source: src/AST/Stmt.hpp @ 60c3d87e

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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// Stmt.hpp --
8//
9// Author           : Aaron B. Moss
10// Created On       : Wed May  8 13:00:00 2019
11// Last Modified By : Andrew Beach
12// Last Modified On : Wed Apr  5 10:34:00 2023
13// Update Count     : 37
14//
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16#pragma once
17
18#include <list>
19#include <utility>                                                                              // for move
20#include <vector>
21
22#include "Label.hpp"
23#include "Node.hpp"                                                                             // for node, ptr
24#include "ParseNode.hpp"
25#include "Visitor.hpp"
26#include "Common/CodeLocation.h"
27
28// Must be included in *all* AST classes; should be #undef'd at the end of the file
29#define MUTATE_FRIEND                                                                                                   \
30    template<typename node_t> friend node_t * mutate(const node_t * node); \
31        template<typename node_t> friend node_t * shallowCopy(const node_t * node);
32
33namespace ast {
34class Expr;
35
36// Base statement node
37class Stmt : public ParseNode {
38  public:
39        std::vector<Label> labels;
40
41        Stmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<Label> && labels = {} )
42                : ParseNode(loc), labels(std::move(labels)) {}
43
44        Stmt(const Stmt & o) : ParseNode(o), labels(o.labels) {}
45
46        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override = 0;
47  private:
48        Stmt * clone() const override = 0;
49        MUTATE_FRIEND
50};
51
52// Base statement component node (only serves to group them).
53class StmtClause : public ParseNode {
54  public:
55        // This is for non-statements that still belong with the statements,
56        // but are not statements, usually some sort of clause. Often these can
57        // (and should) be folded into the approprate parent node, but if they
58        // cannot be, they are sub-types of this type, for organization.
59
60        StmtClause( const CodeLocation & loc )
61                : ParseNode(loc) {}
62
63  private:
64        StmtClause * clone() const override = 0;
65        MUTATE_FRIEND
66};
67
68// Compound statement: { ... }
69class CompoundStmt final : public Stmt {
70  public:
71        std::list<ptr<Stmt>> kids;
72
73        CompoundStmt(const CodeLocation & loc, const std::list<ptr<Stmt>> && ks = {}, const std::vector<Label> && labels = {} )
74                : Stmt(loc, std::move(labels)), kids(std::move(ks)) {}
75
76        CompoundStmt( const CompoundStmt & o );
77        CompoundStmt( CompoundStmt && o ) = default;
78
79        void push_back( const Stmt * s ) { kids.emplace_back( s ); }
80        void push_front( const Stmt * s ) { kids.emplace_front( s ); }
81
82        const CompoundStmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
83  private:
84        CompoundStmt * clone() const override { return new CompoundStmt{ *this }; }
85        MUTATE_FRIEND
86};
87
88// Empty statment: ;
89class NullStmt final : public Stmt {
90  public:
91        NullStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<Label> && labels = {} )
92                : Stmt(loc, std::move(labels)) {}
93
94        const NullStmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
95  private:
96        NullStmt * clone() const override { return new NullStmt{ *this }; }
97        MUTATE_FRIEND
98};
99
100// Expression wrapped by statement
101class ExprStmt final : public Stmt {
102  public:
103        ptr<Expr> expr;
104
105        ExprStmt( const CodeLocation & loc, const Expr* e, const std::vector<Label> && labels = {} )
106                : Stmt(loc, std::move(labels)), expr(e) {}
107
108        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
109  private:
110        ExprStmt * clone() const override { return new ExprStmt{ *this }; }
111        MUTATE_FRIEND
112};
113
114// Assembly statement: asm ... ( "..." : ... )
115class AsmStmt final : public Stmt {
116  public:
117        bool isVolatile;
118        ptr<Expr> instruction;
119        std::vector<ptr<Expr>> output, input;
120        std::vector<ptr<ConstantExpr>> clobber;
121        std::vector<Label> gotoLabels;
122
123        AsmStmt( const CodeLocation & loc, bool isVolatile, const Expr * instruction,
124                         const std::vector<ptr<Expr>> && output, const std::vector<ptr<Expr>> && input,
125                         const std::vector<ptr<ConstantExpr>> && clobber, const std::vector<Label> && gotoLabels,
126                         const std::vector<Label> && labels = {})
127                : Stmt(loc, std::move(labels)), isVolatile(isVolatile), instruction(instruction),
128                  output(std::move(output)), input(std::move(input)), clobber(std::move(clobber)),
129                  gotoLabels(std::move(gotoLabels)) {}
130
131        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
132  private:
133        AsmStmt * clone() const override { return new AsmStmt{ *this }; }
134        MUTATE_FRIEND
135};
136
137// C-preprocessor directive: #...
138class DirectiveStmt final : public Stmt {
139  public:
140        std::string directive;
141
142        DirectiveStmt( const CodeLocation & loc, const std::string & directive,
143                                   std::vector<Label> && labels = {} )
144                : Stmt(loc, std::move(labels)), directive(directive) {}
145
146        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
147  private:
148        DirectiveStmt * clone() const override { return new DirectiveStmt{ *this }; }
149        MUTATE_FRIEND
150};
151
152// If statement: if (...) ... else ...
153class IfStmt final : public Stmt {
154  public:
155        ptr<Expr> cond;
156        ptr<Stmt> then;
157        ptr<Stmt> else_;
158        std::vector<ptr<Stmt>> inits;
159
160        IfStmt( const CodeLocation & loc, const Expr * cond, const Stmt * then,
161                        const Stmt * else_ = nullptr, const std::vector<ptr<Stmt>> && inits = {},
162                        const std::vector<Label> && labels = {} )
163                : Stmt(loc, std::move(labels)), cond(cond), then(then), else_(else_),
164                  inits(std::move(inits)) {}
165
166        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
167  private:
168        IfStmt * clone() const override { return new IfStmt{ *this }; }
169        MUTATE_FRIEND
170};
171
172// Switch or choose statement: switch (...) { ... }
173class SwitchStmt final : public Stmt {
174  public:
175        ptr<Expr> cond;
176        std::vector<ptr<CaseClause>> cases;
177
178        SwitchStmt( const CodeLocation & loc, const Expr * cond,
179                                const std::vector<ptr<CaseClause>> && cases,
180                                const std::vector<Label> && labels = {} )
181                : Stmt(loc, std::move(labels)), cond(cond), cases(std::move(cases)) {}
182
183        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
184  private:
185        SwitchStmt * clone() const override { return new SwitchStmt{ *this }; }
186        MUTATE_FRIEND
187};
188
189// Case label: case ...: or default:
190class CaseClause final : public StmtClause {
191  public:
192        // Null for the default label.
193        ptr<Expr> cond;
194        std::vector<ptr<Stmt>> stmts;
195
196        CaseClause( const CodeLocation & loc, const Expr * cond, const std::vector<ptr<Stmt>> && stmts )
197                : StmtClause(loc), cond(cond), stmts(std::move(stmts)) {}
198
199        bool isDefault() const { return !cond; }
200
201        const CaseClause * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
202  private:
203        CaseClause * clone() const override { return new CaseClause{ *this }; }
204        MUTATE_FRIEND
205};
206
207// A while loop or a do-while loop:
208enum WhileDoKind { While, DoWhile };
209
210// While loop: while (...) ... else ... or do ... while (...) else ...;
211class WhileDoStmt final : public Stmt {
212  public:
213        ptr<Expr> cond;
214        ptr<Stmt> body;
215        ptr<Stmt> else_;
216        std::vector<ptr<Stmt>> inits;
217        WhileDoKind isDoWhile;
218
219        WhileDoStmt( const CodeLocation & loc, const Expr * cond, const Stmt * body,
220                                 const std::vector<ptr<Stmt>> && inits, WhileDoKind isDoWhile = While, const std::vector<Label> && labels = {} )
221                : Stmt(loc, std::move(labels)), cond(cond), body(body), else_(nullptr), inits(std::move(inits)), isDoWhile(isDoWhile) {}
222
223        WhileDoStmt( const CodeLocation & loc, const Expr * cond, const Stmt * body, const Stmt * else_,
224                                 const std::vector<ptr<Stmt>> && inits, WhileDoKind isDoWhile = While, const std::vector<Label> && labels = {} )
225                : Stmt(loc, std::move(labels)), cond(cond), body(body), else_(else_), inits(std::move(inits)), isDoWhile(isDoWhile) {}
226
227        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
228  private:
229        WhileDoStmt * clone() const override { return new WhileDoStmt{ *this }; }
230        MUTATE_FRIEND
231};
232
233// For loop: for (... ; ... ; ...) ... else ...
234class ForStmt final : public Stmt {
235  public:
236        std::vector<ptr<Stmt>> inits;
237        ptr<Expr> cond;
238        ptr<Expr> inc;
239        ptr<Stmt> body;
240        ptr<Stmt> else_;
241
242        ForStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<ptr<Stmt>> && inits, const Expr * cond,
243                         const Expr * inc, const Stmt * body, const std::vector<Label> && label = {} )
244                : Stmt(loc, std::move(label)), inits(std::move(inits)), cond(cond), inc(inc), body(body), else_(nullptr) {}
245
246        ForStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<ptr<Stmt>> && inits, const Expr * cond,
247                         const Expr * inc, const Stmt * body, const Stmt * else_, const std::vector<Label> && labels = {} )
248                : Stmt(loc, std::move(labels)), inits(std::move(inits)), cond(cond), inc(inc), body(body), else_(else_) {}
249
250        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
251  private:
252        ForStmt * clone() const override { return new ForStmt{ *this }; }
253        MUTATE_FRIEND
254};
255
256// Branch control flow statement: goto ... or break or continue or fallthru
257class BranchStmt final : public Stmt {
258  public:
259        enum Kind { Goto, Break, Continue, FallThrough, FallThroughDefault };
260        static constexpr size_t kindEnd = 1 + (size_t)FallThroughDefault;
261
262        const Label originalTarget;
263        Label target;
264        ptr<Expr> computedTarget;
265        Kind kind;
266
267        BranchStmt( const CodeLocation & loc, Kind kind, Label target, const std::vector<Label> && labels = {} );
268        BranchStmt( const CodeLocation & loc, const Expr * computedTarget, const std::vector<Label> && labels = {} )
269                : Stmt(loc, std::move(labels)), originalTarget(loc), target(loc), computedTarget(computedTarget), kind(Goto) {}
270
271        const char * kindName() const { return kindNames[kind]; }
272
273        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
274  private:
275        BranchStmt * clone() const override { return new BranchStmt{ *this }; }
276        MUTATE_FRIEND
277
278        static const char * kindNames[kindEnd];
279};
280
281// Return statement: return ...
282class ReturnStmt final : public Stmt {
283  public:
284        ptr<Expr> expr;
285
286        ReturnStmt( const CodeLocation & loc, const Expr * expr, const std::vector<Label> && labels = {} )
287                : Stmt(loc, std::move(labels)), expr(expr) {}
288
289        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
290  private:
291        ReturnStmt * clone() const override { return new ReturnStmt{ *this }; }
292        MUTATE_FRIEND
293};
294
295// Kind of exception
296enum ExceptionKind { Terminate, Resume };
297
298// Throw statement: throw ...
299class ThrowStmt final : public Stmt {
300  public:
301        ptr<Expr> expr;
302        ptr<Expr> target;
303        ExceptionKind kind;
304
305        ThrowStmt( const CodeLocation & loc, ExceptionKind kind, const Expr * expr,
306                           const Expr * target, const std::vector<Label> && labels = {} )
307                : Stmt(loc, std::move(labels)), expr(expr), target(target), kind(kind) {}
308
309        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
310  private:
311        ThrowStmt * clone() const override { return new ThrowStmt{ *this }; }
312        MUTATE_FRIEND
313};
314
315// Try statement: try { ... } ...
316class TryStmt final : public Stmt {
317  public:
318        ptr<CompoundStmt> body;
319        std::vector<ptr<CatchClause>> handlers;
320        ptr<FinallyClause> finally;
321
322        TryStmt( const CodeLocation & loc, const CompoundStmt * body,
323                         const std::vector<ptr<CatchClause>> && handlers, const FinallyClause * finally,
324                         const std::vector<Label> && labels = {} )
325                : Stmt(loc, std::move(labels)), body(body), handlers(std::move(handlers)), finally(finally) {}
326
327        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
328  private:
329        TryStmt * clone() const override { return new TryStmt{ *this }; }
330        MUTATE_FRIEND
331};
332
333// Catch clause of try statement
334class CatchClause final : public StmtClause {
335  public:
336        ptr<Decl> decl;
337        ptr<Expr> cond;
338        ptr<Stmt> body;
339        ExceptionKind kind;
340
341        CatchClause( const CodeLocation & loc, ExceptionKind kind, const Decl * decl, const Expr * cond,
342                           const Stmt * body )
343                : StmtClause(loc), decl(decl), cond(cond), body(body), kind(kind) {}
344
345        const CatchClause * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
346  private:
347        CatchClause * clone() const override { return new CatchClause{ *this }; }
348        MUTATE_FRIEND
349};
350
351// Finally clause of try statement
352class FinallyClause final : public StmtClause {
353  public:
354        ptr<CompoundStmt> body;
355
356        FinallyClause( const CodeLocation & loc, const CompoundStmt * body )
357                : StmtClause(loc), body(body) {}
358
359        const FinallyClause * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
360  private:
361        FinallyClause * clone() const override { return new FinallyClause{ *this }; }
362        MUTATE_FRIEND
363};
364
365// Suspend statement
366class SuspendStmt final : public Stmt {
367  public:
368        ptr<CompoundStmt> then;
369        enum Kind { None, Coroutine, Generator } kind = None;
370
371        SuspendStmt( const CodeLocation & loc, const CompoundStmt * then, Kind kind, const std::vector<Label> && labels = {} )
372                : Stmt(loc, std::move(labels)), then(then), kind(kind) {}
373
374        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
375  private:
376        SuspendStmt * clone() const override { return new SuspendStmt{ *this }; }
377        MUTATE_FRIEND
378};
379
380// Base class of WaitFor/WaitUntil statements
381// form: KEYWORD(...) ... timeout(...) ... else ...
382class WaitStmt : public Stmt { 
383  public:
384    ptr<Expr> timeout_time;
385        ptr<Stmt> timeout_stmt;
386        ptr<Expr> timeout_cond;
387        ptr<Stmt> else_stmt;
388        ptr<Expr> else_cond;
389
390    WaitStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<Label> && labels = {} )
391                : Stmt(loc, std::move(labels)) {}
392
393  private:
394    WaitStmt * clone() const override = 0;
395        MUTATE_FRIEND
396};
397
398// Base class for WaitFor/WaitUntil clauses
399// form: when( when_cond ) KEYWORD( target ) stmt
400class WhenClause : public StmtClause {
401  public:
402        ptr<Expr> target;
403        ptr<Stmt> stmt;
404        ptr<Expr> when_cond;
405
406        WhenClause( const CodeLocation & loc )
407                : StmtClause( loc ) {}
408
409        const WhenClause * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
410  private:
411        WhenClause * clone() const override { return new WhenClause{ *this }; }
412        MUTATE_FRIEND
413};
414
415// Waitfor statement: when (...) waitfor (... , ...) ... timeout(...) ... else ...
416class WaitForStmt final : public WaitStmt {
417  public:
418        std::vector<ptr<WaitForClause>> clauses;
419
420        WaitForStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<Label> && labels = {} )
421                : WaitStmt(loc, std::move(labels)) {}
422
423        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
424  private:
425        WaitForStmt * clone() const override { return new WaitForStmt{ *this }; }
426        MUTATE_FRIEND
427};
428
429// Clause in a waitfor statement: waitfor (..., ...) ...
430class WaitForClause final : public WhenClause {
431  public:
432        std::vector<ptr<Expr>> target_args;
433
434        WaitForClause( const CodeLocation & loc )
435                : WhenClause( loc ) {}
436
437        const WaitForClause * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
438  private:
439        WaitForClause * clone() const override { return new WaitForClause{ *this }; }
440        MUTATE_FRIEND
441};
442
443// waituntil statement: when (...) waituntil (...) ... timeout(...) ... else ...
444class WaitUntilStmt final : public WaitStmt {
445  public:
446    // Non-ast node used during compilation to store data needed to generate predicates
447    //    and set initial status values for clauses
448    // Used to create a tree corresponding to the structure of the clauses in a WaitUntil
449    struct ClauseNode { 
450        enum Op { AND, OR, LEFT_OR, LEAF, ELSE, TIMEOUT } op; // operation/type tag
451        // LEFT_OR used with TIMEOUT/ELSE to indicate that we ignore right hand side after parsing
452
453        ClauseNode * left;
454        ClauseNode * right;
455        WhenClause * leaf;  // only set if this node is a leaf (points into vector of clauses)
456
457        bool ambiguousWhen; // used to paint nodes of predicate tree based on when() clauses
458        bool whenState;     // used to track if when_cond is toggled on or off for generating init values
459        bool childOfAnd;      // true on leaf nodes that are children of AND, false otherwise
460
461        ClauseNode( Op op, ClauseNode * left, ClauseNode * right )
462            : op(op), left(left), right(right), leaf(nullptr), 
463            ambiguousWhen(false), whenState(true), childOfAnd(false) {}
464        ClauseNode( Op op, WhenClause * leaf )
465            : op(op), left(nullptr), right(nullptr), leaf(leaf),
466            ambiguousWhen(false), whenState(true), childOfAnd(false) {}
467        ClauseNode( WhenClause * leaf ) : ClauseNode(LEAF, leaf) {}
468       
469        ~ClauseNode() {
470            if ( left ) delete left;
471            if ( right ) delete right;
472        }
473    };
474
475        std::vector<ptr<WhenClause>> clauses;
476    ClauseNode * predicateTree;
477
478        WaitUntilStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<Label> && labels = {} )
479                : WaitStmt(loc, std::move(labels)) {}
480
481    ~WaitUntilStmt() { delete predicateTree; }
482
483        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
484  private:
485        WaitUntilStmt * clone() const override { return new WaitUntilStmt{ *this }; }
486        MUTATE_FRIEND
487};
488
489// Any declaration in a (compound) statement.
490class DeclStmt final : public Stmt {
491  public:
492        ptr<Decl> decl;
493
494        DeclStmt( const CodeLocation & loc, const Decl * decl, const std::vector<Label> && labels = {} )
495                : Stmt(loc, std::move(labels)), decl(decl) {}
496
497        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
498  private:
499        DeclStmt * clone() const override { return new DeclStmt{ *this }; }
500        MUTATE_FRIEND
501};
502
503// Represents an implicit application of a constructor or destructor.
504class ImplicitCtorDtorStmt final : public Stmt {
505  public:
506        ptr<Stmt> callStmt;
507
508        ImplicitCtorDtorStmt( const CodeLocation & loc, const Stmt * callStmt,
509                                                  std::vector<Label> && labels = {} )
510                : Stmt(loc, std::move(labels)), callStmt(callStmt) {}
511
512        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
513  private:
514        ImplicitCtorDtorStmt * clone() const override { return new ImplicitCtorDtorStmt{ *this }; }
515        MUTATE_FRIEND
516};
517
518// Mutex Statement
519class MutexStmt final : public Stmt {
520  public:
521        ptr<Stmt> stmt;
522        std::vector<ptr<Expr>> mutexObjs;
523
524        MutexStmt( const CodeLocation & loc, const Stmt * stmt, 
525                           const std::vector<ptr<Expr>> && mutexes, const std::vector<Label> && labels = {} )
526                : Stmt(loc, std::move(labels)), stmt(stmt), mutexObjs(std::move(mutexes)) {}
527
528        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
529  private:
530        MutexStmt * clone() const override { return new MutexStmt{ *this }; }
531        MUTATE_FRIEND
532};
533
534} // namespace ast
535
536#undef MUTATE_FRIEND
537
538// Local Variables: //
539// mode: c++ //
540// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.