add new_frame_type() and is_frame_type() functions
[libfirm] / ir / tr / type.h
1 /**
2  * @file type.h
3  *
4  * Project:     libFIRM                                                   <br>
5  * File name:   ir/tr/type.h                                              <br>
6  * Purpose:     Representation of types.                                  <br>
7  * Author:      Goetz Lindenmaier                                         <br>
8  * Modified by:                                                           <br>
9  * Created:                                                               <br>
10  * Copyright:   (c) 2001-2003 Universität Karlsruhe                       <br>
11  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE. <br>
12  * CVS-ID:      $Id$
13  *
14  *
15  *  Datastructure to hold type information.
16  *
17  *  This module supplies a datastructure to represent all types
18  *  known in the compiled program.  This includes types specified
19  *  in the program as well as types defined by the language.  In the
20  *  view of the intermediate representation there is no difference
21  *  between these types.  Finally it specifies some auxiliary types.
22  *
23  *  There exist several kinds of types, arranged by the structure of
24  *  the type.  A type is described by a set of attributes.  Some of
25  *  these attributes are common to all types, others depend on the
26  *  kind of the type.
27  *
28  *  Types are different from the modes defined in irmode:  Types are
29  *  on the level of the programming language, modes at the level of
30  *  the target processor.
31  *
32  *  @see  tpop.h
33  */
34
35 # ifndef _TYPE_H_
36 # define _TYPE_H_
37
38 #include <stdbool.h>
39
40 # include "tpop.h"
41 # include "firm_common.h"
42 # include "ident.h"
43 # include "irmode.h"
44 # include "dbginfo.h"
45
46 /* to resolve recursion between entity.h and type.h */
47 #ifndef _ENTITY_TYPEDEF_
48 #define _ENTITY_TYPEDEF_
49 typedef struct entity entity;
50 #endif
51
52 #ifndef _IR_NODE_TYPEDEF_
53 #define _IR_NODE_TYPEDEF_
54 typedef struct ir_node ir_node;
55 #endif
56
57 # include "tr_inheritance.h"
58
59 /**
60  *  An abstract data type to represent types.
61  *
62  *  This is the abstract data type with which any type known in the
63  *  compiled program can be represented.  This includes types specified
64  *  in the program as well as types defined by the language.  In the
65  *  view of the intermediate representation there is no difference
66  *  between these types.
67  *
68  *  There exist several kinds of types, arranged by the structure of
69  *  the type.  These are distinguished by a type opcode.
70  *  A type is described by a set of attributes.  Some of these attributes
71  *  are common to all types, others depend on the kind of the type.
72  *
73  *  The following describes the common attributes.  They can only be
74  *  accessed by the functions given below.
75  *
76  *  The common fields are:
77  *
78  *  - firm_kind: A firm_kind tag containing k_type.  This is useful
79  *               for dynamically checking whether a node is a type node.
80  *  - type_op:   A tp_op specifying the kind of the type.
81  *  - mode:      The mode to be used to represent the type on a machine.
82  *  - name:      An identifier specifying the name of the type.  To be
83  *               set by the frontend.
84  *  - size:      The size of the type, i.e. an entity of this type will
85  *               occupy size bits in memory.  In several cases this is
86  *               determined when fixing the layout of this type (class,
87  *               struct, union, array, enumeration).
88  *  - alignment  The alignment of the type, i.e. an entity of this type will
89  *               be allocated an an address in memory with this alignment.
90  *               In several cases this is determined when fixing the layout
91  *               of this type (class, struct, union, array)
92  *  - state:     The state of the type.  The state represents whether the
93  *               layout of the type is undefined or fixed (values: layout_undefined
94  *               or layout_fixed).  Compound types can have an undefined
95  *               layout.  The layout of the basic types primitive and pointer
96  *               is always layout_fixed.  If the layout of
97  *               compound types is fixed all entities must have an offset
98  *               and the size of the type must be set.
99  *               A fixed layout for enumeration types means that each enumeration
100  *               is associated with an implementation value.
101  *  - visit:     A counter for walks of the type information.
102  *  - link:      A void* to associate some additional information with the type.
103  *
104  *  These fields can only be accessed via access functions.
105  *
106  *  Depending on the value of @c type_op, i.e., depending on the kind of the
107  *  type the adt contains further attributes.  These are documented below.
108  *
109  *  @see
110  *
111  *  @link class_type class @endlink, @link struct_type struct @endlink,
112  *  @link method_type method @endlink, @link union_type union @endlink,
113  *  @link array_type array @endlink, @link enumeration_type enumeration @endlink,
114  *  @link pointer_type pointer @endlink, @link primitive_type primitive @endlink
115  *
116  *  @todo
117  *      mode maybe not global field??
118  */
119 #ifndef _TYPE_TYPEDEF_
120 #define _TYPE_TYPEDEF_
121 typedef struct type type;
122 #endif
123
124 # include "type_or_entity.h"
125
126 /** frees all entities associated with a type.
127     Does not free array entity.
128     Warning: make sure these entities are not referenced anywhere else.
129 */
130 void        free_type_entities(type *tp);
131
132 /** Frees the memory used by the type.
133  *
134  * Removes the type from the type list. Does not free the entities
135  * belonging to the type, except for the array element entity.  Does
136  * not free if tp is "none" or "unknown".  Frees entities in value
137  * param subtypes of method types!!! Make sure these are not
138  * referenced any more.  Further make sure there is no pointer type
139  * that refers to this type.                           */
140 void        free_type(type *tp);
141
142 const tp_op*get_type_tpop(const type *tp);
143 ident*      get_type_tpop_nameid(const type *tp);
144 const char* get_type_tpop_name(const type *tp);
145 tp_opcode   get_type_tpop_code(const type *tp);
146
147 ident*      get_type_ident(const type *tp);
148 void        set_type_ident(type *tp, ident* id);
149 const char* get_type_name(const type *tp);
150
151 /** This enumeration flags the visibility of entities and types.
152  *
153  * This is necessary for partial compilation.
154  * We rely on the ordering of the flags.
155  */
156 typedef enum {
157   visibility_local,              /**< The entity is only visible locally.  This is the default for
158                                       entities.
159                                       The type is only visible locally.  All instances are allocated
160                                       locally, and no pointer to entities of this type are passed
161                                       out of this compilation unit. */
162   visibility_external_visible,   /**< The entity is visible to other external program parts, but
163                                       it is defined here.  It may not be optimized away.  The entity must
164                                       be static_allocated.
165                                       For types:  entities of this type can be accessed externally.  No
166                                       instances of this type are allocated externally.  */
167   visibility_external_allocated  /**< The entity is defined and allocated externally.  This compilation
168                                       must not allocate memory for this entity. The entity must
169                                       be static_allocated.  This can also be an external defined
170                                       method.
171                                       For types:  entities of this type are allocated and accessed from
172                                       external code.  Default for types.  */
173 } visibility;
174
175 /** The visibility of a type.
176  *
177  *  The visibility of a type indicates, whether entities of this type
178  *  are accessed or allocated in external code.
179  *
180  *  An entity of a type is allocated in external code, if the external
181  *  code declares a variable of this type, or dynamically allocates
182  *  an entity of this type.  If the external code declares a (compound)
183  *  type, that contains entities of this type, the visibility also
184  *  must be external_allocated.
185  *
186  *  The visibility must be higher than that of all entities, if the
187  *  type is a compound.  Here it is questionable, what happens with
188  *  static entities.  If these are accessed external by direct reference,
189  *  (a static call to a method, that is also in the dispatch table)
190  *  it should not affect the visibility of the type.
191  *
192  *
193  * @@@ Do we need a visibility for types?
194  * I change the layout of types radically when doing type splitting.
195  * I need to know, which fields of classes are accessed in the RTS,
196  * e.g., [_length.  I may not move [_length to the split part.
197  * The layout though, is a property of the type.
198  *
199  * One could also think of changing the mode of a type ...
200  *
201  * But, we could also output macros to access the fields, e.g.,
202  *  ACCESS_[_length (X)   X->length              // conventional
203  *  ACCESS_[_length (X)   X->_split_ref->length  // with type splitting
204  *
205  * For now I implement this function, that returns the visibility
206  * based on the visibility of the entities of a compound ...
207  *
208  * This function returns visibility_external_visible if one or more
209  * entities of a compound type have visibility_external_visible.
210  * Entities of types are never visibility_external_allocated (right?).
211  * Else returns visibility_local.
212  */
213 visibility get_type_visibility (const type *tp);
214 void       set_type_visibility (type *tp, visibility v);
215
216
217
218 /** The state of the type layout. */
219 typedef enum {
220   layout_undefined,    /**< The layout of this type is not defined.
221               Address computation to access fields is not
222               possible, fields must be accessed by Sel
223               nodes.  This is the default value except for
224               pointer, primitive and method types. */
225   layout_fixed         /**< The layout is fixed, all component/member entities
226               have an offset assigned.  Size of the type is known.
227               Arrays can be accessed by explicit address
228               computation. Default for pointer, primitive and method
229               types.  */
230 } type_state;
231
232 /** Returns a human readable string for the enum entry. */
233 const char *get_type_state_name(type_state s);
234
235 /** Returns the type layout state of a type. */
236 type_state  get_type_state(const type *tp);
237
238 /** Sets the type layout state of a type.
239  *
240  * For primitives, pointer and method types the layout is always fixed.
241  * This call is legal but has no effect.
242  */
243 void        set_type_state(type *tp, type_state state);
244
245 /** Returns the mode of a type.
246  *
247  * Returns NULL for all non atomic types.
248  */
249 ir_mode*    get_type_mode(const type *tp);
250
251 /** Sets the mode of a type.
252  *
253  * Only has an effect on primitive, enumeration and pointer types.
254  */
255 void        set_type_mode(type *tp, ir_mode* m);
256
257 /** Returns the size of a type in bytes, returns -1 if the size is NOT
258  *  a byte size, i.e. not dividable by 8. */
259 int         get_type_size_bytes(const type *tp);
260
261 /** Returns the size of a type in bits. */
262 int         get_type_size_bits(const type *tp);
263
264 /** Sets the size of a type in bytes.
265  *
266  * For primitive, enumeration, pointer and method types the size
267  * is always fixed. This call is legal but has no effect.
268  */
269 void        set_type_size_bytes(type *tp, int size);
270
271 /** Sets the size of a type in bits.
272  *
273  * For primitive, enumeration, pointer and method types the size
274  * is always fixed. This call is legal but has no effect.
275  */
276 void        set_type_size_bits(type *tp, int size);
277
278 /** Returns the alignment of a type in bytes.
279  *
280  *  Returns -1 if the alignment is NOT
281  *  a byte size, i.e. not dividable by 8. Calls get_type_alignment_bits(). */
282 int         get_type_alignment_bytes(type *tp);
283
284 /** Returns the alignment of a type in bits.
285  *
286  *  If the alignment of a type is
287  *  not set, it is calculated here according to the following rules:
288  *  -#.) if a type has a mode, the alignment is the mode size.
289  *  -#.) compound types have the alignment of there biggest member.
290  *  -#.) array types have the alignment of there element type.
291  *  -#.) method types return 0 here.
292  *  -#.) all other types return 8 here (i.e. aligned at byte).
293  */
294 int         get_type_alignment_bits(type *tp);
295
296 /** Sets the alignment of a type in bytes. */
297 void        set_type_alignment_bytes(type *tp, int size);
298
299 /** Sets the alignment of a type in bits.
300  *
301  * For method types the alignment is always fixed.
302  * This call is legal but has no effect.
303  */
304 void        set_type_alignment_bits(type *tp, int size);
305
306 unsigned long get_type_visited(const type *tp);
307 void          set_type_visited(type *tp, unsigned long num);
308 /* Sets visited field in type to type_visited. */
309 void          mark_type_visited(type *tp);
310 /* @@@ name clash!! int           type_visited(const type *tp); */
311 int           type_not_visited(const type *tp);
312
313 /** Returns the associated link field of a type. */
314 void*         get_type_link(const type *tp);
315 /** Sets the associated link field of a type. */
316 void          set_type_link(type *tp, void *l);
317
318 /**
319  * Visited flag to traverse the type information.
320  *
321  * Increase this flag by one before traversing the type information.
322  * Mark type nodes as visited by set_type_visited(type, type_visited).
323  * Check whether node was already visited by comparing get_type_visited(type)
324  * and type_visited.
325  * Or use the function to walk all types.
326  *
327  * @see  typewalk
328  */
329 extern unsigned long type_visited;
330 void          set_master_type_visited(unsigned long val);
331 unsigned long get_master_type_visited(void);
332 void          inc_master_type_visited(void);
333
334 /**
335  * Checks whether a pointer points to a type.
336  *
337  * @param thing     an arbitrary pointer
338  *
339  * @return
340  *     true if the thing is a type, else false
341  */
342 int is_type            (const void *thing);
343
344 /**
345  *   Checks whether two types are structurally equal.
346  *
347  *   @param st pointer type
348  *   @param lt pointer type
349  *
350  *   @return
351  *    true if the types are equal, else false.
352  *    Types are equal if :
353  *    - they are the same type kind
354  *    - they have the same name
355  *    - they have the same mode (if applicable)
356  *    - they have the same type_state and, ev., the same size
357  *    - they are class types and have:
358  *      - the same members (see same_entity in entity.h)
359  *      - the same supertypes -- the C-pointers are compared --> no recursive call.
360  *      - the same number of subtypes.  Subtypes are not compared,
361  *        as this could cause a cyclic test.
362  *      - the same peculiarity
363  *    - they are structure types and have the same members
364  *    - they are method types and have
365  *      - the same parameter types
366  *      - the same result types
367  *    - they are union types and have the same members
368  *    - they are array types and have
369  *      - the same number of dimensions
370  *      - the same dimension bounds
371  *      - the same dimension order
372  *      - the same element type
373  *    - they are enumeration types and have the same enumerator names
374  *    - they are pointer types and have the identical points_to type
375  *      (i.e., the same C-struct to represent the type, type_id is skipped.
376  *       This is to avoid endless recursions; with pointer types cyclic
377  *       type graphs are possible.)
378  */
379 int equal_type(type *tpy1, type *typ2);
380
381 /**
382  *   Checks whether two types are structural comparable.
383  *
384  *   @param st pointer type
385  *   @param lt pointer type
386  *
387  *   @return
388  *    true if type st is smaller than type lt, i.e. whenever
389  *    lt is expected a st can be used.
390  *    This is true if
391  *    - they are the same type kind
392  *    - mode(st) < mode (lt)  (if applicable)
393  *    - they are class types and st is (transitive) subtype of lt,
394  *    - they are structure types and
395  *       - the members of st have exactly one counterpart in lt with the same name,
396  *       - the counterpart has a bigger type.
397  *    - they are method types and have
398  *      - the same number of parameter and result types,
399  *      - the parameter types of st are smaller than those of lt,
400  *      - the result types of st are smaller than those of lt
401  *    - they are union types and have the members of st have exactly one
402  *      @return counterpart in lt and the type is smaller
403  *    - they are array types and have
404  *      - the same number of dimensions
405  *      - all bounds of lt are bound of st
406  *      - the same dimension order
407  *      - the same element type
408  *      @return or
409  *      - the element type of st is smaller than that of lt
410  *      - the element types have the same size and fixed layout.
411  *    - they are enumeration types and have the same enumerator names
412  *    - they are pointer types and have the points_to type of st is
413  *      @return smaller than the points_to type of lt.
414  *
415  */
416 int smaller_type (type *st, type *lt);
417
418 /**
419  *  @page class_type    Representation of a class type
420  *
421  *  If the type opcode is set to type_class the type represents class
422  *  types.  A list of fields and methods is associated with a class.
423  *  Further a class can inherit from and bequest to other classes.
424  *  @@@ value class???
425  *  The following attributes are private to this type kind:
426  *  - member:     All entities belonging to this class.  This are method entities
427  *                which have type_method or fields that can have any of the
428  *                following type kinds: type_class, type_struct, type_union,
429  *                type_array, type_enumeration, type_pointer, type_primitive.
430  *
431  *  The following two are dynamic lists that can be grown with an "add_" function,
432  *  but not shrinked:
433  *
434  *  - subtypes:   A list of direct subclasses.
435  *
436  *  - supertypes: A list of direct superclasses.
437  *
438  *  - peculiarity: The peculiarity of this class.  If the class is of peculiarity
439  *                 "description" it only is a description of requirements to a class,
440  *                 as, e.g., a Java interface.  The class will never be allocated.
441  *                 Peculiarity inherited is only possible for entities.  An entity
442  *                 is of peculiarity inherited if the compiler generated the entity
443  *                 to explicitly resolve inheritance.  An inherited method entity has
444  *                 no value for irg.
445  *                 Values: description, existent, inherited.  Default: existent.
446  *
447  */
448
449 /** Creates a new class type. */
450 type   *new_type_class (ident *name);
451
452 /** Creates a new class type with debug information. */
453 type   *new_d_type_class (ident *name, dbg_info *db);
454
455 /* --- manipulate private fields of class type  --- */
456
457 /** Adds the entity as member of the class.  */
458 void    add_class_member   (type *clss, entity *member);
459
460 /** Returns the number of members of this class. */
461 int     get_class_n_members (const type *clss);
462
463 /** Returns the member at position pos, 0 <= pos < n_member */
464 entity *get_class_member   (const type *clss, int pos);
465
466 /** Returns index of mem in clss, -1 if not contained. */
467 int     get_class_member_index(type *clss, entity *mem);
468
469 /** Finds the member with name 'name'. If several members with the same
470  *  name returns one of them.  Returns NULL if no member found. */
471 entity *get_class_member_by_name(type *clss, ident *name);
472
473 /** Overwrites the member at position pos, 0 <= pos < n_member with
474  *  the passed entity. */
475 void    set_class_member   (type *clss, entity *member, int pos);
476
477 /** Replaces complete member list in class type by the list passed.
478  *
479  *  Copies the list passed. This function is necessary to reduce the number of members.
480  *  members is an array of entities, num the size of this array.  Sets all
481  *  owners of the members passed to clss. */
482 void    set_class_members  (type *clss, entity *members[], int arity);
483
484 /** Finds member in the list of members and removes it.
485  *
486  *  Shrinks the member list, so iterate from the end!!!
487  *  Does not deallocate the entity.  */
488 void    remove_class_member(type *clss, entity *member);
489
490
491 /** Adds subtype as subtype to clss.
492  *
493  *  Checks whether clss is a supertype of subtype.  If not
494  *  adds also clss as supertype to subtype.  */
495 void    add_class_subtype   (type *clss, type *subtype);
496
497 /** Returns the number of subtypes */
498 int     get_class_n_subtypes (const type *clss);
499
500 /** Gets the subtype at position pos, 0 <= pos < n_subtype. */
501 type   *get_class_subtype   (type *clss, int pos);
502
503 /** Returns the index to access subclass as subtype of class.
504  *
505  *  If subclass is no direct subtype of class returns -1.
506  */
507 int get_class_subtype_index(type *clss, const type *subclass);
508
509 /** Sets the subtype at position pos, 0 <= pos < n_subtype.
510  *
511  *  Does not set the corresponding supertype relation for subtype: this might
512  *  be a different position! */
513 void    set_class_subtype   (type *clss, type *subtype, int pos);
514
515 /** Finds subtype in the list of subtypes and removes it  */
516 void    remove_class_subtype(type *clss, type *subtype);
517
518 /* Convenience macros */
519 #define add_class_derived_type(clss, drvtype)       add_class_subtype(clss, drvtype)
520 #define get_class_n_derived_types(clss)             get_class_n_subtypes(clss)
521 #define get_class_derived_type(clss, pos)           get_class_subtype(clss, pos)
522 #define get_class_derived_type_index(clss, drvtype) get_class_subtype_index(clss, drvtype)
523 #define set_class_derived_type(clss, drvtype, pos)  set_class_subtype(clss, drvtype, pos)
524 #define remove_class_derived_type(clss, drvtype)    remove_class_subtype(clss, drvtype)
525
526 /** Adds supertype as supertype to class.
527  *
528  *  Checks whether clss is a subtype of supertype.  If not
529  *  adds also clss as subtype to supertype.  */
530 void    add_class_supertype   (type *clss, type *supertype);
531
532 /** Returns the number of supertypes */
533 int     get_class_n_supertypes (const type *clss);
534
535 /** Returns the index to access superclass as supertype of class.
536  *
537  *  If superclass is no direct supertype of class returns -1.
538  */
539 int     get_class_supertype_index(type *clss, type *super_clss);
540
541 /** Gets the supertype at position pos,  0 <= pos < n_supertype. */
542 type   *get_class_supertype   (type *clss, int pos);
543
544 /** Sets the supertype at position pos, 0 <= pos < n_supertype.
545  *
546  *  Does not set the corresponding subtype relation for supertype: this might
547  *  be at a different position! */
548 void    set_class_supertype   (type *clss, type *supertype, int pos);
549
550 /** Finds supertype in the list of supertypes and removes it */
551 void    remove_class_supertype(type *clss, type *supertype);
552
553 /** Convenience macro */
554 #define add_class_base_type(clss, basetype)        add_class_supertype(clss, basetype)
555 #define get_class_n_base_types(clss)               get_class_n_supertypes(clss)
556 #define get_class_base_type_index(clss, base_clss) get_class_supertype_index(clss, base_clss)
557 #define get_class_base_type(clss, pos)             get_class_supertype(clss, pos)
558 #define set_class_base_type(clss, basetype, pos)   set_class_supertype(clss, basetype, pos)
559 #define remove_class_base_type(clss, basetype)     remove_class_supertype(clss, basetype)
560
561 /** This enumeration flags the peculiarity of entities and types. */
562 typedef enum peculiarity {
563   peculiarity_description,     /**< Represents only a description.  The entity/type is never
564                             allocated, no code/data exists for this entity/type.
565                         @@@ eventually rename to descriptive (adjective as the others!)*/
566   peculiarity_inherited,       /**< Describes explicitly that other entities are
567                             inherited to the owner of this entity.
568                             Overwrites must refer to at least one other
569                             entity.  If this is a method entity there exists
570                             no irg for this entity, only for one of the
571                             overwritten ones.
572                         Only for entity. */
573   peculiarity_existent         /**< The entity/type (can) exist.
574                     @@@ eventually rename to 'real' i.e., 'echt'
575                         This serves better as opposition to description _and_ inherited.*/
576 } peculiarity;
577 const char *get_peculiarity_string(peculiarity p);
578
579 /** Returns the peculiarity of the class. */
580 peculiarity get_class_peculiarity (const type *clss);
581 /** Sets the peculiarity of the class. */
582 void        set_class_peculiarity (type *clss, peculiarity pec);
583
584 /* Set and get a class' dfn --
585    @todo This is an undocumented field, subject to change! */
586 void set_class_dfn (type *clss, int dfn);
587 int  get_class_dfn (const type *clss);
588
589 /** Returns true if a type is a class type. */
590 int is_Class_type(const type *clss);
591
592 /**
593  *  @page struct_type   Representation of a struct type
594  *
595  *  Type_strct represents aggregate types that consist of a list
596  *  of fields.
597  *  The following attributes are private to this type kind:
598  *  - member:  All entities belonging to this class.  This are the fields
599  *             that can have any of the following types:  type_class,
600  *             type_struct, type_union, type_array, type_enumeration,
601  *             type_pointer, type_primitive.
602  *             This is a dynamic list that can be grown with an "add_" function,
603  *             but not shrinked.
604  *             This is a dynamic list that can be grown with an "add_" function,
605  *             but not shrinked.
606  */
607 /** Creates a new type struct */
608 type   *new_type_struct (ident *name);
609 /** Creates a new type struct with debug information. */
610 type   *new_d_type_struct (ident *name, dbg_info* db);
611
612 /* --- manipulate private fields of struct --- */
613
614 /** Adds the entity as member of the struct.  */
615 void    add_struct_member   (type *strct, entity *member);
616
617 /** Returns the number of members of this struct. */
618 int     get_struct_n_members (const type *strct);
619
620 /** Returns the member at position pos, 0 <= pos < n_member */
621 entity *get_struct_member   (const type *strct, int pos);
622
623 /** Returns index of member in strct, -1 if not contained. */
624 int     get_struct_member_index(type *strct, entity *member);
625
626 /** Overwrites the member at position pos, 0 <= pos < n_member with
627    the passed entity. */
628 void    set_struct_member   (type *strct, int pos, entity *member);
629
630 /** Finds member in the list of members and removes it. */
631 void    remove_struct_member (type *strct, entity *member);
632
633 /** Returns true if a type is a struct type. */
634 int     is_Struct_type(const type *strct);
635
636 /**
637  * @page method_type    Representation of a method type
638  *
639  * A method type represents a method, function or procedure type.
640  * It contains a list of the parameter and result types, as these
641  * are part of the type description.  These lists should not
642  * be changed by a optimization, as a change creates a new method
643  * type.  Therefore optimizations should allocated new method types.
644  * The set_ routines are only for construction by a frontend.
645  *
646  * - n_params:   Number of parameters to the procedure.
647  *               A procedure in FIRM has only call by value parameters.
648  *
649  * - param_type: A list with the types of parameters.  This list is ordered.
650  *               The nth type in this list corresponds to the nth element
651  *               in the parameter tuple that is a result of the start node.
652  *               (See ircons.h for more information.)
653  *
654  * - value_param_ents
655  *               A list of entities (whose owner is a struct private to the
656  *               method type) that represent parameters passed by value.
657  *
658  * - n_res:      The number of results of the method.  In general, procedures
659  *               have zero results, functions one.
660  *
661  * - res_type:   A list with the types of parameters.  This list is ordered.
662  *               The nth type in this list corresponds to the nth input to
663  *               Return nodes.  (See ircons.h for more information.)
664  *
665  * - value_res_ents
666  *               A list of entities (whose owner is a struct private to the
667  *               method type) that represent results passed by value.
668  */
669
670 /* These macros define the suffixes for the types and entities used
671    to represent value parameters / results. */
672 #define VALUE_PARAMS_SUFFIX  "val_param"
673 #define VALUE_RESS_SUFFIX    "val_res"
674
675 /** Create a new method type.
676  *
677  * @param name      the name (ident) of this type
678  * @param n_param   the number of parameters
679  * @param n_res     the number of results
680  *
681  * The arrays for the parameter and result types are not initialized by
682  * the constructor.
683  */
684 type *new_type_method (ident *name, int n_param, int n_res);
685
686 /** Create a new method type with debug information.
687  *
688  * @param name      the name (ident) of this type
689  * @param n_param   the number of parameters
690  * @param n_res     the number of results
691  * @param db        user defined debug information
692  *
693  * The arrays for the parameter and result types are not initialized by
694  * the constructor.
695  */
696 type *new_d_type_method (ident *name, int n_param, int n_res, dbg_info* db);
697
698 /* -- manipulate private fields of method. -- */
699
700 /** Returns the number of parameters of this method. */
701 int   get_method_n_params  (const type *method);
702
703 /** Returns the type of the parameter at position pos of a method. */
704 type *get_method_param_type(type *method, int pos);
705 /** Sets the type of the parameter at position pos of a method.
706     Also changes the type in the pass-by-value representation by just
707     changing the type of the corresponding entity if the representation is constructed. */
708 void  set_method_param_type(type *method, int pos, type* tp);
709 /** Returns an entity that represents the copied value argument.  Only necessary
710    for compounds passed by value. This information is constructed only on demand. */
711 entity *get_method_value_param_ent(type *method, int pos);
712 /**
713  * Returns a type that represents the copied value arguments.
714  */
715 type *get_method_value_param_type(const type *method);
716
717 /** Returns the number of results of a method type. */
718 int   get_method_n_ress   (const type *method);
719 /** Returns the return type of a method type at position pos. */
720 type *get_method_res_type(type *method, int pos);
721 /** Sets the type of the result at position pos of a method.
722     Also changes the type in the pass-by-value representation by just
723     changing the type of the corresponding entity if the representation is constructed. */
724 void  set_method_res_type(type *method, int pos, type* tp);
725 /** Returns an entity that represents the copied value result.  Only necessary
726    for compounds passed by value. This information is constructed only on demand. */
727 entity *get_method_value_res_ent(type *method, int pos);
728
729 /**
730  * Returns a type that represents the copied value results.
731  */
732 type *get_method_value_res_type(const type *method);
733
734 /**
735  * This enum flags the variadicity of methods (methods with a
736  * variable amount of arguments (e.g. C's printf). Default is
737  * non_variadic.
738  */
739 typedef enum variadicity {
740   variadicity_non_variadic, /**< non variadic */
741   variadicity_variadic      /**< variadic */
742 } variadicity;
743
744 /** Returns the null-terminated name of this variadicity. */
745 const char *get_variadicity_name(variadicity vari);
746
747 /** Returns the variadicity of a method. */
748 variadicity get_method_variadicity(const type *method);
749
750 /** Sets the variadicity of a method. */
751 void set_method_variadicity(type *method, variadicity vari);
752
753 /**
754  * Returns the first variadic parameter index of a type.
755  * If this index was NOT set, the index of the last parameter
756  * of the method type plus one is returned for variadic functions.
757  * Non-variadic function types always return -1 here.
758  */
759 int get_method_first_variadic_param_index(const type *method);
760
761 /**
762  * Sets the first variadic parameter index. This allows to specify
763  * a complete call type (containing the type of all parameters)
764  * but still have the knowledge, which parameter must be passed as
765  * variadic one.
766  */
767 void set_method_first_variadic_param_index(type *method, int index);
768
769 /** Returns true if a type is a method type. */
770 int   is_Method_type     (const type *method);
771
772 /**
773  *   @page union_type   Representation of a union type.
774  *
775  *   The union type represents union types.
776  *   - n_types:     Number of unioned types.
777  *   - members:     Entities for unioned types.  Fixed length array.
778  *                  This is a dynamic list that can be grown with an "add_" function,
779  *                  but not shrinked.
780  */
781 /** Creates a new type union. */
782 type   *new_type_union (ident *name);
783
784 /** Creates a new type union with debug information. */
785 type   *new_d_type_union (ident *name, dbg_info* db);
786
787 /* --- manipulate private fields of struct --- */
788
789 /** Returns the number of unioned types of this union */
790 int     get_union_n_members      (const type *uni);
791
792 /** Adds a new entity to a union type */
793 void    add_union_member (type *uni, entity *member);
794
795 /** Returns the entity at position pos of a union */
796 entity *get_union_member (const type *uni, int pos);
797
798 /** Overwrites a entity at position pos in a union type. */
799 void    set_union_member (type *uni, int pos, entity *member);
800
801 /** Finds member in the list of members and removes it. */
802 void    remove_union_member (type *uni, entity *member);
803
804 /** Returns true if a type is a union type. */
805 int     is_Union_type          (const type *uni);
806
807 /**
808  * @page array_type Representation of an array type
809  *
810  * The array type represents rectangular multi dimensional arrays.
811  * The constants representing the bounds must be allocated to
812  * get_const_code_irg() by setting current_ir_graph accordingly.
813  *
814  * - n_dimensions:    Number of array dimensions.
815  * - *lower_bound:    Lower bounds of dimensions.  Usually all 0.
816  * - *upper_bound:    Upper bounds or dimensions.
817  * - *element_type:   The type of the array elements.
818  * - *element_ent:    An entity for the array elements to be used for
819  *                      element selection with Sel.
820  * @todo
821  *   Do we need several entities?  One might want
822  *   to select a dimension and not a single element in case of multi
823  *   dimensional arrays.
824  */
825
826 /** Create a new type array.
827  *
828  * Sets n_dimension to dimension and all dimension entries to NULL.
829  * Initializes order to the order of the dimensions.
830  * The entity for array elements is built automatically.
831  * Set dimension sizes after call to constructor with set_* routines.
832  */
833 type *new_type_array         (ident *name, int n_dimensions,
834                   type *element_type);
835
836 /** Create a new type array with debug information.
837  *
838  * Sets n_dimension to dimension and all dimension entries to NULL.
839  * Initializes order to the order of the dimensions.
840  * The entity for array elements is built automatically.
841  * Set dimension sizes after call to constructor with set_* routines.
842  * A legal array type must have at least one dimension set.
843  */
844 type *new_d_type_array         (ident *name, int n_dimensions,
845                   type *element_type, dbg_info* db);
846
847 /* --- manipulate private fields of array type --- */
848
849 /** Returns the number of array dimensions of this type. */
850 int   get_array_n_dimensions (const type *array);
851
852 /**
853  * Allocates Const nodes of mode_I for one array dimension.
854  * Upper bound in Firm is the element next to the last, i.e. [lower,upper[
855  */
856 void  set_array_bounds_int   (type *array, int dimension, int lower_bound,
857                                                           int upper_bound);
858 /**
859  * Sets the bounds for one array dimension.
860  * Upper bound in Firm is the element next to the last, i.e. [lower,upper[
861  */
862 void  set_array_bounds       (type *array, int dimension, ir_node *lower_bound,
863                                                           ir_node *upper_bound);
864 /** Sets the lower bound for one array dimension, i.e. [lower,upper[ */
865 void  set_array_lower_bound  (type *array, int dimension, ir_node *lower_bound);
866
867 /** Allocates Const nodes of mode_I for the lower bound of an array
868     dimension, i.e. [lower,upper[ */
869 void  set_array_lower_bound_int (type *array, int dimension, int lower_bound);
870
871 /** Sets the upper bound for one array dimension, i.e. [lower,upper[ */
872 void  set_array_upper_bound  (type *array, int dimension, ir_node *upper_bound);
873
874 /** Allocates Const nodes of mode_I for the upper bound of an array
875     dimension, i.e. [lower,upper[. */
876 void  set_array_upper_bound_int (type *array, int dimension, int upper_bound);
877
878 /** Returns true if lower bound != Unknown. */
879 int       has_array_lower_bound     (const type *array, int dimension);
880 /** Returns the lower bound of an array. */
881 ir_node * get_array_lower_bound     (const type *array, int dimension);
882 /** Works only if bound is Const node with tarval that can be converted to long. */
883 long      get_array_lower_bound_int (const type *array, int dimension);
884 /** returns true if lower bound != Unknown */
885 int       has_array_upper_bound     (const type *array, int dimension);
886 /** Returns the upper bound of an array. */
887 ir_node * get_array_upper_bound     (const type *array, int dimension);
888 /** Works only if bound is Const node with tarval that can be converted to long. */
889 long      get_array_upper_bound_int (const type *array, int dimension);
890
891 /** Sets an array dimension to a specific order. */
892 void set_array_order (type *array, int dimension, int order);
893
894 /** Returns the order of an array dimension. */
895 int  get_array_order (const type *array, int dimension);
896
897 /** Find the array dimension that is placed at order ord. */
898 int find_array_dimension(const type *array, int order);
899
900 /** Sets the array element type. */
901 void  set_array_element_type (type *array, type *tp);
902
903 /** Gets the array element type. */
904 type *get_array_element_type (type *array);
905
906 /** Sets the array element entity. */
907 void  set_array_element_entity (type *array, entity *ent);
908
909 /** Get the array element entity. */
910 entity *get_array_element_entity (const type *array);
911
912 /** Returns true if a type is an array type. */
913 int    is_Array_type(const type *array);
914
915 /**
916  * @page enumeration_type   Representation of an enumeration type
917  *
918  * Enumeration types need not necessarily be represented explicitly
919  * by Firm types, as the frontend can lower them to integer constants as
920  * well.  For debugging purposes or similar tasks this information is useful.
921  *
922  * - *enum:         The target values representing the constants used to
923  *                  represent individual enumerations.
924  * - *enum_nameid:  Idents containing the source program name of the enumeration
925  *                  constants
926  */
927 /** Create a new type enumeration -- set the enumerators independently. */
928 type   *new_type_enumeration    (ident *name, int n_enums);
929
930 /** Create a new type enumeration with debug information -- set the enumerators independently. */
931 type   *new_d_type_enumeration    (ident *name, int n_enums, dbg_info* db);
932
933 /* --- manipulate fields of enumeration type. --- */
934
935 /** Returns the number of enumeration values of this enumeration */
936 int     get_enumeration_n_enums (const type *enumeration);
937
938 /** Sets the enumeration value at a given position. */
939 void    set_enumeration_enum    (type *enumeration, int pos, tarval *con);
940
941 /** Returns the enumeration value at a given position. */
942 tarval *get_enumeration_enum    (const type *enumeration, int pos);
943
944 /** Assign an ident to an enumeration value at a given position. */
945 void    set_enumeration_nameid  (type *enumeration, int pos, ident *id);
946
947 /** Returns the assigned ident of an enumeration value at a given position. */
948 ident  *get_enumeration_nameid  (const type *enumeration, int pos);
949
950 /** Returns the assigned name of an enumeration value at a given position. */
951 const char *get_enumeration_name(const type *enumeration, int pos);
952
953 /** Returns true if a type is a enumeration type. */
954 int     is_Enumeration_type     (const type *enumeration);
955
956 /**
957  * @page pointer_type   Representation of a pointer type
958  *
959  * The mode of the pointer type must be a mode_reference.
960  *
961  * Pointer types:
962  * - points_to:      The type of the entity this pointer points to.
963  */
964
965 /** Creates a new type pointer with mode mode_p. */
966 #define new_type_pointer(N, P) new_type_pointer_mode(N, P, mode_P_mach)
967
968 /** Creates a new type pointer with given pointer mode. */
969 type *new_type_pointer_mode      (ident *name, type *points_to, ir_mode *ptr_mode);
970
971 /** Creates a new type pointer given pointer mode and with debug information. */
972 type *new_d_type_pointer         (ident *name, type *points_to, ir_mode *ptr_mode, dbg_info* db);
973
974 /* --- manipulate fields of type_pointer --- */
975
976 /** Sets the type to which a pointer points to. */
977 void  set_pointer_points_to_type (type *pointer, type *tp);
978
979 /** Returns the type to which a pointer points to. */
980 type *get_pointer_points_to_type (type *pointer);
981
982 /** Returns true if a type is a pointer type. */
983 int   is_Pointer_type            (const type *pointer);
984
985 /** Returns the first pointer type that has as points_to tp.
986  *  Not efficient: O(#types).
987  *  If not found returns unknown_type. */
988 type *find_pointer_type_to_type (type *tp);
989
990 /**
991  * @page primitive_type Representation of a primitive type
992  *
993  * Primitive types are types that represent indivisible data values that
994  * map directly to modes.  They don't have a private attribute.  The
995  * important information they carry is held in the common mode field.
996 */
997 /** Creates a new primitive type. */
998 type *new_type_primitive (ident *name, ir_mode *mode);
999
1000 /** Creates a new primitive type with debug information. */
1001 type *new_d_type_primitive (ident *name, ir_mode *mode, dbg_info* db);
1002
1003 /** Returns true if a type is a primitive type. */
1004 int  is_Primitive_type  (const type *primitive);
1005
1006
1007 /**
1008  * @page none_type
1009  *
1010  *  This type is an auxiliary type dedicated to support type analyses.
1011  *
1012  *  The none type represents that there is no type.  The type can be used to
1013  *  initialize fields of type* that actually can not contain a type or that
1014  *  are initialized for an analysis. There exists exactly one type none.
1015  *  This type is not on the type list in ir_prog. It is
1016  *  allocated when initializing the type module.
1017  *
1018  *  The following values are set:
1019  *    - mode:  mode_BAD
1020  *    - name:  "type_none"
1021  *    - state: layout_fixed
1022  *    - size:  0
1023  */
1024 /** A variable that contains the only none type. */
1025 extern type *firm_none_type;
1026 /** Returns the none type */
1027 type *get_none_type(void);
1028
1029 /**
1030  * @page unknown_type
1031  *
1032  *  This type is an auxiliary type dedicated to support type analyses.
1033  *
1034  *  The unknown type represents that there could be a type, but it is not
1035  *  known.  This type can be used to initialize fields before an analysis (not known
1036  *  yet) or to represent the top of a lattice (could not be determined).  There exists
1037  *  exactly one type unknown. This type is not on the type list in ir_prog.  It is
1038  *  allocated when initializing the type module.
1039  *
1040  *  The following values are set:
1041  *    - mode:  mode_ANY
1042  *    - name:  "type_unknown"
1043  *    - state: layout_fixed
1044  *    - size:  0
1045  */
1046 /** A variable that contains the only unknown type. */
1047 extern type *firm_unknown_type;
1048 /** Returns the unknown type */
1049 type *get_unknown_type(void);
1050
1051
1052 /**
1053  *  Checks whether a type is atomic.
1054  *  @param tp   any type
1055  *  @return true if type is primitive, pointer or enumeration
1056  */
1057 int is_atomic_type(const type *tp);
1058
1059 /* --- Support for compound types --- */
1060
1061 /**
1062  * Gets the number of elements in a firm compound type.
1063  *
1064  * This is just a comfortability function, because structs and
1065  * classes can often be treated be the same code, but they have
1066  * different access functions to their members.
1067  *
1068  * @param tp  The type (must be struct, union or class).
1069  *
1070  * @return Number of members in the compound type.
1071  */
1072 int get_compound_n_members(const type *tp);
1073
1074 /**
1075  * Gets the member of a firm compound type at position pos.
1076  *
1077  * @param tp  The type (must be struct, union or class).
1078  * @param pos The number of the member.
1079  *
1080  * @return The member entity at position pos.
1081  *
1082  * @see get_compound_n_members() for justification of existence.
1083  */
1084 entity *get_compound_member(const type *tp, int pos);
1085
1086 /**
1087  * Checks whether a type is compound.
1088  *
1089  * @param tp - any type
1090  *
1091  * @return true if the type is class, structure, union or array type.
1092  */
1093 int is_compound_type(const type *tp);
1094
1095 /**
1096  * Checks, whether a type is a frame type
1097  */
1098 int is_frame_type(const type *tp);
1099
1100 /**
1101  * Makes a new frame type. Frame types are class types,
1102  * so all class access functions work.
1103  * Frame types are not in the global list of types.
1104  */
1105 type   *new_type_frame(ident *name);
1106
1107 /*-----------------------------------------------------------------*/
1108 /** Debug aides                                                   **/
1109 /*-----------------------------------------------------------------*/
1110
1111 /**
1112  *  Outputs a unique number for this type if libfirm is compiled for
1113  *  debugging, (configure with --enable-debug) else returns the address
1114  *  of the type cast to long.
1115  */
1116 long get_type_nr(const type *tp);
1117
1118
1119 # endif /* _TYPE_H_ */