from stdint import *
import win32.win32console
import stdio


# =============================================================================
# M3 owned slife：`new heap slife …` 的 RAII 自动释放（函数级出口统一 free）
# 设计见 Debugger/ownership-and-new.md §4.2（释放点）/ §4.3（硬约束）。
#
# 语义：`new heap slife` 得到 malloc 的对象，**由编译器独占释放**——在引入该绑定的
# 最内层作用域出口（函数的所有 return / 隐式收尾）`free` 它；赋值处若已有旧对象则
# 先"覆盖释放"（循环里反复 new 因此不累积）；手动 free 被编译期拒绝（见 NewLifetimeFreeTest）。
#
# 本工程是**正向**工程：编译必须成功、运行必须退出码 0。每个 Case 返回 0 才算通过，
# main 累加失败数并在末尾打印结论。
#
# IR 断言：本工程**刻意不写任何用户级 free**（否则断言会被用户代码蒙混过关）。
# SequentialRegressionTest 的 IR_EXPECT 会检查生成的 IR 里出现 `llvm.call @free`
# （temp/**.ll 是 LLVM dialect 文本，调用写作 `llvm.call @free(%9) : (!llvm.ptr) -> ()`），
# 那只能来自 M3 的出口释放——缺释放（泄漏）是运行期看不出来的，必须直接断言 IR。
# =============================================================================


novirtual class Point:
    x: int
    y: int


# (1) 普通出口：字段在释放前可读，函数返回时 free(p)
def CaseBasic() -> int:
    p: Point* = new heap slife Point(1, 2)
    if p.x != 1: return 1
    if p.y != 2: return 2
    return 0


# (2) 循环内反复 new：靠"覆盖释放"不累积。
#     第二次赋值前必须先 free 旧值（缺了=泄漏，多了/漏判=double-free 崩）
def CaseLoop(n: int) -> int:
    i: int = 0
    while i < n:
        p: Point* = new heap slife Point(i, i + 1)
        if p.x != i: return 1
        i += 1
    return 0


# (3) 别名：P4 后 `q = p` 是**所有权转移**（q 接管、p 交出）——出口只释放 q 恰好一次
#     （p 的影子已置 0，出口对它 free(NULL)）。释放两次会 abort。
def CaseAlias() -> int:
    p: Point* = new heap slife Point(3, 4)
    q: Point* = p
    if q.x != 3: return 1
    return 0


# (4) 真·嵌套函数：内层在编译期与外层共享同一张登记表，必须各自隔离——
#     内层出口只能释放内层对象（否则外层对象被提前/重复释放）
def CaseNestedDef() -> int:
    a: Point* = new heap slife Point(5, 6)

    def Inner() -> int:
        b: Point* = new heap slife Point(7, 8)
        return b.y

    r: int = Inner()
    if r != 8: return 1
    if a.x != 5: return 2
    return 0


# (5) 多出口：early return 的两条路径都要释放。
#     注意返回**错误码**而不是字段值：成功分支若 `return p.x`（=9），main 里的 `fails +=`
#     会把它当成失败数累加（现场踩过：19 = 9 + 10，看着像 19 个用例错了，其实全过）。
def CaseEarlyReturn(flag: int) -> int:
    p: Point* = new heap slife Point(9, 10)
    if flag != 0:
        if p.x != 9: return 1
        return 0
    if p.y != 10: return 2
    return 0


# (6) void 函数 + 裸 return：裸 return 与隐式收尾两条出口都要释放
def CaseVoidBare(flag: int) -> None:
    p: Point* = new heap slife Point(11, 12)
    if flag != 0:
        return
    stdio.printf("void-slife x=%d\n", p.x)


# (7) 只有分支里才 new：flag=0 时该语句运行期不执行，出口必须 free(NULL)。
#     缺"入口块置空"就会 free 栈垃圾 → 堆损坏/abort
def CaseBranchOnly(flag: int) -> int:
    p: Point* = None
    if flag != 0:
        p = new heap slife Point(13, 14)
        if p.x != 13: return 1
    return 0


# (8) stack slife：帧内 alloca，随帧消失，**不得**释放（对栈地址 free 会 abort）
def CaseStack() -> int:
    p: Point* = new stack slife Point(15, 16)
    if p.x != 15: return 1
    return 0


# (11) P3 注解形态的属性目标：`p.x: int = 42` 必须**真的写出**。
#      此前 translate_annassign 对非 Name 目标直接 return 0，整条语句被静默丢弃
#      （既不报错也不写），这里守"写出"这一半；"长命左值收短命右值"由
#      NewLifetimeAnnFieldEscapeTest 守另一半。
def CaseAnnFieldStore() -> int:
    p: Point* = new heap slife Point(1, 2)
    p.x: int = 42
    if p.x != 42: return 1
    return 0


# (9) §3.6 析构调度：slife 释放时**先**调 `__del__`、**再** free（对齐 TPC MemoryOps）。
#     用一个计数全局量验证析构确实被调度，且每个释放点恰好一次。
dtor_hits: int = 0


novirtual class DtorPoint:
    x: int

    def __del__(self) -> None:
        global dtor_hits
        dtor_hits += 1


# 出口释放 → 恰好 1 次 __del__
def CaseDtor() -> int:
    p: DtorPoint* = new heap slife DtorPoint(3)
    if p.x != 3: return 1
    return 0


# 循环内反复 new → 2 次覆盖释放 + 出口 1 次 = 3 次 __del__（析构跟释放点一一对应）
def CaseDtorOverwrite() -> int:
    i: int = 0
    while i < 3:
        p: DtorPoint* = new heap slife DtorPoint(i)
        i += 1
    return 0


# (10) P1 异常/传播出口：raise 真正**离开函数**前必须释放（用 __del__ 计数验证恰好一次）。
#     对照点：被本函数 except 捕获的 raise 不得提前释放（对象还在用）——见 CaseRaiseCaught。
class MyError(Exception):
    pass


def CaseRaiseExitCallee() -> int:
    p: DtorPoint* = new heap slife DtorPoint(5)
    if p.x != 5: return 1
    raise MyError("boom")           # 离开函数前：__del__ + free


def CaseRaiseExit() -> int:
    before: int = dtor_hits
    try:
        CaseRaiseExitCallee()
    except MyError:
        pass
    if dtor_hits != before + 1: return 1     # 多一次=double free，少一次=异常路径泄漏
    return 0


# 对照：异常被**本函数**捕获时不得提前释放（对象在 except 体里仍可用），出口才释放。
# 注意：释放发生在**被调函数返回那一刻**，所以 dtor 计数必须在**调用方**检查——
# 在被调函数自己体内、return 之前检查（原写法）计数必然还没变，恒判失败（测试自身的 bug，
# 与 CaseRaiseExit 的差别正在于那边对象属于被调函数）。
def CaseRaiseCaughtInner() -> int:
    ok: int = 0
    try:
        p: DtorPoint* = new heap slife DtorPoint(6)
        raise MyError("caught")
    except MyError:
        # 对象必须**还活着**：若编译器在 raise 处就释放了，这里就是 use-after-free
        if p.x == 6: ok = 1
    if ok == 0: return 2
    return 0


def CaseRaiseCaught() -> int:
    before: int = dtor_hits
    rc: int = CaseRaiseCaughtInner()
    if rc != 0: return rc
    if dtor_hits != before + 1: return 1     # 内部函数出口恰好释放一次
    return 0


# P4 别名所有权转移：`q = p` 后 **q 接管生命周期**（影子标志从 p 移到 q）。
# 于是对 p 重新赋值不得释放对象（否则 q 立刻悬垂）；出口只释放 q 恰好一次。
def CaseOwnershipTransfer() -> int:
    before: int = dtor_hits
    p: DtorPoint* = new heap slife DtorPoint(4)
    q: DtorPoint* = p
    p = None                    # P4：所有权已在 q，这一步**不得**触发析构
    if dtor_hits != before: return 1     # 未转移时这里会析构一次（对象被提前释放）
    if q.x != 4: return 2                # 对象必须仍然有效（值仍在）
    return 0


# P4 自别名：`q = p; q = p` 不能把两个槽共持的对象释放掉
# （覆盖释放前做运行时判等，相同则跳过）。
def CaseSelfAliasTransfer() -> int:
    before: int = dtor_hits
    p: DtorPoint* = new heap slife DtorPoint(5)
    q: DtorPoint* = p
    q = p                       # 自别名重复赋值：不得析构
    if dtor_hits != before: return 1
    if q.x != 5: return 2
    return 0


# 失败可诊断：每个 case 失败时打印名字与返回码（否则只有一个总数，无法定位是哪条挂了）
def Check(name: str, rc: int, fails: int) -> int:
    if rc != 0:
        stdio.printf("  FAIL %s: rc=%d\n", name, rc)
        return fails + 1
    return fails


export def main() -> int:
    win32.win32console.SetConsoleCP(65001)
    win32.win32console.SetConsoleOutputCP(65001)

    fails: int = 0
    fails = Check("CaseBasic", CaseBasic(), fails)
    fails = Check("CaseLoop", CaseLoop(200), fails)
    fails = Check("CaseAlias", CaseAlias(), fails)
    fails = Check("CaseNestedDef", CaseNestedDef(), fails)
    fails = Check("CaseEarlyReturn(1)", CaseEarlyReturn(1), fails)
    fails = Check("CaseEarlyReturn(0)", CaseEarlyReturn(0), fails)
    fails = Check("CaseBranchOnly(0)", CaseBranchOnly(0), fails)
    fails = Check("CaseBranchOnly(1)", CaseBranchOnly(1), fails)
    fails = Check("CaseStack", CaseStack(), fails)
    fails = Check("CaseAnnFieldStore", CaseAnnFieldStore(), fails)
    CaseVoidBare(1)
    CaseVoidBare(0)

    # §3.6 析构调度：出口释放恰好 1 次；循环 3 轮（2 次覆盖 + 1 次出口）共 3 次
    fails = Check("CaseDtor", CaseDtor(), fails)
    if dtor_hits != 1:
        stdio.printf("  FAIL dtor_hits after CaseDtor: %d (want 1)\n", dtor_hits)
        fails += 1
    fails = Check("CaseDtorOverwrite", CaseDtorOverwrite(), fails)
    if dtor_hits != 4:
        stdio.printf("  FAIL dtor_hits after CaseDtorOverwrite: %d (want 4)\n", dtor_hits)
        fails += 1

    # P1 异常出口：传播出去（离开函数）恰好 1 次；被本函数捕获时不得提前释放、出口 1 次
    fails = Check("CaseRaiseExit", CaseRaiseExit(), fails)
    fails = Check("CaseRaiseCaught", CaseRaiseCaught(), fails)

    # P4 别名所有权转移：函数内对 p 改写不得析构；出口释放 q 恰好一次
    before_ot: int = dtor_hits
    fails = Check("CaseOwnershipTransfer", CaseOwnershipTransfer(), fails)
    if dtor_hits != before_ot + 1:
        stdio.printf("  FAIL dtor_hits after CaseOwnershipTransfer: %d (want %d)\n", dtor_hits, before_ot + 1)
        fails += 1

    # P4 自别名：重复 `q = p` 不得释放共持对象；出口仍是恰好一次
    before_sa: int = dtor_hits
    fails = Check("CaseSelfAliasTransfer", CaseSelfAliasTransfer(), fails)
    if dtor_hits != before_sa + 1:
        stdio.printf("  FAIL dtor_hits after CaseSelfAliasTransfer: %d (want %d)\n", dtor_hits, before_sa + 1)
        fails += 1

    if fails != 0:
        stdio.printf("NewLifetimeTest FAILED, %d case(s) wrong\n", fails)
        return 1
    stdio.printf("NewLifetimeTest OK: owned-slife RAII cases passed\n")
    return 0