added visibility flag for types.
[libfirm] / ir / tr / entity.h
1 /*
2  * Project:     libFIRM
3  * File name:   ir/tr/entity.h
4  * Purpose:     Representation of all program known entities.
5  * Author:      Martin Trapp, Christian Schaefer
6  * Modified by: Goetz Lindenmaier
7  * Created:
8  * CVS-ID:      $Id$
9  * Copyright:   (c) 1998-2003 Universität Karlsruhe
10  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
11  */
12
13 /**
14 *  @file entity.h
15 *
16 *  Entities represent all program known objects.
17 *
18 *  @author Martin Trapp, Christian Schaefer
19 *  @author Goetz Lindenmaier
20 *
21 *  An entity is the representation of program known objects in Firm.
22 *  The primary concept of entities is to represent members of complex
23 *  types, i.e., fields and methods of classes.  As not all programming
24 *  language model all variables and methods as members of some class,
25 *  the concept of entities is extended to cover also local and global
26 *  variables, and arbitrary procedures.
27 *
28 *  An entity always specifies the type of the object it represents and
29 *  the type of the object it is a part of, the owner of the entity.
30 *  Originally this is the type of the class of which the entity is a
31 *  member.
32 *  The owner of local variables is the procedure they are defined in.
33 *  The owner of global variables and procedures visible in the whole
34 *  program is a universally defined class type "GlobalType".  The owner
35 *  of procedures defined in the scope of an other procedure is the
36 *  enclosing procedure.
37 *
38 *  In detail the datastructure entity has the following fields:
39 *
40 *  - ident *name:    Name of this entity as specified in the source code.
41 *                    Only unequivocal in conjuction with scope.
42 *  - ident *ld_name: Unique name of this entity, i.e., the mangled
43 *                    name.  E.g., for a class `A' with field `a' this
44 *                    is the ident for `A_a'.
45 *  - type *type:     The type of this entity, e.g., a method type, a
46 *                    basic type of the language or a class itself.
47 *  - type *owner:    The class this entity belongs to.  In case of local
48 *                    variables the method they are defined in.
49 *  - int offset:     Offset in bits for this entity.  Fixed when layout
50 *                    of owner is determined.
51 *  - ir_graph *irg:  If (type == method_type) this is the corresponding irg.
52 *                    The ir_graph constructor automatically sets this field.
53 *                    If (type != method_type) access of this field will cause
54 *                    an assertion.
55 */
56
57 # ifndef _ENTITY_H_
58 # define _ENTITY_H_
59
60 # include "ident.h"
61 # include "type.h"
62 # include "dbginfo.h"
63
64 # include "tr_inheritance.h"
65
66 /*-----------------------------------------------------------------*/
67 /* general                                                         */
68 /*-----------------------------------------------------------------*/
69
70 /** Initalize entity module. */
71 void init_entity (void);
72
73 /*-----------------------------------------------------------------*/
74 /* ENTITY                                                          */
75 /*-----------------------------------------------------------------*/
76
77 /* to resolve recursion between entity.h and irgraph.h */
78 #ifndef _IR_GRAPH_TYPEDEF_
79 #define _IR_GRAPH_TYPEDEF_
80 typedef struct ir_graph ir_graph;
81 #endif
82
83 /**
84  *
85  *   An abstract data type to represent program entites.
86  *
87  *   @param owner      A compound type this entity is a part of.
88  *   @param type       The type of this entity.
89  *   @param name       The string that represents this entity in the source program.
90  *   @param allocation A flag saying whether the entity is dynamically or statically
91  *              allocated (values: dynamic_allocated,  static_allocated,
92  *              automatic_allocated).
93  *   @param visibility A flag indicating the visibility of this entity (values: local,
94  *              external_visible,  external_allocated)
95  *   @param variability A flag indicating the variability of this entity (values:
96  *              uninitialized, initalized, part_constant, constant)
97  *   @param volatility @@@
98  *   @param offset     The offset of the entity within the compound object in bits.  Only set
99  *              if the owner in the state "layout_fixed".
100  *   @param overwrites A list of entities overwritten by this entity.  This list is only
101  *              existent if the owner of this entity is a class.  The members in
102  *              this list must be entities of super classes.
103  *   @param overwrittenby A list of entities that overwrite this entity.  This list is only
104  *              existent if the owner of this entity is a class.  The members in
105  *              this list must be entities of sub classes.
106  *   @param link       A void* to associate some additional information with the entity.
107  *   @param irg        If the entity is a method this is the ir graph that represents the
108  *              code of the method.
109  *   @param peculiarity The peculiarity of the entity.  If the entity is a method this
110  *              indicates whether the entity represents
111  *              a real method or whether it only exists to describe an interface.
112  *              In that case there nowhere exists code for this entity and this entity
113  *              is never dynamically used in the code.
114  *              Values: description, existent.  Default: existent.
115  *   @param visited   visited flag.  Master flag is type_visited.
116  *
117  *  @param These fields can only be accessed via access functions.
118  *
119  * @see  type
120  */
121
122 /* to resolve recursion between entity.h and type.h */
123 /** the type of an entity */
124 #ifndef _ENTITY_TYPEDEF_
125 #define _ENTITY_TYPEDEF_
126 typedef struct entity entity;
127 #endif
128
129 /**
130  * Creates a new entity.
131  *
132  * Automatically inserts the entity as a member of owner.
133  * Entity is automatic_allocated and uninitialize except if the type
134  * is type_method, then it is static_allocated and constant.  The constant
135  * value is a pointer to the method.
136  * Visibility is local, offset -1, and it is not volatile.
137  */
138 entity     *new_entity (type *owner, ident *name, type *tp);
139
140 /**
141  * Creates a new entity.
142  *
143  * Automatically inserts the entity as a member of owner.
144  * Entity is automatic_allocated and uninitialize except if the type
145  * is type_method, then it is static_allocated and constant.  The constant
146  * value is a pointer to the method.
147  * Visibility is local, offset -1, and it is not volatile.
148  */
149 entity     *new_d_entity (type *owner, ident *name, type *tp, dbg_info *db);
150
151 /**
152  * Copies the entity if the new_owner is different from the
153  * owner of the old entity,  else returns the old entity.
154  *
155  * Automatically inserts the new entity as a member of owner.
156  * Resets the overwrites/overwritten_by fields.
157  * Keeps the old atomic value.
158  *   @@@ Maybe we should change this.  If peculiarity of a method
159  *       is existent, we should add a new SymConst that points to
160  *       itself and not to the origin.  Right now we have to change
161  *       the peculiarity and then set a new atomic value by hand.
162  */
163 entity     *copy_entity_own (entity *old, type *new_owner);
164
165 /**
166  * Copies the entity if the new_name is different from the
167  * name of the old entity, else returns the old entity.
168  *
169  * Automatically inserts the new entity as a member of owner.
170  * The mangled name ld_name is set to NULL.
171  * Overwrites relation is copied from old.
172  */
173 entity     *copy_entity_name (entity *old, ident *new_name);
174
175 /**
176  * Frees the entity.
177  *
178  * The owner will still contain the pointer to this
179  * entity, as well as all other references!
180  */
181 void        free_entity (entity *ent);
182
183 /** Returns the name of an entity. */
184 const char *get_entity_name     (const entity *ent);
185
186 /** Returns the ident of an entity. */
187 ident      *get_entity_ident    (const entity *ent);
188
189 /** Returns the mangled name of the entity.
190  *
191  * If the mangled name is set it returns the existing name.
192  * Else it generates a name with mangle_entity()
193  * and remembers this new name internally.
194  */
195 ident      *get_entity_ld_ident (entity *ent);
196
197 /** Sets the mangled name of the entity. */
198 void        set_entity_ld_ident (entity *ent, ident *ld_ident);
199
200 /** Returns the mangled name of the entity as a string. */
201 const char *get_entity_ld_name (entity *ent);
202
203 /** Returns the owner of the entity. */
204 type       *get_entity_owner (entity *ent);
205
206 /** Sets the owner field in entity to owner.  Don't forget to add
207    ent to owner!! */
208 void        set_entity_owner (entity *ent, type *owner);
209
210 /** Asserts if the type owner is either a compound type or an array */
211 void assert_legal_owner_of_ent(type *owner);
212
213 /** Returns the type of an entity. */
214 type     *get_entity_type (entity *ent);
215
216 /** Sets the type of an entity. */
217 void      set_entity_type (entity *ent, type *tp);
218
219 /** The allocation type. */
220 typedef enum {
221   allocation_automatic, /**< The entity is allocated during runtime, implicitly
222                  as component of a compound type.   This is the default. */
223   allocation_parameter, /**< The entity is a parameter.  It is also automatic allocated.
224                  We distinguish the allocation of parameters from the allocation
225                  of local variables as their placement depends on the calling
226                  conventions. */
227   allocation_dynamic,   /**< The entity is allocated during runtime, explicitly
228                  by an Alloc node. */
229   allocation_static     /**< The entity is allocated statically.  We can use a
230                              Const as address of the entity. */
231 } ent_allocation;
232
233 /** Returns the allocation type of an entity. */
234 ent_allocation get_entity_allocation (const entity *ent);
235
236 /** Sets the allocation type of an entity. */
237 void           set_entity_allocation (entity *ent, ent_allocation al);
238
239 /** Return the name of the allocation type. */
240 const char *get_allocation_name(ent_allocation vis);
241
242 #if 0   // moved to type.h
243 /**
244  * This enumeration flags the visibility of entities.  This is necessary
245  * for partial compilation.
246  */
247 typedef enum {
248   visibility_local,              /**< The entity is only visible locally.  This is the default. */
249   visibility_external_visible,   /**< The entity is visible to other external program parts, but
250                           it is defined here.  It may not be optimized away.  The entity must
251                               be static_allocated. */
252   visibility_external_allocated  /**< The entity is defined and allocated externally.  This compilation
253                           must not allocate memory for this entity. The entity must
254                               be static_allocated.  This can also be an external defined
255                           method. */
256 } visibility;
257 #endif
258
259 /** Returns the visibility of an entity. */
260 visibility get_entity_visibility (const entity *ent);
261
262 /** Sets the visibility of an entity. */
263 void       set_entity_visibility (entity *ent, visibility vis);
264
265 /** Return the name of the visibility */
266 const char *get_visibility_name(visibility vis);
267
268 /** This enumeration flags the variability of entities. */
269 typedef enum {
270   variability_uninitialized,    /**< The content of the entity is completely unknown. */
271   variability_initialized,      /**< After allocation the entity is initalized with the
272                              value given somewhere in the entity. */
273   variability_part_constant,    /**< For entities of compound types.
274                                      The members of the entity are mixed constant,
275                                      initialized or uninitialized. */
276   variability_constant          /**< The entity is constant. */
277 } ent_variability;
278
279 /** Returns the variability of an entity. */
280 ent_variability get_entity_variability (const entity *ent);
281
282 /** Sets the variability of an entity. */
283 void            set_entity_variability (entity *ent, ent_variability var);
284
285 /** Return the name of the variablity. */
286 const char *get_variability_name(ent_variability var);
287
288 /** This enumeration flags the volatility of entities. */
289 typedef enum {
290   volatility_non_volatile,    /**< The entity is not volatile */
291   volatility_is_volatile      /**< The entity is volatile */
292 } ent_volatility;
293
294 /** Returns the volatility of an entity. */
295 ent_volatility get_entity_volatility (const entity *ent);
296
297 /** Sets the volatility of an entity. */
298 void           set_entity_volatility (entity *ent, ent_volatility vol);
299
300 /** Return the name of the volatility. */
301 const char *get_volatility_name(ent_volatility var);
302
303 /** This enumeration flags the stickyness of an entity. */
304 typedef enum {
305   stickyness_unsticky,          /**< The entity can be removed from
306                                    the program, unless contraindicated
307                                    by other attributes */
308   stickyness_sticky             /**< The entity must remain in the
309                                    program in any case */
310 } ent_stickyness;
311
312 /** Get the entity's stickyness */
313 ent_stickyness get_entity_stickyness(const entity *ent);
314
315 /** Set the entity's stickyness */
316 void      set_entity_stickyness(entity *ent, ent_stickyness stickyness);
317
318 /** Returns the offset of an entity (in a compound) in bytes. Only set if layout = fixed. */
319 int       get_entity_offset_bytes(const entity *ent);
320
321 /** Returns the offset of an entity (in a compound) in bits. Only set if layout = fixed. */
322 int       get_entity_offset_bits(const entity *ent);
323
324 /** Sets the offset of an entity (in a compound) in bytes. */
325 void      set_entity_offset_bytes(entity *ent, int offset);
326
327 /** Sets the offset of an entity (in a compound) in bits. */
328 void      set_entity_offset_bits(entity *ent, int offset);
329
330 /** Returns the stored intermediate information. */
331 void*   get_entity_link(const entity *ent);
332
333 /** Stores new intermediate information. */
334 void    set_entity_link(entity *ent, void *l);
335
336 /* -- Fields of method entities -- */
337 /** The entity knows the corresponding irg if the entity is a method.
338    This allows to get from a Call to the called irg.
339    Only entities of peculiarity "existent" can have a corresponding irg,
340    else the field is fixed to NULL.  (Get returns NULL, set asserts.) */
341 ir_graph *get_entity_irg(const entity *ent);
342 void      set_entity_irg(entity *ent, ir_graph *irg);
343
344 /** Return the peculiarity of an entity. */
345 peculiarity get_entity_peculiarity (const entity *ent);
346
347 /** Sets the peculiarity of an entity. */
348 void        set_entity_peculiarity (entity *ent, peculiarity pec);
349
350 /** Return the name of the peculiarity. */
351 const char *get_peculiarity_name(peculiarity var);
352
353 /* -- Representation of constant values of entites -- */
354 /** Returns true if the the node is representable as code on
355  *  const_code_irg. */
356 int      is_irn_const_expression(ir_node *n);
357 /* Set current_ir_graph to get_const_code_irg() to generate a constant
358    expression. */
359
360 /**
361  * Copies a firm subgraph that complies to the restrictions for
362  * constant expressions to current_block in current_ir_graph.
363  */
364 ir_node *copy_const_value(ir_node *n);
365
366 /* Set has no effect for existent entities of type method. */
367 ir_node *get_atomic_ent_value(entity *ent);
368 void     set_atomic_ent_value(entity *ent, ir_node *val);
369
370 /* The following type describes a path to a leave in the compound graph.
371    Node 0 in the path must be an entity of type tp given in the constructor.  If
372    the type of this element is compound, the path node 1 is an element of the type
373    of node 0 an so forth, until an entity of atomic type is reached. */
374 #ifndef _COMPOUND_GRAPH_PATH_TYPEDEF_
375 #define _COMPOUND_GRAPH_PATH_TYPEDEF_
376 typedef struct compound_graph_path compound_graph_path;
377 #endif /* _COMPOUND_GRAPH_PATH_TYPEDEF_ */
378 compound_graph_path *new_compound_graph_path(type *tp, int length);
379 int     is_compound_graph_path(void *thing);
380 void    free_compound_graph_path (compound_graph_path *gr);
381 int     get_compound_graph_path_length(compound_graph_path *gr);
382 entity *get_compound_graph_path_node(compound_graph_path *gr, int pos);
383 void    set_compound_graph_path_node(compound_graph_path *gr, int pos, entity *node);
384 int     get_compound_graph_path_array_index(compound_graph_path *gr, int pos);
385 void    set_compound_graph_path_array_index(compound_graph_path *gr, int pos, int index);
386
387 /** Checks whether the path up to pos is correct. If the path contains a NULL,
388  *  assumes the path is not complete and returns 'true'. */
389 int is_proper_compound_graph_path(compound_graph_path *gr, int pos);
390
391 /* A value of a compound entity is a pair of a value and the description of the
392    corresponding access path to the member of the compound.  */
393 void     add_compound_ent_value_w_path(entity *ent, ir_node *val, compound_graph_path *path);
394 void     set_compound_ent_value_w_path(entity *ent, ir_node *val, compound_graph_path *path, int pos);
395 /** Returns the number of constant values needed to initialize the entity.
396  *
397  *  Asserts if the entity has variability_uninitialized.
398  * */
399 int      get_compound_ent_n_values(entity *ent);
400 /** Returns a constant value given the position. */
401 ir_node *get_compound_ent_value(entity *ent, int pos);
402 /** Returns the access path for value at position pos. */
403 compound_graph_path *get_compound_ent_value_path(entity *ent, int pos);
404 /** Returns the position of a value with the given path.
405  *  The path must contain array indicees for all array element entities. */
406 int get_compound_ent_pos_by_path(entity *ent, compound_graph_path *path);
407 /** Returns a constant value given the access path.
408  *  The path must contain array indicees for all array element entities. */
409 ir_node *get_compound_ent_value_by_path(entity *ent, compound_graph_path *path);
410
411 /** Removes all constant entries where the path ends at value_ent. Does not
412    free the memory of the paths.  (The same path might be used for several
413    constant entities. */
414 void     remove_compound_ent_value(entity *ent, entity *value_ent);
415
416 /* Some languages support only trivial access paths, i.e., the member is a
417    direct, atomic member of the constant entities type. In this case the
418    corresponding entity can be accessed directly.  The following functions
419    allow direct access. */
420
421 /** generates a Path with length 1 */
422 void     add_compound_ent_value(entity *ent, ir_node *val, entity *member);
423
424 /** Returns the last member in the path */
425 entity  *get_compound_ent_value_member(entity *ent, int pos);
426
427 /** Sets the path at pos 0 */
428 void     set_compound_ent_value(entity *ent, ir_node *val, entity *member, int pos);
429
430 /** Inits the entity ent witch must be of a one dimensional
431    array type with the values given in the values array.
432    The array must have a lower and an upper bound.  Keeps the
433    order of values. Does not test whether the number of values
434    fits into the given array size.  Does not test whether the
435    values have the proper mode for the array. */
436 void set_array_entity_values(entity *ent, tarval **values, int num_vals);
437
438 /** Return the overall offset of value at position pos in bits.
439  *
440  * This requires that the layout of all concerned types is fixed.
441  *
442  * @param ent Any entity of compound type with at least pos initialization values.
443  * @param pos The position of the value for which the offset is requested.
444  */
445 int  get_compound_ent_value_offset_bits(entity *ent, int pos);
446
447 /** Return the overall offset of value at position pos in bytes.
448  *
449  * This requires that the layout of all concerned types is fixed.
450  * Asserts if bit offset is not byte aligned.
451  *
452  * @param ent Any entity of compound type with at least pos initialization values.
453  * @param pos The position of the value for which the offset is requested.
454  */
455 int  get_compound_ent_value_offset_bytes(entity *ent, int pos);
456
457 /** Compute the array indicees in compound graph paths of initialized entities.
458  *
459  * All arrays must have fixed lower and upper bounds.  One array can
460  * have an open upper bound.  If there are several open bounds, we do
461  * nothing.  There must be initializer elements for all array
462  * elements.  Uses the link field in the array element entities.  The
463  * array bounds must be representable as ints.
464  *
465  * @param ent Any entity.
466  */
467 void compute_compound_ent_array_indicees(entity *ent);
468
469 /** Sort the values of the compound entity by their overall offset.
470  *
471  * This requires that the layout of all concerned types is fixed.
472  * If the entity has no initialization information the method just
473  * returns.  This is needed to dump the entity in a backend.
474  *
475  * @param ent Any entity.
476  */
477 void sort_compound_ent_values(entity *ent);
478
479
480 /* --- Fields of entities with a class type as owner --- */
481 /* Overwrites is a field that specifies that an access to the overwritten
482    entity in the supertype must use this entity.  It's a list as with
483    multiple inheritance several enitites can be overwritten.  This field
484    is mostly useful for method entities.
485    If a Sel node selects an entity that is overwritten by other entities it
486    must return a pointer to the entity of the dynamic type of the pointer
487    that is passed to it.  Lowering of the Sel node must assure this.
488    Overwrittenby is the inverse of overwrites.  Both add routines add
489    both relations, they only differ in the order of arguments. */
490 void    add_entity_overwrites   (entity *ent, entity *overwritten);
491 int     get_entity_n_overwrites (entity *ent);
492 int     get_entity_overwrites_index(entity *ent, entity *overwritten);
493 entity *get_entity_overwrites   (entity *ent, int pos);
494 void    set_entity_overwrites   (entity *ent, int pos, entity *overwritten);
495 void    remove_entity_overwrites(entity *ent, entity *overwritten);
496
497 void    add_entity_overwrittenby   (entity *ent, entity *overwrites);
498 int     get_entity_n_overwrittenby (entity *ent);
499 int     get_entity_overwrittenby_index(entity *ent, entity *overwrites);
500 entity *get_entity_overwrittenby   (entity *ent, int pos);
501 void    set_entity_overwrittenby   (entity *ent, int pos, entity *overwrites);
502 void    remove_entity_overwrittenby(entity *ent, entity *overwrites);
503
504 /**
505  *   Checks whether a pointer points to an entity.
506  *
507  *   @param thing     an arbitrary pointer
508  *
509  *   @return
510  *       true if the thing is an entity, else false
511  */
512 int is_entity (const void *thing);
513
514 /** Returns true if the type of the entity is a primitive, pointer
515    enumeration or method type. */
516 int is_atomic_entity(entity *ent);
517 /** Returns true if the type of the entity is a class, structure,
518    array or union type. */
519 int is_compound_entity(entity *ent);
520
521 /** Returns true if ent1 and ent2 have are equal except for their owner.
522    Two entities are equal if
523     - they have the same type (the same C-struct)
524     - ...?
525 */
526 bool equal_entity(entity *ent1, entity *ent2);
527
528 /** Outputs a unique number for this entity if libfirm is compiled for
529    debugging, (configure with --enable-debug) else returns 0. */
530 long get_entity_nr(entity *ent);
531
532 /** Returns the entitys visited count. */
533 unsigned long get_entity_visited(entity *ent);
534
535 /** Sets the entitys visited count. */
536 void        set_entity_visited(entity *ent, unsigned long num);
537
538 /** Sets visited field in entity to entity_visited. */
539 void        mark_entity_visited(entity *ent);
540
541 /** Returns true if this entity was visited. */
542 bool        entity_visited(entity *ent);
543
544 /** Returns true if this entity was not visited. */
545 bool        entity_not_visited(entity *ent);
546
547 /**
548  * @page unknown_entity
549  *
550  *  This entity is an auxiliary entity dedicated to support analyses.
551  *
552  *  The unknown entity represents that there could be an entity, but it is not
553  *  known.  This entity can be used to initialize fields before an analysis (not known
554  *  yet) or to represent the top of a lattice (could not be determined).  There exists
555  *  exactly one entity unknown. This entity has as owner and as type the unknown type. It is
556  *  allocated when initializing the entity module.
557  *
558  *  The entity can take the role of any entity, also methods.  It returns default
559  *  values in these cases.
560  *
561  *  The following values are set:
562  *    name          = "unknown_entity"
563  *    ld_name       = "unknown_entity"
564  *    owner         = unknown_type
565  *    type          = unknown_type
566  *    visibility    = visibility_external_allocated
567  *    offset        = -1
568  *    variability   = variability_uninitialized
569  *    value         = SymConst(unknown_entity)
570  *    values        = NULL
571  *    val_paths     = NULL
572  *    peculiarity   = peculiarity_existent
573  *    volatility    = volatility_non_volatile
574  *    stickyness    = stickyness_unsticky
575  *    ld_name       = NULL
576  *    overwrites    = NULL
577  *    overwrittenby = NULL
578  *    irg           = NULL
579  *    link          = NULL
580  *
581  */
582 /* A variable that contains the only unknown entity. */
583 extern entity *unknown_entity;
584 /* Returns the unknown entity */
585 entity *get_unknown_entity(void);
586
587 # endif /* _ENTITY_H_ */