Added overwrittenby relation: inverse of overwrites. will be automatically
[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 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  *
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  *             Values: description, existent.  Default: existent.
213  *
214  * SOURCE
215  */
216 /* create a new class type */
217 type   *new_type_class (ident *name);
218
219 /** manipulate private fields of class type  **/
220 /* Adds the entity as member of the class.  */
221 void    add_class_member   (type *clss, entity *member);
222 /* Returns the number of members of this class. */
223 int     get_class_n_member (type *clss);
224 /* Returns the member at position pos, 0 <= pos < n_member */
225 entity *get_class_member   (type *clss, int pos);
226 /* Overwrites the member at position pos, 0 <= pos < n_member with
227    the passed entity. */
228 void    set_class_member   (type *clss, entity *member, int pos);
229 /* Replaces complete member list in class type by the list passed.  Copies the
230    list passed. This function is necessary to reduce the number of members.
231    members is an array of entities, num the size of this array.  Sets all
232    owners of the members passed to clss. */
233 void    set_class_members  (type *clss, entity **members, int arity);
234 /* Finds member in the list of members and overwrites it with NULL
235  @@@ Doesn't work properly. */
236 void    remove_class_member(type *clss, entity *member);
237
238
239 /* Adds subtype as subtype to clss.
240    Checks whether clss is a supertype of subtype.  If not
241    adds also clss as supertype to subtype.  */
242 void    add_class_subtype   (type *clss, type *subtype);
243 /* Returns the number of subtypes */
244 int     get_class_n_subtype (type *clss);
245 /* Gets the subtype at position pos, 0 <= pos < n_subtype. */
246 type   *get_class_subtype   (type *clss, int pos);
247 /* Sets the subtype at positioin pos, 0 <= pos < n_subtype.  Does not
248    set the corresponding supertype relation for subtype: this might
249    be a different position! */
250 void    set_class_subtype   (type *clss, type *subtype, int pos);
251 /* Finds subtype in the list of subtypes and overwrites it with NULL
252  @@@ Doesn't work properly. */
253 void    remove_class_subtype(type *clss, type *subtype);
254
255
256 /* Adds supertype as supertype to class.
257    Checks whether clss is a subtype of supertype.  If not
258    adds also clss as subtype to supertype.  */
259 void    add_class_supertype   (type *clss, type *supertype);
260 /* Returns the number of supertypes */
261 int     get_class_n_supertype (type *clss);
262 /* Gets the supertype at position pos,  0 <= pos < n_supertype. */
263 type   *get_class_supertype   (type *clss, int pos);
264 /* Sets the supertype at postition pos, 0 <= pos < n_subtype.  Does not
265    set the corresponding subtype relation for supertype: this might
266    be a different position! */
267 void    set_class_supertype   (type *clss, type *supertype, int pos);
268 /* Finds supertype in the list of supertypes and overwrites it with NULL
269  @@@ Doesn't work properly. */
270 void    remove_class_supertype(type *clss, type *supertype);
271
272 /* This enumeration flags the peculiarity of entities and types. */
273 typedef enum peculiarity {
274   description,     /* Represents only a description.  The entity/type is never
275                       allocated, no code/data exists for this entity/type. */
276   existent         /* The entity/type (can) exist. */
277 } peculiarity;
278
279 /* The peculiarity of the class.  The enumeration peculiarity is defined
280    in entity.h */
281 inline peculiarity get_class_peculiarity (type *clss);
282 inline void        set_class_peculiarity (type *clss, peculiarity pec);
283
284 /* typecheck */
285 bool    is_class_type(type *clss);
286 /*****/
287
288 /****** type/struct
289  * NAME
290  *  Representation of a struct type.
291  * NOTE
292  *  Type_strct represents aggregate types that consist of a list
293  *  of fields.
294  * ATTRIBUTES
295  *  member   All entities belonging to this class.  This are the fields
296  *           that can have any of the following types:  type_class,
297  *           type_struct, type_union, type_array, type_enumeration,
298  *           type_pointer, type_primitive.
299  *           This is a dynamic list that can be grown with an "add_" function,
300  *           but not shrinked.
301  *           This is a dynamic list that can be grown with an "add_" function,
302  *           but not shrinked.
303  * SOURCE
304  */
305 /* create a new type struct */
306 type   *new_type_struct (ident *name);
307
308 /* manipulate private fields of struct */
309 void    add_struct_member   (type *strct, entity *member);
310 int     get_struct_n_member (type *strct);
311 entity *get_struct_member   (type *strct, int pos);
312 void    set_struct_member   (type *strct, int pos, entity *member);
313 /* Finds member in the list of memberss and overwrites it with NULL
314  @@@ Doesn't work properly. */
315 void    remove_struct_member (type *strct, entity *member);
316
317 /* typecheck */
318 bool    is_struct_type(type *strct);
319 /*****/
320
321 /****** type/method
322  * NAME
323  *  Representation of a method type.
324  * NOTE
325  *  A method type represents a method, function or procedure type.
326  *  It contains a list of the parameter and result types, as these
327  *  are part of the type description.  These lists should not
328  *  be changed by a optimization, as a change creates a new method
329  *  type.  Therefore optimizations should allocated new method types.
330  *  The set_ routines are only for construction by a frontend.
331  * ATTRIBUTES
332  *  n_params    Number of parameters to the procedure.
333  *              A procedure in FIRM has only call by value parameters.
334  *
335  *  param_type  A list with the types of parameters.  This list is ordered.
336  *              The nth type in this list corresponds to the nth element
337  *              in the parameter tuple that is a result of the start node.
338  *              (See ircons.h for more information.)
339  *
340  *  n_res       The number of results of the method.  In general, procedures
341  *              have zero results, functions one.
342  *
343  *  res_type    A list with the types of parameters.  This list is ordered.
344  *              The nth type in this list corresponds to the nth input to
345  *              Return nodes.  (See ircons.h for more information.)
346  * SOURCE
347  */
348
349 /* Create a new method type.
350    N_param is the number of parameters, n_res the number of results.
351    The arrays for the parameter and result types are not initialized by
352    the constructor. */
353 type *new_type_method (ident *name, int n_param, int n_res);
354
355 /* manipulate private fields of method. */
356 int   get_method_n_params  (type *method);
357 type *get_method_param_type(type *method, int pos);
358 void  set_method_param_type(type *method, int pos, type* type);
359
360 int   get_method_n_res   (type *method);
361 type *get_method_res_type(type *method, int pos);
362 void  set_method_res_type(type *method, int pos, type* type);
363
364 /* typecheck */
365 bool  is_method_type     (type *method);
366 /*****/
367
368 /****** type/union
369  * NAME
370  *   Representation of a union type.
371  * NOTE
372  *   The union type represents union types.
373  * ATTRIBUTES
374  *   n_types        Number of unioned types.
375  *   members        Entities for unioned types.  Fixed length array.
376  *                  This is a dynamic list that can be grown with an "add_" function,
377  *                  but not shrinked.
378  * SOURCE
379  */
380 /* create a new type union  */
381 type   *new_type_union (ident *name);
382
383 /* manipulate private fields of struct */
384 int     get_union_n_members      (type *uni);
385 void    add_union_member (type *uni, entity *member);
386 entity *get_union_member (type *uni, int pos);
387 void    set_union_member (type *uni, int pos, entity *member);
388 /* Finds member in the list of members and overwrites it with NULL
389    @@@ Doesn't work properly. */
390 void    remove_union_member (type *uni, entity *member);
391
392 /* typecheck */
393 bool    is_union_type          (type *uni);
394 /*****/
395
396 #if 0
397 /* We don't need these if the union has entities, which it now
398    does. The entities are necessary for the analysis algorithms. */
399 type  *get_union_unioned_type (type *uni, int pos);
400 void   set_union_unioned_type (type *uni, int pos, type *type);
401
402 ident *get_union_delim_nameid (type *uni, int pos);
403 const char *get_union_delim_name (type *uni, int pos);
404 void   set_union_delim_nameid (type *uni, int pos, ident *id);
405 #endif
406
407 /****** type/array
408  * NAME
409  *   Representation of an array type.
410  * NOTE
411  *   The array type represents rectangular multi dimensional arrays.
412  *   The constants representing the bounds must be allocated to
413  *   get_const_code_irg() by setting current_ir_graph accordingly.
414  * ATTRIBUTES
415  *   n_dimensions     Number of array dimensions.
416  *   *lower_bound     Lower bounds of dimensions.  Usually all 0.
417  *   *upper_bound     Upper bounds or dimensions.
418  *   *element_type    The type of the array elements.
419  *   *element_ent     An entity for the array elements to be used for
420  *                    element selection with Sel.
421  *                    @@@ Do we need several entities?  One might want
422  *                    to select a dimension and not a single element in
423  *                    case of multidim arrays.
424  * SOURCE
425  */
426 /* create a new type array --
427    Sets n_dimension to dimension and all dimension entries to NULL.
428    Initializes order to the order of the dimensions.
429    Entity for array elements is built automatically.
430    Set dimension sizes after call to constructor with set_* routines. */
431 type *new_type_array         (ident *name, int n_dimensions,
432                               type *element_type);
433
434 /* manipulate private fields of array type */
435 int   get_array_n_dimensions (type *array);
436 /* Allocates Const nodes of mode_I for the array dimensions */
437 void  set_array_bounds_int   (type *array, int dimension, int lower_bound,
438                                                           int upper_bound);
439 void  set_array_bounds       (type *array, int dimension, ir_node *lower_bound,
440                                                           ir_node *upper_bound);
441 void  set_array_lower_bound  (type *array, int dimension, ir_node *lower_bound);
442 void  set_array_lower_bound_int (type *array, int dimension, int lower_bound);
443 void  set_array_upper_bound  (type *array, int dimension, ir_node *upper_bound);
444 ir_node * get_array_lower_bound  (type *array, int dimension);
445 ir_node * get_array_upper_bound  (type *array, int dimension);
446
447 void set_array_order (type *array, int dimension, int order);
448 int  get_array_order (type *array, int dimension);
449
450 void  set_array_element_type (type *array, type *type);
451 type *get_array_element_type (type *array);
452
453 void  set_array_element_entity (type *array, entity *ent);
454 entity *get_array_element_entity (type *array);
455
456 /* typecheck */
457 bool   is_array_type         (type *array);
458 /*****/
459
460 /****** type/enumeration
461  * NAME
462  *  Representation of an enumeration type.
463  * NOTE
464  *  Enumeration types need not necessarily be represented explicitly
465  *  by Firm types, as the frontend can lower them to integer constants as
466  *  well.  For debugging purposes or similar tasks this information is useful.
467  * ATTRIBUTES
468  *   *enum           The target values representing the constants used to
469  *                   represent individual enumerations.
470  *   *enum_nameid    Idents containing the source program name of the enumeration
471  *                   constants
472  *
473 *****
474 */
475 /* create a new type enumeration -- set the enumerators independently */
476 type   *new_type_enumeration    (ident *name, int n_enums);
477
478 /* manipulate fields of enumeration type. */
479 int     get_enumeration_n_enums (type *enumeration);
480
481 void    set_enumeration_enum    (type *enumeration, int pos, tarval *con);
482 tarval *get_enumeration_enum    (type *enumeration, int pos);
483
484 void    set_enumeration_nameid  (type *enumeration, int pos, ident *id);
485 ident  *get_enumeration_nameid  (type *enumeration, int pos);
486 const char *get_enumeration_name(type *enumeration, int pos);
487
488 /* typecheck */
489 bool    is_enumeration_type     (type *enumeration);
490 /*****/
491
492 /****** type/pointer
493  * NAME
494  *   Representation of a pointer type.
495  * NOTE
496  *   Pointer types.
497  * ATTRIBUTES
498  *   points_to       The type of the entity this pointer points to.
499  * SOURCE
500  */
501 /* Create a new type pointer */
502 type *new_type_pointer           (ident *name, type *points_to);
503
504 /* manipulate fields of type_pointer */
505 void  set_pointer_points_to_type (type *pointer, type *type);
506 type *get_pointer_points_to_type (type *pointer);
507
508 /* typecheck */
509 bool  is_pointer_type            (type *pointer);
510 /*****/
511
512 /****** type/primitive
513  * NAME
514  *   Representation of a primitive type.
515  * NOTE
516  *   Primitive types are types that represent indivisible data values that
517  *   map directly to modes.  They don't have a private attribute.  The
518  *   important information they carry is held in the common mode field.
519  * SOURCE
520 */
521 /* create a new type primitive */
522 type *new_type_primitive (ident *name, ir_mode *mode);
523
524 /* typecheck */
525 bool  is_primitive_type  (type *primitive);
526 /*****/
527
528
529
530 /****f* type/is_atomic_type
531  *
532  * NAME
533  *   is_atomic_type - Checks whether a type is atomic.
534  * SYNOPSIS
535  *   int is_atomic_type(type *tp);
536  * INPUTS
537  *   tp - any type
538  * RESULT
539  *   true if type is primitive, pointer or enumeration
540  ***
541  */
542 int is_atomic_type(type *tp);
543
544 /****f* type/is_compound_type
545  *
546  * NAME
547  *   is_compound_type - Checks whether a type is compound.
548  * SYNOPSIS
549  *   int is_compound_type(type *tp)
550  * INPUTS
551  *   tp - any type
552  * RESULT
553  *   true if the type is class, structure, union or array type.
554  ***
555  */
556 int is_compound_type(type *tp);
557
558 # endif /* _TYPE_H_ */