include/llvm/Attributes.h

   1 //===-- llvm/Attributes.h - Container for Attributes ------------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file contains the simple types necessary to represent the
  11 // attributes associated with functions and their calls.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #ifndef LLVM_ATTRIBUTES_H
  16 #define LLVM_ATTRIBUTES_H
  17
  18 #include "llvm/AttributesImpl.h"
  19 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  20 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  21 #include <cassert>
  22 #include <string>
  23
  24 namespace llvm {
  25
  26 class LLVMContext;
  27 class Type;
  28
  29 /// AttributeImpl - The internal representation of the Attributes class. This is
  30 /// uniquified.
  31 class AttributesImpl;
  32
  33 /// Attributes - A bitset of attributes.
  34 class Attributes {
  35 public:
  36   /// Function parameters and results can have attributes to indicate how they
  37   /// should be treated by optimizations and code generation. This enumeration
  38   /// lists the attributes that can be associated with parameters, function
  39   /// results or the function itself.
  40   ///
  41   /// Note that uwtable is about the ABI or the user mandating an entry in the
  42   /// unwind table. The nounwind attribute is about an exception passing by the
  43   /// function.
  44   ///
  45   /// In a theoretical system that uses tables for profiling and sjlj for
  46   /// exceptions, they would be fully independent. In a normal system that uses
  47   /// tables for both, the semantics are:
  48   ///
  49   /// nil                = Needs an entry because an exception might pass by.
  50   /// nounwind           = No need for an entry
  51   /// uwtable            = Needs an entry because the ABI says so and because
  52   ///                      an exception might pass by.
  53   /// uwtable + nounwind = Needs an entry because the ABI says so.
  54
  55   enum AttrVal {
  56     None            = 0,   ///< No attributes have been set
  57     AddressSafety   = 1,   ///< Address safety checking is on.
  58     Alignment       = 2,   ///< Alignment of parameter (5 bits)
  59                            ///< stored as log2 of alignment with +1 bias
  60                            ///< 0 means unaligned different from align 1
  61     AlwaysInline    = 3,   ///< inline=always
  62     ByVal           = 4,   ///< Pass structure by value
  63     InlineHint      = 5,   ///< Source said inlining was desirable
  64     InReg           = 6,   ///< Force argument to be passed in register
  65     Naked           = 7,   ///< Naked function
  66     Nest            = 8,   ///< Nested function static chain
  67     NoAlias         = 9,   ///< Considered to not alias after call
  68     NoCapture       = 10,  ///< Function creates no aliases of pointer
  69     NoImplicitFloat = 11,  ///< Disable implicit floating point insts
  70     NoInline        = 12,  ///< inline=never
  71     NonLazyBind     = 13,  ///< Function is called early and/or
  72                            ///< often, so lazy binding isn't worthwhile
  73     NoRedZone       = 14,  ///< Disable redzone
  74     NoReturn        = 15,  ///< Mark the function as not returning
  75     NoUnwind        = 16,  ///< Function doesn't unwind stack
  76     OptimizeForSize = 17,  ///< opt_size
  77     ReadNone        = 18,  ///< Function does not access memory
  78     ReadOnly        = 19,  ///< Function only reads from memory
  79     ReturnsTwice    = 20,  ///< Function can return twice
  80     SExt            = 21,  ///< Sign extended before/after call
  81     StackAlignment  = 22,  ///< Alignment of stack for function (3 bits)
  82                            ///< stored as log2 of alignment with +1 bias 0
  83                            ///< means unaligned (different from
  84                            ///< alignstack={1))
  85     StackProtect    = 23,  ///< Stack protection.
  86     StackProtectReq = 24,  ///< Stack protection required.
  87     StructRet       = 25,  ///< Hidden pointer to structure to return
  88     UWTable         = 26,  ///< Function must be in a unwind table
  89     ZExt            = 27   ///< Zero extended before/after call
  90   };
  91 private:
  92   AttributesImpl Attrs;
  93
  94   explicit Attributes(AttributesImpl *A);
  95 public:
  96   Attributes() : Attrs(0) {}
  97   explicit Attributes(uint64_t Val);
  98   explicit Attributes(LLVMContext &C, AttrVal Val);
  99   Attributes(const Attributes &A);
 100
 101   class Builder {
 102     friend class Attributes;
 103     uint64_t Bits;
 104   public:
 105     Builder() : Bits(0) {}
 106     explicit Builder(uint64_t B) : Bits(B) {}
 107     Builder(const Attributes &A) : Bits(A.Raw()) {}
 108
 109     void clear() { Bits = 0; }
 110
 111     bool hasAttribute(Attributes::AttrVal A) const;
 112     bool hasAttributes() const;
 113     bool hasAttributes(const Attributes &A) const;
 114     bool hasAlignmentAttr() const;
 115
 116     uint64_t getAlignment() const;
 117     uint64_t getStackAlignment() const;
 118
 119     Builder &addAttribute(Attributes::AttrVal Val);
 120     Builder &removeAttribute(Attributes::AttrVal Val);
 121
 122     /// addRawValue - Add the raw value to the internal representation. This
 123     /// should be used ONLY for decoding bitcode!
 124     Builder &addRawValue(uint64_t Val);
 125
 126     /// addAlignmentAttr - This turns an int alignment (which must be a power of
 127     /// 2) into the form used internally in Attributes.
 128     Builder &addAlignmentAttr(unsigned Align);
 129
 130     /// addStackAlignmentAttr - This turns an int stack alignment (which must be
 131     /// a power of 2) into the form used internally in Attributes.
 132     Builder &addStackAlignmentAttr(unsigned Align);
 133
 134     Builder &addAttributes(const Attributes &A);
 135     Builder &removeAttributes(const Attributes &A);
 136
 137     /// @brief Remove attributes that are used on functions only.
 138     void removeFunctionOnlyAttrs() {
 139       removeAttribute(Attributes::NoReturn)
 140         .removeAttribute(Attributes::NoUnwind)
 141         .removeAttribute(Attributes::ReadNone)
 142         .removeAttribute(Attributes::ReadOnly)
 143         .removeAttribute(Attributes::NoInline)
 144         .removeAttribute(Attributes::AlwaysInline)
 145         .removeAttribute(Attributes::OptimizeForSize)
 146         .removeAttribute(Attributes::StackProtect)
 147         .removeAttribute(Attributes::StackProtectReq)
 148         .removeAttribute(Attributes::NoRedZone)
 149         .removeAttribute(Attributes::NoImplicitFloat)
 150         .removeAttribute(Attributes::Naked)
 151         .removeAttribute(Attributes::InlineHint)
 152         .removeAttribute(Attributes::StackAlignment)
 153         .removeAttribute(Attributes::UWTable)
 154         .removeAttribute(Attributes::NonLazyBind)
 155         .removeAttribute(Attributes::ReturnsTwice)
 156         .removeAttribute(Attributes::AddressSafety);
 157     }
 158
 159     bool operator==(const Builder &B) {
 160       return Bits == B.Bits;
 161     }
 162     bool operator!=(const Builder &B) {
 163       return Bits != B.Bits;
 164     }
 165   };
 166
 167   /// get - Return a uniquified Attributes object. This takes the uniquified
 168   /// value from the Builder and wraps it in the Attributes class.
 169   static Attributes get(Builder &B);
 170   static Attributes get(LLVMContext &Context, Builder &B);
 171
 172   /// @brief Return true if the attribute is present.
 173   bool hasAttribute(AttrVal Val) const;
 174
 175   /// @brief Return true if attributes exist
 176   bool hasAttributes() const {
 177     return Attrs.hasAttributes();
 178   }
 179
 180   /// @brief Return true if the attributes are a non-null intersection.
 181   bool hasAttributes(const Attributes &A) const;
 182
 183   /// @brief Returns the alignment field of an attribute as a byte alignment
 184   /// value.
 185   unsigned getAlignment() const;
 186
 187   /// @brief Returns the stack alignment field of an attribute as a byte
 188   /// alignment value.
 189   unsigned getStackAlignment() const;
 190
 191   /// @brief Parameter attributes that do not apply to vararg call arguments.
 192   bool hasIncompatibleWithVarArgsAttrs() const {
 193     return hasAttribute(Attributes::StructRet);
 194   }
 195
 196   /// @brief Attributes that only apply to function parameters.
 197   bool hasParameterOnlyAttrs() const {
 198     return hasAttribute(Attributes::ByVal) ||
 199       hasAttribute(Attributes::Nest) ||
 200       hasAttribute(Attributes::StructRet) ||
 201       hasAttribute(Attributes::NoCapture);
 202   }
 203
 204   /// @brief Attributes that may be applied to the function itself.  These cannot
 205   /// be used on return values or function parameters.
 206   bool hasFunctionOnlyAttrs() const {
 207     return hasAttribute(Attributes::NoReturn) ||
 208       hasAttribute(Attributes::NoUnwind) ||
 209       hasAttribute(Attributes::ReadNone) ||
 210       hasAttribute(Attributes::ReadOnly) ||
 211       hasAttribute(Attributes::NoInline) ||
 212       hasAttribute(Attributes::AlwaysInline) ||
 213       hasAttribute(Attributes::OptimizeForSize) ||
 214       hasAttribute(Attributes::StackProtect) ||
 215       hasAttribute(Attributes::StackProtectReq) ||
 216       hasAttribute(Attributes::NoRedZone) ||
 217       hasAttribute(Attributes::NoImplicitFloat) ||
 218       hasAttribute(Attributes::Naked) ||
 219       hasAttribute(Attributes::InlineHint) ||
 220       hasAttribute(Attributes::StackAlignment) ||
 221       hasAttribute(Attributes::UWTable) ||
 222       hasAttribute(Attributes::NonLazyBind) ||
 223       hasAttribute(Attributes::ReturnsTwice) ||
 224       hasAttribute(Attributes::AddressSafety);
 225   }
 226
 227   bool isEmptyOrSingleton() const;
 228
 229   // This is a "safe bool() operator".
 230   operator const void *() const { return Attrs.Bits ? this : 0; }
 231   bool operator == (const Attributes &A) const {
 232     return Attrs.Bits == A.Attrs.Bits;
 233   }
 234   bool operator != (const Attributes &A) const {
 235     return Attrs.Bits != A.Attrs.Bits;
 236   }
 237
 238   uint64_t Raw() const;
 239
 240   /// @brief Which attributes cannot be applied to a type.
 241   static Attributes typeIncompatible(Type *Ty);
 242
 243   /// encodeLLVMAttributesForBitcode - This returns an integer containing an
 244   /// encoding of all the LLVM attributes found in the given attribute bitset.
 245   /// Any change to this encoding is a breaking change to bitcode compatibility.
 246   static uint64_t encodeLLVMAttributesForBitcode(Attributes Attrs) {
 247     // FIXME: It doesn't make sense to store the alignment information as an
 248     // expanded out value, we should store it as a log2 value.  However, we
 249     // can't just change that here without breaking bitcode compatibility.  If
 250     // this ever becomes a problem in practice, we should introduce new tag
 251     // numbers in the bitcode file and have those tags use a more efficiently
 252     // encoded alignment field.
 253
 254     // Store the alignment in the bitcode as a 16-bit raw value instead of a
 255     // 5-bit log2 encoded value. Shift the bits above the alignment up by 11
 256     // bits.
 257     uint64_t EncodedAttrs = Attrs.Raw() & 0xffff;
 258     if (Attrs.hasAttribute(Attributes::Alignment))
 259       EncodedAttrs |= Attrs.getAlignment() << 16;
 260     EncodedAttrs |= (Attrs.Raw() & (0xfffULL << 21)) << 11;
 261     return EncodedAttrs;
 262   }
 263
 264   /// decodeLLVMAttributesForBitcode - This returns an attribute bitset
 265   /// containing the LLVM attributes that have been decoded from the given
 266   /// integer.  This function must stay in sync with
 267   /// 'encodeLLVMAttributesForBitcode'.
 268   static Attributes decodeLLVMAttributesForBitcode(uint64_t EncodedAttrs) {
 269     // The alignment is stored as a 16-bit raw value from bits 31--16.  We shift
 270     // the bits above 31 down by 11 bits.
 271     unsigned Alignment = (EncodedAttrs & (0xffffULL << 16)) >> 16;
 272     assert((!Alignment || isPowerOf2_32(Alignment)) &&
 273            "Alignment must be a power of two.");
 274
 275     Attributes::Builder B(EncodedAttrs & 0xffff);
 276     if (Alignment)
 277       B.addAlignmentAttr(Alignment);
 278     B.addRawValue((EncodedAttrs & (0xfffULL << 32)) >> 11);
 279     return Attributes::get(B);
 280   }
 281
 282   /// getAsString - The set of Attributes set in Attributes is converted to a
 283   /// string of equivalent mnemonics. This is, presumably, for writing out the
 284   /// mnemonics for the assembly writer.
 285   /// @brief Convert attribute bits to text
 286   std::string getAsString() const;
 287 };
 288
 289 //===----------------------------------------------------------------------===//
 290 // AttributeWithIndex
 291 //===----------------------------------------------------------------------===//
 292
 293 /// AttributeWithIndex - This is just a pair of values to associate a set of
 294 /// attributes with an index.
 295 struct AttributeWithIndex {
 296   Attributes Attrs;  ///< The attributes that are set, or'd together.
 297   unsigned Index;    ///< Index of the parameter for which the attributes apply.
 298                      ///< Index 0 is used for return value attributes.
 299                      ///< Index ~0U is used for function attributes.
 300
 301   static AttributeWithIndex get(unsigned Idx,
 302                                 ArrayRef<Attributes::AttrVal> Attrs) {
 303     Attributes::Builder B;
 304
 305     for (ArrayRef<Attributes::AttrVal>::iterator I = Attrs.begin(),
 306            E = Attrs.end(); I != E; ++I)
 307       B.addAttribute(*I);
 308
 309     AttributeWithIndex P;
 310     P.Index = Idx;
 311     P.Attrs = Attributes::get(B);
 312     return P;
 313   }
 314   static AttributeWithIndex get(unsigned Idx, Attributes Attrs) {
 315     AttributeWithIndex P;
 316     P.Index = Idx;
 317     P.Attrs = Attrs;
 318     return P;
 319   }
 320 };
 321
 322 //===----------------------------------------------------------------------===//
 323 // AttrListPtr Smart Pointer
 324 //===----------------------------------------------------------------------===//
 325
 326 class AttributeListImpl;
 327
 328 /// AttrListPtr - This class manages the ref count for the opaque
 329 /// AttributeListImpl object and provides accessors for it.
 330 class AttrListPtr {
 331   /// AttrList - The attributes that we are managing.  This can be null
 332   /// to represent the empty attributes list.
 333   AttributeListImpl *AttrList;
 334 public:
 335   AttrListPtr() : AttrList(0) {}
 336   AttrListPtr(const AttrListPtr &P);
 337   const AttrListPtr &operator=(const AttrListPtr &RHS);
 338   ~AttrListPtr();
 339
 340   //===--------------------------------------------------------------------===//
 341   // Attribute List Construction and Mutation
 342   //===--------------------------------------------------------------------===//
 343
 344   /// get - Return a Attributes list with the specified parameters in it.
 345   static AttrListPtr get(ArrayRef<AttributeWithIndex> Attrs);
 346
 347   /// addAttr - Add the specified attribute at the specified index to this
 348   /// attribute list.  Since attribute lists are immutable, this
 349   /// returns the new list.
 350   AttrListPtr addAttr(LLVMContext &C, unsigned Idx, Attributes Attrs) const;
 351
 352   /// removeAttr - Remove the specified attribute at the specified index from
 353   /// this attribute list.  Since attribute lists are immutable, this
 354   /// returns the new list.
 355   AttrListPtr removeAttr(LLVMContext &C, unsigned Idx, Attributes Attrs) const;
 356
 357   //===--------------------------------------------------------------------===//
 358   // Attribute List Accessors
 359   //===--------------------------------------------------------------------===//
 360   /// getParamAttributes - The attributes for the specified index are
 361   /// returned.
 362   Attributes getParamAttributes(unsigned Idx) const {
 363     return getAttributes(Idx);
 364   }
 365
 366   /// getRetAttributes - The attributes for the ret value are
 367   /// returned.
 368   Attributes getRetAttributes() const {
 369     return getAttributes(0);
 370   }
 371
 372   /// getFnAttributes - The function attributes are returned.
 373   Attributes getFnAttributes() const {
 374     return getAttributes(~0U);
 375   }
 376
 377   /// paramHasAttr - Return true if the specified parameter index has the
 378   /// specified attribute set.
 379   bool paramHasAttr(unsigned Idx, Attributes Attr) const {
 380     return getAttributes(Idx).hasAttributes(Attr);
 381   }
 382
 383   /// getParamAlignment - Return the alignment for the specified function
 384   /// parameter.
 385   unsigned getParamAlignment(unsigned Idx) const {
 386     return getAttributes(Idx).getAlignment();
 387   }
 388
 389   /// hasAttrSomewhere - Return true if the specified attribute is set for at
 390   /// least one parameter or for the return value.
 391   bool hasAttrSomewhere(Attributes::AttrVal Attr) const;
 392
 393   unsigned getNumAttrs() const;
 394   Attributes &getAttributesAtIndex(unsigned i) const;
 395
 396   /// operator==/!= - Provide equality predicates.
 397   bool operator==(const AttrListPtr &RHS) const
 398   { return AttrList == RHS.AttrList; }
 399   bool operator!=(const AttrListPtr &RHS) const
 400   { return AttrList != RHS.AttrList; }
 401
 402   void dump() const;
 403
 404   //===--------------------------------------------------------------------===//
 405   // Attribute List Introspection
 406   //===--------------------------------------------------------------------===//
 407
 408   /// getRawPointer - Return a raw pointer that uniquely identifies this
 409   /// attribute list.
 410   void *getRawPointer() const {
 411     return AttrList;
 412   }
 413
 414   // Attributes are stored as a dense set of slots, where there is one
 415   // slot for each argument that has an attribute.  This allows walking over the
 416   // dense set instead of walking the sparse list of attributes.
 417
 418   /// isEmpty - Return true if there are no attributes.
 419   ///
 420   bool isEmpty() const {
 421     return AttrList == 0;
 422   }
 423
 424   /// getNumSlots - Return the number of slots used in this attribute list.
 425   /// This is the number of arguments that have an attribute set on them
 426   /// (including the function itself).
 427   unsigned getNumSlots() const;
 428
 429   /// getSlot - Return the AttributeWithIndex at the specified slot.  This
 430   /// holds a index number plus a set of attributes.
 431   const AttributeWithIndex &getSlot(unsigned Slot) const;
 432
 433 private:
 434   explicit AttrListPtr(AttributeListImpl *L);
 435
 436   /// getAttributes - The attributes for the specified index are
 437   /// returned.  Attributes for the result are denoted with Idx = 0.
 438   Attributes getAttributes(unsigned Idx) const;
 439 };
 440
 441 } // End llvm namespace
 442
 443 #endif