Instcombine: destructor loads of structs that do not contains padding
[oota-llvm.git] / include / llvm / IR / DataLayout.h
index bfd880a874fb21a0f1481b926fcc88845b44928c..19a3a6661feb668955c7d7ad80a3452c08b6ef9e 100644 (file)
@@ -27,7 +27,8 @@
 #include "llvm/Pass.h"
 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
 
-// this needs to be outside of the namespace, to avoid conflict with llvm-c decl
+// This needs to be outside of the namespace, to avoid conflict with llvm-c
+// decl.
 typedef struct LLVMOpaqueTargetData *LLVMTargetDataRef;
 
 namespace llvm {
@@ -45,79 +46,86 @@ class ArrayRef;
 
 /// Enum used to categorize the alignment types stored by LayoutAlignElem
 enum AlignTypeEnum {
-  INVALID_ALIGN = 0,                 ///< An invalid alignment
-  INTEGER_ALIGN = 'i',               ///< Integer type alignment
-  VECTOR_ALIGN = 'v',                ///< Vector type alignment
-  FLOAT_ALIGN = 'f',                 ///< Floating point type alignment
-  AGGREGATE_ALIGN = 'a'              ///< Aggregate alignment
+  INVALID_ALIGN = 0,
+  INTEGER_ALIGN = 'i',
+  VECTOR_ALIGN = 'v',
+  FLOAT_ALIGN = 'f',
+  AGGREGATE_ALIGN = 'a'
 };
 
-/// Layout alignment element.
+// FIXME: Currently the DataLayout string carries a "preferred alignment"
+// for types. As the DataLayout is module/global, this should likely be
+// sunk down to an FTTI element that is queried rather than a global
+// preference.
+
+/// \brief Layout alignment element.
 ///
 /// Stores the alignment data associated with a given alignment type (integer,
 /// vector, float) and type bit width.
 ///
-/// @note The unusual order of elements in the structure attempts to reduce
+/// \note The unusual order of elements in the structure attempts to reduce
 /// padding and make the structure slightly more cache friendly.
 struct LayoutAlignElem {
-  unsigned AlignType    : 8;  ///< Alignment type (AlignTypeEnum)
-  unsigned TypeBitWidth : 24; ///< Type bit width
-  unsigned ABIAlign     : 16; ///< ABI alignment for this type/bitw
-  unsigned PrefAlign    : 16; ///< Pref. alignment for this type/bitw
+  /// \brief Alignment type from \c AlignTypeEnum
+  unsigned AlignType : 8;
+  unsigned TypeBitWidth : 24;
+  unsigned ABIAlign : 16;
+  unsigned PrefAlign : 16;
 
-  /// Initializer
   static LayoutAlignElem get(AlignTypeEnum align_type, unsigned abi_align,
                              unsigned pref_align, uint32_t bit_width);
-  /// Equality predicate
   bool operator==(const LayoutAlignElem &rhs) const;
 };
 
-/// Layout pointer alignment element.
+/// \brief Layout pointer alignment element.
 ///
 /// Stores the alignment data associated with a given pointer and address space.
 ///
-/// @note The unusual order of elements in the structure attempts to reduce
+/// \note The unusual order of elements in the structure attempts to reduce
 /// padding and make the structure slightly more cache friendly.
 struct PointerAlignElem {
-  unsigned            ABIAlign;       ///< ABI alignment for this type/bitw
-  unsigned            PrefAlign;      ///< Pref. alignment for this type/bitw
-  uint32_t            TypeByteWidth;  ///< Type byte width
-  uint32_t            AddressSpace;   ///< Address space for the pointer type
+  unsigned ABIAlign;
+  unsigned PrefAlign;
+  uint32_t TypeByteWidth;
+  uint32_t AddressSpace;
 
   /// Initializer
   static PointerAlignElem get(uint32_t AddressSpace, unsigned ABIAlign,
-                             unsigned PrefAlign, uint32_t TypeByteWidth);
-  /// Equality predicate
+                              unsigned PrefAlign, uint32_t TypeByteWidth);
   bool operator==(const PointerAlignElem &rhs) const;
 };
 
-/// This class holds a parsed version of the target data layout string in a
-/// module and provides methods for querying it. The target data layout string
-/// is specified *by the target* - a frontend generating LLVM IR is required to
-/// generate the right target data for the target being codegen'd to.
+/// \brief A parsed version of the target data layout string in and methods for
+/// querying it.
+///
+/// The target data layout string is specified *by the target* - a frontend
+/// generating LLVM IR is required to generate the right target data for the
+/// target being codegen'd to.
 class DataLayout {
 private:
-  bool          LittleEndian;          ///< Defaults to false
-  unsigned      StackNaturalAlign;     ///< Stack natural alignment
+  /// Defaults to false.
+  bool BigEndian;
+
+  unsigned StackNaturalAlign;
 
   enum ManglingModeT {
     MM_None,
     MM_ELF,
     MM_MachO,
-    MM_WINCOFF,
+    MM_WinCOFF,
+    MM_WinCOFFX86,
     MM_Mips
   };
   ManglingModeT ManglingMode;
 
-  SmallVector<unsigned char, 8> LegalIntWidths; ///< Legal Integers.
+  SmallVector<unsigned char, 8> LegalIntWidths;
 
-  /// Alignments - Where the primitive type alignment data is stored.
-  ///
-  /// @sa reset().
-  /// @note Could support multiple size pointer alignments, e.g., 32-bit
-  /// pointers vs. 64-bit pointers by extending LayoutAlignment, but for now,
-  /// we don't.
+  /// \brief Primitive type alignment data.
   SmallVector<LayoutAlignElem, 16> Alignments;
+
+  /// \brief The string representation used to create this DataLayout
+  std::string StringRepresentation;
+
   typedef SmallVector<PointerAlignElem, 8> PointersTy;
   PointersTy Pointers;
 
@@ -128,31 +136,28 @@ private:
 
   PointersTy::iterator findPointerLowerBound(uint32_t AddressSpace);
 
-  /// InvalidAlignmentElem - This member is a signal that a requested alignment
-  /// type and bit width were not found in the SmallVector.
+  /// This member is a signal that a requested alignment type and bit width were
+  /// not found in the SmallVector.
   static const LayoutAlignElem InvalidAlignmentElem;
 
-  /// InvalidPointerElem - This member is a signal that a requested pointer
-  /// type and bit width were not found in the DenseSet.
+  /// This member is a signal that a requested pointer type and bit width were
+  /// not found in the DenseSet.
   static const PointerAlignElem InvalidPointerElem;
 
   // The StructType -> StructLayout map.
   mutable void *LayoutMap;
 
-  //! Set/initialize target alignments
   void setAlignment(AlignTypeEnum align_type, unsigned abi_align,
                     unsigned pref_align, uint32_t bit_width);
   unsigned getAlignmentInfo(AlignTypeEnum align_type, uint32_t bit_width,
                             bool ABIAlign, Type *Ty) const;
-
-  //! Set/initialize pointer alignments
   void setPointerAlignment(uint32_t AddrSpace, unsigned ABIAlign,
                            unsigned PrefAlign, uint32_t TypeByteWidth);
 
-  //! Internal helper method that returns requested alignment for type.
+  /// Internal helper method that returns requested alignment for type.
   unsigned getAlignment(Type *Ty, bool abi_or_pref) const;
 
-  /// Valid alignment predicate.
+  /// \brief Valid alignment predicate.
   ///
   /// Predicate that tests a LayoutAlignElem reference returned by get() against
   /// InvalidAlignmentElem.
@@ -160,10 +165,10 @@ private:
     return &align != &InvalidAlignmentElem;
   }
 
-  /// Valid pointer predicate.
+  /// \brief Valid pointer predicate.
   ///
-  /// Predicate that tests a PointerAlignElem reference returned by get() against
-  /// InvalidPointerElem.
+  /// Predicate that tests a PointerAlignElem reference returned by get()
+  /// against \c InvalidPointerElem.
   bool validPointer(const PointerAlignElem &align) const {
     return &align != &InvalidPointerElem;
   }
@@ -190,7 +195,8 @@ public:
 
   DataLayout &operator=(const DataLayout &DL) {
     clear();
-    LittleEndian = DL.isLittleEndian();
+    StringRepresentation = DL.StringRepresentation;
+    BigEndian = DL.isBigEndian();
     StackNaturalAlign = DL.StackNaturalAlign;
     ManglingMode = DL.ManglingMode;
     LegalIntWidths = DL.LegalIntWidths;
@@ -202,27 +208,34 @@ public:
   bool operator==(const DataLayout &Other) const;
   bool operator!=(const DataLayout &Other) const { return !(*this == Other); }
 
-  ~DataLayout();  // Not virtual, do not subclass this class
+  ~DataLayout(); // Not virtual, do not subclass this class
 
   /// Parse a data layout string (with fallback to default values).
   void reset(StringRef LayoutDescription);
 
   /// Layout endianness...
-  bool isLittleEndian() const { return LittleEndian; }
-  bool isBigEndian() const { return !LittleEndian; }
-
-  /// getStringRepresentation - Return the string representation of the
-  /// DataLayout.  This representation is in the same format accepted by the
-  /// string constructor above.
-  std::string getStringRepresentation() const;
-
-  /// isLegalInteger - This function returns true if the specified type is
-  /// known to be a native integer type supported by the CPU.  For example,
-  /// i64 is not native on most 32-bit CPUs and i37 is not native on any known
-  /// one.  This returns false if the integer width is not legal.
+  bool isLittleEndian() const { return !BigEndian; }
+  bool isBigEndian() const { return BigEndian; }
+
+  /// \brief Returns the string representation of the DataLayout.
   ///
-  /// The width is specified in bits.
+  /// This representation is in the same format accepted by the string
+  /// constructor above. This should not be used to compare two DataLayout as
+  /// different string can represent the same layout.
+  const std::string &getStringRepresentation() const {
+    return StringRepresentation;
+  }
+
+  /// \brief Test if the DataLayout was constructed from an empty string.
+  bool isDefault() const { return StringRepresentation.empty(); }
+
+  /// \brief Returns true if the specified type is known to be a native integer
+  /// type supported by the CPU.
+  ///
+  /// For example, i64 is not native on most 32-bit CPUs and i37 is not native
+  /// on any known one. This returns false if the integer width is not legal.
   ///
+  /// The width is specified in bits.
   bool isLegalInteger(unsigned Width) const {
     for (unsigned LegalIntWidth : LegalIntWidths)
       if (LegalIntWidth == Width)
@@ -230,27 +243,25 @@ public:
     return false;
   }
 
-  bool isIllegalInteger(unsigned Width) const {
-    return !isLegalInteger(Width);
-  }
+  bool isIllegalInteger(unsigned Width) const { return !isLegalInteger(Width); }
 
   /// Returns true if the given alignment exceeds the natural stack alignment.
   bool exceedsNaturalStackAlignment(unsigned Align) const {
     return (StackNaturalAlign != 0) && (Align > StackNaturalAlign);
   }
 
+  unsigned getStackAlignment() const { return StackNaturalAlign; }
+
   bool hasMicrosoftFastStdCallMangling() const {
-    return ManglingMode == MM_WINCOFF;
+    return ManglingMode == MM_WinCOFFX86;
   }
 
-  bool hasLinkerPrivateGlobalPrefix() const {
-    return ManglingMode == MM_MachO;
-  }
+  bool hasLinkerPrivateGlobalPrefix() const { return ManglingMode == MM_MachO; }
 
   const char *getLinkerPrivateGlobalPrefix() const {
     if (ManglingMode == MM_MachO)
       return "l";
-    return getPrivateGlobalPrefix();
+    return "";
   }
 
   char getGlobalPrefix() const {
@@ -258,9 +269,10 @@ public:
     case MM_None:
     case MM_ELF:
     case MM_Mips:
+    case MM_WinCOFF:
       return '\0';
     case MM_MachO:
-    case MM_WINCOFF:
+    case MM_WinCOFFX86:
       return '_';
     }
     llvm_unreachable("invalid mangling mode");
@@ -275,7 +287,8 @@ public:
     case MM_Mips:
       return "$";
     case MM_MachO:
-    case MM_WINCOFF:
+    case MM_WinCOFF:
+    case MM_WinCOFFX86:
       return "L";
     }
     llvm_unreachable("invalid mangling mode");
@@ -283,10 +296,11 @@ public:
 
   static const char *getManglingComponent(const Triple &T);
 
-  /// fitsInLegalInteger - This function returns true if the specified type fits
-  /// in a native integer type supported by the CPU.  For example, if the CPU
-  /// only supports i32 as a native integer type, then i27 fits in a legal
-  /// integer type but i45 does not.
+  /// \brief Returns true if the specified type fits in a native integer type
+  /// supported by the CPU.
+  ///
+  /// For example, if the CPU only supports i32 as a native integer type, then
+  /// i27 fits in a legal integer type but i45 does not.
   bool fitsInLegalInteger(unsigned Width) const {
     for (unsigned LegalIntWidth : LegalIntWidths)
       if (Width <= LegalIntWidth)
@@ -344,151 +358,139 @@ public:
   /// [*] The alloc size depends on the alignment, and thus on the target.
   ///     These values are for x86-32 linux.
 
-  /// getTypeSizeInBits - Return the number of bits necessary to hold the
-  /// specified type.  For example, returns 36 for i36 and 80 for x86_fp80.
-  /// The type passed must have a size (Type::isSized() must return true).
+  /// \brief Returns the number of bits necessary to hold the specified type.
+  ///
+  /// For example, returns 36 for i36 and 80 for x86_fp80. The type passed must
+  /// have a size (Type::isSized() must return true).
   uint64_t getTypeSizeInBits(Type *Ty) const;
 
-  /// getTypeStoreSize - Return the maximum number of bytes that may be
-  /// overwritten by storing the specified type.  For example, returns 5
-  /// for i36 and 10 for x86_fp80.
+  /// \brief Returns the maximum number of bytes that may be overwritten by
+  /// storing the specified type.
+  ///
+  /// For example, returns 5 for i36 and 10 for x86_fp80.
   uint64_t getTypeStoreSize(Type *Ty) const {
-    return (getTypeSizeInBits(Ty)+7)/8;
+    return (getTypeSizeInBits(Ty) + 7) / 8;
   }
 
-  /// getTypeStoreSizeInBits - Return the maximum number of bits that may be
-  /// overwritten by storing the specified type; always a multiple of 8.  For
-  /// example, returns 40 for i36 and 80 for x86_fp80.
+  /// \brief Returns the maximum number of bits that may be overwritten by
+  /// storing the specified type; always a multiple of 8.
+  ///
+  /// For example, returns 40 for i36 and 80 for x86_fp80.
   uint64_t getTypeStoreSizeInBits(Type *Ty) const {
-    return 8*getTypeStoreSize(Ty);
+    return 8 * getTypeStoreSize(Ty);
   }
 
-  /// getTypeAllocSize - Return the offset in bytes between successive objects
-  /// of the specified type, including alignment padding.  This is the amount
-  /// that alloca reserves for this type.  For example, returns 12 or 16 for
-  /// x86_fp80, depending on alignment.
+  /// \brief Returns the offset in bytes between successive objects of the
+  /// specified type, including alignment padding.
+  ///
+  /// This is the amount that alloca reserves for this type. For example,
+  /// returns 12 or 16 for x86_fp80, depending on alignment.
   uint64_t getTypeAllocSize(Type *Ty) const {
     // Round up to the next alignment boundary.
     return RoundUpToAlignment(getTypeStoreSize(Ty), getABITypeAlignment(Ty));
   }
 
-  /// getTypeAllocSizeInBits - Return the offset in bits between successive
-  /// objects of the specified type, including alignment padding; always a
-  /// multiple of 8.  This is the amount that alloca reserves for this type.
-  /// For example, returns 96 or 128 for x86_fp80, depending on alignment.
+  /// \brief Returns the offset in bits between successive objects of the
+  /// specified type, including alignment padding; always a multiple of 8.
+  ///
+  /// This is the amount that alloca reserves for this type. For example,
+  /// returns 96 or 128 for x86_fp80, depending on alignment.
   uint64_t getTypeAllocSizeInBits(Type *Ty) const {
-    return 8*getTypeAllocSize(Ty);
+    return 8 * getTypeAllocSize(Ty);
   }
 
-  /// getABITypeAlignment - Return the minimum ABI-required alignment for the
-  /// specified type.
+  /// \brief Returns the minimum ABI-required alignment for the specified type.
   unsigned getABITypeAlignment(Type *Ty) const;
 
-  /// getABIIntegerTypeAlignment - Return the minimum ABI-required alignment for
-  /// an integer type of the specified bitwidth.
+  /// \brief Returns the minimum ABI-required alignment for an integer type of
+  /// the specified bitwidth.
   unsigned getABIIntegerTypeAlignment(unsigned BitWidth) const;
 
-  /// getPrefTypeAlignment - Return the preferred stack/global alignment for
-  /// the specified type.  This is always at least as good as the ABI alignment.
+  /// \brief Returns the preferred stack/global alignment for the specified
+  /// type.
+  ///
+  /// This is always at least as good as the ABI alignment.
   unsigned getPrefTypeAlignment(Type *Ty) const;
 
-  /// getPreferredTypeAlignmentShift - Return the preferred alignment for the
-  /// specified type, returned as log2 of the value (a shift amount).
+  /// \brief Returns the preferred alignment for the specified type, returned as
+  /// log2 of the value (a shift amount).
   unsigned getPreferredTypeAlignmentShift(Type *Ty) const;
 
-  /// getIntPtrType - Return an integer type with size at least as big as that
-  /// of a pointer in the given address space.
+  /// \brief Returns an integer type with size at least as big as that of a
+  /// pointer in the given address space.
   IntegerType *getIntPtrType(LLVMContext &C, unsigned AddressSpace = 0) const;
 
-  /// getIntPtrType - Return an integer (vector of integer) type with size at
-  /// least as big as that of a pointer of the given pointer (vector of pointer)
-  /// type.
+  /// \brief Returns an integer (vector of integer) type with size at least as
+  /// big as that of a pointer of the given pointer (vector of pointer) type.
   Type *getIntPtrType(Type *) const;
 
-  /// getSmallestLegalIntType - Return the smallest integer type with size at
-  /// least as big as Width bits.
+  /// \brief Returns the smallest integer type with size at least as big as
+  /// Width bits.
   Type *getSmallestLegalIntType(LLVMContext &C, unsigned Width = 0) const;
 
-  /// getLargestLegalIntType - Return the largest legal integer type, or null if
-  /// none are set.
+  /// \brief Returns the largest legal integer type, or null if none are set.
   Type *getLargestLegalIntType(LLVMContext &C) const {
     unsigned LargestSize = getLargestLegalIntTypeSize();
     return (LargestSize == 0) ? nullptr : Type::getIntNTy(C, LargestSize);
   }
 
-  /// getLargestLegalIntTypeSize - Return the size of largest legal integer
-  /// type size, or 0 if none are set.
+  /// \brief Returns the size of largest legal integer type size, or 0 if none
+  /// are set.
   unsigned getLargestLegalIntTypeSize() const;
 
-  /// getIndexedOffset - return the offset from the beginning of the type for
-  /// the specified indices.  This is used to implement getelementptr.
+  /// \brief Returns the offset from the beginning of the type for the specified
+  /// indices.
+  ///
+  /// This is used to implement getelementptr.
   uint64_t getIndexedOffset(Type *Ty, ArrayRef<Value *> Indices) const;
 
-  /// getStructLayout - Return a StructLayout object, indicating the alignment
-  /// of the struct, its size, and the offsets of its fields.  Note that this
-  /// information is lazily cached.
+  /// \brief Returns a StructLayout object, indicating the alignment of the
+  /// struct, its size, and the offsets of its fields.
+  ///
+  /// Note that this information is lazily cached.
   const StructLayout *getStructLayout(StructType *Ty) const;
 
-  /// getPreferredAlignment - Return the preferred alignment of the specified
-  /// global.  This includes an explicitly requested alignment (if the global
-  /// has one).
+  /// \brief Returns the preferred alignment of the specified global.
+  ///
+  /// This includes an explicitly requested alignment (if the global has one).
   unsigned getPreferredAlignment(const GlobalVariable *GV) const;
 
-  /// getPreferredAlignmentLog - Return the preferred alignment of the
-  /// specified global, returned in log form.  This includes an explicitly
-  /// requested alignment (if the global has one).
+  /// \brief Returns the preferred alignment of the specified global, returned
+  /// in log form.
+  ///
+  /// This includes an explicitly requested alignment (if the global has one).
   unsigned getPreferredAlignmentLog(const GlobalVariable *GV) const;
 };
 
 inline DataLayout *unwrap(LLVMTargetDataRef P) {
-   return reinterpret_cast<DataLayout*>(P);
+  return reinterpret_cast<DataLayout *>(P);
 }
 
 inline LLVMTargetDataRef wrap(const DataLayout *P) {
-   return reinterpret_cast<LLVMTargetDataRef>(const_cast<DataLayout*>(P));
+  return reinterpret_cast<LLVMTargetDataRef>(const_cast<DataLayout *>(P));
 }
 
-class DataLayoutPass : public ImmutablePass {
-  DataLayout DL;
-
-public:
-  /// This has to exist, because this is a pass, but it should never be used.
-  DataLayoutPass();
-  ~DataLayoutPass();
-
-  const DataLayout &getDataLayout() const { return DL; }
-
-  static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
-
-  bool doFinalization(Module &M) override;
-  bool doInitialization(Module &M) override;
-};
-
-/// StructLayout - used to lazily calculate structure layout information for a
-/// target machine, based on the DataLayout structure.
-///
+/// Used to lazily calculate structure layout information for a target machine,
+/// based on the DataLayout structure.
 class StructLayout {
   uint64_t StructSize;
   unsigned StructAlignment;
-  unsigned NumElements;
-  uint64_t MemberOffsets[1];  // variable sized array!
+  bool IsPadded : 1;
+  unsigned NumElements : 31;
+  uint64_t MemberOffsets[1]; // variable sized array!
 public:
+  uint64_t getSizeInBytes() const { return StructSize; }
 
-  uint64_t getSizeInBytes() const {
-    return StructSize;
-  }
+  uint64_t getSizeInBits() const { return 8 * StructSize; }
 
-  uint64_t getSizeInBits() const {
-    return 8*StructSize;
-  }
+  unsigned getAlignment() const { return StructAlignment; }
 
-  unsigned getAlignment() const {
-    return StructAlignment;
-  }
+  /// Returns whether the struct has padding or not between its fields.
+  /// NB: Padding in nested element is not taken into account.
+  bool hasPadding() const { return IsPadded; }
 
-  /// getElementContainingOffset - Given a valid byte offset into the structure,
-  /// return the structure index that contains it.
-  ///
+  /// \brief Given a valid byte offset into the structure, returns the structure
+  /// index that contains it.
   unsigned getElementContainingOffset(uint64_t Offset) const;
 
   uint64_t getElementOffset(unsigned Idx) const {
@@ -497,15 +499,14 @@ public:
   }
 
   uint64_t getElementOffsetInBits(unsigned Idx) const {
-    return getElementOffset(Idx)*8;
+    return getElementOffset(Idx) * 8;
   }
 
 private:
-  friend class DataLayout;   // Only DataLayout can create this class
+  friend class DataLayout; // Only DataLayout can create this class
   StructLayout(StructType *ST, const DataLayout &DL);
 };
 
-
 // The implementation of this method is provided inline as it is particularly
 // well suited to constant folding when called on a specific Type subclass.
 inline uint64_t DataLayout::getTypeSizeInBits(Type *Ty) const {
@@ -535,7 +536,7 @@ inline uint64_t DataLayout::getTypeSizeInBits(Type *Ty) const {
   case Type::PPC_FP128TyID:
   case Type::FP128TyID:
     return 128;
-    // In memory objects this is always aligned to a higher boundary, but
+  // In memory objects this is always aligned to a higher boundary, but
   // only 80 bits contain information.
   case Type::X86_FP80TyID:
     return 80;