Efficient Constant Uniquing.
[oota-llvm.git] / include / llvm / Constants.h
1 //===-- llvm/Constants.h - Constant class subclass definitions --*- 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 /// @file
11 /// This file contains the declarations for the subclasses of Constant, 
12 /// which represent the different flavors of constant values that live in LLVM.
13 /// Note that Constants are immutable (once created they never change) and are 
14 /// fully shared by structural equivalence.  This means that two structurally
15 /// equivalent constants will always have the same address.  Constant's are
16 /// created on demand as needed and never deleted: thus clients don't have to
17 /// worry about the lifetime of the objects.
18 //
19 //===----------------------------------------------------------------------===//
20
21 #ifndef LLVM_CONSTANTS_H
22 #define LLVM_CONSTANTS_H
23
24 #include "llvm/Constant.h"
25 #include "llvm/OperandTraits.h"
26 #include "llvm/ADT/APInt.h"
27 #include "llvm/ADT/APFloat.h"
28 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
29
30 namespace llvm {
31
32 class ArrayType;
33 class IntegerType;
34 class StructType;
35 class PointerType;
36 class VectorType;
37 class SequentialType;
38
39 template<class ConstantClass, class TypeClass, class ValType>
40 struct ConstantCreator;
41 template<class ConstantClass, class TypeClass>
42 struct ConstantArrayCreator;
43 template<class ConstantClass, class TypeClass>
44 struct ConvertConstantType;
45
46 //===----------------------------------------------------------------------===//
47 /// This is the shared class of boolean and integer constants. This class 
48 /// represents both boolean and integral constants.
49 /// @brief Class for constant integers.
50 class ConstantInt : public Constant {
51   virtual void anchor();
52   void *operator new(size_t, unsigned);  // DO NOT IMPLEMENT
53   ConstantInt(const ConstantInt &);      // DO NOT IMPLEMENT
54   ConstantInt(IntegerType *Ty, const APInt& V);
55   APInt Val;
56 protected:
57   // allocate space for exactly zero operands
58   void *operator new(size_t s) {
59     return User::operator new(s, 0);
60   }
61 public:
62   static ConstantInt *getTrue(LLVMContext &Context);
63   static ConstantInt *getFalse(LLVMContext &Context);
64   static Constant *getTrue(Type *Ty);
65   static Constant *getFalse(Type *Ty);
66   
67   /// If Ty is a vector type, return a Constant with a splat of the given
68   /// value. Otherwise return a ConstantInt for the given value.
69   static Constant *get(Type *Ty, uint64_t V, bool isSigned = false);
70                               
71   /// Return a ConstantInt with the specified integer value for the specified
72   /// type. If the type is wider than 64 bits, the value will be zero-extended
73   /// to fit the type, unless isSigned is true, in which case the value will
74   /// be interpreted as a 64-bit signed integer and sign-extended to fit
75   /// the type.
76   /// @brief Get a ConstantInt for a specific value.
77   static ConstantInt *get(IntegerType *Ty, uint64_t V,
78                           bool isSigned = false);
79
80   /// Return a ConstantInt with the specified value for the specified type. The
81   /// value V will be canonicalized to a an unsigned APInt. Accessing it with
82   /// either getSExtValue() or getZExtValue() will yield a correctly sized and
83   /// signed value for the type Ty.
84   /// @brief Get a ConstantInt for a specific signed value.
85   static ConstantInt *getSigned(IntegerType *Ty, int64_t V);
86   static Constant *getSigned(Type *Ty, int64_t V);
87   
88   /// Return a ConstantInt with the specified value and an implied Type. The
89   /// type is the integer type that corresponds to the bit width of the value.
90   static ConstantInt *get(LLVMContext &Context, const APInt &V);
91
92   /// Return a ConstantInt constructed from the string strStart with the given
93   /// radix. 
94   static ConstantInt *get(IntegerType *Ty, StringRef Str,
95                           uint8_t radix);
96   
97   /// If Ty is a vector type, return a Constant with a splat of the given
98   /// value. Otherwise return a ConstantInt for the given value.
99   static Constant *get(Type* Ty, const APInt& V);
100   
101   /// Return the constant as an APInt value reference. This allows clients to
102   /// obtain a copy of the value, with all its precision in tact.
103   /// @brief Return the constant's value.
104   inline const APInt &getValue() const {
105     return Val;
106   }
107   
108   /// getBitWidth - Return the bitwidth of this constant.
109   unsigned getBitWidth() const { return Val.getBitWidth(); }
110
111   /// Return the constant as a 64-bit unsigned integer value after it
112   /// has been zero extended as appropriate for the type of this constant. Note
113   /// that this method can assert if the value does not fit in 64 bits.
114   /// @deprecated
115   /// @brief Return the zero extended value.
116   inline uint64_t getZExtValue() const {
117     return Val.getZExtValue();
118   }
119
120   /// Return the constant as a 64-bit integer value after it has been sign
121   /// extended as appropriate for the type of this constant. Note that
122   /// this method can assert if the value does not fit in 64 bits.
123   /// @deprecated
124   /// @brief Return the sign extended value.
125   inline int64_t getSExtValue() const {
126     return Val.getSExtValue();
127   }
128
129   /// A helper method that can be used to determine if the constant contained 
130   /// within is equal to a constant.  This only works for very small values, 
131   /// because this is all that can be represented with all types.
132   /// @brief Determine if this constant's value is same as an unsigned char.
133   bool equalsInt(uint64_t V) const {
134     return Val == V;
135   }
136
137   /// getType - Specialize the getType() method to always return an IntegerType,
138   /// which reduces the amount of casting needed in parts of the compiler.
139   ///
140   inline IntegerType *getType() const {
141     return reinterpret_cast<IntegerType*>(Value::getType());
142   }
143
144   /// This static method returns true if the type Ty is big enough to 
145   /// represent the value V. This can be used to avoid having the get method 
146   /// assert when V is larger than Ty can represent. Note that there are two
147   /// versions of this method, one for unsigned and one for signed integers.
148   /// Although ConstantInt canonicalizes everything to an unsigned integer, 
149   /// the signed version avoids callers having to convert a signed quantity
150   /// to the appropriate unsigned type before calling the method.
151   /// @returns true if V is a valid value for type Ty
152   /// @brief Determine if the value is in range for the given type.
153   static bool isValueValidForType(Type *Ty, uint64_t V);
154   static bool isValueValidForType(Type *Ty, int64_t V);
155
156   bool isNegative() const { return Val.isNegative(); }
157
158   /// This is just a convenience method to make client code smaller for a
159   /// common code. It also correctly performs the comparison without the
160   /// potential for an assertion from getZExtValue().
161   bool isZero() const {
162     return Val == 0;
163   }
164
165   /// This is just a convenience method to make client code smaller for a 
166   /// common case. It also correctly performs the comparison without the
167   /// potential for an assertion from getZExtValue().
168   /// @brief Determine if the value is one.
169   bool isOne() const {
170     return Val == 1;
171   }
172
173   /// This function will return true iff every bit in this constant is set
174   /// to true.
175   /// @returns true iff this constant's bits are all set to true.
176   /// @brief Determine if the value is all ones.
177   bool isMinusOne() const { 
178     return Val.isAllOnesValue();
179   }
180
181   /// This function will return true iff this constant represents the largest
182   /// value that may be represented by the constant's type.
183   /// @returns true iff this is the largest value that may be represented 
184   /// by this type.
185   /// @brief Determine if the value is maximal.
186   bool isMaxValue(bool isSigned) const {
187     if (isSigned) 
188       return Val.isMaxSignedValue();
189     else
190       return Val.isMaxValue();
191   }
192
193   /// This function will return true iff this constant represents the smallest
194   /// value that may be represented by this constant's type.
195   /// @returns true if this is the smallest value that may be represented by 
196   /// this type.
197   /// @brief Determine if the value is minimal.
198   bool isMinValue(bool isSigned) const {
199     if (isSigned) 
200       return Val.isMinSignedValue();
201     else
202       return Val.isMinValue();
203   }
204
205   /// This function will return true iff this constant represents a value with
206   /// active bits bigger than 64 bits or a value greater than the given uint64_t
207   /// value.
208   /// @returns true iff this constant is greater or equal to the given number.
209   /// @brief Determine if the value is greater or equal to the given number.
210   bool uge(uint64_t Num) const {
211     return Val.getActiveBits() > 64 || Val.getZExtValue() >= Num;
212   }
213
214   /// getLimitedValue - If the value is smaller than the specified limit,
215   /// return it, otherwise return the limit value.  This causes the value
216   /// to saturate to the limit.
217   /// @returns the min of the value of the constant and the specified value
218   /// @brief Get the constant's value with a saturation limit
219   uint64_t getLimitedValue(uint64_t Limit = ~0ULL) const {
220     return Val.getLimitedValue(Limit);
221   }
222
223   /// @brief Methods to support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
224   static inline bool classof(const ConstantInt *) { return true; }
225   static bool classof(const Value *V) {
226     return V->getValueID() == ConstantIntVal;
227   }
228 };
229
230
231 //===----------------------------------------------------------------------===//
232 /// ConstantFP - Floating Point Values [float, double]
233 ///
234 class ConstantFP : public Constant {
235   APFloat Val;
236   virtual void anchor();
237   void *operator new(size_t, unsigned);// DO NOT IMPLEMENT
238   ConstantFP(const ConstantFP &);      // DO NOT IMPLEMENT
239   friend class LLVMContextImpl;
240 protected:
241   ConstantFP(Type *Ty, const APFloat& V);
242 protected:
243   // allocate space for exactly zero operands
244   void *operator new(size_t s) {
245     return User::operator new(s, 0);
246   }
247 public:
248   /// Floating point negation must be implemented with f(x) = -0.0 - x. This
249   /// method returns the negative zero constant for floating point or vector
250   /// floating point types; for all other types, it returns the null value.
251   static Constant *getZeroValueForNegation(Type *Ty);
252   
253   /// get() - This returns a ConstantFP, or a vector containing a splat of a
254   /// ConstantFP, for the specified value in the specified type.  This should
255   /// only be used for simple constant values like 2.0/1.0 etc, that are
256   /// known-valid both as host double and as the target format.
257   static Constant *get(Type* Ty, double V);
258   static Constant *get(Type* Ty, StringRef Str);
259   static ConstantFP *get(LLVMContext &Context, const APFloat &V);
260   static ConstantFP *getNegativeZero(Type* Ty);
261   static ConstantFP *getInfinity(Type *Ty, bool Negative = false);
262   
263   /// isValueValidForType - return true if Ty is big enough to represent V.
264   static bool isValueValidForType(Type *Ty, const APFloat &V);
265   inline const APFloat &getValueAPF() const { return Val; }
266
267   /// isZero - Return true if the value is positive or negative zero.
268   bool isZero() const { return Val.isZero(); }
269
270   /// isNegative - Return true if the sign bit is set.
271   bool isNegative() const { return Val.isNegative(); }
272
273   /// isNaN - Return true if the value is a NaN.
274   bool isNaN() const { return Val.isNaN(); }
275
276   /// isExactlyValue - We don't rely on operator== working on double values, as
277   /// it returns true for things that are clearly not equal, like -0.0 and 0.0.
278   /// As such, this method can be used to do an exact bit-for-bit comparison of
279   /// two floating point values.  The version with a double operand is retained
280   /// because it's so convenient to write isExactlyValue(2.0), but please use
281   /// it only for simple constants.
282   bool isExactlyValue(const APFloat &V) const;
283
284   bool isExactlyValue(double V) const {
285     bool ignored;
286     // convert is not supported on this type
287     if (&Val.getSemantics() == &APFloat::PPCDoubleDouble)
288       return false;
289     APFloat FV(V);
290     FV.convert(Val.getSemantics(), APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored);
291     return isExactlyValue(FV);
292   }
293   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
294   static inline bool classof(const ConstantFP *) { return true; }
295   static bool classof(const Value *V) {
296     return V->getValueID() == ConstantFPVal;
297   }
298 };
299
300 //===----------------------------------------------------------------------===//
301 /// ConstantAggregateZero - All zero aggregate value
302 ///
303 class ConstantAggregateZero : public Constant {
304   void *operator new(size_t, unsigned);                      // DO NOT IMPLEMENT
305   ConstantAggregateZero(const ConstantAggregateZero &);      // DO NOT IMPLEMENT
306 protected:
307   explicit ConstantAggregateZero(Type *ty)
308     : Constant(ty, ConstantAggregateZeroVal, 0, 0) {}
309 protected:
310   // allocate space for exactly zero operands
311   void *operator new(size_t s) {
312     return User::operator new(s, 0);
313   }
314 public:
315   static ConstantAggregateZero *get(Type *Ty);
316   
317   virtual void destroyConstant();
318
319   /// getSequentialElement - If this CAZ has array or vector type, return a zero
320   /// with the right element type.
321   Constant *getSequentialElement() const;
322
323   /// getStructElement - If this CAZ has struct type, return a zero with the
324   /// right element type for the specified element.
325   Constant *getStructElement(unsigned Elt) const;
326
327   /// getElementValue - Return a zero of the right value for the specified GEP
328   /// index.
329   Constant *getElementValue(Constant *C) const;
330
331   /// getElementValue - Return a zero of the right value for the specified GEP
332   /// index.
333   Constant *getElementValue(unsigned Idx) const;
334
335   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
336   ///
337   static bool classof(const ConstantAggregateZero *) { return true; }
338   static bool classof(const Value *V) {
339     return V->getValueID() == ConstantAggregateZeroVal;
340   }
341 };
342
343
344 //===----------------------------------------------------------------------===//
345 /// ConstantArray - Constant Array Declarations
346 ///
347 class ConstantArray : public Constant {
348   friend struct ConstantArrayCreator<ConstantArray, ArrayType>;
349   ConstantArray(const ConstantArray &);      // DO NOT IMPLEMENT
350 protected:
351   ConstantArray(ArrayType *T, ArrayRef<Constant *> Val);
352 public:
353   // ConstantArray accessors
354   static Constant *get(ArrayType *T, ArrayRef<Constant*> V);
355                              
356   /// Transparently provide more efficient getOperand methods.
357   DECLARE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(Constant);
358
359   /// getType - Specialize the getType() method to always return an ArrayType,
360   /// which reduces the amount of casting needed in parts of the compiler.
361   ///
362   inline ArrayType *getType() const {
363     return reinterpret_cast<ArrayType*>(Value::getType());
364   }
365
366   virtual void destroyConstant();
367   virtual void replaceUsesOfWithOnConstant(Value *From, Value *To, Use *U);
368
369   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
370   static inline bool classof(const ConstantArray *) { return true; }
371   static bool classof(const Value *V) {
372     return V->getValueID() == ConstantArrayVal;
373   }
374 };
375
376 template <>
377 struct OperandTraits<ConstantArray> :
378   public VariadicOperandTraits<ConstantArray> {
379 };
380
381 DEFINE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(ConstantArray, Constant)
382
383 //===----------------------------------------------------------------------===//
384 // ConstantStruct - Constant Struct Declarations
385 //
386 class ConstantStruct : public Constant {
387   friend struct ConstantArrayCreator<ConstantStruct, StructType>;
388   ConstantStruct(const ConstantStruct &);      // DO NOT IMPLEMENT
389 protected:
390   ConstantStruct(StructType *T, ArrayRef<Constant *> Val);
391 public:
392   // ConstantStruct accessors
393   static Constant *get(StructType *T, ArrayRef<Constant*> V);
394   static Constant *get(StructType *T, ...) END_WITH_NULL;
395
396   /// getAnon - Return an anonymous struct that has the specified
397   /// elements.  If the struct is possibly empty, then you must specify a
398   /// context.
399   static Constant *getAnon(ArrayRef<Constant*> V, bool Packed = false) {
400     return get(getTypeForElements(V, Packed), V);
401   }
402   static Constant *getAnon(LLVMContext &Ctx, 
403                            ArrayRef<Constant*> V, bool Packed = false) {
404     return get(getTypeForElements(Ctx, V, Packed), V);
405   }
406
407   /// getTypeForElements - Return an anonymous struct type to use for a constant
408   /// with the specified set of elements.  The list must not be empty.
409   static StructType *getTypeForElements(ArrayRef<Constant*> V,
410                                         bool Packed = false);
411   /// getTypeForElements - This version of the method allows an empty list.
412   static StructType *getTypeForElements(LLVMContext &Ctx,
413                                         ArrayRef<Constant*> V,
414                                         bool Packed = false);
415   
416   /// Transparently provide more efficient getOperand methods.
417   DECLARE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(Constant);
418
419   /// getType() specialization - Reduce amount of casting...
420   ///
421   inline StructType *getType() const {
422     return reinterpret_cast<StructType*>(Value::getType());
423   }
424
425   virtual void destroyConstant();
426   virtual void replaceUsesOfWithOnConstant(Value *From, Value *To, Use *U);
427
428   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
429   static inline bool classof(const ConstantStruct *) { return true; }
430   static bool classof(const Value *V) {
431     return V->getValueID() == ConstantStructVal;
432   }
433 };
434
435 template <>
436 struct OperandTraits<ConstantStruct> :
437   public VariadicOperandTraits<ConstantStruct> {
438 };
439
440 DEFINE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(ConstantStruct, Constant)
441
442
443 //===----------------------------------------------------------------------===//
444 /// ConstantVector - Constant Vector Declarations
445 ///
446 class ConstantVector : public Constant {
447   friend struct ConstantArrayCreator<ConstantVector, VectorType>;
448   ConstantVector(const ConstantVector &);      // DO NOT IMPLEMENT
449 protected:
450   ConstantVector(VectorType *T, ArrayRef<Constant *> Val);
451 public:
452   // ConstantVector accessors
453   static Constant *get(ArrayRef<Constant*> V);
454   
455   /// getSplat - Return a ConstantVector with the specified constant in each
456   /// element.
457   static Constant *getSplat(unsigned NumElts, Constant *Elt);
458   
459   /// Transparently provide more efficient getOperand methods.
460   DECLARE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(Constant);
461
462   /// getType - Specialize the getType() method to always return a VectorType,
463   /// which reduces the amount of casting needed in parts of the compiler.
464   ///
465   inline VectorType *getType() const {
466     return reinterpret_cast<VectorType*>(Value::getType());
467   }
468
469   /// getSplatValue - If this is a splat constant, meaning that all of the
470   /// elements have the same value, return that value. Otherwise return NULL.
471   Constant *getSplatValue() const;
472
473   virtual void destroyConstant();
474   virtual void replaceUsesOfWithOnConstant(Value *From, Value *To, Use *U);
475
476   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
477   static inline bool classof(const ConstantVector *) { return true; }
478   static bool classof(const Value *V) {
479     return V->getValueID() == ConstantVectorVal;
480   }
481 };
482
483 template <>
484 struct OperandTraits<ConstantVector> :
485   public VariadicOperandTraits<ConstantVector> {
486 };
487
488 DEFINE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(ConstantVector, Constant)
489
490 //===----------------------------------------------------------------------===//
491 /// ConstantPointerNull - a constant pointer value that points to null
492 ///
493 class ConstantPointerNull : public Constant {
494   void *operator new(size_t, unsigned);                  // DO NOT IMPLEMENT
495   ConstantPointerNull(const ConstantPointerNull &);      // DO NOT IMPLEMENT
496 protected:
497   explicit ConstantPointerNull(PointerType *T)
498     : Constant(reinterpret_cast<Type*>(T),
499                Value::ConstantPointerNullVal, 0, 0) {}
500
501 protected:
502   // allocate space for exactly zero operands
503   void *operator new(size_t s) {
504     return User::operator new(s, 0);
505   }
506 public:
507   /// get() - Static factory methods - Return objects of the specified value
508   static ConstantPointerNull *get(PointerType *T);
509
510   virtual void destroyConstant();
511
512   /// getType - Specialize the getType() method to always return an PointerType,
513   /// which reduces the amount of casting needed in parts of the compiler.
514   ///
515   inline PointerType *getType() const {
516     return reinterpret_cast<PointerType*>(Value::getType());
517   }
518
519   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
520   static inline bool classof(const ConstantPointerNull *) { return true; }
521   static bool classof(const Value *V) {
522     return V->getValueID() == ConstantPointerNullVal;
523   }
524 };
525   
526 //===----------------------------------------------------------------------===//
527 /// ConstantDataSequential - A vector or array constant whose element type is a
528 /// simple 1/2/4/8-byte integer or float/double, and whose elements are just
529 /// simple data values (i.e. ConstantInt/ConstantFP).  This Constant node has no
530 /// operands because it stores all of the elements of the constant as densely
531 /// packed data, instead of as Value*'s.
532 ///
533 /// This is the common base class of ConstantDataArray and ConstantDataVector.
534 ///
535 class ConstantDataSequential : public Constant {
536   friend class LLVMContextImpl;
537   /// DataElements - A pointer to the bytes underlying this constant (which is
538   /// owned by the uniquing StringMap).
539   const char *DataElements;
540   
541   /// Next - This forms a link list of ConstantDataSequential nodes that have
542   /// the same value but different type.  For example, 0,0,0,1 could be a 4
543   /// element array of i8, or a 1-element array of i32.  They'll both end up in
544   /// the same StringMap bucket, linked up.
545   ConstantDataSequential *Next;
546   void *operator new(size_t, unsigned);                      // DO NOT IMPLEMENT
547   ConstantDataSequential(const ConstantDataSequential &);    // DO NOT IMPLEMENT
548 protected:
549   explicit ConstantDataSequential(Type *ty, ValueTy VT, const char *Data)
550     : Constant(ty, VT, 0, 0), DataElements(Data), Next(0) {}
551   ~ConstantDataSequential() { delete Next; }
552   
553   static Constant *getImpl(StringRef Bytes, Type *Ty);
554
555 protected:
556   // allocate space for exactly zero operands.
557   void *operator new(size_t s) {
558     return User::operator new(s, 0);
559   }
560 public:
561   
562   /// isElementTypeCompatible - Return true if a ConstantDataSequential can be
563   /// formed with a vector or array of the specified element type.
564   /// ConstantDataArray only works with normal float and int types that are
565   /// stored densely in memory, not with things like i42 or x86_f80.
566   static bool isElementTypeCompatible(const Type *Ty);
567   
568   /// getElementAsInteger - If this is a sequential container of integers (of
569   /// any size), return the specified element in the low bits of a uint64_t.
570   uint64_t getElementAsInteger(unsigned i) const;
571
572   /// getElementAsAPFloat - If this is a sequential container of floating point
573   /// type, return the specified element as an APFloat.
574   APFloat getElementAsAPFloat(unsigned i) const;
575
576   /// getElementAsFloat - If this is an sequential container of floats, return
577   /// the specified element as a float.
578   float getElementAsFloat(unsigned i) const;
579   
580   /// getElementAsDouble - If this is an sequential container of doubles, return
581   /// the specified element as a double.
582   double getElementAsDouble(unsigned i) const;
583   
584   /// getElementAsConstant - Return a Constant for a specified index's element.
585   /// Note that this has to compute a new constant to return, so it isn't as
586   /// efficient as getElementAsInteger/Float/Double.
587   Constant *getElementAsConstant(unsigned i) const;
588   
589   /// getType - Specialize the getType() method to always return a
590   /// SequentialType, which reduces the amount of casting needed in parts of the
591   /// compiler.
592   inline SequentialType *getType() const {
593     return reinterpret_cast<SequentialType*>(Value::getType());
594   }
595   
596   /// getElementType - Return the element type of the array/vector.
597   Type *getElementType() const;
598   
599   /// getNumElements - Return the number of elements in the array or vector.
600   unsigned getNumElements() const;
601
602   /// getElementByteSize - Return the size (in bytes) of each element in the
603   /// array/vector.  The size of the elements is known to be a multiple of one
604   /// byte.
605   uint64_t getElementByteSize() const;
606
607   
608   /// isString - This method returns true if this is an array of i8.
609   bool isString() const;
610   
611   /// isCString - This method returns true if the array "isString", ends with a
612   /// nul byte, and does not contains any other nul bytes.
613   bool isCString() const;
614   
615   /// getAsString - If this array is isString(), then this method returns the
616   /// array as a StringRef.  Otherwise, it asserts out.
617   ///
618   StringRef getAsString() const {
619     assert(isString() && "Not a string");
620     return getRawDataValues();
621   }
622   
623   /// getAsCString - If this array is isCString(), then this method returns the
624   /// array (without the trailing null byte) as a StringRef. Otherwise, it
625   /// asserts out.
626   ///
627   StringRef getAsCString() const {
628     assert(isCString() && "Isn't a C string");
629     StringRef Str = getAsString();
630     return Str.substr(0, Str.size()-1);
631   }
632   
633   /// getRawDataValues - Return the raw, underlying, bytes of this data.  Note
634   /// that this is an extremely tricky thing to work with, as it exposes the
635   /// host endianness of the data elements.
636   StringRef getRawDataValues() const;
637   
638   virtual void destroyConstant();
639   
640   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
641   ///
642   static bool classof(const ConstantDataSequential *) { return true; }
643   static bool classof(const Value *V) {
644     return V->getValueID() == ConstantDataArrayVal ||
645            V->getValueID() == ConstantDataVectorVal;
646   }
647 private:
648   const char *getElementPointer(unsigned Elt) const;
649 };
650
651 //===----------------------------------------------------------------------===//
652 /// ConstantDataArray - An array constant whose element type is a simple
653 /// 1/2/4/8-byte integer or float/double, and whose elements are just simple
654 /// data values (i.e. ConstantInt/ConstantFP).  This Constant node has no
655 /// operands because it stores all of the elements of the constant as densely
656 /// packed data, instead of as Value*'s.
657 class ConstantDataArray : public ConstantDataSequential {
658   void *operator new(size_t, unsigned);            // DO NOT IMPLEMENT
659   ConstantDataArray(const ConstantDataArray &);    // DO NOT IMPLEMENT
660   virtual void anchor();
661   friend class ConstantDataSequential;
662   explicit ConstantDataArray(Type *ty, const char *Data)
663     : ConstantDataSequential(ty, ConstantDataArrayVal, Data) {}
664 protected:
665   // allocate space for exactly zero operands.
666   void *operator new(size_t s) {
667     return User::operator new(s, 0);
668   }
669 public:
670   
671   /// get() constructors - Return a constant with array type with an element
672   /// count and element type matching the ArrayRef passed in.  Note that this
673   /// can return a ConstantAggregateZero object.
674   static Constant *get(LLVMContext &Context, ArrayRef<uint8_t> Elts);
675   static Constant *get(LLVMContext &Context, ArrayRef<uint16_t> Elts);
676   static Constant *get(LLVMContext &Context, ArrayRef<uint32_t> Elts);
677   static Constant *get(LLVMContext &Context, ArrayRef<uint64_t> Elts);
678   static Constant *get(LLVMContext &Context, ArrayRef<float> Elts);
679   static Constant *get(LLVMContext &Context, ArrayRef<double> Elts);
680   
681   /// getString - This method constructs a CDS and initializes it with a text
682   /// string. The default behavior (AddNull==true) causes a null terminator to
683   /// be placed at the end of the array (increasing the length of the string by
684   /// one more than the StringRef would normally indicate.  Pass AddNull=false
685   /// to disable this behavior.
686   static Constant *getString(LLVMContext &Context, StringRef Initializer,
687                              bool AddNull = true);
688
689   /// getType - Specialize the getType() method to always return an ArrayType,
690   /// which reduces the amount of casting needed in parts of the compiler.
691   ///
692   inline ArrayType *getType() const {
693     return reinterpret_cast<ArrayType*>(Value::getType());
694   }
695   
696   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
697   ///
698   static bool classof(const ConstantDataArray *) { return true; }
699   static bool classof(const Value *V) {
700     return V->getValueID() == ConstantDataArrayVal;
701   }
702 };
703   
704 //===----------------------------------------------------------------------===//
705 /// ConstantDataVector - A vector constant whose element type is a simple
706 /// 1/2/4/8-byte integer or float/double, and whose elements are just simple
707 /// data values (i.e. ConstantInt/ConstantFP).  This Constant node has no
708 /// operands because it stores all of the elements of the constant as densely
709 /// packed data, instead of as Value*'s.
710 class ConstantDataVector : public ConstantDataSequential {
711   void *operator new(size_t, unsigned);              // DO NOT IMPLEMENT
712   ConstantDataVector(const ConstantDataVector &);    // DO NOT IMPLEMENT
713   virtual void anchor();
714   friend class ConstantDataSequential;
715   explicit ConstantDataVector(Type *ty, const char *Data)
716   : ConstantDataSequential(ty, ConstantDataVectorVal, Data) {}
717 protected:
718   // allocate space for exactly zero operands.
719   void *operator new(size_t s) {
720     return User::operator new(s, 0);
721   }
722 public:
723   
724   /// get() constructors - Return a constant with vector type with an element
725   /// count and element type matching the ArrayRef passed in.  Note that this
726   /// can return a ConstantAggregateZero object.
727   static Constant *get(LLVMContext &Context, ArrayRef<uint8_t> Elts);
728   static Constant *get(LLVMContext &Context, ArrayRef<uint16_t> Elts);
729   static Constant *get(LLVMContext &Context, ArrayRef<uint32_t> Elts);
730   static Constant *get(LLVMContext &Context, ArrayRef<uint64_t> Elts);
731   static Constant *get(LLVMContext &Context, ArrayRef<float> Elts);
732   static Constant *get(LLVMContext &Context, ArrayRef<double> Elts);
733   
734   /// getSplat - Return a ConstantVector with the specified constant in each
735   /// element.  The specified constant has to be a of a compatible type (i8/i16/
736   /// i32/i64/float/double) and must be a ConstantFP or ConstantInt.
737   static Constant *getSplat(unsigned NumElts, Constant *Elt);
738
739   /// getSplatValue - If this is a splat constant, meaning that all of the
740   /// elements have the same value, return that value. Otherwise return NULL.
741   Constant *getSplatValue() const;
742   
743   /// getType - Specialize the getType() method to always return a VectorType,
744   /// which reduces the amount of casting needed in parts of the compiler.
745   ///
746   inline VectorType *getType() const {
747     return reinterpret_cast<VectorType*>(Value::getType());
748   }
749   
750   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
751   ///
752   static bool classof(const ConstantDataVector *) { return true; }
753   static bool classof(const Value *V) {
754     return V->getValueID() == ConstantDataVectorVal;
755   }
756 };
757
758
759
760 /// BlockAddress - The address of a basic block.
761 ///
762 class BlockAddress : public Constant {
763   void *operator new(size_t, unsigned);                  // DO NOT IMPLEMENT
764   void *operator new(size_t s) { return User::operator new(s, 2); }
765   BlockAddress(Function *F, BasicBlock *BB);
766 public:
767   /// get - Return a BlockAddress for the specified function and basic block.
768   static BlockAddress *get(Function *F, BasicBlock *BB);
769   
770   /// get - Return a BlockAddress for the specified basic block.  The basic
771   /// block must be embedded into a function.
772   static BlockAddress *get(BasicBlock *BB);
773   
774   /// Transparently provide more efficient getOperand methods.
775   DECLARE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(Value);
776   
777   Function *getFunction() const { return (Function*)Op<0>().get(); }
778   BasicBlock *getBasicBlock() const { return (BasicBlock*)Op<1>().get(); }
779   
780   virtual void destroyConstant();
781   virtual void replaceUsesOfWithOnConstant(Value *From, Value *To, Use *U);
782   
783   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
784   static inline bool classof(const BlockAddress *) { return true; }
785   static inline bool classof(const Value *V) {
786     return V->getValueID() == BlockAddressVal;
787   }
788 };
789
790 template <>
791 struct OperandTraits<BlockAddress> :
792   public FixedNumOperandTraits<BlockAddress, 2> {
793 };
794
795 DEFINE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(BlockAddress, Value)
796   
797
798 //===----------------------------------------------------------------------===//
799 /// ConstantExpr - a constant value that is initialized with an expression using
800 /// other constant values.
801 ///
802 /// This class uses the standard Instruction opcodes to define the various
803 /// constant expressions.  The Opcode field for the ConstantExpr class is
804 /// maintained in the Value::SubclassData field.
805 class ConstantExpr : public Constant {
806   friend struct ConstantCreator<ConstantExpr,Type,
807                             std::pair<unsigned, std::vector<Constant*> > >;
808   friend struct ConvertConstantType<ConstantExpr, Type>;
809
810 protected:
811   ConstantExpr(Type *ty, unsigned Opcode, Use *Ops, unsigned NumOps)
812     : Constant(ty, ConstantExprVal, Ops, NumOps) {
813     // Operation type (an Instruction opcode) is stored as the SubclassData.
814     setValueSubclassData(Opcode);
815   }
816
817 public:
818   // Static methods to construct a ConstantExpr of different kinds.  Note that
819   // these methods may return a object that is not an instance of the
820   // ConstantExpr class, because they will attempt to fold the constant
821   // expression into something simpler if possible.
822
823   /// getAlignOf constant expr - computes the alignment of a type in a target
824   /// independent way (Note: the return type is an i64).
825   static Constant *getAlignOf(Type *Ty);
826   
827   /// getSizeOf constant expr - computes the (alloc) size of a type (in
828   /// address-units, not bits) in a target independent way (Note: the return
829   /// type is an i64).
830   ///
831   static Constant *getSizeOf(Type *Ty);
832
833   /// getOffsetOf constant expr - computes the offset of a struct field in a 
834   /// target independent way (Note: the return type is an i64).
835   ///
836   static Constant *getOffsetOf(StructType *STy, unsigned FieldNo);
837
838   /// getOffsetOf constant expr - This is a generalized form of getOffsetOf,
839   /// which supports any aggregate type, and any Constant index.
840   ///
841   static Constant *getOffsetOf(Type *Ty, Constant *FieldNo);
842   
843   static Constant *getNeg(Constant *C, bool HasNUW = false, bool HasNSW =false);
844   static Constant *getFNeg(Constant *C);
845   static Constant *getNot(Constant *C);
846   static Constant *getAdd(Constant *C1, Constant *C2,
847                           bool HasNUW = false, bool HasNSW = false);
848   static Constant *getFAdd(Constant *C1, Constant *C2);
849   static Constant *getSub(Constant *C1, Constant *C2,
850                           bool HasNUW = false, bool HasNSW = false);
851   static Constant *getFSub(Constant *C1, Constant *C2);
852   static Constant *getMul(Constant *C1, Constant *C2,
853                           bool HasNUW = false, bool HasNSW = false);
854   static Constant *getFMul(Constant *C1, Constant *C2);
855   static Constant *getUDiv(Constant *C1, Constant *C2, bool isExact = false);
856   static Constant *getSDiv(Constant *C1, Constant *C2, bool isExact = false);
857   static Constant *getFDiv(Constant *C1, Constant *C2);
858   static Constant *getURem(Constant *C1, Constant *C2);
859   static Constant *getSRem(Constant *C1, Constant *C2);
860   static Constant *getFRem(Constant *C1, Constant *C2);
861   static Constant *getAnd(Constant *C1, Constant *C2);
862   static Constant *getOr(Constant *C1, Constant *C2);
863   static Constant *getXor(Constant *C1, Constant *C2);
864   static Constant *getShl(Constant *C1, Constant *C2,
865                           bool HasNUW = false, bool HasNSW = false);
866   static Constant *getLShr(Constant *C1, Constant *C2, bool isExact = false);
867   static Constant *getAShr(Constant *C1, Constant *C2, bool isExact = false);
868   static Constant *getTrunc   (Constant *C, Type *Ty);
869   static Constant *getSExt    (Constant *C, Type *Ty);
870   static Constant *getZExt    (Constant *C, Type *Ty);
871   static Constant *getFPTrunc (Constant *C, Type *Ty);
872   static Constant *getFPExtend(Constant *C, Type *Ty);
873   static Constant *getUIToFP  (Constant *C, Type *Ty);
874   static Constant *getSIToFP  (Constant *C, Type *Ty);
875   static Constant *getFPToUI  (Constant *C, Type *Ty);
876   static Constant *getFPToSI  (Constant *C, Type *Ty);
877   static Constant *getPtrToInt(Constant *C, Type *Ty);
878   static Constant *getIntToPtr(Constant *C, Type *Ty);
879   static Constant *getBitCast (Constant *C, Type *Ty);
880
881   static Constant *getNSWNeg(Constant *C) { return getNeg(C, false, true); }
882   static Constant *getNUWNeg(Constant *C) { return getNeg(C, true, false); }
883   static Constant *getNSWAdd(Constant *C1, Constant *C2) {
884     return getAdd(C1, C2, false, true);
885   }
886   static Constant *getNUWAdd(Constant *C1, Constant *C2) {
887     return getAdd(C1, C2, true, false);
888   }
889   static Constant *getNSWSub(Constant *C1, Constant *C2) {
890     return getSub(C1, C2, false, true);
891   }
892   static Constant *getNUWSub(Constant *C1, Constant *C2) {
893     return getSub(C1, C2, true, false);
894   }
895   static Constant *getNSWMul(Constant *C1, Constant *C2) {
896     return getMul(C1, C2, false, true);
897   }
898   static Constant *getNUWMul(Constant *C1, Constant *C2) {
899     return getMul(C1, C2, true, false);
900   }
901   static Constant *getNSWShl(Constant *C1, Constant *C2) {
902     return getShl(C1, C2, false, true);
903   }
904   static Constant *getNUWShl(Constant *C1, Constant *C2) {
905     return getShl(C1, C2, true, false);
906   }
907   static Constant *getExactSDiv(Constant *C1, Constant *C2) {
908     return getSDiv(C1, C2, true);
909   }
910   static Constant *getExactUDiv(Constant *C1, Constant *C2) {
911     return getUDiv(C1, C2, true);
912   }
913   static Constant *getExactAShr(Constant *C1, Constant *C2) {
914     return getAShr(C1, C2, true);
915   }
916   static Constant *getExactLShr(Constant *C1, Constant *C2) {
917     return getLShr(C1, C2, true);
918   }
919
920   /// Transparently provide more efficient getOperand methods.
921   DECLARE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(Constant);
922
923   // @brief Convenience function for getting one of the casting operations
924   // using a CastOps opcode.
925   static Constant *getCast(
926     unsigned ops,  ///< The opcode for the conversion
927     Constant *C,   ///< The constant to be converted
928     Type *Ty ///< The type to which the constant is converted
929   );
930
931   // @brief Create a ZExt or BitCast cast constant expression
932   static Constant *getZExtOrBitCast(
933     Constant *C,   ///< The constant to zext or bitcast
934     Type *Ty ///< The type to zext or bitcast C to
935   );
936
937   // @brief Create a SExt or BitCast cast constant expression 
938   static Constant *getSExtOrBitCast(
939     Constant *C,   ///< The constant to sext or bitcast
940     Type *Ty ///< The type to sext or bitcast C to
941   );
942
943   // @brief Create a Trunc or BitCast cast constant expression
944   static Constant *getTruncOrBitCast(
945     Constant *C,   ///< The constant to trunc or bitcast
946     Type *Ty ///< The type to trunc or bitcast C to
947   );
948
949   /// @brief Create a BitCast or a PtrToInt cast constant expression
950   static Constant *getPointerCast(
951     Constant *C,   ///< The pointer value to be casted (operand 0)
952     Type *Ty ///< The type to which cast should be made
953   );
954
955   /// @brief Create a ZExt, Bitcast or Trunc for integer -> integer casts
956   static Constant *getIntegerCast(
957     Constant *C,    ///< The integer constant to be casted 
958     Type *Ty, ///< The integer type to cast to
959     bool isSigned   ///< Whether C should be treated as signed or not
960   );
961
962   /// @brief Create a FPExt, Bitcast or FPTrunc for fp -> fp casts
963   static Constant *getFPCast(
964     Constant *C,    ///< The integer constant to be casted 
965     Type *Ty ///< The integer type to cast to
966   );
967
968   /// @brief Return true if this is a convert constant expression
969   bool isCast() const;
970
971   /// @brief Return true if this is a compare constant expression
972   bool isCompare() const;
973
974   /// @brief Return true if this is an insertvalue or extractvalue expression,
975   /// and the getIndices() method may be used.
976   bool hasIndices() const;
977
978   /// @brief Return true if this is a getelementptr expression and all
979   /// the index operands are compile-time known integers within the
980   /// corresponding notional static array extents. Note that this is
981   /// not equivalant to, a subset of, or a superset of the "inbounds"
982   /// property.
983   bool isGEPWithNoNotionalOverIndexing() const;
984
985   /// Select constant expr
986   ///
987   static Constant *getSelect(Constant *C, Constant *V1, Constant *V2);
988
989   /// get - Return a binary or shift operator constant expression,
990   /// folding if possible.
991   ///
992   static Constant *get(unsigned Opcode, Constant *C1, Constant *C2,
993                        unsigned Flags = 0);
994
995   /// @brief Return an ICmp or FCmp comparison operator constant expression.
996   static Constant *getCompare(unsigned short pred, Constant *C1, Constant *C2);
997
998   /// get* - Return some common constants without having to
999   /// specify the full Instruction::OPCODE identifier.
1000   ///
1001   static Constant *getICmp(unsigned short pred, Constant *LHS, Constant *RHS);
1002   static Constant *getFCmp(unsigned short pred, Constant *LHS, Constant *RHS);
1003
1004   /// Getelementptr form.  Value* is only accepted for convenience;
1005   /// all elements must be Constant's.
1006   ///
1007   static Constant *getGetElementPtr(Constant *C,
1008                                     ArrayRef<Constant *> IdxList,
1009                                     bool InBounds = false) {
1010     return getGetElementPtr(C, makeArrayRef((Value * const *)IdxList.data(),
1011                                             IdxList.size()),
1012                             InBounds);
1013   }
1014   static Constant *getGetElementPtr(Constant *C,
1015                                     Constant *Idx,
1016                                     bool InBounds = false) {
1017     // This form of the function only exists to avoid ambiguous overload
1018     // warnings about whether to convert Idx to ArrayRef<Constant *> or
1019     // ArrayRef<Value *>.
1020     return getGetElementPtr(C, cast<Value>(Idx), InBounds);
1021   }
1022   static Constant *getGetElementPtr(Constant *C,
1023                                     ArrayRef<Value *> IdxList,
1024                                     bool InBounds = false);
1025
1026   /// Create an "inbounds" getelementptr. See the documentation for the
1027   /// "inbounds" flag in LangRef.html for details.
1028   static Constant *getInBoundsGetElementPtr(Constant *C,
1029                                             ArrayRef<Constant *> IdxList) {
1030     return getGetElementPtr(C, IdxList, true);
1031   }
1032   static Constant *getInBoundsGetElementPtr(Constant *C,
1033                                             Constant *Idx) {
1034     // This form of the function only exists to avoid ambiguous overload
1035     // warnings about whether to convert Idx to ArrayRef<Constant *> or
1036     // ArrayRef<Value *>.
1037     return getGetElementPtr(C, Idx, true);
1038   }
1039   static Constant *getInBoundsGetElementPtr(Constant *C,
1040                                             ArrayRef<Value *> IdxList) {
1041     return getGetElementPtr(C, IdxList, true);
1042   }
1043
1044   static Constant *getExtractElement(Constant *Vec, Constant *Idx);
1045   static Constant *getInsertElement(Constant *Vec, Constant *Elt,Constant *Idx);
1046   static Constant *getShuffleVector(Constant *V1, Constant *V2, Constant *Mask);
1047   static Constant *getExtractValue(Constant *Agg, ArrayRef<unsigned> Idxs);
1048   static Constant *getInsertValue(Constant *Agg, Constant *Val,
1049                                   ArrayRef<unsigned> Idxs);
1050
1051   /// getOpcode - Return the opcode at the root of this constant expression
1052   unsigned getOpcode() const { return getSubclassDataFromValue(); }
1053
1054   /// getPredicate - Return the ICMP or FCMP predicate value. Assert if this is
1055   /// not an ICMP or FCMP constant expression.
1056   unsigned getPredicate() const;
1057
1058   /// getIndices - Assert that this is an insertvalue or exactvalue
1059   /// expression and return the list of indices.
1060   ArrayRef<unsigned> getIndices() const;
1061
1062   /// getOpcodeName - Return a string representation for an opcode.
1063   const char *getOpcodeName() const;
1064
1065   /// getWithOperandReplaced - Return a constant expression identical to this
1066   /// one, but with the specified operand set to the specified value.
1067   Constant *getWithOperandReplaced(unsigned OpNo, Constant *Op) const;
1068   
1069   /// getWithOperands - This returns the current constant expression with the
1070   /// operands replaced with the specified values.  The specified array must
1071   /// have the same number of operands as our current one.
1072   Constant *getWithOperands(ArrayRef<Constant*> Ops) const {
1073     return getWithOperands(Ops, getType());
1074   }
1075
1076   /// getWithOperands - This returns the current constant expression with the
1077   /// operands replaced with the specified values and with the specified result
1078   /// type.  The specified array must have the same number of operands as our
1079   /// current one.
1080   Constant *getWithOperands(ArrayRef<Constant*> Ops, Type *Ty) const;
1081
1082   virtual void destroyConstant();
1083   virtual void replaceUsesOfWithOnConstant(Value *From, Value *To, Use *U);
1084
1085   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
1086   static inline bool classof(const ConstantExpr *) { return true; }
1087   static inline bool classof(const Value *V) {
1088     return V->getValueID() == ConstantExprVal;
1089   }
1090   
1091 private:
1092   // Shadow Value::setValueSubclassData with a private forwarding method so that
1093   // subclasses cannot accidentally use it.
1094   void setValueSubclassData(unsigned short D) {
1095     Value::setValueSubclassData(D);
1096   }
1097 };
1098
1099 template <>
1100 struct OperandTraits<ConstantExpr> :
1101   public VariadicOperandTraits<ConstantExpr, 1> {
1102 };
1103
1104 DEFINE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(ConstantExpr, Constant)
1105
1106 //===----------------------------------------------------------------------===//
1107 /// UndefValue - 'undef' values are things that do not have specified contents.
1108 /// These are used for a variety of purposes, including global variable
1109 /// initializers and operands to instructions.  'undef' values can occur with
1110 /// any first-class type.
1111 ///
1112 /// Undef values aren't exactly constants; if they have multiple uses, they
1113 /// can appear to have different bit patterns at each use. See
1114 /// LangRef.html#undefvalues for details.
1115 ///
1116 class UndefValue : public Constant {
1117   void *operator new(size_t, unsigned); // DO NOT IMPLEMENT
1118   UndefValue(const UndefValue &);      // DO NOT IMPLEMENT
1119 protected:
1120   explicit UndefValue(Type *T) : Constant(T, UndefValueVal, 0, 0) {}
1121 protected:
1122   // allocate space for exactly zero operands
1123   void *operator new(size_t s) {
1124     return User::operator new(s, 0);
1125   }
1126 public:
1127   /// get() - Static factory methods - Return an 'undef' object of the specified
1128   /// type.
1129   ///
1130   static UndefValue *get(Type *T);
1131
1132   /// getSequentialElement - If this Undef has array or vector type, return a
1133   /// undef with the right element type.
1134   UndefValue *getSequentialElement() const;
1135   
1136   /// getStructElement - If this undef has struct type, return a undef with the
1137   /// right element type for the specified element.
1138   UndefValue *getStructElement(unsigned Elt) const;
1139   
1140   /// getElementValue - Return an undef of the right value for the specified GEP
1141   /// index.
1142   UndefValue *getElementValue(Constant *C) const;
1143
1144   /// getElementValue - Return an undef of the right value for the specified GEP
1145   /// index.
1146   UndefValue *getElementValue(unsigned Idx) const;
1147
1148   virtual void destroyConstant();
1149
1150   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
1151   static inline bool classof(const UndefValue *) { return true; }
1152   static bool classof(const Value *V) {
1153     return V->getValueID() == UndefValueVal;
1154   }
1155 };
1156
1157 } // End llvm namespace
1158
1159 #endif