Add another required #include for freestanding .h files.
[oota-llvm.git] / include / llvm / Type.h
index 29180a00e59e05b52680afd482931df33fe9263b..4a470af9ca5b0f3f534d866e9df63e0c582bf581 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #define LLVM_TYPE_H
 
 #include "llvm/AbstractTypeUser.h"
+#include "llvm/LLVMContext.h"
 #include "llvm/Support/Casting.h"
 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
-#include "llvm/Support/Streams.h"
+#include "llvm/System/Atomic.h"
 #include "llvm/ADT/GraphTraits.h"
-#include "llvm/ADT/iterator"
 #include <string>
 #include <vector>
 
 namespace llvm {
 
-class ArrayType;
 class DerivedType;
-class FunctionType;
-class OpaqueType;
 class PointerType;
-class StructType;
-class PackedType;
+class IntegerType;
 class TypeMapBase;
+class raw_ostream;
+class Module;
 
 /// This file contains the declaration of the Type class.  For more "Type" type
 /// stuff, look in DerivedTypes.h.
@@ -56,61 +54,76 @@ class TypeMapBase;
 ///
 /// Opaque types are also kinda weird and scary and different because they have
 /// to keep a list of uses of the type.  When, through linking, parsing, or
-/// bytecode reading, they become resolved, they need to find and update all
+/// bitcode reading, they become resolved, they need to find and update all
 /// users of the unknown type, causing them to reference a new, more concrete
 /// type.  Opaque types are deleted when their use list dwindles to zero users.
 ///
 /// @brief Root of type hierarchy
 class Type : public AbstractTypeUser {
 public:
-  ///===-------------------------------------------------------------------===//
+  //===-------------------------------------------------------------------===//
   /// Definitions of all of the base types for the Type system.  Based on this
   /// value, you can cast to a "DerivedType" subclass (see DerivedTypes.h)
   /// Note: If you add an element to this, you need to add an element to the
   /// Type::getPrimitiveType function, or else things will break!
+  /// Also update LLVMTypeKind and LLVMGetTypeKind () in the C binding.
   ///
   enum TypeID {
     // PrimitiveTypes .. make sure LastPrimitiveTyID stays up to date
-    VoidTyID = 0  , Int1TyID,           //  0, 1: Basics...
-    Int8TyID,                           //  2   :  8 bit type...
-    Int16TyID,                          //  3   : 16 bit type...
-    Int32TyID,                          //  4   : 32 bit type...
-    Int64TyID,                          //  5   : 64 bit type...
-    FloatTyID, DoubleTyID,              //  6, 7: Floating point types...
-    LabelTyID,                          //  8   : Labels...
+    VoidTyID = 0,    ///<  0: type with no size
+    FloatTyID,       ///<  1: 32 bit floating point type
+    DoubleTyID,      ///<  2: 64 bit floating point type
+    X86_FP80TyID,    ///<  3: 80 bit floating point type (X87)
+    FP128TyID,       ///<  4: 128 bit floating point type (112-bit mantissa)
+    PPC_FP128TyID,   ///<  5: 128 bit floating point type (two 64-bits)
+    LabelTyID,       ///<  6: Labels
+    MetadataTyID,    ///<  7: Metadata
 
     // Derived types... see DerivedTypes.h file...
     // Make sure FirstDerivedTyID stays up to date!!!
-    FunctionTyID  , StructTyID,         // Functions... Structs...
-    ArrayTyID     , PointerTyID,        // Array... pointer...
-    OpaqueTyID,                         // Opaque type instances...
-    PackedTyID,                         // SIMD 'packed' format...
-    BC_ONLY_PackedStructTyID,           // packed struct, for BC rep only
-    //...
+    IntegerTyID,     ///<  8: Arbitrary bit width integers
+    FunctionTyID,    ///<  9: Functions
+    StructTyID,      ///< 10: Structures
+    ArrayTyID,       ///< 11: Arrays
+    PointerTyID,     ///< 12: Pointers
+    OpaqueTyID,      ///< 13: Opaque: type with unknown structure
+    VectorTyID,      ///< 14: SIMD 'packed' format, or other vector type
 
     NumTypeIDs,                         // Must remain as last defined ID
     LastPrimitiveTyID = LabelTyID,
-    FirstDerivedTyID = FunctionTyID
+    FirstDerivedTyID = IntegerTyID
   };
 
 private:
   TypeID   ID : 8;    // The current base type of this type.
   bool     Abstract : 1;  // True if type contains an OpaqueType
-  bool     SubclassData : 1; //Space for subclasses to store a flag
+  unsigned SubclassData : 23; //Space for subclasses to store data
 
   /// RefCount - This counts the number of PATypeHolders that are pointing to
   /// this type.  When this number falls to zero, if the type is abstract and
   /// has no AbstractTypeUsers, the type is deleted.  This is only sensical for
   /// derived types.
   ///
-  mutable unsigned RefCount;
+  mutable sys::cas_flag RefCount;
+
+  /// Context - This refers to the LLVMContext in which this type was uniqued.
+  LLVMContext &Context;
+  friend class LLVMContextImpl;
 
   const Type *getForwardedTypeInternal() const;
+
+  // Some Type instances are allocated as arrays, some aren't. So we provide
+  // this method to get the right kind of destruction for the type of Type.
+  void destroy() const; // const is a lie, this does "delete this"!
+
 protected:
-  Type(const char *Name, TypeID id);
-  Type(TypeID id) : ID(id), Abstract(false), RefCount(0), ForwardType(0) {}
+  explicit Type(LLVMContext &C, TypeID id) :
+                             ID(id), Abstract(false), SubclassData(0),
+                             RefCount(0), Context(C),
+                             ForwardType(0), NumContainedTys(0),
+                             ContainedTys(0) {}
   virtual ~Type() {
-    assert(AbstractTypeUsers.empty());
+    assert(AbstractTypeUsers.empty() && "Abstract types remain");
   }
 
   /// Types can become nonabstract later, if they are refined.
@@ -119,34 +132,52 @@ protected:
 
   unsigned getRefCount() const { return RefCount; }
 
-  bool getSubclassData() const { return SubclassData; }
-  void setSubclassData(bool b) { SubclassData = b; }
+  unsigned getSubclassData() const { return SubclassData; }
+  void setSubclassData(unsigned val) { SubclassData = val; }
 
   /// ForwardType - This field is used to implement the union find scheme for
   /// abstract types.  When types are refined to other types, this field is set
   /// to the more refined type.  Only abstract types can be forwarded.
   mutable const Type *ForwardType;
 
-  /// ContainedTys - The list of types contained by this one.  For example, this
-  /// includes the arguments of a function type, the elements of the structure,
-  /// the pointee of a pointer, etc.  Note that keeping this vector in the Type
-  /// class wastes some space for types that do not contain anything (such as
-  /// primitive types).  However, keeping it here allows the subtype_* members
-  /// to be implemented MUCH more efficiently, and dynamically very few types do
-  /// not contain any elements (most are derived).
-  std::vector<PATypeHandle> ContainedTys;
 
   /// AbstractTypeUsers - Implement a list of the users that need to be notified
   /// if I am a type, and I get resolved into a more concrete type.
   ///
   mutable std::vector<AbstractTypeUser *> AbstractTypeUsers;
+
+  /// NumContainedTys - Keeps track of how many PATypeHandle instances there
+  /// are at the end of this type instance for the list of contained types. It
+  /// is the subclasses responsibility to set this up. Set to 0 if there are no
+  /// contained types in this type.
+  unsigned NumContainedTys;
+
+  /// ContainedTys - A pointer to the array of Types (PATypeHandle) contained 
+  /// by this Type.  For example, this includes the arguments of a function 
+  /// type, the elements of a structure, the pointee of a pointer, the element
+  /// type of an array, etc.  This pointer may be 0 for types that don't 
+  /// contain other types (Integer, Double, Float).  In general, the subclass 
+  /// should arrange for space for the PATypeHandles to be included in the 
+  /// allocation of the type object and set this pointer to the address of the 
+  /// first element. This allows the Type class to manipulate the ContainedTys 
+  /// without understanding the subclass's placement for this array.  keeping 
+  /// it here also allows the subtype_* members to be implemented MUCH more 
+  /// efficiently, and dynamically very few types do not contain any elements.
+  PATypeHandle *ContainedTys;
+
 public:
-  void print(std::ostream &O) const;
-  void print(std::ostream *O) const { if (O) print(*O); }
+  void print(raw_ostream &O) const;
 
   /// @brief Debugging support: print to stderr
   void dump() const;
 
+  /// @brief Debugging support: print to stderr (use type names from context
+  /// module).
+  void dump(const Module *Context) const;
+
+  /// getContext - Fetch the LLVMContext in which this type was uniqued.
+  LLVMContext &getContext() const { return Context; }
+
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // Property accessors for dealing with types... Some of these virtual methods
   // are defined in private classes defined in Type.cpp for primitive types.
@@ -157,21 +188,46 @@ public:
   ///
   inline TypeID getTypeID() const { return ID; }
 
-  /// getDescription - Return the string representation of the type...
-  const std::string &getDescription() const;
+  /// isVoidTy - Return true if this is 'void'.
+  bool isVoidTy() const { return ID == VoidTyID; }
 
-  /// isInteger - Equivalent to isSigned() || isUnsigned()
-  ///
-  bool isInteger() const { return ID >= Int8TyID && ID <= Int64TyID; }
+  /// isFloatTy - Return true if this is 'float', a 32-bit IEEE fp type.
+  bool isFloatTy() const { return ID == FloatTyID; }
+  
+  /// isDoubleTy - Return true if this is 'double', a 64-bit IEEE fp type.
+  bool isDoubleTy() const { return ID == DoubleTyID; }
 
-  /// isIntegral - Returns true if this is an integral type, which is either
-  /// Int1Ty or one of the Integer types.
+  /// isX86_FP80Ty - Return true if this is x86 long double.
+  bool isX86_FP80Ty() const { return ID == X86_FP80TyID; }
+
+  /// isFP128Ty - Return true if this is 'fp128'.
+  bool isFP128Ty() const { return ID == FP128TyID; }
+
+  /// isPPC_FP128Ty - Return true if this is powerpc long double.
+  bool isPPC_FP128Ty() const { return ID == PPC_FP128TyID; }
+
+  /// isLabelTy - Return true if this is 'label'.
+  bool isLabelTy() const { return ID == LabelTyID; }
+
+  /// isMetadataTy - Return true if this is 'metadata'.
+  bool isMetadataTy() const { return ID == MetadataTyID; }
+
+  /// getDescription - Return the string representation of the type.
+  std::string getDescription() const;
+
+  /// isInteger - True if this is an instance of IntegerType.
   ///
-  bool isIntegral() const { return isInteger() || this == Int1Ty; }
+  bool isInteger() const { return ID == IntegerTyID; } 
 
-  /// isFloatingPoint - Return true if this is one of the two floating point
+  /// isIntOrIntVector - Return true if this is an integer type or a vector of
+  /// integer types.
+  ///
+  bool isIntOrIntVector() const;
+  
+  /// isFloatingPoint - Return true if this is one of the five floating point
   /// types
-  bool isFloatingPoint() const { return ID == FloatTyID || ID == DoubleTyID; }
+  bool isFloatingPoint() const { return ID == FloatTyID || ID == DoubleTyID ||
+      ID == X86_FP80TyID || ID == FP128TyID || ID == PPC_FP128TyID; }
 
   /// isFPOrFPVector - Return true if this is a FP type or a vector of FP types.
   ///
@@ -183,7 +239,7 @@ public:
   inline bool isAbstract() const { return Abstract; }
 
   /// canLosslesslyBitCastTo - Return true if this type could be converted 
-  /// with a lossless BitCast to type 'Ty'. For example, uint to int. BitCasts 
+  /// with a lossless BitCast to type 'Ty'. For example, i8* to i32*. BitCasts 
   /// are valid for types of the same size only where no re-interpretation of 
   /// the bits is done.
   /// @brief Determine if this type could be losslessly bitcast to Ty
@@ -196,11 +252,31 @@ public:
   inline bool isPrimitiveType() const { return ID <= LastPrimitiveTyID; }
   inline bool isDerivedType()   const { return ID >= FirstDerivedTyID; }
 
-  /// isFirstClassType - Return true if the value is holdable in a register.
+  /// isFirstClassType - Return true if the type is "first class", meaning it
+  /// is a valid type for a Value.
   ///
   inline bool isFirstClassType() const {
+    // There are more first-class kinds than non-first-class kinds, so a
+    // negative test is simpler than a positive one.
+    return ID != FunctionTyID && ID != VoidTyID && ID != OpaqueTyID;
+  }
+
+  /// isSingleValueType - Return true if the type is a valid type for a
+  /// virtual register in codegen.  This includes all first-class types
+  /// except struct and array types.
+  ///
+  inline bool isSingleValueType() const {
     return (ID != VoidTyID && ID <= LastPrimitiveTyID) ||
-            ID == PointerTyID || ID == PackedTyID;
+            ID == IntegerTyID || ID == PointerTyID || ID == VectorTyID;
+  }
+
+  /// isAggregateType - Return true if the type is an aggregate type. This
+  /// means it is valid as the first operand of an insertvalue or
+  /// extractvalue instruction. This includes struct and array types, but
+  /// does not include vector types.
+  ///
+  inline bool isAggregateType() const {
+    return ID == StructTyID || ID == ArrayTyID;
   }
 
   /// isSized - Return true if it makes sense to take the size of this type.  To
@@ -209,33 +285,40 @@ public:
   ///
   bool isSized() const {
     // If it's a primitive, it is always sized.
-    if (ID >= Int1TyID && ID <= DoubleTyID || ID == PointerTyID)
+    if (ID == IntegerTyID || isFloatingPoint() || ID == PointerTyID)
       return true;
     // If it is not something that can have a size (e.g. a function or label),
     // it doesn't have a size.
-    if (ID != StructTyID && ID != ArrayTyID && ID != PackedTyID)
+    if (ID != StructTyID && ID != ArrayTyID && ID != VectorTyID)
       return false;
     // If it is something that can have a size and it's concrete, it definitely
     // has a size, otherwise we have to try harder to decide.
     return !isAbstract() || isSizedDerivedType();
   }
 
-  /// getPrimitiveSize - Return the basic size of this type if it is a primitive
-  /// type.  These are fixed by LLVM and are not target dependent.  This will
-  /// return zero if the type does not have a size or is not a primitive type.
+  /// getPrimitiveSizeInBits - Return the basic size of this type if it is a
+  /// primitive type.  These are fixed by LLVM and are not target dependent.
+  /// This will return zero if the type does not have a size or is not a
+  /// primitive type.
+  ///
+  /// Note that this may not reflect the size of memory allocated for an
+  /// instance of the type or the number of bytes that are written when an
+  /// instance of the type is stored to memory. The TargetData class provides
+  /// additional query functions to provide this information.
   ///
-  unsigned getPrimitiveSize() const;
   unsigned getPrimitiveSizeInBits() const;
 
-  /// getIntegralTypeMask - Return a bitmask with ones set for all of the bits
-  /// that can be set by an unsigned version of this type.  This is 0xFF for
-  /// sbyte/ubyte, 0xFFFF for shorts, etc.
-  uint64_t getIntegralTypeMask() const {
-    assert(isIntegral() && "This only works for integral types!");
-    return ~uint64_t(0UL) >> (64-getPrimitiveSizeInBits());
-  }
+  /// getScalarSizeInBits - If this is a vector type, return the
+  /// getPrimitiveSizeInBits value for the element type. Otherwise return the
+  /// getPrimitiveSizeInBits value for this type.
+  unsigned getScalarSizeInBits() const;
 
-  /// getForwaredType - Return the type that this type has been resolved to if
+  /// getFPMantissaWidth - Return the width of the mantissa of this type.  This
+  /// is only valid on floating point types.  If the FP type does not
+  /// have a stable mantissa (e.g. ppc long double), this method returns -1.
+  int getFPMantissaWidth() const;
+
+  /// getForwardedType - Return the type that this type has been resolved to if
   /// it has been resolved to anything.  This is used to implement the
   /// union-find algorithm for type resolution, and shouldn't be used by general
   /// purpose clients.
@@ -247,35 +330,31 @@ public:
   /// getVAArgsPromotedType - Return the type an argument of this type
   /// will be promoted to if passed through a variable argument
   /// function.
-  const Type *getVAArgsPromotedType() const {
-    if (ID == Int1TyID || ID == Int8TyID || ID == Int16TyID)
-      return Type::Int32Ty;
-    else if (ID == FloatTyID)
-      return Type::DoubleTy;
-    else
-      return this;
-  }
+  const Type *getVAArgsPromotedType(LLVMContext &C) const; 
+
+  /// getScalarType - If this is a vector type, return the element type,
+  /// otherwise return this.
+  const Type *getScalarType() const;
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // Type Iteration support
   //
-  typedef std::vector<PATypeHandle>::const_iterator subtype_iterator;
-  subtype_iterator subtype_begin() const { return ContainedTys.begin(); }
-  subtype_iterator subtype_end() const { return ContainedTys.end(); }
+  typedef PATypeHandle *subtype_iterator;
+  subtype_iterator subtype_begin() const { return ContainedTys; }
+  subtype_iterator subtype_end() const { return &ContainedTys[NumContainedTys];}
 
   /// getContainedType - This method is used to implement the type iterator
   /// (defined a the end of the file).  For derived types, this returns the
   /// types 'contained' in the derived type.
   ///
   const Type *getContainedType(unsigned i) const {
-    assert(i < ContainedTys.size() && "Index out of range!");
-    return ContainedTys[i];
+    assert(i < NumContainedTys && "Index out of range!");
+    return ContainedTys[i].get();
   }
 
   /// getNumContainedTypes - Return the number of types in the derived type.
   ///
-  typedef std::vector<PATypeHandle>::size_type size_type;
-  size_type getNumContainedTypes() const { return ContainedTys.size(); }
+  unsigned getNumContainedTypes() const { return NumContainedTys; }
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // Static members exported by the Type class itself.  Useful for getting
@@ -283,24 +362,46 @@ public:
   //
 
   /// getPrimitiveType - Return a type based on an identifier.
-  static const Type *getPrimitiveType(TypeID IDNumber);
+  static const Type *getPrimitiveType(LLVMContext &C, TypeID IDNumber);
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // These are the builtin types that are always available...
   //
-  static Type *VoidTy , *Int1Ty;
-  static Type *Int8Ty , *Int16Ty,
-              *Int32Ty, *Int64Ty;
-  static Type *FloatTy, *DoubleTy;
+  static const Type *getVoidTy(LLVMContext &C);
+  static const Type *getLabelTy(LLVMContext &C);
+  static const Type *getFloatTy(LLVMContext &C);
+  static const Type *getDoubleTy(LLVMContext &C);
+  static const Type *getMetadataTy(LLVMContext &C);
+  static const Type *getX86_FP80Ty(LLVMContext &C);
+  static const Type *getFP128Ty(LLVMContext &C);
+  static const Type *getPPC_FP128Ty(LLVMContext &C);
+  static const IntegerType *getInt1Ty(LLVMContext &C);
+  static const IntegerType *getInt8Ty(LLVMContext &C);
+  static const IntegerType *getInt16Ty(LLVMContext &C);
+  static const IntegerType *getInt32Ty(LLVMContext &C);
+  static const IntegerType *getInt64Ty(LLVMContext &C);
 
-  static Type* LabelTy;
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // Convenience methods for getting pointer types with one of the above builtin
+  // types as pointee.
+  //
+  static const PointerType *getFloatPtrTy(LLVMContext &C, unsigned AS = 0);
+  static const PointerType *getDoublePtrTy(LLVMContext &C, unsigned AS = 0);
+  static const PointerType *getX86_FP80PtrTy(LLVMContext &C, unsigned AS = 0);
+  static const PointerType *getFP128PtrTy(LLVMContext &C, unsigned AS = 0);
+  static const PointerType *getPPC_FP128PtrTy(LLVMContext &C, unsigned AS = 0);
+  static const PointerType *getInt1PtrTy(LLVMContext &C, unsigned AS = 0);
+  static const PointerType *getInt8PtrTy(LLVMContext &C, unsigned AS = 0);
+  static const PointerType *getInt16PtrTy(LLVMContext &C, unsigned AS = 0);
+  static const PointerType *getInt32PtrTy(LLVMContext &C, unsigned AS = 0);
+  static const PointerType *getInt64PtrTy(LLVMContext &C, unsigned AS = 0);
 
   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
-  static inline bool classof(const Type *T) { return true; }
+  static inline bool classof(const Type *) { return true; }
 
   void addRef() const {
     assert(isAbstract() && "Cannot add a reference to a non-abstract type!");
-    ++RefCount;
+    sys::AtomicIncrement(&RefCount);
   }
 
   void dropRef() const {
@@ -309,17 +410,15 @@ public:
 
     // If this is the last PATypeHolder using this object, and there are no
     // PATypeHandles using it, the type is dead, delete it now.
-    if (--RefCount == 0 && AbstractTypeUsers.empty())
-      delete this;
+    sys::cas_flag OldCount = sys::AtomicDecrement(&RefCount);
+    if (OldCount == 0 && AbstractTypeUsers.empty())
+      this->destroy();
   }
   
   /// addAbstractTypeUser - Notify an abstract type that there is a new user of
   /// it.  This function is called primarily by the PATypeHandle class.
   ///
-  void addAbstractTypeUser(AbstractTypeUser *U) const {
-    assert(isAbstract() && "addAbstractTypeUser: Current type not abstract!");
-    AbstractTypeUsers.push_back(U);
-  }
+  void addAbstractTypeUser(AbstractTypeUser *U) const;
   
   /// removeAbstractTypeUser - Notify an abstract type that a user of the class
   /// no longer has a handle to the type.  This function is called primarily by
@@ -329,6 +428,10 @@ public:
   ///
   void removeAbstractTypeUser(AbstractTypeUser *U) const;
 
+  /// getPointerTo - Return a pointer to the current type.  This is equivalent
+  /// to PointerType::get(Foo, AddrSpace).
+  const PointerType *getPointerTo(unsigned AddrSpace = 0) const;
+
 private:
   /// isSizedDerivedType - Derived types like structures and arrays are sized
   /// iff all of the members of the type are sized as well.  Since asking for
@@ -360,9 +463,21 @@ inline void PATypeHandle::removeUser() {
     Ty->removeAbstractTypeUser(User);
 }
 
-// Define inline methods for PATypeHolder...
+// Define inline methods for PATypeHolder.
+
+/// get - This implements the forwarding part of the union-find algorithm for
+/// abstract types.  Before every access to the Type*, we check to see if the
+/// type we are pointing to is forwarding to a new type.  If so, we drop our
+/// reference to the type.
+///
+inline Type* PATypeHolder::get() const {
+  const Type *NewTy = Ty->getForwardedType();
+  if (!NewTy) return const_cast<Type*>(Ty);
+  return *const_cast<PATypeHolder*>(this) = NewTy;
+}
 
 inline void PATypeHolder::addRef() {
+  assert(Ty && "Type Holder has a null type!");
   if (Ty->isAbstract())
     Ty->addRef();
 }
@@ -407,7 +522,7 @@ template <> inline bool isa_impl<PointerType, Type>(const Type &Ty) {
   return Ty.getTypeID() == Type::PointerTyID;
 }
 
-std::ostream &operator<<(std::ostream &OS, const Type &T);
+raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const Type &T);
 
 } // End llvm namespace