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/AttributesImpl.h"
  19 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  20 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  21 #include <cassert>
  22 #include <string>
  23
  24 namespace llvm {
  25
  26 class LLVMContext;
  27 class Type;
  28
  29 /// AttributeImpl - The internal representation of the Attributes class. This is
  30 /// uniquified.
  31 class AttributesImpl;
  32
  33 /// Attributes - A bitset of attributes.
  34 class Attributes {
  35 public:
  36   /// Function parameters and results can have attributes to indicate how they
  37   /// should be treated by optimizations and code generation. This enumeration
  38   /// lists the attributes that can be associated with parameters, function
  39   /// results or the function itself.
  40   ///
  41   /// Note that uwtable is about the ABI or the user mandating an entry in the
  42   /// unwind table. The nounwind attribute is about an exception passing by the
  43   /// function.
  44   ///
  45   /// In a theoretical system that uses tables for profiling and sjlj for
  46   /// exceptions, they would be fully independent. In a normal system that uses
  47   /// tables for both, the semantics are:
  48   ///
  49   /// nil                = Needs an entry because an exception might pass by.
  50   /// nounwind           = No need for an entry
  51   /// uwtable            = Needs an entry because the ABI says so and because
  52   ///                      an exception might pass by.
  53   /// uwtable + nounwind = Needs an entry because the ABI says so.
  54
  55   enum AttrVal {
  56     None            = 0,   ///< No attributes have been set
  57     AddressSafety   = 1,   ///< Address safety checking is on.
  58     Alignment       = 2,   ///< Alignment of parameter (5 bits)
  59                            ///< stored as log2 of alignment with +1 bias
  60                            ///< 0 means unaligned different from align 1
  61     AlwaysInline    = 3,   ///< inline=always
  62     ByVal           = 4,   ///< Pass structure by value
  63     InlineHint      = 5,   ///< Source said inlining was desirable
  64     InReg           = 6,   ///< Force argument to be passed in register
  65     Naked           = 7,   ///< Naked function
  66     Nest            = 8,   ///< Nested function static chain
  67     NoAlias         = 9,   ///< Considered to not alias after call
  68     NoCapture       = 10,  ///< Function creates no aliases of pointer
  69     NoImplicitFloat = 11,  ///< Disable implicit floating point insts
  70     NoInline        = 12,  ///< inline=never
  71     NonLazyBind     = 13,  ///< Function is called early and/or
  72                            ///< often, so lazy binding isn't worthwhile
  73     NoRedZone       = 14,  ///< Disable redzone
  74     NoReturn        = 15,  ///< Mark the function as not returning
  75     NoUnwind        = 16,  ///< Function doesn't unwind stack
  76     OptimizeForSize = 17,  ///< opt_size
  77     ReadNone        = 18,  ///< Function does not access memory
  78     ReadOnly        = 19,  ///< Function only reads from memory
  79     ReturnsTwice    = 20,  ///< Function can return twice
  80     SExt            = 21,  ///< Sign extended before/after call
  81     StackAlignment  = 22,  ///< Alignment of stack for function (3 bits)
  82                            ///< stored as log2 of alignment with +1 bias 0
  83                            ///< means unaligned (different from
  84                            ///< alignstack={1))
  85     StackProtect    = 23,  ///< Stack protection.
  86     StackProtectReq = 24,  ///< Stack protection required.
  87     StructRet       = 25,  ///< Hidden pointer to structure to return
  88     UWTable         = 26,  ///< Function must be in a unwind table
  89     ZExt            = 27   ///< Zero extended before/after call
  90   };
  91 private:
  92   AttributesImpl *Attrs;
  93
  94   explicit Attributes(AttributesImpl *A);
  95 public:
  96   Attributes() : Attrs(0) {}
  97   explicit Attributes(LLVMContext &C, ArrayRef<AttrVal> Vals);
  98   Attributes(const Attributes &A);
  99
 100   class Builder {
 101     friend class Attributes;
 102     uint64_t Bits;
 103   public:
 104     Builder() : Bits(0) {}
 105     explicit Builder(uint64_t B) : Bits(B) {}
 106     Builder(const Attributes &A) : Bits(A.Raw()) {}
 107     Builder(const Builder &B) : Bits(B.Bits) {}
 108
 109     void clear() { Bits = 0; }
 110
 111     bool hasAttribute(Attributes::AttrVal A) const;
 112     bool hasAttributes() const;
 113     bool hasAttributes(const Attributes &A) const;
 114     bool hasAlignmentAttr() const;
 115
 116     uint64_t getAlignment() const;
 117     uint64_t getStackAlignment() const;
 118
 119     Builder &addAttribute(Attributes::AttrVal Val);
 120     Builder &removeAttribute(Attributes::AttrVal Val);
 121
 122     /// addRawValue - Add the raw value to the internal representation. This
 123     /// should be used ONLY for decoding bitcode!
 124     Builder &addRawValue(uint64_t Val);
 125
 126     /// addAlignmentAttr - This turns an int alignment (which must be a power of
 127     /// 2) into the form used internally in Attributes.
 128     Builder &addAlignmentAttr(unsigned Align);
 129
 130     /// addStackAlignmentAttr - This turns an int stack alignment (which must be
 131     /// a power of 2) into the form used internally in Attributes.
 132     Builder &addStackAlignmentAttr(unsigned Align);
 133
 134     Builder &addAttributes(const Attributes &A);
 135     Builder &removeAttributes(const Attributes &A);
 136
 137     /// @brief Remove attributes that are used on functions only.
 138     void removeFunctionOnlyAttrs() {
 139       removeAttribute(Attributes::NoReturn)
 140         .removeAttribute(Attributes::NoUnwind)
 141         .removeAttribute(Attributes::ReadNone)
 142         .removeAttribute(Attributes::ReadOnly)
 143         .removeAttribute(Attributes::NoInline)
 144         .removeAttribute(Attributes::AlwaysInline)
 145         .removeAttribute(Attributes::OptimizeForSize)
 146         .removeAttribute(Attributes::StackProtect)
 147         .removeAttribute(Attributes::StackProtectReq)
 148         .removeAttribute(Attributes::NoRedZone)
 149         .removeAttribute(Attributes::NoImplicitFloat)
 150         .removeAttribute(Attributes::Naked)
 151         .removeAttribute(Attributes::InlineHint)
 152         .removeAttribute(Attributes::StackAlignment)
 153         .removeAttribute(Attributes::UWTable)
 154         .removeAttribute(Attributes::NonLazyBind)
 155         .removeAttribute(Attributes::ReturnsTwice)
 156         .removeAttribute(Attributes::AddressSafety);
 157     }
 158
 159     bool operator==(const Builder &B) {
 160       return Bits == B.Bits;
 161     }
 162     bool operator!=(const Builder &B) {
 163       return Bits != B.Bits;
 164     }
 165   };
 166
 167   /// get - Return a uniquified Attributes object. This takes the uniquified
 168   /// value from the Builder and wraps it in the Attributes class.
 169   static Attributes get(LLVMContext &Context, Builder &B);
 170
 171   /// @brief Return true if the attribute is present.
 172   bool hasAttribute(AttrVal Val) const;
 173
 174   /// @brief Return true if attributes exist
 175   bool hasAttributes() const {
 176     return Attrs && Attrs->hasAttributes();
 177   }
 178
 179   /// @brief Return true if the attributes are a non-null intersection.
 180   bool hasAttributes(const Attributes &A) const;
 181
 182   /// @brief Returns the alignment field of an attribute as a byte alignment
 183   /// value.
 184   unsigned getAlignment() const;
 185
 186   /// @brief Returns the stack alignment field of an attribute as a byte
 187   /// alignment value.
 188   unsigned getStackAlignment() const;
 189
 190   /// @brief Parameter attributes that do not apply to vararg call arguments.
 191   bool hasIncompatibleWithVarArgsAttrs() const {
 192     return hasAttribute(Attributes::StructRet);
 193   }
 194
 195   /// @brief Attributes that only apply to function parameters.
 196   bool hasParameterOnlyAttrs() const {
 197     return hasAttribute(Attributes::ByVal) ||
 198       hasAttribute(Attributes::Nest) ||
 199       hasAttribute(Attributes::StructRet) ||
 200       hasAttribute(Attributes::NoCapture);
 201   }
 202
 203   /// @brief Attributes that may be applied to the function itself.  These cannot
 204   /// be used on return values or function parameters.
 205   bool hasFunctionOnlyAttrs() const {
 206     return hasAttribute(Attributes::NoReturn) ||
 207       hasAttribute(Attributes::NoUnwind) ||
 208       hasAttribute(Attributes::ReadNone) ||
 209       hasAttribute(Attributes::ReadOnly) ||
 210       hasAttribute(Attributes::NoInline) ||
 211       hasAttribute(Attributes::AlwaysInline) ||
 212       hasAttribute(Attributes::OptimizeForSize) ||
 213       hasAttribute(Attributes::StackProtect) ||
 214       hasAttribute(Attributes::StackProtectReq) ||
 215       hasAttribute(Attributes::NoRedZone) ||
 216       hasAttribute(Attributes::NoImplicitFloat) ||
 217       hasAttribute(Attributes::Naked) ||
 218       hasAttribute(Attributes::InlineHint) ||
 219       hasAttribute(Attributes::StackAlignment) ||
 220       hasAttribute(Attributes::UWTable) ||
 221       hasAttribute(Attributes::NonLazyBind) ||
 222       hasAttribute(Attributes::ReturnsTwice) ||
 223       hasAttribute(Attributes::AddressSafety);
 224   }
 225
 226   bool operator == (const Attributes &A) const {
 227     return Attrs == A.Attrs;
 228   }
 229   bool operator != (const Attributes &A) const {
 230     return Attrs != A.Attrs;
 231   }
 232
 233   uint64_t Raw() const;
 234
 235   /// @brief Which attributes cannot be applied to a type.
 236   static Attributes typeIncompatible(Type *Ty);
 237
 238   /// encodeLLVMAttributesForBitcode - This returns an integer containing an
 239   /// encoding of all the LLVM attributes found in the given attribute bitset.
 240   /// Any change to this encoding is a breaking change to bitcode compatibility.
 241   static uint64_t encodeLLVMAttributesForBitcode(Attributes Attrs) {
 242     // FIXME: It doesn't make sense to store the alignment information as an
 243     // expanded out value, we should store it as a log2 value.  However, we
 244     // can't just change that here without breaking bitcode compatibility.  If
 245     // this ever becomes a problem in practice, we should introduce new tag
 246     // numbers in the bitcode file and have those tags use a more efficiently
 247     // encoded alignment field.
 248
 249     // Store the alignment in the bitcode as a 16-bit raw value instead of a
 250     // 5-bit log2 encoded value. Shift the bits above the alignment up by 11
 251     // bits.
 252     uint64_t EncodedAttrs = Attrs.Raw() & 0xffff;
 253     if (Attrs.hasAttribute(Attributes::Alignment))
 254       EncodedAttrs |= Attrs.getAlignment() << 16;
 255     EncodedAttrs |= (Attrs.Raw() & (0xfffULL << 21)) << 11;
 256     return EncodedAttrs;
 257   }
 258
 259   /// decodeLLVMAttributesForBitcode - This returns an attribute bitset
 260   /// containing the LLVM attributes that have been decoded from the given
 261   /// integer.  This function must stay in sync with
 262   /// 'encodeLLVMAttributesForBitcode'.
 263   static Attributes decodeLLVMAttributesForBitcode(LLVMContext &C,
 264                                                    uint64_t EncodedAttrs) {
 265     // The alignment is stored as a 16-bit raw value from bits 31--16.  We shift
 266     // the bits above 31 down by 11 bits.
 267     unsigned Alignment = (EncodedAttrs & (0xffffULL << 16)) >> 16;
 268     assert((!Alignment || isPowerOf2_32(Alignment)) &&
 269            "Alignment must be a power of two.");
 270
 271     Attributes::Builder B(EncodedAttrs & 0xffff);
 272     if (Alignment)
 273       B.addAlignmentAttr(Alignment);
 274     B.addRawValue((EncodedAttrs & (0xfffULL << 32)) >> 11);
 275     return Attributes::get(C, B);
 276   }
 277
 278   /// getAsString - The set of Attributes set in Attributes is converted to a
 279   /// string of equivalent mnemonics. This is, presumably, for writing out the
 280   /// mnemonics for the assembly writer.
 281   /// @brief Convert attribute bits to text
 282   std::string getAsString() const;
 283 };
 284
 285 //===----------------------------------------------------------------------===//
 286 // AttributeWithIndex
 287 //===----------------------------------------------------------------------===//
 288
 289 /// AttributeWithIndex - This is just a pair of values to associate a set of
 290 /// attributes with an index.
 291 struct AttributeWithIndex {
 292   Attributes Attrs;  ///< The attributes that are set, or'd together.
 293   unsigned Index;    ///< Index of the parameter for which the attributes apply.
 294                      ///< Index 0 is used for return value attributes.
 295                      ///< Index ~0U is used for function attributes.
 296
 297   static AttributeWithIndex get(LLVMContext &C, unsigned Idx,
 298                                 ArrayRef<Attributes::AttrVal> Attrs) {
 299     Attributes::Builder B;
 300
 301     for (ArrayRef<Attributes::AttrVal>::iterator I = Attrs.begin(),
 302            E = Attrs.end(); I != E; ++I)
 303       B.addAttribute(*I);
 304
 305     AttributeWithIndex P;
 306     P.Index = Idx;
 307     P.Attrs = Attributes::get(C, B);
 308     return P;
 309   }
 310   static AttributeWithIndex get(unsigned Idx, Attributes Attrs) {
 311     AttributeWithIndex P;
 312     P.Index = Idx;
 313     P.Attrs = Attrs;
 314     return P;
 315   }
 316 };
 317
 318 //===----------------------------------------------------------------------===//
 319 // AttrListPtr Smart Pointer
 320 //===----------------------------------------------------------------------===//
 321
 322 class AttributeListImpl;
 323
 324 /// AttrListPtr - This class manages the ref count for the opaque
 325 /// AttributeListImpl object and provides accessors for it.
 326 class AttrListPtr {
 327   /// AttrList - The attributes that we are managing.  This can be null
 328   /// to represent the empty attributes list.
 329   AttributeListImpl *AttrList;
 330 public:
 331   AttrListPtr() : AttrList(0) {}
 332   AttrListPtr(const AttrListPtr &P);
 333   const AttrListPtr &operator=(const AttrListPtr &RHS);
 334   ~AttrListPtr();
 335
 336   //===--------------------------------------------------------------------===//
 337   // Attribute List Construction and Mutation
 338   //===--------------------------------------------------------------------===//
 339
 340   /// get - Return a Attributes list with the specified parameters in it.
 341   static AttrListPtr get(ArrayRef<AttributeWithIndex> Attrs);
 342
 343   /// addAttr - Add the specified attribute at the specified index to this
 344   /// attribute list.  Since attribute lists are immutable, this
 345   /// returns the new list.
 346   AttrListPtr addAttr(LLVMContext &C, unsigned Idx, Attributes Attrs) const;
 347
 348   /// removeAttr - Remove the specified attribute at the specified index from
 349   /// this attribute list.  Since attribute lists are immutable, this
 350   /// returns the new list.
 351   AttrListPtr removeAttr(LLVMContext &C, unsigned Idx, Attributes Attrs) const;
 352
 353   //===--------------------------------------------------------------------===//
 354   // Attribute List Accessors
 355   //===--------------------------------------------------------------------===//
 356   /// getParamAttributes - The attributes for the specified index are
 357   /// returned.
 358   Attributes getParamAttributes(unsigned Idx) const {
 359     return getAttributes(Idx);
 360   }
 361
 362   /// getRetAttributes - The attributes for the ret value are
 363   /// returned.
 364   Attributes getRetAttributes() const {
 365     return getAttributes(0);
 366   }
 367
 368   /// getFnAttributes - The function attributes are returned.
 369   Attributes getFnAttributes() const {
 370     return getAttributes(~0U);
 371   }
 372
 373   /// paramHasAttr - Return true if the specified parameter index has the
 374   /// specified attribute set.
 375   bool paramHasAttr(unsigned Idx, Attributes Attr) const {
 376     return getAttributes(Idx).hasAttributes(Attr);
 377   }
 378
 379   /// getParamAlignment - Return the alignment for the specified function
 380   /// parameter.
 381   unsigned getParamAlignment(unsigned Idx) const {
 382     return getAttributes(Idx).getAlignment();
 383   }
 384
 385   /// hasAttrSomewhere - Return true if the specified attribute is set for at
 386   /// least one parameter or for the return value.
 387   bool hasAttrSomewhere(Attributes::AttrVal Attr) const;
 388
 389   unsigned getNumAttrs() const;
 390   Attributes &getAttributesAtIndex(unsigned i) const;
 391
 392   /// operator==/!= - Provide equality predicates.
 393   bool operator==(const AttrListPtr &RHS) const
 394   { return AttrList == RHS.AttrList; }
 395   bool operator!=(const AttrListPtr &RHS) const
 396   { return AttrList != RHS.AttrList; }
 397
 398   void dump() const;
 399
 400   //===--------------------------------------------------------------------===//
 401   // Attribute List Introspection
 402   //===--------------------------------------------------------------------===//
 403
 404   /// getRawPointer - Return a raw pointer that uniquely identifies this
 405   /// attribute list.
 406   void *getRawPointer() const {
 407     return AttrList;
 408   }
 409
 410   // Attributes are stored as a dense set of slots, where there is one
 411   // slot for each argument that has an attribute.  This allows walking over the
 412   // dense set instead of walking the sparse list of attributes.
 413
 414   /// isEmpty - Return true if there are no attributes.
 415   ///
 416   bool isEmpty() const {
 417     return AttrList == 0;
 418   }
 419
 420   /// getNumSlots - Return the number of slots used in this attribute list.
 421   /// This is the number of arguments that have an attribute set on them
 422   /// (including the function itself).
 423   unsigned getNumSlots() const;
 424
 425   /// getSlot - Return the AttributeWithIndex at the specified slot.  This
 426   /// holds a index number plus a set of attributes.
 427   const AttributeWithIndex &getSlot(unsigned Slot) const;
 428
 429 private:
 430   explicit AttrListPtr(AttributeListImpl *L);
 431
 432   /// getAttributes - The attributes for the specified index are
 433   /// returned.  Attributes for the result are denoted with Idx = 0.
 434   Attributes getAttributes(unsigned Idx) const;
 435 };
 436
 437 } // End llvm namespace
 438
 439 #endif