include/llvm/DerivedTypes.h

   1 //===-- llvm/DerivedTypes.h - Classes for handling data types ---*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file contains the declarations of classes that represent "derived
  11 // types".  These are things like "arrays of x" or "structure of x, y, z" or
  12 // "function returning x taking (y,z) as parameters", etc...
  13 //
  14 // The implementations of these classes live in the Type.cpp file.
  15 //
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 #ifndef LLVM_DERIVED_TYPES_H
  19 #define LLVM_DERIVED_TYPES_H
  20
  21 #include "llvm/Type.h"
  22 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
  23
  24 namespace llvm {
  25
  26 class Value;
  27 template<class ValType, class TypeClass> class TypeMap;
  28 class FunctionValType;
  29 class ArrayValType;
  30 class StructValType;
  31 class PointerValType;
  32 class VectorValType;
  33 class IntegerValType;
  34 class APInt;
  35 class LLVMContext;
  36
  37 class DerivedType : public Type {
  38   friend class Type;
  39
  40 protected:
  41   explicit DerivedType(LLVMContext &C, TypeID id) : Type(C, id) {}
  42
  43   /// notifyUsesThatTypeBecameConcrete - Notify AbstractTypeUsers of this type
  44   /// that the current type has transitioned from being abstract to being
  45   /// concrete.
  46   ///
  47   void notifyUsesThatTypeBecameConcrete();
  48
  49   /// dropAllTypeUses - When this (abstract) type is resolved to be equal to
  50   /// another (more concrete) type, we must eliminate all references to other
  51   /// types, to avoid some circular reference problems.
  52   ///
  53   void dropAllTypeUses();
  54
  55 public:
  56
  57   //===--------------------------------------------------------------------===//
  58   // Abstract Type handling methods - These types have special lifetimes, which
  59   // are managed by (add|remove)AbstractTypeUser. See comments in
  60   // AbstractTypeUser.h for more information.
  61
  62   /// refineAbstractTypeTo - This function is used to when it is discovered that
  63   /// the 'this' abstract type is actually equivalent to the NewType specified.
  64   /// This causes all users of 'this' to switch to reference the more concrete
  65   /// type NewType and for 'this' to be deleted.
  66   ///
  67   void refineAbstractTypeTo(const Type *NewType);
  68
  69   void dump() const { Type::dump(); }
  70
  71   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
  72   static inline bool classof(const DerivedType *) { return true; }
  73   static inline bool classof(const Type *T) {
  74     return T->isDerivedType();
  75   }
  76 };
  77
  78 /// Class to represent integer types. Note that this class is also used to
  79 /// represent the built-in integer types: Int1Ty, Int8Ty, Int16Ty, Int32Ty and
  80 /// Int64Ty.
  81 /// @brief Integer representation type
  82 class IntegerType : public DerivedType {
  83   friend class LLVMContextImpl;
  84
  85 protected:
  86   explicit IntegerType(LLVMContext &C, unsigned NumBits) :
  87       DerivedType(C, IntegerTyID) {
  88     setSubclassData(NumBits);
  89   }
  90   friend class TypeMap<IntegerValType, IntegerType>;
  91 public:
  92   /// This enum is just used to hold constants we need for IntegerType.
  93   enum {
  94     MIN_INT_BITS = 1,        ///< Minimum number of bits that can be specified
  95     MAX_INT_BITS = (1<<23)-1 ///< Maximum number of bits that can be specified
  96       ///< Note that bit width is stored in the Type classes SubclassData field
  97       ///< which has 23 bits. This yields a maximum bit width of 8,388,607 bits.
  98   };
  99
 100   /// This static method is the primary way of constructing an IntegerType.
 101   /// If an IntegerType with the same NumBits value was previously instantiated,
 102   /// that instance will be returned. Otherwise a new one will be created. Only
 103   /// one instance with a given NumBits value is ever created.
 104   /// @brief Get or create an IntegerType instance.
 105   static const IntegerType* get(LLVMContext &C, unsigned NumBits);
 106
 107   /// @brief Get the number of bits in this IntegerType
 108   unsigned getBitWidth() const { return getSubclassData(); }
 109
 110   /// getBitMask - Return a bitmask with ones set for all of the bits
 111   /// that can be set by an unsigned version of this type.  This is 0xFF for
 112   /// i8, 0xFFFF for i16, etc.
 113   uint64_t getBitMask() const {
 114     return ~uint64_t(0UL) >> (64-getBitWidth());
 115   }
 116
 117   /// getSignBit - Return a uint64_t with just the most significant bit set (the
 118   /// sign bit, if the value is treated as a signed number).
 119   uint64_t getSignBit() const {
 120     return 1ULL << (getBitWidth()-1);
 121   }
 122
 123   /// For example, this is 0xFF for an 8 bit integer, 0xFFFF for i16, etc.
 124   /// @returns a bit mask with ones set for all the bits of this type.
 125   /// @brief Get a bit mask for this type.
 126   APInt getMask() const;
 127
 128   /// This method determines if the width of this IntegerType is a power-of-2
 129   /// in terms of 8 bit bytes.
 130   /// @returns true if this is a power-of-2 byte width.
 131   /// @brief Is this a power-of-2 byte-width IntegerType ?
 132   bool isPowerOf2ByteWidth() const;
 133
 134   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 135   static inline bool classof(const IntegerType *) { return true; }
 136   static inline bool classof(const Type *T) {
 137     return T->getTypeID() == IntegerTyID;
 138   }
 139 };
 140
 141
 142 /// FunctionType - Class to represent function types
 143 ///
 144 class FunctionType : public DerivedType {
 145   friend class TypeMap<FunctionValType, FunctionType>;
 146   bool isVarArgs;
 147
 148   FunctionType(const FunctionType &);                   // Do not implement
 149   const FunctionType &operator=(const FunctionType &);  // Do not implement
 150   FunctionType(const Type *Result, const std::vector<const Type*> &Params,
 151                bool IsVarArgs);
 152
 153 public:
 154   /// FunctionType::get - This static method is the primary way of constructing
 155   /// a FunctionType.
 156   ///
 157   static FunctionType *get(
 158     const Type *Result, ///< The result type
 159     const std::vector<const Type*> &Params, ///< The types of the parameters
 160     bool isVarArg  ///< Whether this is a variable argument length function
 161   );
 162
 163   /// FunctionType::get - Create a FunctionType taking no parameters.
 164   ///
 165   static FunctionType *get(
 166     const Type *Result, ///< The result type
 167     bool isVarArg  ///< Whether this is a variable argument length function
 168   ) {
 169     return get(Result, std::vector<const Type *>(), isVarArg);
 170   }
 171
 172   /// isValidReturnType - Return true if the specified type is valid as a return
 173   /// type.
 174   static bool isValidReturnType(const Type *RetTy);
 175
 176   /// isValidArgumentType - Return true if the specified type is valid as an
 177   /// argument type.
 178   static bool isValidArgumentType(const Type *ArgTy);
 179
 180   inline bool isVarArg() const { return isVarArgs; }
 181   inline const Type *getReturnType() const { return ContainedTys[0]; }
 182
 183   typedef Type::subtype_iterator param_iterator;
 184   param_iterator param_begin() const { return ContainedTys + 1; }
 185   param_iterator param_end() const { return &ContainedTys[NumContainedTys]; }
 186
 187   // Parameter type accessors...
 188   const Type *getParamType(unsigned i) const { return ContainedTys[i+1]; }
 189
 190   /// getNumParams - Return the number of fixed parameters this function type
 191   /// requires.  This does not consider varargs.
 192   ///
 193   unsigned getNumParams() const { return NumContainedTys - 1; }
 194
 195   // Implement the AbstractTypeUser interface.
 196   virtual void refineAbstractType(const DerivedType *OldTy, const Type *NewTy);
 197   virtual void typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy);
 198
 199   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 200   static inline bool classof(const FunctionType *) { return true; }
 201   static inline bool classof(const Type *T) {
 202     return T->getTypeID() == FunctionTyID;
 203   }
 204 };
 205
 206
 207 /// CompositeType - Common super class of ArrayType, StructType, PointerType
 208 /// and VectorType
 209 class CompositeType : public DerivedType {
 210 protected:
 211   inline explicit CompositeType(LLVMContext &C, TypeID id) :
 212     DerivedType(C, id) { }
 213 public:
 214
 215   /// getTypeAtIndex - Given an index value into the type, return the type of
 216   /// the element.
 217   ///
 218   virtual const Type *getTypeAtIndex(const Value *V) const = 0;
 219   virtual const Type *getTypeAtIndex(unsigned Idx) const = 0;
 220   virtual bool indexValid(const Value *V) const = 0;
 221   virtual bool indexValid(unsigned Idx) const = 0;
 222
 223   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 224   static inline bool classof(const CompositeType *) { return true; }
 225   static inline bool classof(const Type *T) {
 226     return T->getTypeID() == ArrayTyID ||
 227            T->getTypeID() == StructTyID ||
 228            T->getTypeID() == PointerTyID ||
 229            T->getTypeID() == VectorTyID;
 230   }
 231 };
 232
 233
 234 /// StructType - Class to represent struct types
 235 ///
 236 class StructType : public CompositeType {
 237   friend class TypeMap<StructValType, StructType>;
 238   StructType(const StructType &);                   // Do not implement
 239   const StructType &operator=(const StructType &);  // Do not implement
 240   StructType(LLVMContext &C,
 241              const std::vector<const Type*> &Types, bool isPacked);
 242 public:
 243   /// StructType::get - This static method is the primary way to create a
 244   /// StructType.
 245   ///
 246   static StructType *get(LLVMContext &Context,
 247                          const std::vector<const Type*> &Params,
 248                          bool isPacked=false);
 249
 250   /// StructType::get - Create an empty structure type.
 251   ///
 252   static StructType *get(LLVMContext &Context, bool isPacked=false) {
 253     return get(Context, std::vector<const Type*>(), isPacked);
 254   }
 255
 256   /// StructType::get - This static method is a convenience method for
 257   /// creating structure types by specifying the elements as arguments.
 258   /// Note that this method always returns a non-packed struct.  To get
 259   /// an empty struct, pass NULL, NULL.
 260   static StructType *get(LLVMContext &Context,
 261                          const Type *type, ...) END_WITH_NULL;
 262
 263   /// isValidElementType - Return true if the specified type is valid as a
 264   /// element type.
 265   static bool isValidElementType(const Type *ElemTy);
 266
 267   // Iterator access to the elements
 268   typedef Type::subtype_iterator element_iterator;
 269   element_iterator element_begin() const { return ContainedTys; }
 270   element_iterator element_end() const { return &ContainedTys[NumContainedTys];}
 271
 272   // Random access to the elements
 273   unsigned getNumElements() const { return NumContainedTys; }
 274   const Type *getElementType(unsigned N) const {
 275     assert(N < NumContainedTys && "Element number out of range!");
 276     return ContainedTys[N];
 277   }
 278
 279   /// getTypeAtIndex - Given an index value into the type, return the type of
 280   /// the element.  For a structure type, this must be a constant value...
 281   ///
 282   virtual const Type *getTypeAtIndex(const Value *V) const;
 283   virtual const Type *getTypeAtIndex(unsigned Idx) const;
 284   virtual bool indexValid(const Value *V) const;
 285   virtual bool indexValid(unsigned Idx) const;
 286
 287   // Implement the AbstractTypeUser interface.
 288   virtual void refineAbstractType(const DerivedType *OldTy, const Type *NewTy);
 289   virtual void typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy);
 290
 291   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 292   static inline bool classof(const StructType *) { return true; }
 293   static inline bool classof(const Type *T) {
 294     return T->getTypeID() == StructTyID;
 295   }
 296
 297   bool isPacked() const { return (0 != getSubclassData()) ? true : false; }
 298 };
 299
 300 /// SequentialType - This is the superclass of the array, pointer and vector
 301 /// type classes.  All of these represent "arrays" in memory.  The array type
 302 /// represents a specifically sized array, pointer types are unsized/unknown
 303 /// size arrays, vector types represent specifically sized arrays that
 304 /// allow for use of SIMD instructions.  SequentialType holds the common
 305 /// features of all, which stem from the fact that all three lay their
 306 /// components out in memory identically.
 307 ///
 308 class SequentialType : public CompositeType {
 309   PATypeHandle ContainedType; ///< Storage for the single contained type
 310   SequentialType(const SequentialType &);                  // Do not implement!
 311   const SequentialType &operator=(const SequentialType &); // Do not implement!
 312
 313   // avoiding warning: 'this' : used in base member initializer list
 314   SequentialType* this_() { return this; }
 315 protected:
 316   SequentialType(TypeID TID, const Type *ElType)
 317     : CompositeType(ElType->getContext(), TID), ContainedType(ElType, this_()) {
 318     ContainedTys = &ContainedType;
 319     NumContainedTys = 1;
 320   }
 321
 322 public:
 323   inline const Type *getElementType() const { return ContainedTys[0]; }
 324
 325   virtual bool indexValid(const Value *V) const;
 326   virtual bool indexValid(unsigned) const {
 327     return true;
 328   }
 329
 330   /// getTypeAtIndex - Given an index value into the type, return the type of
 331   /// the element.  For sequential types, there is only one subtype...
 332   ///
 333   virtual const Type *getTypeAtIndex(const Value *) const {
 334     return ContainedTys[0];
 335   }
 336   virtual const Type *getTypeAtIndex(unsigned) const {
 337     return ContainedTys[0];
 338   }
 339
 340   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 341   static inline bool classof(const SequentialType *) { return true; }
 342   static inline bool classof(const Type *T) {
 343     return T->getTypeID() == ArrayTyID ||
 344            T->getTypeID() == PointerTyID ||
 345            T->getTypeID() == VectorTyID;
 346   }
 347 };
 348
 349
 350 /// ArrayType - Class to represent array types
 351 ///
 352 class ArrayType : public SequentialType {
 353   friend class TypeMap<ArrayValType, ArrayType>;
 354   uint64_t NumElements;
 355
 356   ArrayType(const ArrayType &);                   // Do not implement
 357   const ArrayType &operator=(const ArrayType &);  // Do not implement
 358   ArrayType(const Type *ElType, uint64_t NumEl);
 359 public:
 360   /// ArrayType::get - This static method is the primary way to construct an
 361   /// ArrayType
 362   ///
 363   static ArrayType *get(const Type *ElementType, uint64_t NumElements);
 364
 365   /// isValidElementType - Return true if the specified type is valid as a
 366   /// element type.
 367   static bool isValidElementType(const Type *ElemTy);
 368
 369   inline uint64_t getNumElements() const { return NumElements; }
 370
 371   // Implement the AbstractTypeUser interface.
 372   virtual void refineAbstractType(const DerivedType *OldTy, const Type *NewTy);
 373   virtual void typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy);
 374
 375   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 376   static inline bool classof(const ArrayType *) { return true; }
 377   static inline bool classof(const Type *T) {
 378     return T->getTypeID() == ArrayTyID;
 379   }
 380 };
 381
 382 /// VectorType - Class to represent vector types
 383 ///
 384 class VectorType : public SequentialType {
 385   friend class TypeMap<VectorValType, VectorType>;
 386   unsigned NumElements;
 387
 388   VectorType(const VectorType &);                   // Do not implement
 389   const VectorType &operator=(const VectorType &);  // Do not implement
 390   VectorType(const Type *ElType, unsigned NumEl);
 391 public:
 392   /// VectorType::get - This static method is the primary way to construct an
 393   /// VectorType
 394   ///
 395   static VectorType *get(const Type *ElementType, unsigned NumElements);
 396
 397   /// VectorType::getInteger - This static method gets a VectorType with the
 398   /// same number of elements as the input type, and the element type is an
 399   /// integer type of the same width as the input element type.
 400   ///
 401   static VectorType *getInteger(const VectorType *VTy) {
 402     unsigned EltBits = VTy->getElementType()->getPrimitiveSizeInBits();
 403     const Type *EltTy = IntegerType::get(VTy->getContext(), EltBits);
 404     return VectorType::get(EltTy, VTy->getNumElements());
 405   }
 406
 407   /// VectorType::getExtendedElementVectorType - This static method is like
 408   /// getInteger except that the element types are twice as wide as the
 409   /// elements in the input type.
 410   ///
 411   static VectorType *getExtendedElementVectorType(const VectorType *VTy) {
 412     unsigned EltBits = VTy->getElementType()->getPrimitiveSizeInBits();
 413     const Type *EltTy = IntegerType::get(VTy->getContext(), EltBits * 2);
 414     return VectorType::get(EltTy, VTy->getNumElements());
 415   }
 416
 417   /// VectorType::getTruncatedElementVectorType - This static method is like
 418   /// getInteger except that the element types are half as wide as the
 419   /// elements in the input type.
 420   ///
 421   static VectorType *getTruncatedElementVectorType(const VectorType *VTy) {
 422     unsigned EltBits = VTy->getElementType()->getPrimitiveSizeInBits();
 423     assert((EltBits & 1) == 0 &&
 424            "Cannot truncate vector element with odd bit-width");
 425     const Type *EltTy = IntegerType::get(VTy->getContext(), EltBits / 2);
 426     return VectorType::get(EltTy, VTy->getNumElements());
 427   }
 428
 429   /// isValidElementType - Return true if the specified type is valid as a
 430   /// element type.
 431   static bool isValidElementType(const Type *ElemTy);
 432
 433   /// @brief Return the number of elements in the Vector type.
 434   inline unsigned getNumElements() const { return NumElements; }
 435
 436   /// @brief Return the number of bits in the Vector type.
 437   inline unsigned getBitWidth() const {
 438     return NumElements * getElementType()->getPrimitiveSizeInBits();
 439   }
 440
 441   // Implement the AbstractTypeUser interface.
 442   virtual void refineAbstractType(const DerivedType *OldTy, const Type *NewTy);
 443   virtual void typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy);
 444
 445   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 446   static inline bool classof(const VectorType *) { return true; }
 447   static inline bool classof(const Type *T) {
 448     return T->getTypeID() == VectorTyID;
 449   }
 450 };
 451
 452
 453 /// PointerType - Class to represent pointers
 454 ///
 455 class PointerType : public SequentialType {
 456   friend class TypeMap<PointerValType, PointerType>;
 457   unsigned AddressSpace;
 458
 459   PointerType(const PointerType &);                   // Do not implement
 460   const PointerType &operator=(const PointerType &);  // Do not implement
 461   explicit PointerType(const Type *ElType, unsigned AddrSpace);
 462 public:
 463   /// PointerType::get - This constructs a pointer to an object of the specified
 464   /// type in a numbered address space.
 465   static PointerType *get(const Type *ElementType, unsigned AddressSpace);
 466
 467   /// PointerType::getUnqual - This constructs a pointer to an object of the
 468   /// specified type in the generic address space (address space zero).
 469   static PointerType *getUnqual(const Type *ElementType) {
 470     return PointerType::get(ElementType, 0);
 471   }
 472
 473   /// isValidElementType - Return true if the specified type is valid as a
 474   /// element type.
 475   static bool isValidElementType(const Type *ElemTy);
 476
 477   /// @brief Return the address space of the Pointer type.
 478   inline unsigned getAddressSpace() const { return AddressSpace; }
 479
 480   // Implement the AbstractTypeUser interface.
 481   virtual void refineAbstractType(const DerivedType *OldTy, const Type *NewTy);
 482   virtual void typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy);
 483
 484   // Implement support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 485   static inline bool classof(const PointerType *) { return true; }
 486   static inline bool classof(const Type *T) {
 487     return T->getTypeID() == PointerTyID;
 488   }
 489 };
 490
 491
 492 /// OpaqueType - Class to represent abstract types
 493 ///
 494 class OpaqueType : public DerivedType {
 495   friend class LLVMContextImpl;
 496   OpaqueType(const OpaqueType &);                   // DO NOT IMPLEMENT
 497   const OpaqueType &operator=(const OpaqueType &);  // DO NOT IMPLEMENT
 498   OpaqueType(LLVMContext &C);
 499 public:
 500   /// OpaqueType::get - Static factory method for the OpaqueType class...
 501   ///
 502   static OpaqueType *get(LLVMContext &C);
 503
 504   // Implement support for type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 505   static inline bool classof(const OpaqueType *) { return true; }
 506   static inline bool classof(const Type *T) {
 507     return T->getTypeID() == OpaqueTyID;
 508   }
 509 };
 510
 511 } // End llvm namespace
 512
 513 #endif