
109898fd396STimm Baeder     return true;
110898fd396STimm Baeder 
111898fd396STimm Baeder   const FunctionDecl *FD = F->getDecl();
112898fd396STimm Baeder   if (FD->getDeclName().getCXXOverloadedOperator() == OO_New ||
113898fd396STimm Baeder       FD->getDeclName().getCXXOverloadedOperator() == OO_Array_New)
114898fd396STimm Baeder     return true;
115898fd396STimm Baeder   return false;
116898fd396STimm Baeder }
117898fd396STimm Baeder 
118a07aba5dSTimm Baeder void InterpFrame::describe(llvm::raw_ostream &OS) const {
119a07aba5dSTimm Baeder   // We create frames for builtin functions as well, but we can't reliably
120a07aba5dSTimm Baeder   // diagnose them. The 'in call to' diagnostics for them add no value to the
121a07aba5dSTimm Baeder   // user _and_ it doesn't generally work since the argument types don't always
122a07aba5dSTimm Baeder   // match the function prototype. Just ignore them.
123a07aba5dSTimm Baeder   // Similarly, for lambda static invokers, we would just print __invoke().
124898fd396STimm Baeder   if (const auto *F = getFunction(); F && shouldSkipInBacktrace(F))
125a07aba5dSTimm Baeder     return;
126a07aba5dSTimm Baeder 
127a07aba5dSTimm Baeder   const Expr *CallExpr = Caller->getExpr(getRetPC());
128a07aba5dSTimm Baeder   const FunctionDecl *F = getCallee();
129a07aba5dSTimm Baeder   bool IsMemberCall = isa<CXXMethodDecl>(F) && !isa<CXXConstructorDecl>(F) &&
130a07aba5dSTimm Baeder                       cast<CXXMethodDecl>(F)->isImplicitObjectMemberFunction();
131a07aba5dSTimm Baeder   if (Func->hasThisPointer() && IsMemberCall) {
132a07aba5dSTimm Baeder     if (const auto *MCE = dyn_cast_if_present<CXXMemberCallExpr>(CallExpr)) {
133a07aba5dSTimm Baeder       const Expr *Object = MCE->getImplicitObjectArgument();
134a07aba5dSTimm Baeder       Object->printPretty(OS, /*Helper=*/nullptr,
135d9e72860Syronglin                           S.getASTContext().getPrintingPolicy(),
136a07aba5dSTimm Baeder                           /*Indentation=*/0);
137a07aba5dSTimm Baeder       if (Object->getType()->isPointerType())
138a07aba5dSTimm Baeder         OS << "->";
139a07aba5dSTimm Baeder       else
140a07aba5dSTimm Baeder         OS << ".";
141a07aba5dSTimm Baeder     } else if (const auto *OCE =
142a07aba5dSTimm Baeder                    dyn_cast_if_present<CXXOperatorCallExpr>(CallExpr)) {
143a07aba5dSTimm Baeder       OCE->getArg(0)->printPretty(OS, /*Helper=*/nullptr,
144d9e72860Syronglin                                   S.getASTContext().getPrintingPolicy(),
145a07aba5dSTimm Baeder                                   /*Indentation=*/0);
146a07aba5dSTimm Baeder       OS << ".";
147a07aba5dSTimm Baeder     } else if (const auto *M = dyn_cast<CXXMethodDecl>(F)) {
148d9e72860Syronglin       print(OS, This, S.getASTContext(),
149d9e72860Syronglin             S.getASTContext().getLValueReferenceType(
150d9e72860Syronglin                 S.getASTContext().getRecordType(M->getParent())));
151a07aba5dSTimm Baeder       OS << ".";
152a07aba5dSTimm Baeder     }
153a07aba5dSTimm Baeder   }
154a07aba5dSTimm Baeder 
155d9e72860Syronglin   F->getNameForDiagnostic(OS, S.getASTContext().getPrintingPolicy(),
156a07aba5dSTimm Baeder                           /*Qualified=*/false);
157a07aba5dSTimm Baeder   OS << '(';
158a07aba5dSTimm Baeder   unsigned Off = 0;
159a07aba5dSTimm Baeder 
160a07aba5dSTimm Baeder   Off += Func->hasRVO() ? primSize(PT_Ptr) : 0;
161a07aba5dSTimm Baeder   Off += Func->hasThisPointer() ? primSize(PT_Ptr) : 0;
162a07aba5dSTimm Baeder 
163a07aba5dSTimm Baeder   for (unsigned I = 0, N = F->getNumParams(); I < N; ++I) {
164a07aba5dSTimm Baeder     QualType Ty = F->getParamDecl(I)->getType();
165a07aba5dSTimm Baeder 
166a07aba5dSTimm Baeder     PrimType PrimTy = S.Ctx.classify(Ty).value_or(PT_Ptr);
167a07aba5dSTimm Baeder 
168d9e72860Syronglin     TYPE_SWITCH(PrimTy, print(OS, stackRef<T>(Off), S.getASTContext(), Ty));
169a07aba5dSTimm Baeder     Off += align(primSize(PrimTy));
170a07aba5dSTimm Baeder     if (I + 1 != N)
171a07aba5dSTimm Baeder       OS << ", ";
172a07aba5dSTimm Baeder   }
173a07aba5dSTimm Baeder   OS << ")";
174a07aba5dSTimm Baeder }
175a07aba5dSTimm Baeder 
176a07aba5dSTimm Baeder Frame *InterpFrame::getCaller() const {
177a07aba5dSTimm Baeder   if (Caller->Caller)
178a07aba5dSTimm Baeder     return Caller;
179a07aba5dSTimm Baeder   return S.getSplitFrame();
180a07aba5dSTimm Baeder }
181a07aba5dSTimm Baeder 
182a07aba5dSTimm Baeder SourceRange InterpFrame::getCallRange() const {
183a07aba5dSTimm Baeder   if (!Caller->Func) {
184a07aba5dSTimm Baeder     if (SourceRange NullRange = S.getRange(nullptr, {}); NullRange.isValid())
185a07aba5dSTimm Baeder       return NullRange;
186a07aba5dSTimm Baeder     return S.EvalLocation;
187a07aba5dSTimm Baeder   }
188a07aba5dSTimm Baeder   return S.getRange(Caller->Func, RetPC - sizeof(uintptr_t));
189a07aba5dSTimm Baeder }
190a07aba5dSTimm Baeder 
191a07aba5dSTimm Baeder const FunctionDecl *InterpFrame::getCallee() const {
192a07aba5dSTimm Baeder   if (!Func)
193a07aba5dSTimm Baeder     return nullptr;
194a07aba5dSTimm Baeder   return Func->getDecl();
195a07aba5dSTimm Baeder }
196a07aba5dSTimm Baeder 
197a07aba5dSTimm Baeder Pointer InterpFrame::getLocalPointer(unsigned Offset) const {
198a07aba5dSTimm Baeder   assert(Offset < Func->getFrameSize() && "Invalid local offset.");
199a07aba5dSTimm Baeder   return Pointer(localBlock(Offset));
200a07aba5dSTimm Baeder }
201a07aba5dSTimm Baeder 
202a07aba5dSTimm Baeder Pointer InterpFrame::getParamPointer(unsigned Off) {
203a07aba5dSTimm Baeder   // Return the block if it was created previously.
204a07aba5dSTimm Baeder   if (auto Pt = Params.find(Off); Pt != Params.end())
205a07aba5dSTimm Baeder     return Pointer(reinterpret_cast<Block *>(Pt->second.get()));
206a07aba5dSTimm Baeder 
207a07aba5dSTimm Baeder   // Allocate memory to store the parameter and the block metadata.
208a07aba5dSTimm Baeder   const auto &Desc = Func->getParamDescriptor(Off);
209a07aba5dSTimm Baeder   size_t BlockSize = sizeof(Block) + Desc.second->getAllocSize();
210a07aba5dSTimm Baeder   auto Memory = std::make_unique<char[]>(BlockSize);
211a07aba5dSTimm Baeder   auto *B = new (Memory.get()) Block(S.Ctx.getEvalID(), Desc.second);
212a07aba5dSTimm Baeder   B->invokeCtor();
213a07aba5dSTimm Baeder 
214a07aba5dSTimm Baeder   // Copy the initial value.
215a07aba5dSTimm Baeder   TYPE_SWITCH(Desc.first, new (B->data()) T(stackRef<T>(Off)));
216a07aba5dSTimm Baeder 
217a07aba5dSTimm Baeder   // Record the param.
218a07aba5dSTimm Baeder   Params.insert({Off, std::move(Memory)});
219a07aba5dSTimm Baeder   return Pointer(B);
220a07aba5dSTimm Baeder }
221a07aba5dSTimm Baeder 
222d03822d8STimm Baeder static bool funcHasUsableBody(const Function *F) {
223d03822d8STimm Baeder   assert(F);
224d03822d8STimm Baeder 
225d03822d8STimm Baeder   if (F->isConstructor() || F->isDestructor())
226d03822d8STimm Baeder     return true;
227d03822d8STimm Baeder 
228d03822d8STimm Baeder   return !F->getDecl()->isImplicit();
229d03822d8STimm Baeder }
230d03822d8STimm Baeder 
231a07aba5dSTimm Baeder SourceInfo InterpFrame::getSource(CodePtr PC) const {
232a07aba5dSTimm Baeder   // Implicitly created functions don't have any code we could point at,
233a07aba5dSTimm Baeder   // so return the call site.
234d03822d8STimm Baeder   if (Func && !funcHasUsableBody(Func) && Caller)
235a07aba5dSTimm Baeder     return Caller->getSource(RetPC);
236a07aba5dSTimm Baeder 
237*ceaf6e91STimm Baeder   // Similarly, if the resulting source location is invalid anyway,
238*ceaf6e91STimm Baeder   // point to the caller instead.
239*ceaf6e91STimm Baeder   SourceInfo Result = S.getSource(Func, PC);
240*ceaf6e91STimm Baeder   if (Result.getLoc().isInvalid() && Caller)
241*ceaf6e91STimm Baeder     return Caller->getSource(RetPC);
242*ceaf6e91STimm Baeder   return Result;
243a07aba5dSTimm Baeder }
244a07aba5dSTimm Baeder 
245a07aba5dSTimm Baeder const Expr *InterpFrame::getExpr(CodePtr PC) const {
246d03822d8STimm Baeder   if (Func && !funcHasUsableBody(Func) && Caller)
247d03822d8STimm Baeder     return Caller->getExpr(PC);
248a07aba5dSTimm Baeder 
249a07aba5dSTimm Baeder   return S.getExpr(Func, PC);
250a07aba5dSTimm Baeder }
251a07aba5dSTimm Baeder 
252a07aba5dSTimm Baeder SourceLocation InterpFrame::getLocation(CodePtr PC) const {
253d03822d8STimm Baeder   if (Func && !funcHasUsableBody(Func) && Caller)
254a07aba5dSTimm Baeder     return Caller->getLocation(RetPC);
255a07aba5dSTimm Baeder 
256a07aba5dSTimm Baeder   return S.getLocation(Func, PC);
257a07aba5dSTimm Baeder }
258a07aba5dSTimm Baeder 
259a07aba5dSTimm Baeder SourceRange InterpFrame::getRange(CodePtr PC) const {
260d03822d8STimm Baeder   if (Func && !funcHasUsableBody(Func) && Caller)
261a07aba5dSTimm Baeder     return Caller->getRange(RetPC);
262a07aba5dSTimm Baeder 
263a07aba5dSTimm Baeder   return S.getRange(Func, PC);
264a07aba5dSTimm Baeder }
2654b964002STimm Baeder 
2664b964002STimm Baeder bool InterpFrame::isStdFunction() const {
2674b964002STimm Baeder   if (!Func)
2684b964002STimm Baeder     return false;
2694b964002STimm Baeder   for (const DeclContext *DC = Func->getDecl(); DC; DC = DC->getParent())
2704b964002STimm Baeder     if (DC->isStdNamespace())
2714b964002STimm Baeder       return true;
2724b964002STimm Baeder 
2734b964002STimm Baeder   return false;
2744b964002STimm Baeder }
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