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