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
  25 class Type;
  26
  27 namespace Attribute {
  28
  29 /// We use this proxy POD type to allow constructing Attributes constants using
  30 /// initializer lists. Do not use this class directly.
  31 struct AttrConst {
  32   uint64_t v;
  33   AttrConst operator | (const AttrConst Attrs) const {
  34     AttrConst Res = {v | Attrs.v};
  35     return Res;
  36   }
  37   AttrConst operator ~ () const {
  38     AttrConst Res = {~v};
  39     return Res;
  40   }
  41 };
  42
  43 /// Function parameters and results can have attributes to indicate how they
  44 /// should be treated by optimizations and code generation. This enumeration
  45 /// lists the attributes that can be associated with parameters, function
  46 /// results or the function itself.
  47 /// @brief Function attributes.
  48
  49 /// We declare AttrConst objects that will be used throughout the code and also
  50 /// raw uint64_t objects with _i suffix to be used below for other constant
  51 /// declarations. This is done to avoid static CTORs and at the same time to
  52 /// keep type-safety of Attributes.
  53 #define DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(name, value) \
  54   const uint64_t name##_i = value; \
  55   const AttrConst name = {value};
  56
  57 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(None,0)    ///< No attributes have been set
  58 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(ZExt,1<<0) ///< Zero extended before/after call
  59 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(SExt,1<<1) ///< Sign extended before/after call
  60 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoReturn,1<<2) ///< Mark the function as not returning
  61 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(InReg,1<<3) ///< Force argument to be passed in register
  62 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(StructRet,1<<4) ///< Hidden pointer to structure to return
  63 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoUnwind,1<<5) ///< Function doesn't unwind stack
  64 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoAlias,1<<6) ///< Considered to not alias after call
  65 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(ByVal,1<<7) ///< Pass structure by value
  66 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(Nest,1<<8) ///< Nested function static chain
  67 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(ReadNone,1<<9) ///< Function does not access memory
  68 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(ReadOnly,1<<10) ///< Function only reads from memory
  69 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoInline,1<<11) ///< inline=never
  70 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(AlwaysInline,1<<12) ///< inline=always
  71 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(OptimizeForSize,1<<13) ///< opt_size
  72 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(StackProtect,1<<14) ///< Stack protection.
  73 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(StackProtectReq,1<<15) ///< Stack protection required.
  74 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(Alignment,31<<16) ///< Alignment of parameter (5 bits)
  75                                      // stored as log2 of alignment with +1 bias
  76                                      // 0 means unaligned different from align 1
  77 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoCapture,1<<21) ///< Function creates no aliases of pointer
  78 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoRedZone,1<<22) /// disable redzone
  79 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoImplicitFloat,1<<23) /// disable implicit floating point
  80                                            /// instructions.
  81 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(Naked,1<<24) ///< Naked function
  82 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(InlineHint,1<<25) ///< source said inlining was
  83                                            ///desirable
  84 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(StackAlignment,7<<26) ///< Alignment of stack for
  85                                            ///function (3 bits) stored as log2
  86                                            ///of alignment with +1 bias
  87                                            ///0 means unaligned (different from
  88                                            ///alignstack= {1))
  89 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(ReturnsTwice,1<<29) ///< Function can return twice
  90 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(UWTable,1<<30) ///< Function must be in a unwind
  91                                            ///table
  92 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NonLazyBind,1U<<31) ///< Function is called early and/or
  93                                             /// often, so lazy binding isn't
  94                                             /// worthwhile.
  95 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(AddressSafety,1ULL<<32) ///< Address safety checking is on.
  96
  97 #undef DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE
  98
  99 }  // namespace Attribute
 100
 101 /// Attributes - A bitset of attributes.
 102 class Attributes {
 103   // Currently, we need less than 64 bits.
 104   uint64_t Bits;
 105 public:
 106   Attributes() : Bits(0) { }
 107   explicit Attributes(uint64_t Val) : Bits(Val) { }
 108   /*implicit*/ Attributes(Attribute::AttrConst Val) : Bits(Val.v) { }
 109
 110   // Attribute query methods.
 111   // FIXME: StackAlignment & Alignment attributes have no predicate methods.
 112   bool hasAttributes() const {
 113     return Bits != 0;
 114   }
 115   bool hasAttributes(const Attributes &A) const {
 116     return Bits & A.Bits;
 117   }
 118
 119   bool hasZExtAttr() const {
 120     return Bits & Attribute::ZExt_i;
 121   }
 122   bool hasSExtAttr() const {
 123     return Bits & Attribute::SExt_i;
 124   }
 125   bool hasNoReturnAttr() const {
 126     return Bits & Attribute::NoReturn_i;
 127   }
 128   bool hasInRegAttr() const {
 129     return Bits & Attribute::InReg_i;
 130   }
 131   bool hasStructRetAttr() const {
 132     return Bits & Attribute::StructRet_i;
 133   }
 134   bool hasNoUnwindAttr() const {
 135     return Bits & Attribute::NoUnwind_i;
 136   }
 137   bool hasNoAliasAttr() const {
 138     return Bits & Attribute::NoAlias_i;
 139   }
 140   bool hasByValAttr() const {
 141     return Bits & Attribute::ByVal_i;
 142   }
 143   bool hasNestAttr() const {
 144     return Bits & Attribute::Nest_i;
 145   }
 146   bool hasReadNoneAttr() const {
 147     return Bits & Attribute::ReadNone_i;
 148   }
 149   bool hasReadOnlyAttr() const {
 150     return Bits & Attribute::ReadOnly_i;
 151   }
 152   bool hasNoInlineAttr() const {
 153     return Bits & Attribute::NoInline_i;
 154   }
 155   bool hasAlwaysInlineAttr() const {
 156     return Bits & Attribute::AlwaysInline_i;
 157   }
 158   bool hasOptimizeForSizeAttr() const {
 159     return Bits & Attribute::OptimizeForSize_i;
 160   }
 161   bool hasStackProtectAttr() const {
 162     return Bits & Attribute::StackProtect_i;
 163   }
 164   bool hasStackProtectReqAttr() const {
 165     return Bits & Attribute::StackProtectReq_i;
 166   }
 167   bool hasAlignmentAttr() const {
 168     return Bits & Attribute::Alignment_i;
 169   }
 170   bool hasNoCaptureAttr() const {
 171     return Bits & Attribute::NoCapture_i;
 172   }
 173   bool hasNoRedZoneAttr() const {
 174     return Bits & Attribute::NoRedZone_i;
 175   }
 176   bool hasNoImplicitFloatAttr() const {
 177     return Bits & Attribute::NoImplicitFloat_i;
 178   }
 179   bool hasNakedAttr() const {
 180     return Bits & Attribute::Naked_i;
 181   }
 182   bool hasInlineHintAttr() const {
 183     return Bits & Attribute::InlineHint_i;
 184   }
 185   bool hasReturnsTwiceAttr() const {
 186     return Bits & Attribute::ReturnsTwice_i;
 187   }
 188   bool hasStackAlignmentAttr() const {
 189     return Bits & Attribute::StackAlignment_i;
 190   }
 191   bool hasUWTableAttr() const {
 192     return Bits & Attribute::UWTable_i;
 193   }
 194   bool hasNonLazyBindAttr() const {
 195     return Bits & Attribute::NonLazyBind_i;
 196   }
 197   bool hasAddressSafetyAttr() const {
 198     return Bits & Attribute::AddressSafety_i;
 199   }
 200
 201   uint64_t getRawAlignment() const {
 202     return Bits & Attribute::Alignment_i;
 203   }
 204   uint64_t getRawStackAlignment() const {
 205     return Bits & Attribute::StackAlignment_i;
 206   }
 207
 208   /// This returns the alignment field of an attribute as a byte alignment
 209   /// value.
 210   unsigned getAlignment() const {
 211     if (!hasAlignmentAttr())
 212       return 0;
 213
 214     return 1U << ((getRawAlignment() >> 16) - 1);
 215   }
 216
 217   /// This returns the stack alignment field of an attribute as a byte alignment
 218   /// value.
 219   unsigned getStackAlignment() const {
 220     if (!hasStackAlignmentAttr())
 221       return 0;
 222
 223     return 1U << ((getRawStackAlignment() >> 26) - 1);
 224   }
 225
 226   // This is a "safe bool() operator".
 227   operator const void *() const { return Bits ? this : 0; }
 228   bool isEmptyOrSingleton() const { return (Bits & (Bits - 1)) == 0; }
 229   bool operator == (const Attributes &Attrs) const {
 230     return Bits == Attrs.Bits;
 231   }
 232   bool operator != (const Attributes &Attrs) const {
 233     return !(this == Attrs);
 234   }
 235
 236   Attributes operator | (const Attributes &Attrs) const {
 237     return Attributes(Bits | Attrs.Bits);
 238   }
 239   Attributes operator & (const Attributes &Attrs) const {
 240     return Attributes(Bits & Attrs.Bits);
 241   }
 242   Attributes operator ^ (const Attributes &Attrs) const {
 243     return Attributes(Bits ^ Attrs.Bits);
 244   }
 245   Attributes &operator |= (const Attributes &Attrs) {
 246     Bits |= Attrs.Bits;
 247     return *this;
 248   }
 249   Attributes &operator &= (const Attributes &Attrs) {
 250     Bits &= Attrs.Bits;
 251     return *this;
 252   }
 253   Attributes operator ~ () const { return Attributes(~Bits); }
 254   uint64_t Raw() const { return Bits; }
 255
 256   /// The set of Attributes set in Attributes is converted to a string of
 257   /// equivalent mnemonics. This is, presumably, for writing out the mnemonics
 258   /// for the assembly writer.
 259   /// @brief Convert attribute bits to text
 260   std::string getAsString() const;
 261 };
 262
 263 namespace Attribute {
 264
 265 /// Note that uwtable is about the ABI or the user mandating an entry in the
 266 /// unwind table. The nounwind attribute is about an exception passing by the
 267 /// function.
 268 /// In a theoretical system that uses tables for profiling and sjlj for
 269 /// exceptions, they would be fully independent. In a normal system that
 270 /// uses tables for both, the semantics are:
 271 /// nil                = Needs an entry because an exception might pass by.
 272 /// nounwind           = No need for an entry
 273 /// uwtable            = Needs an entry because the ABI says so and because
 274 ///                      an exception might pass by.
 275 /// uwtable + nounwind = Needs an entry because the ABI says so.
 276
 277 /// @brief Attributes that only apply to function parameters.
 278 const AttrConst ParameterOnly = {ByVal_i | Nest_i |
 279     StructRet_i | NoCapture_i};
 280
 281 /// @brief Attributes that may be applied to the function itself.  These cannot
 282 /// be used on return values or function parameters.
 283 const AttrConst FunctionOnly = {NoReturn_i | NoUnwind_i | ReadNone_i |
 284   ReadOnly_i | NoInline_i | AlwaysInline_i | OptimizeForSize_i |
 285   StackProtect_i | StackProtectReq_i | NoRedZone_i | NoImplicitFloat_i |
 286   Naked_i | InlineHint_i | StackAlignment_i |
 287   UWTable_i | NonLazyBind_i | ReturnsTwice_i | AddressSafety_i};
 288
 289 /// @brief Parameter attributes that do not apply to vararg call arguments.
 290 const AttrConst VarArgsIncompatible = {StructRet_i};
 291
 292 /// @brief Attributes that are mutually incompatible.
 293 const AttrConst MutuallyIncompatible[5] = {
 294   {ByVal_i | Nest_i | StructRet_i},
 295   {ByVal_i | Nest_i | InReg_i },
 296   {ZExt_i  | SExt_i},
 297   {ReadNone_i | ReadOnly_i},
 298   {NoInline_i | AlwaysInline_i}
 299 };
 300
 301 /// @brief Which attributes cannot be applied to a type.
 302 Attributes typeIncompatible(Type *Ty);
 303
 304 /// This turns an int alignment (a power of 2, normally) into the
 305 /// form used internally in Attributes.
 306 inline Attributes constructAlignmentFromInt(unsigned i) {
 307   // Default alignment, allow the target to define how to align it.
 308   if (i == 0)
 309     return None;
 310
 311   assert(isPowerOf2_32(i) && "Alignment must be a power of two.");
 312   assert(i <= 0x40000000 && "Alignment too large.");
 313   return Attributes((Log2_32(i)+1) << 16);
 314 }
 315
 316 /// This turns an int stack alignment (which must be a power of 2) into
 317 /// the form used internally in Attributes.
 318 inline Attributes constructStackAlignmentFromInt(unsigned i) {
 319   // Default alignment, allow the target to define how to align it.
 320   if (i == 0)
 321     return None;
 322
 323   assert(isPowerOf2_32(i) && "Alignment must be a power of two.");
 324   assert(i <= 0x100 && "Alignment too large.");
 325   return Attributes((Log2_32(i)+1) << 26);
 326 }
 327
 328 /// This returns an integer containing an encoding of all the
 329 /// LLVM attributes found in the given attribute bitset.  Any
 330 /// change to this encoding is a breaking change to bitcode
 331 /// compatibility.
 332 inline uint64_t encodeLLVMAttributesForBitcode(Attributes Attrs) {
 333   // FIXME: It doesn't make sense to store the alignment information as an
 334   // expanded out value, we should store it as a log2 value.  However, we can't
 335   // just change that here without breaking bitcode compatibility.  If this ever
 336   // becomes a problem in practice, we should introduce new tag numbers in the
 337   // bitcode file and have those tags use a more efficiently encoded alignment
 338   // field.
 339
 340   // Store the alignment in the bitcode as a 16-bit raw value instead of a
 341   // 5-bit log2 encoded value. Shift the bits above the alignment up by
 342   // 11 bits.
 343
 344   uint64_t EncodedAttrs = Attrs.Raw() & 0xffff;
 345   if (Attrs.hasAlignmentAttr())
 346     EncodedAttrs |= (1ull << 16) <<
 347       ((Attrs.getRawAlignment() - 1) >> 16);
 348   EncodedAttrs |= (Attrs.Raw() & (0xfffull << 21)) << 11;
 349
 350   return EncodedAttrs;
 351 }
 352
 353 /// This returns an attribute bitset containing the LLVM attributes
 354 /// that have been decoded from the given integer.  This function
 355 /// must stay in sync with 'encodeLLVMAttributesForBitcode'.
 356 inline Attributes decodeLLVMAttributesForBitcode(uint64_t EncodedAttrs) {
 357   // The alignment is stored as a 16-bit raw value from bits 31--16.
 358   // We shift the bits above 31 down by 11 bits.
 359
 360   unsigned Alignment = (EncodedAttrs & (0xffffull << 16)) >> 16;
 361   assert((!Alignment || isPowerOf2_32(Alignment)) &&
 362          "Alignment must be a power of two.");
 363
 364   Attributes Attrs(EncodedAttrs & 0xffff);
 365   if (Alignment)
 366     Attrs |= Attribute::constructAlignmentFromInt(Alignment);
 367   Attrs |= Attributes((EncodedAttrs & (0xfffull << 32)) >> 11);
 368
 369   return Attrs;
 370 }
 371
 372 } // end namespace Attribute
 373
 374 /// This is just a pair of values to associate a set of attributes
 375 /// with an index.
 376 struct AttributeWithIndex {
 377   Attributes Attrs; ///< The attributes that are set, or'd together.
 378   unsigned Index; ///< Index of the parameter for which the attributes apply.
 379                   ///< Index 0 is used for return value attributes.
 380                   ///< Index ~0U is used for function attributes.
 381
 382   static AttributeWithIndex get(unsigned Idx, Attributes Attrs) {
 383     AttributeWithIndex P;
 384     P.Index = Idx;
 385     P.Attrs = Attrs;
 386     return P;
 387   }
 388 };
 389
 390 //===----------------------------------------------------------------------===//
 391 // AttrListPtr Smart Pointer
 392 //===----------------------------------------------------------------------===//
 393
 394 class AttributeListImpl;
 395
 396 /// AttrListPtr - This class manages the ref count for the opaque
 397 /// AttributeListImpl object and provides accessors for it.
 398 class AttrListPtr {
 399   /// AttrList - The attributes that we are managing.  This can be null
 400   /// to represent the empty attributes list.
 401   AttributeListImpl *AttrList;
 402 public:
 403   AttrListPtr() : AttrList(0) {}
 404   AttrListPtr(const AttrListPtr &P);
 405   const AttrListPtr &operator=(const AttrListPtr &RHS);
 406   ~AttrListPtr();
 407
 408   //===--------------------------------------------------------------------===//
 409   // Attribute List Construction and Mutation
 410   //===--------------------------------------------------------------------===//
 411
 412   /// get - Return a Attributes list with the specified parameters in it.
 413   static AttrListPtr get(ArrayRef<AttributeWithIndex> Attrs);
 414
 415   /// addAttr - Add the specified attribute at the specified index to this
 416   /// attribute list.  Since attribute lists are immutable, this
 417   /// returns the new list.
 418   AttrListPtr addAttr(unsigned Idx, Attributes Attrs) const;
 419
 420   /// removeAttr - Remove the specified attribute at the specified index from
 421   /// this attribute list.  Since attribute lists are immutable, this
 422   /// returns the new list.
 423   AttrListPtr removeAttr(unsigned Idx, Attributes Attrs) const;
 424
 425   //===--------------------------------------------------------------------===//
 426   // Attribute List Accessors
 427   //===--------------------------------------------------------------------===//
 428   /// getParamAttributes - The attributes for the specified index are
 429   /// returned.
 430   Attributes getParamAttributes(unsigned Idx) const {
 431     assert (Idx && Idx != ~0U && "Invalid parameter index!");
 432     return getAttributes(Idx);
 433   }
 434
 435   /// getRetAttributes - The attributes for the ret value are
 436   /// returned.
 437   Attributes getRetAttributes() const {
 438     return getAttributes(0);
 439   }
 440
 441   /// getFnAttributes - The function attributes are returned.
 442   Attributes getFnAttributes() const {
 443     return getAttributes(~0U);
 444   }
 445
 446   /// paramHasAttr - Return true if the specified parameter index has the
 447   /// specified attribute set.
 448   bool paramHasAttr(unsigned Idx, Attributes Attr) const {
 449     return getAttributes(Idx).hasAttributes(Attr);
 450   }
 451
 452   /// getParamAlignment - Return the alignment for the specified function
 453   /// parameter.
 454   unsigned getParamAlignment(unsigned Idx) const {
 455     return getAttributes(Idx).getAlignment();
 456   }
 457
 458   /// hasAttrSomewhere - Return true if the specified attribute is set for at
 459   /// least one parameter or for the return value.
 460   bool hasAttrSomewhere(Attributes Attr) const;
 461
 462   /// operator==/!= - Provide equality predicates.
 463   bool operator==(const AttrListPtr &RHS) const
 464   { return AttrList == RHS.AttrList; }
 465   bool operator!=(const AttrListPtr &RHS) const
 466   { return AttrList != RHS.AttrList; }
 467
 468   void dump() const;
 469
 470   //===--------------------------------------------------------------------===//
 471   // Attribute List Introspection
 472   //===--------------------------------------------------------------------===//
 473
 474   /// getRawPointer - Return a raw pointer that uniquely identifies this
 475   /// attribute list.
 476   void *getRawPointer() const {
 477     return AttrList;
 478   }
 479
 480   // Attributes are stored as a dense set of slots, where there is one
 481   // slot for each argument that has an attribute.  This allows walking over the
 482   // dense set instead of walking the sparse list of attributes.
 483
 484   /// isEmpty - Return true if there are no attributes.
 485   ///
 486   bool isEmpty() const {
 487     return AttrList == 0;
 488   }
 489
 490   /// getNumSlots - Return the number of slots used in this attribute list.
 491   /// This is the number of arguments that have an attribute set on them
 492   /// (including the function itself).
 493   unsigned getNumSlots() const;
 494
 495   /// getSlot - Return the AttributeWithIndex at the specified slot.  This
 496   /// holds a index number plus a set of attributes.
 497   const AttributeWithIndex &getSlot(unsigned Slot) const;
 498
 499 private:
 500   explicit AttrListPtr(AttributeListImpl *L);
 501
 502   /// getAttributes - The attributes for the specified index are
 503   /// returned.  Attributes for the result are denoted with Idx = 0.
 504   Attributes getAttributes(unsigned Idx) const;
 505
 506 };
 507
 508 } // End llvm namespace
 509
 510 #endif