9154fbf1c530bca9c443b69942921e67257b955d
[libfirm] / ir / tr / type.h
1 /* Copyright (C) 1998 - 2000 by Universitaet Karlsruhe
2 ** All rights reserved.
3 **
4 ** Authors: Martin Trapp, Christian Schaefer &
5 **          Goetz Lindenmaier
6 **
7
8 @@@@@@@  Improve documentation: distinguish fields that are
9 set by the frontend and contain knowledge specified by the source
10 program from fields containing information derived by analysis/optimization
11 or lowering phases.
12
13
14 **  type.h: datastructures to hold type information.
15 **
16 **  This module supplies datastructures to represent all types
17 **  known in the compiled program.  This includes types specified
18 **  in the program as well as types defined by the language.  In the
19 **  view of the intermediate representation there is no difference
20 **  between these types.
21 **  Types are different from the modes defined in irmode:  Types are
22 **  on the level of the programming language, modes at the level of
23 **  the target processor.
24 **
25 **
26 **  General datastructure
27 **  =====================
28 **
29 **  Firm distinguishes several different type constructs.  These are
30 **  implemented as structs.  A union of the individual structs constructs
31 **  the firm node "type".
32 **
33 **  All type constructs have the following fields:
34 **
35 **  kind         A firm_kind tag containing k_type_class.  This is useful
36 **               for dynamically checking the sort of a type.  Automatically
37 **               generated.
38 **
39 **  name         An identifier specifying the type name.  Set by the frontend.
40 **
41 **  visit        A counter for walks of the type information.
42 **
43 **
44 **  General functionality
45 **  =====================
46 **
47 **  is_type(t)   Returns true if t is a type node, else false.
48 **
49 **
50 **  type_class
51 **  ==========
52 **
53 **  Type_class represents class types.  A list of fields and
54 **  methods is associated with a class.  Further a class can
55 **  inherit from and bequest to other classes.
56 **
57 **  fields:
58 **  -------
59 **
60 **  **member     All entities belonging to this class.  This are methodes
61 **               which have type_method or fields that can have any of the
62 **               following types: k_type_class, k_type_strct, k_type_union,
63 **               k_type_array, k_type_enumeration, k_type_pointer, k_type_primitive.
64 **
65 **  **subtypes   A list of direct subclasses.
66 **
67 **  **supertypes A list of direct superclasses.
68 **
69 **
70 **  type_strct
71 **  ==========
72 **
73 **  Type_strct represents aggregate types that consist of a list
74 **  of fields.
75 **
76 **  fields:
77 **  -------
78 **
79 **  **member     All entities belonging to this class.  This are the fields
80 **               that can have any of the following types:  k_type_class,
81 **               k_type_strct, k_type_union, k_type_array, k_type_enumeration,
82 **               k_type_pointer, k_type_primitive.
83 **
84 **  type_method
85 **  ===========
86 **
87 **  Type_method represents method, function and procedure types.
88 **
89 **  fields:
90 **  -------
91 **
92 **  arity        Number of parameters to the procedure. @@@ better n_params
93 **               A procedure in FIRM has only call by value parameters.
94 **
95 **  **param_type A list with the types of parameters.  This list is ordered.
96 **               The nth type in this list corresponds to the nth element
97 **               in the parameter tuple that is a result of the start node.
98 **               (See ircons.h for more information.)
99 **
100 **  n_res        The number of results of the method.  In general, procedures
101 **               have zero results, functions one.
102 **
103 **  **res_type   A list with the types of parameters.  This list is ordered.
104 **               The nth type in this list corresponds to the nth input to
105 **               Return nodes.  (See ircons.h for more information.)
106 **
107 **
108 **  type_union
109 **  ==========
110 **
111 **  Type_union represents union types.
112 **
113 **  fields:
114 **  -------
115 **
116 **  **unioned_type   A list of unioned types.
117 **
118 **
119 **  type_array
120 **  ==========
121 **
122 **  Type_array represents rectangular multi dimensional arrays.
123 **
124 **  fields:
125 **  -------
126 **
127 **  n_dimensions     Number of array dimensions.
128 **
129 **  *lower_bound     Lower bounds of dimensions.  Mostly all 0.
130 **
131 **  *upper_bound     Upper bounds or dimensions.
132 **
133 **  *element_type    The type of the array elements.
134 **
135 **
136 **  type_enumeration
137 **  ================
138 **
139 **  Enumeration types.  These need not necessarily be represented explicitly
140 **  by Firm types, as the frontend can lower them to integer constants as
141 **  well.  For debugging purposes or similar tasks this information is useful.
142 **
143 **  fields:
144 **  -------
145 **
146 **  **enum           The target values representing the constants used to
147 **                   represent individual enumerations.
148 **
149 **  **enum_name      Idents containing the source program name of the enumeration
150 **                   constants
151 **
152 **  type_pointer
153 **  ============
154 **
155 **  Pointer types.
156 **
157 **  fields:
158 **  -------
159 **
160 **  *mode            The mode used to implement a pointer.  @@@ So far this field
161 **                   is constant and set to mode_P.  Maybe we will move this
162 **                   to a global constant (irprog), or are there processors
163 **                   that require a set of different pointer modes?
164 **
165 **  *points_to       The type of the entity this pointer points to.
166 **
167 **  type_primitive
168 **  ==============
169 **
170 **  Primitive types are types that represent indivisible data values that
171 **  map directly to modes.
172 **
173 **  fields:
174 **  -------
175 **
176 **  mode             The mode to be used for this type.
177 **
178 */
179
180 # ifndef _TYPE_H_
181 # define _TYPE_H_
182
183 # include "common.h"
184 # include "ident.h"
185 # include "irmode.h"
186 /*CS*/
187 //# include "entity.h"
188
189 #ifndef _ENTITY_TYPEDEF_
190 #define _ENTITY_TYPEDEF_
191 /* to resolve recursion between entity.h and type.h */
192 typedef struct entity entity;
193 #endif
194
195 /* for recursive type definiton */
196 //#ifndef _TYPE_TYPEDEF_
197 //#define _TYPE_TYPEDEF_
198 /* to resolve recursion between entity.h and irgraph.h */
199 typedef union type type;
200 //#endif
201
202
203 /* visited flag to traverse the type information */
204 extern unsigned long type_visited;
205
206 /*******************************************************************/
207 /** TYPE_CLASS                                                    **/
208 /*******************************************************************/
209
210 typedef struct type_class type_class;
211
212 struct type_class {
213   firm_kind kind;
214   ident *name;             /* needs list with it's entities
215                               does it really??
216                               Entities can be added during their creation. */
217   struct entity **members;        /* to represent inheritance */
218   type_class **subtypes;   /* direct subtypes */
219   type_class **supertypes; /* direct supertypes */
220   unsigned long visit;     /* visited counter for walks of
221                               the type information */
222 };
223
224
225 /* create a new type_class */
226 type_class *new_type_class (ident *name);
227
228 /* manipulate fields of type_class */
229
230 const char  *get_class_name  (type_class *class);
231 ident *get_class_ident (type_class *class);
232
233 /* Not necessary now!
234 void   set_class_name  (type_class *class, char *name);
235 void   set_class_ident (type_class *class, ident* ident);
236 */
237
238 void add_class_member (type_class *class, entity *member);
239 entity *get_class_member (type_class *class, int pos);
240 void set_class_member (type_class *class, entity *member, int pos);
241 int get_class_n_member (type_class *class);
242
243 void add_class_subtype (type_class *class,  type_class *subtype);
244 type_class *get_class_subtype (type_class *class, int pos);
245 void set_class_subtype (type_class *class, type_class *subtype, int pos);
246 int get_class_n_subtype (type_class *class);
247
248 void add_class_supertype (type_class *class, type_class *supertype);
249 type_class *get_class_supertype (type_class *class, int pos);
250 void set_class_supertype (type_class *class, type_class *supertype, int pos);
251 int get_class_n_supertype (type_class *class);
252
253 /*******************************************************************/
254 /** TYPE_STRCT                                                   **/
255 /*******************************************************************/
256
257 typedef struct {
258   firm_kind kind;
259   ident *name;
260   entity **members;
261   unsigned long visit;     /* visited counter for walks of the type information */
262 } type_strct;
263
264
265 /* create a new type_strct */
266 type_strct *new_type_strct (ident *name);
267
268 /* manipulate fields of type_strct */
269 const char  *get_strct_name  (type_strct *strct);
270 ident *get_strct_ident (type_strct *strct);
271
272 int get_strct_n_member (type_strct *strct);
273 void  add_strct_member (type_strct *strct, entity *member);
274 entity *get_strct_member (type_strct *strct, int pos);
275 void set_strct_member (type_strct *strct, int pos, entity *member);
276
277 /*
278 void   set_strct_name  (type_strct *strct, char *name);
279 void   set_strct_ident (type_strct *strct, ident* ident);
280 */
281
282
283 /*******************************************************************/
284 /** TYPE_METHOD                                                   **/
285 /*******************************************************************/
286
287 typedef struct {
288   firm_kind kind;
289   ident *name;         /* Name of the method type.  Usually method
290                           types are not explicitly named (but the entity). */
291   int arity;           /* number of parameters, better n_params */
292   type **param_type;   /* code generation needs this information.
293                           Should it be generated by the frontend,
294                           or does this impose unnecessary work for
295                           optimizations that change the parameters of
296                           methods? */
297   int n_res;           /* number of results */
298   type **res_type;     /* array with result types */
299   unsigned long visit; /* visited counter for walks of the type information */
300 } type_method;
301
302 /* create a new type_method
303    arity is number of parameters. */
304 type_method *new_type_method (ident *name, int arity, int n_res);
305
306 /* manipulate fields of type_method */
307 const char  *get_method_name  (type_method *method);
308 ident *get_method_ident (type_method *method);
309 /*
310 void   set_method_name  (type_method *method, char *name);
311 void   set_method_ident (type_method *method, ident* ident); */
312
313 inline int   get_method_arity (type_method *method);
314 inline void  set_method_arity (type_method *method, int arity);
315 inline type *get_method_param_type(type_method *method, int pos);
316 inline void  set_method_param_type(type_method *method, int pos, type* type);
317
318 inline int   get_method_n_res (type_method *method);
319 inline void  set_method_n_res (type_method *method, int n_res);
320 inline type *get_method_res_type(type_method *method, int pos);
321 inline void  set_method_res_type(type_method *method, int pos, type* type);
322
323
324 /*******************************************************************/
325 /** TYPE_UNION                                                    **/
326 /*******************************************************************/
327
328 typedef struct {
329   firm_kind kind;
330   ident *name;             /* do I need a name? */
331   int n_types;
332   /* type **unioned_type;    ... or something like that? */
333   unsigned long visit;     /* visited counter for walks of the type information */
334 } type_union;
335
336 /* create a new type_union -- set unioned types by hand. */
337 type_union *new_type_union (ident *name, int n_types);
338
339 /* manipulate fields of type_union */
340 const char  *get_union_name  (type_union *uni);
341 ident *get_union_ident (type_union *uni);
342 /*
343 void   set_union_name  (type_union *union, char *name);
344 void   set_union_ident (type_union *union, ident* ident);
345 */
346 /*
347 int    get_union_n_types (type_union *union);
348 void   set_union_n_types (type_union *union, int n);
349 type  *get_union_unioned_type (type_union *union, int pos);
350 void   set_union_unioned_type (type_union *union, int pos, type *type);
351 */
352
353 /*******************************************************************/
354 /** TYPE_ARRAY                                                    **/
355 /*******************************************************************/
356
357 /* multidimensional, polyhedric arrays */
358 typedef struct {
359   firm_kind kind;
360   ident *name;
361   int n_dimensions;
362   int *lower_bound;
363   int *upper_bound;
364   type *element_type;
365   unsigned long visit;     /* visited counter for walks of the type information */
366 } type_array;
367
368 /* create a new type array -- set dimension sizes independently */
369 type_array *new_type_array (ident *name, int n_dimensions);
370
371 /* manipulate fields of type_array */
372 const char  *get_array_name  (type_array *array);
373 ident *get_array_ident (type_array *array);
374 /*
375 void   set_array_name  (type_array *array, char *name);
376 void   set_array_ident (type_array *array, ident* ident);
377 */
378 void  set_array_n_dimensions  (type_array *array, int n);
379 int   get_array_n_dimensions  (type_array *array);
380
381 void  set_array_bounds      (type_array *array, int dimension, int lower_bound,
382                                                               int upper_bound);
383 void  set_array_lower_bound (type_array *array, int dimension, int lower_bound);
384 void  set_array_upper_bound (type_array *array, int dimension, int upper_bound);
385 int   get_array_lower_bound (type_array *array, int dimension);
386 int   get_array_upper_bound (type_array *array, int dimension);
387
388 void  set_array_element_type (type_array *array, type *type);
389 type *get_array_element_type (type_array *array);
390
391 /*******************************************************************/
392 /** TYPE_ENUMERATION                                              **/
393 /*******************************************************************/
394 /** Enums are needed to keep debugging information.  They can as well
395     be lowered to integers. **/
396
397 typedef struct {
398   firm_kind kind;
399   ident *name;
400   /*
401   tarval **enum     * Contains all constant nodes that represent a member
402                       of the enum -- enumerators. */
403   /*
404   ident **enum_name * Contains the names of the enum fields as specified by
405                       the source program */
406   /* is ir_node the propper array member? */
407   unsigned long visit;     /* visited counter for walks of the type information */
408 } type_enumeration;
409
410 /* create a new type enumeration -- set the enumerators independently */
411 type_enumeration *new_type_enumeration (ident *name /* , int n_enums */);
412
413 /* manipulate fields of type_enumeration */
414 const char  *get_enumeration_name  (type_enumeration *enumeration);
415 ident *get_enumeration_ident (type_enumeration *enumeration);
416 /*
417 void   set_enumeration_name  (type_enumeration *enumeration, char *name);
418 void   set_enumeration_ident (type_enumeration *enumeration, ident* ident);
419 */
420 /*
421 void     set_enumeration_n_enums (type_enumeration *enumeration, int n);
422 int     *get_enumeration_n_enums (type_enumeration *enumeration);
423 void     set_enumeration_enum    (type_enumeration *enumeration, int pos,
424                                  ir_node const);
425 ir_node *get_enumeration_enum    (type_enumeration *enumeration, int pos);
426 */
427
428 /*******************************************************************/
429 /** TYPE_POINTER                                                  **/
430 /*******************************************************************/
431
432 typedef struct {
433   firm_kind kind;
434   ident *name;
435   /* ir_mode *mode;      * The mode to be used for this type.
436                             Not here as there might be several pointer types?
437                             A method get_pointer_mode should read a unique,
438                             global variable. */
439   type *points_to;
440   unsigned long visit;     /* visited counter for walks of the type information */
441 } type_pointer;
442
443 /* create a new type pointer */
444 type_pointer *new_type_pointer (ident *name, type *points_to);
445
446 /* manipulate fields of type_pointer */
447 const char  *get_pointer_name  (type_pointer *pointer);
448 ident *get_pointer_ident (type_pointer *pointer);
449 /*
450 void   set_pointer_name  (type_pointer *pointer, char *name);
451 void   set_pointer_ident (type_pointer *pointer, ident* ident);
452 */
453 void  set_pointer_points_to_type (type_pointer *pointer, type *type);
454 type *get_pointer_points_to_type (type_pointer *pointer);
455
456 /*******************************************************************/
457 /** TYPE_PRIMITIVE                                                **/
458 /*******************************************************************/
459
460 /* primitive, language-defined types */
461 /* What is the type of an entity if it is atomic?  Are alle basic data
462    types classses in Sather? Else this is needed. */
463 typedef struct {
464   firm_kind kind;
465   ident *name;
466   ir_mode *mode;           /* The mode to be used for this type */
467   unsigned long visit;     /* visited counter for walks of the type information */
468 } type_primitive;
469
470 /* create a new type primitive */
471 type_primitive *new_type_primitive (ident *name, ir_mode *mode);
472
473 /* manipulate fields of type_primitive */
474 const char  *get_primitive_name  (type_primitive *primitive);
475 ident *get_primitive_ident (type_primitive *primitive);
476 /*
477 void   set_primitive_name  (type_primitive *primitive, char *name);
478 void   set_primitive_ident (type_primitive *primitive, ident* ident);
479 */
480 ir_mode *get_primitive_mode (type_primitive *primitive);
481 void     set_primitive_mode (type_primitive *primitive, ir_mode *mode);
482
483
484
485
486 /*******************************************************************/
487 /**  To manage all different types the same                       **/
488 /*******************************************************************/
489
490 union type {
491   firm_kind kind;
492   type_class clss;
493   type_strct strct;
494   type_method method;
495   type_array array;
496   type_union uni;  /* union is keyword */
497   type_enumeration enumeration;
498   type_pointer pointer;
499   type_primitive primitive;
500 };
501
502
503 int is_type(void *thing);
504
505
506
507
508 # endif /* _TYPE_H_ */