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