]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/include/llvm/ADT/APInt.h
Merge llvm, clang, compiler-rt, libc++, libunwind, lld, lldb and openmp
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / include / llvm / ADT / APInt.h
1 //===-- llvm/ADT/APInt.h - For Arbitrary Precision Integer -----*- C++ -*--===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 ///
10 /// \file
11 /// This file implements a class to represent arbitrary precision
12 /// integral constant values and operations on them.
13 ///
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 #ifndef LLVM_ADT_APINT_H
17 #define LLVM_ADT_APINT_H
18
19 #include "llvm/Support/Compiler.h"
20 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
21 #include <cassert>
22 #include <climits>
23 #include <cstring>
24 #include <string>
25
26 namespace llvm {
27 class FoldingSetNodeID;
28 class StringRef;
29 class hash_code;
30 class raw_ostream;
31
32 template <typename T> class SmallVectorImpl;
33 template <typename T> class ArrayRef;
34 template <typename T> class Optional;
35
36 class APInt;
37
38 inline APInt operator-(APInt);
39
40 //===----------------------------------------------------------------------===//
41 //                              APInt Class
42 //===----------------------------------------------------------------------===//
43
44 /// Class for arbitrary precision integers.
45 ///
46 /// APInt is a functional replacement for common case unsigned integer type like
47 /// "unsigned", "unsigned long" or "uint64_t", but also allows non-byte-width
48 /// integer sizes and large integer value types such as 3-bits, 15-bits, or more
49 /// than 64-bits of precision. APInt provides a variety of arithmetic operators
50 /// and methods to manipulate integer values of any bit-width. It supports both
51 /// the typical integer arithmetic and comparison operations as well as bitwise
52 /// manipulation.
53 ///
54 /// The class has several invariants worth noting:
55 ///   * All bit, byte, and word positions are zero-based.
56 ///   * Once the bit width is set, it doesn't change except by the Truncate,
57 ///     SignExtend, or ZeroExtend operations.
58 ///   * All binary operators must be on APInt instances of the same bit width.
59 ///     Attempting to use these operators on instances with different bit
60 ///     widths will yield an assertion.
61 ///   * The value is stored canonically as an unsigned value. For operations
62 ///     where it makes a difference, there are both signed and unsigned variants
63 ///     of the operation. For example, sdiv and udiv. However, because the bit
64 ///     widths must be the same, operations such as Mul and Add produce the same
65 ///     results regardless of whether the values are interpreted as signed or
66 ///     not.
67 ///   * In general, the class tries to follow the style of computation that LLVM
68 ///     uses in its IR. This simplifies its use for LLVM.
69 ///
70 class LLVM_NODISCARD APInt {
71 public:
72   typedef uint64_t WordType;
73
74   /// This enum is used to hold the constants we needed for APInt.
75   enum : unsigned {
76     /// Byte size of a word.
77     APINT_WORD_SIZE = sizeof(WordType),
78     /// Bits in a word.
79     APINT_BITS_PER_WORD = APINT_WORD_SIZE * CHAR_BIT
80   };
81
82   enum class Rounding {
83     DOWN,
84     TOWARD_ZERO,
85     UP,
86   };
87
88   static const WordType WORDTYPE_MAX = ~WordType(0);
89
90 private:
91   /// This union is used to store the integer value. When the
92   /// integer bit-width <= 64, it uses VAL, otherwise it uses pVal.
93   union {
94     uint64_t VAL;   ///< Used to store the <= 64 bits integer value.
95     uint64_t *pVal; ///< Used to store the >64 bits integer value.
96   } U;
97
98   unsigned BitWidth; ///< The number of bits in this APInt.
99
100   friend struct DenseMapAPIntKeyInfo;
101
102   friend class APSInt;
103
104   /// Fast internal constructor
105   ///
106   /// This constructor is used only internally for speed of construction of
107   /// temporaries. It is unsafe for general use so it is not public.
108   APInt(uint64_t *val, unsigned bits) : BitWidth(bits) {
109     U.pVal = val;
110   }
111
112   /// Determine if this APInt just has one word to store value.
113   ///
114   /// \returns true if the number of bits <= 64, false otherwise.
115   bool isSingleWord() const { return BitWidth <= APINT_BITS_PER_WORD; }
116
117   /// Determine which word a bit is in.
118   ///
119   /// \returns the word position for the specified bit position.
120   static unsigned whichWord(unsigned bitPosition) {
121     return bitPosition / APINT_BITS_PER_WORD;
122   }
123
124   /// Determine which bit in a word a bit is in.
125   ///
126   /// \returns the bit position in a word for the specified bit position
127   /// in the APInt.
128   static unsigned whichBit(unsigned bitPosition) {
129     return bitPosition % APINT_BITS_PER_WORD;
130   }
131
132   /// Get a single bit mask.
133   ///
134   /// \returns a uint64_t with only bit at "whichBit(bitPosition)" set
135   /// This method generates and returns a uint64_t (word) mask for a single
136   /// bit at a specific bit position. This is used to mask the bit in the
137   /// corresponding word.
138   static uint64_t maskBit(unsigned bitPosition) {
139     return 1ULL << whichBit(bitPosition);
140   }
141
142   /// Clear unused high order bits
143   ///
144   /// This method is used internally to clear the top "N" bits in the high order
145   /// word that are not used by the APInt. This is needed after the most
146   /// significant word is assigned a value to ensure that those bits are
147   /// zero'd out.
148   APInt &clearUnusedBits() {
149     // Compute how many bits are used in the final word
150     unsigned WordBits = ((BitWidth-1) % APINT_BITS_PER_WORD) + 1;
151
152     // Mask out the high bits.
153     uint64_t mask = WORDTYPE_MAX >> (APINT_BITS_PER_WORD - WordBits);
154     if (isSingleWord())
155       U.VAL &= mask;
156     else
157       U.pVal[getNumWords() - 1] &= mask;
158     return *this;
159   }
160
161   /// Get the word corresponding to a bit position
162   /// \returns the corresponding word for the specified bit position.
163   uint64_t getWord(unsigned bitPosition) const {
164     return isSingleWord() ? U.VAL : U.pVal[whichWord(bitPosition)];
165   }
166
167   /// Utility method to change the bit width of this APInt to new bit width,
168   /// allocating and/or deallocating as necessary. There is no guarantee on the
169   /// value of any bits upon return. Caller should populate the bits after.
170   void reallocate(unsigned NewBitWidth);
171
172   /// Convert a char array into an APInt
173   ///
174   /// \param radix 2, 8, 10, 16, or 36
175   /// Converts a string into a number.  The string must be non-empty
176   /// and well-formed as a number of the given base. The bit-width
177   /// must be sufficient to hold the result.
178   ///
179   /// This is used by the constructors that take string arguments.
180   ///
181   /// StringRef::getAsInteger is superficially similar but (1) does
182   /// not assume that the string is well-formed and (2) grows the
183   /// result to hold the input.
184   void fromString(unsigned numBits, StringRef str, uint8_t radix);
185
186   /// An internal division function for dividing APInts.
187   ///
188   /// This is used by the toString method to divide by the radix. It simply
189   /// provides a more convenient form of divide for internal use since KnuthDiv
190   /// has specific constraints on its inputs. If those constraints are not met
191   /// then it provides a simpler form of divide.
192   static void divide(const WordType *LHS, unsigned lhsWords,
193                      const WordType *RHS, unsigned rhsWords, WordType *Quotient,
194                      WordType *Remainder);
195
196   /// out-of-line slow case for inline constructor
197   void initSlowCase(uint64_t val, bool isSigned);
198
199   /// shared code between two array constructors
200   void initFromArray(ArrayRef<uint64_t> array);
201
202   /// out-of-line slow case for inline copy constructor
203   void initSlowCase(const APInt &that);
204
205   /// out-of-line slow case for shl
206   void shlSlowCase(unsigned ShiftAmt);
207
208   /// out-of-line slow case for lshr.
209   void lshrSlowCase(unsigned ShiftAmt);
210
211   /// out-of-line slow case for ashr.
212   void ashrSlowCase(unsigned ShiftAmt);
213
214   /// out-of-line slow case for operator=
215   void AssignSlowCase(const APInt &RHS);
216
217   /// out-of-line slow case for operator==
218   bool EqualSlowCase(const APInt &RHS) const LLVM_READONLY;
219
220   /// out-of-line slow case for countLeadingZeros
221   unsigned countLeadingZerosSlowCase() const LLVM_READONLY;
222
223   /// out-of-line slow case for countLeadingOnes.
224   unsigned countLeadingOnesSlowCase() const LLVM_READONLY;
225
226   /// out-of-line slow case for countTrailingZeros.
227   unsigned countTrailingZerosSlowCase() const LLVM_READONLY;
228
229   /// out-of-line slow case for countTrailingOnes
230   unsigned countTrailingOnesSlowCase() const LLVM_READONLY;
231
232   /// out-of-line slow case for countPopulation
233   unsigned countPopulationSlowCase() const LLVM_READONLY;
234
235   /// out-of-line slow case for intersects.
236   bool intersectsSlowCase(const APInt &RHS) const LLVM_READONLY;
237
238   /// out-of-line slow case for isSubsetOf.
239   bool isSubsetOfSlowCase(const APInt &RHS) const LLVM_READONLY;
240
241   /// out-of-line slow case for setBits.
242   void setBitsSlowCase(unsigned loBit, unsigned hiBit);
243
244   /// out-of-line slow case for flipAllBits.
245   void flipAllBitsSlowCase();
246
247   /// out-of-line slow case for operator&=.
248   void AndAssignSlowCase(const APInt& RHS);
249
250   /// out-of-line slow case for operator|=.
251   void OrAssignSlowCase(const APInt& RHS);
252
253   /// out-of-line slow case for operator^=.
254   void XorAssignSlowCase(const APInt& RHS);
255
256   /// Unsigned comparison. Returns -1, 0, or 1 if this APInt is less than, equal
257   /// to, or greater than RHS.
258   int compare(const APInt &RHS) const LLVM_READONLY;
259
260   /// Signed comparison. Returns -1, 0, or 1 if this APInt is less than, equal
261   /// to, or greater than RHS.
262   int compareSigned(const APInt &RHS) const LLVM_READONLY;
263
264 public:
265   /// \name Constructors
266   /// @{
267
268   /// Create a new APInt of numBits width, initialized as val.
269   ///
270   /// If isSigned is true then val is treated as if it were a signed value
271   /// (i.e. as an int64_t) and the appropriate sign extension to the bit width
272   /// will be done. Otherwise, no sign extension occurs (high order bits beyond
273   /// the range of val are zero filled).
274   ///
275   /// \param numBits the bit width of the constructed APInt
276   /// \param val the initial value of the APInt
277   /// \param isSigned how to treat signedness of val
278   APInt(unsigned numBits, uint64_t val, bool isSigned = false)
279       : BitWidth(numBits) {
280     assert(BitWidth && "bitwidth too small");
281     if (isSingleWord()) {
282       U.VAL = val;
283       clearUnusedBits();
284     } else {
285       initSlowCase(val, isSigned);
286     }
287   }
288
289   /// Construct an APInt of numBits width, initialized as bigVal[].
290   ///
291   /// Note that bigVal.size() can be smaller or larger than the corresponding
292   /// bit width but any extraneous bits will be dropped.
293   ///
294   /// \param numBits the bit width of the constructed APInt
295   /// \param bigVal a sequence of words to form the initial value of the APInt
296   APInt(unsigned numBits, ArrayRef<uint64_t> bigVal);
297
298   /// Equivalent to APInt(numBits, ArrayRef<uint64_t>(bigVal, numWords)), but
299   /// deprecated because this constructor is prone to ambiguity with the
300   /// APInt(unsigned, uint64_t, bool) constructor.
301   ///
302   /// If this overload is ever deleted, care should be taken to prevent calls
303   /// from being incorrectly captured by the APInt(unsigned, uint64_t, bool)
304   /// constructor.
305   APInt(unsigned numBits, unsigned numWords, const uint64_t bigVal[]);
306
307   /// Construct an APInt from a string representation.
308   ///
309   /// This constructor interprets the string \p str in the given radix. The
310   /// interpretation stops when the first character that is not suitable for the
311   /// radix is encountered, or the end of the string. Acceptable radix values
312   /// are 2, 8, 10, 16, and 36. It is an error for the value implied by the
313   /// string to require more bits than numBits.
314   ///
315   /// \param numBits the bit width of the constructed APInt
316   /// \param str the string to be interpreted
317   /// \param radix the radix to use for the conversion
318   APInt(unsigned numBits, StringRef str, uint8_t radix);
319
320   /// Simply makes *this a copy of that.
321   /// Copy Constructor.
322   APInt(const APInt &that) : BitWidth(that.BitWidth) {
323     if (isSingleWord())
324       U.VAL = that.U.VAL;
325     else
326       initSlowCase(that);
327   }
328
329   /// Move Constructor.
330   APInt(APInt &&that) : BitWidth(that.BitWidth) {
331     memcpy(&U, &that.U, sizeof(U));
332     that.BitWidth = 0;
333   }
334
335   /// Destructor.
336   ~APInt() {
337     if (needsCleanup())
338       delete[] U.pVal;
339   }
340
341   /// Default constructor that creates an uninteresting APInt
342   /// representing a 1-bit zero value.
343   ///
344   /// This is useful for object deserialization (pair this with the static
345   ///  method Read).
346   explicit APInt() : BitWidth(1) { U.VAL = 0; }
347
348   /// Returns whether this instance allocated memory.
349   bool needsCleanup() const { return !isSingleWord(); }
350
351   /// Used to insert APInt objects, or objects that contain APInt objects, into
352   ///  FoldingSets.
353   void Profile(FoldingSetNodeID &id) const;
354
355   /// @}
356   /// \name Value Tests
357   /// @{
358
359   /// Determine sign of this APInt.
360   ///
361   /// This tests the high bit of this APInt to determine if it is set.
362   ///
363   /// \returns true if this APInt is negative, false otherwise
364   bool isNegative() const { return (*this)[BitWidth - 1]; }
365
366   /// Determine if this APInt Value is non-negative (>= 0)
367   ///
368   /// This tests the high bit of the APInt to determine if it is unset.
369   bool isNonNegative() const { return !isNegative(); }
370
371   /// Determine if sign bit of this APInt is set.
372   ///
373   /// This tests the high bit of this APInt to determine if it is set.
374   ///
375   /// \returns true if this APInt has its sign bit set, false otherwise.
376   bool isSignBitSet() const { return (*this)[BitWidth-1]; }
377
378   /// Determine if sign bit of this APInt is clear.
379   ///
380   /// This tests the high bit of this APInt to determine if it is clear.
381   ///
382   /// \returns true if this APInt has its sign bit clear, false otherwise.
383   bool isSignBitClear() const { return !isSignBitSet(); }
384
385   /// Determine if this APInt Value is positive.
386   ///
387   /// This tests if the value of this APInt is positive (> 0). Note
388   /// that 0 is not a positive value.
389   ///
390   /// \returns true if this APInt is positive.
391   bool isStrictlyPositive() const { return isNonNegative() && !isNullValue(); }
392
393   /// Determine if all bits are set
394   ///
395   /// This checks to see if the value has all bits of the APInt are set or not.
396   bool isAllOnesValue() const {
397     if (isSingleWord())
398       return U.VAL == WORDTYPE_MAX >> (APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth);
399     return countTrailingOnesSlowCase() == BitWidth;
400   }
401
402   /// Determine if all bits are clear
403   ///
404   /// This checks to see if the value has all bits of the APInt are clear or
405   /// not.
406   bool isNullValue() const { return !*this; }
407
408   /// Determine if this is a value of 1.
409   ///
410   /// This checks to see if the value of this APInt is one.
411   bool isOneValue() const {
412     if (isSingleWord())
413       return U.VAL == 1;
414     return countLeadingZerosSlowCase() == BitWidth - 1;
415   }
416
417   /// Determine if this is the largest unsigned value.
418   ///
419   /// This checks to see if the value of this APInt is the maximum unsigned
420   /// value for the APInt's bit width.
421   bool isMaxValue() const { return isAllOnesValue(); }
422
423   /// Determine if this is the largest signed value.
424   ///
425   /// This checks to see if the value of this APInt is the maximum signed
426   /// value for the APInt's bit width.
427   bool isMaxSignedValue() const {
428     if (isSingleWord())
429       return U.VAL == ((WordType(1) << (BitWidth - 1)) - 1);
430     return !isNegative() && countTrailingOnesSlowCase() == BitWidth - 1;
431   }
432
433   /// Determine if this is the smallest unsigned value.
434   ///
435   /// This checks to see if the value of this APInt is the minimum unsigned
436   /// value for the APInt's bit width.
437   bool isMinValue() const { return isNullValue(); }
438
439   /// Determine if this is the smallest signed value.
440   ///
441   /// This checks to see if the value of this APInt is the minimum signed
442   /// value for the APInt's bit width.
443   bool isMinSignedValue() const {
444     if (isSingleWord())
445       return U.VAL == (WordType(1) << (BitWidth - 1));
446     return isNegative() && countTrailingZerosSlowCase() == BitWidth - 1;
447   }
448
449   /// Check if this APInt has an N-bits unsigned integer value.
450   bool isIntN(unsigned N) const {
451     assert(N && "N == 0 ???");
452     return getActiveBits() <= N;
453   }
454
455   /// Check if this APInt has an N-bits signed integer value.
456   bool isSignedIntN(unsigned N) const {
457     assert(N && "N == 0 ???");
458     return getMinSignedBits() <= N;
459   }
460
461   /// Check if this APInt's value is a power of two greater than zero.
462   ///
463   /// \returns true if the argument APInt value is a power of two > 0.
464   bool isPowerOf2() const {
465     if (isSingleWord())
466       return isPowerOf2_64(U.VAL);
467     return countPopulationSlowCase() == 1;
468   }
469
470   /// Check if the APInt's value is returned by getSignMask.
471   ///
472   /// \returns true if this is the value returned by getSignMask.
473   bool isSignMask() const { return isMinSignedValue(); }
474
475   /// Convert APInt to a boolean value.
476   ///
477   /// This converts the APInt to a boolean value as a test against zero.
478   bool getBoolValue() const { return !!*this; }
479
480   /// If this value is smaller than the specified limit, return it, otherwise
481   /// return the limit value.  This causes the value to saturate to the limit.
482   uint64_t getLimitedValue(uint64_t Limit = UINT64_MAX) const {
483     return ugt(Limit) ? Limit : getZExtValue();
484   }
485
486   /// Check if the APInt consists of a repeated bit pattern.
487   ///
488   /// e.g. 0x01010101 satisfies isSplat(8).
489   /// \param SplatSizeInBits The size of the pattern in bits. Must divide bit
490   /// width without remainder.
491   bool isSplat(unsigned SplatSizeInBits) const;
492
493   /// \returns true if this APInt value is a sequence of \param numBits ones
494   /// starting at the least significant bit with the remainder zero.
495   bool isMask(unsigned numBits) const {
496     assert(numBits != 0 && "numBits must be non-zero");
497     assert(numBits <= BitWidth && "numBits out of range");
498     if (isSingleWord())
499       return U.VAL == (WORDTYPE_MAX >> (APINT_BITS_PER_WORD - numBits));
500     unsigned Ones = countTrailingOnesSlowCase();
501     return (numBits == Ones) &&
502            ((Ones + countLeadingZerosSlowCase()) == BitWidth);
503   }
504
505   /// \returns true if this APInt is a non-empty sequence of ones starting at
506   /// the least significant bit with the remainder zero.
507   /// Ex. isMask(0x0000FFFFU) == true.
508   bool isMask() const {
509     if (isSingleWord())
510       return isMask_64(U.VAL);
511     unsigned Ones = countTrailingOnesSlowCase();
512     return (Ones > 0) && ((Ones + countLeadingZerosSlowCase()) == BitWidth);
513   }
514
515   /// Return true if this APInt value contains a sequence of ones with
516   /// the remainder zero.
517   bool isShiftedMask() const {
518     if (isSingleWord())
519       return isShiftedMask_64(U.VAL);
520     unsigned Ones = countPopulationSlowCase();
521     unsigned LeadZ = countLeadingZerosSlowCase();
522     return (Ones + LeadZ + countTrailingZeros()) == BitWidth;
523   }
524
525   /// @}
526   /// \name Value Generators
527   /// @{
528
529   /// Gets maximum unsigned value of APInt for specific bit width.
530   static APInt getMaxValue(unsigned numBits) {
531     return getAllOnesValue(numBits);
532   }
533
534   /// Gets maximum signed value of APInt for a specific bit width.
535   static APInt getSignedMaxValue(unsigned numBits) {
536     APInt API = getAllOnesValue(numBits);
537     API.clearBit(numBits - 1);
538     return API;
539   }
540
541   /// Gets minimum unsigned value of APInt for a specific bit width.
542   static APInt getMinValue(unsigned numBits) { return APInt(numBits, 0); }
543
544   /// Gets minimum signed value of APInt for a specific bit width.
545   static APInt getSignedMinValue(unsigned numBits) {
546     APInt API(numBits, 0);
547     API.setBit(numBits - 1);
548     return API;
549   }
550
551   /// Get the SignMask for a specific bit width.
552   ///
553   /// This is just a wrapper function of getSignedMinValue(), and it helps code
554   /// readability when we want to get a SignMask.
555   static APInt getSignMask(unsigned BitWidth) {
556     return getSignedMinValue(BitWidth);
557   }
558
559   /// Get the all-ones value.
560   ///
561   /// \returns the all-ones value for an APInt of the specified bit-width.
562   static APInt getAllOnesValue(unsigned numBits) {
563     return APInt(numBits, WORDTYPE_MAX, true);
564   }
565
566   /// Get the '0' value.
567   ///
568   /// \returns the '0' value for an APInt of the specified bit-width.
569   static APInt getNullValue(unsigned numBits) { return APInt(numBits, 0); }
570
571   /// Compute an APInt containing numBits highbits from this APInt.
572   ///
573   /// Get an APInt with the same BitWidth as this APInt, just zero mask
574   /// the low bits and right shift to the least significant bit.
575   ///
576   /// \returns the high "numBits" bits of this APInt.
577   APInt getHiBits(unsigned numBits) const;
578
579   /// Compute an APInt containing numBits lowbits from this APInt.
580   ///
581   /// Get an APInt with the same BitWidth as this APInt, just zero mask
582   /// the high bits.
583   ///
584   /// \returns the low "numBits" bits of this APInt.
585   APInt getLoBits(unsigned numBits) const;
586
587   /// Return an APInt with exactly one bit set in the result.
588   static APInt getOneBitSet(unsigned numBits, unsigned BitNo) {
589     APInt Res(numBits, 0);
590     Res.setBit(BitNo);
591     return Res;
592   }
593
594   /// Get a value with a block of bits set.
595   ///
596   /// Constructs an APInt value that has a contiguous range of bits set. The
597   /// bits from loBit (inclusive) to hiBit (exclusive) will be set. All other
598   /// bits will be zero. For example, with parameters(32, 0, 16) you would get
599   /// 0x0000FFFF. If hiBit is less than loBit then the set bits "wrap". For
600   /// example, with parameters (32, 28, 4), you would get 0xF000000F.
601   ///
602   /// \param numBits the intended bit width of the result
603   /// \param loBit the index of the lowest bit set.
604   /// \param hiBit the index of the highest bit set.
605   ///
606   /// \returns An APInt value with the requested bits set.
607   static APInt getBitsSet(unsigned numBits, unsigned loBit, unsigned hiBit) {
608     APInt Res(numBits, 0);
609     Res.setBits(loBit, hiBit);
610     return Res;
611   }
612
613   /// Get a value with upper bits starting at loBit set.
614   ///
615   /// Constructs an APInt value that has a contiguous range of bits set. The
616   /// bits from loBit (inclusive) to numBits (exclusive) will be set. All other
617   /// bits will be zero. For example, with parameters(32, 12) you would get
618   /// 0xFFFFF000.
619   ///
620   /// \param numBits the intended bit width of the result
621   /// \param loBit the index of the lowest bit to set.
622   ///
623   /// \returns An APInt value with the requested bits set.
624   static APInt getBitsSetFrom(unsigned numBits, unsigned loBit) {
625     APInt Res(numBits, 0);
626     Res.setBitsFrom(loBit);
627     return Res;
628   }
629
630   /// Get a value with high bits set
631   ///
632   /// Constructs an APInt value that has the top hiBitsSet bits set.
633   ///
634   /// \param numBits the bitwidth of the result
635   /// \param hiBitsSet the number of high-order bits set in the result.
636   static APInt getHighBitsSet(unsigned numBits, unsigned hiBitsSet) {
637     APInt Res(numBits, 0);
638     Res.setHighBits(hiBitsSet);
639     return Res;
640   }
641
642   /// Get a value with low bits set
643   ///
644   /// Constructs an APInt value that has the bottom loBitsSet bits set.
645   ///
646   /// \param numBits the bitwidth of the result
647   /// \param loBitsSet the number of low-order bits set in the result.
648   static APInt getLowBitsSet(unsigned numBits, unsigned loBitsSet) {
649     APInt Res(numBits, 0);
650     Res.setLowBits(loBitsSet);
651     return Res;
652   }
653
654   /// Return a value containing V broadcasted over NewLen bits.
655   static APInt getSplat(unsigned NewLen, const APInt &V);
656
657   /// Determine if two APInts have the same value, after zero-extending
658   /// one of them (if needed!) to ensure that the bit-widths match.
659   static bool isSameValue(const APInt &I1, const APInt &I2) {
660     if (I1.getBitWidth() == I2.getBitWidth())
661       return I1 == I2;
662
663     if (I1.getBitWidth() > I2.getBitWidth())
664       return I1 == I2.zext(I1.getBitWidth());
665
666     return I1.zext(I2.getBitWidth()) == I2;
667   }
668
669   /// Overload to compute a hash_code for an APInt value.
670   friend hash_code hash_value(const APInt &Arg);
671
672   /// This function returns a pointer to the internal storage of the APInt.
673   /// This is useful for writing out the APInt in binary form without any
674   /// conversions.
675   const uint64_t *getRawData() const {
676     if (isSingleWord())
677       return &U.VAL;
678     return &U.pVal[0];
679   }
680
681   /// @}
682   /// \name Unary Operators
683   /// @{
684
685   /// Postfix increment operator.
686   ///
687   /// Increments *this by 1.
688   ///
689   /// \returns a new APInt value representing the original value of *this.
690   const APInt operator++(int) {
691     APInt API(*this);
692     ++(*this);
693     return API;
694   }
695
696   /// Prefix increment operator.
697   ///
698   /// \returns *this incremented by one
699   APInt &operator++();
700
701   /// Postfix decrement operator.
702   ///
703   /// Decrements *this by 1.
704   ///
705   /// \returns a new APInt value representing the original value of *this.
706   const APInt operator--(int) {
707     APInt API(*this);
708     --(*this);
709     return API;
710   }
711
712   /// Prefix decrement operator.
713   ///
714   /// \returns *this decremented by one.
715   APInt &operator--();
716
717   /// Logical negation operator.
718   ///
719   /// Performs logical negation operation on this APInt.
720   ///
721   /// \returns true if *this is zero, false otherwise.
722   bool operator!() const {
723     if (isSingleWord())
724       return U.VAL == 0;
725     return countLeadingZerosSlowCase() == BitWidth;
726   }
727
728   /// @}
729   /// \name Assignment Operators
730   /// @{
731
732   /// Copy assignment operator.
733   ///
734   /// \returns *this after assignment of RHS.
735   APInt &operator=(const APInt &RHS) {
736     // If the bitwidths are the same, we can avoid mucking with memory
737     if (isSingleWord() && RHS.isSingleWord()) {
738       U.VAL = RHS.U.VAL;
739       BitWidth = RHS.BitWidth;
740       return clearUnusedBits();
741     }
742
743     AssignSlowCase(RHS);
744     return *this;
745   }
746
747   /// Move assignment operator.
748   APInt &operator=(APInt &&that) {
749 #ifdef _MSC_VER
750     // The MSVC std::shuffle implementation still does self-assignment.
751     if (this == &that)
752       return *this;
753 #endif
754     assert(this != &that && "Self-move not supported");
755     if (!isSingleWord())
756       delete[] U.pVal;
757
758     // Use memcpy so that type based alias analysis sees both VAL and pVal
759     // as modified.
760     memcpy(&U, &that.U, sizeof(U));
761
762     BitWidth = that.BitWidth;
763     that.BitWidth = 0;
764
765     return *this;
766   }
767
768   /// Assignment operator.
769   ///
770   /// The RHS value is assigned to *this. If the significant bits in RHS exceed
771   /// the bit width, the excess bits are truncated. If the bit width is larger
772   /// than 64, the value is zero filled in the unspecified high order bits.
773   ///
774   /// \returns *this after assignment of RHS value.
775   APInt &operator=(uint64_t RHS) {
776     if (isSingleWord()) {
777       U.VAL = RHS;
778       clearUnusedBits();
779     } else {
780       U.pVal[0] = RHS;
781       memset(U.pVal+1, 0, (getNumWords() - 1) * APINT_WORD_SIZE);
782     }
783     return *this;
784   }
785
786   /// Bitwise AND assignment operator.
787   ///
788   /// Performs a bitwise AND operation on this APInt and RHS. The result is
789   /// assigned to *this.
790   ///
791   /// \returns *this after ANDing with RHS.
792   APInt &operator&=(const APInt &RHS) {
793     assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
794     if (isSingleWord())
795       U.VAL &= RHS.U.VAL;
796     else
797       AndAssignSlowCase(RHS);
798     return *this;
799   }
800
801   /// Bitwise AND assignment operator.
802   ///
803   /// Performs a bitwise AND operation on this APInt and RHS. RHS is
804   /// logically zero-extended or truncated to match the bit-width of
805   /// the LHS.
806   APInt &operator&=(uint64_t RHS) {
807     if (isSingleWord()) {
808       U.VAL &= RHS;
809       return *this;
810     }
811     U.pVal[0] &= RHS;
812     memset(U.pVal+1, 0, (getNumWords() - 1) * APINT_WORD_SIZE);
813     return *this;
814   }
815
816   /// Bitwise OR assignment operator.
817   ///
818   /// Performs a bitwise OR operation on this APInt and RHS. The result is
819   /// assigned *this;
820   ///
821   /// \returns *this after ORing with RHS.
822   APInt &operator|=(const APInt &RHS) {
823     assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
824     if (isSingleWord())
825       U.VAL |= RHS.U.VAL;
826     else
827       OrAssignSlowCase(RHS);
828     return *this;
829   }
830
831   /// Bitwise OR assignment operator.
832   ///
833   /// Performs a bitwise OR operation on this APInt and RHS. RHS is
834   /// logically zero-extended or truncated to match the bit-width of
835   /// the LHS.
836   APInt &operator|=(uint64_t RHS) {
837     if (isSingleWord()) {
838       U.VAL |= RHS;
839       clearUnusedBits();
840     } else {
841       U.pVal[0] |= RHS;
842     }
843     return *this;
844   }
845
846   /// Bitwise XOR assignment operator.
847   ///
848   /// Performs a bitwise XOR operation on this APInt and RHS. The result is
849   /// assigned to *this.
850   ///
851   /// \returns *this after XORing with RHS.
852   APInt &operator^=(const APInt &RHS) {
853     assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
854     if (isSingleWord())
855       U.VAL ^= RHS.U.VAL;
856     else
857       XorAssignSlowCase(RHS);
858     return *this;
859   }
860
861   /// Bitwise XOR assignment operator.
862   ///
863   /// Performs a bitwise XOR operation on this APInt and RHS. RHS is
864   /// logically zero-extended or truncated to match the bit-width of
865   /// the LHS.
866   APInt &operator^=(uint64_t RHS) {
867     if (isSingleWord()) {
868       U.VAL ^= RHS;
869       clearUnusedBits();
870     } else {
871       U.pVal[0] ^= RHS;
872     }
873     return *this;
874   }
875
876   /// Multiplication assignment operator.
877   ///
878   /// Multiplies this APInt by RHS and assigns the result to *this.
879   ///
880   /// \returns *this
881   APInt &operator*=(const APInt &RHS);
882   APInt &operator*=(uint64_t RHS);
883
884   /// Addition assignment operator.
885   ///
886   /// Adds RHS to *this and assigns the result to *this.
887   ///
888   /// \returns *this
889   APInt &operator+=(const APInt &RHS);
890   APInt &operator+=(uint64_t RHS);
891
892   /// Subtraction assignment operator.
893   ///
894   /// Subtracts RHS from *this and assigns the result to *this.
895   ///
896   /// \returns *this
897   APInt &operator-=(const APInt &RHS);
898   APInt &operator-=(uint64_t RHS);
899
900   /// Left-shift assignment function.
901   ///
902   /// Shifts *this left by shiftAmt and assigns the result to *this.
903   ///
904   /// \returns *this after shifting left by ShiftAmt
905   APInt &operator<<=(unsigned ShiftAmt) {
906     assert(ShiftAmt <= BitWidth && "Invalid shift amount");
907     if (isSingleWord()) {
908       if (ShiftAmt == BitWidth)
909         U.VAL = 0;
910       else
911         U.VAL <<= ShiftAmt;
912       return clearUnusedBits();
913     }
914     shlSlowCase(ShiftAmt);
915     return *this;
916   }
917
918   /// Left-shift assignment function.
919   ///
920   /// Shifts *this left by shiftAmt and assigns the result to *this.
921   ///
922   /// \returns *this after shifting left by ShiftAmt
923   APInt &operator<<=(const APInt &ShiftAmt);
924
925   /// @}
926   /// \name Binary Operators
927   /// @{
928
929   /// Multiplication operator.
930   ///
931   /// Multiplies this APInt by RHS and returns the result.
932   APInt operator*(const APInt &RHS) const;
933
934   /// Left logical shift operator.
935   ///
936   /// Shifts this APInt left by \p Bits and returns the result.
937   APInt operator<<(unsigned Bits) const { return shl(Bits); }
938
939   /// Left logical shift operator.
940   ///
941   /// Shifts this APInt left by \p Bits and returns the result.
942   APInt operator<<(const APInt &Bits) const { return shl(Bits); }
943
944   /// Arithmetic right-shift function.
945   ///
946   /// Arithmetic right-shift this APInt by shiftAmt.
947   APInt ashr(unsigned ShiftAmt) const {
948     APInt R(*this);
949     R.ashrInPlace(ShiftAmt);
950     return R;
951   }
952
953   /// Arithmetic right-shift this APInt by ShiftAmt in place.
954   void ashrInPlace(unsigned ShiftAmt) {
955     assert(ShiftAmt <= BitWidth && "Invalid shift amount");
956     if (isSingleWord()) {
957       int64_t SExtVAL = SignExtend64(U.VAL, BitWidth);
958       if (ShiftAmt == BitWidth)
959         U.VAL = SExtVAL >> (APINT_BITS_PER_WORD - 1); // Fill with sign bit.
960       else
961         U.VAL = SExtVAL >> ShiftAmt;
962       clearUnusedBits();
963       return;
964     }
965     ashrSlowCase(ShiftAmt);
966   }
967
968   /// Logical right-shift function.
969   ///
970   /// Logical right-shift this APInt by shiftAmt.
971   APInt lshr(unsigned shiftAmt) const {
972     APInt R(*this);
973     R.lshrInPlace(shiftAmt);
974     return R;
975   }
976
977   /// Logical right-shift this APInt by ShiftAmt in place.
978   void lshrInPlace(unsigned ShiftAmt) {
979     assert(ShiftAmt <= BitWidth && "Invalid shift amount");
980     if (isSingleWord()) {
981       if (ShiftAmt == BitWidth)
982         U.VAL = 0;
983       else
984         U.VAL >>= ShiftAmt;
985       return;
986     }
987     lshrSlowCase(ShiftAmt);
988   }
989
990   /// Left-shift function.
991   ///
992   /// Left-shift this APInt by shiftAmt.
993   APInt shl(unsigned shiftAmt) const {
994     APInt R(*this);
995     R <<= shiftAmt;
996     return R;
997   }
998
999   /// Rotate left by rotateAmt.
1000   APInt rotl(unsigned rotateAmt) const;
1001
1002   /// Rotate right by rotateAmt.
1003   APInt rotr(unsigned rotateAmt) const;
1004
1005   /// Arithmetic right-shift function.
1006   ///
1007   /// Arithmetic right-shift this APInt by shiftAmt.
1008   APInt ashr(const APInt &ShiftAmt) const {
1009     APInt R(*this);
1010     R.ashrInPlace(ShiftAmt);
1011     return R;
1012   }
1013
1014   /// Arithmetic right-shift this APInt by shiftAmt in place.
1015   void ashrInPlace(const APInt &shiftAmt);
1016
1017   /// Logical right-shift function.
1018   ///
1019   /// Logical right-shift this APInt by shiftAmt.
1020   APInt lshr(const APInt &ShiftAmt) const {
1021     APInt R(*this);
1022     R.lshrInPlace(ShiftAmt);
1023     return R;
1024   }
1025
1026   /// Logical right-shift this APInt by ShiftAmt in place.
1027   void lshrInPlace(const APInt &ShiftAmt);
1028
1029   /// Left-shift function.
1030   ///
1031   /// Left-shift this APInt by shiftAmt.
1032   APInt shl(const APInt &ShiftAmt) const {
1033     APInt R(*this);
1034     R <<= ShiftAmt;
1035     return R;
1036   }
1037
1038   /// Rotate left by rotateAmt.
1039   APInt rotl(const APInt &rotateAmt) const;
1040
1041   /// Rotate right by rotateAmt.
1042   APInt rotr(const APInt &rotateAmt) const;
1043
1044   /// Unsigned division operation.
1045   ///
1046   /// Perform an unsigned divide operation on this APInt by RHS. Both this and
1047   /// RHS are treated as unsigned quantities for purposes of this division.
1048   ///
1049   /// \returns a new APInt value containing the division result, rounded towards
1050   /// zero.
1051   APInt udiv(const APInt &RHS) const;
1052   APInt udiv(uint64_t RHS) const;
1053
1054   /// Signed division function for APInt.
1055   ///
1056   /// Signed divide this APInt by APInt RHS.
1057   ///
1058   /// The result is rounded towards zero.
1059   APInt sdiv(const APInt &RHS) const;
1060   APInt sdiv(int64_t RHS) const;
1061
1062   /// Unsigned remainder operation.
1063   ///
1064   /// Perform an unsigned remainder operation on this APInt with RHS being the
1065   /// divisor. Both this and RHS are treated as unsigned quantities for purposes
1066   /// of this operation. Note that this is a true remainder operation and not a
1067   /// modulo operation because the sign follows the sign of the dividend which
1068   /// is *this.
1069   ///
1070   /// \returns a new APInt value containing the remainder result
1071   APInt urem(const APInt &RHS) const;
1072   uint64_t urem(uint64_t RHS) const;
1073
1074   /// Function for signed remainder operation.
1075   ///
1076   /// Signed remainder operation on APInt.
1077   APInt srem(const APInt &RHS) const;
1078   int64_t srem(int64_t RHS) const;
1079
1080   /// Dual division/remainder interface.
1081   ///
1082   /// Sometimes it is convenient to divide two APInt values and obtain both the
1083   /// quotient and remainder. This function does both operations in the same
1084   /// computation making it a little more efficient. The pair of input arguments
1085   /// may overlap with the pair of output arguments. It is safe to call
1086   /// udivrem(X, Y, X, Y), for example.
1087   static void udivrem(const APInt &LHS, const APInt &RHS, APInt &Quotient,
1088                       APInt &Remainder);
1089   static void udivrem(const APInt &LHS, uint64_t RHS, APInt &Quotient,
1090                       uint64_t &Remainder);
1091
1092   static void sdivrem(const APInt &LHS, const APInt &RHS, APInt &Quotient,
1093                       APInt &Remainder);
1094   static void sdivrem(const APInt &LHS, int64_t RHS, APInt &Quotient,
1095                       int64_t &Remainder);
1096
1097   // Operations that return overflow indicators.
1098   APInt sadd_ov(const APInt &RHS, bool &Overflow) const;
1099   APInt uadd_ov(const APInt &RHS, bool &Overflow) const;
1100   APInt ssub_ov(const APInt &RHS, bool &Overflow) const;
1101   APInt usub_ov(const APInt &RHS, bool &Overflow) const;
1102   APInt sdiv_ov(const APInt &RHS, bool &Overflow) const;
1103   APInt smul_ov(const APInt &RHS, bool &Overflow) const;
1104   APInt umul_ov(const APInt &RHS, bool &Overflow) const;
1105   APInt sshl_ov(const APInt &Amt, bool &Overflow) const;
1106   APInt ushl_ov(const APInt &Amt, bool &Overflow) const;
1107
1108   // Operations that saturate
1109   APInt sadd_sat(const APInt &RHS) const;
1110   APInt uadd_sat(const APInt &RHS) const;
1111   APInt ssub_sat(const APInt &RHS) const;
1112   APInt usub_sat(const APInt &RHS) const;
1113
1114   /// Array-indexing support.
1115   ///
1116   /// \returns the bit value at bitPosition
1117   bool operator[](unsigned bitPosition) const {
1118     assert(bitPosition < getBitWidth() && "Bit position out of bounds!");
1119     return (maskBit(bitPosition) & getWord(bitPosition)) != 0;
1120   }
1121
1122   /// @}
1123   /// \name Comparison Operators
1124   /// @{
1125
1126   /// Equality operator.
1127   ///
1128   /// Compares this APInt with RHS for the validity of the equality
1129   /// relationship.
1130   bool operator==(const APInt &RHS) const {
1131     assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Comparison requires equal bit widths");
1132     if (isSingleWord())
1133       return U.VAL == RHS.U.VAL;
1134     return EqualSlowCase(RHS);
1135   }
1136
1137   /// Equality operator.
1138   ///
1139   /// Compares this APInt with a uint64_t for the validity of the equality
1140   /// relationship.
1141   ///
1142   /// \returns true if *this == Val
1143   bool operator==(uint64_t Val) const {
1144     return (isSingleWord() || getActiveBits() <= 64) && getZExtValue() == Val;
1145   }
1146
1147   /// Equality comparison.
1148   ///
1149   /// Compares this APInt with RHS for the validity of the equality
1150   /// relationship.
1151   ///
1152   /// \returns true if *this == Val
1153   bool eq(const APInt &RHS) const { return (*this) == RHS; }
1154
1155   /// Inequality operator.
1156   ///
1157   /// Compares this APInt with RHS for the validity of the inequality
1158   /// relationship.
1159   ///
1160   /// \returns true if *this != Val
1161   bool operator!=(const APInt &RHS) const { return !((*this) == RHS); }
1162
1163   /// Inequality operator.
1164   ///
1165   /// Compares this APInt with a uint64_t for the validity of the inequality
1166   /// relationship.
1167   ///
1168   /// \returns true if *this != Val
1169   bool operator!=(uint64_t Val) const { return !((*this) == Val); }
1170
1171   /// Inequality comparison
1172   ///
1173   /// Compares this APInt with RHS for the validity of the inequality
1174   /// relationship.
1175   ///
1176   /// \returns true if *this != Val
1177   bool ne(const APInt &RHS) const { return !((*this) == RHS); }
1178
1179   /// Unsigned less than comparison
1180   ///
1181   /// Regards both *this and RHS as unsigned quantities and compares them for
1182   /// the validity of the less-than relationship.
1183   ///
1184   /// \returns true if *this < RHS when both are considered unsigned.
1185   bool ult(const APInt &RHS) const { return compare(RHS) < 0; }
1186
1187   /// Unsigned less than comparison
1188   ///
1189   /// Regards both *this as an unsigned quantity and compares it with RHS for
1190   /// the validity of the less-than relationship.
1191   ///
1192   /// \returns true if *this < RHS when considered unsigned.
1193   bool ult(uint64_t RHS) const {
1194     // Only need to check active bits if not a single word.
1195     return (isSingleWord() || getActiveBits() <= 64) && getZExtValue() < RHS;
1196   }
1197
1198   /// Signed less than comparison
1199   ///
1200   /// Regards both *this and RHS as signed quantities and compares them for
1201   /// validity of the less-than relationship.
1202   ///
1203   /// \returns true if *this < RHS when both are considered signed.
1204   bool slt(const APInt &RHS) const { return compareSigned(RHS) < 0; }
1205
1206   /// Signed less than comparison
1207   ///
1208   /// Regards both *this as a signed quantity and compares it with RHS for
1209   /// the validity of the less-than relationship.
1210   ///
1211   /// \returns true if *this < RHS when considered signed.
1212   bool slt(int64_t RHS) const {
1213     return (!isSingleWord() && getMinSignedBits() > 64) ? isNegative()
1214                                                         : getSExtValue() < RHS;
1215   }
1216
1217   /// Unsigned less or equal comparison
1218   ///
1219   /// Regards both *this and RHS as unsigned quantities and compares them for
1220   /// validity of the less-or-equal relationship.
1221   ///
1222   /// \returns true if *this <= RHS when both are considered unsigned.
1223   bool ule(const APInt &RHS) const { return compare(RHS) <= 0; }
1224
1225   /// Unsigned less or equal comparison
1226   ///
1227   /// Regards both *this as an unsigned quantity and compares it with RHS for
1228   /// the validity of the less-or-equal relationship.
1229   ///
1230   /// \returns true if *this <= RHS when considered unsigned.
1231   bool ule(uint64_t RHS) const { return !ugt(RHS); }
1232
1233   /// Signed less or equal comparison
1234   ///
1235   /// Regards both *this and RHS as signed quantities and compares them for
1236   /// validity of the less-or-equal relationship.
1237   ///
1238   /// \returns true if *this <= RHS when both are considered signed.
1239   bool sle(const APInt &RHS) const { return compareSigned(RHS) <= 0; }
1240
1241   /// Signed less or equal comparison
1242   ///
1243   /// Regards both *this as a signed quantity and compares it with RHS for the
1244   /// validity of the less-or-equal relationship.
1245   ///
1246   /// \returns true if *this <= RHS when considered signed.
1247   bool sle(uint64_t RHS) const { return !sgt(RHS); }
1248
1249   /// Unsigned greather than comparison
1250   ///
1251   /// Regards both *this and RHS as unsigned quantities and compares them for
1252   /// the validity of the greater-than relationship.
1253   ///
1254   /// \returns true if *this > RHS when both are considered unsigned.
1255   bool ugt(const APInt &RHS) const { return !ule(RHS); }
1256
1257   /// Unsigned greater than comparison
1258   ///
1259   /// Regards both *this as an unsigned quantity and compares it with RHS for
1260   /// the validity of the greater-than relationship.
1261   ///
1262   /// \returns true if *this > RHS when considered unsigned.
1263   bool ugt(uint64_t RHS) const {
1264     // Only need to check active bits if not a single word.
1265     return (!isSingleWord() && getActiveBits() > 64) || getZExtValue() > RHS;
1266   }
1267
1268   /// Signed greather than comparison
1269   ///
1270   /// Regards both *this and RHS as signed quantities and compares them for the
1271   /// validity of the greater-than relationship.
1272   ///
1273   /// \returns true if *this > RHS when both are considered signed.
1274   bool sgt(const APInt &RHS) const { return !sle(RHS); }
1275
1276   /// Signed greater than comparison
1277   ///
1278   /// Regards both *this as a signed quantity and compares it with RHS for
1279   /// the validity of the greater-than relationship.
1280   ///
1281   /// \returns true if *this > RHS when considered signed.
1282   bool sgt(int64_t RHS) const {
1283     return (!isSingleWord() && getMinSignedBits() > 64) ? !isNegative()
1284                                                         : getSExtValue() > RHS;
1285   }
1286
1287   /// Unsigned greater or equal comparison
1288   ///
1289   /// Regards both *this and RHS as unsigned quantities and compares them for
1290   /// validity of the greater-or-equal relationship.
1291   ///
1292   /// \returns true if *this >= RHS when both are considered unsigned.
1293   bool uge(const APInt &RHS) const { return !ult(RHS); }
1294
1295   /// Unsigned greater or equal comparison
1296   ///
1297   /// Regards both *this as an unsigned quantity and compares it with RHS for
1298   /// the validity of the greater-or-equal relationship.
1299   ///
1300   /// \returns true if *this >= RHS when considered unsigned.
1301   bool uge(uint64_t RHS) const { return !ult(RHS); }
1302
1303   /// Signed greater or equal comparison
1304   ///
1305   /// Regards both *this and RHS as signed quantities and compares them for
1306   /// validity of the greater-or-equal relationship.
1307   ///
1308   /// \returns true if *this >= RHS when both are considered signed.
1309   bool sge(const APInt &RHS) const { return !slt(RHS); }
1310
1311   /// Signed greater or equal comparison
1312   ///
1313   /// Regards both *this as a signed quantity and compares it with RHS for
1314   /// the validity of the greater-or-equal relationship.
1315   ///
1316   /// \returns true if *this >= RHS when considered signed.
1317   bool sge(int64_t RHS) const { return !slt(RHS); }
1318
1319   /// This operation tests if there are any pairs of corresponding bits
1320   /// between this APInt and RHS that are both set.
1321   bool intersects(const APInt &RHS) const {
1322     assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
1323     if (isSingleWord())
1324       return (U.VAL & RHS.U.VAL) != 0;
1325     return intersectsSlowCase(RHS);
1326   }
1327
1328   /// This operation checks that all bits set in this APInt are also set in RHS.
1329   bool isSubsetOf(const APInt &RHS) const {
1330     assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
1331     if (isSingleWord())
1332       return (U.VAL & ~RHS.U.VAL) == 0;
1333     return isSubsetOfSlowCase(RHS);
1334   }
1335
1336   /// @}
1337   /// \name Resizing Operators
1338   /// @{
1339
1340   /// Truncate to new width.
1341   ///
1342   /// Truncate the APInt to a specified width. It is an error to specify a width
1343   /// that is greater than or equal to the current width.
1344   APInt trunc(unsigned width) const;
1345
1346   /// Sign extend to a new width.
1347   ///
1348   /// This operation sign extends the APInt to a new width. If the high order
1349   /// bit is set, the fill on the left will be done with 1 bits, otherwise zero.
1350   /// It is an error to specify a width that is less than or equal to the
1351   /// current width.
1352   APInt sext(unsigned width) const;
1353
1354   /// Zero extend to a new width.
1355   ///
1356   /// This operation zero extends the APInt to a new width. The high order bits
1357   /// are filled with 0 bits.  It is an error to specify a width that is less
1358   /// than or equal to the current width.
1359   APInt zext(unsigned width) const;
1360
1361   /// Sign extend or truncate to width
1362   ///
1363   /// Make this APInt have the bit width given by \p width. The value is sign
1364   /// extended, truncated, or left alone to make it that width.
1365   APInt sextOrTrunc(unsigned width) const;
1366
1367   /// Zero extend or truncate to width
1368   ///
1369   /// Make this APInt have the bit width given by \p width. The value is zero
1370   /// extended, truncated, or left alone to make it that width.
1371   APInt zextOrTrunc(unsigned width) const;
1372
1373   /// Sign extend or truncate to width
1374   ///
1375   /// Make this APInt have the bit width given by \p width. The value is sign
1376   /// extended, or left alone to make it that width.
1377   APInt sextOrSelf(unsigned width) const;
1378
1379   /// Zero extend or truncate to width
1380   ///
1381   /// Make this APInt have the bit width given by \p width. The value is zero
1382   /// extended, or left alone to make it that width.
1383   APInt zextOrSelf(unsigned width) const;
1384
1385   /// @}
1386   /// \name Bit Manipulation Operators
1387   /// @{
1388
1389   /// Set every bit to 1.
1390   void setAllBits() {
1391     if (isSingleWord())
1392       U.VAL = WORDTYPE_MAX;
1393     else
1394       // Set all the bits in all the words.
1395       memset(U.pVal, -1, getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
1396     // Clear the unused ones
1397     clearUnusedBits();
1398   }
1399
1400   /// Set a given bit to 1.
1401   ///
1402   /// Set the given bit to 1 whose position is given as "bitPosition".
1403   void setBit(unsigned BitPosition) {
1404     assert(BitPosition < BitWidth && "BitPosition out of range");
1405     WordType Mask = maskBit(BitPosition);
1406     if (isSingleWord())
1407       U.VAL |= Mask;
1408     else
1409       U.pVal[whichWord(BitPosition)] |= Mask;
1410   }
1411
1412   /// Set the sign bit to 1.
1413   void setSignBit() {
1414     setBit(BitWidth - 1);
1415   }
1416
1417   /// Set the bits from loBit (inclusive) to hiBit (exclusive) to 1.
1418   void setBits(unsigned loBit, unsigned hiBit) {
1419     assert(hiBit <= BitWidth && "hiBit out of range");
1420     assert(loBit <= BitWidth && "loBit out of range");
1421     assert(loBit <= hiBit && "loBit greater than hiBit");
1422     if (loBit == hiBit)
1423       return;
1424     if (loBit < APINT_BITS_PER_WORD && hiBit <= APINT_BITS_PER_WORD) {
1425       uint64_t mask = WORDTYPE_MAX >> (APINT_BITS_PER_WORD - (hiBit - loBit));
1426       mask <<= loBit;
1427       if (isSingleWord())
1428         U.VAL |= mask;
1429       else
1430         U.pVal[0] |= mask;
1431     } else {
1432       setBitsSlowCase(loBit, hiBit);
1433     }
1434   }
1435
1436   /// Set the top bits starting from loBit.
1437   void setBitsFrom(unsigned loBit) {
1438     return setBits(loBit, BitWidth);
1439   }
1440
1441   /// Set the bottom loBits bits.
1442   void setLowBits(unsigned loBits) {
1443     return setBits(0, loBits);
1444   }
1445
1446   /// Set the top hiBits bits.
1447   void setHighBits(unsigned hiBits) {
1448     return setBits(BitWidth - hiBits, BitWidth);
1449   }
1450
1451   /// Set every bit to 0.
1452   void clearAllBits() {
1453     if (isSingleWord())
1454       U.VAL = 0;
1455     else
1456       memset(U.pVal, 0, getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
1457   }
1458
1459   /// Set a given bit to 0.
1460   ///
1461   /// Set the given bit to 0 whose position is given as "bitPosition".
1462   void clearBit(unsigned BitPosition) {
1463     assert(BitPosition < BitWidth && "BitPosition out of range");
1464     WordType Mask = ~maskBit(BitPosition);
1465     if (isSingleWord())
1466       U.VAL &= Mask;
1467     else
1468       U.pVal[whichWord(BitPosition)] &= Mask;
1469   }
1470
1471   /// Set the sign bit to 0.
1472   void clearSignBit() {
1473     clearBit(BitWidth - 1);
1474   }
1475
1476   /// Toggle every bit to its opposite value.
1477   void flipAllBits() {
1478     if (isSingleWord()) {
1479       U.VAL ^= WORDTYPE_MAX;
1480       clearUnusedBits();
1481     } else {
1482       flipAllBitsSlowCase();
1483     }
1484   }
1485
1486   /// Toggles a given bit to its opposite value.
1487   ///
1488   /// Toggle a given bit to its opposite value whose position is given
1489   /// as "bitPosition".
1490   void flipBit(unsigned bitPosition);
1491
1492   /// Negate this APInt in place.
1493   void negate() {
1494     flipAllBits();
1495     ++(*this);
1496   }
1497
1498   /// Insert the bits from a smaller APInt starting at bitPosition.
1499   void insertBits(const APInt &SubBits, unsigned bitPosition);
1500
1501   /// Return an APInt with the extracted bits [bitPosition,bitPosition+numBits).
1502   APInt extractBits(unsigned numBits, unsigned bitPosition) const;
1503
1504   /// @}
1505   /// \name Value Characterization Functions
1506   /// @{
1507
1508   /// Return the number of bits in the APInt.
1509   unsigned getBitWidth() const { return BitWidth; }
1510
1511   /// Get the number of words.
1512   ///
1513   /// Here one word's bitwidth equals to that of uint64_t.
1514   ///
1515   /// \returns the number of words to hold the integer value of this APInt.
1516   unsigned getNumWords() const { return getNumWords(BitWidth); }
1517
1518   /// Get the number of words.
1519   ///
1520   /// *NOTE* Here one word's bitwidth equals to that of uint64_t.
1521   ///
1522   /// \returns the number of words to hold the integer value with a given bit
1523   /// width.
1524   static unsigned getNumWords(unsigned BitWidth) {
1525     return ((uint64_t)BitWidth + APINT_BITS_PER_WORD - 1) / APINT_BITS_PER_WORD;
1526   }
1527
1528   /// Compute the number of active bits in the value
1529   ///
1530   /// This function returns the number of active bits which is defined as the
1531   /// bit width minus the number of leading zeros. This is used in several
1532   /// computations to see how "wide" the value is.
1533   unsigned getActiveBits() const { return BitWidth - countLeadingZeros(); }
1534
1535   /// Compute the number of active words in the value of this APInt.
1536   ///
1537   /// This is used in conjunction with getActiveData to extract the raw value of
1538   /// the APInt.
1539   unsigned getActiveWords() const {
1540     unsigned numActiveBits = getActiveBits();
1541     return numActiveBits ? whichWord(numActiveBits - 1) + 1 : 1;
1542   }
1543
1544   /// Get the minimum bit size for this signed APInt
1545   ///
1546   /// Computes the minimum bit width for this APInt while considering it to be a
1547   /// signed (and probably negative) value. If the value is not negative, this
1548   /// function returns the same value as getActiveBits()+1. Otherwise, it
1549   /// returns the smallest bit width that will retain the negative value. For
1550   /// example, -1 can be written as 0b1 or 0xFFFFFFFFFF. 0b1 is shorter and so
1551   /// for -1, this function will always return 1.
1552   unsigned getMinSignedBits() const {
1553     if (isNegative())
1554       return BitWidth - countLeadingOnes() + 1;
1555     return getActiveBits() + 1;
1556   }
1557
1558   /// Get zero extended value
1559   ///
1560   /// This method attempts to return the value of this APInt as a zero extended
1561   /// uint64_t. The bitwidth must be <= 64 or the value must fit within a
1562   /// uint64_t. Otherwise an assertion will result.
1563   uint64_t getZExtValue() const {
1564     if (isSingleWord())
1565       return U.VAL;
1566     assert(getActiveBits() <= 64 && "Too many bits for uint64_t");
1567     return U.pVal[0];
1568   }
1569
1570   /// Get sign extended value
1571   ///
1572   /// This method attempts to return the value of this APInt as a sign extended
1573   /// int64_t. The bit width must be <= 64 or the value must fit within an
1574   /// int64_t. Otherwise an assertion will result.
1575   int64_t getSExtValue() const {
1576     if (isSingleWord())
1577       return SignExtend64(U.VAL, BitWidth);
1578     assert(getMinSignedBits() <= 64 && "Too many bits for int64_t");
1579     return int64_t(U.pVal[0]);
1580   }
1581
1582   /// Get bits required for string value.
1583   ///
1584   /// This method determines how many bits are required to hold the APInt
1585   /// equivalent of the string given by \p str.
1586   static unsigned getBitsNeeded(StringRef str, uint8_t radix);
1587
1588   /// The APInt version of the countLeadingZeros functions in
1589   ///   MathExtras.h.
1590   ///
1591   /// It counts the number of zeros from the most significant bit to the first
1592   /// one bit.
1593   ///
1594   /// \returns BitWidth if the value is zero, otherwise returns the number of
1595   ///   zeros from the most significant bit to the first one bits.
1596   unsigned countLeadingZeros() const {
1597     if (isSingleWord()) {
1598       unsigned unusedBits = APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth;
1599       return llvm::countLeadingZeros(U.VAL) - unusedBits;
1600     }
1601     return countLeadingZerosSlowCase();
1602   }
1603
1604   /// Count the number of leading one bits.
1605   ///
1606   /// This function is an APInt version of the countLeadingOnes
1607   /// functions in MathExtras.h. It counts the number of ones from the most
1608   /// significant bit to the first zero bit.
1609   ///
1610   /// \returns 0 if the high order bit is not set, otherwise returns the number
1611   /// of 1 bits from the most significant to the least
1612   unsigned countLeadingOnes() const {
1613     if (isSingleWord())
1614       return llvm::countLeadingOnes(U.VAL << (APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth));
1615     return countLeadingOnesSlowCase();
1616   }
1617
1618   /// Computes the number of leading bits of this APInt that are equal to its
1619   /// sign bit.
1620   unsigned getNumSignBits() const {
1621     return isNegative() ? countLeadingOnes() : countLeadingZeros();
1622   }
1623
1624   /// Count the number of trailing zero bits.
1625   ///
1626   /// This function is an APInt version of the countTrailingZeros
1627   /// functions in MathExtras.h. It counts the number of zeros from the least
1628   /// significant bit to the first set bit.
1629   ///
1630   /// \returns BitWidth if the value is zero, otherwise returns the number of
1631   /// zeros from the least significant bit to the first one bit.
1632   unsigned countTrailingZeros() const {
1633     if (isSingleWord())
1634       return std::min(unsigned(llvm::countTrailingZeros(U.VAL)), BitWidth);
1635     return countTrailingZerosSlowCase();
1636   }
1637
1638   /// Count the number of trailing one bits.
1639   ///
1640   /// This function is an APInt version of the countTrailingOnes
1641   /// functions in MathExtras.h. It counts the number of ones from the least
1642   /// significant bit to the first zero bit.
1643   ///
1644   /// \returns BitWidth if the value is all ones, otherwise returns the number
1645   /// of ones from the least significant bit to the first zero bit.
1646   unsigned countTrailingOnes() const {
1647     if (isSingleWord())
1648       return llvm::countTrailingOnes(U.VAL);
1649     return countTrailingOnesSlowCase();
1650   }
1651
1652   /// Count the number of bits set.
1653   ///
1654   /// This function is an APInt version of the countPopulation functions
1655   /// in MathExtras.h. It counts the number of 1 bits in the APInt value.
1656   ///
1657   /// \returns 0 if the value is zero, otherwise returns the number of set bits.
1658   unsigned countPopulation() const {
1659     if (isSingleWord())
1660       return llvm::countPopulation(U.VAL);
1661     return countPopulationSlowCase();
1662   }
1663
1664   /// @}
1665   /// \name Conversion Functions
1666   /// @{
1667   void print(raw_ostream &OS, bool isSigned) const;
1668
1669   /// Converts an APInt to a string and append it to Str.  Str is commonly a
1670   /// SmallString.
1671   void toString(SmallVectorImpl<char> &Str, unsigned Radix, bool Signed,
1672                 bool formatAsCLiteral = false) const;
1673
1674   /// Considers the APInt to be unsigned and converts it into a string in the
1675   /// radix given. The radix can be 2, 8, 10 16, or 36.
1676   void toStringUnsigned(SmallVectorImpl<char> &Str, unsigned Radix = 10) const {
1677     toString(Str, Radix, false, false);
1678   }
1679
1680   /// Considers the APInt to be signed and converts it into a string in the
1681   /// radix given. The radix can be 2, 8, 10, 16, or 36.
1682   void toStringSigned(SmallVectorImpl<char> &Str, unsigned Radix = 10) const {
1683     toString(Str, Radix, true, false);
1684   }
1685
1686   /// Return the APInt as a std::string.
1687   ///
1688   /// Note that this is an inefficient method.  It is better to pass in a
1689   /// SmallVector/SmallString to the methods above to avoid thrashing the heap
1690   /// for the string.
1691   std::string toString(unsigned Radix, bool Signed) const;
1692
1693   /// \returns a byte-swapped representation of this APInt Value.
1694   APInt byteSwap() const;
1695
1696   /// \returns the value with the bit representation reversed of this APInt
1697   /// Value.
1698   APInt reverseBits() const;
1699
1700   /// Converts this APInt to a double value.
1701   double roundToDouble(bool isSigned) const;
1702
1703   /// Converts this unsigned APInt to a double value.
1704   double roundToDouble() const { return roundToDouble(false); }
1705
1706   /// Converts this signed APInt to a double value.
1707   double signedRoundToDouble() const { return roundToDouble(true); }
1708
1709   /// Converts APInt bits to a double
1710   ///
1711   /// The conversion does not do a translation from integer to double, it just
1712   /// re-interprets the bits as a double. Note that it is valid to do this on
1713   /// any bit width. Exactly 64 bits will be translated.
1714   double bitsToDouble() const {
1715     return BitsToDouble(getWord(0));
1716   }
1717
1718   /// Converts APInt bits to a double
1719   ///
1720   /// The conversion does not do a translation from integer to float, it just
1721   /// re-interprets the bits as a float. Note that it is valid to do this on
1722   /// any bit width. Exactly 32 bits will be translated.
1723   float bitsToFloat() const {
1724     return BitsToFloat(getWord(0));
1725   }
1726
1727   /// Converts a double to APInt bits.
1728   ///
1729   /// The conversion does not do a translation from double to integer, it just
1730   /// re-interprets the bits of the double.
1731   static APInt doubleToBits(double V) {
1732     return APInt(sizeof(double) * CHAR_BIT, DoubleToBits(V));
1733   }
1734
1735   /// Converts a float to APInt bits.
1736   ///
1737   /// The conversion does not do a translation from float to integer, it just
1738   /// re-interprets the bits of the float.
1739   static APInt floatToBits(float V) {
1740     return APInt(sizeof(float) * CHAR_BIT, FloatToBits(V));
1741   }
1742
1743   /// @}
1744   /// \name Mathematics Operations
1745   /// @{
1746
1747   /// \returns the floor log base 2 of this APInt.
1748   unsigned logBase2() const { return getActiveBits() -  1; }
1749
1750   /// \returns the ceil log base 2 of this APInt.
1751   unsigned ceilLogBase2() const {
1752     APInt temp(*this);
1753     --temp;
1754     return temp.getActiveBits();
1755   }
1756
1757   /// \returns the nearest log base 2 of this APInt. Ties round up.
1758   ///
1759   /// NOTE: When we have a BitWidth of 1, we define:
1760   ///
1761   ///   log2(0) = UINT32_MAX
1762   ///   log2(1) = 0
1763   ///
1764   /// to get around any mathematical concerns resulting from
1765   /// referencing 2 in a space where 2 does no exist.
1766   unsigned nearestLogBase2() const {
1767     // Special case when we have a bitwidth of 1. If VAL is 1, then we
1768     // get 0. If VAL is 0, we get WORDTYPE_MAX which gets truncated to
1769     // UINT32_MAX.
1770     if (BitWidth == 1)
1771       return U.VAL - 1;
1772
1773     // Handle the zero case.
1774     if (isNullValue())
1775       return UINT32_MAX;
1776
1777     // The non-zero case is handled by computing:
1778     //
1779     //   nearestLogBase2(x) = logBase2(x) + x[logBase2(x)-1].
1780     //
1781     // where x[i] is referring to the value of the ith bit of x.
1782     unsigned lg = logBase2();
1783     return lg + unsigned((*this)[lg - 1]);
1784   }
1785
1786   /// \returns the log base 2 of this APInt if its an exact power of two, -1
1787   /// otherwise
1788   int32_t exactLogBase2() const {
1789     if (!isPowerOf2())
1790       return -1;
1791     return logBase2();
1792   }
1793
1794   /// Compute the square root
1795   APInt sqrt() const;
1796
1797   /// Get the absolute value;
1798   ///
1799   /// If *this is < 0 then return -(*this), otherwise *this;
1800   APInt abs() const {
1801     if (isNegative())
1802       return -(*this);
1803     return *this;
1804   }
1805
1806   /// \returns the multiplicative inverse for a given modulo.
1807   APInt multiplicativeInverse(const APInt &modulo) const;
1808
1809   /// @}
1810   /// \name Support for division by constant
1811   /// @{
1812
1813   /// Calculate the magic number for signed division by a constant.
1814   struct ms;
1815   ms magic() const;
1816
1817   /// Calculate the magic number for unsigned division by a constant.
1818   struct mu;
1819   mu magicu(unsigned LeadingZeros = 0) const;
1820
1821   /// @}
1822   /// \name Building-block Operations for APInt and APFloat
1823   /// @{
1824
1825   // These building block operations operate on a representation of arbitrary
1826   // precision, two's-complement, bignum integer values. They should be
1827   // sufficient to implement APInt and APFloat bignum requirements. Inputs are
1828   // generally a pointer to the base of an array of integer parts, representing
1829   // an unsigned bignum, and a count of how many parts there are.
1830
1831   /// Sets the least significant part of a bignum to the input value, and zeroes
1832   /// out higher parts.
1833   static void tcSet(WordType *, WordType, unsigned);
1834
1835   /// Assign one bignum to another.
1836   static void tcAssign(WordType *, const WordType *, unsigned);
1837
1838   /// Returns true if a bignum is zero, false otherwise.
1839   static bool tcIsZero(const WordType *, unsigned);
1840
1841   /// Extract the given bit of a bignum; returns 0 or 1.  Zero-based.
1842   static int tcExtractBit(const WordType *, unsigned bit);
1843
1844   /// Copy the bit vector of width srcBITS from SRC, starting at bit srcLSB, to
1845   /// DST, of dstCOUNT parts, such that the bit srcLSB becomes the least
1846   /// significant bit of DST.  All high bits above srcBITS in DST are
1847   /// zero-filled.
1848   static void tcExtract(WordType *, unsigned dstCount,
1849                         const WordType *, unsigned srcBits,
1850                         unsigned srcLSB);
1851
1852   /// Set the given bit of a bignum.  Zero-based.
1853   static void tcSetBit(WordType *, unsigned bit);
1854
1855   /// Clear the given bit of a bignum.  Zero-based.
1856   static void tcClearBit(WordType *, unsigned bit);
1857
1858   /// Returns the bit number of the least or most significant set bit of a
1859   /// number.  If the input number has no bits set -1U is returned.
1860   static unsigned tcLSB(const WordType *, unsigned n);
1861   static unsigned tcMSB(const WordType *parts, unsigned n);
1862
1863   /// Negate a bignum in-place.
1864   static void tcNegate(WordType *, unsigned);
1865
1866   /// DST += RHS + CARRY where CARRY is zero or one.  Returns the carry flag.
1867   static WordType tcAdd(WordType *, const WordType *,
1868                         WordType carry, unsigned);
1869   /// DST += RHS.  Returns the carry flag.
1870   static WordType tcAddPart(WordType *, WordType, unsigned);
1871
1872   /// DST -= RHS + CARRY where CARRY is zero or one. Returns the carry flag.
1873   static WordType tcSubtract(WordType *, const WordType *,
1874                              WordType carry, unsigned);
1875   /// DST -= RHS.  Returns the carry flag.
1876   static WordType tcSubtractPart(WordType *, WordType, unsigned);
1877
1878   /// DST += SRC * MULTIPLIER + PART   if add is true
1879   /// DST  = SRC * MULTIPLIER + PART   if add is false
1880   ///
1881   /// Requires 0 <= DSTPARTS <= SRCPARTS + 1.  If DST overlaps SRC they must
1882   /// start at the same point, i.e. DST == SRC.
1883   ///
1884   /// If DSTPARTS == SRC_PARTS + 1 no overflow occurs and zero is returned.
1885   /// Otherwise DST is filled with the least significant DSTPARTS parts of the
1886   /// result, and if all of the omitted higher parts were zero return zero,
1887   /// otherwise overflow occurred and return one.
1888   static int tcMultiplyPart(WordType *dst, const WordType *src,
1889                             WordType multiplier, WordType carry,
1890                             unsigned srcParts, unsigned dstParts,
1891                             bool add);
1892
1893   /// DST = LHS * RHS, where DST has the same width as the operands and is
1894   /// filled with the least significant parts of the result.  Returns one if
1895   /// overflow occurred, otherwise zero.  DST must be disjoint from both
1896   /// operands.
1897   static int tcMultiply(WordType *, const WordType *, const WordType *,
1898                         unsigned);
1899
1900   /// DST = LHS * RHS, where DST has width the sum of the widths of the
1901   /// operands. No overflow occurs. DST must be disjoint from both operands.
1902   static void tcFullMultiply(WordType *, const WordType *,
1903                              const WordType *, unsigned, unsigned);
1904
1905   /// If RHS is zero LHS and REMAINDER are left unchanged, return one.
1906   /// Otherwise set LHS to LHS / RHS with the fractional part discarded, set
1907   /// REMAINDER to the remainder, return zero.  i.e.
1908   ///
1909   ///  OLD_LHS = RHS * LHS + REMAINDER
1910   ///
1911   /// SCRATCH is a bignum of the same size as the operands and result for use by
1912   /// the routine; its contents need not be initialized and are destroyed.  LHS,
1913   /// REMAINDER and SCRATCH must be distinct.
1914   static int tcDivide(WordType *lhs, const WordType *rhs,
1915                       WordType *remainder, WordType *scratch,
1916                       unsigned parts);
1917
1918   /// Shift a bignum left Count bits. Shifted in bits are zero. There are no
1919   /// restrictions on Count.
1920   static void tcShiftLeft(WordType *, unsigned Words, unsigned Count);
1921
1922   /// Shift a bignum right Count bits.  Shifted in bits are zero.  There are no
1923   /// restrictions on Count.
1924   static void tcShiftRight(WordType *, unsigned Words, unsigned Count);
1925
1926   /// The obvious AND, OR and XOR and complement operations.
1927   static void tcAnd(WordType *, const WordType *, unsigned);
1928   static void tcOr(WordType *, const WordType *, unsigned);
1929   static void tcXor(WordType *, const WordType *, unsigned);
1930   static void tcComplement(WordType *, unsigned);
1931
1932   /// Comparison (unsigned) of two bignums.
1933   static int tcCompare(const WordType *, const WordType *, unsigned);
1934
1935   /// Increment a bignum in-place.  Return the carry flag.
1936   static WordType tcIncrement(WordType *dst, unsigned parts) {
1937     return tcAddPart(dst, 1, parts);
1938   }
1939
1940   /// Decrement a bignum in-place.  Return the borrow flag.
1941   static WordType tcDecrement(WordType *dst, unsigned parts) {
1942     return tcSubtractPart(dst, 1, parts);
1943   }
1944
1945   /// Set the least significant BITS and clear the rest.
1946   static void tcSetLeastSignificantBits(WordType *, unsigned, unsigned bits);
1947
1948   /// debug method
1949   void dump() const;
1950
1951   /// @}
1952 };
1953
1954 /// Magic data for optimising signed division by a constant.
1955 struct APInt::ms {
1956   APInt m;    ///< magic number
1957   unsigned s; ///< shift amount
1958 };
1959
1960 /// Magic data for optimising unsigned division by a constant.
1961 struct APInt::mu {
1962   APInt m;    ///< magic number
1963   bool a;     ///< add indicator
1964   unsigned s; ///< shift amount
1965 };
1966
1967 inline bool operator==(uint64_t V1, const APInt &V2) { return V2 == V1; }
1968
1969 inline bool operator!=(uint64_t V1, const APInt &V2) { return V2 != V1; }
1970
1971 /// Unary bitwise complement operator.
1972 ///
1973 /// \returns an APInt that is the bitwise complement of \p v.
1974 inline APInt operator~(APInt v) {
1975   v.flipAllBits();
1976   return v;
1977 }
1978
1979 inline APInt operator&(APInt a, const APInt &b) {
1980   a &= b;
1981   return a;
1982 }
1983
1984 inline APInt operator&(const APInt &a, APInt &&b) {
1985   b &= a;
1986   return std::move(b);
1987 }
1988
1989 inline APInt operator&(APInt a, uint64_t RHS) {
1990   a &= RHS;
1991   return a;
1992 }
1993
1994 inline APInt operator&(uint64_t LHS, APInt b) {
1995   b &= LHS;
1996   return b;
1997 }
1998
1999 inline APInt operator|(APInt a, const APInt &b) {
2000   a |= b;
2001   return a;
2002 }
2003
2004 inline APInt operator|(const APInt &a, APInt &&b) {
2005   b |= a;
2006   return std::move(b);
2007 }
2008
2009 inline APInt operator|(APInt a, uint64_t RHS) {
2010   a |= RHS;
2011   return a;
2012 }
2013
2014 inline APInt operator|(uint64_t LHS, APInt b) {
2015   b |= LHS;
2016   return b;
2017 }
2018
2019 inline APInt operator^(APInt a, const APInt &b) {
2020   a ^= b;
2021   return a;
2022 }
2023
2024 inline APInt operator^(const APInt &a, APInt &&b) {
2025   b ^= a;
2026   return std::move(b);
2027 }
2028
2029 inline APInt operator^(APInt a, uint64_t RHS) {
2030   a ^= RHS;
2031   return a;
2032 }
2033
2034 inline APInt operator^(uint64_t LHS, APInt b) {
2035   b ^= LHS;
2036   return b;
2037 }
2038
2039 inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const APInt &I) {
2040   I.print(OS, true);
2041   return OS;
2042 }
2043
2044 inline APInt operator-(APInt v) {
2045   v.negate();
2046   return v;
2047 }
2048
2049 inline APInt operator+(APInt a, const APInt &b) {
2050   a += b;
2051   return a;
2052 }
2053
2054 inline APInt operator+(const APInt &a, APInt &&b) {
2055   b += a;
2056   return std::move(b);
2057 }
2058
2059 inline APInt operator+(APInt a, uint64_t RHS) {
2060   a += RHS;
2061   return a;
2062 }
2063
2064 inline APInt operator+(uint64_t LHS, APInt b) {
2065   b += LHS;
2066   return b;
2067 }
2068
2069 inline APInt operator-(APInt a, const APInt &b) {
2070   a -= b;
2071   return a;
2072 }
2073
2074 inline APInt operator-(const APInt &a, APInt &&b) {
2075   b.negate();
2076   b += a;
2077   return std::move(b);
2078 }
2079
2080 inline APInt operator-(APInt a, uint64_t RHS) {
2081   a -= RHS;
2082   return a;
2083 }
2084
2085 inline APInt operator-(uint64_t LHS, APInt b) {
2086   b.negate();
2087   b += LHS;
2088   return b;
2089 }
2090
2091 inline APInt operator*(APInt a, uint64_t RHS) {
2092   a *= RHS;
2093   return a;
2094 }
2095
2096 inline APInt operator*(uint64_t LHS, APInt b) {
2097   b *= LHS;
2098   return b;
2099 }
2100
2101
2102 namespace APIntOps {
2103
2104 /// Determine the smaller of two APInts considered to be signed.
2105 inline const APInt &smin(const APInt &A, const APInt &B) {
2106   return A.slt(B) ? A : B;
2107 }
2108
2109 /// Determine the larger of two APInts considered to be signed.
2110 inline const APInt &smax(const APInt &A, const APInt &B) {
2111   return A.sgt(B) ? A : B;
2112 }
2113
2114 /// Determine the smaller of two APInts considered to be signed.
2115 inline const APInt &umin(const APInt &A, const APInt &B) {
2116   return A.ult(B) ? A : B;
2117 }
2118
2119 /// Determine the larger of two APInts considered to be unsigned.
2120 inline const APInt &umax(const APInt &A, const APInt &B) {
2121   return A.ugt(B) ? A : B;
2122 }
2123
2124 /// Compute GCD of two unsigned APInt values.
2125 ///
2126 /// This function returns the greatest common divisor of the two APInt values
2127 /// using Stein's algorithm.
2128 ///
2129 /// \returns the greatest common divisor of A and B.
2130 APInt GreatestCommonDivisor(APInt A, APInt B);
2131
2132 /// Converts the given APInt to a double value.
2133 ///
2134 /// Treats the APInt as an unsigned value for conversion purposes.
2135 inline double RoundAPIntToDouble(const APInt &APIVal) {
2136   return APIVal.roundToDouble();
2137 }
2138
2139 /// Converts the given APInt to a double value.
2140 ///
2141 /// Treats the APInt as a signed value for conversion purposes.
2142 inline double RoundSignedAPIntToDouble(const APInt &APIVal) {
2143   return APIVal.signedRoundToDouble();
2144 }
2145
2146 /// Converts the given APInt to a float vlalue.
2147 inline float RoundAPIntToFloat(const APInt &APIVal) {
2148   return float(RoundAPIntToDouble(APIVal));
2149 }
2150
2151 /// Converts the given APInt to a float value.
2152 ///
2153 /// Treast the APInt as a signed value for conversion purposes.
2154 inline float RoundSignedAPIntToFloat(const APInt &APIVal) {
2155   return float(APIVal.signedRoundToDouble());
2156 }
2157
2158 /// Converts the given double value into a APInt.
2159 ///
2160 /// This function convert a double value to an APInt value.
2161 APInt RoundDoubleToAPInt(double Double, unsigned width);
2162
2163 /// Converts a float value into a APInt.
2164 ///
2165 /// Converts a float value into an APInt value.
2166 inline APInt RoundFloatToAPInt(float Float, unsigned width) {
2167   return RoundDoubleToAPInt(double(Float), width);
2168 }
2169
2170 /// Return A unsign-divided by B, rounded by the given rounding mode.
2171 APInt RoundingUDiv(const APInt &A, const APInt &B, APInt::Rounding RM);
2172
2173 /// Return A sign-divided by B, rounded by the given rounding mode.
2174 APInt RoundingSDiv(const APInt &A, const APInt &B, APInt::Rounding RM);
2175
2176 /// Let q(n) = An^2 + Bn + C, and BW = bit width of the value range
2177 /// (e.g. 32 for i32).
2178 /// This function finds the smallest number n, such that
2179 /// (a) n >= 0 and q(n) = 0, or
2180 /// (b) n >= 1 and q(n-1) and q(n), when evaluated in the set of all
2181 ///     integers, belong to two different intervals [Rk, Rk+R),
2182 ///     where R = 2^BW, and k is an integer.
2183 /// The idea here is to find when q(n) "overflows" 2^BW, while at the
2184 /// same time "allowing" subtraction. In unsigned modulo arithmetic a
2185 /// subtraction (treated as addition of negated numbers) would always
2186 /// count as an overflow, but here we want to allow values to decrease
2187 /// and increase as long as they are within the same interval.
2188 /// Specifically, adding of two negative numbers should not cause an
2189 /// overflow (as long as the magnitude does not exceed the bith width).
2190 /// On the other hand, given a positive number, adding a negative
2191 /// number to it can give a negative result, which would cause the
2192 /// value to go from [-2^BW, 0) to [0, 2^BW). In that sense, zero is
2193 /// treated as a special case of an overflow.
2194 ///
2195 /// This function returns None if after finding k that minimizes the
2196 /// positive solution to q(n) = kR, both solutions are contained between
2197 /// two consecutive integers.
2198 ///
2199 /// There are cases where q(n) > T, and q(n+1) < T (assuming evaluation
2200 /// in arithmetic modulo 2^BW, and treating the values as signed) by the
2201 /// virtue of *signed* overflow. This function will *not* find such an n,
2202 /// however it may find a value of n satisfying the inequalities due to
2203 /// an *unsigned* overflow (if the values are treated as unsigned).
2204 /// To find a solution for a signed overflow, treat it as a problem of
2205 /// finding an unsigned overflow with a range with of BW-1.
2206 ///
2207 /// The returned value may have a different bit width from the input
2208 /// coefficients.
2209 Optional<APInt> SolveQuadraticEquationWrap(APInt A, APInt B, APInt C,
2210                                            unsigned RangeWidth);
2211 } // End of APIntOps namespace
2212
2213 // See friend declaration above. This additional declaration is required in
2214 // order to compile LLVM with IBM xlC compiler.
2215 hash_code hash_value(const APInt &Arg);
2216 } // End of llvm namespace
2217
2218 #endif