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/Support/MathExtras.h"
  19 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  20 #include <cassert>
  21 #include <string>
  22
  23 namespace llvm {
  24 class Type;
  25
  26 namespace Attribute {
  27 /// We use this proxy POD type to allow constructing Attributes constants
  28 /// using initializer lists. Do not use this class directly.
  29 struct AttrConst {
  30   uint64_t v;
  31   AttrConst operator | (const AttrConst Attrs) const {
  32     AttrConst Res = {v | Attrs.v};
  33     return Res;
  34   }
  35   AttrConst operator ~ () const {
  36     AttrConst Res = {~v};
  37     return Res;
  38   }
  39 };
  40 }  // namespace Attribute
  41
  42
  43 /// Attributes - A bitset of attributes.
  44 class Attributes {
  45  public:
  46   Attributes() : Bits(0) { }
  47   explicit Attributes(uint64_t Val) : Bits(Val) { }
  48   /*implicit*/ Attributes(Attribute::AttrConst Val) : Bits(Val.v) { }
  49   // This is a "safe bool() operator".
  50   operator const void *() const { return Bits ? this : 0; }
  51   bool isEmptyOrSingleton() const { return (Bits & (Bits - 1)) == 0; }
  52   bool operator == (const Attributes &Attrs) const {
  53     return Bits == Attrs.Bits;
  54   }
  55   bool operator != (const Attributes &Attrs) const {
  56     return Bits != Attrs.Bits;
  57   }
  58   Attributes operator | (const Attributes &Attrs) const {
  59     return Attributes(Bits | Attrs.Bits);
  60   }
  61   Attributes operator & (const Attributes &Attrs) const {
  62     return Attributes(Bits & Attrs.Bits);
  63   }
  64   Attributes operator ^ (const Attributes &Attrs) const {
  65     return Attributes(Bits ^ Attrs.Bits);
  66   }
  67   Attributes &operator |= (const Attributes &Attrs) {
  68     Bits |= Attrs.Bits;
  69     return *this;
  70   }
  71   Attributes &operator &= (const Attributes &Attrs) {
  72     Bits &= Attrs.Bits;
  73     return *this;
  74   }
  75   Attributes operator ~ () const { return Attributes(~Bits); }
  76   uint64_t Raw() const { return Bits; }
  77  private:
  78   // Currently, we need less than 64 bits.
  79   uint64_t Bits;
  80 };
  81
  82 namespace Attribute {
  83
  84 /// Function parameters and results can have attributes to indicate how they
  85 /// should be treated by optimizations and code generation. This enumeration
  86 /// lists the attributes that can be associated with parameters, function
  87 /// results or the function itself.
  88 /// @brief Function attributes.
  89
  90 // We declare AttrConst objects that will be used throughout the code
  91 // and also raw uint64_t objects with _i suffix to be used below for other
  92 // constant declarations. This is done to avoid static CTORs and at the same
  93 // time to keep type-safety of Attributes.
  94 #define DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(name, value) \
  95   const uint64_t name##_i = value; \
  96   const AttrConst name = {value};
  97
  98 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(None,0)    ///< No attributes have been set
  99 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(ZExt,1<<0) ///< Zero extended before/after call
 100 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(SExt,1<<1) ///< Sign extended before/after call
 101 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoReturn,1<<2) ///< Mark the function as not returning
 102 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(InReg,1<<3) ///< Force argument to be passed in register
 103 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(StructRet,1<<4) ///< Hidden pointer to structure to return
 104 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoUnwind,1<<5) ///< Function doesn't unwind stack
 105 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoAlias,1<<6) ///< Considered to not alias after call
 106 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(ByVal,1<<7) ///< Pass structure by value
 107 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(Nest,1<<8) ///< Nested function static chain
 108 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(ReadNone,1<<9) ///< Function does not access memory
 109 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(ReadOnly,1<<10) ///< Function only reads from memory
 110 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoInline,1<<11) ///< inline=never
 111 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(AlwaysInline,1<<12) ///< inline=always
 112 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(OptimizeForSize,1<<13) ///< opt_size
 113 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(StackProtect,1<<14) ///< Stack protection.
 114 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(StackProtectReq,1<<15) ///< Stack protection required.
 115 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(Alignment,31<<16) ///< Alignment of parameter (5 bits)
 116                                      // stored as log2 of alignment with +1 bias
 117                                      // 0 means unaligned different from align 1
 118 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoCapture,1<<21) ///< Function creates no aliases of pointer
 119 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoRedZone,1<<22) /// disable redzone
 120 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoImplicitFloat,1<<23) /// disable implicit floating point
 121                                            /// instructions.
 122 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(Naked,1<<24) ///< Naked function
 123 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(InlineHint,1<<25) ///< source said inlining was
 124                                            ///desirable
 125 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(StackAlignment,7<<26) ///< Alignment of stack for
 126                                            ///function (3 bits) stored as log2
 127                                            ///of alignment with +1 bias
 128                                            ///0 means unaligned (different from
 129                                            ///alignstack= {1))
 130 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(ReturnsTwice,1<<29) ///< Function can return twice
 131 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(UWTable,1<<30) ///< Function must be in a unwind
 132                                            ///table
 133 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NonLazyBind,1U<<31) ///< Function is called early and/or
 134                                             /// often, so lazy binding isn't
 135                                             /// worthwhile.
 136 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(AddressSafety,1ULL<<32) ///< Address safety checking is on.
 137
 138 #undef DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE
 139
 140 /// Note that uwtable is about the ABI or the user mandating an entry in the
 141 /// unwind table. The nounwind attribute is about an exception passing by the
 142 /// function.
 143 /// In a theoretical system that uses tables for profiling and sjlj for
 144 /// exceptions, they would be fully independent. In a normal system that
 145 /// uses tables for both, the semantics are:
 146 /// nil                = Needs an entry because an exception might pass by.
 147 /// nounwind           = No need for an entry
 148 /// uwtable            = Needs an entry because the ABI says so and because
 149 ///                      an exception might pass by.
 150 /// uwtable + nounwind = Needs an entry because the ABI says so.
 151
 152 /// @brief Attributes that only apply to function parameters.
 153 const AttrConst ParameterOnly = {ByVal_i | Nest_i |
 154     StructRet_i | NoCapture_i};
 155
 156 /// @brief Attributes that may be applied to the function itself.  These cannot
 157 /// be used on return values or function parameters.
 158 const AttrConst FunctionOnly = {NoReturn_i | NoUnwind_i | ReadNone_i |
 159   ReadOnly_i | NoInline_i | AlwaysInline_i | OptimizeForSize_i |
 160   StackProtect_i | StackProtectReq_i | NoRedZone_i | NoImplicitFloat_i |
 161   Naked_i | InlineHint_i | StackAlignment_i |
 162   UWTable_i | NonLazyBind_i | ReturnsTwice_i | AddressSafety_i};
 163
 164 /// @brief Parameter attributes that do not apply to vararg call arguments.
 165 const AttrConst VarArgsIncompatible = {StructRet_i};
 166
 167 /// @brief Attributes that are mutually incompatible.
 168 const AttrConst MutuallyIncompatible[5] = {
 169   {ByVal_i | Nest_i | StructRet_i},
 170   {ByVal_i | Nest_i | InReg_i },
 171   {ZExt_i  | SExt_i},
 172   {ReadNone_i | ReadOnly_i},
 173   {NoInline_i | AlwaysInline_i}
 174 };
 175
 176 /// @brief Which attributes cannot be applied to a type.
 177 Attributes typeIncompatible(Type *Ty);
 178
 179 /// This turns an int alignment (a power of 2, normally) into the
 180 /// form used internally in Attributes.
 181 inline Attributes constructAlignmentFromInt(unsigned i) {
 182   // Default alignment, allow the target to define how to align it.
 183   if (i == 0)
 184     return None;
 185
 186   assert(isPowerOf2_32(i) && "Alignment must be a power of two.");
 187   assert(i <= 0x40000000 && "Alignment too large.");
 188   return Attributes((Log2_32(i)+1) << 16);
 189 }
 190
 191 /// This returns the alignment field of an attribute as a byte alignment value.
 192 inline unsigned getAlignmentFromAttrs(Attributes A) {
 193   Attributes Align = A & Attribute::Alignment;
 194   if (!Align)
 195     return 0;
 196
 197   return 1U << ((Align.Raw() >> 16) - 1);
 198 }
 199
 200 /// This turns an int stack alignment (which must be a power of 2) into
 201 /// the form used internally in Attributes.
 202 inline Attributes constructStackAlignmentFromInt(unsigned i) {
 203   // Default alignment, allow the target to define how to align it.
 204   if (i == 0)
 205     return None;
 206
 207   assert(isPowerOf2_32(i) && "Alignment must be a power of two.");
 208   assert(i <= 0x100 && "Alignment too large.");
 209   return Attributes((Log2_32(i)+1) << 26);
 210 }
 211
 212 /// This returns the stack alignment field of an attribute as a byte alignment
 213 /// value.
 214 inline unsigned getStackAlignmentFromAttrs(Attributes A) {
 215   Attributes StackAlign = A & Attribute::StackAlignment;
 216   if (!StackAlign)
 217     return 0;
 218
 219   return 1U << ((StackAlign.Raw() >> 26) - 1);
 220 }
 221
 222 /// This returns an integer containing an encoding of all the
 223 /// LLVM attributes found in the given attribute bitset.  Any
 224 /// change to this encoding is a breaking change to bitcode
 225 /// compatibility.
 226 inline uint64_t encodeLLVMAttributesForBitcode(Attributes Attrs) {
 227   // FIXME: It doesn't make sense to store the alignment information as an
 228   // expanded out value, we should store it as a log2 value.  However, we can't
 229   // just change that here without breaking bitcode compatibility.  If this ever
 230   // becomes a problem in practice, we should introduce new tag numbers in the
 231   // bitcode file and have those tags use a more efficiently encoded alignment
 232   // field.
 233
 234   // Store the alignment in the bitcode as a 16-bit raw value instead of a
 235   // 5-bit log2 encoded value. Shift the bits above the alignment up by
 236   // 11 bits.
 237
 238   uint64_t EncodedAttrs = Attrs.Raw() & 0xffff;
 239   if (Attrs & Attribute::Alignment)
 240     EncodedAttrs |= (1ull << 16) <<
 241       (((Attrs & Attribute::Alignment).Raw()-1) >> 16);
 242   EncodedAttrs |= (Attrs.Raw() & (0xfffull << 21)) << 11;
 243
 244   return EncodedAttrs;
 245 }
 246
 247 /// This returns an attribute bitset containing the LLVM attributes
 248 /// that have been decoded from the given integer.  This function
 249 /// must stay in sync with 'encodeLLVMAttributesForBitcode'.
 250 inline Attributes decodeLLVMAttributesForBitcode(uint64_t EncodedAttrs) {
 251   // The alignment is stored as a 16-bit raw value from bits 31--16.
 252   // We shift the bits above 31 down by 11 bits.
 253
 254   unsigned Alignment = (EncodedAttrs & (0xffffull << 16)) >> 16;
 255   assert((!Alignment || isPowerOf2_32(Alignment)) &&
 256          "Alignment must be a power of two.");
 257
 258   Attributes Attrs(EncodedAttrs & 0xffff);
 259   if (Alignment)
 260     Attrs |= Attribute::constructAlignmentFromInt(Alignment);
 261   Attrs |= Attributes((EncodedAttrs & (0xfffull << 32)) >> 11);
 262
 263   return Attrs;
 264 }
 265
 266
 267 /// The set of Attributes set in Attributes is converted to a
 268 /// string of equivalent mnemonics. This is, presumably, for writing out
 269 /// the mnemonics for the assembly writer.
 270 /// @brief Convert attribute bits to text
 271 std::string getAsString(Attributes Attrs);
 272 } // end namespace Attribute
 273
 274 /// This is just a pair of values to associate a set of attributes
 275 /// with an index.
 276 struct AttributeWithIndex {
 277   Attributes Attrs; ///< The attributes that are set, or'd together.
 278   unsigned Index; ///< Index of the parameter for which the attributes apply.
 279                   ///< Index 0 is used for return value attributes.
 280                   ///< Index ~0U is used for function attributes.
 281
 282   static AttributeWithIndex get(unsigned Idx, Attributes Attrs) {
 283     AttributeWithIndex P;
 284     P.Index = Idx;
 285     P.Attrs = Attrs;
 286     return P;
 287   }
 288 };
 289
 290 //===----------------------------------------------------------------------===//
 291 // AttrListPtr Smart Pointer
 292 //===----------------------------------------------------------------------===//
 293
 294 class AttributeListImpl;
 295
 296 /// AttrListPtr - This class manages the ref count for the opaque
 297 /// AttributeListImpl object and provides accessors for it.
 298 class AttrListPtr {
 299   /// AttrList - The attributes that we are managing.  This can be null
 300   /// to represent the empty attributes list.
 301   AttributeListImpl *AttrList;
 302 public:
 303   AttrListPtr() : AttrList(0) {}
 304   AttrListPtr(const AttrListPtr &P);
 305   const AttrListPtr &operator=(const AttrListPtr &RHS);
 306   ~AttrListPtr();
 307
 308   //===--------------------------------------------------------------------===//
 309   // Attribute List Construction and Mutation
 310   //===--------------------------------------------------------------------===//
 311
 312   /// get - Return a Attributes list with the specified parameters in it.
 313   static AttrListPtr get(ArrayRef<AttributeWithIndex> Attrs);
 314
 315   /// addAttr - Add the specified attribute at the specified index to this
 316   /// attribute list.  Since attribute lists are immutable, this
 317   /// returns the new list.
 318   AttrListPtr addAttr(unsigned Idx, Attributes Attrs) const;
 319
 320   /// removeAttr - Remove the specified attribute at the specified index from
 321   /// this attribute list.  Since attribute lists are immutable, this
 322   /// returns the new list.
 323   AttrListPtr removeAttr(unsigned Idx, Attributes Attrs) const;
 324
 325   //===--------------------------------------------------------------------===//
 326   // Attribute List Accessors
 327   //===--------------------------------------------------------------------===//
 328   /// getParamAttributes - The attributes for the specified index are
 329   /// returned.
 330   Attributes getParamAttributes(unsigned Idx) const {
 331     assert (Idx && Idx != ~0U && "Invalid parameter index!");
 332     return getAttributes(Idx);
 333   }
 334
 335   /// getRetAttributes - The attributes for the ret value are
 336   /// returned.
 337   Attributes getRetAttributes() const {
 338     return getAttributes(0);
 339   }
 340
 341   /// getFnAttributes - The function attributes are returned.
 342   Attributes getFnAttributes() const {
 343     return getAttributes(~0U);
 344   }
 345
 346   /// paramHasAttr - Return true if the specified parameter index has the
 347   /// specified attribute set.
 348   bool paramHasAttr(unsigned Idx, Attributes Attr) const {
 349     return getAttributes(Idx) & Attr;
 350   }
 351
 352   /// getParamAlignment - Return the alignment for the specified function
 353   /// parameter.
 354   unsigned getParamAlignment(unsigned Idx) const {
 355     return Attribute::getAlignmentFromAttrs(getAttributes(Idx));
 356   }
 357
 358   /// hasAttrSomewhere - Return true if the specified attribute is set for at
 359   /// least one parameter or for the return value.
 360   bool hasAttrSomewhere(Attributes Attr) const;
 361
 362   /// operator==/!= - Provide equality predicates.
 363   bool operator==(const AttrListPtr &RHS) const
 364   { return AttrList == RHS.AttrList; }
 365   bool operator!=(const AttrListPtr &RHS) const
 366   { return AttrList != RHS.AttrList; }
 367
 368   void dump() const;
 369
 370   //===--------------------------------------------------------------------===//
 371   // Attribute List Introspection
 372   //===--------------------------------------------------------------------===//
 373
 374   /// getRawPointer - Return a raw pointer that uniquely identifies this
 375   /// attribute list.
 376   void *getRawPointer() const {
 377     return AttrList;
 378   }
 379
 380   // Attributes are stored as a dense set of slots, where there is one
 381   // slot for each argument that has an attribute.  This allows walking over the
 382   // dense set instead of walking the sparse list of attributes.
 383
 384   /// isEmpty - Return true if there are no attributes.
 385   ///
 386   bool isEmpty() const {
 387     return AttrList == 0;
 388   }
 389
 390   /// getNumSlots - Return the number of slots used in this attribute list.
 391   /// This is the number of arguments that have an attribute set on them
 392   /// (including the function itself).
 393   unsigned getNumSlots() const;
 394
 395   /// getSlot - Return the AttributeWithIndex at the specified slot.  This
 396   /// holds a index number plus a set of attributes.
 397   const AttributeWithIndex &getSlot(unsigned Slot) const;
 398
 399 private:
 400   explicit AttrListPtr(AttributeListImpl *L);
 401
 402   /// getAttributes - The attributes for the specified index are
 403   /// returned.  Attributes for the result are denoted with Idx = 0.
 404   Attributes getAttributes(unsigned Idx) const;
 405
 406 };
 407
 408 } // End llvm namespace
 409
 410 #endif