include/llvm/IR/Attributes.h

   1 //===-- llvm/Attributes.h - Container for Attributes ------------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 ///
  10 /// \file
  11 /// \brief This file contains the simple types necessary to represent the
  12 /// attributes associated with functions and their calls.
  13 ///
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #ifndef LLVM_IR_ATTRIBUTES_H
  17 #define LLVM_IR_ATTRIBUTES_H
  18
  19 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  20 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
  21 #include "llvm/ADT/FoldingSet.h"
  22 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  23 #include <cassert>
  24 #include <string>
  25
  26 namespace llvm {
  27
  28 class AttrBuilder;
  29 class AttributeImpl;
  30 class Constant;
  31 class LLVMContext;
  32 class Type;
  33
  34 //===----------------------------------------------------------------------===//
  35 /// \class
  36 /// \brief Functions, function parameters, and return types can have attributes
  37 /// to indicate how they should be treated by optimizations and code
  38 /// generation. This class represents one of those attributes. It's light-weight
  39 /// and should be passed around by-value.
  40 class Attribute {
  41 public:
  42   /// This enumeration lists the attributes that can be associated with
  43   /// parameters, function results or the function itself.
  44   ///
  45   /// Note: uwtable is about the ABI or the user mandating an entry in the
  46   /// unwind table. The nounwind attribute is about an exception passing by the
  47   /// function.
  48   ///
  49   /// In a theoretical system that uses tables for profiling and sjlj for
  50   /// exceptions, they would be fully independent. In a normal system that uses
  51   /// tables for both, the semantics are:
  52   ///
  53   /// nil                = Needs an entry because an exception might pass by.
  54   /// nounwind           = No need for an entry
  55   /// uwtable            = Needs an entry because the ABI says so and because
  56   ///                      an exception might pass by.
  57   /// uwtable + nounwind = Needs an entry because the ABI says so.
  58
  59   enum AttrKind {
  60     // IR-Level Attributes
  61     None,                  ///< No attributes have been set
  62     AddressSafety,         ///< Address safety checking is on.
  63     Alignment,             ///< Alignment of parameter (5 bits)
  64                            ///< stored as log2 of alignment with +1 bias
  65                            ///< 0 means unaligned (different from align(1))
  66     AlwaysInline,          ///< inline=always
  67     ByVal,                 ///< Pass structure by value
  68     InlineHint,            ///< Source said inlining was desirable
  69     InReg,                 ///< Force argument to be passed in register
  70     MinSize,               ///< Function must be optimized for size first
  71     Naked,                 ///< Naked function
  72     Nest,                  ///< Nested function static chain
  73     NoAlias,               ///< Considered to not alias after call
  74     NoCapture,             ///< Function creates no aliases of pointer
  75     NoDuplicate,           ///< Call cannot be duplicated
  76     NoImplicitFloat,       ///< Disable implicit floating point insts
  77     NoInline,              ///< inline=never
  78     NonLazyBind,           ///< Function is called early and/or
  79                            ///< often, so lazy binding isn't worthwhile
  80     NoRedZone,             ///< Disable redzone
  81     NoReturn,              ///< Mark the function as not returning
  82     NoUnwind,              ///< Function doesn't unwind stack
  83     OptimizeForSize,       ///< opt_size
  84     ReadNone,              ///< Function does not access memory
  85     ReadOnly,              ///< Function only reads from memory
  86     ReturnsTwice,          ///< Function can return twice
  87     SExt,                  ///< Sign extended before/after call
  88     StackAlignment,        ///< Alignment of stack for function (3 bits)
  89                            ///< stored as log2 of alignment with +1 bias 0
  90                            ///< means unaligned (different from
  91                            ///< alignstack=(1))
  92     StackProtect,          ///< Stack protection.
  93     StackProtectReq,       ///< Stack protection required.
  94     StackProtectStrong,    ///< Strong Stack protection.
  95     StructRet,             ///< Hidden pointer to structure to return
  96     UWTable,               ///< Function must be in a unwind table
  97     ZExt,                  ///< Zero extended before/after call
  98
  99     EndAttrKinds,          ///< Sentinal value useful for loops
 100
 101     AttrKindEmptyKey,      ///< Empty key value for DenseMapInfo
 102     AttrKindTombstoneKey   ///< Tombstone key value for DenseMapInfo
 103   };
 104 private:
 105   AttributeImpl *pImpl;
 106   Attribute(AttributeImpl *A) : pImpl(A) {}
 107 public:
 108   Attribute() : pImpl(0) {}
 109
 110   /// \brief Return a uniquified Attribute object. This takes the uniquified
 111   /// value from the Builder and wraps it in the Attribute class.
 112   static Attribute get(LLVMContext &Context, ArrayRef<AttrKind> Kinds);
 113   static Attribute get(LLVMContext &Context, AttrBuilder &B);
 114
 115   /// \brief Return true if the attribute is present.
 116   bool hasAttribute(AttrKind Val) const;
 117
 118   /// \brief Return true if attributes exist
 119   bool hasAttributes() const;
 120
 121   /// \brief Returns the alignment field of an attribute as a byte alignment
 122   /// value.
 123   unsigned getAlignment() const;
 124
 125   /// \brief Returns the stack alignment field of an attribute as a byte
 126   /// alignment value.
 127   unsigned getStackAlignment() const;
 128
 129   /// \brief Equality and non-equality query methods.
 130   bool operator==(AttrKind K) const;
 131   bool operator!=(AttrKind K) const;
 132
 133   bool operator<(Attribute A) const;
 134
 135   void Profile(FoldingSetNodeID &ID) const {
 136     ID.AddPointer(pImpl);
 137   }
 138
 139   // FIXME: Remove these 'operator' methods.
 140   bool operator==(const Attribute &A) const {
 141     return pImpl == A.pImpl;
 142   }
 143   bool operator!=(const Attribute &A) const {
 144     return pImpl != A.pImpl;
 145   }
 146
 147   uint64_t Raw() const;
 148
 149   /// \brief The Attribute is converted to a string of equivalent mnemonic. This
 150   /// is, presumably, for writing out the mnemonics for the assembly writer.
 151   std::string getAsString() const;
 152 };
 153
 154 //===----------------------------------------------------------------------===//
 155 /// \class
 156 /// \brief Provide DenseMapInfo for Attribute::AttrKinds. This is used by
 157 /// AttrBuilder.
 158 template<> struct DenseMapInfo<Attribute::AttrKind> {
 159   static inline Attribute::AttrKind getEmptyKey() {
 160     return Attribute::AttrKindEmptyKey;
 161   }
 162   static inline Attribute::AttrKind getTombstoneKey() {
 163     return Attribute::AttrKindTombstoneKey;
 164   }
 165   static unsigned getHashValue(const Attribute::AttrKind &Val) {
 166     return Val * 37U;
 167   }
 168   static bool isEqual(const Attribute::AttrKind &LHS,
 169                       const Attribute::AttrKind &RHS) {
 170     return LHS == RHS;
 171   }
 172 };
 173
 174 //===----------------------------------------------------------------------===//
 175 // AttributeSet Smart Pointer
 176 //===----------------------------------------------------------------------===//
 177
 178 class AttrBuilder;
 179 class AttributeSetImpl;
 180
 181 //===----------------------------------------------------------------------===//
 182 /// \class
 183 /// \brief This is just a pair of values to associate a set of attributes with
 184 /// an index.
 185 struct AttributeWithIndex {
 186   Attribute Attrs;  ///< The attributes that are set, or'd together.
 187   unsigned Index;   ///< Index of the parameter for which the attributes apply.
 188
 189   static AttributeWithIndex get(unsigned Idx, Attribute Attrs) {
 190     AttributeWithIndex P;
 191     P.Index = Idx;
 192     P.Attrs = Attrs;
 193     return P;
 194   }
 195 };
 196
 197 //===----------------------------------------------------------------------===//
 198 /// \class
 199 /// \brief This class manages the ref count for the opaque AttributeSetImpl
 200 /// object and provides accessors for it.
 201 class AttributeSet {
 202 public:
 203   enum AttrIndex {
 204     ReturnIndex = 0U,
 205     FunctionIndex = ~0U
 206   };
 207 private:
 208   friend class AttrBuilder;
 209   friend class AttributeSetImpl;
 210
 211   /// \brief The attributes that we are managing.  This can be null to represent
 212   /// the empty attributes list.
 213   AttributeSetImpl *pImpl;
 214
 215   /// \brief The attributes for the specified index are returned.  Attributes
 216   /// for the result are denoted with Idx = 0.
 217   Attribute getAttributes(unsigned Idx) const;
 218
 219   /// \brief Add the specified attribute at the specified index to this
 220   /// attribute list.  Since attribute lists are immutable, this returns the new
 221   /// list.
 222   AttributeSet addAttr(LLVMContext &C, unsigned Idx, Attribute Attrs) const;
 223
 224   /// \brief Remove the specified attribute at the specified index from this
 225   /// attribute list.  Since attribute lists are immutable, this returns the new
 226   /// list.
 227   AttributeSet removeAttr(LLVMContext &C, unsigned Idx, Attribute Attrs) const;
 228
 229   /// \brief Create an AttributeSet from the AttributeWithIndex structures.
 230   /// N.B. this is only temporary. It will be disappearing in the future.
 231   static AttributeSet get(LLVMContext &C, ArrayRef<AttributeWithIndex> Attrs);
 232
 233   explicit AttributeSet(AttributeSetImpl *LI) : pImpl(LI) {}
 234 public:
 235   AttributeSet() : pImpl(0) {}
 236   AttributeSet(const AttributeSet &P) : pImpl(P.pImpl) {}
 237   const AttributeSet &operator=(const AttributeSet &RHS);
 238
 239   //===--------------------------------------------------------------------===//
 240   // Attribute List Construction and Mutation
 241   //===--------------------------------------------------------------------===//
 242
 243   /// \brief Return an AttributeSet with the specified parameters in it.
 244   static AttributeSet get(LLVMContext &C, ArrayRef<AttributeSet> Attrs);
 245   static AttributeSet get(LLVMContext &C, unsigned Idx,
 246                           ArrayRef<Attribute::AttrKind> Kind);
 247   static AttributeSet get(LLVMContext &C, unsigned Idx, AttrBuilder &B);
 248
 249   /// \brief Add an attribute to the attribute set at the given index. Since
 250   /// attribute sets are immutable, this returns a new set.
 251   AttributeSet addAttribute(LLVMContext &C, unsigned Idx,
 252                             Attribute::AttrKind Attr) const;
 253
 254   /// \brief Add attributes to the attribute set at the given index. Since
 255   /// attribute sets are immutable, this returns a new set.
 256   AttributeSet addAttributes(LLVMContext &C, unsigned Idx,
 257                              AttributeSet Attrs) const;
 258
 259   /// \brief Add return attributes to this attribute set. Since attribute sets
 260   /// are immutable, this returns a new set.
 261   AttributeSet addRetAttributes(LLVMContext &C, AttributeSet Attrs) const {
 262     return addAttributes(C, ReturnIndex, Attrs);
 263   }
 264
 265   /// \brief Add function attributes to this attribute set. Since attribute sets
 266   /// are immutable, this returns a new set.
 267   AttributeSet addFnAttributes(LLVMContext &C, AttributeSet Attrs) const {
 268     return addAttributes(C, FunctionIndex, Attrs);
 269   }
 270
 271   /// \brief Remove the specified attribute at the specified index from this
 272   /// attribute list. Since attribute lists are immutable, this returns the new
 273   /// list.
 274   AttributeSet removeAttribute(LLVMContext &C, unsigned Idx,
 275                                Attribute::AttrKind Attr) const;
 276
 277   /// \brief Remove the specified attributes at the specified index from this
 278   /// attribute list. Since attribute lists are immutable, this returns the new
 279   /// list.
 280   AttributeSet removeAttributes(LLVMContext &C, unsigned Idx,
 281                                 AttributeSet Attrs) const;
 282
 283   //===--------------------------------------------------------------------===//
 284   // Attribute List Accessors
 285   //===--------------------------------------------------------------------===//
 286
 287   /// \brief The attributes for the specified index are returned.
 288   AttributeSet getParamAttributes(unsigned Idx) const;
 289
 290   /// \brief The attributes for the ret value are returned.
 291   AttributeSet getRetAttributes() const;
 292
 293   /// \brief The function attributes are returned.
 294   AttributeSet getFnAttributes() const;
 295
 296   /// \brief Return the alignment for the specified function parameter.
 297   unsigned getParamAlignment(unsigned Idx) const;
 298
 299   /// \brief Return true if the attribute exists at the given index.
 300   bool hasAttribute(unsigned Index, Attribute::AttrKind Kind) const;
 301
 302   /// \brief Return true if attribute exists at the given index.
 303   bool hasAttributes(unsigned Index) const;
 304
 305   /// \brief Returns the alignment field of an attribute as a byte alignment
 306   /// value.
 307   unsigned getAlignment(unsigned Index) const;
 308
 309   /// \brief Get the stack alignment.
 310   unsigned getStackAlignment(unsigned Index) const;
 311
 312   /// \brief Return the attributes at the index as a string.
 313   std::string getAsString(unsigned Index) const;
 314
 315   uint64_t Raw(unsigned Index) const;
 316
 317   /// \brief Return true if the specified attribute is set for at least one
 318   /// parameter or for the return value.
 319   bool hasAttrSomewhere(Attribute::AttrKind Attr) const;
 320
 321   /// operator==/!= - Provide equality predicates.
 322   bool operator==(const AttributeSet &RHS) const {
 323     return pImpl == RHS.pImpl;
 324   }
 325   bool operator!=(const AttributeSet &RHS) const {
 326     return pImpl != RHS.pImpl;
 327   }
 328
 329   //===--------------------------------------------------------------------===//
 330   // Attribute List Introspection
 331   //===--------------------------------------------------------------------===//
 332
 333   /// \brief Return a raw pointer that uniquely identifies this attribute list.
 334   void *getRawPointer() const {
 335     return pImpl;
 336   }
 337
 338   // Attributes are stored as a dense set of slots, where there is one slot for
 339   // each argument that has an attribute.  This allows walking over the dense
 340   // set instead of walking the sparse list of attributes.
 341
 342   /// \brief Return true if there are no attributes.
 343   bool isEmpty() const {
 344     return pImpl == 0;
 345   }
 346
 347   /// \brief Return the number of slots used in this attribute list.  This is
 348   /// the number of arguments that have an attribute set on them (including the
 349   /// function itself).
 350   unsigned getNumSlots() const;
 351
 352   /// \brief Return the index for the given slot.
 353   unsigned getSlotIndex(unsigned Slot) const;
 354
 355   /// \brief Return the attributes at the given slot.
 356   AttributeSet getSlotAttributes(unsigned Slot) const;
 357
 358   void dump() const;
 359 };
 360
 361 //===----------------------------------------------------------------------===//
 362 /// \class
 363 /// \brief This class is used in conjunction with the Attribute::get method to
 364 /// create an Attribute object. The object itself is uniquified. The Builder's
 365 /// value, however, is not. So this can be used as a quick way to test for
 366 /// equality, presence of attributes, etc.
 367 class AttrBuilder {
 368   DenseSet<Attribute::AttrKind> Attrs;
 369   uint64_t Alignment;
 370   uint64_t StackAlignment;
 371 public:
 372   AttrBuilder() : Alignment(0), StackAlignment(0) {}
 373   explicit AttrBuilder(uint64_t B) : Alignment(0), StackAlignment(0) {
 374     addRawValue(B);
 375   }
 376   AttrBuilder(const Attribute &A) : Alignment(0), StackAlignment(0) {
 377     addAttributes(A);
 378   }
 379   AttrBuilder(AttributeSet AS, unsigned Idx);
 380
 381   void clear();
 382
 383   /// \brief Add an attribute to the builder.
 384   AttrBuilder &addAttribute(Attribute::AttrKind Val);
 385
 386   /// \brief Remove an attribute from the builder.
 387   AttrBuilder &removeAttribute(Attribute::AttrKind Val);
 388
 389   /// \brief Add the attributes from A to the builder.
 390   AttrBuilder &addAttributes(const Attribute &A);
 391
 392   /// \brief Remove the attributes from A from the builder.
 393   AttrBuilder &removeAttributes(const Attribute &A);
 394
 395   /// \brief Return true if the builder has the specified attribute.
 396   bool contains(Attribute::AttrKind A) const;
 397
 398   /// \brief Return true if the builder has IR-level attributes.
 399   bool hasAttributes() const;
 400
 401   /// \brief Return true if the builder has any attribute that's in the
 402   /// specified attribute.
 403   bool hasAttributes(const Attribute &A) const;
 404
 405   /// \brief Return true if the builder has an alignment attribute.
 406   bool hasAlignmentAttr() const;
 407
 408   /// \brief Retrieve the alignment attribute, if it exists.
 409   uint64_t getAlignment() const { return Alignment; }
 410
 411   /// \brief Retrieve the stack alignment attribute, if it exists.
 412   uint64_t getStackAlignment() const { return StackAlignment; }
 413
 414   /// \brief This turns an int alignment (which must be a power of 2) into the
 415   /// form used internally in Attribute.
 416   AttrBuilder &addAlignmentAttr(unsigned Align);
 417
 418   /// \brief This turns an int stack alignment (which must be a power of 2) into
 419   /// the form used internally in Attribute.
 420   AttrBuilder &addStackAlignmentAttr(unsigned Align);
 421
 422   typedef DenseSet<Attribute::AttrKind>::iterator       iterator;
 423   typedef DenseSet<Attribute::AttrKind>::const_iterator const_iterator;
 424
 425   iterator begin() { return Attrs.begin(); }
 426   iterator end()   { return Attrs.end(); }
 427
 428   const_iterator begin() const { return Attrs.begin(); }
 429   const_iterator end() const   { return Attrs.end(); }
 430
 431   /// \brief Add the raw value to the internal representation.
 432   ///
 433   /// N.B. This should be used ONLY for decoding LLVM bitcode!
 434   AttrBuilder &addRawValue(uint64_t Val);
 435
 436   /// \brief Remove attributes that are used on functions only.
 437   void removeFunctionOnlyAttrs() {
 438     removeAttribute(Attribute::NoReturn)
 439       .removeAttribute(Attribute::NoUnwind)
 440       .removeAttribute(Attribute::ReadNone)
 441       .removeAttribute(Attribute::ReadOnly)
 442       .removeAttribute(Attribute::NoInline)
 443       .removeAttribute(Attribute::AlwaysInline)
 444       .removeAttribute(Attribute::OptimizeForSize)
 445       .removeAttribute(Attribute::StackProtect)
 446       .removeAttribute(Attribute::StackProtectReq)
 447       .removeAttribute(Attribute::StackProtectStrong)
 448       .removeAttribute(Attribute::NoRedZone)
 449       .removeAttribute(Attribute::NoImplicitFloat)
 450       .removeAttribute(Attribute::Naked)
 451       .removeAttribute(Attribute::InlineHint)
 452       .removeAttribute(Attribute::StackAlignment)
 453       .removeAttribute(Attribute::UWTable)
 454       .removeAttribute(Attribute::NonLazyBind)
 455       .removeAttribute(Attribute::ReturnsTwice)
 456       .removeAttribute(Attribute::AddressSafety)
 457       .removeAttribute(Attribute::MinSize)
 458       .removeAttribute(Attribute::NoDuplicate);
 459   }
 460
 461   uint64_t Raw() const;
 462
 463   bool operator==(const AttrBuilder &B);
 464   bool operator!=(const AttrBuilder &B) {
 465     return !(*this == B);
 466   }
 467 };
 468
 469 namespace AttributeFuncs {
 470
 471 /// \brief Which attributes cannot be applied to a type.
 472 Attribute typeIncompatible(Type *Ty);
 473
 474 /// \brief This returns an integer containing an encoding of all the LLVM
 475 /// attributes found in the given attribute bitset.  Any change to this encoding
 476 /// is a breaking change to bitcode compatibility.
 477 uint64_t encodeLLVMAttributesForBitcode(AttributeSet Attrs, unsigned Index);
 478
 479 /// \brief This returns an attribute bitset containing the LLVM attributes that
 480 /// have been decoded from the given integer.  This function must stay in sync
 481 /// with 'encodeLLVMAttributesForBitcode'.
 482 Attribute decodeLLVMAttributesForBitcode(LLVMContext &C,
 483                                          uint64_t EncodedAttrs);
 484
 485 } // end AttributeFuncs namespace
 486
 487 } // end llvm namespace
 488
 489 #endif