include/llvm/ADT/PointerIntPair.h

   1 //===- llvm/ADT/PointerIntPair.h - Pair for pointer and int -----*- 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 defines the PointerIntPair class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_ADT_POINTERINTPAIR_H
  15 #define LLVM_ADT_POINTERINTPAIR_H
  16
  17 #include "llvm/Support/PointerLikeTypeTraits.h"
  18 #include <cassert>
  19
  20 namespace llvm {
  21
  22 template<typename T>
  23 struct DenseMapInfo;
  24
  25 /// PointerIntPair - This class implements a pair of a pointer and small
  26 /// integer.  It is designed to represent this in the space required by one
  27 /// pointer by bitmangling the integer into the low part of the pointer.  This
  28 /// can only be done for small integers: typically up to 3 bits, but it depends
  29 /// on the number of bits available according to PointerLikeTypeTraits for the
  30 /// type.
  31 ///
  32 /// Note that PointerIntPair always puts the Int part in the highest bits
  33 /// possible.  For example, PointerIntPair<void*, 1, bool> will put the bit for
  34 /// the bool into bit #2, not bit #0, which allows the low two bits to be used
  35 /// for something else.  For example, this allows:
  36 ///   PointerIntPair<PointerIntPair<void*, 1, bool>, 1, bool>
  37 /// ... and the two bools will land in different bits.
  38 ///
  39 template <typename PointerTy, unsigned IntBits, typename IntType=unsigned,
  40           typename PtrTraits = PointerLikeTypeTraits<PointerTy> >
  41 class PointerIntPair {
  42   intptr_t Value;
  43   enum {
  44     /// PointerBitMask - The bits that come from the pointer.
  45     PointerBitMask =
  46       ~(uintptr_t)(((intptr_t)1 << PtrTraits::NumLowBitsAvailable)-1),
  47
  48     /// IntShift - The number of low bits that we reserve for other uses, and
  49     /// keep zero.
  50     IntShift = (uintptr_t)PtrTraits::NumLowBitsAvailable-IntBits,
  51
  52     /// IntMask - This is the unshifted mask for valid bits of the int type.
  53     IntMask = (uintptr_t)(((intptr_t)1 << IntBits)-1),
  54
  55     // ShiftedIntMask - This is the bits for the integer shifted in place.
  56     ShiftedIntMask = (uintptr_t)(IntMask << IntShift)
  57   };
  58 public:
  59   PointerIntPair() : Value(0) {}
  60   PointerIntPair(PointerTy Ptr, IntType Int) {
  61     assert(IntBits <= PtrTraits::NumLowBitsAvailable &&
  62            "PointerIntPair formed with integer size too large for pointer");
  63     setPointerAndInt(Ptr, Int);
  64   }
  65   explicit PointerIntPair(PointerTy Ptr) {
  66     initWithPointer(Ptr);
  67   }
  68
  69   PointerTy getPointer() const {
  70     return PtrTraits::getFromVoidPointer(
  71                          reinterpret_cast<void*>(Value & PointerBitMask));
  72   }
  73
  74   IntType getInt() const {
  75     return (IntType)((Value >> IntShift) & IntMask);
  76   }
  77
  78   void setPointer(PointerTy Ptr) {
  79     intptr_t PtrVal
  80       = reinterpret_cast<intptr_t>(PtrTraits::getAsVoidPointer(Ptr));
  81     assert((PtrVal & ((1 << PtrTraits::NumLowBitsAvailable)-1)) == 0 &&
  82            "Pointer is not sufficiently aligned");
  83     // Preserve all low bits, just update the pointer.
  84     Value = PtrVal | (Value & ~PointerBitMask);
  85   }
  86
  87   void setInt(IntType Int) {
  88     intptr_t IntVal = Int;
  89     assert(IntVal < (1 << IntBits) && "Integer too large for field");
  90
  91     // Preserve all bits other than the ones we are updating.
  92     Value &= ~ShiftedIntMask;     // Remove integer field.
  93     Value |= IntVal << IntShift;  // Set new integer.
  94   }
  95
  96   void initWithPointer(PointerTy Ptr) {
  97     intptr_t PtrVal
  98       = reinterpret_cast<intptr_t>(PtrTraits::getAsVoidPointer(Ptr));
  99     assert((PtrVal & ((1 << PtrTraits::NumLowBitsAvailable)-1)) == 0 &&
 100            "Pointer is not sufficiently aligned");
 101     Value = PtrVal;
 102   }
 103
 104   void setPointerAndInt(PointerTy Ptr, IntType Int) {
 105     intptr_t PtrVal
 106       = reinterpret_cast<intptr_t>(PtrTraits::getAsVoidPointer(Ptr));
 107     assert((PtrVal & ((1 << PtrTraits::NumLowBitsAvailable)-1)) == 0 &&
 108            "Pointer is not sufficiently aligned");
 109     intptr_t IntVal = Int;
 110     assert(IntVal < (1 << IntBits) && "Integer too large for field");
 111
 112     Value = PtrVal | (IntVal << IntShift);
 113   }
 114
 115   PointerTy const *getAddrOfPointer() const {
 116     return const_cast<PointerIntPair *>(this)->getAddrOfPointer();
 117   }
 118
 119   PointerTy *getAddrOfPointer() {
 120     assert(Value == reinterpret_cast<intptr_t>(getPointer()) &&
 121            "Can only return the address if IntBits is cleared and "
 122            "PtrTraits doesn't change the pointer");
 123     return reinterpret_cast<PointerTy *>(&Value);
 124   }
 125
 126   void *getOpaqueValue() const { return reinterpret_cast<void*>(Value); }
 127   void setFromOpaqueValue(void *Val) { Value = reinterpret_cast<intptr_t>(Val);}
 128
 129   static PointerIntPair getFromOpaqueValue(void *V) {
 130     PointerIntPair P; P.setFromOpaqueValue(V); return P;
 131   }
 132
 133   // Allow PointerIntPairs to be created from const void * if and only if the
 134   // pointer type could be created from a const void *.
 135   static PointerIntPair getFromOpaqueValue(const void *V) {
 136     (void)PtrTraits::getFromVoidPointer(V);
 137     return getFromOpaqueValue(const_cast<void *>(V));
 138   }
 139
 140   bool operator==(const PointerIntPair &RHS) const {return Value == RHS.Value;}
 141   bool operator!=(const PointerIntPair &RHS) const {return Value != RHS.Value;}
 142   bool operator<(const PointerIntPair &RHS) const {return Value < RHS.Value;}
 143   bool operator>(const PointerIntPair &RHS) const {return Value > RHS.Value;}
 144   bool operator<=(const PointerIntPair &RHS) const {return Value <= RHS.Value;}
 145   bool operator>=(const PointerIntPair &RHS) const {return Value >= RHS.Value;}
 146 };
 147
 148 template <typename T> struct isPodLike;
 149 template<typename PointerTy, unsigned IntBits, typename IntType>
 150 struct isPodLike<PointerIntPair<PointerTy, IntBits, IntType> > {
 151    static const bool value = true;
 152 };
 153
 154 // Provide specialization of DenseMapInfo for PointerIntPair.
 155 template<typename PointerTy, unsigned IntBits, typename IntType>
 156 struct DenseMapInfo<PointerIntPair<PointerTy, IntBits, IntType> > {
 157   typedef PointerIntPair<PointerTy, IntBits, IntType> Ty;
 158   static Ty getEmptyKey() {
 159     uintptr_t Val = static_cast<uintptr_t>(-1);
 160     Val <<= PointerLikeTypeTraits<PointerTy>::NumLowBitsAvailable;
 161     return Ty(reinterpret_cast<PointerTy>(Val), IntType((1 << IntBits)-1));
 162   }
 163   static Ty getTombstoneKey() {
 164     uintptr_t Val = static_cast<uintptr_t>(-2);
 165     Val <<= PointerLikeTypeTraits<PointerTy>::NumLowBitsAvailable;
 166     return Ty(reinterpret_cast<PointerTy>(Val), IntType(0));
 167   }
 168   static unsigned getHashValue(Ty V) {
 169     uintptr_t IV = reinterpret_cast<uintptr_t>(V.getOpaqueValue());
 170     return unsigned(IV) ^ unsigned(IV >> 9);
 171   }
 172   static bool isEqual(const Ty &LHS, const Ty &RHS) { return LHS == RHS; }
 173 };
 174
 175 // Teach SmallPtrSet that PointerIntPair is "basically a pointer".
 176 template<typename PointerTy, unsigned IntBits, typename IntType,
 177          typename PtrTraits>
 178 class PointerLikeTypeTraits<PointerIntPair<PointerTy, IntBits, IntType,
 179                                            PtrTraits> > {
 180 public:
 181   static inline void *
 182   getAsVoidPointer(const PointerIntPair<PointerTy, IntBits, IntType> &P) {
 183     return P.getOpaqueValue();
 184   }
 185   static inline PointerIntPair<PointerTy, IntBits, IntType>
 186   getFromVoidPointer(void *P) {
 187     return PointerIntPair<PointerTy, IntBits, IntType>::getFromOpaqueValue(P);
 188   }
 189   static inline PointerIntPair<PointerTy, IntBits, IntType>
 190   getFromVoidPointer(const void *P) {
 191     return PointerIntPair<PointerTy, IntBits, IntType>::getFromOpaqueValue(P);
 192   }
 193   enum {
 194     NumLowBitsAvailable = PtrTraits::NumLowBitsAvailable - IntBits
 195   };
 196 };
 197
 198 } // end namespace llvm
 199 #endif