0f2afbcd9c15dbe41a961d914a7ed5cb7b38c054
[libfirm] / ir / tr / type.h
1 /****h* libfirm/type6 2002/03/19 13:08:33
2  *
3  * NAME
4  *   file type.h - datastructure to hold type information.
5  * COPYRIGHT
6  *  (C) 2001 by Universitaet Karlsruhe
7  * AUTHORS
8  *  Goetz Lindenmaier
9  *
10  * NOTES
11  *  This module supplies a datastructure to represent all types
12  *  known in the compiled program.  This includes types specified
13  *  in the program as well as types defined by the language.  In the
14  *  view of the intermediate representation there is no difference
15  *  between these types.
16  *
17  *  There exist several kinds of types, arranged by the structure of
18  *  the type.  A type is described by a set of attributes.  Some of
19  *  these attributes are common to all types, others depend on the
20  *  kind of the type.
21  *
22  *  Types are different from the modes defined in irmode:  Types are
23  *  on the level of the programming language, modes at the level of
24  *  the target processor.
25  *
26  * SEE ALSO
27  *   tpop.h
28  *****
29  */
30
31 /* $Id$ */
32
33 # ifndef _TYPE_H_
34 # define _TYPE_H_
35
36 # include "tpop.h"
37 # include "common.h"
38 # include "ident.h"
39 # include "irmode.h"
40 # include "bool.h"
41
42
43 #ifndef _ENTITY_TYPEDEF_
44 #define _ENTITY_TYPEDEF_
45 /* to resolve recursion between entity.h and type.h */
46 typedef struct entity entity;
47 #endif
48
49 #ifndef _IR_NODE_TYPEDEF_
50 #define _IR_NODE_TYPEDEF_
51 typedef struct ir_node ir_node;
52 #endif
53
54 /****s* type/type
55  *
56  * NAME
57  *   type - An abstract data type to represent types.
58  * NOTE
59  *  This is the abstract data type with which any type known in the
60  *  compiled program can be represented.  This includes types specified
61  *  in the program as well as types defined by the language.  In the
62  *  view of the intermediate representation there is no difference
63  *  between these types.
64  *
65  *  There exist several kinds of types, arranged by the structure of
66  *  the type.  These are distinguished by a type opcode.
67  *  A type is described by a set of attributes.  Some of these attributes
68  *  are common to all types, others depend on the kind of the type.
69  *
70  *  The following describes the common attributes.  They can only be
71  *  accessed by the functions given below.
72  *
73  * ATTRIBUTES
74  *  The common fields are:
75  *
76  *  firm_kind    A firm_kind tag containing k_type.  This is useful
77  *               for dynamically checking whether a node is a type node.
78  *  type_op      A tp_op specifying the kind of the type.
79  *  mode         The mode to be used to represent the type on a machine.
80  *               @@@ maybe not global field??
81  *  name         An identifier specifying the name of the type.  To be
82  *               set by the frontend.
83  *  size         The size of the type, i.e. an entity of this type will
84  *               occupy size bytes in memory.  In several cases this is
85  *               determined when fixing the layout of this type (class,
86  *               struct, union, array, enumeration).
87  *  state        The state of the type.  The state represents whether the
88  *               layout of the type is undefined or fixed (values: layout_undefined
89  *               or layout_fixed).  Compound types can have an undefined
90  *               layout.  The layout of the basic types primitive and pointer
91  *               is always layout_fixed.  If the layout of
92  *               compound types is fixed all entities must have an offset
93  *               and the size of the type must be set.
94  *               A fixed layout for enumeration types means that each enumeration
95  *               is associated with an implementation value.
96  *  visit        A counter for walks of the type information.
97  *  link         A void* to associate some additional information with the type.
98  *
99  *  These fields can only be accessed via access functions.
100  *
101  *  Depending on the value of type_op, i.e., depending on the kind of the
102  *  type the adt contains further attributes.  These are documented below.
103  * SEE ALSO
104  *   class, struct, method, union, array, enumeration, pointer, primitive
105  * SOURCE
106  */
107 typedef struct type type;
108
109 # include "type_or_entity.h"
110
111 void*       get_type_link(type *tp);
112 void        set_type_link(type *tp, void *l);
113 tp_op*      get_type_tpop(type *tp);
114 ident*      get_type_tpop_nameid(type *tp);
115 const char* get_type_tpop_name(type *tp);
116 tp_opcode   get_type_tpop_code(type *tp);
117
118 /* Returns NULL for all non atomic types. */
119 ir_mode*    get_type_mode(type *tp);
120 /* Only has an effect on primitive and enumeration types */
121 void        set_type_mode(type *tp, ir_mode* m);
122
123 ident*      get_type_ident(type *tp);
124 void        set_type_ident(type *tp, ident* id);
125 const char* get_type_name(type *tp);
126
127 int         get_type_size(type *tp);
128 /* For primitives, enumerations, pointer and method types the size
129    is always fixed. This call is legal but has no effect. */
130 void        set_type_size(type *tp, int size);
131
132 typedef enum {
133   layout_undefined,    /* The layout of this type is not defined.
134                           Address computation to access fields is not
135                           possible, fields must be accessed by Sel nodes.
136                           This is the default value except for pointer and
137                           primitive types. */
138   layout_fixed         /* The layout is fixed, all component/member entities
139                           have an offset assigned.  Size of the type is known.
140                           Arrays can be accessed by explicit address
141                           computation. Default for pointer and primitive types.
142                        */
143 } type_state;
144
145 type_state  get_type_state(type *tp);
146 /* For primitives, pointer and method types the layout is always fixed.
147    This call is legal but has no effect. */
148 void        set_type_state(type *tp, type_state state);
149
150 unsigned long get_type_visited(type *tp);
151 void        set_type_visited(type *tp, unsigned long num);
152 /* Sets visited field in type to type_visited. */
153 void        mark_type_visited(type *tp);
154 /*****/
155
156 /****v* type/visited
157  *
158  * NAME
159  *   type_visited -  visited flag to traverse the type information
160  * PURPOSE
161  *   Increase this flag by one before traversing the type information.
162  *   Mark type nodes as visited by set_type_visited(type, type_visited).
163  *   Check whether node was already visited by comparing get_type_visited(type)
164  *   and type_visited.
165  *   Or use the function to walk all types.
166  * SEE ALSO
167  *   typewalk
168  * SOURCE
169  */
170 extern unsigned long type_visited;
171 /*****/
172
173 /****f* type/is_type
174  *
175  * NAME
176  *   is_type - Checks whether a pointer points to a type.
177  * SYNOPSIS
178  *   bool is_type            (void *thing);
179  * INPUTS
180  *   thing - a pointer
181  * RESULT
182  *   true if the thing is a type, else false
183  ***
184  */
185 int is_type            (void *thing);
186
187 /****** type/class
188  * NAME
189  *  Representation of a class type.
190  * NOTE
191  *  If the type opcode is set to type_class the type represents class
192  *  types.  A list of fields and methods is associated with a class.
193  *  Further a class can inherit from and bequest to other classes.
194  *  @@@ value class???
195  * ATTRIBUTES
196  *  The following attributes are private to this type kind.
197  *  member     All entities belonging to this class.  This are methode entities
198  *             which have type_method or fields that can have any of the
199  *             following type kinds: type_class, type_struct, type_union,
200  *             type_array, type_enumeration, type_pointer, type_primitive.
201  *
202  *  subtypes   A list of direct subclasses.
203  *
204  *  supertypes A list of direct superclasses.
205  *
206  *  These are dynamic lists that can be grown with an "add_" function,
207  *  but not shrinked.
208  *
209  *  peculiarity The peculiarity of this class.  If the class is of peculiarity
210  *             "description" it only is a description of requirememts to a class,
211  *             as, e.g., a Java interface.  The class will never be allocated.
212  *             Peculiatity inherited is only possible for entities.  An entity
213  *             is of peculiarity inherited if the compiler generated the entity
214  *             to explicitly resolve inheritance.  An inherited method entity has
215  *             no value for irg.
216  *             Values: description, existent, inherited.  Default: existent.
217  *
218  * SOURCE
219  */
220 /* create a new class type */
221 type   *new_type_class (ident *name);
222
223 /** manipulate private fields of class type  **/
224 /* Adds the entity as member of the class.  */
225 void    add_class_member   (type *clss, entity *member);
226 /* Returns the number of members of this class. */
227 int     get_class_n_member (type *clss);
228 /* Returns the member at position pos, 0 <= pos < n_member */
229 entity *get_class_member   (type *clss, int pos);
230 /* Overwrites the member at position pos, 0 <= pos < n_member with
231    the passed entity. */
232 void    set_class_member   (type *clss, entity *member, int pos);
233 /* Replaces complete member list in class type by the list passed.  Copies the
234    list passed. This function is necessary to reduce the number of members.
235    members is an array of entities, num the size of this array.  Sets all
236    owners of the members passed to clss. */
237 void    set_class_members  (type *clss, entity **members, int arity);
238 /* Finds member in the list of members and overwrites it with NULL
239  @@@ Doesn't work properly. */
240 void    remove_class_member(type *clss, entity *member);
241
242
243 /* Adds subtype as subtype to clss.
244    Checks whether clss is a supertype of subtype.  If not
245    adds also clss as supertype to subtype.  */
246 void    add_class_subtype   (type *clss, type *subtype);
247 /* Returns the number of subtypes */
248 int     get_class_n_subtype (type *clss);
249 /* Gets the subtype at position pos, 0 <= pos < n_subtype. */
250 type   *get_class_subtype   (type *clss, int pos);
251 /* Sets the subtype at positioin pos, 0 <= pos < n_subtype.  Does not
252    set the corresponding supertype relation for subtype: this might
253    be a different position! */
254 void    set_class_subtype   (type *clss, type *subtype, int pos);
255 /* Finds subtype in the list of subtypes and overwrites it with NULL
256  @@@ Doesn't work properly. */
257 void    remove_class_subtype(type *clss, type *subtype);
258
259
260 /* Adds supertype as supertype to class.
261    Checks whether clss is a subtype of supertype.  If not
262    adds also clss as subtype to supertype.  */
263 void    add_class_supertype   (type *clss, type *supertype);
264 /* Returns the number of supertypes */
265 int     get_class_n_supertype (type *clss);
266 /* Gets the supertype at position pos,  0 <= pos < n_supertype. */
267 type   *get_class_supertype   (type *clss, int pos);
268 /* Sets the supertype at postition pos, 0 <= pos < n_subtype.  Does not
269    set the corresponding subtype relation for supertype: this might
270    be a different position! */
271 void    set_class_supertype   (type *clss, type *supertype, int pos);
272 /* Finds supertype in the list of supertypes and overwrites it with NULL
273  @@@ Doesn't work properly. */
274 void    remove_class_supertype(type *clss, type *supertype);
275
276 /* This enumeration flags the peculiarity of entities and types. */
277 typedef enum peculiarity {
278   description,     /* Represents only a description.  The entity/type is never
279                       allocated, no code/data exists for this entity/type. */
280   inherited,       /* Describes explicitly that other entities are inherited
281                           to the owner of this entity.  Overwrites must refer to
282                           at least one other entity.  If this is a method entity
283                           there exists no irg for this entity, only for one of
284                           the overwritten ones. */
285   existent         /* The entity/type (can) exist. */
286 } peculiarity;
287
288 /* The peculiarity of the class.  The enumeration peculiarity is defined
289    in entity.h */
290 inline peculiarity get_class_peculiarity (type *clss);
291 inline void        set_class_peculiarity (type *clss, peculiarity pec);
292
293 /* Set and get a class' dfn */
294 void set_class_dfn (type*, int);
295 int  get_class_dfn (type*);
296
297 /* typecheck */
298 bool    is_class_type(type *clss);
299 /*****/
300
301 /****** type/struct
302  * NAME
303  *  Representation of a struct type.
304  * NOTE
305  *  Type_strct represents aggregate types that consist of a list
306  *  of fields.
307  * ATTRIBUTES
308  *  member   All entities belonging to this class.  This are the fields
309  *           that can have any of the following types:  type_class,
310  *           type_struct, type_union, type_array, type_enumeration,
311  *           type_pointer, type_primitive.
312  *           This is a dynamic list that can be grown with an "add_" function,
313  *           but not shrinked.
314  *           This is a dynamic list that can be grown with an "add_" function,
315  *           but not shrinked.
316  * SOURCE
317  */
318 /* create a new type struct */
319 type   *new_type_struct (ident *name);
320
321 /* manipulate private fields of struct */
322 void    add_struct_member   (type *strct, entity *member);
323 int     get_struct_n_member (type *strct);
324 entity *get_struct_member   (type *strct, int pos);
325 void    set_struct_member   (type *strct, int pos, entity *member);
326 /* Finds member in the list of memberss and overwrites it with NULL
327  @@@ Doesn't work properly. */
328 void    remove_struct_member (type *strct, entity *member);
329
330 /* typecheck */
331 bool    is_struct_type(type *strct);
332 /*****/
333
334 /****** type/method
335  * NAME
336  *  Representation of a method type.
337  * NOTE
338  *  A method type represents a method, function or procedure type.
339  *  It contains a list of the parameter and result types, as these
340  *  are part of the type description.  These lists should not
341  *  be changed by a optimization, as a change creates a new method
342  *  type.  Therefore optimizations should allocated new method types.
343  *  The set_ routines are only for construction by a frontend.
344  * ATTRIBUTES
345  *  n_params    Number of parameters to the procedure.
346  *              A procedure in FIRM has only call by value parameters.
347  *
348  *  param_type  A list with the types of parameters.  This list is ordered.
349  *              The nth type in this list corresponds to the nth element
350  *              in the parameter tuple that is a result of the start node.
351  *              (See ircons.h for more information.)
352  *
353  *  n_res       The number of results of the method.  In general, procedures
354  *              have zero results, functions one.
355  *
356  *  res_type    A list with the types of parameters.  This list is ordered.
357  *              The nth type in this list corresponds to the nth input to
358  *              Return nodes.  (See ircons.h for more information.)
359  * SOURCE
360  */
361
362 /* Create a new method type.
363    N_param is the number of parameters, n_res the number of results.
364    The arrays for the parameter and result types are not initialized by
365    the constructor. */
366 type *new_type_method (ident *name, int n_param, int n_res);
367
368 /* manipulate private fields of method. */
369 int   get_method_n_params  (type *method);
370 type *get_method_param_type(type *method, int pos);
371 void  set_method_param_type(type *method, int pos, type* type);
372
373 int   get_method_n_res   (type *method);
374 type *get_method_res_type(type *method, int pos);
375 void  set_method_res_type(type *method, int pos, type* type);
376
377 /* typecheck */
378 bool  is_method_type     (type *method);
379 /*****/
380
381 /****** type/union
382  * NAME
383  *   Representation of a union type.
384  * NOTE
385  *   The union type represents union types.
386  * ATTRIBUTES
387  *   n_types        Number of unioned types.
388  *   members        Entities for unioned types.  Fixed length array.
389  *                  This is a dynamic list that can be grown with an "add_" function,
390  *                  but not shrinked.
391  * SOURCE
392  */
393 /* create a new type union  */
394 type   *new_type_union (ident *name);
395
396 /* manipulate private fields of struct */
397 int     get_union_n_members      (type *uni);
398 void    add_union_member (type *uni, entity *member);
399 entity *get_union_member (type *uni, int pos);
400 void    set_union_member (type *uni, int pos, entity *member);
401 /* Finds member in the list of members and overwrites it with NULL
402    @@@ Doesn't work properly. */
403 void    remove_union_member (type *uni, entity *member);
404
405 /* typecheck */
406 bool    is_union_type          (type *uni);
407 /*****/
408
409 #if 0
410 /* We don't need these if the union has entities, which it now
411    does. The entities are necessary for the analysis algorithms. */
412 type  *get_union_unioned_type (type *uni, int pos);
413 void   set_union_unioned_type (type *uni, int pos, type *type);
414
415 ident *get_union_delim_nameid (type *uni, int pos);
416 const char *get_union_delim_name (type *uni, int pos);
417 void   set_union_delim_nameid (type *uni, int pos, ident *id);
418 #endif
419
420 /****** type/array
421  * NAME
422  *   Representation of an array type.
423  * NOTE
424  *   The array type represents rectangular multi dimensional arrays.
425  *   The constants representing the bounds must be allocated to
426  *   get_const_code_irg() by setting current_ir_graph accordingly.
427  * ATTRIBUTES
428  *   n_dimensions     Number of array dimensions.
429  *   *lower_bound     Lower bounds of dimensions.  Usually all 0.
430  *   *upper_bound     Upper bounds or dimensions.
431  *   *element_type    The type of the array elements.
432  *   *element_ent     An entity for the array elements to be used for
433  *                    element selection with Sel.
434  *                    @@@ Do we need several entities?  One might want
435  *                    to select a dimension and not a single element in
436  *                    case of multidim arrays.
437  * SOURCE
438  */
439 /* create a new type array --
440    Sets n_dimension to dimension and all dimension entries to NULL.
441    Initializes order to the order of the dimensions.
442    Entity for array elements is built automatically.
443    Set dimension sizes after call to constructor with set_* routines. */
444 type *new_type_array         (ident *name, int n_dimensions,
445                                                           type *element_type);
446
447 /* manipulate private fields of array type */
448 int   get_array_n_dimensions (type *array);
449 /* Allocates Const nodes of mode_I for the array dimensions */
450 void  set_array_bounds_int   (type *array, int dimension, int lower_bound,
451                                                           int upper_bound);
452 void  set_array_bounds       (type *array, int dimension, ir_node *lower_bound,
453                                                           ir_node *upper_bound);
454 void  set_array_lower_bound  (type *array, int dimension, ir_node *lower_bound);
455 void  set_array_lower_bound_int (type *array, int dimension, int lower_bound);
456 void  set_array_upper_bound  (type *array, int dimension, ir_node *upper_bound);
457 ir_node * get_array_lower_bound  (type *array, int dimension);
458 ir_node * get_array_upper_bound  (type *array, int dimension);
459
460 void set_array_order (type *array, int dimension, int order);
461 int  get_array_order (type *array, int dimension);
462
463 void  set_array_element_type (type *array, type *type);
464 type *get_array_element_type (type *array);
465
466 void  set_array_element_entity (type *array, entity *ent);
467 entity *get_array_element_entity (type *array);
468
469 /* typecheck */
470 bool   is_array_type         (type *array);
471 /*****/
472
473 /****** type/enumeration
474  * NAME
475  *  Representation of an enumeration type.
476  * NOTE
477  *  Enumeration types need not necessarily be represented explicitly
478  *  by Firm types, as the frontend can lower them to integer constants as
479  *  well.  For debugging purposes or similar tasks this information is useful.
480  * ATTRIBUTES
481  *   *enum           The target values representing the constants used to
482  *                   represent individual enumerations.
483  *   *enum_nameid    Idents containing the source program name of the enumeration
484  *                   constants
485  *
486 *****
487 */
488 /* create a new type enumeration -- set the enumerators independently */
489 type   *new_type_enumeration    (ident *name, int n_enums);
490
491 /* manipulate fields of enumeration type. */
492 int     get_enumeration_n_enums (type *enumeration);
493
494 void    set_enumeration_enum    (type *enumeration, int pos, tarval *con);
495 tarval *get_enumeration_enum    (type *enumeration, int pos);
496
497 void    set_enumeration_nameid  (type *enumeration, int pos, ident *id);
498 ident  *get_enumeration_nameid  (type *enumeration, int pos);
499 const char *get_enumeration_name(type *enumeration, int pos);
500
501 /* typecheck */
502 bool    is_enumeration_type     (type *enumeration);
503 /*****/
504
505 /****** type/pointer
506  * NAME
507  *   Representation of a pointer type.
508  * NOTE
509  *   Pointer types.
510  * ATTRIBUTES
511  *   points_to       The type of the entity this pointer points to.
512  * SOURCE
513  */
514 /* Create a new type pointer */
515 type *new_type_pointer           (ident *name, type *points_to);
516
517 /* manipulate fields of type_pointer */
518 void  set_pointer_points_to_type (type *pointer, type *type);
519 type *get_pointer_points_to_type (type *pointer);
520
521 /* typecheck */
522 bool  is_pointer_type            (type *pointer);
523 /*****/
524
525 /****** type/primitive
526  * NAME
527  *   Representation of a primitive type.
528  * NOTE
529  *   Primitive types are types that represent indivisible data values that
530  *   map directly to modes.  They don't have a private attribute.  The
531  *   important information they carry is held in the common mode field.
532  * SOURCE
533 */
534 /* create a new type primitive */
535 type *new_type_primitive (ident *name, ir_mode *mode);
536
537 /* typecheck */
538 bool  is_primitive_type  (type *primitive);
539 /*****/
540
541
542
543 /****f* type/is_atomic_type
544  *
545  * NAME
546  *   is_atomic_type - Checks whether a type is atomic.
547  * SYNOPSIS
548  *   int is_atomic_type(type *tp);
549  * INPUTS
550  *   tp - any type
551  * RESULT
552  *   true if type is primitive, pointer or enumeration
553  ***
554  */
555 int is_atomic_type(type *tp);
556
557 /****f* type/is_compound_type
558  *
559  * NAME
560  *   is_compound_type - Checks whether a type is compound.
561  * SYNOPSIS
562  *   int is_compound_type(type *tp)
563  * INPUTS
564  *   tp - any type
565  * RESULT
566  *   true if the type is class, structure, union or array type.
567  ***
568  */
569 int is_compound_type(type *tp);
570
571 # endif /* _TYPE_H_ */