0361001b6eba3d57ece76512800136eb0f8dfaae
[oota-llvm.git] / bindings / ocaml / llvm / llvm.ml
1 (*===-- tools/ml/llvm.ml - LLVM Ocaml Interface ---------------------------===*
2  *
3  *                     The LLVM Compiler Infrastructure
4  *
5  * This file was developed by Gordon Henriksen and is distributed under the
6  * University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7  *
8  *===----------------------------------------------------------------------===
9  *
10  * This interface provides an ocaml API for the LLVM intermediate
11  * representation, the classes in the VMCore library.
12  *
13  *===----------------------------------------------------------------------===*)
14
15
16 (* These abstract types correlate directly to the LLVM VMCore classes. *)
17 type llmodule
18 type lltype
19 type lltypehandle
20 type llvalue
21 type llbasicblock (* These are actually values, but
22                      benefit from type checking. *)
23 type llbuilder
24
25 type type_kind =
26   Void_type
27 | Float_type
28 | Double_type
29 | X86fp80_type
30 | Fp128_type
31 | Ppc_fp128_type
32 | Label_type
33 | Integer_type
34 | Function_type
35 | Struct_type
36 | Array_type
37 | Pointer_type 
38 | Opaque_type
39 | Vector_type
40
41 type linkage =
42   External_linkage
43 | Link_once_linkage
44 | Weak_linkage
45 | Appending_linkage
46 | Internal_linkage
47 | Dllimport_linkage
48 | Dllexport_linkage
49 | External_weak_linkage
50 | Ghost_linkage
51
52 type visibility =
53   Default_visibility
54 | Hidden_visibility
55 | Protected_visibility
56
57 let ccc = 0
58 let fastcc = 8
59 let coldcc = 9
60 let x86_stdcallcc = 64
61 let x86_fastcallcc = 65
62
63 type int_predicate =
64   Icmp_eq
65 | Icmp_ne
66 | Icmp_ugt
67 | Icmp_uge
68 | Icmp_ult
69 | Icmp_ule
70 | Icmp_sgt
71 | Icmp_sge
72 | Icmp_slt
73 | Icmp_sle
74
75 type real_predicate =
76   Fcmp_false
77 | Fcmp_oeq
78 | Fcmp_ogt
79 | Fcmp_oge
80 | Fcmp_olt
81 | Fcmp_ole
82 | Fcmp_one
83 | Fcmp_ord
84 | Fcmp_uno
85 | Fcmp_ueq
86 | Fcmp_ugt
87 | Fcmp_uge
88 | Fcmp_ult
89 | Fcmp_ule
90 | Fcmp_une
91 | Fcmp_true
92
93
94 (*===-- Modules -----------------------------------------------------------===*)
95
96 (* Creates a module with the supplied module ID. Modules are not garbage
97    collected; it is mandatory to call dispose_module to free memory. *)
98 external create_module : string -> llmodule = "llvm_create_module"
99
100 (* Disposes a module. All references to subordinate objects are invalidated;
101    referencing them will invoke undefined behavior. *)
102 external dispose_module : llmodule -> unit = "llvm_dispose_module"
103
104 (* Adds a named type to the module's symbol table. Returns true if successful.
105    If such a name already exists, then no entry is added and returns false. *)
106 external define_type_name : string -> lltype -> llmodule -> bool
107                           = "llvm_add_type_name"
108
109 external delete_type_name : string -> llmodule -> unit
110                           = "llvm_delete_type_name"
111
112
113 (*===-- Types -------------------------------------------------------------===*)
114
115 external classify_type : lltype -> type_kind = "llvm_classify_type"
116 external refine_abstract_type : lltype -> lltype -> unit
117                               = "llvm_refine_abstract_type"
118
119 (*--... Operations on integer types ........................................--*)
120 external _i1_type : unit -> lltype = "llvm_i1_type"
121 external _i8_type : unit -> lltype = "llvm_i8_type"
122 external _i16_type : unit -> lltype = "llvm_i16_type"
123 external _i32_type : unit -> lltype = "llvm_i32_type"
124 external _i64_type : unit -> lltype = "llvm_i64_type"
125
126 let i1_type = _i1_type ()
127 let i8_type = _i8_type ()
128 let i16_type = _i16_type ()
129 let i32_type = _i32_type ()
130 let i64_type = _i64_type ()
131
132 external integer_type : int -> lltype = "llvm_integer_type"
133 external integer_bitwidth : lltype -> int = "llvm_integer_bitwidth"
134
135 (*--... Operations on real types ...........................................--*)
136 external _float_type : unit -> lltype = "llvm_float_type"
137 external _double_type : unit -> lltype = "llvm_double_type"
138 external _x86fp80_type : unit -> lltype = "llvm_x86fp80_type"
139 external _fp128_type : unit -> lltype = "llvm_fp128_type"
140 external _ppc_fp128_type : unit -> lltype = "llvm_ppc_fp128_type"
141
142 let float_type = _float_type ()
143 let double_type = _double_type ()
144 let x86fp80_type = _x86fp80_type ()
145 let fp128_type = _fp128_type ()
146 let ppc_fp128_type = _ppc_fp128_type ()
147
148 (*--... Operations on function types .......................................--*)
149 (* FIXME: handle parameter attributes *)
150 external function_type : lltype -> lltype array -> lltype = "llvm_function_type"
151 external var_arg_function_type : lltype -> lltype array -> lltype
152                                = "llvm_var_arg_function_type"
153 external is_var_arg : lltype -> bool = "llvm_is_var_arg"
154 external return_type : lltype -> lltype = "LLVMGetReturnType"
155 external param_types : lltype -> lltype array = "llvm_param_types"
156
157 (*--... Operations on struct types .........................................--*)
158 external struct_type : lltype array -> lltype = "llvm_struct_type"
159 external packed_struct_type : lltype array -> lltype = "llvm_packed_struct_type"
160 external element_types : lltype -> lltype array = "llvm_element_types"
161 external is_packed : lltype -> bool = "llvm_is_packed"
162
163 (*--... Operations on pointer, vector, and array types .....................--*)
164 external array_type : lltype -> int -> lltype = "llvm_array_type"
165 external pointer_type : lltype -> lltype = "LLVMPointerType"
166 external vector_type : lltype -> int -> lltype = "llvm_vector_type"
167
168 external element_type : lltype -> lltype = "LLVMGetElementType"
169 external array_length : lltype -> int = "llvm_array_length"
170 external vector_size : lltype -> int = "llvm_vector_size"
171
172 (*--... Operations on other types ..........................................--*)
173 external opaque_type : unit -> lltype = "llvm_opaque_type"
174 external _void_type : unit -> lltype = "llvm_void_type"
175 external _label_type : unit -> lltype = "llvm_label_type"
176
177 let void_type = _void_type ()
178 let label_type = _label_type ()
179
180 (*--... Operations on type handles .........................................--*)
181 external handle_to_type : lltype -> lltypehandle = "llvm_handle_to_type"
182 external type_of_handle : lltypehandle -> lltype = "llvm_type_of_handle"
183 external refine_type : lltype -> lltype -> unit = "llvm_refine_type"
184
185
186 (*===-- Values ------------------------------------------------------------===*)
187
188 external type_of : llvalue -> lltype = "llvm_type_of"
189 external value_name : llvalue -> string = "llvm_value_name"
190 external set_value_name : string -> llvalue -> unit = "llvm_set_value_name"
191 external dump_value : llvalue -> unit = "llvm_dump_value"
192
193 (*--... Operations on constants of (mostly) any type .......................--*)
194 external is_constant : llvalue -> bool = "llvm_is_constant"
195 external const_null : lltype -> llvalue = "LLVMConstNull"
196 external const_all_ones : (*int|vec*)lltype -> llvalue = "LLVMConstAllOnes"
197 external undef : lltype -> llvalue = "LLVMGetUndef"
198 external is_null : llvalue -> bool = "llvm_is_null"
199 external is_undef : llvalue -> bool = "llvm_is_undef"
200
201 (*--... Operations on scalar constants .....................................--*)
202 external const_int : lltype -> int -> llvalue = "llvm_const_int"
203 external const_of_int64 : lltype -> Int64.t -> bool -> llvalue
204                         = "llvm_const_of_int64"
205 external const_float : lltype -> float -> llvalue = "llvm_const_float"
206
207 (*--... Operations on composite constants ..................................--*)
208 external const_string : string -> llvalue = "llvm_const_string"
209 external const_stringz : string -> llvalue = "llvm_const_stringz"
210 external const_array : lltype -> llvalue array -> llvalue = "llvm_const_array"
211 external const_struct : llvalue array -> llvalue = "llvm_const_struct"
212 external const_packed_struct : llvalue array -> llvalue
213                              = "llvm_const_packed_struct"
214 external const_vector : llvalue array -> llvalue = "llvm_const_vector"
215
216 (*--... Constant expressions ...............................................--*)
217 external size_of : lltype -> llvalue = "LLVMSizeOf"
218 external const_neg : llvalue -> llvalue = "LLVMConstNeg"
219 external const_not : llvalue -> llvalue = "LLVMConstNot"
220 external const_add : llvalue -> llvalue -> llvalue = "LLVMConstAdd"
221 external const_sub : llvalue -> llvalue -> llvalue = "LLVMConstSub"
222 external const_mul : llvalue -> llvalue -> llvalue = "LLVMConstMul"
223 external const_udiv : llvalue -> llvalue -> llvalue = "LLVMConstUDiv"
224 external const_sdiv : llvalue -> llvalue -> llvalue = "LLVMConstSDiv"
225 external const_fdiv : llvalue -> llvalue -> llvalue = "LLVMConstFDiv"
226 external const_urem : llvalue -> llvalue -> llvalue = "LLVMConstURem"
227 external const_srem : llvalue -> llvalue -> llvalue = "LLVMConstSRem"
228 external const_frem : llvalue -> llvalue -> llvalue = "LLVMConstFRem"
229 external const_and : llvalue -> llvalue -> llvalue = "LLVMConstAnd"
230 external const_or : llvalue -> llvalue -> llvalue = "LLVMConstOr"
231 external const_xor : llvalue -> llvalue -> llvalue = "LLVMConstXor"
232 external const_icmp : int_predicate -> llvalue -> llvalue -> llvalue
233                     = "llvm_const_icmp"
234 external const_fcmp : real_predicate -> llvalue -> llvalue -> llvalue
235                     = "llvm_const_fcmp"
236 external const_shl : llvalue -> llvalue -> llvalue = "LLVMConstShl"
237 external const_lshr : llvalue -> llvalue -> llvalue = "LLVMConstLShr"
238 external const_ashr : llvalue -> llvalue -> llvalue = "LLVMConstAShr"
239 external const_gep : llvalue -> llvalue array -> llvalue = "llvm_const_gep"
240 external const_trunc : llvalue -> lltype -> llvalue = "LLVMConstTrunc"
241 external const_sext : llvalue -> lltype -> llvalue = "LLVMConstSExt"
242 external const_zext : llvalue -> lltype -> llvalue = "LLVMConstZExt"
243 external const_fptrunc : llvalue -> lltype -> llvalue = "LLVMConstFPTrunc"
244 external const_fpext : llvalue -> lltype -> llvalue = "LLVMConstFPExt"
245 external const_uitofp : llvalue -> lltype -> llvalue = "LLVMConstUIToFP"
246 external const_sitofp : llvalue -> lltype -> llvalue = "LLVMConstSIToFP"
247 external const_fptoui : llvalue -> lltype -> llvalue = "LLVMConstFPToUI"
248 external const_fptosi : llvalue -> lltype -> llvalue = "LLVMConstFPToSI"
249 external const_ptrtoint : llvalue -> lltype -> llvalue = "LLVMConstPtrToInt"
250 external const_inttoptr : llvalue -> lltype -> llvalue = "LLVMConstIntToPtr"
251 external const_bitcast : llvalue -> lltype -> llvalue = "LLVMConstBitCast"
252 external const_select : llvalue -> llvalue -> llvalue -> llvalue
253                       = "LLVMConstSelect"
254 external const_extractelement : llvalue -> llvalue -> llvalue
255                               = "LLVMConstExtractElement"
256 external const_insertelement : llvalue -> llvalue -> llvalue -> llvalue
257                              = "LLVMConstInsertElement"
258 external const_shufflevector : llvalue -> llvalue -> llvalue -> llvalue
259                              = "LLVMConstShuffleVector"
260
261 (*--... Operations on global variables, functions, and aliases (globals) ...--*)
262 external is_declaration : llvalue -> bool = "llvm_is_declaration"
263 external linkage : llvalue -> linkage = "llvm_linkage"
264 external set_linkage : linkage -> llvalue -> unit = "llvm_set_linkage"
265 external section : llvalue -> string = "llvm_section"
266 external set_section : string -> llvalue -> unit = "llvm_set_section"
267 external visibility : llvalue -> visibility = "llvm_visibility"
268 external set_visibility : visibility -> llvalue -> unit = "llvm_set_visibility"
269 external alignment : llvalue -> int = "llvm_alignment"
270 external set_alignment : int -> llvalue -> unit = "llvm_set_alignment"
271
272 (*--... Operations on global variables .....................................--*)
273 external declare_global : lltype -> string -> llmodule -> llvalue
274                         = "llvm_declare_global"
275 external define_global : string -> llvalue -> llmodule -> llvalue
276                        = "llvm_define_global"
277 external delete_global : llvalue -> unit = "llvm_delete_global"
278 external global_initializer : llvalue -> llvalue = "LLVMGetInitializer"
279 external set_initializer : llvalue -> llvalue -> unit = "llvm_set_initializer"
280 external remove_initializer : llvalue -> unit = "llvm_remove_initializer"
281 external is_thread_local : llvalue -> bool = "llvm_is_thread_local"
282 external set_thread_local : bool -> llvalue -> unit = "llvm_set_thread_local"
283
284 (*--... Operations on functions ............................................--*)
285 external declare_function : string -> lltype -> llmodule -> llvalue
286                           = "llvm_declare_function"
287 external define_function : string -> lltype -> llmodule -> llvalue
288                          = "llvm_define_function"
289 external delete_function : llvalue -> unit = "llvm_delete_function"
290 external params : llvalue -> llvalue array = "llvm_params"
291 external param : llvalue -> int -> llvalue = "llvm_param"
292 external is_intrinsic : llvalue -> bool = "llvm_is_intrinsic"
293 external function_call_conv : llvalue -> int = "llvm_function_call_conv"
294 external set_function_call_conv : int -> llvalue -> unit
295                                 = "llvm_set_function_call_conv"
296
297 (* TODO: param attrs *)
298
299 (*--... Operations on basic blocks .........................................--*)
300 external basic_blocks : llvalue -> llbasicblock array = "llvm_basic_blocks"
301 external entry_block : llvalue -> llbasicblock = "LLVMGetEntryBasicBlock"
302 external delete_block : llbasicblock -> unit = "llvm_delete_block"
303 external append_block : string -> llvalue -> llbasicblock = "llvm_append_block"
304 external insert_block : string -> llbasicblock -> llbasicblock
305                       = "llvm_insert_block"
306 external value_of_block : llbasicblock -> llvalue = "LLVMBasicBlockAsValue"
307 external value_is_block : llvalue -> bool = "llvm_value_is_block"
308 external block_of_value : llvalue -> llbasicblock = "LLVMValueAsBasicBlock"
309
310
311 (*===-- Instruction builders ----------------------------------------------===*)
312 external builder_before : llvalue -> llbuilder = "llvm_builder_before"
313 external builder_at_end : llbasicblock -> llbuilder = "llvm_builder_at_end"
314 external position_before : llvalue -> llbuilder -> unit = "llvm_position_before"
315 external position_at_end : llbasicblock -> llbuilder -> unit
316                          = "llvm_position_at_end"
317
318 (*--... Terminators ........................................................--*)
319 external build_ret_void : llbuilder -> llvalue = "llvm_build_ret_void"
320 external build_ret : llvalue -> llbuilder -> llvalue = "llvm_build_ret"
321 external build_br : llbasicblock -> llbuilder -> llvalue = "llvm_build_br"
322 external build_cond_br : llvalue -> llbasicblock -> llbasicblock -> llbuilder ->
323                          llvalue = "llvm_build_cond_br"
324 external build_switch : llvalue -> llbasicblock -> int -> llbuilder -> llvalue
325                       = "llvm_build_switch"
326 external build_invoke : llvalue -> llvalue array -> llbasicblock ->
327                         llbasicblock -> string -> llbuilder -> llvalue
328                       = "llvm_build_invoke_bc" "llvm_build_invoke_nat"
329 external build_unwind : llbuilder -> llvalue = "llvm_build_unwind"
330 external build_unreachable : llbuilder -> llvalue = "llvm_build_unreachable"
331
332 (*--... Arithmetic .........................................................--*)
333 external build_add : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
334                    = "llvm_build_add"
335 external build_sub : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
336                    = "llvm_build_sub"
337 external build_mul : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
338                    = "llvm_build_mul"
339 external build_udiv : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
340                     = "llvm_build_udiv"
341 external build_sdiv : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
342                     = "llvm_build_sdiv"
343 external build_fdiv : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
344                     = "llvm_build_fdiv"
345 external build_urem : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
346                     = "llvm_build_urem"
347 external build_srem : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
348                     = "llvm_build_srem"
349 external build_frem : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
350                     = "llvm_build_frem"
351 external build_shl : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
352                    = "llvm_build_shl"
353 external build_lshr : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
354                     = "llvm_build_lshr"
355 external build_ashr : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
356                     = "llvm_build_ashr"
357 external build_and : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
358                    = "llvm_build_and"
359 external build_or : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
360                   = "llvm_build_or"
361 external build_xor : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
362                    = "llvm_build_xor"
363 external build_neg : llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
364                    = "llvm_build_neg"
365 external build_not : llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
366                    = "llvm_build_not"
367
368 (*--... Memory .............................................................--*)
369 external build_malloc : lltype -> string -> llbuilder -> llvalue
370                       = "llvm_build_malloc"
371 external build_array_malloc : lltype -> llvalue -> string -> llbuilder ->
372                               llvalue = "llvm_build_array_malloc"
373 external build_alloca : lltype -> string -> llbuilder -> llvalue
374                       = "llvm_build_alloca"
375 external build_array_alloca : lltype -> llvalue -> string -> llbuilder ->
376                               llvalue = "llvm_build_array_alloca"
377 external build_free : llvalue -> llbuilder -> llvalue = "llvm_build_free"
378 external build_load : llvalue -> string -> llbuilder -> llvalue
379                     = "llvm_build_load"
380 external build_store : llvalue -> llvalue -> llbuilder -> llvalue
381                      = "llvm_build_store"
382 external build_gep : llvalue -> llvalue array -> string -> llbuilder -> llvalue
383                    = "llvm_build_gep"
384
385 (*--... Casts ..............................................................--*)
386 external build_trunc : llvalue -> lltype -> string -> llbuilder -> llvalue
387                      = "llvm_build_trunc"
388 external build_zext : llvalue -> lltype -> string -> llbuilder -> llvalue
389                     = "llvm_build_zext"
390 external build_sext : llvalue -> lltype -> string -> llbuilder -> llvalue
391                     = "llvm_build_sext"
392 external build_fptoui : llvalue -> lltype -> string -> llbuilder -> llvalue
393                       = "llvm_build_fptoui"
394 external build_fptosi : llvalue -> lltype -> string -> llbuilder -> llvalue
395                       = "llvm_build_fptosi"
396 external build_uitofp : llvalue -> lltype -> string -> llbuilder -> llvalue
397                       = "llvm_build_uitofp"
398 external build_sitofp : llvalue -> lltype -> string -> llbuilder -> llvalue
399                       = "llvm_build_sitofp"
400 external build_fptrunc : llvalue -> lltype -> string -> llbuilder -> llvalue
401                        = "llvm_build_fptrunc"
402 external build_fpext : llvalue -> lltype -> string -> llbuilder -> llvalue
403                      = "llvm_build_fpext"
404 external build_ptrtoint : llvalue -> lltype -> string -> llbuilder -> llvalue
405                         = "llvm_build_prttoint"
406 external build_inttoptr : llvalue -> lltype -> string -> llbuilder -> llvalue
407                         = "llvm_build_inttoptr"
408 external build_bitcast : llvalue -> lltype -> string -> llbuilder -> llvalue
409                        = "llvm_build_bitcast"
410
411 (*--... Comparisons ........................................................--*)
412 external build_icmp : int_predicate -> llvalue -> llvalue -> string ->
413                       llbuilder -> llvalue = "llvm_build_icmp"
414 external build_fcmp : real_predicate -> llvalue -> llvalue -> string ->
415                       llbuilder -> llvalue = "llvm_build_fcmp"
416
417 (*--... Miscellaneous instructions .........................................--*)
418 external build_phi : lltype -> string -> llbuilder -> llvalue = "llvm_build_phi"
419 external build_call : llvalue -> llvalue array -> string -> llbuilder -> llvalue
420                     = "llvm_build_call"
421 external build_select : llvalue -> llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder ->
422                         llvalue = "llvm_build_select"
423 external build_va_arg : llvalue -> lltype -> string -> llbuilder -> llvalue
424                       = "llvm_build_va_arg"
425 external build_extractelement : llvalue -> llvalue -> string -> llbuilder ->
426                                 llvalue = "llvm_build_extractelement"
427 external build_insertelement : llvalue -> llvalue -> llvalue -> string ->
428                                llbuilder -> llvalue = "llvm_build_insertelement"
429 external build_shufflevector : llvalue -> llvalue -> llvalue -> string ->
430                                llbuilder -> llvalue = "llvm_build_shufflevector"
431
432
433 (*===-- Non-Externs -------------------------------------------------------===*)
434 (* These functions are built using the externals, so must be declared late.   *)
435
436 let concat2 sep arr =
437   let s = ref "" in
438   if 0 < Array.length arr then begin
439     s := !s ^ arr.(0);
440     for i = 1 to (Array.length arr) - 1 do
441       s := !s ^ sep ^ arr.(i)
442     done
443   end;
444   !s
445
446 let rec string_of_lltype ty =
447   match classify_type ty with
448     Integer_type -> "i" ^ string_of_int (integer_bitwidth ty)
449   | Pointer_type -> (string_of_lltype (element_type ty)) ^ "*"
450   | Struct_type ->
451       let s = "{ " ^ (concat2 ", " (
452                 Array.map string_of_lltype (element_types ty)
453               )) ^ " }" in
454       if is_packed ty
455         then "<" ^ s ^ ">"
456         else s
457   | Array_type -> "["   ^ (string_of_int (array_length ty)) ^
458                   " x " ^ (string_of_lltype (element_type ty)) ^ "]"
459   | Vector_type -> "<"   ^ (string_of_int (vector_size ty)) ^
460                    " x " ^ (string_of_lltype (element_type ty)) ^ ">"
461   | Opaque_type -> "opaque"
462   | Function_type -> string_of_lltype (return_type ty) ^
463                      " (" ^ (concat2 ", " (
464                        Array.map string_of_lltype (param_types ty)
465                      )) ^ ")"
466   | Label_type -> "label"
467   | Ppc_fp128_type -> "ppc_fp128"
468   | Fp128_type -> "fp128"
469   | X86fp80_type -> "x86_fp80"
470   | Double_type -> "double"
471   | Float_type -> "float"
472   | Void_type -> "void"