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