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 class APInt;
  28 class LLVMContext;
  29 template<typename T> class ArrayRef;
  30 class StringRef;
  31
  32 /// Class to represent integer types. Note that this class is also used to
  33 /// represent the built-in integer types: Int1Ty, Int8Ty, Int16Ty, Int32Ty and
  34 /// Int64Ty.
  35 /// @brief Integer representation type
  36 class IntegerType : public Type {
  37   friend class LLVMContextImpl;
  38
  39 protected:
  40   explicit IntegerType(LLVMContext &C, unsigned NumBits) : Type(C, IntegerTyID){
  41     setSubclassData(NumBits);
  42   }
  43 public:
  44   /// This enum is just used to hold constants we need for IntegerType.
  45   enum {
  46     MIN_INT_BITS = 1,        ///< Minimum number of bits that can be specified
  47     MAX_INT_BITS = (1<<23)-1 ///< Maximum number of bits that can be specified
  48       ///< Note that bit width is stored in the Type classes SubclassData field
  49       ///< which has 23 bits. This yields a maximum bit width of 8,388,607 bits.
  50   };
  51
  52   /// This static method is the primary way of constructing an IntegerType.
  53   /// If an IntegerType with the same NumBits value was previously instantiated,
  54   /// that instance will be returned. Otherwise a new one will be created. Only
  55   /// one instance with a given NumBits value is ever created.
  56   /// @brief Get or create an IntegerType instance.
  57   static IntegerType *get(LLVMContext &C, unsigned NumBits);
  58
  59   /// @brief Get the number of bits in this IntegerType
  60   unsigned getBitWidth() const { return getSubclassData(); }
  61
  62   /// getBitMask - Return a bitmask with ones set for all of the bits
  63   /// that can be set by an unsigned version of this type.  This is 0xFF for
  64   /// i8, 0xFFFF for i16, etc.
  65   uint64_t getBitMask() const {
  66     return ~uint64_t(0UL) >> (64-getBitWidth());
  67   }
  68
  69   /// getSignBit - Return a uint64_t with just the most significant bit set (the
  70   /// sign bit, if the value is treated as a signed number).
  71   uint64_t getSignBit() const {
  72     return 1ULL << (getBitWidth()-1);
  73   }
  74
  75   /// For example, this is 0xFF for an 8 bit integer, 0xFFFF for i16, etc.
  76   /// @returns a bit mask with ones set for all the bits of this type.
  77   /// @brief Get a bit mask for this type.
  78   APInt getMask() const;
  79
  80   /// This method determines if the width of this IntegerType is a power-of-2
  81   /// in terms of 8 bit bytes.
  82   /// @returns true if this is a power-of-2 byte width.
  83   /// @brief Is this a power-of-2 byte-width IntegerType ?
  84   bool isPowerOf2ByteWidth() const;
  85
  86   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
  87   static inline bool classof(const IntegerType *) { return true; }
  88   static inline bool classof(const Type *T) {
  89     return T->getTypeID() == IntegerTyID;
  90   }
  91 };
  92
  93
  94 /// FunctionType - Class to represent function types
  95 ///
  96 class FunctionType : public Type {
  97   FunctionType(const FunctionType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
  98   const FunctionType &operator=(const FunctionType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
  99   FunctionType(Type *Result, ArrayRef<Type*> Params, bool IsVarArgs);
 100
 101 public:
 102   /// FunctionType::get - This static method is the primary way of constructing
 103   /// a FunctionType.
 104   ///
 105   static FunctionType *get(Type *Result,
 106                            ArrayRef<Type*> Params, bool isVarArg);
 107
 108   /// FunctionType::get - Create a FunctionType taking no parameters.
 109   ///
 110   static FunctionType *get(Type *Result, bool isVarArg);
 111
 112   /// isValidReturnType - Return true if the specified type is valid as a return
 113   /// type.
 114   static bool isValidReturnType(Type *RetTy);
 115
 116   /// isValidArgumentType - Return true if the specified type is valid as an
 117   /// argument type.
 118   static bool isValidArgumentType(Type *ArgTy);
 119
 120   bool isVarArg() const { return getSubclassData(); }
 121   Type *getReturnType() const { return ContainedTys[0]; }
 122
 123   typedef Type::subtype_iterator param_iterator;
 124   param_iterator param_begin() const { return ContainedTys + 1; }
 125   param_iterator param_end() const { return &ContainedTys[NumContainedTys]; }
 126
 127   // Parameter type accessors.
 128   Type *getParamType(unsigned i) const { return ContainedTys[i+1]; }
 129
 130   /// getNumParams - Return the number of fixed parameters this function type
 131   /// requires.  This does not consider varargs.
 132   ///
 133   unsigned getNumParams() const { return NumContainedTys - 1; }
 134
 135   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
 136   static inline bool classof(const FunctionType *) { return true; }
 137   static inline bool classof(const Type *T) {
 138     return T->getTypeID() == FunctionTyID;
 139   }
 140 };
 141
 142
 143 /// CompositeType - Common super class of ArrayType, StructType, PointerType
 144 /// and VectorType.
 145 class CompositeType : public Type {
 146 protected:
 147   explicit CompositeType(LLVMContext &C, TypeID tid) : Type(C, tid) { }
 148 public:
 149
 150   /// getTypeAtIndex - Given an index value into the type, return the type of
 151   /// the element.
 152   ///
 153   Type *getTypeAtIndex(const Value *V);
 154   Type *getTypeAtIndex(unsigned Idx);
 155   bool indexValid(const Value *V) const;
 156   bool indexValid(unsigned Idx) const;
 157
 158   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
 159   static inline bool classof(const CompositeType *) { return true; }
 160   static inline bool classof(const Type *T) {
 161     return T->getTypeID() == ArrayTyID ||
 162            T->getTypeID() == StructTyID ||
 163            T->getTypeID() == PointerTyID ||
 164            T->getTypeID() == VectorTyID;
 165   }
 166 };
 167
 168
 169 /// StructType - Class to represent struct types.  There are two different kinds
 170 /// of struct types: Literal structs and Identified structs.
 171 ///
 172 /// Literal struct types (e.g. { i32, i32 }) are uniqued structurally, and must
 173 /// always have a body when created.  You can get one of these by using one of
 174 /// the StructType::get() forms.
 175 ///
 176 /// Identified structs (e.g. %foo or %42) may optionally have a name and are not
 177 /// uniqued.  The names for identified structs are managed at the LLVMContext
 178 /// level, so there can only be a single identified struct with a given name in
 179 /// a particular LLVMContext.  Identified structs may also optionally be opaque
 180 /// (have no body specified).  You get one of these by using one of the
 181 /// StructType::create() forms.
 182 ///
 183 /// Independent of what kind of struct you have, the body of a struct type are
 184 /// laid out in memory consequtively with the elements directly one after the
 185 /// other (if the struct is packed) or (if not packed) with padding between the
 186 /// elements as defined by TargetData (which is required to match what the code
 187 /// generator for a target expects).
 188 ///
 189 class StructType : public CompositeType {
 190   StructType(const StructType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 191   const StructType &operator=(const StructType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 192   StructType(LLVMContext &C)
 193     : CompositeType(C, StructTyID), SymbolTableEntry(0) {}
 194   enum {
 195     // This is the contents of the SubClassData field.
 196     SCDB_HasBody = 1,
 197     SCDB_Packed = 2,
 198     SCDB_IsLiteral = 4,
 199     SCDB_IsSized = 8
 200   };
 201
 202   /// SymbolTableEntry - For a named struct that actually has a name, this is a
 203   /// pointer to the symbol table entry (maintained by LLVMContext) for the
 204   /// struct.  This is null if the type is an literal struct or if it is
 205   /// a identified type that has an empty name.
 206   ///
 207   void *SymbolTableEntry;
 208 public:
 209   ~StructType() {
 210     delete [] ContainedTys; // Delete the body.
 211   }
 212
 213   /// StructType::create - This creates an identified struct.
 214   static StructType *create(LLVMContext &Context, StringRef Name);
 215   static StructType *create(LLVMContext &Context);
 216
 217   static StructType *create(ArrayRef<Type*> Elements,
 218                             StringRef Name,
 219                             bool isPacked = false);
 220   static StructType *create(ArrayRef<Type*> Elements);
 221   static StructType *create(LLVMContext &Context,
 222                             ArrayRef<Type*> Elements,
 223                             StringRef Name,
 224                             bool isPacked = false);
 225   static StructType *create(LLVMContext &Context, ArrayRef<Type*> Elements);
 226   static StructType *create(StringRef Name, Type *elt1, ...) END_WITH_NULL;
 227
 228   /// StructType::get - This static method is the primary way to create a
 229   /// literal StructType.
 230   static StructType *get(LLVMContext &Context, ArrayRef<Type*> Elements,
 231                          bool isPacked = false);
 232
 233   /// StructType::get - Create an empty structure type.
 234   ///
 235   static StructType *get(LLVMContext &Context, bool isPacked = false);
 236
 237   /// StructType::get - This static method is a convenience method for creating
 238   /// structure types by specifying the elements as arguments.  Note that this
 239   /// method always returns a non-packed struct, and requires at least one
 240   /// element type.
 241   static StructType *get(Type *elt1, ...) END_WITH_NULL;
 242
 243   bool isPacked() const { return (getSubclassData() & SCDB_Packed) != 0; }
 244
 245   /// isLiteral - Return true if this type is uniqued by structural
 246   /// equivalence, false if it is a struct definition.
 247   bool isLiteral() const { return (getSubclassData() & SCDB_IsLiteral) != 0; }
 248
 249   /// isOpaque - Return true if this is a type with an identity that has no body
 250   /// specified yet.  These prints as 'opaque' in .ll files.
 251   bool isOpaque() const { return (getSubclassData() & SCDB_HasBody) == 0; }
 252
 253   /// isSized - Return true if this is a sized type.
 254   bool isSized() const;
 255
 256   /// hasName - Return true if this is a named struct that has a non-empty name.
 257   bool hasName() const { return SymbolTableEntry != 0; }
 258
 259   /// getName - Return the name for this struct type if it has an identity.
 260   /// This may return an empty string for an unnamed struct type.  Do not call
 261   /// this on an literal type.
 262   StringRef getName() const;
 263
 264   /// setName - Change the name of this type to the specified name, or to a name
 265   /// with a suffix if there is a collision.  Do not call this on an literal
 266   /// type.
 267   void setName(StringRef Name);
 268
 269   /// setBody - Specify a body for an opaque identified type.
 270   void setBody(ArrayRef<Type*> Elements, bool isPacked = false);
 271   void setBody(Type *elt1, ...) END_WITH_NULL;
 272
 273   /// isValidElementType - Return true if the specified type is valid as a
 274   /// element type.
 275   static bool isValidElementType(Type *ElemTy);
 276
 277
 278   // Iterator access to the elements.
 279   typedef Type::subtype_iterator element_iterator;
 280   element_iterator element_begin() const { return ContainedTys; }
 281   element_iterator element_end() const { return &ContainedTys[NumContainedTys];}
 282
 283   /// isLayoutIdentical - Return true if this is layout identical to the
 284   /// specified struct.
 285   bool isLayoutIdentical(StructType *Other) const;
 286
 287   // Random access to the elements
 288   unsigned getNumElements() const { return NumContainedTys; }
 289   Type *getElementType(unsigned N) const {
 290     assert(N < NumContainedTys && "Element number out of range!");
 291     return ContainedTys[N];
 292   }
 293
 294   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
 295   static inline bool classof(const StructType *) { return true; }
 296   static inline bool classof(const Type *T) {
 297     return T->getTypeID() == StructTyID;
 298   }
 299 };
 300
 301 /// SequentialType - This is the superclass of the array, pointer and vector
 302 /// type classes.  All of these represent "arrays" in memory.  The array type
 303 /// represents a specifically sized array, pointer types are unsized/unknown
 304 /// size arrays, vector types represent specifically sized arrays that
 305 /// allow for use of SIMD instructions.  SequentialType holds the common
 306 /// features of all, which stem from the fact that all three lay their
 307 /// components out in memory identically.
 308 ///
 309 class SequentialType : public CompositeType {
 310   Type *ContainedType;               ///< Storage for the single contained type.
 311   SequentialType(const SequentialType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 312   const SequentialType &operator=(const SequentialType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 313
 314 protected:
 315   SequentialType(TypeID TID, Type *ElType)
 316     : CompositeType(ElType->getContext(), TID), ContainedType(ElType) {
 317     ContainedTys = &ContainedType;
 318     NumContainedTys = 1;
 319   }
 320
 321 public:
 322   Type *getElementType() const { return ContainedTys[0]; }
 323
 324   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
 325   static inline bool classof(const SequentialType *) { return true; }
 326   static inline bool classof(const Type *T) {
 327     return T->getTypeID() == ArrayTyID ||
 328            T->getTypeID() == PointerTyID ||
 329            T->getTypeID() == VectorTyID;
 330   }
 331 };
 332
 333
 334 /// ArrayType - Class to represent array types.
 335 ///
 336 class ArrayType : public SequentialType {
 337   uint64_t NumElements;
 338
 339   ArrayType(const ArrayType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 340   const ArrayType &operator=(const ArrayType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 341   ArrayType(Type *ElType, uint64_t NumEl);
 342 public:
 343   /// ArrayType::get - This static method is the primary way to construct an
 344   /// ArrayType
 345   ///
 346   static ArrayType *get(Type *ElementType, uint64_t NumElements);
 347
 348   /// isValidElementType - Return true if the specified type is valid as a
 349   /// element type.
 350   static bool isValidElementType(Type *ElemTy);
 351
 352   uint64_t getNumElements() const { return NumElements; }
 353
 354   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
 355   static inline bool classof(const ArrayType *) { return true; }
 356   static inline bool classof(const Type *T) {
 357     return T->getTypeID() == ArrayTyID;
 358   }
 359 };
 360
 361 /// VectorType - Class to represent vector types.
 362 ///
 363 class VectorType : public SequentialType {
 364   unsigned NumElements;
 365
 366   VectorType(const VectorType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 367   const VectorType &operator=(const VectorType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 368   VectorType(Type *ElType, unsigned NumEl);
 369 public:
 370   /// VectorType::get - This static method is the primary way to construct an
 371   /// VectorType.
 372   ///
 373   static VectorType *get(Type *ElementType, unsigned NumElements);
 374
 375   /// VectorType::getInteger - This static method gets a VectorType with the
 376   /// same number of elements as the input type, and the element type is an
 377   /// integer type of the same width as the input element type.
 378   ///
 379   static VectorType *getInteger(VectorType *VTy) {
 380     unsigned EltBits = VTy->getElementType()->getPrimitiveSizeInBits();
 381     assert(EltBits && "Element size must be of a non-zero size");
 382     Type *EltTy = IntegerType::get(VTy->getContext(), EltBits);
 383     return VectorType::get(EltTy, VTy->getNumElements());
 384   }
 385
 386   /// VectorType::getExtendedElementVectorType - This static method is like
 387   /// getInteger except that the element types are twice as wide as the
 388   /// elements in the input type.
 389   ///
 390   static VectorType *getExtendedElementVectorType(VectorType *VTy) {
 391     unsigned EltBits = VTy->getElementType()->getPrimitiveSizeInBits();
 392     Type *EltTy = IntegerType::get(VTy->getContext(), EltBits * 2);
 393     return VectorType::get(EltTy, VTy->getNumElements());
 394   }
 395
 396   /// VectorType::getTruncatedElementVectorType - This static method is like
 397   /// getInteger except that the element types are half as wide as the
 398   /// elements in the input type.
 399   ///
 400   static VectorType *getTruncatedElementVectorType(VectorType *VTy) {
 401     unsigned EltBits = VTy->getElementType()->getPrimitiveSizeInBits();
 402     assert((EltBits & 1) == 0 &&
 403            "Cannot truncate vector element with odd bit-width");
 404     Type *EltTy = IntegerType::get(VTy->getContext(), EltBits / 2);
 405     return VectorType::get(EltTy, VTy->getNumElements());
 406   }
 407
 408   /// isValidElementType - Return true if the specified type is valid as a
 409   /// element type.
 410   static bool isValidElementType(Type *ElemTy);
 411
 412   /// @brief Return the number of elements in the Vector type.
 413   unsigned getNumElements() const { return NumElements; }
 414
 415   /// @brief Return the number of bits in the Vector type.
 416   /// Returns zero when the vector is a vector of pointers.
 417   unsigned getBitWidth() const {
 418     return NumElements * getElementType()->getPrimitiveSizeInBits();
 419   }
 420
 421   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
 422   static inline bool classof(const VectorType *) { return true; }
 423   static inline bool classof(const Type *T) {
 424     return T->getTypeID() == VectorTyID;
 425   }
 426 };
 427
 428
 429 /// PointerType - Class to represent pointers.
 430 ///
 431 class PointerType : public SequentialType {
 432   PointerType(const PointerType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 433   const PointerType &operator=(const PointerType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 434   explicit PointerType(Type *ElType, unsigned AddrSpace);
 435 public:
 436   /// PointerType::get - This constructs a pointer to an object of the specified
 437   /// type in a numbered address space.
 438   static PointerType *get(Type *ElementType, unsigned AddressSpace);
 439
 440   /// PointerType::getUnqual - This constructs a pointer to an object of the
 441   /// specified type in the generic address space (address space zero).
 442   static PointerType *getUnqual(Type *ElementType) {
 443     return PointerType::get(ElementType, 0);
 444   }
 445
 446   /// isValidElementType - Return true if the specified type is valid as a
 447   /// element type.
 448   static bool isValidElementType(Type *ElemTy);
 449
 450   /// @brief Return the address space of the Pointer type.
 451   inline unsigned getAddressSpace() const { return getSubclassData(); }
 452
 453   // Implement support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
 454   static inline bool classof(const PointerType *) { return true; }
 455   static inline bool classof(const Type *T) {
 456     return T->getTypeID() == PointerTyID;
 457   }
 458 };
 459
 460 } // End llvm namespace
 461
 462 #endif