Line data Source code
1 : //
2 : // Copyright (c) 2025 Vinnie Falco (vinnie.falco@gmail.com)
3 : //
4 : // Distributed under the Boost Software License, Version 1.0. (See accompanying
5 : // file LICENSE_1_0.txt or copy at http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
6 : //
7 : // Official repository: https://github.com/cppalliance/corosio
8 : //
9 :
10 : #ifndef BOOST_CAPY_TASK_HPP
11 : #define BOOST_CAPY_TASK_HPP
12 :
13 : #include <boost/capy/detail/config.hpp>
14 : #include <boost/capy/concept/executor.hpp>
15 : #include <boost/capy/concept/io_awaitable.hpp>
16 : #include <boost/capy/ex/io_awaitable_promise_base.hpp>
17 : #include <boost/capy/ex/io_env.hpp>
18 : #include <boost/capy/ex/frame_allocator.hpp>
19 :
20 : #include <exception>
21 : #include <optional>
22 : #include <type_traits>
23 : #include <utility>
24 : #include <variant>
25 :
26 : namespace boost {
27 : namespace capy {
28 :
29 : namespace detail {
30 :
31 : // Helper base for result storage and return_void/return_value
32 : template<typename T>
33 : struct task_return_base
34 : {
35 : std::optional<T> result_;
36 :
37 1230 : void return_value(T value)
38 : {
39 1230 : result_ = std::move(value);
40 1230 : }
41 :
42 143 : T&& result() noexcept
43 : {
44 143 : return std::move(*result_);
45 : }
46 : };
47 :
48 : template<>
49 : struct task_return_base<void>
50 : {
51 1245 : void return_void()
52 : {
53 1245 : }
54 : };
55 :
56 : } // namespace detail
57 :
58 : /** Lazy coroutine task satisfying @ref IoRunnable.
59 :
60 : Use `task<T>` as the return type for coroutines that perform I/O
61 : and return a value of type `T`. The coroutine body does not start
62 : executing until the task is awaited, enabling efficient composition
63 : without unnecessary eager execution.
64 :
65 : The task participates in the I/O awaitable protocol: when awaited,
66 : it receives the caller's executor and stop token, propagating them
67 : to nested `co_await` expressions. This enables cancellation and
68 : proper completion dispatch across executor boundaries.
69 :
70 : @tparam T The result type. Use `task<>` for `task<void>`.
71 :
72 : @par Thread Safety
73 : Distinct objects: Safe.
74 : Shared objects: Unsafe.
75 :
76 : @par Example
77 :
78 : @code
79 : task<int> compute_value()
80 : {
81 : auto [ec, n] = co_await stream.read_some( buf );
82 : if( ec )
83 : co_return 0;
84 : co_return process( buf, n );
85 : }
86 :
87 : task<> run_session( tcp_socket sock )
88 : {
89 : int result = co_await compute_value();
90 : // ...
91 : }
92 : @endcode
93 :
94 : @see IoRunnable, IoAwaitable, run, run_async
95 : */
96 : template<typename T = void>
97 : struct [[nodiscard]] BOOST_CAPY_CORO_AWAIT_ELIDABLE
98 : task
99 : {
100 : struct promise_type
101 : : io_awaitable_promise_base<promise_type>
102 : , detail::task_return_base<T>
103 : {
104 : private:
105 : friend task;
106 : union { std::exception_ptr ep_; };
107 : bool has_ep_;
108 :
109 : public:
110 3721 : promise_type() noexcept
111 3721 : : has_ep_(false)
112 : {
113 3721 : }
114 :
115 3721 : ~promise_type()
116 : {
117 3721 : if(has_ep_)
118 1238 : ep_.~exception_ptr();
119 3721 : }
120 :
121 2764 : std::exception_ptr exception() const noexcept
122 : {
123 2764 : if(has_ep_)
124 1454 : return ep_;
125 1310 : return {};
126 : }
127 :
128 3721 : task get_return_object()
129 : {
130 3721 : return task{std::coroutine_handle<promise_type>::from_promise(*this)};
131 : }
132 :
133 3721 : auto initial_suspend() noexcept
134 : {
135 : struct awaiter
136 : {
137 : promise_type* p_;
138 :
139 3721 : bool await_ready() const noexcept
140 : {
141 3721 : return false;
142 : }
143 :
144 3721 : void await_suspend(std::coroutine_handle<>) const noexcept
145 : {
146 3721 : }
147 :
148 3718 : void await_resume() const noexcept
149 : {
150 : // Restore TLS when body starts executing
151 3718 : set_current_frame_allocator(p_->environment()->allocator);
152 3718 : }
153 : };
154 3721 : return awaiter{this};
155 : }
156 :
157 3713 : auto final_suspend() noexcept
158 : {
159 : struct awaiter
160 : {
161 : promise_type* p_;
162 :
163 3713 : bool await_ready() const noexcept
164 : {
165 3713 : return false;
166 : }
167 :
168 3713 : std::coroutine_handle<> await_suspend(std::coroutine_handle<>) const noexcept
169 : {
170 3713 : return p_->continuation();
171 : }
172 :
173 0 : void await_resume() const noexcept
174 : {
175 0 : }
176 : };
177 3713 : return awaiter{this};
178 : }
179 :
180 1238 : void unhandled_exception()
181 : {
182 1238 : new (&ep_) std::exception_ptr(std::current_exception());
183 1238 : has_ep_ = true;
184 1238 : }
185 :
186 : template<class Awaitable>
187 : struct transform_awaiter
188 : {
189 : std::decay_t<Awaitable> a_;
190 : promise_type* p_;
191 :
192 7270 : bool await_ready() noexcept
193 : {
194 7270 : return a_.await_ready();
195 : }
196 :
197 7265 : decltype(auto) await_resume()
198 : {
199 : // Restore TLS before body resumes
200 7265 : set_current_frame_allocator(p_->environment()->allocator);
201 7265 : return a_.await_resume();
202 : }
203 :
204 : template<class Promise>
205 2110 : auto await_suspend(std::coroutine_handle<Promise> h) noexcept
206 : {
207 2110 : return a_.await_suspend(h, p_->environment());
208 : }
209 : };
210 :
211 : template<class Awaitable>
212 7270 : auto transform_awaitable(Awaitable&& a)
213 : {
214 : using A = std::decay_t<Awaitable>;
215 : if constexpr (IoAwaitable<A>)
216 : {
217 : return transform_awaiter<Awaitable>{
218 9057 : std::forward<Awaitable>(a), this};
219 : }
220 : else
221 : {
222 : static_assert(sizeof(A) == 0, "requires IoAwaitable");
223 : }
224 1787 : }
225 : };
226 :
227 : std::coroutine_handle<promise_type> h_;
228 :
229 : /// Destroy the task and its coroutine frame if owned.
230 8180 : ~task()
231 : {
232 8180 : if(h_)
233 1622 : h_.destroy();
234 8180 : }
235 :
236 : /// Return false; tasks are never immediately ready.
237 1494 : bool await_ready() const noexcept
238 : {
239 1494 : return false;
240 : }
241 :
242 : /// Return the result or rethrow any stored exception.
243 1619 : auto await_resume()
244 : {
245 1619 : if(h_.promise().has_ep_)
246 510 : std::rethrow_exception(h_.promise().ep_);
247 : if constexpr (! std::is_void_v<T>)
248 1085 : return std::move(*h_.promise().result_);
249 : else
250 24 : return;
251 : }
252 :
253 : /// Start execution with the caller's context.
254 1606 : std::coroutine_handle<> await_suspend(std::coroutine_handle<> cont, io_env const* env)
255 : {
256 1606 : h_.promise().set_continuation(cont);
257 1606 : h_.promise().set_environment(env);
258 1606 : return h_;
259 : }
260 :
261 : /// Return the coroutine handle.
262 2115 : std::coroutine_handle<promise_type> handle() const noexcept
263 : {
264 2115 : return h_;
265 : }
266 :
267 : /** Release ownership of the coroutine frame.
268 :
269 : After calling this, destroying the task does not destroy the
270 : coroutine frame. The caller becomes responsible for the frame's
271 : lifetime.
272 :
273 : @par Postconditions
274 : `handle()` returns the original handle, but the task no longer
275 : owns it.
276 : */
277 2099 : void release() noexcept
278 : {
279 2099 : h_ = nullptr;
280 2099 : }
281 :
282 : task(task const&) = delete;
283 : task& operator=(task const&) = delete;
284 :
285 : /// Move construct, transferring ownership.
286 4459 : task(task&& other) noexcept
287 4459 : : h_(std::exchange(other.h_, nullptr))
288 : {
289 4459 : }
290 :
291 : /// Move assign, transferring ownership.
292 : task& operator=(task&& other) noexcept
293 : {
294 : if(this != &other)
295 : {
296 : if(h_)
297 : h_.destroy();
298 : h_ = std::exchange(other.h_, nullptr);
299 : }
300 : return *this;
301 : }
302 :
303 : private:
304 3721 : explicit task(std::coroutine_handle<promise_type> h)
305 3721 : : h_(h)
306 : {
307 3721 : }
308 : };
309 :
310 : } // namespace capy
311 : } // namespace boost
312 :
313 : #endif
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