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[oota-llvm.git] / include / llvm / Type.h
index 5854062df0c8a660435822736e57cdd33fa93b1e..e1fef6c882aa11bcc7319c7e1ac411bc3296b8a6 100644 (file)
@@ -1,7 +1,14 @@
-//===-- llvm/Type.h - Classes for handling data types ------------*- C++ -*--=//
+//===-- llvm/Type.h - Classes for handling data types -----------*- C++ -*-===//
+// 
+//                     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 declaration of the Type class.  For more "Type" type
-// stuff, look in DerivedTypes.h and Opt/ConstantHandling.h
+// stuff, look in DerivedTypes.h.
 //
 // Note that instances of the Type class are immutable: once they are created,
 // they are never changed.  Also note that only one instance of a particular 
 #define LLVM_TYPE_H
 
 #include "llvm/Value.h"
-#include "llvm/Support/GraphTraits.h"
+#include "Support/GraphTraits.h"
+#include "Support/iterator"
+#include <vector>
+
+namespace llvm {
 
 class DerivedType;
-class MethodType;
+class FunctionType;
 class ArrayType;
 class PointerType;
 class StructType;
 class OpaqueType;
 
-class Type : public Value {
-public:
-  //===--------------------------------------------------------------------===//
-  // Definitions of all of the base types for the Type system.  Based on this
-  // value, you can cast to a "DerivedType" subclass (see DerivedTypes.h)
-  // Note: If you add an element to this, you need to add an element to the 
-  // Type::getPrimitiveType function, or else things will break!
-  //
+struct Type : public Value {
+  ///===-------------------------------------------------------------------===//
+  /// Definitions of all of the base types for the Type system.  Based on this
+  /// value, you can cast to a "DerivedType" subclass (see DerivedTypes.h)
+  /// Note: If you add an element to this, you need to add an element to the 
+  /// Type::getPrimitiveType function, or else things will break!
+  ///
   enum PrimitiveID {
     VoidTyID = 0  , BoolTyID,           //  0, 1: Basics...
     UByteTyID     , SByteTyID,          //  2, 3: 8 bit types...
@@ -58,114 +68,193 @@ public:
 
     // Derived types... see DerivedTypes.h file...
     // Make sure FirstDerivedTyID stays up to date!!!
-    MethodTyID    , StructTyID,         // Methods... Structs...
+    FunctionTyID  , StructTyID,         // Functions... Structs...
     ArrayTyID     , PointerTyID,        // Array... pointer...
     OpaqueTyID,                         // Opaque type instances...
     //PackedTyID  ,                     // SIMD 'packed' format... TODO
     //...
 
     NumPrimitiveIDs,                    // Must remain as last defined ID
-    FirstDerivedTyID = MethodTyID,
+    FirstDerivedTyID = FunctionTyID,
   };
 
 private:
   PrimitiveID ID;        // The current base type of this type...
   unsigned    UID;       // The unique ID number for this class
-  string      Desc;      // The printed name of the string...
   bool        Abstract;  // True if type contains an OpaqueType
-  bool        Recursive; // True if the type is recursive
 
+  /// RefCount - This counts the number of PATypeHolders that are pointing to
+  /// this type.  When this number falls to zero, if the type is abstract and
+  /// has no AbstractTypeUsers, the type is deleted.  This is only sensical for
+  /// derived types.
+  ///
+  mutable unsigned RefCount;
+
+  const Type *getForwardedTypeInternal() const;
 protected:
-  // ctor is protected, so only subclasses can create Type objects...
-  Type(const string &Name, PrimitiveID id);
+  /// ctor is protected, so only subclasses can create Type objects...
+  Type(const std::string &Name, PrimitiveID id);
   virtual ~Type() {}
 
-  // When types are refined, they update their description to be more concrete.
-  //
-  inline void setDescription(const string &D) { Desc = D; }
-  
-  // setName - Associate the name with this type in the symbol table, but don't
-  // set the local name to be equal specified name.
-  //
-  virtual void setName(const string &Name, SymbolTable *ST = 0);
+  /// setName - Associate the name with this type in the symbol table, but don't
+  /// set the local name to be equal specified name.
+  ///
+  virtual void setName(const std::string &Name, SymbolTable *ST = 0);
 
-  // Types can become nonabstract later, if they are refined.
-  //
+  /// Types can become nonabstract later, if they are refined.
+  ///
   inline void setAbstract(bool Val) { Abstract = Val; }
 
-  // Types can become recursive later, if they are refined.
-  //
-  inline void setRecursive(bool Val) { Recursive = Val; }
+  /// isTypeAbstract - This method is used to calculate the Abstract bit.
+  ///
+  bool isTypeAbstract();
+
+  unsigned getRefCount() const { return RefCount; }
+
+  /// ForwardType - This field is used to implement the union find scheme for
+  /// abstract types.  When types are refined to other types, this field is set
+  /// to the more refined type.  Only abstract types can be forwarded.
+  mutable const Type *ForwardType;
+
+  /// ContainedTys - The list of types contained by this one.  For example, this
+  /// includes the arguments of a function type, the elements of the structure,
+  /// the pointee of a pointer, etc.  Note that keeping this vector in the Type
+  /// class wastes some space for types that do not contain anything (such as
+  /// primitive types).  However, keeping it here allows the subtype_* members
+  /// to be implemented MUCH more efficiently, and dynamically very few types do
+  /// not contain any elements (most are derived).
+  std::vector<PATypeHandle> ContainedTys;
 
 public:
+  virtual void print(std::ostream &O) const;
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
-  // Property accessors for dealing with types...
+  // Property accessors for dealing with types... Some of these virtual methods
+  // are defined in private classes defined in Type.cpp for primitive types.
   //
 
-  // getPrimitiveID - Return the base type of the type.  This will return one
-  // of the PrimitiveID enum elements defined above.
-  //
+  /// getPrimitiveID - Return the base type of the type.  This will return one
+  /// of the PrimitiveID enum elements defined above.
+  ///
   inline PrimitiveID getPrimitiveID() const { return ID; }
 
-  // getUniqueID - Returns the UID of the type.  This can be thought of as a 
-  // small integer version of the pointer to the type class.  Two types that are
-  // structurally different have different UIDs.  This can be used for indexing
-  // types into an array.
-  //
+  /// getUniqueID - Returns the UID of the type.  This can be thought of as a
+  /// small integer version of the pointer to the type class.  Two types that
+  /// are structurally different have different UIDs.  This can be used for
+  /// indexing types into an array.
+  ///
   inline unsigned getUniqueID() const { return UID; }
 
-  // getDescription - Return the string representation of the type...
-  inline const string &getDescription() const { return Desc; }
+  /// getDescription - Return the string representation of the type...
+  const std::string &getDescription() const;
 
-  // isSigned - Return whether a numeric type is signed.
+  /// isSigned - Return whether an integral numeric type is signed.  This is
+  /// true for SByteTy, ShortTy, IntTy, LongTy.  Note that this is not true for
+  /// Float and Double.
+  ///
   virtual bool isSigned() const { return 0; }
   
-  // isUnsigned - Return whether a numeric type is unsigned.  This is not 
-  // quite the complement of isSigned... nonnumeric types return false as they
-  // do with isSigned.
-  // 
+  /// isUnsigned - Return whether a numeric type is unsigned.  This is not quite
+  /// the complement of isSigned... nonnumeric types return false as they do
+  /// with isSigned.  This returns true for UByteTy, UShortTy, UIntTy, and
+  /// ULongTy
+  /// 
   virtual bool isUnsigned() const { return 0; }
 
-  // isIntegral - Equilivent to isSigned() || isUnsigned, but with only a single
-  // virtual function invocation.
-  //
-  virtual bool isIntegral() const { return 0; }
+  /// isInteger - Equilivent to isSigned() || isUnsigned(), but with only a
+  /// single virtual function invocation.
+  ///
+  virtual bool isInteger() const { return 0; }
 
-  // isAbstract - True if the type is either an Opaque type, or is a derived
-  // type that includes an opaque type somewhere in it.  
-  //
+  /// isIntegral - Returns true if this is an integral type, which is either
+  /// BoolTy or one of the Integer types.
+  ///
+  bool isIntegral() const { return isInteger() || this == BoolTy; }
+
+  /// isFloatingPoint - Return true if this is one of the two floating point
+  /// types
+  bool isFloatingPoint() const { return ID == FloatTyID || ID == DoubleTyID; }
+
+  /// isAbstract - True if the type is either an Opaque type, or is a derived
+  /// type that includes an opaque type somewhere in it.  
+  ///
   inline bool isAbstract() const { return Abstract; }
 
-  // isRecursive - True if the type graph contains a cycle.
-  //
-  inline bool isRecursive() const { return Recursive; }
+  /// isLosslesslyConvertibleTo - Return true if this type can be converted to
+  /// 'Ty' without any reinterpretation of bits.  For example, uint to int.
+  ///
+  bool isLosslesslyConvertibleTo(const Type *Ty) const;
+
+
+  /// Here are some useful little methods to query what type derived types are
+  /// Note that all other types can just compare to see if this == Type::xxxTy;
+  ///
+  inline bool isPrimitiveType() const { return ID < FirstDerivedTyID;  }
+  inline bool isDerivedType()   const { return ID >= FirstDerivedTyID; }
+
+  /// isFirstClassType - Return true if the value is holdable in a register.
+  inline bool isFirstClassType() const {
+    return (ID != VoidTyID && ID < TypeTyID) || ID == PointerTyID;
+  }
+
+  /// isSized - Return true if it makes sense to take the size of this type.  To
+  /// get the actual size for a particular target, it is reasonable to use the
+  /// TargetData subsystem to do this.
+  ///
+  bool isSized() const {
+    return ID != VoidTyID && ID != TypeTyID &&
+           ID != FunctionTyID && ID != LabelTyID && ID != OpaqueTyID;
+  }
+
+  /// getPrimitiveSize - Return the basic size of this type if it is a primative
+  /// type.  These are fixed by LLVM and are not target dependent.  This will
+  /// return zero if the type does not have a size or is not a primitive type.
+  ///
+  unsigned getPrimitiveSize() const;
+
+  /// getUnsignedVersion - If this is an integer type, return the unsigned
+  /// variant of this type.  For example int -> uint.
+  const Type *getUnsignedVersion() const;
+
+  /// getSignedVersion - If this is an integer type, return the signed variant
+  /// of this type.  For example uint -> int.
+  const Type *getSignedVersion() const;
+
+  /// getForwaredType - Return the type that this type has been resolved to if
+  /// it has been resolved to anything.  This is used to implement the
+  /// union-find algorithm for type resolution, and shouldn't be used by general
+  /// purpose clients.
+  const Type *getForwardedType() const {
+    if (!ForwardType) return 0;
+    return getForwardedTypeInternal();
+  }
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // Type Iteration support
   //
-  class TypeIterator;
-  typedef TypeIterator subtype_iterator;
-  inline subtype_iterator subtype_begin() const;   // DEFINED BELOW
-  inline subtype_iterator subtype_end() const;     // DEFINED BELOW
-
-  // getContainedType - This method is used to implement the type iterator
-  // (defined a the end of the file).  For derived types, this returns the types
-  // 'contained' in the derived type, returning 0 when 'i' becomes invalid. This
-  // allows the user to iterate over the types in a struct, for example, really
-  // easily.
-  //
-  virtual const Type *getContainedType(unsigned i) const { return 0; }
+  typedef std::vector<PATypeHandle>::const_iterator subtype_iterator;
+  subtype_iterator subtype_begin() const { return ContainedTys.begin(); }
+  subtype_iterator subtype_end() const { return ContainedTys.end(); }
+
+  /// getContainedType - This method is used to implement the type iterator
+  /// (defined a the end of the file).  For derived types, this returns the
+  /// types 'contained' in the derived type.
+  ///
+  const Type *getContainedType(unsigned i) const {
+    assert(i < ContainedTys.size() && "Index out of range!");
+    return ContainedTys[i];
+  }
 
-  // getNumContainedTypes - Return the number of types in the derived type
-  virtual unsigned getNumContainedTypes() const { return 0; }
+  /// getNumContainedTypes - Return the number of types in the derived type.
+  ///
+  unsigned getNumContainedTypes() const { return ContainedTys.size(); }
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // Static members exported by the Type class itself.  Useful for getting
   // instances of Type.
   //
 
-  // getPrimitiveType/getUniqueIDType - Return a type based on an identifier.
+  /// getPrimitiveType/getUniqueIDType - Return a type based on an identifier.
   static const Type *getPrimitiveType(PrimitiveID IDNumber);
   static const Type *getUniqueIDType(unsigned UID);
 
@@ -181,91 +270,96 @@ public:
 
   static Type *TypeTy , *LabelTy;
 
-  // Here are some useful little methods to query what type derived types are
-  // Note that all other types can just compare to see if this == Type::xxxTy;
-  //
-  inline bool isPrimitiveType() const { return ID < FirstDerivedTyID;  }
+  /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
+  static inline bool classof(const Type *T) { return true; }
+  static inline bool classof(const Value *V) {
+    return V->getValueType() == Value::TypeVal;
+  }
 
-  inline bool isDerivedType()   const { return ID >= FirstDerivedTyID; }
-  inline const DerivedType *castDerivedType() const {
-    return isDerivedType() ? (const DerivedType*)this : 0;
+#include "llvm/Type.def"
+
+  // Virtual methods used by callbacks below.  These should only be implemented
+  // in the DerivedType class.
+  virtual void addAbstractTypeUser(AbstractTypeUser *U) const {
+    abort(); // Only on derived types!
   }
-  inline const DerivedType *castDerivedTypeAsserting() const {
-    assert(isDerivedType());
-    return (const DerivedType*)this;
+  virtual void removeAbstractTypeUser(AbstractTypeUser *U) const {
+    abort(); // Only on derived types!
   }
 
-  // Methods for determining the subtype of this Type.  The cast*() methods are
-  // equilivent to using dynamic_cast<>... if the cast is successful, this is
-  // returned, otherwise you get a null pointer, allowing expressions like this:
-  //
-  // if (MethodType *MTy = Ty->dyncastMethodType()) { ... }
-  //
-  // This section also defines a family of isArrayType(), isLabelType(), 
-  // etc functions...
-  //
-  // The family of functions Ty->cast<type>() is used in the same way as the
-  // Ty->dyncast<type>() instructions, but they assert the expected type instead
-  // of checking it at runtime.
-  //
-#define HANDLE_PRIM_TYPE(NAME, SIZE)                                      \
-  inline bool is##NAME##Type() const { return ID == NAME##TyID; }
-#define HANDLE_DERV_TYPE(NAME, CLASS)                                     \
-  inline bool is##NAME##Type() const { return ID == NAME##TyID; }         \
-  inline const CLASS *dyncast##NAME##Type() const { /*const version */    \
-    return is##NAME##Type() ? (const CLASS*)this : 0;                     \
-  }                                                                       \
-  inline CLASS *dyncast##NAME##Type() {         /* nonconst version */    \
-    return is##NAME##Type() ? (CLASS*)this : 0;                           \
-  }                                                                       \
-  inline const CLASS *cast##NAME##Type() const {    /*const version */    \
-    assert(is##NAME##Type() && "Expected TypeTy: " #NAME);                \
-    return (const CLASS*)this;                                            \
-  }                                                                       \
-  inline CLASS *cast##NAME##Type() {            /* nonconst version */    \
-    assert(is##NAME##Type() && "Expected TypeTy: " #NAME);                \
-    return (CLASS*)this;                                                  \
+  void addRef() const {
+    assert(isAbstract() && "Cannot add a reference to a non-abstract type!");
+    ++RefCount;
+  }
+  
+  void dropRef() const {
+    assert(isAbstract() && "Cannot drop a refernce to a non-abstract type!");
+    assert(RefCount && "No objects are currently referencing this object!");
+
+    // If this is the last PATypeHolder using this object, and there are no
+    // PATypeHandles using it, the type is dead, delete it now.
+    if (--RefCount == 0)
+      RefCountIsZero();
   }
-#include "llvm/Type.def"
-
 private:
-  class TypeIterator : public std::bidirectional_iterator<const Type,
-                                                         ptrdiff_t> {
-    const Type * const Ty;
-    unsigned Idx;
-
-    typedef TypeIterator _Self;
-  public:
-    inline TypeIterator(const Type *ty, unsigned idx) : Ty(ty), Idx(idx) {}
-    inline ~TypeIterator() {}
-    
-    inline bool operator==(const _Self& x) const { return Idx == x.Idx; }
-    inline bool operator!=(const _Self& x) const { return !operator==(x); }
-    
-    inline pointer operator*() const { return Ty->getContainedType(Idx); }
-    inline pointer operator->() const { return operator*(); }
-    
-    inline _Self& operator++() { ++Idx; return *this; } // Preincrement
-    inline _Self operator++(int) { // Postincrement
-      _Self tmp = *this; ++*this; return tmp; 
-    }
-    
-    inline _Self& operator--() { --Idx; return *this; }  // Predecrement
-    inline _Self operator--(int) { // Postdecrement
-      _Self tmp = *this; --*this; return tmp;
-    }
-  };
+  virtual void RefCountIsZero() const {
+    abort(); // only on derived types!
+  }
+
 };
 
-inline Type::TypeIterator Type::subtype_begin() const {
-  return TypeIterator(this, 0);
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// Define some inline methods for the AbstractTypeUser.h:PATypeHandle class.
+// These are defined here because they MUST be inlined, yet are dependent on 
+// the definition of the Type class.  Of course Type derives from Value, which
+// contains an AbstractTypeUser instance, so there is no good way to factor out
+// the code.  Hence this bit of uglyness.
+//
+// In the long term, Type should not derive from Value, allowing
+// AbstractTypeUser.h to #include Type.h, allowing us to eliminate this
+// nastyness entirely.
+//
+inline void PATypeHandle::addUser() {
+  assert(Ty && "Type Handle has a null type!");
+  if (Ty->isAbstract())
+    Ty->addAbstractTypeUser(User);
+}
+inline void PATypeHandle::removeUser() {
+  if (Ty->isAbstract())
+    Ty->removeAbstractTypeUser(User);
+}
+
+inline void PATypeHandle::removeUserFromConcrete() {
+  if (!Ty->isAbstract())
+    Ty->removeAbstractTypeUser(User);
+}
+
+// Define inline methods for PATypeHolder...
+
+inline void PATypeHolder::addRef() {
+  if (Ty->isAbstract())
+    Ty->addRef();
+}
+
+inline void PATypeHolder::dropRef() {
+  if (Ty->isAbstract())
+    Ty->dropRef();
 }
 
-inline Type::TypeIterator Type::subtype_end() const {
-  return TypeIterator(this, getNumContainedTypes());
+/// get - This implements the forwarding part of the union-find algorithm for
+/// abstract types.  Before every access to the Type*, we check to see if the
+/// type we are pointing to is forwarding to a new type.  If so, we drop our
+/// reference to the type.
+///
+inline const Type* PATypeHolder::get() const {
+  const Type *NewTy = Ty->getForwardedType();
+  if (!NewTy) return Ty;
+  return *const_cast<PATypeHolder*>(this) = NewTy;
 }
 
 
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 // Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a type as a 
 // graph of sub types...
 
@@ -295,4 +389,10 @@ template <> struct GraphTraits<const Type*> {
   }
 };
 
+template <> inline bool isa_impl<PointerType, Type>(const Type &Ty) { 
+  return Ty.getPrimitiveID() == Type::PointerTyID;
+}
+
+} // End llvm namespace
+
 #endif