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[oota-llvm.git] / include / llvm / Type.h
index 443a6bcdc30cfd1de4baacc5e90982d646d4a50f..ca295738cdb2740585426185548f6b8e469b1437 100644 (file)
@@ -6,53 +6,60 @@
 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//
-// This file contains the declaration of the Type class.  For more "Type" type
-// stuff, look in DerivedTypes.h.
-//
-// Note that instances of the Type class are immutable: once they are created,
-// they are never changed.  Also note that only one instance of a particular
-// type is ever created.  Thus seeing if two types are equal is a matter of
-// doing a trivial pointer comparison.
-//
-// Types, once allocated, are never free'd, unless they are an abstract type
-// that is resolved to a more concrete type.
-//
-// Opaque types are simple derived types with no state.  There may be many
-// different Opaque type objects floating around, but two are only considered
-// identical if they are pointer equals of each other.  This allows us to have
-// two opaque types that end up resolving to different concrete types later.
-//
-// 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
-// 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.
-//
-//===----------------------------------------------------------------------===//
+
 
 #ifndef LLVM_TYPE_H
 #define LLVM_TYPE_H
 
-#include "AbstractTypeUser.h"
+#include "llvm/AbstractTypeUser.h"
 #include "llvm/Support/Casting.h"
+#include "llvm/Support/DataTypes.h"
+#include "llvm/Support/Streams.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 Type {
+/// This file contains the declaration of the Type class.  For more "Type" type
+/// stuff, look in DerivedTypes.h.
+///
+/// The instances of the Type class are immutable: once they are created,
+/// they are never changed.  Also note that only one instance of a particular
+/// type is ever created.  Thus seeing if two types are equal is a matter of
+/// doing a trivial pointer comparison. To enforce that no two equal instances
+/// are created, Type instances can only be created via static factory methods 
+/// in class Type and in derived classes.
+/// 
+/// Once allocated, Types are never free'd, unless they are an abstract type
+/// that is resolved to a more concrete type.
+/// 
+/// Types themself don't have a name, and can be named either by:
+/// - using SymbolTable instance, typically from some Module,
+/// - using convenience methods in the Module class (which uses module's 
+///    SymbolTable too).
+///
+/// Opaque types are simple derived types with no state.  There may be many
+/// different Opaque type objects floating around, but two are only considered
+/// identical if they are pointer equals of each other.  This allows us to have
+/// two opaque types that end up resolving to different concrete types later.
+///
+/// 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
+/// 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
@@ -60,30 +67,33 @@ public:
   ///
   enum TypeID {
     // PrimitiveTypes .. make sure LastPrimitiveTyID stays up to date
-    VoidTyID = 0  , BoolTyID,           //  0, 1: Basics...
-    UByteTyID     , SByteTyID,          //  2, 3: 8 bit types...
-    UShortTyID    , ShortTyID,          //  4, 5: 16 bit types...
-    UIntTyID      , IntTyID,            //  6, 7: 32 bit types...
-    ULongTyID     , LongTyID,           //  8, 9: 64 bit types...
-    FloatTyID     , DoubleTyID,         // 10,11: Floating point types...
-    LabelTyID     ,                     // 12   : 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
 
     // 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...
-    //...
+    IntegerTyID,     ///<  7: Arbitrary bit width integers
+    FunctionTyID,    ///<  8: Functions
+    StructTyID,      ///<  9: Structures
+    ArrayTyID,       ///< 10: Arrays
+    PointerTyID,     ///< 11: Pointers
+    OpaqueTyID,      ///< 12: Opaque: type with unknown structure
+    VectorTyID,      ///< 13: 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;  // True if type contains an OpaqueType
+  bool     Abstract : 1;  // True if type contains an OpaqueType
+  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
@@ -93,36 +103,61 @@ private:
   mutable unsigned RefCount;
 
   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 std::string& Name, TypeID id);
-  virtual ~Type() {}
+  explicit Type(TypeID id) : ID(id), Abstract(false), SubclassData(0),
+                             RefCount(0), ForwardType(0), NumContainedTys(0),
+                             ContainedTys(0) {}
+  virtual ~Type() {
+    assert(AbstractTypeUsers.empty() && "Abstract types remain");
+  }
 
   /// Types can become nonabstract later, if they are refined.
   ///
   inline void setAbstract(bool Val) { Abstract = Val; }
 
-  // PromoteAbstractToConcrete - This is an internal method used to calculate
-  // change "Abstract" from true to false when types are refined.
-  void PromoteAbstractToConcrete();
-
   unsigned getRefCount() const { return RefCount; }
 
+  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); }
 
   /// @brief Debugging support: print to stderr
   void dump() const;
@@ -140,47 +175,35 @@ public:
   /// getDescription - Return the string representation of the type...
   const std::string &getDescription() const;
 
-  /// isSigned - Return whether an integral numeric type is signed.  This is
-  /// true for SByteTy, ShortTy, IntTy, LongTy.  Note that this is not true for
-  /// Float and Double.
-  ///
-  bool isSigned() const {
-    return ID == SByteTyID || ID == ShortTyID ||
-           ID == IntTyID || ID == LongTyID;
-  }
-
-  /// isUnsigned - Return whether a numeric type is unsigned.  This is not quite
-  /// the complement of isSigned... nonnumeric types return false as they do
-  /// with isSigned.  This returns true for UByteTy, UShortTy, UIntTy, and
-  /// ULongTy
-  ///
-  bool isUnsigned() const {
-    return ID == UByteTyID || ID == UShortTyID ||
-           ID == UIntTyID || ID == ULongTyID;
-  }
-
-  /// isInteger - Equivalent to isSigned() || isUnsigned()
+  /// isInteger - True if this is an instance of IntegerType.
   ///
-  bool isInteger() const { return ID >= UByteTyID && ID <= LongTyID; }
+  bool isInteger() const { return ID == IntegerTyID; } 
 
-  /// isIntegral - Returns true if this is an integral type, which is either
-  /// BoolTy or one of the Integer types.
+  /// isIntOrIntVector - Return true if this is an integer type or a vector of
+  /// integer types.
   ///
-  bool isIntegral() const { return isInteger() || this == BoolTy; }
-
+  bool isIntOrIntVector() const;
+  
   /// isFloatingPoint - Return true if this is one of the two 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.
+  ///
+  bool isFPOrFPVector() const;
+  
   /// isAbstract - True if the type is either an Opaque type, or is a derived
   /// type that includes an opaque type somewhere in it.
   ///
   inline bool isAbstract() const { return Abstract; }
 
-  /// isLosslesslyConvertibleTo - Return true if this type can be converted to
-  /// 'Ty' without any reinterpretation of bits.  For example, uint to int.
-  ///
-  bool isLosslesslyConvertibleTo(const Type *Ty) const;
+  /// canLosslesslyBitCastTo - Return true if this type could be converted 
+  /// with a lossless BitCast to type 'Ty'. For example, uint to int. 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
+  bool canLosslesslyBitCastTo(const Type *Ty) const;
 
 
   /// Here are some useful little methods to query what type derived types are
@@ -193,7 +216,7 @@ public:
   ///
   inline bool isFirstClassType() const {
     return (ID != VoidTyID && ID <= LastPrimitiveTyID) ||
-            ID == PointerTyID || ID == PackedTyID;
+            ID == IntegerTyID || ID == PointerTyID || ID == VectorTyID;
   }
 
   /// isSized - Return true if it makes sense to take the size of this type.  To
@@ -202,32 +225,25 @@ public:
   ///
   bool isSized() const {
     // If it's a primitive, it is always sized.
-    if (ID >= BoolTyID && 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.
   ///
-  unsigned getPrimitiveSize() const;
-
-  /// getUnsignedVersion - If this is an integer type, return the unsigned
-  /// variant of this type.  For example int -> uint.
-  const Type *getUnsignedVersion() const;
+  unsigned getPrimitiveSizeInBits() const;
 
-  /// getSignedVersion - If this is an integer type, return the signed variant
-  /// of this type.  For example uint -> int.
-  const Type *getSignedVersion() const;
-
-  /// getForwaredType - Return the type that this type has been resolved to if
+  /// 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.
@@ -239,37 +255,27 @@ 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 == BoolTyID || ID == UByteTyID || ID == UShortTyID)
-      return Type::UIntTy;
-    else if (ID == SByteTyID || ID == ShortTyID)
-      return Type::IntTy;
-    else if (ID == FloatTyID)
-      return Type::DoubleTy;
-    else
-      return this;
-  }
+  const Type *getVAArgsPromotedType() 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
@@ -282,29 +288,13 @@ public:
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // These are the builtin types that are always available...
   //
-  static Type *VoidTy , *BoolTy;
-  static Type *SByteTy, *UByteTy,
-              *ShortTy, *UShortTy,
-              *IntTy  , *UIntTy,
-              *LongTy , *ULongTy;
-  static Type *FloatTy, *DoubleTy;
-
-  static Type* LabelTy;
+  static const Type *VoidTy, *LabelTy, *FloatTy, *DoubleTy;
+  static const Type *X86_FP80Ty, *FP128Ty, *PPC_FP128Ty;
+  static const IntegerType *Int1Ty, *Int8Ty, *Int16Ty, *Int32Ty, *Int64Ty;
 
   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
   static inline bool classof(const Type *T) { return true; }
 
-#include "llvm/Type.def"
-
-  // Virtual methods used by callbacks below.  These should only be implemented
-  // in the DerivedType class.
-  virtual void addAbstractTypeUser(AbstractTypeUser *U) const {
-    abort(); // Only on derived types!
-  }
-  virtual void removeAbstractTypeUser(AbstractTypeUser *U) const {
-    abort(); // Only on derived types!
-  }
-
   void addRef() const {
     assert(isAbstract() && "Cannot add a reference to a non-abstract type!");
     ++RefCount;
@@ -316,14 +306,25 @@ 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)
-      RefCountIsZero();
+    if (--RefCount == 0 && AbstractTypeUsers.empty())
+      this->destroy();
   }
-
-  /// clearAllTypeMaps - This method frees all internal memory used by the
-  /// type subsystem, which can be used in environments where this memory is
-  /// otherwise reported as a leak.
-  static void clearAllTypeMaps();
+  
+  /// 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);
+  }
+  
+  /// 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
+  /// the PATypeHandle class.  When there are no users of the abstract type, it
+  /// is annihilated, because there is no way to get a reference to it ever
+  /// again.
+  ///
+  void removeAbstractTypeUser(AbstractTypeUser *U) const;
 
 private:
   /// isSizedDerivedType - Derived types like structures and arrays are sized
@@ -331,22 +332,20 @@ private:
   /// their size is relatively uncommon, move this operation out of line.
   bool isSizedDerivedType() const;
 
-  virtual void RefCountIsZero() const {
-    abort(); // only on derived types!
-  }
+  virtual void refineAbstractType(const DerivedType *OldTy, const Type *NewTy);
+  virtual void typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy);
 
+protected:
+  // PromoteAbstractToConcrete - This is an internal method used to calculate
+  // change "Abstract" from true to false when types are refined.
+  void PromoteAbstractToConcrete();
+  friend class TypeMapBase;
 };
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Define some inline methods for the AbstractTypeUser.h:PATypeHandle class.
 // These are defined here because they MUST be inlined, yet are dependent on
-// the definition of the Type class.  Of course Type derives from Value, which
-// contains an AbstractTypeUser instance, so there is no good way to factor out
-// the code.  Hence this bit of uglyness.
-//
-// In the long term, Type should not derive from Value, allowing
-// AbstractTypeUser.h to #include Type.h, allowing us to eliminate this
-// nastyness entirely.
+// the definition of the Type class.
 //
 inline void PATypeHandle::addUser() {
   assert(Ty && "Type Handle has a null type!");
@@ -358,11 +357,6 @@ inline void PATypeHandle::removeUser() {
     Ty->removeAbstractTypeUser(User);
 }
 
-inline void PATypeHandle::removeUserFromConcrete() {
-  if (!Ty->isAbstract())
-    Ty->removeAbstractTypeUser(User);
-}
-
 // Define inline methods for PATypeHolder...
 
 inline void PATypeHolder::addRef() {
@@ -375,18 +369,6 @@ inline void PATypeHolder::dropRef() {
     Ty->dropRef();
 }
 
-/// 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;
-}
-
-
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a type as a