source: src/AST/Stmt.hpp @ c588acb

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Line 
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.hpp"
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<Expr> range_over;
240        bool is_inc;
241        ptr<Stmt> body;
242        ptr<Stmt> else_;
243
244        ForStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<ptr<Stmt>> && inits, const Expr * cond,
245                         const Expr * inc, const Stmt * body, const std::vector<Label> && label = {} )
246                : Stmt(loc, std::move(label)), inits(std::move(inits)), cond(cond), inc(inc),
247                        range_over(nullptr), body(body), else_(nullptr) {}
248
249        ForStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<ptr<Stmt>> && inits, const Expr * cond,
250                         const Expr * inc, const Stmt * body, const Stmt * else_, const std::vector<Label> && labels = {} )
251                : Stmt(loc, std::move(labels)), inits(std::move(inits)), cond(cond), inc(inc),
252                        range_over(nullptr), body(body), else_(else_) {}
253
254        ForStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<ptr<Stmt>> && inits, const Expr * range_over, bool is_inc,
255                         const Stmt * body, const Stmt * else_ )
256                : Stmt(loc, std::move(labels)), inits(std::move(inits)), range_over(range_over), is_inc(is_inc), 
257                body(body), else_(else_) {}
258
259        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
260  private:
261        ForStmt * clone() const override { return new ForStmt{ *this }; }
262        MUTATE_FRIEND
263};
264
265// Branch control flow statement: goto ... or break or continue or fallthru
266class BranchStmt final : public Stmt {
267  public:
268        enum Kind { Goto, Break, Continue, FallThrough, FallThroughDefault };
269        static constexpr size_t kindEnd = 1 + (size_t)FallThroughDefault;
270
271        const Label originalTarget;
272        Label target;
273        ptr<Expr> computedTarget;
274        Kind kind;
275
276        BranchStmt( const CodeLocation & loc, Kind kind, Label target, const std::vector<Label> && labels = {} );
277        BranchStmt( const CodeLocation & loc, const Expr * computedTarget, const std::vector<Label> && labels = {} )
278                : Stmt(loc, std::move(labels)), originalTarget(loc), target(loc), computedTarget(computedTarget), kind(Goto) {}
279
280        const char * kindName() const { return kindNames[kind]; }
281
282        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
283  private:
284        BranchStmt * clone() const override { return new BranchStmt{ *this }; }
285        MUTATE_FRIEND
286
287        static const char * kindNames[kindEnd];
288};
289
290// Return statement: return ...
291class ReturnStmt final : public Stmt {
292  public:
293        ptr<Expr> expr;
294
295        ReturnStmt( const CodeLocation & loc, const Expr * expr, const std::vector<Label> && labels = {} )
296                : Stmt(loc, std::move(labels)), expr(expr) {}
297
298        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
299  private:
300        ReturnStmt * clone() const override { return new ReturnStmt{ *this }; }
301        MUTATE_FRIEND
302};
303
304// Kind of exception
305enum ExceptionKind { Terminate, Resume };
306
307// Throw statement: throw ...
308class ThrowStmt final : public Stmt {
309  public:
310        ptr<Expr> expr;
311        ptr<Expr> target;
312        ExceptionKind kind;
313
314        ThrowStmt( const CodeLocation & loc, ExceptionKind kind, const Expr * expr,
315                           const Expr * target, const std::vector<Label> && labels = {} )
316                : Stmt(loc, std::move(labels)), expr(expr), target(target), kind(kind) {}
317
318        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
319  private:
320        ThrowStmt * clone() const override { return new ThrowStmt{ *this }; }
321        MUTATE_FRIEND
322};
323
324// Try statement: try { ... } ...
325class TryStmt final : public Stmt {
326  public:
327        ptr<CompoundStmt> body;
328        std::vector<ptr<CatchClause>> handlers;
329        ptr<FinallyClause> finally;
330
331        TryStmt( const CodeLocation & loc, const CompoundStmt * body,
332                         const std::vector<ptr<CatchClause>> && handlers, const FinallyClause * finally,
333                         const std::vector<Label> && labels = {} )
334                : Stmt(loc, std::move(labels)), body(body), handlers(std::move(handlers)), finally(finally) {}
335
336        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
337  private:
338        TryStmt * clone() const override { return new TryStmt{ *this }; }
339        MUTATE_FRIEND
340};
341
342// Catch clause of try statement
343class CatchClause final : public StmtClause {
344  public:
345        ptr<Decl> decl;
346        ptr<Expr> cond;
347        ptr<Stmt> body;
348        ExceptionKind kind;
349
350        CatchClause( const CodeLocation & loc, ExceptionKind kind, const Decl * decl, const Expr * cond,
351                        const Stmt * body )
352                : StmtClause(loc), decl(decl), cond(cond), body(body), kind(kind) {}
353
354        const CatchClause * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
355  private:
356        CatchClause * clone() const override { return new CatchClause{ *this }; }
357        MUTATE_FRIEND
358};
359
360// Finally clause of try statement
361class FinallyClause final : public StmtClause {
362  public:
363        ptr<CompoundStmt> body;
364
365        FinallyClause( const CodeLocation & loc, const CompoundStmt * body )
366                : StmtClause(loc), body(body) {}
367
368        const FinallyClause * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
369  private:
370        FinallyClause * clone() const override { return new FinallyClause{ *this }; }
371        MUTATE_FRIEND
372};
373
374// Suspend statement
375class SuspendStmt final : public Stmt {
376  public:
377        ptr<CompoundStmt> then;
378        enum Kind { None, Coroutine, Generator } kind = None;
379
380        SuspendStmt( const CodeLocation & loc, const CompoundStmt * then, Kind kind, const std::vector<Label> && labels = {} )
381                : Stmt(loc, std::move(labels)), then(then), kind(kind) {}
382
383        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
384  private:
385        SuspendStmt * clone() const override { return new SuspendStmt{ *this }; }
386        MUTATE_FRIEND
387};
388
389// Base class of WaitFor/WaitUntil statements
390// form: KEYWORD(...) ... timeout(...) ... else ...
391class WaitStmt : public Stmt {
392  public:
393        ptr<Expr> timeout_time;
394        ptr<Stmt> timeout_stmt;
395        ptr<Expr> timeout_cond;
396        ptr<Stmt> else_stmt;
397        ptr<Expr> else_cond;
398
399        WaitStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<Label> && labels = {} )
400                : Stmt(loc, std::move(labels)) {}
401
402  private:
403        WaitStmt * clone() const override = 0;
404        MUTATE_FRIEND
405};
406
407// Base class for WaitFor/WaitUntil clauses
408// form: when( when_cond ) KEYWORD( target ) stmt
409class WhenClause : public StmtClause {
410  public:
411        ptr<Expr> target;
412        ptr<Stmt> stmt;
413        ptr<Expr> when_cond;
414
415        WhenClause( const CodeLocation & loc )
416                : StmtClause( loc ) {}
417
418        const WhenClause * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
419  private:
420        WhenClause * clone() const override { return new WhenClause{ *this }; }
421        MUTATE_FRIEND
422};
423
424// Waitfor statement: when (...) waitfor (... , ...) ... timeout(...) ... else ...
425class WaitForStmt final : public WaitStmt {
426  public:
427        std::vector<ptr<WaitForClause>> clauses;
428
429        WaitForStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<Label> && labels = {} )
430                : WaitStmt(loc, std::move(labels)) {}
431
432        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
433  private:
434        WaitForStmt * clone() const override { return new WaitForStmt{ *this }; }
435        MUTATE_FRIEND
436};
437
438// Clause in a waitfor statement: waitfor (..., ...) ...
439class WaitForClause final : public WhenClause {
440  public:
441        std::vector<ptr<Expr>> target_args;
442
443        WaitForClause( const CodeLocation & loc )
444                : WhenClause( loc ) {}
445
446        const WaitForClause * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
447  private:
448        WaitForClause * clone() const override { return new WaitForClause{ *this }; }
449        MUTATE_FRIEND
450};
451
452// waituntil statement: when (...) waituntil (...) ... timeout(...) ... else ...
453class WaitUntilStmt final : public WaitStmt {
454  public:
455        // Non-ast node used during compilation to store data needed to generate predicates
456        //    and set initial status values for clauses
457        // Used to create a tree corresponding to the structure of the clauses in a WaitUntil
458        struct ClauseNode {
459                enum Op { AND, OR, LEFT_OR, LEAF, ELSE, TIMEOUT } op; // operation/type tag
460                // LEFT_OR used with TIMEOUT/ELSE to indicate that we ignore right hand side after parsing
461
462                ClauseNode * left;
463                ClauseNode * right;
464                WhenClause * leaf;  // only set if this node is a leaf (points into vector of clauses)
465
466                bool ambiguousWhen; // used to paint nodes of predicate tree based on when() clauses
467                bool whenState;     // used to track if when_cond is toggled on or off for generating init values
468                bool childOfAnd;      // true on leaf nodes that are children of AND, false otherwise
469
470                ClauseNode( Op op, ClauseNode * left, ClauseNode * right )
471                        : op(op), left(left), right(right), leaf(nullptr),
472                        ambiguousWhen(false), whenState(true), childOfAnd(false) {}
473                ClauseNode( Op op, WhenClause * leaf )
474                        : op(op), left(nullptr), right(nullptr), leaf(leaf),
475                        ambiguousWhen(false), whenState(true), childOfAnd(false) {}
476                ClauseNode( WhenClause * leaf ) : ClauseNode(LEAF, leaf) {}
477
478                ~ClauseNode() {
479                        if ( left ) delete left;
480                        if ( right ) delete right;
481                }
482        };
483
484        std::vector<ptr<WhenClause>> clauses;
485        ClauseNode * predicateTree;
486
487        WaitUntilStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<Label> && labels = {} )
488                : WaitStmt(loc, std::move(labels)) {}
489
490        ~WaitUntilStmt() { delete predicateTree; }
491
492        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
493  private:
494        WaitUntilStmt * clone() const override { return new WaitUntilStmt{ *this }; }
495        MUTATE_FRIEND
496};
497
498// Any declaration in a (compound) statement.
499class DeclStmt final : public Stmt {
500  public:
501        ptr<Decl> decl;
502
503        DeclStmt( const CodeLocation & loc, const Decl * decl, const std::vector<Label> && labels = {} )
504                : Stmt(loc, std::move(labels)), decl(decl) {}
505
506        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
507  private:
508        DeclStmt * clone() const override { return new DeclStmt{ *this }; }
509        MUTATE_FRIEND
510};
511
512// Represents an implicit application of a constructor or destructor.
513class ImplicitCtorDtorStmt final : public Stmt {
514  public:
515        ptr<Stmt> callStmt;
516
517        ImplicitCtorDtorStmt( const CodeLocation & loc, const Stmt * callStmt,
518                                                  std::vector<Label> && labels = {} )
519                : Stmt(loc, std::move(labels)), callStmt(callStmt) {}
520
521        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
522  private:
523        ImplicitCtorDtorStmt * clone() const override { return new ImplicitCtorDtorStmt{ *this }; }
524        MUTATE_FRIEND
525};
526
527// Mutex Statement
528class MutexStmt final : public Stmt {
529  public:
530        ptr<Stmt> stmt;
531        std::vector<ptr<Expr>> mutexObjs;
532
533        MutexStmt( const CodeLocation & loc, const Stmt * stmt,
534                           const std::vector<ptr<Expr>> && mutexes, const std::vector<Label> && labels = {} )
535                : Stmt(loc, std::move(labels)), stmt(stmt), mutexObjs(std::move(mutexes)) {}
536
537        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
538  private:
539        MutexStmt * clone() const override { return new MutexStmt{ *this }; }
540        MUTATE_FRIEND
541};
542
543// Corun Statement
544class CorunStmt final : public Stmt {
545  public:
546        ptr<Stmt> stmt;
547
548        CorunStmt( const CodeLocation & loc, const Stmt * stmt, const std::vector<Label> && labels = {} )
549                : Stmt(loc, std::move(labels)), stmt(stmt) {}
550
551        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
552  private:
553        CorunStmt * clone() const override { return new CorunStmt{ *this }; }
554        MUTATE_FRIEND
555};
556
557// Corun Statement
558class CoforStmt final : public Stmt {
559  public:
560        std::vector<ptr<Stmt>> inits;
561        ptr<Expr> cond;
562        ptr<Expr> inc;
563        ptr<Stmt> body;
564
565        CoforStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<ptr<Stmt>> && inits, const Expr * cond,
566                         const Expr * inc, const Stmt * body, const std::vector<Label> && label = {} )
567                : Stmt(loc, std::move(label)), inits(std::move(inits)), cond(cond), inc(inc), body(body) {}
568
569        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
570  private:
571        CoforStmt * clone() const override { return new CoforStmt{ *this }; }
572        MUTATE_FRIEND
573};
574
575} // namespace ast
576
577#undef MUTATE_FRIEND
578
579// Local Variables: //
580// mode: c++ //
581// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.