source: src/AST/Stmt.hpp @ 62afe08

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Added ForeachStmt? (felt better than ForEachStmt?). This new node is a bit optimistic in that currently it is covering a very narrow case, but with improvements to it and RangeExpr?, it could handle many more kind of loops.

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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<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),
245                body(body), else_(nullptr) {}
246
247        ForStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<ptr<Stmt>> && inits, const Expr * cond,
248                         const Expr * inc, const Stmt * body, const Stmt * else_, const std::vector<Label> && labels = {} )
249                : Stmt(loc, std::move(labels)), inits(std::move(inits)), cond(cond), inc(inc),
250                body(body), else_(else_) {}
251
252        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
253  private:
254        ForStmt * clone() const override { return new ForStmt{ *this }; }
255        MUTATE_FRIEND
256};
257
258enum RangeDirection { DecreasingRange, IncreasingRange };
259
260// For-each loop: for (... : ...) ... else ...
261class ForeachStmt final : public Stmt {
262  public:
263        std::vector<ptr<Stmt>> inits;
264        ptr<Expr> range;
265        ptr<Stmt> body;
266        ptr<Stmt> else_;
267        // This is a property of the range, but there is no place to store it.
268        RangeDirection isIncreasing;
269
270        ForeachStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<ptr<Stmt>> && inits,
271                        const Expr * range_over, RangeDirection isInc, const Stmt * body, const Stmt * else_ )
272                : Stmt(loc, std::move(labels)), inits(std::move(inits)), range(range_over),
273                body(body), else_(else_), isIncreasing(isInc) {}
274
275        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
276  private:
277        ForeachStmt * clone() const override { return new ForeachStmt{ *this }; }
278        MUTATE_FRIEND
279};
280
281// Branch control flow statement: goto ... or break or continue or fallthru
282class BranchStmt final : public Stmt {
283  public:
284        enum Kind { Goto, Break, Continue, FallThrough, FallThroughDefault };
285        static constexpr size_t kindEnd = 1 + (size_t)FallThroughDefault;
286
287        const Label originalTarget;
288        Label target;
289        ptr<Expr> computedTarget;
290        Kind kind;
291
292        BranchStmt( const CodeLocation & loc, Kind kind, Label target, const std::vector<Label> && labels = {} );
293        BranchStmt( const CodeLocation & loc, const Expr * computedTarget, const std::vector<Label> && labels = {} )
294                : Stmt(loc, std::move(labels)), originalTarget(loc), target(loc), computedTarget(computedTarget), kind(Goto) {}
295
296        const char * kindName() const { return kindNames[kind]; }
297
298        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
299  private:
300        BranchStmt * clone() const override { return new BranchStmt{ *this }; }
301        MUTATE_FRIEND
302
303        static const char * kindNames[kindEnd];
304};
305
306// Return statement: return ...
307class ReturnStmt final : public Stmt {
308  public:
309        ptr<Expr> expr;
310
311        ReturnStmt( const CodeLocation & loc, const Expr * expr, const std::vector<Label> && labels = {} )
312                : Stmt(loc, std::move(labels)), expr(expr) {}
313
314        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
315  private:
316        ReturnStmt * clone() const override { return new ReturnStmt{ *this }; }
317        MUTATE_FRIEND
318};
319
320// Kind of exception
321enum ExceptionKind { Terminate, Resume };
322
323// Throw statement: throw ...
324class ThrowStmt final : public Stmt {
325  public:
326        ptr<Expr> expr;
327        ptr<Expr> target;
328        ExceptionKind kind;
329
330        ThrowStmt( const CodeLocation & loc, ExceptionKind kind, const Expr * expr,
331                           const Expr * target, const std::vector<Label> && labels = {} )
332                : Stmt(loc, std::move(labels)), expr(expr), target(target), kind(kind) {}
333
334        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
335  private:
336        ThrowStmt * clone() const override { return new ThrowStmt{ *this }; }
337        MUTATE_FRIEND
338};
339
340// Try statement: try { ... } ...
341class TryStmt final : public Stmt {
342  public:
343        ptr<CompoundStmt> body;
344        std::vector<ptr<CatchClause>> handlers;
345        ptr<FinallyClause> finally;
346
347        TryStmt( const CodeLocation & loc, const CompoundStmt * body,
348                         const std::vector<ptr<CatchClause>> && handlers, const FinallyClause * finally,
349                         const std::vector<Label> && labels = {} )
350                : Stmt(loc, std::move(labels)), body(body), handlers(std::move(handlers)), finally(finally) {}
351
352        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
353  private:
354        TryStmt * clone() const override { return new TryStmt{ *this }; }
355        MUTATE_FRIEND
356};
357
358// Catch clause of try statement
359class CatchClause final : public StmtClause {
360  public:
361        ptr<Decl> decl;
362        ptr<Expr> cond;
363        ptr<Stmt> body;
364        ExceptionKind kind;
365
366        CatchClause( const CodeLocation & loc, ExceptionKind kind, const Decl * decl, const Expr * cond,
367                        const Stmt * body )
368                : StmtClause(loc), decl(decl), cond(cond), body(body), kind(kind) {}
369
370        const CatchClause * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
371  private:
372        CatchClause * clone() const override { return new CatchClause{ *this }; }
373        MUTATE_FRIEND
374};
375
376// Finally clause of try statement
377class FinallyClause final : public StmtClause {
378  public:
379        ptr<CompoundStmt> body;
380
381        FinallyClause( const CodeLocation & loc, const CompoundStmt * body )
382                : StmtClause(loc), body(body) {}
383
384        const FinallyClause * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
385  private:
386        FinallyClause * clone() const override { return new FinallyClause{ *this }; }
387        MUTATE_FRIEND
388};
389
390// Suspend statement
391class SuspendStmt final : public Stmt {
392  public:
393        ptr<CompoundStmt> then;
394        enum Kind { None, Coroutine, Generator } kind = None;
395
396        SuspendStmt( const CodeLocation & loc, const CompoundStmt * then, Kind kind, const std::vector<Label> && labels = {} )
397                : Stmt(loc, std::move(labels)), then(then), kind(kind) {}
398
399        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
400  private:
401        SuspendStmt * clone() const override { return new SuspendStmt{ *this }; }
402        MUTATE_FRIEND
403};
404
405// Base class of WaitFor/WaitUntil statements
406// form: KEYWORD(...) ... timeout(...) ... else ...
407class WaitStmt : public Stmt {
408  public:
409        ptr<Expr> timeout_time;
410        ptr<Stmt> timeout_stmt;
411        ptr<Expr> timeout_cond;
412        ptr<Stmt> else_stmt;
413        ptr<Expr> else_cond;
414
415        WaitStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<Label> && labels = {} )
416                : Stmt(loc, std::move(labels)) {}
417
418  private:
419        WaitStmt * clone() const override = 0;
420        MUTATE_FRIEND
421};
422
423// Base class for WaitFor/WaitUntil clauses
424// form: when( when_cond ) KEYWORD( target ) stmt
425class WhenClause : public StmtClause {
426  public:
427        ptr<Expr> target;
428        ptr<Stmt> stmt;
429        ptr<Expr> when_cond;
430
431        WhenClause( const CodeLocation & loc )
432                : StmtClause( loc ) {}
433
434        const WhenClause * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
435  private:
436        WhenClause * clone() const override { return new WhenClause{ *this }; }
437        MUTATE_FRIEND
438};
439
440// Waitfor statement: when (...) waitfor (... , ...) ... timeout(...) ... else ...
441class WaitForStmt final : public WaitStmt {
442  public:
443        std::vector<ptr<WaitForClause>> clauses;
444
445        WaitForStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<Label> && labels = {} )
446                : WaitStmt(loc, std::move(labels)) {}
447
448        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
449  private:
450        WaitForStmt * clone() const override { return new WaitForStmt{ *this }; }
451        MUTATE_FRIEND
452};
453
454// Clause in a waitfor statement: waitfor (..., ...) ...
455class WaitForClause final : public WhenClause {
456  public:
457        std::vector<ptr<Expr>> target_args;
458
459        WaitForClause( const CodeLocation & loc )
460                : WhenClause( loc ) {}
461
462        const WaitForClause * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
463  private:
464        WaitForClause * clone() const override { return new WaitForClause{ *this }; }
465        MUTATE_FRIEND
466};
467
468// waituntil statement: when (...) waituntil (...) ... timeout(...) ... else ...
469class WaitUntilStmt final : public WaitStmt {
470  public:
471        // Non-ast node used during compilation to store data needed to generate predicates
472        //    and set initial status values for clauses
473        // Used to create a tree corresponding to the structure of the clauses in a WaitUntil
474        struct ClauseNode {
475                enum Op { AND, OR, LEFT_OR, LEAF, ELSE, TIMEOUT } op; // operation/type tag
476                // LEFT_OR used with TIMEOUT/ELSE to indicate that we ignore right hand side after parsing
477
478                ClauseNode * left;
479                ClauseNode * right;
480                WhenClause * leaf;  // only set if this node is a leaf (points into vector of clauses)
481
482                bool ambiguousWhen; // used to paint nodes of predicate tree based on when() clauses
483                bool whenState;     // used to track if when_cond is toggled on or off for generating init values
484                bool childOfAnd;      // true on leaf nodes that are children of AND, false otherwise
485
486                ClauseNode( Op op, ClauseNode * left, ClauseNode * right )
487                        : op(op), left(left), right(right), leaf(nullptr),
488                        ambiguousWhen(false), whenState(true), childOfAnd(false) {}
489                ClauseNode( Op op, WhenClause * leaf )
490                        : op(op), left(nullptr), right(nullptr), leaf(leaf),
491                        ambiguousWhen(false), whenState(true), childOfAnd(false) {}
492                ClauseNode( WhenClause * leaf ) : ClauseNode(LEAF, leaf) {}
493
494                ~ClauseNode() {
495                        if ( left ) delete left;
496                        if ( right ) delete right;
497                }
498        };
499
500        std::vector<ptr<WhenClause>> clauses;
501        ClauseNode * predicateTree;
502
503        WaitUntilStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<Label> && labels = {} )
504                : WaitStmt(loc, std::move(labels)) {}
505
506        ~WaitUntilStmt() { delete predicateTree; }
507
508        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
509  private:
510        WaitUntilStmt * clone() const override { return new WaitUntilStmt{ *this }; }
511        MUTATE_FRIEND
512};
513
514// Any declaration in a (compound) statement.
515class DeclStmt final : public Stmt {
516  public:
517        ptr<Decl> decl;
518
519        DeclStmt( const CodeLocation & loc, const Decl * decl, const std::vector<Label> && labels = {} )
520                : Stmt(loc, std::move(labels)), decl(decl) {}
521
522        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
523  private:
524        DeclStmt * clone() const override { return new DeclStmt{ *this }; }
525        MUTATE_FRIEND
526};
527
528// Represents an implicit application of a constructor or destructor.
529class ImplicitCtorDtorStmt final : public Stmt {
530  public:
531        ptr<Stmt> callStmt;
532
533        ImplicitCtorDtorStmt( const CodeLocation & loc, const Stmt * callStmt,
534                                                  std::vector<Label> && labels = {} )
535                : Stmt(loc, std::move(labels)), callStmt(callStmt) {}
536
537        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
538  private:
539        ImplicitCtorDtorStmt * clone() const override { return new ImplicitCtorDtorStmt{ *this }; }
540        MUTATE_FRIEND
541};
542
543// Mutex Statement
544class MutexStmt final : public Stmt {
545  public:
546        ptr<Stmt> stmt;
547        std::vector<ptr<Expr>> mutexObjs;
548
549        MutexStmt( const CodeLocation & loc, const Stmt * stmt,
550                           const std::vector<ptr<Expr>> && mutexes, const std::vector<Label> && labels = {} )
551                : Stmt(loc, std::move(labels)), stmt(stmt), mutexObjs(std::move(mutexes)) {}
552
553        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
554  private:
555        MutexStmt * clone() const override { return new MutexStmt{ *this }; }
556        MUTATE_FRIEND
557};
558
559// Corun Statement
560class CorunStmt final : public Stmt {
561  public:
562        ptr<Stmt> stmt;
563
564        CorunStmt( const CodeLocation & loc, const Stmt * stmt, const std::vector<Label> && labels = {} )
565                : Stmt(loc, std::move(labels)), stmt(stmt) {}
566
567        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
568  private:
569        CorunStmt * clone() const override { return new CorunStmt{ *this }; }
570        MUTATE_FRIEND
571};
572
573// Corun Statement
574class CoforStmt final : public Stmt {
575  public:
576        std::vector<ptr<Stmt>> inits;
577        ptr<Expr> cond;
578        ptr<Expr> inc;
579        ptr<Stmt> body;
580
581        CoforStmt( const CodeLocation & loc, const std::vector<ptr<Stmt>> && inits, const Expr * cond,
582                         const Expr * inc, const Stmt * body, const std::vector<Label> && label = {} )
583                : Stmt(loc, std::move(label)), inits(std::move(inits)), cond(cond), inc(inc), body(body) {}
584
585        const Stmt * accept( Visitor & v ) const override { return v.visit( this ); }
586  private:
587        CoforStmt * clone() const override { return new CoforStmt{ *this }; }
588        MUTATE_FRIEND
589};
590
591} // namespace ast
592
593#undef MUTATE_FRIEND
594
595// Local Variables: //
596// mode: c++ //
597// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.