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AK: Introduce AK::Coroutine
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8263e0a619
243
AK/Coroutine.h
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243
AK/Coroutine.h
Normal file
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@ -0,0 +1,243 @@
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/*
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* Copyright (c) 2024, Dan Klishch <danilklishch@gmail.com>
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*
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* SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
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*/
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#pragma once
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#include <AK/Concepts.h>
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#include <AK/Noncopyable.h>
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#include <coroutine>
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namespace AK {
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namespace Detail {
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struct SuspendNever {
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// Even though we set -fno-exceptions, Clang really wants these to be noexcept.
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bool await_ready() const noexcept { return true; }
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void await_suspend(std::coroutine_handle<>) const noexcept { }
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void await_resume() const noexcept { }
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};
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struct SymmetricControlTransfer {
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SymmetricControlTransfer(std::coroutine_handle<> handle)
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: m_handle(handle ? handle : std::noop_coroutine())
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{
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}
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bool await_ready() const noexcept { return false; }
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auto await_suspend(std::coroutine_handle<>) const noexcept { return m_handle; }
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void await_resume() const noexcept { }
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std::coroutine_handle<> m_handle;
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};
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template<typename T>
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struct TryAwaiter;
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template<typename T>
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struct ValueHolder {
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alignas(T) u8 m_return_value[sizeof(T)];
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};
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template<>
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struct ValueHolder<void> { };
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}
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template<typename T>
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class [[nodiscard]] Coroutine : private Detail::ValueHolder<T> {
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struct CoroutinePromiseVoid;
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struct CoroutinePromiseValue;
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AK_MAKE_NONCOPYABLE(Coroutine);
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public:
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using ReturnType = T;
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using promise_type = Conditional<SameAs<T, void>, CoroutinePromiseVoid, CoroutinePromiseValue>;
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~Coroutine()
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{
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VERIFY(await_ready());
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if constexpr (!SameAs<T, void>)
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return_value()->~T();
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if (m_handle)
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m_handle.destroy();
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}
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Coroutine(Coroutine&& other)
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{
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m_handle = AK::exchange(other.m_handle, {});
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if (!await_ready())
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m_handle.promise().m_coroutine = this;
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else if constexpr (!IsVoid<T>)
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new (return_value()) T(move(*other.return_value()));
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}
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Coroutine& operator=(Coroutine&& other)
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{
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if (this != &other) {
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this->~Coroutine();
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new (this) Coroutine(move(other));
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}
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return *this;
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}
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|
bool await_ready() const
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{
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return !m_handle || m_handle.done();
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|
}
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void await_suspend(std::coroutine_handle<> awaiter)
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{
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m_handle.promise().m_awaiter = awaiter;
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}
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|
// Do NOT bind the result of await_resume() on a temporary coroutine (or the result of CO_TRY) to auto&&!
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|
[[nodiscard]] decltype(auto) await_resume()
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{
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|
if constexpr (SameAs<T, void>)
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return;
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||||||
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else
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|
return static_cast<T&&>(*return_value());
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|
}
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private:
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template<typename U>
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friend struct Detail::TryAwaiter;
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// You cannot just have return_value and return_void defined in the same promise type because C++.
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struct CoroutinePromiseBase {
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CoroutinePromiseBase() = default;
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Coroutine get_return_object()
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{
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|
return { std::coroutine_handle<promise_type>::from_promise(*static_cast<promise_type*>(this)) };
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}
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|
Detail::SuspendNever initial_suspend() { return {}; }
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Detail::SymmetricControlTransfer final_suspend() noexcept
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{
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return { m_awaiter };
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}
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std::coroutine_handle<> m_awaiter;
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|
Coroutine* m_coroutine { nullptr };
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};
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|
struct CoroutinePromiseValue : CoroutinePromiseBase {
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template<typename U>
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requires requires { { T(forward<U>(declval<U>())) }; }
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||||||
|
void return_value(U&& returned_object)
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{
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|
new (this->m_coroutine->return_value()) T(forward<U>(returned_object));
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}
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||||||
|
void return_value(T&& returned_object)
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|
{
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|
new (this->m_coroutine->return_value()) T(move(returned_object));
|
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|
}
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|
};
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struct CoroutinePromiseVoid : CoroutinePromiseBase {
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|
void return_void() { }
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};
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|
Coroutine(std::coroutine_handle<promise_type>&& handle)
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|
: m_handle(move(handle))
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{
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|
m_handle.promise().m_coroutine = this;
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|
}
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T* return_value()
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{
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return reinterpret_cast<T*>(this->m_return_value);
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|
}
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|
std::coroutine_handle<promise_type> m_handle;
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|
};
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template<typename T>
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||||||
|
T must_sync(Coroutine<ErrorOr<T>>&& coroutine)
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{
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|
VERIFY(coroutine.await_ready());
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|
auto&& object = coroutine.await_resume();
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|
VERIFY(!object.is_error());
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|
return object.release_value();
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|
}
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namespace Detail {
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template<typename T>
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||||||
|
struct TryAwaiter {
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|
TryAwaiter(T& expression)
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|
requires(!IsSpecializationOf<T, Coroutine>)
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||||||
|
: m_expression(&expression)
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|
{
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||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
TryAwaiter(T&& expression)
|
||||||
|
requires(!IsSpecializationOf<T, Coroutine>)
|
||||||
|
: m_expression(&expression)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
bool await_ready() { return false; }
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|
template<typename U>
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||||||
|
requires IsSpecializationOf<T, ErrorOr>
|
||||||
|
std::coroutine_handle<> await_suspend(std::coroutine_handle<U> handle)
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||||||
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{
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||||||
|
if (!m_expression->is_error()) {
|
||||||
|
return handle;
|
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|
} else {
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|
auto awaiter = handle.promise().m_awaiter;
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|
auto* coroutine = handle.promise().m_coroutine;
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using ReturnType = RemoveReference<decltype(*coroutine)>::ReturnType;
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|
static_assert(IsSpecializationOf<ReturnType, ErrorOr>,
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|
"CO_TRY can only be used inside functions returning a specialization of ErrorOr");
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// Move error to the user-visible AK::Coroutine
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new (coroutine->return_value()) ReturnType(m_expression->release_error());
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// ... and tell it that there's a result available.
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coroutine->m_handle = {};
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// Run destructors for locals in the coroutine that failed.
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handle.destroy();
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// Lastly, transfer control to the parent (or nothing, if parent is not yet suspended).
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if (awaiter)
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return awaiter;
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return std::noop_coroutine();
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}
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}
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decltype(auto) await_resume()
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{
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return m_expression->release_value();
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}
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||||||
|
T* m_expression { nullptr };
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|
};
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}
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#ifdef AK_COMPILER_CLANG
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# define CO_TRY(expression) (co_await ::AK::Detail::TryAwaiter { (expression) })
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#else
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// GCC cannot handle CO_TRY(...CO_TRY(...)...), this hack ensures that it always has the right type information available.
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// FIXME: Remove this once GCC can correctly infer the result type of `co_await TryAwaiter { ... }`.
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# define CO_TRY(expression) static_cast<decltype(AK::Detail::declval_coro_result(expression).release_value())>(co_await ::AK::Detail::TryAwaiter { (expression) })
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namespace Detail {
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|
template<typename T>
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||||||
|
auto declval_coro_result(Coroutine<T>&&) -> T;
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||||||
|
template<typename T>
|
||||||
|
auto declval_coro_result(T&&) -> T;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
}
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||||||
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|
#ifdef USING_AK_GLOBALLY
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using AK::Coroutine;
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||||||
|
#endif
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@ -26,6 +26,8 @@ class Bitmap;
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||||||
using ByteBuffer = Detail::ByteBuffer<32>;
|
using ByteBuffer = Detail::ByteBuffer<32>;
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||||||
class CircularBuffer;
|
class CircularBuffer;
|
||||||
class ConstrainedStream;
|
class ConstrainedStream;
|
||||||
|
template<typename T>
|
||||||
|
class Coroutine;
|
||||||
class CountingStream;
|
class CountingStream;
|
||||||
class DeprecatedFlyString;
|
class DeprecatedFlyString;
|
||||||
class ByteString;
|
class ByteString;
|
||||||
|
@ -163,6 +165,7 @@ using AK::ByteString;
|
||||||
using AK::CircularBuffer;
|
using AK::CircularBuffer;
|
||||||
using AK::CircularQueue;
|
using AK::CircularQueue;
|
||||||
using AK::ConstrainedStream;
|
using AK::ConstrainedStream;
|
||||||
|
using AK::Coroutine;
|
||||||
using AK::CountingStream;
|
using AK::CountingStream;
|
||||||
using AK::DeprecatedFlyString;
|
using AK::DeprecatedFlyString;
|
||||||
using AK::DeprecatedStringCodePointIterator;
|
using AK::DeprecatedStringCodePointIterator;
|
||||||
|
|
|
@ -34,6 +34,7 @@ if (CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "Clang$")
|
||||||
add_compile_options(-Wno-implicit-const-int-float-conversion)
|
add_compile_options(-Wno-implicit-const-int-float-conversion)
|
||||||
add_compile_options(-Wno-user-defined-literals)
|
add_compile_options(-Wno-user-defined-literals)
|
||||||
add_compile_options(-Wno-vla-cxx-extension)
|
add_compile_options(-Wno-vla-cxx-extension)
|
||||||
|
add_compile_options(-Wno-coroutine-missing-unhandled-exception)
|
||||||
elseif (CMAKE_CXX_COMPILER_ID STREQUAL "GNU")
|
elseif (CMAKE_CXX_COMPILER_ID STREQUAL "GNU")
|
||||||
# Only ignore expansion-to-defined for g++, clang's implementation doesn't complain about function-like macros
|
# Only ignore expansion-to-defined for g++, clang's implementation doesn't complain about function-like macros
|
||||||
add_compile_options(-Wno-expansion-to-defined)
|
add_compile_options(-Wno-expansion-to-defined)
|
||||||
|
|
|
@ -20,6 +20,7 @@ set(AK_TEST_SOURCES
|
||||||
TestCircularDeque.cpp
|
TestCircularDeque.cpp
|
||||||
TestCircularQueue.cpp
|
TestCircularQueue.cpp
|
||||||
TestComplex.cpp
|
TestComplex.cpp
|
||||||
|
TestCoroutine.cpp
|
||||||
TestDisjointChunks.cpp
|
TestDisjointChunks.cpp
|
||||||
TestDistinctNumeric.cpp
|
TestDistinctNumeric.cpp
|
||||||
TestDoublyLinkedList.cpp
|
TestDoublyLinkedList.cpp
|
||||||
|
|
296
Tests/AK/TestCoroutine.cpp
Normal file
296
Tests/AK/TestCoroutine.cpp
Normal file
|
@ -0,0 +1,296 @@
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
* Copyright (c) 2024, Dan Klishch <danilklishch@gmail.com>
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <AK/Coroutine.h>
|
||||||
|
#include <LibCore/EventLoop.h>
|
||||||
|
#include <LibTest/TestCase.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace {
|
||||||
|
Coroutine<int> id(int a)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
co_return a;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Coroutine<int> sum(int a, int b)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int c = co_await id(a);
|
||||||
|
int d = co_await id(b);
|
||||||
|
co_return c + d;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
TEST_CASE(no_spin)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto coro = sum(2, 3);
|
||||||
|
EXPECT(coro.await_ready());
|
||||||
|
EXPECT_EQ(coro.await_resume(), 5);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace {
|
||||||
|
struct LoopSpinner {
|
||||||
|
bool await_ready() const { return false; }
|
||||||
|
void await_suspend(std::coroutine_handle<> awaiter)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Core::deferred_invoke([awaiter] {
|
||||||
|
awaiter.resume();
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
void await_resume() { }
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
Coroutine<int> loop_spinner()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
co_await LoopSpinner {};
|
||||||
|
co_return 42;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Coroutine<ErrorOr<int>> failing_loop_spinner()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
co_await LoopSpinner {};
|
||||||
|
co_return Error::from_errno(ENOMEM);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Coroutine<int> two_level_loop_spinner()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
EXPECT_EQ(co_await loop_spinner(), 42);
|
||||||
|
co_return 43;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
TEST_CASE(loop_spinners)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
EXPECT_EQ(Core::run_async_in_new_event_loop(loop_spinner), 42);
|
||||||
|
EXPECT_EQ(Core::run_async_in_new_event_loop(failing_loop_spinner).error().code(), ENOMEM);
|
||||||
|
EXPECT_EQ(Core::run_async_in_new_event_loop(two_level_loop_spinner), 43);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace {
|
||||||
|
Coroutine<int> spinner1(Vector<int>& result)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result.append(1);
|
||||||
|
co_await LoopSpinner {};
|
||||||
|
result.append(2);
|
||||||
|
co_return 3;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Coroutine<int> spinner2(Vector<int>& result)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result.append(4);
|
||||||
|
co_await LoopSpinner {};
|
||||||
|
result.append(5);
|
||||||
|
co_return 6;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Coroutine<Vector<int>> interleaved()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Vector<int> result;
|
||||||
|
|
||||||
|
result.append(7);
|
||||||
|
auto coro1 = spinner1(result);
|
||||||
|
result.append(8);
|
||||||
|
auto coro2 = spinner2(result);
|
||||||
|
result.append(9);
|
||||||
|
|
||||||
|
result.append(co_await coro2);
|
||||||
|
result.append(co_await coro1);
|
||||||
|
|
||||||
|
co_return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
TEST_CASE(interleaved_coroutines)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
EXPECT_EQ(Core::run_async_in_new_event_loop(interleaved), (Vector { 7, 1, 8, 4, 9, 2, 5, 6, 3 }));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace {
|
||||||
|
Coroutine<void> void_coro(int& result)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result = 45;
|
||||||
|
co_return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
TEST_CASE(void_coro)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int result = 0;
|
||||||
|
auto coro = void_coro(result);
|
||||||
|
EXPECT(coro.await_ready());
|
||||||
|
EXPECT_EQ(result, 45);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace {
|
||||||
|
Coroutine<void> destructors_inner(Vector<int>& order)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ScopeGuard guard = [&] {
|
||||||
|
order.append(1);
|
||||||
|
};
|
||||||
|
co_await LoopSpinner {};
|
||||||
|
order.append(2);
|
||||||
|
co_return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Coroutine<Vector<int>> destructors_outer()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Vector<int> order;
|
||||||
|
order.append(3);
|
||||||
|
co_await destructors_inner(order);
|
||||||
|
order.append(4);
|
||||||
|
co_return order;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
TEST_CASE(destructors_order)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
EXPECT_EQ(Core::run_async_in_new_event_loop(destructors_outer), (Vector { 3, 2, 1, 4 }));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace {
|
||||||
|
class Class {
|
||||||
|
AK_MAKE_NONCOPYABLE(Class);
|
||||||
|
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
Class()
|
||||||
|
: m_cookie(1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
~Class()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
VERIFY(m_cookie >= 0);
|
||||||
|
m_cookie = -1;
|
||||||
|
AK::taint_for_optimizer(m_cookie);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Class(Class&& other)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
VERIFY(other.m_cookie >= 0);
|
||||||
|
m_cookie = exchange(other.m_cookie, 0) + 1;
|
||||||
|
AK::taint_for_optimizer(m_cookie);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Class& operator=(Class&& other) = delete;
|
||||||
|
|
||||||
|
int cookie() { return m_cookie; }
|
||||||
|
|
||||||
|
private:
|
||||||
|
int m_cookie;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
Coroutine<Class> return_class_1()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
co_await LoopSpinner {};
|
||||||
|
co_return {};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Coroutine<Class> return_class_2()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
co_await LoopSpinner {};
|
||||||
|
Class c;
|
||||||
|
co_return c;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Coroutine<ErrorOr<Class>> return_class_3()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
co_await LoopSpinner {};
|
||||||
|
co_return Class {};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Coroutine<void> move_count()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto c = co_await return_class_1();
|
||||||
|
// 1. Construct temporary as an argument for return_value.
|
||||||
|
// 2. Move this temporary into Coroutine.
|
||||||
|
// 3. Move class from Coroutine to local variable.
|
||||||
|
EXPECT_EQ(c.cookie(), 3);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto c = co_await return_class_2();
|
||||||
|
// 1. Construct new class and store it as a local variable.
|
||||||
|
// 2. Move this temporary into Coroutine.
|
||||||
|
// 3. Move class from Coroutine to local variable.
|
||||||
|
EXPECT_EQ(c.cookie(), 3);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto c_or_error = co_await return_class_3();
|
||||||
|
auto c = c_or_error.release_value();
|
||||||
|
// 1. Construct temporary as an argument for the constructor of a temporary ErrorOr<Class>.
|
||||||
|
// 2. Move temporary ErrorOr<Class> into Coroutine.
|
||||||
|
// 3. Move ErrorOr<Class> from Coroutine to c_or_error.
|
||||||
|
// 4. Move Class from c_or_error to c.
|
||||||
|
EXPECT_EQ(c.cookie(), 4);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
TEST_CASE(move_count)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Core::run_async_in_new_event_loop(move_count);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace {
|
||||||
|
Coroutine<ErrorOr<void>> co_try_success()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto c = CO_TRY(co_await return_class_3());
|
||||||
|
// 1. Construct temporary as an argument for the constructor of a temporary ErrorOr<Class>.
|
||||||
|
// 2. Move temporary ErrorOr<Class> into Coroutine.
|
||||||
|
// -. Some magic is done in TryAwaiter.
|
||||||
|
// 3. Move Class from ErrorOr<Class> inside Coroutine to c.
|
||||||
|
EXPECT_EQ(c.cookie(), 3);
|
||||||
|
co_return {};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Coroutine<ErrorOr<void>> co_try_fail()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ErrorOr<void> error = Error::from_string_literal("ERROR!");
|
||||||
|
CO_TRY(error);
|
||||||
|
co_return {};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Coroutine<ErrorOr<void>> co_try_fail_inner()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
co_await LoopSpinner {};
|
||||||
|
co_return Error::from_string_literal("ERROR!");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Coroutine<ErrorOr<void>> co_try_fail_async()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
CO_TRY(co_await co_try_fail_inner());
|
||||||
|
co_return {};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
TEST_CASE(co_try)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto result = Core::run_async_in_new_event_loop(co_try_success);
|
||||||
|
EXPECT(!result.is_error());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto result = Core::run_async_in_new_event_loop(co_try_fail);
|
||||||
|
EXPECT(result.is_error());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto result = Core::run_async_in_new_event_loop(co_try_fail_async);
|
||||||
|
EXPECT(result.is_error());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace {
|
||||||
|
Coroutine<void> nothing() { co_return; }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
TEST_CASE(move_void_coroutine)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto void_coro = nothing();
|
||||||
|
auto moved = move(void_coro);
|
||||||
|
EXPECT(moved.await_ready());
|
||||||
|
}
|
|
@ -8,6 +8,7 @@
|
||||||
|
|
||||||
#pragma once
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <AK/Concepts.h>
|
||||||
#include <AK/Forward.h>
|
#include <AK/Forward.h>
|
||||||
#include <AK/Function.h>
|
#include <AK/Function.h>
|
||||||
#include <AK/Noncopyable.h>
|
#include <AK/Noncopyable.h>
|
||||||
|
@ -103,4 +104,16 @@ private:
|
||||||
|
|
||||||
void deferred_invoke(ESCAPING Function<void()>);
|
void deferred_invoke(ESCAPING Function<void()>);
|
||||||
|
|
||||||
|
template<typename T>
|
||||||
|
requires(IsSpecializationOf<InvokeResult<T&>, Coroutine>)
|
||||||
|
auto run_async_in_new_event_loop(T&& function)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Core::EventLoop loop;
|
||||||
|
auto coro = function();
|
||||||
|
loop.spin_until([&] {
|
||||||
|
return coro.await_ready();
|
||||||
|
});
|
||||||
|
return coro.await_resume();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
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