source: src/AST/Decl.hpp @ 5e6fb07

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1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2015 University of Waterloo
3//
4// The contents of this file are covered under the licence agreement in the
5// file "LICENCE" distributed with Cforall.
6//
7// Decl.hpp --
8//
9// Author           : Aaron B. Moss
10// Created On       : Thu May 9 10:00:00 2019
11// Last Modified By : Andrew Beach
12// Last Modified On : Wed Apr  5 10:42:00 2023
13// Update Count     : 35
14//
15
16#pragma once
17
18#include <iosfwd>
19#include <string>              // for string, to_string
20#include <unordered_map>
21#include <vector>
22#include <algorithm>
23
24#include "FunctionSpec.hpp"
25#include "Fwd.hpp"             // for UniqueId
26#include "LinkageSpec.hpp"
27#include "Node.hpp"            // for ptr, readonly
28#include "ParseNode.hpp"
29#include "StorageClasses.hpp"
30#include "Visitor.hpp"
31#include "Common/utility.h"
32#include "Common/SemanticError.h"                                               // error_str
33
34// Must be included in *all* AST classes; should be #undef'd at the end of the file
35#define MUTATE_FRIEND \
36        template<typename node_t> friend node_t * mutate(const node_t * node); \
37        template<typename node_t> friend node_t * shallowCopy(const node_t * node);
38
39namespace ast {
40
41/// Base declaration class
42class Decl : public ParseNode {
43public:
44        std::string name;
45        Storage::Classes storage;
46        Linkage::Spec linkage;
47        UniqueId uniqueId = 0;
48        bool extension = false;
49
50        Decl( const CodeLocation& loc, const std::string& name, Storage::Classes storage,
51                Linkage::Spec linkage )
52        : ParseNode( loc ), name( name ), storage( storage ), linkage( linkage ) {}
53
54        Decl* set_extension( bool ex ) { extension = ex; return this; }
55
56        /// Ensures this node has a unique ID
57        void fixUniqueId();
58        /// Get canonical declaration for unique ID
59        static readonly<Decl> fromId( UniqueId id );
60
61        const Decl * accept( Visitor & v ) const override = 0;
62private:
63        Decl * clone() const override = 0;
64        MUTATE_FRIEND
65};
66
67/// Typed declaration base class
68class DeclWithType : public Decl {
69public:
70        /// Represents the type with all types and typedefs expanded.
71        std::string mangleName;
72        /// Stores the scope level at which the variable was declared.
73        /// Used to access shadowed identifiers.
74        int scopeLevel = 0;
75
76        std::vector<ptr<Attribute>> attributes;
77        Function::Specs funcSpec;
78        ptr<Expr> asmName;
79        bool isDeleted = false;
80        bool isTypeFixed = false;
81
82        DeclWithType( const CodeLocation& loc, const std::string& name, Storage::Classes storage,
83                Linkage::Spec linkage, std::vector<ptr<Attribute>>&& attrs, Function::Specs fs )
84        : Decl( loc, name, storage, linkage ), mangleName(), attributes( std::move(attrs) ),
85                funcSpec(fs), asmName() {}
86
87        std::string scopedMangleName() const { return mangleName + "_" + std::to_string(scopeLevel); }
88
89        /// Get type of this declaration. May be generated by subclass
90        virtual const Type * get_type() const = 0;
91        /// Set type of this declaration. May be verified by subclass
92        virtual void set_type( const Type * ) = 0;
93
94        const DeclWithType * accept( Visitor & v ) const override = 0;
95private:
96        DeclWithType * clone() const override = 0;
97        MUTATE_FRIEND
98};
99
100/// Object declaration `Foo foo = 42;`
101class ObjectDecl final : public DeclWithType {
102public:
103        ptr<Type> type;
104        ptr<Init> init;
105        ptr<Expr> bitfieldWidth;
106
107        ObjectDecl( const CodeLocation & loc, const std::string & name, const Type * type,
108                const Init * init = nullptr, Storage::Classes storage = {},
109                Linkage::Spec linkage = Linkage::Cforall, const Expr * bitWd = nullptr,
110                std::vector< ptr<Attribute> > && attrs = {}, Function::Specs fs = {} )
111        : DeclWithType( loc, name, storage, linkage, std::move(attrs), fs ), type( type ),
112          init( init ), bitfieldWidth( bitWd ) {}
113
114        const Type* get_type() const override { return type; }
115        void set_type( const Type * ty ) override { type = ty; }
116
117        const DeclWithType * accept( Visitor& v ) const override { return v.visit( this ); }
118private:
119        ObjectDecl * clone() const override { return new ObjectDecl{ *this }; }
120        MUTATE_FRIEND
121};
122
123/// Function variable arguments flag
124enum ArgumentFlag { FixedArgs, VariableArgs };
125
126/// Object declaration `int foo()`
127class FunctionDecl : public DeclWithType {
128public:
129        std::vector<ptr<TypeDecl>> type_params;
130        std::vector<ptr<DeclWithType>> assertions;
131        std::vector<ptr<DeclWithType>> params;
132        std::vector<ptr<DeclWithType>> returns;
133        // declared type, derived from parameter declarations
134        ptr<FunctionType> type;
135        /// Null for the forward declaration of a function.
136        ptr<CompoundStmt> stmts;
137        std::vector< ptr<Expr> > withExprs;
138
139        // The difference between the two constructors is in how they handle
140        // assertions. The first constructor uses the assertions from the type
141        // parameters, in the style of the old ast, and puts them on the type.
142        // The second takes an explicite list of assertions and builds a list of
143        // references to them on the type.
144
145        FunctionDecl( const CodeLocation & loc, const std::string & name, std::vector<ptr<TypeDecl>>&& forall,
146                std::vector<ptr<DeclWithType>>&& params, std::vector<ptr<DeclWithType>>&& returns,
147                CompoundStmt * stmts, Storage::Classes storage = {}, Linkage::Spec linkage = Linkage::Cforall,
148                std::vector<ptr<Attribute>>&& attrs = {}, Function::Specs fs = {}, ArgumentFlag isVarArgs = FixedArgs );
149
150        FunctionDecl( const CodeLocation & location, const std::string & name,
151                std::vector<ptr<TypeDecl>>&& forall, std::vector<ptr<DeclWithType>>&& assertions,
152                std::vector<ptr<DeclWithType>>&& params, std::vector<ptr<DeclWithType>>&& returns,
153                CompoundStmt * stmts, Storage::Classes storage = {}, Linkage::Spec linkage = Linkage::Cforall,
154                std::vector<ptr<Attribute>>&& attrs = {}, Function::Specs fs = {}, ArgumentFlag isVarArgs = FixedArgs );
155
156        const Type * get_type() const override;
157        void set_type( const Type * t ) override;
158
159        bool has_body() const { return stmts; }
160
161        const DeclWithType * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
162private:
163        FunctionDecl * clone() const override { return new FunctionDecl( *this ); }
164        MUTATE_FRIEND
165};
166
167/// Base class for named type aliases
168class NamedTypeDecl : public Decl {
169public:
170        ptr<Type> base;
171        std::vector<ptr<DeclWithType>> assertions;
172
173        NamedTypeDecl(
174                const CodeLocation & loc, const std::string & name, Storage::Classes storage,
175                const Type * b, Linkage::Spec spec = Linkage::Cforall )
176        : Decl( loc, name, storage, spec ), base( b ), assertions() {}
177
178        /// Produces a name for the kind of alias
179        virtual const char * typeString() const = 0;
180
181private:
182        NamedTypeDecl* clone() const override = 0;
183        MUTATE_FRIEND
184};
185
186/// Cforall type variable: `dtype T`
187class TypeDecl final : public NamedTypeDecl {
188  public:
189        enum Kind { Dtype, DStype, Otype, Ftype, Ttype, Dimension, NUMBER_OF_KINDS };
190
191        Kind kind;
192        bool sized;
193        ptr<Type> init;
194
195        TypeDecl(
196                const CodeLocation & loc, const std::string & name, Storage::Classes storage,
197                const Type * b, TypeDecl::Kind k, bool s, const Type * i = nullptr )
198        : NamedTypeDecl( loc, name, storage, b ), kind( k ), sized( k == TypeDecl::Ttype || s ),
199          init( i ) {}
200
201        const char * typeString() const override;
202        /// Produces a name for generated code
203        const char * genTypeString() const;
204
205        /// convenience accessor to match Type::isComplete()
206        bool isComplete() const { return sized; }
207
208        const Decl * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
209  private:
210        TypeDecl * clone() const override { return new TypeDecl{ *this }; }
211        MUTATE_FRIEND
212};
213
214/// Data extracted from a TypeDecl.
215struct TypeData {
216        TypeDecl::Kind kind;
217        bool isComplete;
218
219        TypeData() : kind( TypeDecl::NUMBER_OF_KINDS ), isComplete( false ) {}
220        TypeData( const TypeDecl * d ) : kind( d->kind ), isComplete( d->sized ) {}
221        TypeData( TypeDecl::Kind k, bool c ) : kind( k ), isComplete( c ) {}
222        TypeData( const TypeData & d1, const TypeData & d2 )
223                : kind( d1.kind ), isComplete( d1.isComplete || d2.isComplete ) {}
224
225        bool operator==( const TypeData & o ) const { return kind == o.kind && isComplete == o.isComplete; }
226        bool operator!=( const TypeData & o ) const { return !(*this == o); }
227};
228
229std::ostream & operator<< ( std::ostream &, const TypeData & );
230
231/// C-style typedef `typedef Foo Bar`
232class TypedefDecl final : public NamedTypeDecl {
233public:
234        TypedefDecl( const CodeLocation& loc, const std::string& name, Storage::Classes storage,
235                Type* b, Linkage::Spec spec = Linkage::Cforall )
236        : NamedTypeDecl( loc, name, storage, b, spec ) {}
237
238        const char * typeString() const override { return "typedef"; }
239
240        const Decl * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
241private:
242        TypedefDecl * clone() const override { return new TypedefDecl{ *this }; }
243        MUTATE_FRIEND
244};
245
246/// Aggregate type declaration base class
247class AggregateDecl : public Decl {
248public:
249        enum Aggregate { Struct, Union, Enum, Exception, Trait, Generator, Coroutine, Monitor, Thread, NoAggregate };
250        static const char * aggrString( Aggregate aggr );
251
252        std::vector<ptr<Decl>> members;
253        std::vector<ptr<TypeDecl>> params;
254        std::vector<ptr<Attribute>> attributes;
255        bool body = false;
256        readonly<AggregateDecl> parent = {};
257
258        AggregateDecl( const CodeLocation& loc, const std::string& name,
259                std::vector<ptr<Attribute>>&& attrs = {}, Linkage::Spec linkage = Linkage::Cforall )
260        : Decl( loc, name, Storage::Classes{}, linkage ), members(), params(),
261          attributes( std::move(attrs) ) {}
262
263        AggregateDecl* set_body( bool b ) { body = b; return this; }
264
265        /// Produces a name for the kind of aggregate
266        virtual const char * typeString() const = 0;
267
268private:
269        AggregateDecl * clone() const override = 0;
270        MUTATE_FRIEND
271};
272
273/// struct declaration `struct Foo { ... };`
274class StructDecl final : public AggregateDecl {
275public:
276        Aggregate kind;
277
278        StructDecl( const CodeLocation& loc, const std::string& name,
279                Aggregate kind = Struct,
280                std::vector<ptr<Attribute>>&& attrs = {}, Linkage::Spec linkage = Linkage::Cforall )
281        : AggregateDecl( loc, name, std::move(attrs), linkage ), kind( kind ) {}
282
283        bool is_coroutine() const { return kind == Coroutine; }
284        bool is_generator() const { return kind == Generator; }
285        bool is_monitor  () const { return kind == Monitor  ; }
286        bool is_thread   () const { return kind == Thread   ; }
287
288        const Decl * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
289
290        const char * typeString() const override { return aggrString( kind ); }
291
292private:
293        StructDecl * clone() const override { return new StructDecl{ *this }; }
294        MUTATE_FRIEND
295};
296
297/// union declaration `union Foo { ... };`
298class UnionDecl final : public AggregateDecl {
299public:
300        UnionDecl( const CodeLocation& loc, const std::string& name,
301                std::vector<ptr<Attribute>>&& attrs = {}, Linkage::Spec linkage = Linkage::Cforall )
302        : AggregateDecl( loc, name, std::move(attrs), linkage ) {}
303
304        const Decl * accept( Visitor& v ) const override { return v.visit( this ); }
305
306        const char * typeString() const override { return aggrString( Union ); }
307
308private:
309        UnionDecl * clone() const override { return new UnionDecl{ *this }; }
310        MUTATE_FRIEND
311};
312
313/// enum declaration `enum Foo { ... };`
314class EnumDecl final : public AggregateDecl {
315public:
316        bool isTyped; // isTyped indicated if the enum has a declaration like:
317        // enum (type_optional) Name {...}
318        ptr<Type> base; // if isTyped == true && base.get() == nullptr, it is a "void" type enum
319        enum class EnumHiding { Visible, Hide } hide;
320
321        EnumDecl( const CodeLocation& loc, const std::string& name, bool isTyped = false,
322                std::vector<ptr<Attribute>>&& attrs = {}, Linkage::Spec linkage = Linkage::Cforall,
323                Type const * base = nullptr, EnumHiding hide = EnumHiding::Hide,
324                std::unordered_map< std::string, long long > enumValues = std::unordered_map< std::string, long long >() )
325        : AggregateDecl( loc, name, std::move(attrs), linkage ), isTyped(isTyped), base(base), hide(hide), enumValues(enumValues) {}
326
327        /// gets the integer value for this enumerator, returning true iff value found
328        // Maybe it is not used in producing the enum value
329        bool valueOf( const Decl * enumerator, long long& value ) const;
330
331        const Decl * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
332
333        const char * typeString() const override { return aggrString( Enum ); }
334
335
336private:
337        EnumDecl * clone() const override { return new EnumDecl{ *this }; }
338        MUTATE_FRIEND
339
340        /// Map from names to enumerator values; kept private for lazy initialization
341        mutable std::unordered_map< std::string, long long > enumValues;
342};
343
344/// trait declaration `trait Foo( ... ) { ... };`
345class TraitDecl final : public AggregateDecl {
346public:
347        TraitDecl( const CodeLocation& loc, const std::string& name,
348                std::vector<ptr<Attribute>>&& attrs = {}, Linkage::Spec linkage = Linkage::Cforall )
349        : AggregateDecl( loc, name, std::move(attrs), linkage ) {}
350
351        const Decl * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
352
353        const char * typeString() const override { return "trait"; }
354
355private:
356        TraitDecl * clone() const override { return new TraitDecl{ *this }; }
357        MUTATE_FRIEND
358};
359
360/// With statement `with (...) ...`
361class WithStmt final : public Decl {
362public:
363        std::vector<ptr<Expr>> exprs;
364        ptr<Stmt> stmt;
365
366        WithStmt( const CodeLocation & loc, std::vector<ptr<Expr>> && exprs, const Stmt * stmt )
367        : Decl(loc, "", Storage::Auto, Linkage::Cforall), exprs(std::move(exprs)), stmt(stmt) {}
368
369        const Decl * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
370private:
371        WithStmt * clone() const override { return new WithStmt{ *this }; }
372        MUTATE_FRIEND
373};
374
375/// Assembly declaration: `asm ... ( "..." : ... )`
376class AsmDecl : public Decl {
377public:
378        ptr<AsmStmt> stmt;
379
380        AsmDecl( const CodeLocation & loc, AsmStmt * stmt )
381        : Decl( loc, "", {}, {} ), stmt(stmt) {}
382
383        const AsmDecl * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
384private:
385        AsmDecl * clone() const override { return new AsmDecl( *this ); }
386        MUTATE_FRIEND
387};
388
389/// C-preprocessor directive `#...`
390class DirectiveDecl : public Decl {
391public:
392        ptr<DirectiveStmt> stmt;
393
394        DirectiveDecl( const CodeLocation & loc, DirectiveStmt * stmt )
395        : Decl( loc, "", {}, {} ), stmt(stmt) {}
396
397        const DirectiveDecl * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
398private:
399        DirectiveDecl * clone() const override { return new DirectiveDecl( *this ); }
400        MUTATE_FRIEND
401};
402
403/// Static Assertion `_Static_assert( ... , ... );`
404class StaticAssertDecl : public Decl {
405public:
406        ptr<Expr> cond;
407        ptr<ConstantExpr> msg;   // string literal
408
409        StaticAssertDecl( const CodeLocation & loc, const Expr * condition, const ConstantExpr * msg )
410        : Decl( loc, "", {}, {} ), cond( condition ), msg( msg ) {}
411
412        const StaticAssertDecl * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
413private:
414        StaticAssertDecl * clone() const override { return new StaticAssertDecl( *this ); }
415        MUTATE_FRIEND
416};
417
418/// Inline Member Declaration `inline TypeName;`
419class InlineMemberDecl final : public DeclWithType {
420public:
421        ptr<Type> type;
422
423        InlineMemberDecl( const CodeLocation & loc, const std::string & name, const Type * type,
424                Storage::Classes storage = {}, Linkage::Spec linkage = Linkage::Cforall,
425                std::vector< ptr<Attribute> > && attrs = {}, Function::Specs fs = {} )
426        : DeclWithType( loc, name, storage, linkage, std::move(attrs), fs ), type( type ) {}
427
428        const Type * get_type() const override { return type; }
429        void set_type( const Type * ty ) override { type = ty; }
430
431        const DeclWithType * accept( Visitor& v ) const override { return v.visit( this ); }
432private:
433        InlineMemberDecl * clone() const override { return new InlineMemberDecl{ *this }; }
434        MUTATE_FRIEND
435};
436
437}
438
439#undef MUTATE_FRIEND
440
441// Local Variables: //
442// tab-width: 4 //
443// mode: c++ //
444// compile-command: "make install" //
445// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.