source: src/AST/Pass.hpp @ 81f93e0

ADTarm-ehast-experimentalenumforall-pointer-decayjacob/cs343-translationnew-ast-unique-exprpthread-emulationqualifiedEnum
Last change on this file since 81f93e0 was 3e5dd913, checked in by Fangren Yu <f37yu@…>, 4 years ago

reimplement function type and eliminate deep copy
  • Property mode set to 100644
File size: 18.8 KB
Line 
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
10// Created On       : Thu May 09 15:37:05 2019
11// Last Modified By :
12// Last Modified On :
13// Update Count     :
14//
15
16#pragma once
17// IWYU pragma: private, include "AST/Pass.hpp"
18
19#include <functional>
20#include <list>
21#include <stack>
22
23#include "AST/Fwd.hpp"
24#include "AST/Node.hpp"
25
26#include "AST/Attribute.hpp"
27#include "AST/Decl.hpp"
28#include "AST/Expr.hpp"
29#include "AST/Init.hpp"
30#include "AST/Stmt.hpp"
31#include "AST/Type.hpp"
32
33#include "AST/Visitor.hpp"
34
35#include "AST/SymbolTable.hpp"
36
37// Private prelude header, needed for some of the magic tricks this class pulls off
38#include "AST/Pass.proto.hpp"
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
48// | PureVisitor           - makes the visitor pure, it never modifies nodes in place and always
49//                           clones nodes it needs to make changes to
50// | WithConstTypeSubstitution - provides polymorphic const TypeSubstitution * typeSubs for the
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
66//
67// Other Special Members:
68// | result                - Either a method that takes no parameters or a field. If a method (or
69//                           callable field) get_result calls it, otherwise the value is returned.
70//-------------------------------------------------------------------------------------------------
71template< typename core_t >
72class Pass final : public ast::Visitor {
73public:
74        using core_type = core_t;
75        using type = Pass<core_t>;
76
77        /// Forward any arguments to the pass constructor
78        /// Propagate 'this' if necessary
79        template< typename... Args >
80        Pass( Args &&... args)
81                : core( std::forward<Args>( args )... )
82        {
83                // After the pass is constructed, check if it wants the have a pointer to the wrapping visitor
84                type * const * visitor = __pass::visitor(core, 0);
85                if(visitor) {
86                        *const_cast<type **>( visitor ) = this;
87                }
88        }
89
90        virtual ~Pass() = default;
91
92        /// Storage for the actual pass.
93        core_t core;
94
95        /// If the core defines a result, call it if possible, otherwise return it.
96        inline auto get_result() -> decltype( __pass::get_result( core, '0' ) ) {
97                return __pass::get_result( core, '0' );
98        }
99
100        /// Construct and run a pass on a translation unit.
101        template< typename... Args >
102        static void run( TranslationUnit & decls, Args &&... args ) {
103                Pass<core_t> visitor( std::forward<Args>( args )... );
104                accept_all( decls, visitor );
105        }
106
107        /// Contruct and run a pass on a pointer to extract a value.
108        template< typename node_type, typename... Args >
109        static auto read( node_type const * node, Args&&... args ) {
110                Pass<core_t> visitor( std::forward<Args>( args )... );
111                node_type const * temp = node->accept( visitor );
112                assert( temp == node );
113                return visitor.get_result();
114        }
115
116        // Versions of the above for older compilers.
117        template< typename... Args >
118        static void run( TranslationUnit & decls ) {
119                Pass<core_t> visitor;
120                accept_all( decls, visitor );
121        }
122
123        template< typename node_type, typename... Args >
124        static auto read( node_type const * node ) {
125                Pass<core_t> visitor;
126                node_type const * temp = node->accept( visitor );
127                assert( temp == node );
128                return visitor.get_result();
129        }
130
131        /// Visit function declarations
132        const ast::DeclWithType *     visit( const ast::ObjectDecl           * ) override final;
133        const ast::DeclWithType *     visit( const ast::FunctionDecl         * ) override final;
134        const ast::Decl *             visit( const ast::StructDecl           * ) override final;
135        const ast::Decl *             visit( const ast::UnionDecl            * ) override final;
136        const ast::Decl *             visit( const ast::EnumDecl             * ) override final;
137        const ast::Decl *             visit( const ast::TraitDecl            * ) override final;
138        const ast::Decl *             visit( const ast::TypeDecl             * ) override final;
139        const ast::Decl *             visit( const ast::TypedefDecl          * ) override final;
140        const ast::AsmDecl *          visit( const ast::AsmDecl              * ) override final;
141        const ast::StaticAssertDecl * visit( const ast::StaticAssertDecl     * ) override final;
142        const ast::CompoundStmt *     visit( const ast::CompoundStmt         * ) override final;
143        const ast::Stmt *             visit( const ast::ExprStmt             * ) override final;
144        const ast::Stmt *             visit( const ast::AsmStmt              * ) override final;
145        const ast::Stmt *             visit( const ast::DirectiveStmt        * ) override final;
146        const ast::Stmt *             visit( const ast::IfStmt               * ) override final;
147        const ast::Stmt *             visit( const ast::WhileStmt            * ) override final;
148        const ast::Stmt *             visit( const ast::ForStmt              * ) override final;
149        const ast::Stmt *             visit( const ast::SwitchStmt           * ) override final;
150        const ast::Stmt *             visit( const ast::CaseStmt             * ) override final;
151        const ast::Stmt *             visit( const ast::BranchStmt           * ) override final;
152        const ast::Stmt *             visit( const ast::ReturnStmt           * ) override final;
153        const ast::Stmt *             visit( const ast::ThrowStmt            * ) override final;
154        const ast::Stmt *             visit( const ast::TryStmt              * ) override final;
155        const ast::Stmt *             visit( const ast::CatchStmt            * ) override final;
156        const ast::Stmt *             visit( const ast::FinallyStmt          * ) override final;
157        const ast::Stmt *             visit( const ast::SuspendStmt          * ) override final;
158        const ast::Stmt *             visit( const ast::WaitForStmt          * ) override final;
159        const ast::Decl *             visit( const ast::WithStmt             * ) override final;
160        const ast::NullStmt *         visit( const ast::NullStmt             * ) override final;
161        const ast::Stmt *             visit( const ast::DeclStmt             * ) override final;
162        const ast::Stmt *             visit( const ast::ImplicitCtorDtorStmt * ) override final;
163        const ast::Expr *             visit( const ast::ApplicationExpr      * ) override final;
164        const ast::Expr *             visit( const ast::UntypedExpr          * ) override final;
165        const ast::Expr *             visit( const ast::NameExpr             * ) override final;
166        const ast::Expr *             visit( const ast::AddressExpr          * ) override final;
167        const ast::Expr *             visit( const ast::LabelAddressExpr     * ) override final;
168        const ast::Expr *             visit( const ast::CastExpr             * ) override final;
169        const ast::Expr *             visit( const ast::KeywordCastExpr      * ) override final;
170        const ast::Expr *             visit( const ast::VirtualCastExpr      * ) override final;
171        const ast::Expr *             visit( const ast::UntypedMemberExpr    * ) override final;
172        const ast::Expr *             visit( const ast::MemberExpr           * ) override final;
173        const ast::Expr *             visit( const ast::VariableExpr         * ) override final;
174        const ast::Expr *             visit( const ast::ConstantExpr         * ) override final;
175        const ast::Expr *             visit( const ast::SizeofExpr           * ) override final;
176        const ast::Expr *             visit( const ast::AlignofExpr          * ) override final;
177        const ast::Expr *             visit( const ast::UntypedOffsetofExpr  * ) override final;
178        const ast::Expr *             visit( const ast::OffsetofExpr         * ) override final;
179        const ast::Expr *             visit( const ast::OffsetPackExpr       * ) override final;
180        const ast::Expr *             visit( const ast::LogicalExpr          * ) override final;
181        const ast::Expr *             visit( const ast::ConditionalExpr      * ) override final;
182        const ast::Expr *             visit( const ast::CommaExpr            * ) override final;
183        const ast::Expr *             visit( const ast::TypeExpr             * ) override final;
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;
214        const ast::Type *             visit( const ast::VarArgsType          * ) override final;
215        const ast::Type *             visit( const ast::ZeroType             * ) override final;
216        const ast::Type *             visit( const ast::OneType              * ) override final;
217        const ast::Type *             visit( const ast::GlobalScopeType      * ) override final;
218        const ast::Designation *      visit( const ast::Designation          * ) override final;
219        const ast::Init *             visit( const ast::SingleInit           * ) override final;
220        const ast::Init *             visit( const ast::ListInit             * ) override final;
221        const ast::Init *             visit( const ast::ConstructorInit      * ) override final;
222        const ast::Attribute *        visit( const ast::Attribute            * ) override final;
223        const ast::TypeSubstitution * visit( const ast::TypeSubstitution     * ) override final;
224
225        template<typename core_type>
226        friend void accept_all( std::list< ptr<Decl> > & decls, Pass<core_type>& visitor );
227
228        bool isInFunction() const {
229                return inFunction;
230        }
231
232private:
233
234        bool __visit_children() { __pass::bool_ref * ptr = __pass::visit_children(core, 0); return ptr ? *ptr : true; }
235
236private:
237        const ast::Stmt * call_accept( const ast::Stmt * );
238        const ast::Expr * call_accept( const ast::Expr * );
239
240        // requests WithStmtsToAdd directly add to this statement, as if it is a compound.
241
242        const ast::Stmt * call_accept_as_compound(const ast::Stmt *);
243
244        template< typename node_t >
245        auto call_accept( const node_t * node ) -> typename std::enable_if<
246                                !std::is_base_of<ast::Expr, node_t>::value &&
247                                !std::is_base_of<ast::Stmt, node_t>::value
248                        , decltype( node->accept(*this) )
249                >::type;
250
251        template< template <class...> class container_t >
252        container_t< ptr<Stmt> > call_accept( const container_t< ptr<Stmt> > & );
253
254        template< template <class...> class container_t, typename node_t >
255        container_t< ptr<node_t> > call_accept( const container_t< ptr<node_t> > & container );
256
257public:
258        /// Logic to call the accept and mutate the parent if needed, delegates call to accept
259        template<typename node_t, typename parent_t, typename child_t>
260        void maybe_accept(const node_t * &, child_t parent_t::* child);
261
262        template<typename node_t, typename parent_t, typename child_t>
263        void maybe_accept_as_compound(const node_t * &, child_t parent_t::* child);
264
265private:
266        /// Internal RAII guard for symbol table features
267        struct guard_symtab {
268                guard_symtab( Pass<core_t> & pass ): pass( pass ) { __pass::symtab::enter(pass.core, 0); }
269                ~guard_symtab()                                   { __pass::symtab::leave(pass.core, 0); }
270                Pass<core_t> & pass;
271        };
272
273        /// Internal RAII guard for scope features
274        struct guard_scope {
275                guard_scope( Pass<core_t> & pass ): pass( pass ) { __pass::scope::enter(pass.core, 0); }
276                ~guard_scope()                                   { __pass::scope::leave(pass.core, 0); }
277                Pass<core_t> & pass;
278        };
279
280        /// Internal RAII guard for forall substitutions
281        struct guard_forall_subs {
282                guard_forall_subs( Pass<core_t> & pass, const FunctionType * type )
283                : pass( pass ), type( type ) { __pass::forall::enter(pass.core, 0, type ); }
284                ~guard_forall_subs()         { __pass::forall::leave(pass.core, 0, type ); }
285                Pass<core_t> & pass;
286                const FunctionType * type;
287        };
288
289private:
290        bool inFunction = false;
291        bool atFunctionTop = false;
292};
293
294/// Apply a pass to an entire translation unit
295template<typename core_t>
296void accept_all( std::list< ast::ptr<ast::Decl> > &, ast::Pass<core_t> & visitor );
297
298template<typename core_t>
299void accept_all( ast::TranslationUnit &, ast::Pass<core_t> & visitor );
300
301//-------------------------------------------------------------------------------------------------
302// PASS ACCESSORIES
303//-------------------------------------------------------------------------------------------------
304
305/// If used the visitor will always clone nodes.
306struct PureVisitor {};
307
308/// Keep track of the polymorphic const TypeSubstitution * typeSubs for the current expression.
309struct WithConstTypeSubstitution {
310        const TypeSubstitution * typeSubs = nullptr;
311};
312
313/// Used if visitor requires added statements before or after the current node.
314/// The Pass template handles what *before* and *after* means automatically
315template< template<class...> class container_t = std::list >
316struct WithStmtsToAdd {
317        container_t< ptr<Stmt> > stmtsToAddBefore;
318        container_t< ptr<Stmt> > stmtsToAddAfter;
319};
320
321/// Used if visitor requires added declarations before or after the current node.
322/// The Pass template handles what *before* and *after* means automatically
323template< template<class...> class container_t = std::list >
324struct WithDeclsToAdd {
325        container_t< ptr<Decl> > declsToAddBefore;
326        container_t< ptr<Decl> > declsToAddAfter;
327};
328
329/// Use if visitation should stop at certain levels
330/// set visit_children false of all child nodes should be ignored
331struct WithShortCircuiting {
332        __pass::bool_ref visit_children;
333};
334
335/// Used to restore values/functions/etc. when the Pass finishes visiting this node
336class WithGuards {
337        __pass::at_cleanup_t at_cleanup = [](__pass::cleanup_func_t, void*) {
338                std::cerr << "No cleanup function was set" << std::endl;
339                abort();
340        };
341
342        template< typename core_t>
343        friend auto __pass::at_cleanup( core_t & core, int ) -> decltype( &core.at_cleanup );
344public:
345
346        /// When this node is finished being visited, restore the value of a variable
347        template< typename T >
348        void GuardValue( T& val ) {
349                at_cleanup( [ val ]( void * newVal ) {
350                        * static_cast< T * >( newVal ) = val;
351                }, static_cast< void * >( & val ) );
352        }
353
354        /// On the object, all beginScope now and endScope when the current node is finished being visited
355        template< typename T >
356        void GuardScope( T& val ) {
357                val.beginScope();
358                at_cleanup( []( void * val ) {
359                        static_cast< T * >( val )->endScope();
360                }, static_cast< void * >( & val ) );
361        }
362
363        /// When this node is finished being visited, call a function
364        template< typename Func >
365        void GuardAction( Func func ) {
366                at_cleanup( [func](void *) { func(); }, nullptr );
367        }
368
369        /// When this node is finished being visited, call a member of an object.
370        template<typename T>
371        void GuardMethod( T * obj, void (T::*method)() ) {
372                at_cleanup( [ method ]( void * object ) {
373                        static_cast< T * >( object )->method();
374                }, static_cast< void * >( obj ) );
375        }
376};
377
378/// Used to get a pointer to the pass with its wrapped type
379template<typename core_t>
380struct WithVisitorRef {
381        Pass<core_t> * const visitor = nullptr;
382
383        bool isInFunction() const {
384                return visitor->isInFunction();
385        }
386};
387
388/// Use when the templated visitor should update the symbol table
389struct WithSymbolTable {
390        SymbolTable symtab;
391};
392
393}
394
395#include "Common/Stats.h"
396
397namespace ast {
398extern struct PassVisitorStats {
399        size_t depth = 0;
400        Stats::Counters::MaxCounter<double> * max;
401        Stats::Counters::AverageCounter<double> * avg;
402} pass_visitor_stats;
403}
404
405#include "AST/Pass.impl.hpp"
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.