The TargetData is not used for the isPowerOfTwo determination. It has never
[oota-llvm.git] / include / llvm / DerivedTypes.h
index eae4b7357e6ef84291ddc983d6f9e618f94d61ab..6068b8c337fb1c7887e66c2a19065b40ecde1212 100644 (file)
@@ -1,8 +1,15 @@
-//===-- llvm/DerivedTypes.h - Classes for handling data types ----*- C++ -*--=//
+//===-- llvm/DerivedTypes.h - Classes for handling data types ---*- C++ -*-===//
 //
-// This file contains the declarations of classes that represent "derived 
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//
+// This file contains the declarations of classes that represent "derived
 // types".  These are things like "arrays of x" or "structure of x, y, z" or
-// "method returning x taking (y,z) as parameters", etc...
+// "function returning x taking (y,z) as parameters", etc...
 //
 // The implementations of these classes live in the Type.cpp file.
 //
 #ifndef LLVM_DERIVED_TYPES_H
 #define LLVM_DERIVED_TYPES_H
 
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Support/DataTypes.h"
 #include "llvm/Type.h"
-#include <vector>
 
-// Future derived types: SIMD packed format
+namespace llvm {
 
-class MethodType : public Type {
-public:
-  typedef vector<const Type*> ParamTypes;
-private:
-  const Type *ResultType;
-  ParamTypes ParamTys;
-  bool isVarArgs;
-
-  MethodType(const MethodType &);                   // Do not implement
-  const MethodType &operator=(const MethodType &);  // Do not implement
-protected:
-  // This should really be private, but it squelches a bogus warning
-  // from GCC to make them protected:  warning: `class MethodType' only 
-  // defines private constructors and has no friends
+class Value;
+class APInt;
+class LLVMContext;
+template<typename T> class ArrayRef;
+class StringRef;
 
-  // Private ctor - Only can be created by a static member...
-  MethodType(const Type *Result, const vector<const Type*> &Params, 
-             bool IsVarArgs, const string &Name);
+/// Class to represent integer types. Note that this class is also used to
+/// represent the built-in integer types: Int1Ty, Int8Ty, Int16Ty, Int32Ty and
+/// Int64Ty.
+/// @brief Integer representation type
+class IntegerType : public Type {
+  friend class LLVMContextImpl;
+  
+protected:
+  explicit IntegerType(LLVMContext &C, unsigned NumBits) : Type(C, IntegerTyID){
+    setSubclassData(NumBits);
+  }
 public:
+  /// This enum is just used to hold constants we need for IntegerType.
+  enum {
+    MIN_INT_BITS = 1,        ///< Minimum number of bits that can be specified
+    MAX_INT_BITS = (1<<23)-1 ///< Maximum number of bits that can be specified
+      ///< Note that bit width is stored in the Type classes SubclassData field
+      ///< which has 23 bits. This yields a maximum bit width of 8,388,607 bits.
+  };
 
-  inline bool isVarArg() const { return isVarArgs; }
-  inline const Type *getReturnType() const { return ResultType; }
-  inline const ParamTypes &getParamTypes() const { return ParamTys; }
+  /// This static method is the primary way of constructing an IntegerType.
+  /// If an IntegerType with the same NumBits value was previously instantiated,
+  /// that instance will be returned. Otherwise a new one will be created. Only
+  /// one instance with a given NumBits value is ever created.
+  /// @brief Get or create an IntegerType instance.
+  static IntegerType *get(LLVMContext &C, unsigned NumBits);
 
-  static const MethodType *getMethodType(const Type *Result, 
-                                         const ParamTypes &Params);
-  static const MethodType *get(const Type *Result, const ParamTypes &Params) {
-    return getMethodType(Result, Params);
+  /// @brief Get the number of bits in this IntegerType
+  unsigned getBitWidth() const { return getSubclassData(); }
+
+  /// getBitMask - Return a bitmask with ones set for all of the bits
+  /// that can be set by an unsigned version of this type.  This is 0xFF for
+  /// i8, 0xFFFF for i16, etc.
+  uint64_t getBitMask() const {
+    return ~uint64_t(0UL) >> (64-getBitWidth());
   }
-};
 
+  /// getSignBit - Return a uint64_t with just the most significant bit set (the
+  /// sign bit, if the value is treated as a signed number).
+  uint64_t getSignBit() const {
+    return 1ULL << (getBitWidth()-1);
+  }
 
-class ArrayType : public Type {
-private:
-  const Type *ElementType;
-  int NumElements;       // >= 0 for sized array, -1 for unbounded/unknown array
+  /// For example, this is 0xFF for an 8 bit integer, 0xFFFF for i16, etc.
+  /// @returns a bit mask with ones set for all the bits of this type.
+  /// @brief Get a bit mask for this type.
+  APInt getMask() const;
 
-  ArrayType(const ArrayType &);                   // Do not implement
-  const ArrayType &operator=(const ArrayType &);  // Do not implement
-protected:
-  // This should really be private, but it squelches a bogus warning
-  // from GCC to make them protected:  warning: `class ArrayType' only 
-  // defines private constructors and has no friends
+  /// This method determines if the width of this IntegerType is a power-of-2
+  /// in terms of 8 bit bytes.
+  /// @returns true if this is a power-of-2 byte width.
+  /// @brief Is this a power-of-2 byte-width IntegerType ?
+  bool isPowerOf2ByteWidth() const;
+
+  // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == IntegerTyID;
+  }
+};
 
 
-  // Private ctor - Only can be created by a static member...
-  ArrayType(const Type *ElType, int NumEl, const string &Name);
+/// FunctionType - Class to represent function types
+///
+class FunctionType : public Type {
+  FunctionType(const FunctionType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
+  const FunctionType &operator=(const FunctionType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
+  FunctionType(Type *Result, ArrayRef<Type*> Params, bool IsVarArgs);
+
 public:
+  /// FunctionType::get - This static method is the primary way of constructing
+  /// a FunctionType.
+  ///
+  static FunctionType *get(Type *Result,
+                           ArrayRef<Type*> Params, bool isVarArg);
+
+  /// FunctionType::get - Create a FunctionType taking no parameters.
+  ///
+  static FunctionType *get(Type *Result, bool isVarArg);
+  
+  /// isValidReturnType - Return true if the specified type is valid as a return
+  /// type.
+  static bool isValidReturnType(Type *RetTy);
+
+  /// isValidArgumentType - Return true if the specified type is valid as an
+  /// argument type.
+  static bool isValidArgumentType(Type *ArgTy);
+
+  bool isVarArg() const { return getSubclassData(); }
+  Type *getReturnType() const { return ContainedTys[0]; }
 
-  inline const Type *getElementType() const { return ElementType; }
-  inline int         getNumElements() const { return NumElements; }
+  typedef Type::subtype_iterator param_iterator;
+  param_iterator param_begin() const { return ContainedTys + 1; }
+  param_iterator param_end() const { return &ContainedTys[NumContainedTys]; }
 
-  inline bool isSized()   const { return NumElements >= 0; }
-  inline bool isUnsized() const { return NumElements == -1; }
+  // Parameter type accessors.
+  Type *getParamType(unsigned i) const { return ContainedTys[i+1]; }
 
-  static const ArrayType *getArrayType(const Type *ElementType, 
-                                      int NumElements = -1);
-  static const ArrayType *get(const Type *ElementType, int NumElements = -1) {
-    return getArrayType(ElementType, NumElements);
+  /// getNumParams - Return the number of fixed parameters this function type
+  /// requires.  This does not consider varargs.
+  ///
+  unsigned getNumParams() const { return NumContainedTys - 1; }
+
+  // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == FunctionTyID;
+  }
+};
+
+
+/// CompositeType - Common super class of ArrayType, StructType, PointerType
+/// and VectorType.
+class CompositeType : public Type {
+protected:
+  explicit CompositeType(LLVMContext &C, TypeID tid) : Type(C, tid) { }
+public:
+
+  /// getTypeAtIndex - Given an index value into the type, return the type of
+  /// the element.
+  ///
+  Type *getTypeAtIndex(const Value *V);
+  Type *getTypeAtIndex(unsigned Idx);
+  bool indexValid(const Value *V) const;
+  bool indexValid(unsigned Idx) const;
+
+  // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == ArrayTyID ||
+           T->getTypeID() == StructTyID ||
+           T->getTypeID() == PointerTyID ||
+           T->getTypeID() == VectorTyID;
   }
 };
 
 
-class StructType : public Type {
+/// StructType - Class to represent struct types.  There are two different kinds
+/// of struct types: Literal structs and Identified structs.
+///
+/// Literal struct types (e.g. { i32, i32 }) are uniqued structurally, and must
+/// always have a body when created.  You can get one of these by using one of
+/// the StructType::get() forms.
+///  
+/// Identified structs (e.g. %foo or %42) may optionally have a name and are not
+/// uniqued.  The names for identified structs are managed at the LLVMContext
+/// level, so there can only be a single identified struct with a given name in
+/// a particular LLVMContext.  Identified structs may also optionally be opaque
+/// (have no body specified).  You get one of these by using one of the
+/// StructType::create() forms.
+///
+/// Independent of what kind of struct you have, the body of a struct type are
+/// laid out in memory consequtively with the elements directly one after the
+/// other (if the struct is packed) or (if not packed) with padding between the
+/// elements as defined by DataLayout (which is required to match what the code
+/// generator for a target expects).
+///
+class StructType : public CompositeType {
+  StructType(const StructType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
+  const StructType &operator=(const StructType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
+  StructType(LLVMContext &C)
+    : CompositeType(C, StructTyID), SymbolTableEntry(0) {}
+  enum {
+    // This is the contents of the SubClassData field.
+    SCDB_HasBody = 1,
+    SCDB_Packed = 2,
+    SCDB_IsLiteral = 4,
+    SCDB_IsSized = 8
+  };
+
+  /// SymbolTableEntry - For a named struct that actually has a name, this is a
+  /// pointer to the symbol table entry (maintained by LLVMContext) for the
+  /// struct.  This is null if the type is an literal struct or if it is
+  /// a identified type that has an empty name.
+  /// 
+  void *SymbolTableEntry;
 public:
-  typedef vector<const Type*> ElementTypes;
+  ~StructType() {
+    delete [] ContainedTys; // Delete the body.
+  }
+
+  /// StructType::create - This creates an identified struct.
+  static StructType *create(LLVMContext &Context, StringRef Name);
+  static StructType *create(LLVMContext &Context);
+  
+  static StructType *create(ArrayRef<Type*> Elements,
+                            StringRef Name,
+                            bool isPacked = false);
+  static StructType *create(ArrayRef<Type*> Elements);
+  static StructType *create(LLVMContext &Context,
+                            ArrayRef<Type*> Elements,
+                            StringRef Name,
+                            bool isPacked = false);
+  static StructType *create(LLVMContext &Context, ArrayRef<Type*> Elements);
+  static StructType *create(StringRef Name, Type *elt1, ...) END_WITH_NULL;
 
-private:
-  ElementTypes ETypes;
+  /// StructType::get - This static method is the primary way to create a
+  /// literal StructType.
+  static StructType *get(LLVMContext &Context, ArrayRef<Type*> Elements,
+                         bool isPacked = false);
 
-  StructType(const StructType &);                   // Do not implement
-  const StructType &operator=(const StructType &);  // Do not implement
+  /// StructType::get - Create an empty structure type.
+  ///
+  static StructType *get(LLVMContext &Context, bool isPacked = false);
   
-protected:
-  // This should really be private, but it squelches a bogus warning
-  // from GCC to make them protected:  warning: `class StructType' only 
-  // defines private constructors and has no friends
+  /// StructType::get - This static method is a convenience method for creating
+  /// structure types by specifying the elements as arguments.  Note that this
+  /// method always returns a non-packed struct, and requires at least one
+  /// element type.
+  static StructType *get(Type *elt1, ...) END_WITH_NULL;
+
+  bool isPacked() const { return (getSubclassData() & SCDB_Packed) != 0; }
+  
+  /// isLiteral - Return true if this type is uniqued by structural
+  /// equivalence, false if it is a struct definition.
+  bool isLiteral() const { return (getSubclassData() & SCDB_IsLiteral) != 0; }
+  
+  /// isOpaque - Return true if this is a type with an identity that has no body
+  /// specified yet.  These prints as 'opaque' in .ll files.
+  bool isOpaque() const { return (getSubclassData() & SCDB_HasBody) == 0; }
+
+  /// isSized - Return true if this is a sized type.
+  bool isSized() const;
+  
+  /// hasName - Return true if this is a named struct that has a non-empty name.
+  bool hasName() const { return SymbolTableEntry != 0; }
+  
+  /// getName - Return the name for this struct type if it has an identity.
+  /// This may return an empty string for an unnamed struct type.  Do not call
+  /// this on an literal type.
+  StringRef getName() const;
+  
+  /// setName - Change the name of this type to the specified name, or to a name
+  /// with a suffix if there is a collision.  Do not call this on an literal
+  /// type.
+  void setName(StringRef Name);
+
+  /// setBody - Specify a body for an opaque identified type.
+  void setBody(ArrayRef<Type*> Elements, bool isPacked = false);
+  void setBody(Type *elt1, ...) END_WITH_NULL;
+  
+  /// isValidElementType - Return true if the specified type is valid as a
+  /// element type.
+  static bool isValidElementType(Type *ElemTy);
+  
+
+  // Iterator access to the elements.
+  typedef Type::subtype_iterator element_iterator;
+  element_iterator element_begin() const { return ContainedTys; }
+  element_iterator element_end() const { return &ContainedTys[NumContainedTys];}
 
-  // Private ctor - Only can be created by a static member...
-  StructType(const vector<const Type*> &Types, const string &Name);
+  /// isLayoutIdentical - Return true if this is layout identical to the
+  /// specified struct.
+  bool isLayoutIdentical(StructType *Other) const;  
   
+  // Random access to the elements
+  unsigned getNumElements() const { return NumContainedTys; }
+  Type *getElementType(unsigned N) const {
+    assert(N < NumContainedTys && "Element number out of range!");
+    return ContainedTys[N];
+  }
+
+  // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == StructTyID;
+  }
+};
+
+/// SequentialType - This is the superclass of the array, pointer and vector
+/// type classes.  All of these represent "arrays" in memory.  The array type
+/// represents a specifically sized array, pointer types are unsized/unknown
+/// size arrays, vector types represent specifically sized arrays that
+/// allow for use of SIMD instructions.  SequentialType holds the common
+/// features of all, which stem from the fact that all three lay their
+/// components out in memory identically.
+///
+class SequentialType : public CompositeType {
+  Type *ContainedType;               ///< Storage for the single contained type.
+  SequentialType(const SequentialType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
+  const SequentialType &operator=(const SequentialType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
+
+protected:
+  SequentialType(TypeID TID, Type *ElType)
+    : CompositeType(ElType->getContext(), TID), ContainedType(ElType) {
+    ContainedTys = &ContainedType;
+    NumContainedTys = 1;
+  }
+
 public:
-  inline const ElementTypes &getElementTypes() const { return ETypes; }
-  static const StructType *getStructType(const ElementTypes &Params);
-  static const StructType *get(const ElementTypes &Params) {
-    return getStructType(Params);
+  Type *getElementType() const { return ContainedTys[0]; }
+
+  // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == ArrayTyID ||
+           T->getTypeID() == PointerTyID ||
+           T->getTypeID() == VectorTyID;
   }
 };
 
 
-class PointerType : public Type {
-private:
-  const Type *ValueType;
+/// ArrayType - Class to represent array types.
+///
+class ArrayType : public SequentialType {
+  uint64_t NumElements;
 
-  PointerType(const PointerType &);                   // Do not implement
-  const PointerType &operator=(const PointerType &);  // Do not implement
-protected:
-  // This should really be private, but it squelches a bogus warning
-  // from GCC to make them protected:  warning: `class PointerType' only 
-  // defines private constructors and has no friends
+  ArrayType(const ArrayType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
+  const ArrayType &operator=(const ArrayType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
+  ArrayType(Type *ElType, uint64_t NumEl);
+public:
+  /// ArrayType::get - This static method is the primary way to construct an
+  /// ArrayType
+  ///
+  static ArrayType *get(Type *ElementType, uint64_t NumElements);
+
+  /// isValidElementType - Return true if the specified type is valid as a
+  /// element type.
+  static bool isValidElementType(Type *ElemTy);
+
+  uint64_t getNumElements() const { return NumElements; }
 
+  // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == ArrayTyID;
+  }
+};
 
-  // Private ctor - Only can be created by a static member...
-  PointerType(const Type *ElType);
+/// VectorType - Class to represent vector types.
+///
+class VectorType : public SequentialType {
+  unsigned NumElements;
+
+  VectorType(const VectorType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
+  const VectorType &operator=(const VectorType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
+  VectorType(Type *ElType, unsigned NumEl);
+public:
+  /// VectorType::get - This static method is the primary way to construct an
+  /// VectorType.
+  ///
+  static VectorType *get(Type *ElementType, unsigned NumElements);
+
+  /// VectorType::getInteger - This static method gets a VectorType with the
+  /// same number of elements as the input type, and the element type is an
+  /// integer type of the same width as the input element type.
+  ///
+  static VectorType *getInteger(VectorType *VTy) {
+    unsigned EltBits = VTy->getElementType()->getPrimitiveSizeInBits();
+    assert(EltBits && "Element size must be of a non-zero size");
+    Type *EltTy = IntegerType::get(VTy->getContext(), EltBits);
+    return VectorType::get(EltTy, VTy->getNumElements());
+  }
+
+  /// VectorType::getExtendedElementVectorType - This static method is like
+  /// getInteger except that the element types are twice as wide as the
+  /// elements in the input type.
+  ///
+  static VectorType *getExtendedElementVectorType(VectorType *VTy) {
+    unsigned EltBits = VTy->getElementType()->getPrimitiveSizeInBits();
+    Type *EltTy = IntegerType::get(VTy->getContext(), EltBits * 2);
+    return VectorType::get(EltTy, VTy->getNumElements());
+  }
+
+  /// VectorType::getTruncatedElementVectorType - This static method is like
+  /// getInteger except that the element types are half as wide as the
+  /// elements in the input type.
+  ///
+  static VectorType *getTruncatedElementVectorType(VectorType *VTy) {
+    unsigned EltBits = VTy->getElementType()->getPrimitiveSizeInBits();
+    assert((EltBits & 1) == 0 &&
+           "Cannot truncate vector element with odd bit-width");
+    Type *EltTy = IntegerType::get(VTy->getContext(), EltBits / 2);
+    return VectorType::get(EltTy, VTy->getNumElements());
+  }
+
+  /// isValidElementType - Return true if the specified type is valid as a
+  /// element type.
+  static bool isValidElementType(Type *ElemTy);
+
+  /// @brief Return the number of elements in the Vector type.
+  unsigned getNumElements() const { return NumElements; }
+
+  /// @brief Return the number of bits in the Vector type.
+  /// Returns zero when the vector is a vector of pointers.
+  unsigned getBitWidth() const {
+    return NumElements * getElementType()->getPrimitiveSizeInBits();
+  }
+
+  // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == VectorTyID;
+  }
+};
+
+
+/// PointerType - Class to represent pointers.
+///
+class PointerType : public SequentialType {
+  PointerType(const PointerType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
+  const PointerType &operator=(const PointerType &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
+  explicit PointerType(Type *ElType, unsigned AddrSpace);
 public:
+  /// PointerType::get - This constructs a pointer to an object of the specified
+  /// type in a numbered address space.
+  static PointerType *get(Type *ElementType, unsigned AddressSpace);
 
-  inline const Type *getValueType() const { return ValueType; }
+  /// PointerType::getUnqual - This constructs a pointer to an object of the
+  /// specified type in the generic address space (address space zero).
+  static PointerType *getUnqual(Type *ElementType) {
+    return PointerType::get(ElementType, 0);
+  }
 
+  /// isValidElementType - Return true if the specified type is valid as a
+  /// element type.
+  static bool isValidElementType(Type *ElemTy);
 
-  static const PointerType *getPointerType(const Type *ElementType);
-  static const PointerType *get(const Type *ElementType) {
-    return getPointerType(ElementType);
+  /// @brief Return the address space of the Pointer type.
+  inline unsigned getAddressSpace() const { return getSubclassData(); }
+
+  // Implement support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == PointerTyID;
   }
 };
 
+} // End llvm namespace
+
 #endif