acf76e4c9ed2ab7423c8eb4d7213ccb92f83d21d
[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 # ifndef _TYPE_H_
31 # define _TYPE_H_
32
33 # include "tpop.h"
34 # include "common.h"
35 # include "ident.h"
36 # include "irmode.h"
37 # include "bool.h"
38
39 #ifndef _ENTITY_TYPEDEF_
40 #define _ENTITY_TYPEDEF_
41 /* to resolve recursion between entity.h and type.h */
42 typedef struct entity entity;
43 #endif
44
45 #ifndef _IR_NODE_TYPEDEF_
46 #define _IR_NODE_TYPEDEF_
47 typedef struct ir_node ir_node;
48 #endif
49
50 /****s* type/type
51  *
52  * NAME
53  *   type - An abstract data type to represent types.
54  * NOTE
55  *  This is the abstract data type with which any type known in the
56  *  compiled program can be represented.  This includes types specified
57  *  in the program as well as types defined by the language.  In the
58  *  view of the intermediate representation there is no difference
59  *  between these types.
60  *
61  *  There exist several kinds of types, arranged by the structure of
62  *  the type.  These are distinguished by a type opcode.
63  *  A type is described by a set of attributes.  Some of these attributes
64  *  are common to all types, others depend on the kind of the type.
65  *
66  *  The following describes the common attributes.  They can only be
67  *  accessed by the functions given below.
68  *
69  * ATTRIBUTES
70  *  The common fields are:
71  *
72  *  firm_kind    A firm_kind tag containing k_type.  This is useful
73  *               for dynamically checking whether a node is a type node.
74  *  type_op      A tp_op specifying the kind of the type.
75  *  mode         The mode to be used to represent the type on a machine.
76  *               @@@ maybe not global field??
77  *  name         An identifier specifying the name of the type.  To be
78  *               set by the frontend.
79  *  size         The size of the type, i.e. an entity of this type will
80  *               occupy size bytes in memory.  In several cases this is
81  *               determined when fixing the layout of this type (class,
82  *               struct, union, array, enumeration).
83  *  visit        A counter for walks of the type information.
84  *
85  *  These fields can only be accessed via access functions.
86  *
87  *  Depending on the value of type_op, i.e., depending on the kind of the
88  *  type the adt contains further attributes.  These are documented below.
89  * SEE ALSO
90  *   class, struct, method, union, array, enumeration, pointer, primitive
91  * SOURCE
92  */
93 typedef struct type type;
94
95 void*       get_type_link(type *tp);
96 void        set_type_link(type *tp, void *l);
97 tp_op*      get_type_tpop(type *tp);
98 ident*      get_type_tpop_nameid(type *tp);
99 const char* get_type_tpop_name(type *tp);
100 tp_opcode   get_type_tpop_code(type *tp);
101
102 ir_mode*    get_type_mode(type *tp);
103 void        set_type_mode(type *tp, ir_mode* m);
104
105 ident*      get_type_nameid(type *tp);
106 void        set_type_nameid(type *tp, ident* id);
107 const char* get_type_name(type *tp);
108
109 int         get_type_size(type *tp);
110 /* For primitives and pointer types the size is always fixed.
111    This call is legal but has no effect. */
112 void        set_type_size(type *tp, int size);
113
114 typedef enum {
115   layout_undefined,    /* The layout of this type is not defined.
116                           Address computation to access fields is not
117                           possible, fields must be accessed by Sel nodes.
118                           This is the default value except for pointer and
119                           primitive types. */
120   layout_fixed         /* The layout is fixed, all component/member entities
121                           have an offset assigned.  Size of the type is known.
122                           Arrays can be accessed by explicit address
123                           computation. Default for pointer and primitive types.
124                        */
125 } type_state;
126
127 type_state  get_type_state(type *tp);
128 /* For primitives and pointer types the layout is always fixed.
129    This call is legal but has no effect. */
130 void        set_type_state(type *tp, type_state state);
131
132 unsigned long get_type_visited(type *tp);
133 void        set_type_visited(type *tp, unsigned long num);
134 /* Sets visited field in type to type_visited. */
135 void        mark_type_visited(type *tp);
136 /*****/
137
138 /****v* type/visited
139  *
140  * NAME
141  *   type_visited -  visited flag to traverse the type information
142  * PURPOSE
143  *   Increase this flag by one before traversing the type information.
144  *   Mark type nodes as visited by set_type_visited(type, type_visited).
145  *   Check whether node was already visited by comparing get_type_visited(type)
146  *   and type_visited.
147  *   Or use the function to walk all types.
148  * SEE ALSO
149  *   typewalk
150  * SOURCE
151  */
152 extern unsigned long type_visited;
153 /*****/
154
155 /****f* type/is_type
156  *
157  * NAME
158  *   is_type - Checks whether a pointer points to a type.
159  * SYNOPSIS
160  *   bool is_type            (void *thing);
161  * INPUTS
162  *   thing - a pointer
163  * RESULT
164  *   true if the thing is a type, else false
165  ***
166  */
167 int is_type            (void *thing);
168
169 /****** type/class
170  * NAME
171  *  Representation of a class type.
172  * NOTE
173  *  If the type opcode is set to type_class the type represents class
174  *  types.  A list of fields and methods is associated with a class.
175  *  Further a class can inherit from and bequest to other classes.
176  *  @@@ value class???
177  * ATTRIBUTES
178  *  The following attributes are private to this type kind.
179  *  member     All entities belonging to this class.  This are methode entities
180  *             which have type_method or fields that can have any of the
181  *             following type kinds: type_class, type_struct, type_union,
182  *             type_array, type_enumeration, type_pointer, type_primitive.
183  *
184  *  subtypes   A list of direct subclasses.
185  *
186  *  supertypes A list of direct superclasses.
187  *
188  *  These are dynamic lists that can be grown with an "add_" function,
189  *  but not shrinked.
190  * SOURCE
191  */
192 /* create a new class type */
193 type   *new_type_class (ident *name);
194
195 /** manipulate private fields of class type  **/
196 /* Adds the entity as member of the class.  */
197 void    add_class_member   (type *clss, entity *member);
198 /* Returns the number of members of this class. */
199 int     get_class_n_member (type *clss);
200 /* Returns the member at position pos, 0 <= pos < n_member */
201 entity *get_class_member   (type *clss, int pos);
202 /* Overwrites the member at position pos, 0 <= pos < n_member with
203    the passed entity. */
204 void    set_class_member   (type *clss, entity *member, int pos);
205 /* Finds member in the list of members and overwrites it with NULL
206  @@@ Doesn't work properly. */
207 void    remove_class_member(type *clss, entity *member);
208
209
210 /* Adds subtype as subtype to clss.
211    Checks whether clss is a supertype of subtype.  If not
212    adds also clss as supertype to subtype.  */
213 void    add_class_subtype   (type *clss, type *subtype);
214 /* Returns the number of subtypes */
215 int     get_class_n_subtype (type *clss);
216 /* Gets the subtype at position pos, 0 <= pos < n_subtype. */
217 type   *get_class_subtype   (type *clss, int pos);
218 /* Sets the subtype at positioin pos, 0 <= pos < n_subtype.  Does not
219    set the corresponding supertype relation for subtype: this might
220    be a different position! */
221 void    set_class_subtype   (type *clss, type *subtype, int pos);
222 /* Finds subtype in the list of subtypes and overwrites it with NULL
223  @@@ Doesn't work properly. */
224 void    remove_class_subtype(type *clss, type *subtype);
225
226
227 /* Adds supertype as supertype to class.
228    Checks whether clss is a subtype of supertype.  If not
229    adds also clss as subtype to supertype.  */
230 void    add_class_supertype   (type *clss, type *supertype);
231 /* Returns the number of supertypes */
232 int     get_class_n_supertype (type *clss);
233 /* Gets the supertype at position pos,  0 <= pos < n_supertype. */
234 type   *get_class_supertype   (type *clss, int pos);
235 /* Sets the supertype at postition pos, 0 <= pos < n_subtype.  Does not
236    set the corresponding subtype relation for supertype: this might
237    be a different position! */
238 void    set_class_supertype   (type *clss, type *supertype, int pos);
239 /* Finds supertype in the list of supertypes and overwrites it with NULL
240  @@@ Doesn't work properly. */
241 void    remove_class_supertype(type *clss, type *supertype);
242
243 /* typecheck */
244 bool    is_class_type(type *clss);
245 /*****/
246
247 /****** type/struct
248  * NAME
249  *  Representation of a struct type.
250  * NOTE
251  *  Type_strct represents aggregate types that consist of a list
252  *  of fields.
253  * ATTRIBUTES
254  *  member   All entities belonging to this class.  This are the fields
255  *           that can have any of the following types:  type_class,
256  *           type_struct, type_union, type_array, type_enumeration,
257  *           type_pointer, type_primitive.
258  *           This is a dynamic list that can be grown with an "add_" function,
259  *           but not shrinked.
260  *           This is a dynamic list that can be grown with an "add_" function,
261  *           but not shrinked.
262  * SOURCE
263  */
264 /* create a new type struct */
265 type   *new_type_struct (ident *name);
266
267 /* manipulate private fields of struct */
268 void    add_struct_member   (type *strct, entity *member);
269 int     get_struct_n_member (type *strct);
270 entity *get_struct_member   (type *strct, int pos);
271 void    set_struct_member   (type *strct, int pos, entity *member);
272 /* Finds member in the list of memberss and overwrites it with NULL
273  @@@ Doesn't work properly. */
274 void    remove_struct_member (type *strct, entity *member);
275
276 /* typecheck */
277 bool    is_struct_type(type *strct);
278 /*****/
279
280 /****** type/method
281  * NAME
282  *  Representation of a method type.
283  * NOTE
284  *  A method type represents a method, function or procedure type.
285  *  It contains a list of the parameter and result types, as these
286  *  are part of the type description.  These lists should not
287  *  be changed by a optimization, as a change creates a new method
288  *  type.  Therefore optimizations should allocated new method types.
289  *  The set_ routines are only for construction by a frontend.
290  * ATTRIBUTES
291  *  n_params    Number of parameters to the procedure.
292  *              A procedure in FIRM has only call by value parameters.
293  *
294  *  param_type  A list with the types of parameters.  This list is ordered.
295  *              The nth type in this list corresponds to the nth element
296  *              in the parameter tuple that is a result of the start node.
297  *              (See ircons.h for more information.)
298  *
299  *  n_res       The number of results of the method.  In general, procedures
300  *              have zero results, functions one.
301  *
302  *  res_type    A list with the types of parameters.  This list is ordered.
303  *              The nth type in this list corresponds to the nth input to
304  *              Return nodes.  (See ircons.h for more information.)
305  * SOURCE
306  */
307
308 /* Create a new method type.
309    N_param is the number of parameters, n_res the number of results.
310    The arrays for the parameter and result types are not initialized by
311    the constructor. */
312 type *new_type_method (ident *name, int n_param, int n_res);
313
314 /* manipulate private fields of method. */
315 int   get_method_n_params  (type *method);
316 type *get_method_param_type(type *method, int pos);
317 void  set_method_param_type(type *method, int pos, type* type);
318
319 int   get_method_n_res   (type *method);
320 type *get_method_res_type(type *method, int pos);
321 void  set_method_res_type(type *method, int pos, type* type);
322
323 /* typecheck */
324 bool  is_method_type     (type *method);
325 /*****/
326
327 /****** type/union
328  * NAME
329  *   Representation of a union type.
330  * NOTE
331  *   The union type represents union types.
332  * ATTRIBUTES
333  *   n_types        Number of unioned types.
334  *   members        Entities for unioned types.  Fixed length array.
335  *                  This is a dynamic list that can be grown with an "add_" function,
336  *                  but not shrinked.
337  * SOURCE
338  */
339 /* create a new type union  */
340 type   *new_type_union (ident *name);
341
342 /* manipulate private fields of struct */
343 int     get_union_n_members      (type *uni);
344 void    add_union_member (type *uni, entity *member);
345 entity *get_union_member (type *uni, int pos);
346 void    set_union_member (type *uni, int pos, entity *member);
347 /* Finds member in the list of members and overwrites it with NULL
348    @@@ Doesn't work properly. */
349 void    remove_union_member (type *uni, entity *member);
350
351 /* typecheck */
352 bool    is_union_type          (type *uni);
353 /*****/
354
355 #if 0
356 /* We don't need these if the union has entities, which it now
357    does. The entities are necessary for the analysis algorithms. */
358 type  *get_union_unioned_type (type *uni, int pos);
359 void   set_union_unioned_type (type *uni, int pos, type *type);
360
361 ident *get_union_delim_nameid (type *uni, int pos);
362 const char *get_union_delim_name (type *uni, int pos);
363 void   set_union_delim_nameid (type *uni, int pos, ident *id);
364 #endif
365
366 /****** type/array
367  * NAME
368  *   Representation of an array type.
369  * NOTE
370  *   The array type represents rectangular multi dimensional arrays.
371  * ATTRIBUTES
372  *   n_dimensions     Number of array dimensions.
373  *   *lower_bound     Lower bounds of dimensions.  Usually all 0.
374  *   *upper_bound     Upper bounds or dimensions.
375  *   *element_type    The type of the array elements.
376  *   *element_ent     An entity for the array elements to be used for
377  *                    element selection with Sel.
378  *                    @@@ Do we need several entities?  One might want
379  *                    to select a dimension and not a single element in
380  *                    case of multidim arrays.
381  * SOURCE
382  */
383 /* create a new type array --
384    Set dimension sizes after call to constructor with set_* routines.
385    Entity for array elements is built automatically. */
386 type *new_type_array         (ident *name, int n_dimensions,
387                               type *element_type);
388
389 /* manipulate private fields of array type */
390 int   get_array_n_dimensions (type *array);
391 void  set_array_bounds       (type *array, int dimension, ir_node *lower_bound,
392                                                           ir_node *upper_bound);
393 void  set_array_lower_bound  (type *array, int dimension, ir_node *lower_bound);
394 void  set_array_upper_bound  (type *array, int dimension, ir_node *upper_bound);
395 ir_node * get_array_lower_bound  (type *array, int dimension);
396 ir_node * get_array_upper_bound  (type *array, int dimension);
397
398 void  set_array_element_type (type *array, type *type);
399 type *get_array_element_type (type *array);
400
401 void  set_array_element_entity (type *array, entity *ent);
402 entity *get_array_element_entity (type *array);
403
404 /* typecheck */
405 bool   is_array_type         (type *array);
406 /*****/
407
408 /****** type/enumeration
409  * NAME
410  *  Representation of an enumeration type.
411  * NOTE
412  *  Enumeration types need not necessarily be represented explicitly
413  *  by Firm types, as the frontend can lower them to integer constants as
414  *  well.  For debugging purposes or similar tasks this information is useful.
415  * ATTRIBUTES
416  *   *enum           The target values representing the constants used to
417  *                   represent individual enumerations.
418  *   *enum_nameid    Idents containing the source program name of the enumeration
419  *                   constants
420  *
421 *****
422 */
423 /* create a new type enumeration -- set the enumerators independently */
424 type   *new_type_enumeration    (ident *name, int n_enums);
425
426 /* manipulate fields of enumeration type. */
427 int     get_enumeration_n_enums (type *enumeration);
428
429 void    set_enumeration_enum    (type *enumeration, int pos, tarval *con);
430 tarval *get_enumeration_enum    (type *enumeration, int pos);
431
432 void    set_enumeration_nameid  (type *enumeration, int pos, ident *id);
433 ident  *get_enumeration_nameid  (type *enumeration, int pos);
434 const char *get_enumeration_name(type *enumeration, int pos);
435
436 /* typecheck */
437 bool    is_enumeration_type     (type *enumeration);
438 /*****/
439
440 /****** type/pointer
441  * NAME
442  *   Representation of a pointer type.
443  * NOTE
444  *   Pointer types.
445  * ATTRIBUTES
446  *   points_to       The type of the entity this pointer points to.
447  * SOURCE
448  */
449 /* Create a new type pointer */
450 type *new_type_pointer           (ident *name, type *points_to);
451
452 /* manipulate fields of type_pointer */
453 void  set_pointer_points_to_type (type *pointer, type *type);
454 type *get_pointer_points_to_type (type *pointer);
455
456 /* typecheck */
457 bool  is_pointer_type            (type *pointer);
458 /*****/
459
460 /****** type/primitive
461  * NAME
462  *   Representation of a primitive type.
463  * NOTE
464  *   Primitive types are types that represent indivisible data values that
465  *   map directly to modes.  They don't have a private attribute.  The
466  *   important information they carry is held in the common mode field.
467  * SOURCE
468 */
469 /* create a new type primitive */
470 type *new_type_primitive (ident *name, ir_mode *mode);
471
472 /* typecheck */
473 bool  is_primitive_type  (type *primitive);
474 /*****/
475
476 # endif /* _TYPE_H_ */