a8d1428f7203dec0346bc8e26743fe388bb4b169
[libfirm] / ir / tr / type.h
1 /****h* libfirm/type
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 inforamtion 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, enumerationsm, 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  * SOURCE
209  */
210 /* create a new class type */
211 type   *new_type_class (ident *name);
212
213 /** manipulate private fields of class type  **/
214 /* Adds the entity as member of the class.  */
215 void    add_class_member   (type *clss, entity *member);
216 /* Returns the number of members of this class. */
217 int     get_class_n_member (type *clss);
218 /* Returns the member at position pos, 0 <= pos < n_member */
219 entity *get_class_member   (type *clss, int pos);
220 /* Overwrites the member at position pos, 0 <= pos < n_member with
221    the passed entity. */
222 void    set_class_member   (type *clss, entity *member, int pos);
223 /* Replaces complete member list in class type by the list passed.  Copies the
224    list passed. This function is necessary to reduce the number of members.
225    members is an array of entities, num the size of this array.  Sets all
226    owners of the members passed to clss. */
227 void    set_class_members  (type *clss, entity **members, int arity);
228 /* Finds member in the list of members and overwrites it with NULL
229  @@@ Doesn't work properly. */
230 void    remove_class_member(type *clss, entity *member);
231
232
233 /* Adds subtype as subtype to clss.
234    Checks whether clss is a supertype of subtype.  If not
235    adds also clss as supertype to subtype.  */
236 void    add_class_subtype   (type *clss, type *subtype);
237 /* Returns the number of subtypes */
238 int     get_class_n_subtype (type *clss);
239 /* Gets the subtype at position pos, 0 <= pos < n_subtype. */
240 type   *get_class_subtype   (type *clss, int pos);
241 /* Sets the subtype at positioin pos, 0 <= pos < n_subtype.  Does not
242    set the corresponding supertype relation for subtype: this might
243    be a different position! */
244 void    set_class_subtype   (type *clss, type *subtype, int pos);
245 /* Finds subtype in the list of subtypes and overwrites it with NULL
246  @@@ Doesn't work properly. */
247 void    remove_class_subtype(type *clss, type *subtype);
248
249
250 /* Adds supertype as supertype to class.
251    Checks whether clss is a subtype of supertype.  If not
252    adds also clss as subtype to supertype.  */
253 void    add_class_supertype   (type *clss, type *supertype);
254 /* Returns the number of supertypes */
255 int     get_class_n_supertype (type *clss);
256 /* Gets the supertype at position pos,  0 <= pos < n_supertype. */
257 type   *get_class_supertype   (type *clss, int pos);
258 /* Sets the supertype at postition pos, 0 <= pos < n_subtype.  Does not
259    set the corresponding subtype relation for supertype: this might
260    be a different position! */
261 void    set_class_supertype   (type *clss, type *supertype, int pos);
262 /* Finds supertype in the list of supertypes and overwrites it with NULL
263  @@@ Doesn't work properly. */
264 void    remove_class_supertype(type *clss, type *supertype);
265
266 /* typecheck */
267 bool    is_class_type(type *clss);
268 /*****/
269
270 /****** type/struct
271  * NAME
272  *  Representation of a struct type.
273  * NOTE
274  *  Type_strct represents aggregate types that consist of a list
275  *  of fields.
276  * ATTRIBUTES
277  *  member   All entities belonging to this class.  This are the fields
278  *           that can have any of the following types:  type_class,
279  *           type_struct, type_union, type_array, type_enumeration,
280  *           type_pointer, type_primitive.
281  *           This is a dynamic list that can be grown with an "add_" function,
282  *           but not shrinked.
283  *           This is a dynamic list that can be grown with an "add_" function,
284  *           but not shrinked.
285  * SOURCE
286  */
287 /* create a new type struct */
288 type   *new_type_struct (ident *name);
289
290 /* manipulate private fields of struct */
291 void    add_struct_member   (type *strct, entity *member);
292 int     get_struct_n_member (type *strct);
293 entity *get_struct_member   (type *strct, int pos);
294 void    set_struct_member   (type *strct, int pos, entity *member);
295 /* Finds member in the list of memberss and overwrites it with NULL
296  @@@ Doesn't work properly. */
297 void    remove_struct_member (type *strct, entity *member);
298
299 /* typecheck */
300 bool    is_struct_type(type *strct);
301 /*****/
302
303 /****** type/method
304  * NAME
305  *  Representation of a method type.
306  * NOTE
307  *  A method type represents a method, function or procedure type.
308  *  It contains a list of the parameter and result types, as these
309  *  are part of the type description.  These lists should not
310  *  be changed by a optimization, as a change creates a new method
311  *  type.  Therefore optimizations should allocated new method types.
312  *  The set_ routines are only for construction by a frontend.
313  * ATTRIBUTES
314  *  n_params    Number of parameters to the procedure.
315  *              A procedure in FIRM has only call by value parameters.
316  *
317  *  param_type  A list with the types of parameters.  This list is ordered.
318  *              The nth type in this list corresponds to the nth element
319  *              in the parameter tuple that is a result of the start node.
320  *              (See ircons.h for more information.)
321  *
322  *  n_res       The number of results of the method.  In general, procedures
323  *              have zero results, functions one.
324  *
325  *  res_type    A list with the types of parameters.  This list is ordered.
326  *              The nth type in this list corresponds to the nth input to
327  *              Return nodes.  (See ircons.h for more information.)
328  * SOURCE
329  */
330
331 /* Create a new method type.
332    N_param is the number of parameters, n_res the number of results.
333    The arrays for the parameter and result types are not initialized by
334    the constructor. */
335 type *new_type_method (ident *name, int n_param, int n_res);
336
337 /* manipulate private fields of method. */
338 int   get_method_n_params  (type *method);
339 type *get_method_param_type(type *method, int pos);
340 void  set_method_param_type(type *method, int pos, type* type);
341
342 int   get_method_n_res   (type *method);
343 type *get_method_res_type(type *method, int pos);
344 void  set_method_res_type(type *method, int pos, type* type);
345
346 /* typecheck */
347 bool  is_method_type     (type *method);
348 /*****/
349
350 /****** type/union
351  * NAME
352  *   Representation of a union type.
353  * NOTE
354  *   The union type represents union types.
355  * ATTRIBUTES
356  *   n_types        Number of unioned types.
357  *   members        Entities for unioned types.  Fixed length array.
358  *                  This is a dynamic list that can be grown with an "add_" function,
359  *                  but not shrinked.
360  * SOURCE
361  */
362 /* create a new type union  */
363 type   *new_type_union (ident *name);
364
365 /* manipulate private fields of struct */
366 int     get_union_n_members      (type *uni);
367 void    add_union_member (type *uni, entity *member);
368 entity *get_union_member (type *uni, int pos);
369 void    set_union_member (type *uni, int pos, entity *member);
370 /* Finds member in the list of members and overwrites it with NULL
371    @@@ Doesn't work properly. */
372 void    remove_union_member (type *uni, entity *member);
373
374 /* typecheck */
375 bool    is_union_type          (type *uni);
376 /*****/
377
378 #if 0
379 /* We don't need these if the union has entities, which it now
380    does. The entities are necessary for the analysis algorithms. */
381 type  *get_union_unioned_type (type *uni, int pos);
382 void   set_union_unioned_type (type *uni, int pos, type *type);
383
384 ident *get_union_delim_nameid (type *uni, int pos);
385 const char *get_union_delim_name (type *uni, int pos);
386 void   set_union_delim_nameid (type *uni, int pos, ident *id);
387 #endif
388
389 /****** type/array
390  * NAME
391  *   Representation of an array type.
392  * NOTE
393  *   The array type represents rectangular multi dimensional arrays.
394  *   The constants representing the bounds must be allocated to
395  *   get_const_code_irg() by setting current_ir_graph accordingly.
396  * ATTRIBUTES
397  *   n_dimensions     Number of array dimensions.
398  *   *lower_bound     Lower bounds of dimensions.  Usually all 0.
399  *   *upper_bound     Upper bounds or dimensions.
400  *   *element_type    The type of the array elements.
401  *   *element_ent     An entity for the array elements to be used for
402  *                    element selection with Sel.
403  *                    @@@ Do we need several entities?  One might want
404  *                    to select a dimension and not a single element in
405  *                    case of multidim arrays.
406  * SOURCE
407  */
408 /* create a new type array --
409    Sets n_dimension to dimension and all dimension entries to NULL.
410    Initializes order to the order of the dimensions.
411    Entity for array elements is built automatically.
412    Set dimension sizes after call to constructor with set_* routines. */
413 type *new_type_array         (ident *name, int n_dimensions,
414                               type *element_type);
415
416 /* manipulate private fields of array type */
417 int   get_array_n_dimensions (type *array);
418 /* Allocates Const nodes of mode_I for the array dimensions */
419 void  set_array_bounds_int   (type *array, int dimension, int lower_bound,
420                                                           int upper_bound);
421 void  set_array_bounds       (type *array, int dimension, ir_node *lower_bound,
422                                                           ir_node *upper_bound);
423 void  set_array_lower_bound  (type *array, int dimension, ir_node *lower_bound);
424 void  set_array_upper_bound  (type *array, int dimension, ir_node *upper_bound);
425 ir_node * get_array_lower_bound  (type *array, int dimension);
426 ir_node * get_array_upper_bound  (type *array, int dimension);
427
428 void set_array_order (type *array, int dimension, int order);
429 int  get_array_order (type *array, int dimension);
430
431 void  set_array_element_type (type *array, type *type);
432 type *get_array_element_type (type *array);
433
434 void  set_array_element_entity (type *array, entity *ent);
435 entity *get_array_element_entity (type *array);
436
437 /* typecheck */
438 bool   is_array_type         (type *array);
439 /*****/
440
441 /****** type/enumeration
442  * NAME
443  *  Representation of an enumeration type.
444  * NOTE
445  *  Enumeration types need not necessarily be represented explicitly
446  *  by Firm types, as the frontend can lower them to integer constants as
447  *  well.  For debugging purposes or similar tasks this information is useful.
448  * ATTRIBUTES
449  *   *enum           The target values representing the constants used to
450  *                   represent individual enumerations.
451  *   *enum_nameid    Idents containing the source program name of the enumeration
452  *                   constants
453  *
454 *****
455 */
456 /* create a new type enumeration -- set the enumerators independently */
457 type   *new_type_enumeration    (ident *name, int n_enums);
458
459 /* manipulate fields of enumeration type. */
460 int     get_enumeration_n_enums (type *enumeration);
461
462 void    set_enumeration_enum    (type *enumeration, int pos, tarval *con);
463 tarval *get_enumeration_enum    (type *enumeration, int pos);
464
465 void    set_enumeration_nameid  (type *enumeration, int pos, ident *id);
466 ident  *get_enumeration_nameid  (type *enumeration, int pos);
467 const char *get_enumeration_name(type *enumeration, int pos);
468
469 /* typecheck */
470 bool    is_enumeration_type     (type *enumeration);
471 /*****/
472
473 /****** type/pointer
474  * NAME
475  *   Representation of a pointer type.
476  * NOTE
477  *   Pointer types.
478  * ATTRIBUTES
479  *   points_to       The type of the entity this pointer points to.
480  * SOURCE
481  */
482 /* Create a new type pointer */
483 type *new_type_pointer           (ident *name, type *points_to);
484
485 /* manipulate fields of type_pointer */
486 void  set_pointer_points_to_type (type *pointer, type *type);
487 type *get_pointer_points_to_type (type *pointer);
488
489 /* typecheck */
490 bool  is_pointer_type            (type *pointer);
491 /*****/
492
493 /****** type/primitive
494  * NAME
495  *   Representation of a primitive type.
496  * NOTE
497  *   Primitive types are types that represent indivisible data values that
498  *   map directly to modes.  They don't have a private attribute.  The
499  *   important information they carry is held in the common mode field.
500  * SOURCE
501 */
502 /* create a new type primitive */
503 type *new_type_primitive (ident *name, ir_mode *mode);
504
505 /* typecheck */
506 bool  is_primitive_type  (type *primitive);
507 /*****/
508
509
510
511 /****f* type/is_atomic_type
512  *
513  * NAME
514  *   is_atomic_type - Checks whether a type is atomic.
515  * SYNOPSIS
516  *   int is_atomic_type(type *tp);
517  * INPUTS
518  *   tp - any type
519  * RESULT
520  *   true if type is primitive, pointer or enumeration
521  ***
522  */
523 int is_atomic_type(type *tp);
524
525 /****f* type/is_compound_type
526  *
527  * NAME
528  *   is_compound_type - Checks whether a type is compound.
529  * SYNOPSIS
530  *   int is_compound_type(type *tp)
531  * INPUTS
532  *   tp - any type
533  * RESULT
534  *   true if the type is class, structure, union or array type.
535  ***
536  */
537 int is_compound_type(type *tp);
538
539 # endif /* _TYPE_H_ */