include/llvm/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 // This file contains the simple types necessary to represent the
  11 // attributes associated with functions and their calls.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #ifndef LLVM_ATTRIBUTES_H
  16 #define LLVM_ATTRIBUTES_H
  17
  18 #include "llvm/AttributesImpl.h"
  19 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  20 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  21 #include <cassert>
  22 #include <string>
  23
  24 namespace llvm {
  25
  26 class LLVMContext;
  27 class Type;
  28
  29 namespace Attribute {
  30
  31 /// AttrConst - We use this proxy POD type to allow constructing Attributes
  32 /// constants using initializer lists. Do not use this class directly.
  33 struct AttrConst {
  34   uint64_t v;
  35   AttrConst operator | (const AttrConst Attrs) const {
  36     AttrConst Res = {v | Attrs.v};
  37     return Res;
  38   }
  39   AttrConst operator ~ () const {
  40     AttrConst Res = {~v};
  41     return Res;
  42   }
  43 };
  44
  45 /// Function parameters and results can have attributes to indicate how they
  46 /// should be treated by optimizations and code generation. This enumeration
  47 /// lists the attributes that can be associated with parameters, function
  48 /// results or the function itself.
  49 /// @brief Function attributes.
  50
  51 /// We declare AttrConst objects that will be used throughout the code and also
  52 /// raw uint64_t objects with _i suffix to be used below for other constant
  53 /// declarations. This is done to avoid static CTORs and at the same time to
  54 /// keep type-safety of Attributes.
  55 #define DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(name, value) \
  56   const AttrConst name = {value};
  57
  58 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(None,0)    ///< No attributes have been set
  59 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(ZExt,1<<0) ///< Zero extended before/after call
  60 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(SExt,1<<1) ///< Sign extended before/after call
  61 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoReturn,1<<2) ///< Mark the function as not returning
  62 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(InReg,1<<3) ///< Force argument to be passed in register
  63 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(StructRet,1<<4) ///< Hidden pointer to structure to return
  64 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoUnwind,1<<5) ///< Function doesn't unwind stack
  65 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoAlias,1<<6) ///< Considered to not alias after call
  66 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(ByVal,1<<7) ///< Pass structure by value
  67 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(Nest,1<<8) ///< Nested function static chain
  68 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(ReadNone,1<<9) ///< Function does not access memory
  69 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(ReadOnly,1<<10) ///< Function only reads from memory
  70 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoInline,1<<11) ///< inline=never
  71 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(AlwaysInline,1<<12) ///< inline=always
  72 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(OptimizeForSize,1<<13) ///< opt_size
  73 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(StackProtect,1<<14) ///< Stack protection.
  74 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(StackProtectReq,1<<15) ///< Stack protection required.
  75 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(Alignment,31<<16) ///< Alignment of parameter (5 bits)
  76                                      // stored as log2 of alignment with +1 bias
  77                                      // 0 means unaligned different from align 1
  78 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoCapture,1<<21) ///< Function creates no aliases of pointer
  79 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoRedZone,1<<22) /// disable redzone
  80 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NoImplicitFloat,1<<23) /// disable implicit floating point
  81                                            /// instructions.
  82 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(Naked,1<<24) ///< Naked function
  83 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(InlineHint,1<<25) ///< source said inlining was
  84                                            ///desirable
  85 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(StackAlignment,7<<26) ///< Alignment of stack for
  86                                            ///function (3 bits) stored as log2
  87                                            ///of alignment with +1 bias
  88                                            ///0 means unaligned (different from
  89                                            ///alignstack= {1))
  90 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(ReturnsTwice,1<<29) ///< Function can return twice
  91 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(UWTable,1<<30) ///< Function must be in a unwind
  92                                            ///table
  93 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(NonLazyBind,1U<<31) ///< Function is called early and/or
  94                                             /// often, so lazy binding isn't
  95                                             /// worthwhile.
  96 DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE(AddressSafety,1ULL<<32) ///< Address safety checking is on.
  97
  98 #undef DECLARE_LLVM_ATTRIBUTE
  99
 100 /// Note that uwtable is about the ABI or the user mandating an entry in the
 101 /// unwind table. The nounwind attribute is about an exception passing by the
 102 /// function.
 103 /// In a theoretical system that uses tables for profiling and sjlj for
 104 /// exceptions, they would be fully independent. In a normal system that
 105 /// uses tables for both, the semantics are:
 106 /// nil                = Needs an entry because an exception might pass by.
 107 /// nounwind           = No need for an entry
 108 /// uwtable            = Needs an entry because the ABI says so and because
 109 ///                      an exception might pass by.
 110 /// uwtable + nounwind = Needs an entry because the ABI says so.
 111
 112 }  // namespace Attribute
 113
 114 /// AttributeImpl - The internal representation of the Attributes class. This is
 115 /// uniquified.
 116 class AttributesImpl;
 117
 118 /// Attributes - A bitset of attributes.
 119 class Attributes {
 120 public:
 121   enum AttrVal {
 122     None            = 0,   ///< No attributes have been set
 123     AddressSafety   = 1,   ///< Address safety checking is on.
 124     Alignment       = 2,   ///< Alignment of parameter (5 bits)
 125                            ///< stored as log2 of alignment with +1 bias
 126                            ///< 0 means unaligned different from align 1
 127     AlwaysInline    = 3,   ///< inline=always
 128     ByVal           = 4,   ///< Pass structure by value
 129     InlineHint      = 5,   ///< Source said inlining was desirable
 130     InReg           = 6,   ///< Force argument to be passed in register
 131     Naked           = 7,   ///< Naked function
 132     Nest            = 8,   ///< Nested function static chain
 133     NoAlias         = 9,   ///< Considered to not alias after call
 134     NoCapture       = 10,  ///< Function creates no aliases of pointer
 135     NoImplicitFloat = 11,  ///< Disable implicit floating point insts
 136     NoInline        = 12,  ///< inline=never
 137     NonLazyBind     = 13,  ///< Function is called early and/or
 138                            ///< often, so lazy binding isn't worthwhile
 139     NoRedZone       = 14,  ///< Disable redzone
 140     NoReturn        = 15,  ///< Mark the function as not returning
 141     NoUnwind        = 16,  ///< Function doesn't unwind stack
 142     OptimizeForSize = 17,  ///< opt_size
 143     ReadNone        = 18,  ///< Function does not access memory
 144     ReadOnly        = 19,  ///< Function only reads from memory
 145     ReturnsTwice    = 20,  ///< Function can return twice
 146     SExt            = 21,  ///< Sign extended before/after call
 147     StackAlignment  = 22,  ///< Alignment of stack for function (3 bits)
 148                            ///< stored as log2 of alignment with +1 bias 0
 149                            ///< means unaligned (different from
 150                            ///< alignstack={1))
 151     StackProtect    = 23,  ///< Stack protection.
 152     StackProtectReq = 24,  ///< Stack protection required.
 153     StructRet       = 25,  ///< Hidden pointer to structure to return
 154     UWTable         = 26,  ///< Function must be in a unwind table
 155     ZExt            = 27   ///< Zero extended before/after call
 156   };
 157 private:
 158   AttributesImpl Attrs;
 159
 160   explicit Attributes(AttributesImpl *A);
 161 public:
 162   Attributes() : Attrs(0) {}
 163   explicit Attributes(uint64_t Val);
 164   /*implicit*/ Attributes(Attribute::AttrConst Val);
 165   Attributes(const Attributes &A);
 166
 167   class Builder {
 168     friend class Attributes;
 169     uint64_t Bits;
 170   public:
 171     Builder() : Bits(0) {}
 172     Builder(const Attributes &A) : Bits(A.Raw()) {}
 173
 174     void clear() { Bits = 0; }
 175
 176     bool hasAttributes() const;
 177     bool hasAttributes(const Attributes &A) const;
 178     bool hasAlignmentAttr() const;
 179
 180     uint64_t getAlignment() const;
 181
 182     Builder &addAttribute(Attributes::AttrVal Val);
 183     Builder &removeAttribute(Attributes::AttrVal Val);
 184
 185     void addAlignmentAttr(unsigned Align);
 186     void addStackAlignmentAttr(unsigned Align);
 187
 188     void removeAttributes(const Attributes &A);
 189
 190     /// @brief Remove attributes that are used on functions only.
 191     void removeFunctionOnlyAttrs() {
 192       removeAttribute(Attributes::NoReturn)
 193         .removeAttribute(Attributes::NoUnwind)
 194         .removeAttribute(Attributes::ReadNone)
 195         .removeAttribute(Attributes::ReadOnly)
 196         .removeAttribute(Attributes::NoInline)
 197         .removeAttribute(Attributes::AlwaysInline)
 198         .removeAttribute(Attributes::OptimizeForSize)
 199         .removeAttribute(Attributes::StackProtect)
 200         .removeAttribute(Attributes::StackProtectReq)
 201         .removeAttribute(Attributes::NoRedZone)
 202         .removeAttribute(Attributes::NoImplicitFloat)
 203         .removeAttribute(Attributes::Naked)
 204         .removeAttribute(Attributes::InlineHint)
 205         .removeAttribute(Attributes::StackAlignment)
 206         .removeAttribute(Attributes::UWTable)
 207         .removeAttribute(Attributes::NonLazyBind)
 208         .removeAttribute(Attributes::ReturnsTwice)
 209         .removeAttribute(Attributes::AddressSafety);
 210     }
 211   };
 212
 213   /// get - Return a uniquified Attributes object. This takes the uniquified
 214   /// value from the Builder and wraps it in the Attributes class.
 215   static Attributes get(Builder &B);
 216   static Attributes get(LLVMContext &Context, Builder &B);
 217
 218   /// @brief Return true if the attribute is present.
 219   bool hasAttribute(AttrVal Val) const;
 220
 221   /// @brief Return true if attributes exist
 222   bool hasAttributes() const {
 223     return Attrs.hasAttributes();
 224   }
 225
 226   /// @brief Return true if the attributes are a non-null intersection.
 227   bool hasAttributes(const Attributes &A) const;
 228
 229   /// @brief Returns the alignment field of an attribute as a byte alignment
 230   /// value.
 231   unsigned getAlignment() const;
 232
 233   /// @brief Returns the stack alignment field of an attribute as a byte
 234   /// alignment value.
 235   unsigned getStackAlignment() const;
 236
 237   /// @brief Parameter attributes that do not apply to vararg call arguments.
 238   bool hasIncompatibleWithVarArgsAttrs() const {
 239     return hasAttribute(Attributes::StructRet);
 240   }
 241
 242   /// @brief Attributes that only apply to function parameters.
 243   bool hasParameterOnlyAttrs() const {
 244     return hasAttribute(Attributes::ByVal) ||
 245       hasAttribute(Attributes::Nest) ||
 246       hasAttribute(Attributes::StructRet) ||
 247       hasAttribute(Attributes::NoCapture);
 248   }
 249
 250   /// @brief Attributes that may be applied to the function itself.  These cannot
 251   /// be used on return values or function parameters.
 252   bool hasFunctionOnlyAttrs() const {
 253     return hasAttribute(Attributes::NoReturn) ||
 254       hasAttribute(Attributes::NoUnwind) ||
 255       hasAttribute(Attributes::ReadNone) ||
 256       hasAttribute(Attributes::ReadOnly) ||
 257       hasAttribute(Attributes::NoInline) ||
 258       hasAttribute(Attributes::AlwaysInline) ||
 259       hasAttribute(Attributes::OptimizeForSize) ||
 260       hasAttribute(Attributes::StackProtect) ||
 261       hasAttribute(Attributes::StackProtectReq) ||
 262       hasAttribute(Attributes::NoRedZone) ||
 263       hasAttribute(Attributes::NoImplicitFloat) ||
 264       hasAttribute(Attributes::Naked) ||
 265       hasAttribute(Attributes::InlineHint) ||
 266       hasAttribute(Attributes::StackAlignment) ||
 267       hasAttribute(Attributes::UWTable) ||
 268       hasAttribute(Attributes::NonLazyBind) ||
 269       hasAttribute(Attributes::ReturnsTwice) ||
 270       hasAttribute(Attributes::AddressSafety);
 271   }
 272
 273   bool isEmptyOrSingleton() const;
 274
 275   // This is a "safe bool() operator".
 276   operator const void *() const { return Attrs.Bits ? this : 0; }
 277   bool operator == (const Attributes &A) const {
 278     return Attrs.Bits == A.Attrs.Bits;
 279   }
 280   bool operator != (const Attributes &A) const {
 281     return Attrs.Bits != A.Attrs.Bits;
 282   }
 283
 284   Attributes operator | (const Attributes &A) const;
 285   Attributes operator & (const Attributes &A) const;
 286   Attributes operator ^ (const Attributes &A) const;
 287   Attributes &operator |= (const Attributes &A);
 288   Attributes &operator &= (const Attributes &A);
 289   Attributes operator ~ () const;
 290
 291   uint64_t Raw() const;
 292
 293   /// constructAlignmentFromInt - This turns an int alignment (a power of 2,
 294   /// normally) into the form used internally in Attributes.
 295   static Attributes constructAlignmentFromInt(unsigned i) {
 296     // Default alignment, allow the target to define how to align it.
 297     if (i == 0)
 298       return Attributes();
 299
 300     assert(isPowerOf2_32(i) && "Alignment must be a power of two.");
 301     assert(i <= 0x40000000 && "Alignment too large.");
 302     return Attributes((Log2_32(i)+1) << 16);
 303   }
 304
 305   /// constructStackAlignmentFromInt - This turns an int stack alignment (which
 306   /// must be a power of 2) into the form used internally in Attributes.
 307   static Attributes constructStackAlignmentFromInt(unsigned i) {
 308     // Default alignment, allow the target to define how to align it.
 309     if (i == 0)
 310       return Attributes();
 311
 312     assert(isPowerOf2_32(i) && "Alignment must be a power of two.");
 313     assert(i <= 0x100 && "Alignment too large.");
 314     return Attributes((Log2_32(i)+1) << 26);
 315   }
 316
 317   /// @brief Which attributes cannot be applied to a type.
 318   static Attributes typeIncompatible(Type *Ty);
 319
 320   /// encodeLLVMAttributesForBitcode - This returns an integer containing an
 321   /// encoding of all the LLVM attributes found in the given attribute bitset.
 322   /// Any change to this encoding is a breaking change to bitcode compatibility.
 323   static uint64_t encodeLLVMAttributesForBitcode(Attributes Attrs) {
 324     // FIXME: It doesn't make sense to store the alignment information as an
 325     // expanded out value, we should store it as a log2 value.  However, we
 326     // can't just change that here without breaking bitcode compatibility.  If
 327     // this ever becomes a problem in practice, we should introduce new tag
 328     // numbers in the bitcode file and have those tags use a more efficiently
 329     // encoded alignment field.
 330
 331     // Store the alignment in the bitcode as a 16-bit raw value instead of a
 332     // 5-bit log2 encoded value. Shift the bits above the alignment up by 11
 333     // bits.
 334     uint64_t EncodedAttrs = Attrs.Raw() & 0xffff;
 335     if (Attrs.hasAttribute(Attributes::Alignment))
 336       EncodedAttrs |= Attrs.getAlignment() << 16;
 337     EncodedAttrs |= (Attrs.Raw() & (0xfffULL << 21)) << 11;
 338     return EncodedAttrs;
 339   }
 340
 341   /// decodeLLVMAttributesForBitcode - This returns an attribute bitset
 342   /// containing the LLVM attributes that have been decoded from the given
 343   /// integer.  This function must stay in sync with
 344   /// 'encodeLLVMAttributesForBitcode'.
 345   static Attributes decodeLLVMAttributesForBitcode(uint64_t EncodedAttrs) {
 346     // The alignment is stored as a 16-bit raw value from bits 31--16.  We shift
 347     // the bits above 31 down by 11 bits.
 348     unsigned Alignment = (EncodedAttrs & (0xffffULL << 16)) >> 16;
 349     assert((!Alignment || isPowerOf2_32(Alignment)) &&
 350            "Alignment must be a power of two.");
 351
 352     Attributes Attrs(EncodedAttrs & 0xffff);
 353     if (Alignment)
 354       Attrs |= Attributes::constructAlignmentFromInt(Alignment);
 355     Attrs |= Attributes((EncodedAttrs & (0xfffULL << 32)) >> 11);
 356     return Attrs;
 357   }
 358
 359   /// getAsString - The set of Attributes set in Attributes is converted to a
 360   /// string of equivalent mnemonics. This is, presumably, for writing out the
 361   /// mnemonics for the assembly writer.
 362   /// @brief Convert attribute bits to text
 363   std::string getAsString() const;
 364 };
 365
 366 //===----------------------------------------------------------------------===//
 367 // AttributeWithIndex
 368 //===----------------------------------------------------------------------===//
 369
 370 /// AttributeWithIndex - This is just a pair of values to associate a set of
 371 /// attributes with an index.
 372 struct AttributeWithIndex {
 373   Attributes Attrs;  ///< The attributes that are set, or'd together.
 374   unsigned Index;    ///< Index of the parameter for which the attributes apply.
 375                      ///< Index 0 is used for return value attributes.
 376                      ///< Index ~0U is used for function attributes.
 377
 378   static AttributeWithIndex get(unsigned Idx, Attributes Attrs) {
 379     AttributeWithIndex P;
 380     P.Index = Idx;
 381     P.Attrs = Attrs;
 382     return P;
 383   }
 384 };
 385
 386 //===----------------------------------------------------------------------===//
 387 // AttrListPtr Smart Pointer
 388 //===----------------------------------------------------------------------===//
 389
 390 class AttributeListImpl;
 391
 392 /// AttrListPtr - This class manages the ref count for the opaque
 393 /// AttributeListImpl object and provides accessors for it.
 394 class AttrListPtr {
 395   /// AttrList - The attributes that we are managing.  This can be null
 396   /// to represent the empty attributes list.
 397   AttributeListImpl *AttrList;
 398 public:
 399   AttrListPtr() : AttrList(0) {}
 400   AttrListPtr(const AttrListPtr &P);
 401   const AttrListPtr &operator=(const AttrListPtr &RHS);
 402   ~AttrListPtr();
 403
 404   //===--------------------------------------------------------------------===//
 405   // Attribute List Construction and Mutation
 406   //===--------------------------------------------------------------------===//
 407
 408   /// get - Return a Attributes list with the specified parameters in it.
 409   static AttrListPtr get(ArrayRef<AttributeWithIndex> Attrs);
 410
 411   /// addAttr - Add the specified attribute at the specified index to this
 412   /// attribute list.  Since attribute lists are immutable, this
 413   /// returns the new list.
 414   AttrListPtr addAttr(unsigned Idx, Attributes Attrs) const;
 415
 416   /// removeAttr - Remove the specified attribute at the specified index from
 417   /// this attribute list.  Since attribute lists are immutable, this
 418   /// returns the new list.
 419   AttrListPtr removeAttr(unsigned Idx, Attributes Attrs) const;
 420
 421   //===--------------------------------------------------------------------===//
 422   // Attribute List Accessors
 423   //===--------------------------------------------------------------------===//
 424   /// getParamAttributes - The attributes for the specified index are
 425   /// returned.
 426   Attributes getParamAttributes(unsigned Idx) const {
 427     return getAttributes(Idx);
 428   }
 429
 430   /// getRetAttributes - The attributes for the ret value are
 431   /// returned.
 432   Attributes getRetAttributes() const {
 433     return getAttributes(0);
 434   }
 435
 436   /// getFnAttributes - The function attributes are returned.
 437   Attributes getFnAttributes() const {
 438     return getAttributes(~0U);
 439   }
 440
 441   /// paramHasAttr - Return true if the specified parameter index has the
 442   /// specified attribute set.
 443   bool paramHasAttr(unsigned Idx, Attributes Attr) const {
 444     return getAttributes(Idx).hasAttributes(Attr);
 445   }
 446
 447   /// getParamAlignment - Return the alignment for the specified function
 448   /// parameter.
 449   unsigned getParamAlignment(unsigned Idx) const {
 450     return getAttributes(Idx).getAlignment();
 451   }
 452
 453   /// hasAttrSomewhere - Return true if the specified attribute is set for at
 454   /// least one parameter or for the return value.
 455   bool hasAttrSomewhere(Attributes Attr) const;
 456
 457   unsigned getNumAttrs() const;
 458   Attributes &getAttributesAtIndex(unsigned i) const;
 459
 460   /// operator==/!= - Provide equality predicates.
 461   bool operator==(const AttrListPtr &RHS) const
 462   { return AttrList == RHS.AttrList; }
 463   bool operator!=(const AttrListPtr &RHS) const
 464   { return AttrList != RHS.AttrList; }
 465
 466   void dump() const;
 467
 468   //===--------------------------------------------------------------------===//
 469   // Attribute List Introspection
 470   //===--------------------------------------------------------------------===//
 471
 472   /// getRawPointer - Return a raw pointer that uniquely identifies this
 473   /// attribute list.
 474   void *getRawPointer() const {
 475     return AttrList;
 476   }
 477
 478   // Attributes are stored as a dense set of slots, where there is one
 479   // slot for each argument that has an attribute.  This allows walking over the
 480   // dense set instead of walking the sparse list of attributes.
 481
 482   /// isEmpty - Return true if there are no attributes.
 483   ///
 484   bool isEmpty() const {
 485     return AttrList == 0;
 486   }
 487
 488   /// getNumSlots - Return the number of slots used in this attribute list.
 489   /// This is the number of arguments that have an attribute set on them
 490   /// (including the function itself).
 491   unsigned getNumSlots() const;
 492
 493   /// getSlot - Return the AttributeWithIndex at the specified slot.  This
 494   /// holds a index number plus a set of attributes.
 495   const AttributeWithIndex &getSlot(unsigned Slot) const;
 496
 497 private:
 498   explicit AttrListPtr(AttributeListImpl *L);
 499
 500   /// getAttributes - The attributes for the specified index are
 501   /// returned.  Attributes for the result are denoted with Idx = 0.
 502   Attributes getAttributes(unsigned Idx) const;
 503 };
 504
 505 } // End llvm namespace
 506
 507 #endif