source: src/AST/Pass.hpp @ 6740533e

Last change on this file since 6740533e was 525f7ad, checked in by JiadaL <j82liang@…>, 5 months ago
  1. Add count_e( enum_name ), a pseudo function that return the number of element in an enum; 2. Implementation of enum range loop.
  • Property mode set to 100644
File size: 21.2 KB
RevLine 
[04124c4]1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2019 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// Pass.hpp --
8//
9// Author           : Thierry Delisle
[a86b2ca6]10// Created On       : Thu May 09 15:37:05 2019
[04124c4]11// Last Modified By :
12// Last Modified On :
13// Update Count     :
14//
15
[f47f887]16#pragma once
[04124c4]17// IWYU pragma: private, include "AST/Pass.hpp"
[f47f887]18
19#include <functional>
20#include <list>
21#include <stack>
22
[04124c4]23#include "AST/Fwd.hpp"
24#include "AST/Node.hpp"
[6d51bd7]25
26#include "AST/Attribute.hpp"
[04124c4]27#include "AST/Decl.hpp"
[6d51bd7]28#include "AST/Expr.hpp"
29#include "AST/Init.hpp"
30#include "AST/Stmt.hpp"
[8a5530c]31#include "AST/Type.hpp"
[6d51bd7]32
[04124c4]33#include "AST/Visitor.hpp"
34
[0e42794]35#include "AST/SymbolTable.hpp"
[f47f887]36
37// Private prelude header, needed for some of the magic tricks this class pulls off
[04124c4]38#include "AST/Pass.proto.hpp"
[f47f887]39
40namespace ast {
41//-------------------------------------------------------------------------------------------------
42// Templated visitor type
43// To use declare a Pass< YOUR VISITOR TYPE >
44// The visitor type should specify the previsit/postvisit for types that are desired.
45// Note: previsit/postvisit must be **public** members
46//
47// Several additional features are available through inheritance
[73f1b1c]48// | PureVisitor           - makes the visitor pure, it never modifies nodes in place and always
49//                           clones nodes it needs to make changes to
[b2a11ba]50// | WithConstTypeSubstitution - provides polymorphic const TypeSubstitution * typeSubs for the
[e0e9a0b]51//                           current expression
52// | WithStmtsToAdd        - provides the ability to insert statements before or after the current
53//                           statement by adding new statements into stmtsToAddBefore or
54//                           stmtsToAddAfter respectively.
55// | WithDeclsToAdd        - provides the ability to insert declarations before or after the
56//                           current declarations by adding new DeclStmt into declsToAddBefore or
57//                           declsToAddAfter respectively.
58// | WithShortCircuiting   - provides the ability to skip visiting child nodes; set visit_children
59//                           to false in pre{visit,visit} to skip visiting children
60// | WithGuards            - provides the ability to save/restore data like a LIFO stack; to save,
61//                           call GuardValue with the variable to save, the variable will
62//                           automatically be restored to its previous value after the
63//                           corresponding postvisit/postmutate teminates.
64// | WithVisitorRef        - provides an pointer to the templated visitor wrapper
65// | WithSymbolTable       - provides symbol table functionality
[e6b42e7]66//
67// Other Special Members:
[d0bdb18]68// | beginScope            - A method with no parameters or return value, called each time the
69//                           visitor enters a block.
70// | endScope              - A method with no parameters or return value, called each time the
71//                           visitor leaves a block.
[e6b42e7]72// | result                - Either a method that takes no parameters or a field. If a method (or
73//                           callable field) get_result calls it, otherwise the value is returned.
[f47f887]74//-------------------------------------------------------------------------------------------------
[7ff3e522]75template< typename core_t >
[f47f887]76class Pass final : public ast::Visitor {
77public:
[7ff3e522]78        using core_type = core_t;
79        using type = Pass<core_t>;
80
[04124c4]81        /// Forward any arguments to the pass constructor
82        /// Propagate 'this' if necessary
[f47f887]83        template< typename... Args >
84        Pass( Args &&... args)
[7ff3e522]85                : core( std::forward<Args>( args )... )
[f47f887]86        {
87                // After the pass is constructed, check if it wants the have a pointer to the wrapping visitor
[66a89e7]88                type * const * visitor = __pass::visitor( core, 0 );
89                if ( visitor ) {
[7ff3e522]90                        *const_cast<type **>( visitor ) = this;
[f47f887]91                }
92        }
93
94        virtual ~Pass() = default;
95
[e6b42e7]96        /// Storage for the actual pass.
97        core_t core;
98
99        /// If the core defines a result, call it if possible, otherwise return it.
[66a89e7]100        inline auto get_result() -> decltype( __pass::result::get( core, '0' ) ) {
101                return __pass::result::get( core, '0' );
[e6b42e7]102        }
103
[a86b2ca6]104        /// Construct and run a pass on a translation unit.
105        template< typename... Args >
[293dc1c]106        static void run( TranslationUnit & decls, Args &&... args ) {
[7ff3e522]107                Pass<core_t> visitor( std::forward<Args>( args )... );
[a86b2ca6]108                accept_all( decls, visitor );
109        }
110
[e6b42e7]111        /// Contruct and run a pass on a pointer to extract a value.
112        template< typename node_type, typename... Args >
113        static auto read( node_type const * node, Args&&... args ) {
114                Pass<core_t> visitor( std::forward<Args>( args )... );
[ce36b55]115                auto const * temp = node->accept( visitor );
[e6b42e7]116                assert( temp == node );
117                return visitor.get_result();
118        }
119
[04124c4]120        /// Visit function declarations
[23f99e1]121        const ast::DeclWithType *     visit( const ast::ObjectDecl           * ) override final;
122        const ast::DeclWithType *     visit( const ast::FunctionDecl         * ) override final;
123        const ast::Decl *             visit( const ast::StructDecl           * ) override final;
124        const ast::Decl *             visit( const ast::UnionDecl            * ) override final;
125        const ast::Decl *             visit( const ast::EnumDecl             * ) override final;
126        const ast::Decl *             visit( const ast::TraitDecl            * ) override final;
127        const ast::Decl *             visit( const ast::TypeDecl             * ) override final;
128        const ast::Decl *             visit( const ast::TypedefDecl          * ) override final;
129        const ast::AsmDecl *          visit( const ast::AsmDecl              * ) override final;
[2d019af]130        const ast::DirectiveDecl *    visit( const ast::DirectiveDecl        * ) override final;
[23f99e1]131        const ast::StaticAssertDecl * visit( const ast::StaticAssertDecl     * ) override final;
[19a8c40]132        const ast::DeclWithType *     visit( const ast::InlineMemberDecl     * ) override final;
[23f99e1]133        const ast::CompoundStmt *     visit( const ast::CompoundStmt         * ) override final;
134        const ast::Stmt *             visit( const ast::ExprStmt             * ) override final;
135        const ast::Stmt *             visit( const ast::AsmStmt              * ) override final;
136        const ast::Stmt *             visit( const ast::DirectiveStmt        * ) override final;
137        const ast::Stmt *             visit( const ast::IfStmt               * ) override final;
[3b0bc16]138        const ast::Stmt *             visit( const ast::WhileDoStmt          * ) override final;
[23f99e1]139        const ast::Stmt *             visit( const ast::ForStmt              * ) override final;
140        const ast::Stmt *             visit( const ast::SwitchStmt           * ) override final;
[400b8be]141        const ast::CaseClause *       visit( const ast::CaseClause           * ) override final;
[23f99e1]142        const ast::Stmt *             visit( const ast::BranchStmt           * ) override final;
143        const ast::Stmt *             visit( const ast::ReturnStmt           * ) override final;
144        const ast::Stmt *             visit( const ast::ThrowStmt            * ) override final;
145        const ast::Stmt *             visit( const ast::TryStmt              * ) override final;
[400b8be]146        const ast::CatchClause *      visit( const ast::CatchClause          * ) override final;
147        const ast::FinallyClause *    visit( const ast::FinallyClause        * ) override final;
[37cdd97]148        const ast::Stmt *             visit( const ast::SuspendStmt          * ) override final;
[cf3da24]149        const ast::WhenClause *       visit( const ast::WhenClause           * ) override final;
[23f99e1]150        const ast::Stmt *             visit( const ast::WaitForStmt          * ) override final;
[f6e6a55]151        const ast::WaitForClause *    visit( const ast::WaitForClause        * ) override final;
[cf3da24]152        const ast::Stmt *             visit( const ast::WaitUntilStmt        * ) override final;
[e67991f]153        const ast::Decl *             visit( const ast::WithStmt             * ) override final;
[23f99e1]154        const ast::NullStmt *         visit( const ast::NullStmt             * ) override final;
155        const ast::Stmt *             visit( const ast::DeclStmt             * ) override final;
156        const ast::Stmt *             visit( const ast::ImplicitCtorDtorStmt * ) override final;
[6cebfef]157        const ast::Stmt *             visit( const ast::MutexStmt            * ) override final;
[cf3da24]158        const ast::Stmt *             visit( const ast::CorunStmt            * ) override final;
[3d9d017]159        const ast::Stmt *             visit( const ast::CoforStmt            * ) override final;
[23f99e1]160        const ast::Expr *             visit( const ast::ApplicationExpr      * ) override final;
161        const ast::Expr *             visit( const ast::UntypedExpr          * ) override final;
162        const ast::Expr *             visit( const ast::NameExpr             * ) override final;
[fad1f14]163        const ast::Expr *             visit( const ast::QualifiedNameExpr        * ) override final;
[23f99e1]164        const ast::Expr *             visit( const ast::AddressExpr          * ) override final;
165        const ast::Expr *             visit( const ast::LabelAddressExpr     * ) override final;
166        const ast::Expr *             visit( const ast::CastExpr             * ) override final;
167        const ast::Expr *             visit( const ast::KeywordCastExpr      * ) override final;
168        const ast::Expr *             visit( const ast::VirtualCastExpr      * ) override final;
169        const ast::Expr *             visit( const ast::UntypedMemberExpr    * ) override final;
170        const ast::Expr *             visit( const ast::MemberExpr           * ) override final;
171        const ast::Expr *             visit( const ast::VariableExpr         * ) override final;
172        const ast::Expr *             visit( const ast::ConstantExpr         * ) override final;
173        const ast::Expr *             visit( const ast::SizeofExpr           * ) override final;
[525f7ad]174        const ast::Expr *             visit( const ast::CountExpr            * ) override final;
[23f99e1]175        const ast::Expr *             visit( const ast::AlignofExpr          * ) override final;
176        const ast::Expr *             visit( const ast::UntypedOffsetofExpr  * ) override final;
177        const ast::Expr *             visit( const ast::OffsetofExpr         * ) override final;
178        const ast::Expr *             visit( const ast::OffsetPackExpr       * ) override final;
179        const ast::Expr *             visit( const ast::LogicalExpr          * ) override final;
180        const ast::Expr *             visit( const ast::ConditionalExpr      * ) override final;
181        const ast::Expr *             visit( const ast::CommaExpr            * ) override final;
182        const ast::Expr *             visit( const ast::TypeExpr             * ) override final;
[4ec9513]183        const ast::Expr *             visit( const ast::DimensionExpr        * ) override final;
[23f99e1]184        const ast::Expr *             visit( const ast::AsmExpr              * ) override final;
185        const ast::Expr *             visit( const ast::ImplicitCopyCtorExpr * ) override final;
186        const ast::Expr *             visit( const ast::ConstructorExpr      * ) override final;
187        const ast::Expr *             visit( const ast::CompoundLiteralExpr  * ) override final;
188        const ast::Expr *             visit( const ast::RangeExpr            * ) override final;
189        const ast::Expr *             visit( const ast::UntypedTupleExpr     * ) override final;
190        const ast::Expr *             visit( const ast::TupleExpr            * ) override final;
191        const ast::Expr *             visit( const ast::TupleIndexExpr       * ) override final;
192        const ast::Expr *             visit( const ast::TupleAssignExpr      * ) override final;
193        const ast::Expr *             visit( const ast::StmtExpr             * ) override final;
194        const ast::Expr *             visit( const ast::UniqueExpr           * ) override final;
195        const ast::Expr *             visit( const ast::UntypedInitExpr      * ) override final;
196        const ast::Expr *             visit( const ast::InitExpr             * ) override final;
197        const ast::Expr *             visit( const ast::DeletedExpr          * ) override final;
198        const ast::Expr *             visit( const ast::DefaultArgExpr       * ) override final;
199        const ast::Expr *             visit( const ast::GenericExpr          * ) override final;
200        const ast::Type *             visit( const ast::VoidType             * ) override final;
201        const ast::Type *             visit( const ast::BasicType            * ) override final;
202        const ast::Type *             visit( const ast::PointerType          * ) override final;
203        const ast::Type *             visit( const ast::ArrayType            * ) override final;
204        const ast::Type *             visit( const ast::ReferenceType        * ) override final;
205        const ast::Type *             visit( const ast::QualifiedType        * ) override final;
206        const ast::Type *             visit( const ast::FunctionType         * ) override final;
207        const ast::Type *             visit( const ast::StructInstType       * ) override final;
208        const ast::Type *             visit( const ast::UnionInstType        * ) override final;
209        const ast::Type *             visit( const ast::EnumInstType         * ) override final;
210        const ast::Type *             visit( const ast::TraitInstType        * ) override final;
211        const ast::Type *             visit( const ast::TypeInstType         * ) override final;
212        const ast::Type *             visit( const ast::TupleType            * ) override final;
213        const ast::Type *             visit( const ast::TypeofType           * ) override final;
[3945abe]214        const ast::Type *             visit( const ast::VTableType           * ) override final;
[23f99e1]215        const ast::Type *             visit( const ast::VarArgsType          * ) override final;
216        const ast::Type *             visit( const ast::ZeroType             * ) override final;
217        const ast::Type *             visit( const ast::OneType              * ) override final;
218        const ast::Type *             visit( const ast::GlobalScopeType      * ) override final;
219        const ast::Designation *      visit( const ast::Designation          * ) override final;
220        const ast::Init *             visit( const ast::SingleInit           * ) override final;
221        const ast::Init *             visit( const ast::ListInit             * ) override final;
222        const ast::Init *             visit( const ast::ConstructorInit      * ) override final;
223        const ast::Attribute *        visit( const ast::Attribute            * ) override final;
224        const ast::TypeSubstitution * visit( const ast::TypeSubstitution     * ) override final;
[f47f887]225
[7ff3e522]226        template<typename core_type>
227        friend void accept_all( std::list< ptr<Decl> > & decls, Pass<core_type>& visitor );
[53d55b6]228
229        bool isInFunction() const {
230                return inFunction;
231        }
232
[f47f887]233private:
234
[164a6b6]235        bool __visit_children() { bool * ptr = __pass::visit_children(core, 0); return ptr ? *ptr : true; }
[f47f887]236
237private:
238
[90320ac]239        /// The return type of the general call_accept function.
[6d51bd7]240        template< typename node_t >
[90320ac]241        using call_accept_result_t = __pass::result1<
242                typename std::remove_pointer< typename std::result_of<
243                        decltype(&node_t::accept)(node_t*, type&) >::type >::type
[eb211bf]244                >;
[f8143a6]245
[eb211bf]246        template< typename node_t >
[90320ac]247        auto call_accept( const node_t * node ) -> call_accept_result_t<node_t>;
[f8143a6]248
[eb211bf]249        // requests WithStmtsToAdd directly add to this statement, as if it is a compound.
250        __pass::result1<ast::Stmt> call_accept_as_compound(const ast::Stmt *);
[f8143a6]251
[9e23b446]252        // requests type environment to be updated (why is it implemented like this?)
253        __pass::result1<ast::Expr> call_accept_top(const ast::Expr *);
254
[f8143a6]255        template< template <class...> class container_t >
[eb211bf]256        __pass::resultNstmt<container_t> call_accept( const container_t< ptr<Stmt> > & );
[f47f887]257
[6d51bd7]258        template< template <class...> class container_t, typename node_t >
[eb211bf]259        __pass::resultN< container_t, node_t > call_accept( const container_t< ptr<node_t> > & container );
[f47f887]260
[2b59f55]261public:
[6d51bd7]262        /// Logic to call the accept and mutate the parent if needed, delegates call to accept
[f8143a6]263        template<typename node_t, typename parent_t, typename field_t>
264        void maybe_accept(const node_t * &, field_t parent_t::* field);
[6d51bd7]265
[f8143a6]266        template<typename node_t, typename parent_t, typename field_t>
267        void maybe_accept_as_compound(const node_t * &, field_t parent_t::* field);
[490fb92e]268
[9e23b446]269        template<typename node_t, typename parent_t, typename field_t>
270        void maybe_accept_top(const node_t * &, field_t parent_t::* field);
271
[f47f887]272private:
[0e42794]273        /// Internal RAII guard for symbol table features
274        struct guard_symtab {
[7ff3e522]275                guard_symtab( Pass<core_t> & pass ): pass( pass ) { __pass::symtab::enter(pass.core, 0); }
276                ~guard_symtab()                                   { __pass::symtab::leave(pass.core, 0); }
277                Pass<core_t> & pass;
[f47f887]278        };
279
[04124c4]280        /// Internal RAII guard for scope features
281        struct guard_scope {
[7ff3e522]282                guard_scope( Pass<core_t> & pass ): pass( pass ) { __pass::scope::enter(pass.core, 0); }
283                ~guard_scope()                                   { __pass::scope::leave(pass.core, 0); }
284                Pass<core_t> & pass;
[f47f887]285        };
[23f99e1]286
[e0e9a0b]287        /// Internal RAII guard for forall substitutions
288        struct guard_forall_subs {
[361bf01]289                guard_forall_subs( Pass<core_t> & pass, const FunctionType * type )
[7ff3e522]290                : pass( pass ), type( type ) { __pass::forall::enter(pass.core, 0, type ); }
291                ~guard_forall_subs()         { __pass::forall::leave(pass.core, 0, type ); }
292                Pass<core_t> & pass;
[361bf01]293                const FunctionType * type;
[e0e9a0b]294        };
295
[23f99e1]296private:
297        bool inFunction = false;
[c6c682cf]298        bool atFunctionTop = false;
[f47f887]299};
300
[d8938622]301/// Apply a pass to an entire translation unit
[7ff3e522]302template<typename core_t>
303void accept_all( std::list< ast::ptr<ast::Decl> > &, ast::Pass<core_t> & visitor );
[f47f887]304
[293dc1c]305template<typename core_t>
306void accept_all( ast::TranslationUnit &, ast::Pass<core_t> & visitor );
307
[04124c4]308//-------------------------------------------------------------------------------------------------
[f47f887]309// PASS ACCESSORIES
[04124c4]310//-------------------------------------------------------------------------------------------------
[f47f887]311
[73f1b1c]312/// If used the visitor will always clone nodes.
[d3aa64f1]313struct PureVisitor {};
314
[e9e9f56]315/// Keep track of the nearest parent node's location field.
[a9762dc]316struct WithCodeLocation {
317        const CodeLocation * location = nullptr;
318};
319
[b2a11ba]320/// Keep track of the polymorphic const TypeSubstitution * typeSubs for the current expression.
[04124c4]321struct WithConstTypeSubstitution {
[b2a11ba]322        const TypeSubstitution * typeSubs = nullptr;
[04124c4]323};
324
325/// Used if visitor requires added statements before or after the current node.
326/// The Pass template handles what *before* and *after* means automatically
[6d51bd7]327template< template<class...> class container_t = std::list >
[f47f887]328struct WithStmtsToAdd {
[04124c4]329        container_t< ptr<Stmt> > stmtsToAddBefore;
330        container_t< ptr<Stmt> > stmtsToAddAfter;
[f47f887]331};
332
[04124c4]333/// Used if visitor requires added declarations before or after the current node.
334/// The Pass template handles what *before* and *after* means automatically
[6d51bd7]335template< template<class...> class container_t = std::list >
[f47f887]336struct WithDeclsToAdd {
[04124c4]337        container_t< ptr<Decl> > declsToAddBefore;
338        container_t< ptr<Decl> > declsToAddAfter;
[f47f887]339};
340
[04124c4]341/// Use if visitation should stop at certain levels
342/// set visit_children false of all child nodes should be ignored
[f47f887]343struct WithShortCircuiting {
[164a6b6]344        bool visit_children;
[f47f887]345};
346
[04124c4]347/// Used to restore values/functions/etc. when the Pass finishes visiting this node
348class WithGuards {
[e16e27e1]349        __pass::at_cleanup_t at_cleanup = [](__pass::cleanup_func_t, void*) {
350                std::cerr << "No cleanup function was set" << std::endl;
351                abort();
352        };
[f47f887]353
[96c04e4]354        template< typename core_t >
[822332e]355        friend auto __pass::make_value_guard( core_t & core, int )
356                -> decltype( __pass::value_guard( core.at_cleanup ) );
[04124c4]357public:
[e16e27e1]358
[04124c4]359        /// When this node is finished being visited, restore the value of a variable
[148ba7d]360        /// You may assign to the return value to set the new value in the same statement.
[04124c4]361        template< typename T >
[148ba7d]362        T& GuardValue( T& val ) {
[04124c4]363                at_cleanup( [ val ]( void * newVal ) {
364                        * static_cast< T * >( newVal ) = val;
365                }, static_cast< void * >( & val ) );
[148ba7d]366                return val;
[04124c4]367        }
[f47f887]368
[04124c4]369        /// On the object, all beginScope now and endScope when the current node is finished being visited
370        template< typename T >
371        void GuardScope( T& val ) {
372                val.beginScope();
373                at_cleanup( []( void * val ) {
374                        static_cast< T * >( val )->endScope();
375                }, static_cast< void * >( & val ) );
376        }
[f47f887]377
[04124c4]378        /// When this node is finished being visited, call a function
379        template< typename Func >
380        void GuardAction( Func func ) {
381                at_cleanup( [func](void *) { func(); }, nullptr );
382        }
383};
[f47f887]384
[04124c4]385/// Used to get a pointer to the pass with its wrapped type
[7ff3e522]386template<typename core_t>
[04124c4]387struct WithVisitorRef {
[7ff3e522]388        Pass<core_t> * const visitor = nullptr;
[f47f887]389
[53d55b6]390        bool isInFunction() const {
391                return visitor->isInFunction();
[cb25fc9]392        }
393};
394
[b9fe89b]395/// Use when the templated visitor should update the symbol table,
396/// that is, when your pass core needs to query the symbol table.
397/// Expected setups:
398/// - For master passes that kick off at the compilation unit
399///   - before resolver: extend WithSymbolTableX<IgnoreErrors>
400///   - after resolver: extend WithSymbolTable and use defaults
401///   - (FYI, for completeness, the resolver's main pass uses ValidateOnAdd when it kicks off)
402/// - For helper passes that kick off at arbitrary points in the AST:
403///   - take an existing symbol table as a parameter, extend WithSymbolTable,
404///     and construct with WithSymbolTable(const SymbolTable &)
[0e42794]405struct WithSymbolTable {
[b9fe89b]406        WithSymbolTable(const ast::SymbolTable & from) : symtab(from) {}
407        WithSymbolTable(ast::SymbolTable::ErrorDetection errorMode = ast::SymbolTable::ErrorDetection::AssertClean) : symtab(errorMode) {}
408        ast::SymbolTable symtab;
409};
410template <ast::SymbolTable::ErrorDetection errorMode>
411struct WithSymbolTableX : WithSymbolTable {
412        WithSymbolTableX() : WithSymbolTable(errorMode) {}
[f47f887]413};
[e0e9a0b]414
[c600df1]415/// Used to get a pointer to the wrapping TranslationUnit.
416struct WithConstTranslationUnit {
417        const TranslationUnit * translationUnit = nullptr;
418
419        const TranslationUnit & transUnit() const {
420                assertf( translationUnit, "WithConstTranslationUnit not set-up." );
421                return *translationUnit;
422        }
423};
424
[6d51bd7]425}
426
[c92bdcc]427#include "Common/Stats.hpp"
[6d51bd7]428
[172d9342]429namespace ast {
[6d51bd7]430extern struct PassVisitorStats {
431        size_t depth = 0;
[c408483]432        Stats::Counters::MaxCounter<double> * max;
433        Stats::Counters::AverageCounter<double> * avg;
[6d51bd7]434} pass_visitor_stats;
[172d9342]435}
[6d51bd7]436
[be8518f]437#include "AST/Pass.impl.hpp"
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.