GOAL P0-1: 니치 옵셔널이 포인터 대신 포인터가 든 자리를 넘겼다

?T 의 페이로드가 null 이 될 수 없으면 태그를 따로 두지 않고 그 불가능한 값을
null 로 쓴다. ?^T 와 ?&T 가 그렇다. 그런데 if let 이 그것을 풀 때 두 경우를
한 갈래로 처리하고 있었다.

바인딩이 참조인 이유가 둘이다. 페이로드가 값이면 바인딩은 그것이 래퍼 안에
앉은 자리를 가리켜야 하고(주소), 페이로드가 이미 포인터면 바인딩은 그
포인터여야 한다(값). 후자에 주소를 쓰면 포인터의 포인터가 되고, 프로그램은
값이 있어야 할 자리에서 주소를 읽는다. 컴파일도 되고 실행도 됐다.

  ?i32   5          (맞았음 -- 태그가 있어서 다른 길로 갔다)
  ?^i32  6125480 → 5
  ?&i32  6125496 → 5

그리고 옵셔널을 null 과 비교하는 것이 lowering 되지 않았다 -- 래퍼 전체를
값으로 읽으려 해서 'cannot lower an aggregate as a value' 였다. 태그만 보면
되는 질문이다. optional/oknull.fe 가 검사만 하는 fixture 라 드러나지 않았다.

exec/optref.fe 가 세 모양을 전부 고정한다: if let, orelse, .?, == null,
그리고 R7 관용구인 mem.replace(&mut box, null).? 로 소유자를 꺼내 놓는 것까지.

229/229, 33/33.

fec/src/lowerexp.c

@@ -78,6 +78,28 @@ Slot lower_expr_core(Lower *L, FeNode *n)
         if (n->text && (!strcmp(n->text, "and") || !strcmp(n->text, "or")))
             return lower_logical(L, n, !strcmp(n->text, "and"));
         op = binary_op(n->text, &is_cmp);
+        /* Comparing an optional with `null` asks about its tag, not about the
+           bytes of the whole wrapper -- which has no value form at all. */
+        if ((op == FE_IR_EQ || op == FE_IR_NE) && n->a && n->b) {
+            FeNode *w = fe_m7_is_null(n->b) ? n->a :
+                        (fe_m7_is_null(n->a) ? n->b : 0);
+            FeType *wt = w ? w->sem_type : 0;
+            if (wt && wt->kind == FE_TYPE_OPTIONAL) {
+                Slot s = lower_expr(L, w);
+                unsigned t0;
+                unsigned z;
+                if (!s.is_place) {
+                    fail(L, "an optional with no place", w);
+                    return slot_void();
+                }
+                t0 = wrapper_tag(L, s, wt, w);
+                z = fe_ir_const(L->m, L->b,
+                                uses_niche(wt) ? FE_IR_PTR : FE_IR_I8, 0);
+                return slot_value(fe_ir_binary(L->m, L->b, op,
+                    uses_niche(wt) ? FE_IR_PTR : FE_IR_I8, t0, z, 1),
+                    FE_IR_I8);
+            }
+        }
         operand = ir_type(n->a ? n->a->sem_type : 0);
         if (operand == FE_IR_VOID || operand == FE_IR_MEM) operand = FE_IR_I32;
         a = as_value(L, lower_expr(L, n->a), n->a);

fec/src/lowerstm.c

@@ -344,10 +344,20 @@ void lower_if_let(Lower *L, FeNode *n)
         FeType *bt = binding->sem_type;
         Slot payload = wrapper_payload(L, value, opt);
         unsigned local = declare_var(L, binding->cname, bt, binding->text);
-        if (bt && (bt->kind == FE_TYPE_REF || bt->kind == FE_TYPE_RAW))
+        if (bt && (bt->kind == FE_TYPE_REF || bt->kind == FE_TYPE_RAW)) {
-            fe_ir_store(L->m, L->b, fe_ir_at_local(local, 0),
+            /* The binding is a reference either way, but for two different
-                        as_address(L, payload, n), FE_IR_PTR);
+               reasons. When the payload is itself a single pointer (`^T`,
-        else
+               `&T`) the binding *is* that pointer, so it has to be read out.
+               When the payload is a value the binding points at where it sits
+               inside the wrapper, so the address is what is wanted. Taking the
+               address in the first case gives a pointer to the pointer, and
+               the program reads an address where it expects a value. */
+            FeType *pl = opt ? (opt->kind == FE_TYPE_ERROR_UNION
+                                ? opt->error_value : opt->elem) : 0;
+            unsigned p = pl && ir_type(pl) == FE_IR_PTR
+                ? as_value(L, payload, n) : as_address(L, payload, n);
+            fe_ir_store(L->m, L->b, fe_ir_at_local(local, 0), p, FE_IR_PTR);
+        } else
             store_into(L, fe_ir_at_local(local, 0), payload, n, ir_size(bt));
     }
     lower_stmt(L, n->b);

fec/tests/exec/optref.fe

@@ -0,0 +1,93 @@
+// EXIT:0
+// OUTPUT:int 5 none 0
+// OUTPUT:own 5 absent -1
+// OUTPUT:ref 5 absent yes
+// OUTPUT:cmp yes no
+// OUTPUT:unwrap 5
+// OUTPUT:balanced
+unit optref;
+
+import std.io;
+import std.sys;
+import std.mem;
+
+// An optional whose payload cannot be null keeps no separate tag: the payload's
+// own impossible value is `null`. `?i32` carries a tag; `?^T` and `?&T` do not.
+//
+// Both shapes have to answer the same questions, and the pointer-shaped ones
+// were answering with the address of the slot the pointer sits in rather than
+// with the pointer -- one level of indirection too many, in code that compiled
+// and ran.
+
+fn opt_int(on: bool) -> ?i32 {
+    if on { return 5; }
+    return null;
+}
+
+/// A niche optional over an owner. The `if let` binding is `&i32` -- the
+/// pointer itself, not where it is kept -- and `.?` moves the owner out so it
+/// can be let go of.
+fn take(o: ?^i32) -> i32 {
+    var box: ?^i32 = o;
+    var v: i32 = -1;
+    if let Some(p) = box { v = p.^; }
+    if box == null { return v; }
+    // SPEC 5 R7: a non-Copy value leaves a projection through `mem.replace`,
+    // which puts something valid back where it was.
+    let owner: ^i32 = mem.replace(&mut box, null).?;
+    mem.destroy(owner);
+    return v;
+}
+
+fn make(v: i32) -> ?^i32 {
+    let p: ^i32 = mem.create(v) catch |e| { return null; };
+    return p;
+}
+
+struct Bag {
+    items: ^[]mut i32,
+
+    /// SPEC 5 R8(a): derived from `self`, so the borrow is the caller's.
+    fn at(self: &Self, i: usize) -> ?&i32 {
+        if i >= self.items.^.n { return null; }
+        return &self.items.^[i];
+    }
+}
+
+fn run() -> !void {
+    // A tag in front of the payload.
+    var got: i32 = 0;
+    if let Some(a) = opt_int(true) { got = a; }
+    let none: i32 = opt_int(false) orelse 0;
+    @print("int {} none {}\n", got, none);
+
+    // A niche over `^i32`.
+    @print("own {} absent {}\n", take(make(5)), take(null));
+
+    // A niche over `&i32`.
+    let room: ^[]mut i32 = try mem.alloc_slice(i32, 2);
+    room.^[0] = 5;
+    let b: Bag = Bag{ items: room };
+    var seen: i32 = 0;
+    if let Some(r) = b.at(0) { seen = r.^; }
+    var past: bool = false;
+    if let Some(r) = b.at(9) { seen = seen; } else { past = true; }
+    @print("ref {} absent {}\n", seen, yesno(past));
+
+    // Comparing against null reads the tag, not the bytes of the wrapper.
+    @print("cmp {} {}\n", yesno(b.at(9) == null), yesno(b.at(0) == null));
+    @print("unwrap {}\n", b.at(0).?.^);
+    return;
+}
+
+fn yesno(b: bool) -> []u8 {
+    if b { return "yes"; }
+    return "no";
+}
+
+fn main() -> i32 {
+    run() catch |e| { @print("failed\n"); return 1; };
+    if sys.allocs() == sys.frees() { @print("balanced\n"); }
+    else { @print("leaked\n"); }
+    return 0;
+}