Change the PointerType api for creating pointer types. The old functionality of Point...
[oota-llvm.git] / include / llvm / DerivedTypes.h
index a28210ba9543d132587947a184dc864b4ed2636d..c294f402e686078cb1e231bef34219bef70074fc 100644 (file)
@@ -1,6 +1,13 @@
-//===-- 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 was developed by the LLVM research group and 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...
 //
 #define LLVM_DERIVED_TYPES_H
 
 #include "llvm/Type.h"
-#include "llvm/CodeGen/TargetMachine.h"
-#include "vector"
 
-class TargetMachine;
+namespace llvm {
+
+class Value;
+template<class ValType, class TypeClass> class TypeMap;
+class FunctionValType;
+class ArrayValType;
+class StructValType;
+class PointerValType;
+class VectorValType;
+class IntegerValType;
+class APInt;
 
+class DerivedType : public Type {
+  friend class Type;
 
-// Future derived types: SIMD packed format
+protected:
+  explicit DerivedType(TypeID id) : Type(id) {}
+
+  /// notifyUsesThatTypeBecameConcrete - Notify AbstractTypeUsers of this type
+  /// that the current type has transitioned from being abstract to being
+  /// concrete.
+  ///
+  void notifyUsesThatTypeBecameConcrete();
 
+  /// dropAllTypeUses - When this (abstract) type is resolved to be equal to
+  /// another (more concrete) type, we must eliminate all references to other
+  /// types, to avoid some circular reference problems.
+  ///
+  void dropAllTypeUses();
 
-class MethodType : public Type {
 public:
-  typedef vector<const Type*> ParamTypes;
-private:
-  const Type *ResultType;
-  ParamTypes ParamTys;
 
-  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
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // Abstract Type handling methods - These types have special lifetimes, which
+  // are managed by (add|remove)AbstractTypeUser. See comments in
+  // AbstractTypeUser.h for more information.
 
-  // Private ctor - Only can be created by a static member...
-  MethodType(const Type *Result, const vector<const Type*> &Params, 
-             const string &Name);
-public:
+  /// refineAbstractTypeTo - This function is used to when it is discovered that
+  /// the 'this' abstract type is actually equivalent to the NewType specified.
+  /// This causes all users of 'this' to switch to reference the more concrete
+  /// type NewType and for 'this' to be deleted.
+  ///
+  void refineAbstractTypeTo(const Type *NewType);
 
-  inline const Type *getReturnType() const { return ResultType; }
-  inline const ParamTypes &getParamTypes() const { return ParamTys; }
+  void dump() const { Type::dump(); }
 
-  static const MethodType *getMethodType(const Type *Result, 
-                                         const ParamTypes &Params);
-  static const MethodType *get(const Type *Result, const ParamTypes &Params) {
-    return getMethodType(Result, Params);
+  // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
+  static inline bool classof(const DerivedType *T) { return true; }
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->isDerivedType();
   }
 };
 
+/// 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 DerivedType {
+protected:
+  explicit IntegerType(unsigned NumBits) : DerivedType(IntegerTyID) {
+    setSubclassData(NumBits);
+  }
+  friend class TypeMap<IntegerValType, IntegerType>;
+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.
+  };
+
+  /// 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 const IntegerType* get(unsigned NumBits);
+
+  /// @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
+  /// sbyte/ubyte, 0xFFFF for shorts, 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);
+  }
+  
+  /// 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;
+
+  /// 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 IntegerType *T) { return true; }
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == IntegerTyID;
+  }
+};
 
-class ArrayType : public Type {
-private:
-  const Type *ElementType;
-  int NumElements;       // >= 0 for sized array, -1 for unbounded/unknown array
 
-  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
+/// FunctionType - Class to represent function types
+///
+class FunctionType : public DerivedType {
+  friend class TypeMap<FunctionValType, FunctionType>;
+  bool isVarArgs;
 
+  FunctionType(const FunctionType &);                   // Do not implement
+  const FunctionType &operator=(const FunctionType &);  // Do not implement
+  FunctionType(const Type *Result, const std::vector<const Type*> &Params,
+               bool IsVarArgs);
 
-  // Private ctor - Only can be created by a static member...
-  ArrayType(const Type *ElType, int NumEl, const string &Name);
 public:
+  /// FunctionType::get - This static method is the primary way of constructing
+  /// a FunctionType. 
+  ///
+  static FunctionType *get(
+    const Type *Result, ///< The result type
+    const std::vector<const Type*> &Params, ///< The types of the parameters
+    bool isVarArg  ///< Whether this is a variable argument length function
+  );
+
+  inline bool isVarArg() const { return isVarArgs; }
+  inline const Type *getReturnType() const { return ContainedTys[0]; }
+
+  typedef Type::subtype_iterator param_iterator;
+  param_iterator param_begin() const { return ContainedTys + 1; }
+  param_iterator param_end() const { return &ContainedTys[NumContainedTys]; }
+
+  // Parameter type accessors...
+  const Type *getParamType(unsigned i) const { return ContainedTys[i+1]; }
+
+  /// getNumParams - Return the number of fixed parameters this function type
+  /// requires.  This does not consider varargs.
+  ///
+  unsigned getNumParams() const { return NumContainedTys - 1; }
+
+  // Implement the AbstractTypeUser interface.
+  virtual void refineAbstractType(const DerivedType *OldTy, const Type *NewTy);
+  virtual void typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy);
+
+  // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
+  static inline bool classof(const FunctionType *T) { return true; }
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == FunctionTyID;
+  }
+};
 
-  inline const Type *getElementType() const { return ElementType; }
-  inline int         getNumElements() const { return NumElements; }
 
-  inline bool isSized()   const { return NumElements >= 0; }
-  inline bool isUnsized() const { return NumElements == -1; }
+/// CompositeType - Common super class of ArrayType, StructType, PointerType
+/// and VectorType
+class CompositeType : public DerivedType {
+protected:
+  inline explicit CompositeType(TypeID id) : DerivedType(id) { }
+public:
 
-  static const ArrayType *getArrayType(const Type *ElementType, 
-                                      int NumElements = -1);
-  static const ArrayType *get(const Type *ElementType, int NumElements = -1) {
-    return getArrayType(ElementType, NumElements);
+  /// getTypeAtIndex - Given an index value into the type, return the type of
+  /// the element.
+  ///
+  virtual const Type *getTypeAtIndex(const Value *V) const = 0;
+  virtual bool indexValid(const Value *V) const = 0;
+
+  // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
+  static inline bool classof(const CompositeType *T) { return true; }
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == ArrayTyID ||
+           T->getTypeID() == StructTyID ||
+           T->getTypeID() == PointerTyID ||
+           T->getTypeID() == VectorTyID;
   }
 };
 
-class StructType : public Type {
-public:
-  typedef vector<const Type*> ElementTypes;
 
-private:
-  ElementTypes ETypes;
-  struct StructSizeAndOffsetInfo {
-    int storageSize;                   // -1 until the value is computd
-    vector<int> memberOffsets;         // -1 until values are computed 
-    const TargetMachine* targetInfo;
-  }
-  *layoutCache;
-  
-private:
+/// StructType - Class to represent struct types
+///
+class StructType : public CompositeType {
+  friend class TypeMap<StructValType, StructType>;
   StructType(const StructType &);                   // Do not implement
   const StructType &operator=(const StructType &);  // Do not implement
-  
+  StructType(const std::vector<const Type*> &Types, bool isPacked);
+public:
+  /// StructType::get - This static method is the primary way to create a
+  /// StructType.
+  ///
+  static StructType *get(const std::vector<const Type*> &Params, 
+                         bool isPacked=false);
+
+  // 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];}
+
+  // Random access to the elements
+  unsigned getNumElements() const { return NumContainedTys; }
+  const Type *getElementType(unsigned N) const {
+    assert(N < NumContainedTys && "Element number out of range!");
+    return ContainedTys[N];
+  }
+
+  /// getTypeAtIndex - Given an index value into the type, return the type of
+  /// the element.  For a structure type, this must be a constant value...
+  ///
+  virtual const Type *getTypeAtIndex(const Value *V) const ;
+  virtual bool indexValid(const Value *V) const;
+
+  // Implement the AbstractTypeUser interface.
+  virtual void refineAbstractType(const DerivedType *OldTy, const Type *NewTy);
+  virtual void typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy);
+
+  // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
+  static inline bool classof(const StructType *T) { return true; }
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == StructTyID;
+  }
+
+  bool isPacked() const { return (0 != getSubclassData()) ? true : false; }
+};
+
+
+/// 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 {
+  PATypeHandle ContainedType; ///< Storage for the single contained type
+  SequentialType(const SequentialType &);                  // Do not implement!
+  const SequentialType &operator=(const SequentialType &); // Do not implement!
+
+  // avoiding warning: 'this' : used in base member initializer list
+  SequentialType* this_() { return this; }
 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
+  SequentialType(TypeID TID, const Type *ElType) 
+    : CompositeType(TID), ContainedType(ElType, this_()) {
+    ContainedTys = &ContainedType; 
+    NumContainedTys = 1;
+  }
 
-  // Private ctor - Only can be created by a static member...
-  StructType(const vector<const Type*> &Types, const string &Name);
-  
-  // Reset cached info so it will be computed when first requested
-  void ResetCachedInfo() const;
-  
 public:
+  inline const Type *getElementType() const { return ContainedTys[0]; }
+
+  virtual bool indexValid(const Value *V) const;
 
-  inline const ElementTypes &getElementTypes() const { return ETypes; }
-  static const StructType *getStructType(const ElementTypes &Params);
-  static const StructType *get(const ElementTypes &Params) {
-    return getStructType(Params);
+  /// getTypeAtIndex - Given an index value into the type, return the type of
+  /// the element.  For sequential types, there is only one subtype...
+  ///
+  virtual const Type *getTypeAtIndex(const Value *V) const {
+    return ContainedTys[0];
+  }
+
+  // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
+  static inline bool classof(const SequentialType *T) { return true; }
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == ArrayTyID ||
+           T->getTypeID() == PointerTyID ||
+           T->getTypeID() == VectorTyID;
   }
-  unsigned int            getStorageSize(const TargetMachine& tmi) const;
-  unsigned int            getElementOffset(int i, const TargetMachine& tmi) const;
 };
 
 
-inline unsigned int
-StructType::getStorageSize(const TargetMachine& tmi) const
-{
-  if (layoutCache->targetInfo != NULL && ! (* layoutCache->targetInfo == tmi))
-    {// target machine has changed (hey it could happen). discard cached info.
-      ResetCachedInfo();
-      layoutCache->targetInfo = &tmi;
-    }
-  
-  if (layoutCache->storageSize < 0)
-    {
-      layoutCache->storageSize = tmi.findOptimalStorageSize(this);
-      assert(layoutCache->storageSize >= 0);
-    }
-  
-  return layoutCache->storageSize;
-}
+/// ArrayType - Class to represent array types
+///
+class ArrayType : public SequentialType {
+  friend class TypeMap<ArrayValType, ArrayType>;
+  uint64_t NumElements;
 
+  ArrayType(const ArrayType &);                   // Do not implement
+  const ArrayType &operator=(const ArrayType &);  // Do not implement
+  ArrayType(const Type *ElType, uint64_t NumEl);
+public:
+  /// ArrayType::get - This static method is the primary way to construct an
+  /// ArrayType
+  ///
+  static ArrayType *get(const Type *ElementType, uint64_t NumElements);
 
-inline unsigned int
-StructType::getElementOffset(int i, const TargetMachine& tmi) const
-{
-  if (layoutCache->targetInfo != NULL && ! (* layoutCache->targetInfo == tmi))
-    {// target machine has changed (hey it could happen). discard cached info.
-      ResetCachedInfo();
-    }
-  
-  if (layoutCache->memberOffsets[i] < 0)
-    {
-      layoutCache->targetInfo = &tmi;  // remember which target was used
-      
-      unsigned int* offsetVec = tmi.findOptimalMemberOffsets(this);
-      for (unsigned i=0, N=layoutCache->memberOffsets.size(); i < N; i++)
-       {
-         layoutCache->memberOffsets[i] = offsetVec[i];
-         assert(layoutCache->memberOffsets[i] >= 0);
-       }
-      delete[] offsetVec; 
-    }
-  
-  return layoutCache->memberOffsets[i];
-}
+  inline uint64_t getNumElements() const { return NumElements; }
 
+  // Implement the AbstractTypeUser interface.
+  virtual void refineAbstractType(const DerivedType *OldTy, const Type *NewTy);
+  virtual void typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy);
 
-inline void
-StructType::ResetCachedInfo() const
-{
-  layoutCache->storageSize = -1;
-  layoutCache->memberOffsets.insert(layoutCache->memberOffsets.begin(),
-                                   ETypes.size(), -1);
-  layoutCache->targetInfo = NULL;
-}
+  // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
+  static inline bool classof(const ArrayType *T) { return true; }
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == ArrayTyID;
+  }
+};
+
+/// VectorType - Class to represent vector types
+///
+class VectorType : public SequentialType {
+  friend class TypeMap<VectorValType, VectorType>;
+  unsigned NumElements;
 
+  VectorType(const VectorType &);                   // Do not implement
+  const VectorType &operator=(const VectorType &);  // Do not implement
+  VectorType(const Type *ElType, unsigned NumEl);
+public:
+  /// VectorType::get - This static method is the primary way to construct an
+  /// VectorType
+  ///
+  static VectorType *get(const Type *ElementType, unsigned NumElements);
 
-class PointerType : public Type {
-private:
-  const Type *ValueType;
+  /// @brief Return the number of elements in the Vector type.
+  inline unsigned getNumElements() const { return NumElements; }
 
+  /// @brief Return the number of bits in the Vector type.
+  inline unsigned getBitWidth() const { 
+    return NumElements *getElementType()->getPrimitiveSizeInBits();
+  }
+
+  // Implement the AbstractTypeUser interface.
+  virtual void refineAbstractType(const DerivedType *OldTy, const Type *NewTy);
+  virtual void typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy);
+
+  // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
+  static inline bool classof(const VectorType *T) { return true; }
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == VectorTyID;
+  }
+};
+
+
+/// PointerType - Class to represent pointers
+///
+class PointerType : public SequentialType {
+  friend class TypeMap<PointerValType, PointerType>;
+  unsigned AddressSpace;
+  
   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
+  explicit PointerType(const 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(const Type *ElementType, unsigned AddressSpace);
+  
+  /// PointerType::getUnqual - This constructs a pointer to an object of the  
+  /// specified type in the generic address space (address space zero).
+  static PointerType *getUnqual(const Type *ElementType) { 
+    return PointerType::get(ElementType, 0);
+  }
+  
+  /// @brief Return the address space of the Pointer type.
+  inline unsigned getAddressSpace() const { return AddressSpace; }
 
+  // Implement the AbstractTypeUser interface.
+  virtual void refineAbstractType(const DerivedType *OldTy, const Type *NewTy);
+  virtual void typeBecameConcrete(const DerivedType *AbsTy);
 
-  // Private ctor - Only can be created by a static member...
-  PointerType(const Type *ElType);
-public:
+  // Implement support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
+  static inline bool classof(const PointerType *T) { return true; }
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == PointerTyID;
+  }
+};
 
-  inline const Type *getValueType() const { return ValueType; }
 
+/// OpaqueType - Class to represent abstract types
+///
+class OpaqueType : public DerivedType {
+  OpaqueType(const OpaqueType &);                   // DO NOT IMPLEMENT
+  const OpaqueType &operator=(const OpaqueType &);  // DO NOT IMPLEMENT
+  OpaqueType();
+public:
+  /// OpaqueType::get - Static factory method for the OpaqueType class...
+  ///
+  static OpaqueType *get() {
+    return new OpaqueType();           // All opaque types are distinct
+  }
 
-  static const PointerType *getPointerType(const Type *ElementType);
-  static const PointerType *get(const Type *ElementType) {
-    return getPointerType(ElementType);
+  // Implement support for type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
+  static inline bool classof(const OpaqueType *T) { return true; }
+  static inline bool classof(const Type *T) {
+    return T->getTypeID() == OpaqueTyID;
   }
 };
 
+} // End llvm namespace
+
 #endif