]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm-project/llvm/include/llvm/ADT/APInt.h
MFC r355940:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm-project / llvm / include / llvm / ADT / APInt.h
1 //===-- llvm/ADT/APInt.h - For Arbitrary Precision Integer -----*- C++ -*--===//
2 //
3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6 //
7 //===----------------------------------------------------------------------===//
8 ///
9 /// \file
10 /// This file implements a class to represent arbitrary precision
11 /// integral constant values and operations on them.
12 ///
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #ifndef LLVM_ADT_APINT_H
16 #define LLVM_ADT_APINT_H
17
18 #include "llvm/Support/Compiler.h"
19 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
20 #include <cassert>
21 #include <climits>
22 #include <cstring>
23 #include <string>
24
25 namespace llvm {
26 class FoldingSetNodeID;
27 class StringRef;
28 class hash_code;
29 class raw_ostream;
30
31 template <typename T> class SmallVectorImpl;
32 template <typename T> class ArrayRef;
33 template <typename T> class Optional;
34
35 class APInt;
36
37 inline APInt operator-(APInt);
38
39 //===----------------------------------------------------------------------===//
40 //                              APInt Class
41 //===----------------------------------------------------------------------===//
42
43 /// Class for arbitrary precision integers.
44 ///
45 /// APInt is a functional replacement for common case unsigned integer type like
46 /// "unsigned", "unsigned long" or "uint64_t", but also allows non-byte-width
47 /// integer sizes and large integer value types such as 3-bits, 15-bits, or more
48 /// than 64-bits of precision. APInt provides a variety of arithmetic operators
49 /// and methods to manipulate integer values of any bit-width. It supports both
50 /// the typical integer arithmetic and comparison operations as well as bitwise
51 /// manipulation.
52 ///
53 /// The class has several invariants worth noting:
54 ///   * All bit, byte, and word positions are zero-based.
55 ///   * Once the bit width is set, it doesn't change except by the Truncate,
56 ///     SignExtend, or ZeroExtend operations.
57 ///   * All binary operators must be on APInt instances of the same bit width.
58 ///     Attempting to use these operators on instances with different bit
59 ///     widths will yield an assertion.
60 ///   * The value is stored canonically as an unsigned value. For operations
61 ///     where it makes a difference, there are both signed and unsigned variants
62 ///     of the operation. For example, sdiv and udiv. However, because the bit
63 ///     widths must be the same, operations such as Mul and Add produce the same
64 ///     results regardless of whether the values are interpreted as signed or
65 ///     not.
66 ///   * In general, the class tries to follow the style of computation that LLVM
67 ///     uses in its IR. This simplifies its use for LLVM.
68 ///
69 class LLVM_NODISCARD APInt {
70 public:
71   typedef uint64_t WordType;
72
73   /// This enum is used to hold the constants we needed for APInt.
74   enum : unsigned {
75     /// Byte size of a word.
76     APINT_WORD_SIZE = sizeof(WordType),
77     /// Bits in a word.
78     APINT_BITS_PER_WORD = APINT_WORD_SIZE * CHAR_BIT
79   };
80
81   enum class Rounding {
82     DOWN,
83     TOWARD_ZERO,
84     UP,
85   };
86
87   static const WordType WORDTYPE_MAX = ~WordType(0);
88
89 private:
90   /// This union is used to store the integer value. When the
91   /// integer bit-width <= 64, it uses VAL, otherwise it uses pVal.
92   union {
93     uint64_t VAL;   ///< Used to store the <= 64 bits integer value.
94     uint64_t *pVal; ///< Used to store the >64 bits integer value.
95   } U;
96
97   unsigned BitWidth; ///< The number of bits in this APInt.
98
99   friend struct DenseMapAPIntKeyInfo;
100
101   friend class APSInt;
102
103   /// Fast internal constructor
104   ///
105   /// This constructor is used only internally for speed of construction of
106   /// temporaries. It is unsafe for general use so it is not public.
107   APInt(uint64_t *val, unsigned bits) : BitWidth(bits) {
108     U.pVal = val;
109   }
110
111   /// Determine if this APInt just has one word to store value.
112   ///
113   /// \returns true if the number of bits <= 64, false otherwise.
114   bool isSingleWord() const { return BitWidth <= APINT_BITS_PER_WORD; }
115
116   /// Determine which word a bit is in.
117   ///
118   /// \returns the word position for the specified bit position.
119   static unsigned whichWord(unsigned bitPosition) {
120     return bitPosition / APINT_BITS_PER_WORD;
121   }
122
123   /// Determine which bit in a word a bit is in.
124   ///
125   /// \returns the bit position in a word for the specified bit position
126   /// in the APInt.
127   static unsigned whichBit(unsigned bitPosition) {
128     return bitPosition % APINT_BITS_PER_WORD;
129   }
130
131   /// Get a single bit mask.
132   ///
133   /// \returns a uint64_t with only bit at "whichBit(bitPosition)" set
134   /// This method generates and returns a uint64_t (word) mask for a single
135   /// bit at a specific bit position. This is used to mask the bit in the
136   /// corresponding word.
137   static uint64_t maskBit(unsigned bitPosition) {
138     return 1ULL << whichBit(bitPosition);
139   }
140
141   /// Clear unused high order bits
142   ///
143   /// This method is used internally to clear the top "N" bits in the high order
144   /// word that are not used by the APInt. This is needed after the most
145   /// significant word is assigned a value to ensure that those bits are
146   /// zero'd out.
147   APInt &clearUnusedBits() {
148     // Compute how many bits are used in the final word
149     unsigned WordBits = ((BitWidth-1) % APINT_BITS_PER_WORD) + 1;
150
151     // Mask out the high bits.
152     uint64_t mask = WORDTYPE_MAX >> (APINT_BITS_PER_WORD - WordBits);
153     if (isSingleWord())
154       U.VAL &= mask;
155     else
156       U.pVal[getNumWords() - 1] &= mask;
157     return *this;
158   }
159
160   /// Get the word corresponding to a bit position
161   /// \returns the corresponding word for the specified bit position.
162   uint64_t getWord(unsigned bitPosition) const {
163     return isSingleWord() ? U.VAL : U.pVal[whichWord(bitPosition)];
164   }
165
166   /// Utility method to change the bit width of this APInt to new bit width,
167   /// allocating and/or deallocating as necessary. There is no guarantee on the
168   /// value of any bits upon return. Caller should populate the bits after.
169   void reallocate(unsigned NewBitWidth);
170
171   /// Convert a char array into an APInt
172   ///
173   /// \param radix 2, 8, 10, 16, or 36
174   /// Converts a string into a number.  The string must be non-empty
175   /// and well-formed as a number of the given base. The bit-width
176   /// must be sufficient to hold the result.
177   ///
178   /// This is used by the constructors that take string arguments.
179   ///
180   /// StringRef::getAsInteger is superficially similar but (1) does
181   /// not assume that the string is well-formed and (2) grows the
182   /// result to hold the input.
183   void fromString(unsigned numBits, StringRef str, uint8_t radix);
184
185   /// An internal division function for dividing APInts.
186   ///
187   /// This is used by the toString method to divide by the radix. It simply
188   /// provides a more convenient form of divide for internal use since KnuthDiv
189   /// has specific constraints on its inputs. If those constraints are not met
190   /// then it provides a simpler form of divide.
191   static void divide(const WordType *LHS, unsigned lhsWords,
192                      const WordType *RHS, unsigned rhsWords, WordType *Quotient,
193                      WordType *Remainder);
194
195   /// out-of-line slow case for inline constructor
196   void initSlowCase(uint64_t val, bool isSigned);
197
198   /// shared code between two array constructors
199   void initFromArray(ArrayRef<uint64_t> array);
200
201   /// out-of-line slow case for inline copy constructor
202   void initSlowCase(const APInt &that);
203
204   /// out-of-line slow case for shl
205   void shlSlowCase(unsigned ShiftAmt);
206
207   /// out-of-line slow case for lshr.
208   void lshrSlowCase(unsigned ShiftAmt);
209
210   /// out-of-line slow case for ashr.
211   void ashrSlowCase(unsigned ShiftAmt);
212
213   /// out-of-line slow case for operator=
214   void AssignSlowCase(const APInt &RHS);
215
216   /// out-of-line slow case for operator==
217   bool EqualSlowCase(const APInt &RHS) const LLVM_READONLY;
218
219   /// out-of-line slow case for countLeadingZeros
220   unsigned countLeadingZerosSlowCase() const LLVM_READONLY;
221
222   /// out-of-line slow case for countLeadingOnes.
223   unsigned countLeadingOnesSlowCase() const LLVM_READONLY;
224
225   /// out-of-line slow case for countTrailingZeros.
226   unsigned countTrailingZerosSlowCase() const LLVM_READONLY;
227
228   /// out-of-line slow case for countTrailingOnes
229   unsigned countTrailingOnesSlowCase() const LLVM_READONLY;
230
231   /// out-of-line slow case for countPopulation
232   unsigned countPopulationSlowCase() const LLVM_READONLY;
233
234   /// out-of-line slow case for intersects.
235   bool intersectsSlowCase(const APInt &RHS) const LLVM_READONLY;
236
237   /// out-of-line slow case for isSubsetOf.
238   bool isSubsetOfSlowCase(const APInt &RHS) const LLVM_READONLY;
239
240   /// out-of-line slow case for setBits.
241   void setBitsSlowCase(unsigned loBit, unsigned hiBit);
242
243   /// out-of-line slow case for flipAllBits.
244   void flipAllBitsSlowCase();
245
246   /// out-of-line slow case for operator&=.
247   void AndAssignSlowCase(const APInt& RHS);
248
249   /// out-of-line slow case for operator|=.
250   void OrAssignSlowCase(const APInt& RHS);
251
252   /// out-of-line slow case for operator^=.
253   void XorAssignSlowCase(const APInt& RHS);
254
255   /// Unsigned comparison. Returns -1, 0, or 1 if this APInt is less than, equal
256   /// to, or greater than RHS.
257   int compare(const APInt &RHS) const LLVM_READONLY;
258
259   /// Signed comparison. Returns -1, 0, or 1 if this APInt is less than, equal
260   /// to, or greater than RHS.
261   int compareSigned(const APInt &RHS) const LLVM_READONLY;
262
263 public:
264   /// \name Constructors
265   /// @{
266
267   /// Create a new APInt of numBits width, initialized as val.
268   ///
269   /// If isSigned is true then val is treated as if it were a signed value
270   /// (i.e. as an int64_t) and the appropriate sign extension to the bit width
271   /// will be done. Otherwise, no sign extension occurs (high order bits beyond
272   /// the range of val are zero filled).
273   ///
274   /// \param numBits the bit width of the constructed APInt
275   /// \param val the initial value of the APInt
276   /// \param isSigned how to treat signedness of val
277   APInt(unsigned numBits, uint64_t val, bool isSigned = false)
278       : BitWidth(numBits) {
279     assert(BitWidth && "bitwidth too small");
280     if (isSingleWord()) {
281       U.VAL = val;
282       clearUnusedBits();
283     } else {
284       initSlowCase(val, isSigned);
285     }
286   }
287
288   /// Construct an APInt of numBits width, initialized as bigVal[].
289   ///
290   /// Note that bigVal.size() can be smaller or larger than the corresponding
291   /// bit width but any extraneous bits will be dropped.
292   ///
293   /// \param numBits the bit width of the constructed APInt
294   /// \param bigVal a sequence of words to form the initial value of the APInt
295   APInt(unsigned numBits, ArrayRef<uint64_t> bigVal);
296
297   /// Equivalent to APInt(numBits, ArrayRef<uint64_t>(bigVal, numWords)), but
298   /// deprecated because this constructor is prone to ambiguity with the
299   /// APInt(unsigned, uint64_t, bool) constructor.
300   ///
301   /// If this overload is ever deleted, care should be taken to prevent calls
302   /// from being incorrectly captured by the APInt(unsigned, uint64_t, bool)
303   /// constructor.
304   APInt(unsigned numBits, unsigned numWords, const uint64_t bigVal[]);
305
306   /// Construct an APInt from a string representation.
307   ///
308   /// This constructor interprets the string \p str in the given radix. The
309   /// interpretation stops when the first character that is not suitable for the
310   /// radix is encountered, or the end of the string. Acceptable radix values
311   /// are 2, 8, 10, 16, and 36. It is an error for the value implied by the
312   /// string to require more bits than numBits.
313   ///
314   /// \param numBits the bit width of the constructed APInt
315   /// \param str the string to be interpreted
316   /// \param radix the radix to use for the conversion
317   APInt(unsigned numBits, StringRef str, uint8_t radix);
318
319   /// Simply makes *this a copy of that.
320   /// Copy Constructor.
321   APInt(const APInt &that) : BitWidth(that.BitWidth) {
322     if (isSingleWord())
323       U.VAL = that.U.VAL;
324     else
325       initSlowCase(that);
326   }
327
328   /// Move Constructor.
329   APInt(APInt &&that) : BitWidth(that.BitWidth) {
330     memcpy(&U, &that.U, sizeof(U));
331     that.BitWidth = 0;
332   }
333
334   /// Destructor.
335   ~APInt() {
336     if (needsCleanup())
337       delete[] U.pVal;
338   }
339
340   /// Default constructor that creates an uninteresting APInt
341   /// representing a 1-bit zero value.
342   ///
343   /// This is useful for object deserialization (pair this with the static
344   ///  method Read).
345   explicit APInt() : BitWidth(1) { U.VAL = 0; }
346
347   /// Returns whether this instance allocated memory.
348   bool needsCleanup() const { return !isSingleWord(); }
349
350   /// Used to insert APInt objects, or objects that contain APInt objects, into
351   ///  FoldingSets.
352   void Profile(FoldingSetNodeID &id) const;
353
354   /// @}
355   /// \name Value Tests
356   /// @{
357
358   /// Determine sign of this APInt.
359   ///
360   /// This tests the high bit of this APInt to determine if it is set.
361   ///
362   /// \returns true if this APInt is negative, false otherwise
363   bool isNegative() const { return (*this)[BitWidth - 1]; }
364
365   /// Determine if this APInt Value is non-negative (>= 0)
366   ///
367   /// This tests the high bit of the APInt to determine if it is unset.
368   bool isNonNegative() const { return !isNegative(); }
369
370   /// Determine if sign bit of this APInt is set.
371   ///
372   /// This tests the high bit of this APInt to determine if it is set.
373   ///
374   /// \returns true if this APInt has its sign bit set, false otherwise.
375   bool isSignBitSet() const { return (*this)[BitWidth-1]; }
376
377   /// Determine if sign bit of this APInt is clear.
378   ///
379   /// This tests the high bit of this APInt to determine if it is clear.
380   ///
381   /// \returns true if this APInt has its sign bit clear, false otherwise.
382   bool isSignBitClear() const { return !isSignBitSet(); }
383
384   /// Determine if this APInt Value is positive.
385   ///
386   /// This tests if the value of this APInt is positive (> 0). Note
387   /// that 0 is not a positive value.
388   ///
389   /// \returns true if this APInt is positive.
390   bool isStrictlyPositive() const { return isNonNegative() && !isNullValue(); }
391
392   /// Determine if all bits are set
393   ///
394   /// This checks to see if the value has all bits of the APInt are set or not.
395   bool isAllOnesValue() const {
396     if (isSingleWord())
397       return U.VAL == WORDTYPE_MAX >> (APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth);
398     return countTrailingOnesSlowCase() == BitWidth;
399   }
400
401   /// Determine if all bits are clear
402   ///
403   /// This checks to see if the value has all bits of the APInt are clear or
404   /// not.
405   bool isNullValue() const { return !*this; }
406
407   /// Determine if this is a value of 1.
408   ///
409   /// This checks to see if the value of this APInt is one.
410   bool isOneValue() const {
411     if (isSingleWord())
412       return U.VAL == 1;
413     return countLeadingZerosSlowCase() == BitWidth - 1;
414   }
415
416   /// Determine if this is the largest unsigned value.
417   ///
418   /// This checks to see if the value of this APInt is the maximum unsigned
419   /// value for the APInt's bit width.
420   bool isMaxValue() const { return isAllOnesValue(); }
421
422   /// Determine if this is the largest signed value.
423   ///
424   /// This checks to see if the value of this APInt is the maximum signed
425   /// value for the APInt's bit width.
426   bool isMaxSignedValue() const {
427     if (isSingleWord())
428       return U.VAL == ((WordType(1) << (BitWidth - 1)) - 1);
429     return !isNegative() && countTrailingOnesSlowCase() == BitWidth - 1;
430   }
431
432   /// Determine if this is the smallest unsigned value.
433   ///
434   /// This checks to see if the value of this APInt is the minimum unsigned
435   /// value for the APInt's bit width.
436   bool isMinValue() const { return isNullValue(); }
437
438   /// Determine if this is the smallest signed value.
439   ///
440   /// This checks to see if the value of this APInt is the minimum signed
441   /// value for the APInt's bit width.
442   bool isMinSignedValue() const {
443     if (isSingleWord())
444       return U.VAL == (WordType(1) << (BitWidth - 1));
445     return isNegative() && countTrailingZerosSlowCase() == BitWidth - 1;
446   }
447
448   /// Check if this APInt has an N-bits unsigned integer value.
449   bool isIntN(unsigned N) const {
450     assert(N && "N == 0 ???");
451     return getActiveBits() <= N;
452   }
453
454   /// Check if this APInt has an N-bits signed integer value.
455   bool isSignedIntN(unsigned N) const {
456     assert(N && "N == 0 ???");
457     return getMinSignedBits() <= N;
458   }
459
460   /// Check if this APInt's value is a power of two greater than zero.
461   ///
462   /// \returns true if the argument APInt value is a power of two > 0.
463   bool isPowerOf2() const {
464     if (isSingleWord())
465       return isPowerOf2_64(U.VAL);
466     return countPopulationSlowCase() == 1;
467   }
468
469   /// Check if the APInt's value is returned by getSignMask.
470   ///
471   /// \returns true if this is the value returned by getSignMask.
472   bool isSignMask() const { return isMinSignedValue(); }
473
474   /// Convert APInt to a boolean value.
475   ///
476   /// This converts the APInt to a boolean value as a test against zero.
477   bool getBoolValue() const { return !!*this; }
478
479   /// If this value is smaller than the specified limit, return it, otherwise
480   /// return the limit value.  This causes the value to saturate to the limit.
481   uint64_t getLimitedValue(uint64_t Limit = UINT64_MAX) const {
482     return ugt(Limit) ? Limit : getZExtValue();
483   }
484
485   /// Check if the APInt consists of a repeated bit pattern.
486   ///
487   /// e.g. 0x01010101 satisfies isSplat(8).
488   /// \param SplatSizeInBits The size of the pattern in bits. Must divide bit
489   /// width without remainder.
490   bool isSplat(unsigned SplatSizeInBits) const;
491
492   /// \returns true if this APInt value is a sequence of \param numBits ones
493   /// starting at the least significant bit with the remainder zero.
494   bool isMask(unsigned numBits) const {
495     assert(numBits != 0 && "numBits must be non-zero");
496     assert(numBits <= BitWidth && "numBits out of range");
497     if (isSingleWord())
498       return U.VAL == (WORDTYPE_MAX >> (APINT_BITS_PER_WORD - numBits));
499     unsigned Ones = countTrailingOnesSlowCase();
500     return (numBits == Ones) &&
501            ((Ones + countLeadingZerosSlowCase()) == BitWidth);
502   }
503
504   /// \returns true if this APInt is a non-empty sequence of ones starting at
505   /// the least significant bit with the remainder zero.
506   /// Ex. isMask(0x0000FFFFU) == true.
507   bool isMask() const {
508     if (isSingleWord())
509       return isMask_64(U.VAL);
510     unsigned Ones = countTrailingOnesSlowCase();
511     return (Ones > 0) && ((Ones + countLeadingZerosSlowCase()) == BitWidth);
512   }
513
514   /// Return true if this APInt value contains a sequence of ones with
515   /// the remainder zero.
516   bool isShiftedMask() const {
517     if (isSingleWord())
518       return isShiftedMask_64(U.VAL);
519     unsigned Ones = countPopulationSlowCase();
520     unsigned LeadZ = countLeadingZerosSlowCase();
521     return (Ones + LeadZ + countTrailingZeros()) == BitWidth;
522   }
523
524   /// @}
525   /// \name Value Generators
526   /// @{
527
528   /// Gets maximum unsigned value of APInt for specific bit width.
529   static APInt getMaxValue(unsigned numBits) {
530     return getAllOnesValue(numBits);
531   }
532
533   /// Gets maximum signed value of APInt for a specific bit width.
534   static APInt getSignedMaxValue(unsigned numBits) {
535     APInt API = getAllOnesValue(numBits);
536     API.clearBit(numBits - 1);
537     return API;
538   }
539
540   /// Gets minimum unsigned value of APInt for a specific bit width.
541   static APInt getMinValue(unsigned numBits) { return APInt(numBits, 0); }
542
543   /// Gets minimum signed value of APInt for a specific bit width.
544   static APInt getSignedMinValue(unsigned numBits) {
545     APInt API(numBits, 0);
546     API.setBit(numBits - 1);
547     return API;
548   }
549
550   /// Get the SignMask for a specific bit width.
551   ///
552   /// This is just a wrapper function of getSignedMinValue(), and it helps code
553   /// readability when we want to get a SignMask.
554   static APInt getSignMask(unsigned BitWidth) {
555     return getSignedMinValue(BitWidth);
556   }
557
558   /// Get the all-ones value.
559   ///
560   /// \returns the all-ones value for an APInt of the specified bit-width.
561   static APInt getAllOnesValue(unsigned numBits) {
562     return APInt(numBits, WORDTYPE_MAX, true);
563   }
564
565   /// Get the '0' value.
566   ///
567   /// \returns the '0' value for an APInt of the specified bit-width.
568   static APInt getNullValue(unsigned numBits) { return APInt(numBits, 0); }
569
570   /// Compute an APInt containing numBits highbits from this APInt.
571   ///
572   /// Get an APInt with the same BitWidth as this APInt, just zero mask
573   /// the low bits and right shift to the least significant bit.
574   ///
575   /// \returns the high "numBits" bits of this APInt.
576   APInt getHiBits(unsigned numBits) const;
577
578   /// Compute an APInt containing numBits lowbits from this APInt.
579   ///
580   /// Get an APInt with the same BitWidth as this APInt, just zero mask
581   /// the high bits.
582   ///
583   /// \returns the low "numBits" bits of this APInt.
584   APInt getLoBits(unsigned numBits) const;
585
586   /// Return an APInt with exactly one bit set in the result.
587   static APInt getOneBitSet(unsigned numBits, unsigned BitNo) {
588     APInt Res(numBits, 0);
589     Res.setBit(BitNo);
590     return Res;
591   }
592
593   /// Get a value with a block of bits set.
594   ///
595   /// Constructs an APInt value that has a contiguous range of bits set. The
596   /// bits from loBit (inclusive) to hiBit (exclusive) will be set. All other
597   /// bits will be zero. For example, with parameters(32, 0, 16) you would get
598   /// 0x0000FFFF. If hiBit is less than loBit then the set bits "wrap". For
599   /// example, with parameters (32, 28, 4), you would get 0xF000000F.
600   ///
601   /// \param numBits the intended bit width of the result
602   /// \param loBit the index of the lowest bit set.
603   /// \param hiBit the index of the highest bit set.
604   ///
605   /// \returns An APInt value with the requested bits set.
606   static APInt getBitsSet(unsigned numBits, unsigned loBit, unsigned hiBit) {
607     APInt Res(numBits, 0);
608     Res.setBits(loBit, hiBit);
609     return Res;
610   }
611
612   /// Get a value with upper bits starting at loBit set.
613   ///
614   /// Constructs an APInt value that has a contiguous range of bits set. The
615   /// bits from loBit (inclusive) to numBits (exclusive) will be set. All other
616   /// bits will be zero. For example, with parameters(32, 12) you would get
617   /// 0xFFFFF000.
618   ///
619   /// \param numBits the intended bit width of the result
620   /// \param loBit the index of the lowest bit to set.
621   ///
622   /// \returns An APInt value with the requested bits set.
623   static APInt getBitsSetFrom(unsigned numBits, unsigned loBit) {
624     APInt Res(numBits, 0);
625     Res.setBitsFrom(loBit);
626     return Res;
627   }
628
629   /// Get a value with high bits set
630   ///
631   /// Constructs an APInt value that has the top hiBitsSet bits set.
632   ///
633   /// \param numBits the bitwidth of the result
634   /// \param hiBitsSet the number of high-order bits set in the result.
635   static APInt getHighBitsSet(unsigned numBits, unsigned hiBitsSet) {
636     APInt Res(numBits, 0);
637     Res.setHighBits(hiBitsSet);
638     return Res;
639   }
640
641   /// Get a value with low bits set
642   ///
643   /// Constructs an APInt value that has the bottom loBitsSet bits set.
644   ///
645   /// \param numBits the bitwidth of the result
646   /// \param loBitsSet the number of low-order bits set in the result.
647   static APInt getLowBitsSet(unsigned numBits, unsigned loBitsSet) {
648     APInt Res(numBits, 0);
649     Res.setLowBits(loBitsSet);
650     return Res;
651   }
652
653   /// Return a value containing V broadcasted over NewLen bits.
654   static APInt getSplat(unsigned NewLen, const APInt &V);
655
656   /// Determine if two APInts have the same value, after zero-extending
657   /// one of them (if needed!) to ensure that the bit-widths match.
658   static bool isSameValue(const APInt &I1, const APInt &I2) {
659     if (I1.getBitWidth() == I2.getBitWidth())
660       return I1 == I2;
661
662     if (I1.getBitWidth() > I2.getBitWidth())
663       return I1 == I2.zext(I1.getBitWidth());
664
665     return I1.zext(I2.getBitWidth()) == I2;
666   }
667
668   /// Overload to compute a hash_code for an APInt value.
669   friend hash_code hash_value(const APInt &Arg);
670
671   /// This function returns a pointer to the internal storage of the APInt.
672   /// This is useful for writing out the APInt in binary form without any
673   /// conversions.
674   const uint64_t *getRawData() const {
675     if (isSingleWord())
676       return &U.VAL;
677     return &U.pVal[0];
678   }
679
680   /// @}
681   /// \name Unary Operators
682   /// @{
683
684   /// Postfix increment operator.
685   ///
686   /// Increments *this by 1.
687   ///
688   /// \returns a new APInt value representing the original value of *this.
689   const APInt operator++(int) {
690     APInt API(*this);
691     ++(*this);
692     return API;
693   }
694
695   /// Prefix increment operator.
696   ///
697   /// \returns *this incremented by one
698   APInt &operator++();
699
700   /// Postfix decrement operator.
701   ///
702   /// Decrements *this by 1.
703   ///
704   /// \returns a new APInt value representing the original value of *this.
705   const APInt operator--(int) {
706     APInt API(*this);
707     --(*this);
708     return API;
709   }
710
711   /// Prefix decrement operator.
712   ///
713   /// \returns *this decremented by one.
714   APInt &operator--();
715
716   /// Logical negation operator.
717   ///
718   /// Performs logical negation operation on this APInt.
719   ///
720   /// \returns true if *this is zero, false otherwise.
721   bool operator!() const {
722     if (isSingleWord())
723       return U.VAL == 0;
724     return countLeadingZerosSlowCase() == BitWidth;
725   }
726
727   /// @}
728   /// \name Assignment Operators
729   /// @{
730
731   /// Copy assignment operator.
732   ///
733   /// \returns *this after assignment of RHS.
734   APInt &operator=(const APInt &RHS) {
735     // If the bitwidths are the same, we can avoid mucking with memory
736     if (isSingleWord() && RHS.isSingleWord()) {
737       U.VAL = RHS.U.VAL;
738       BitWidth = RHS.BitWidth;
739       return clearUnusedBits();
740     }
741
742     AssignSlowCase(RHS);
743     return *this;
744   }
745
746   /// Move assignment operator.
747   APInt &operator=(APInt &&that) {
748 #ifdef _MSC_VER
749     // The MSVC std::shuffle implementation still does self-assignment.
750     if (this == &that)
751       return *this;
752 #endif
753     assert(this != &that && "Self-move not supported");
754     if (!isSingleWord())
755       delete[] U.pVal;
756
757     // Use memcpy so that type based alias analysis sees both VAL and pVal
758     // as modified.
759     memcpy(&U, &that.U, sizeof(U));
760
761     BitWidth = that.BitWidth;
762     that.BitWidth = 0;
763
764     return *this;
765   }
766
767   /// Assignment operator.
768   ///
769   /// The RHS value is assigned to *this. If the significant bits in RHS exceed
770   /// the bit width, the excess bits are truncated. If the bit width is larger
771   /// than 64, the value is zero filled in the unspecified high order bits.
772   ///
773   /// \returns *this after assignment of RHS value.
774   APInt &operator=(uint64_t RHS) {
775     if (isSingleWord()) {
776       U.VAL = RHS;
777       clearUnusedBits();
778     } else {
779       U.pVal[0] = RHS;
780       memset(U.pVal+1, 0, (getNumWords() - 1) * APINT_WORD_SIZE);
781     }
782     return *this;
783   }
784
785   /// Bitwise AND assignment operator.
786   ///
787   /// Performs a bitwise AND operation on this APInt and RHS. The result is
788   /// assigned to *this.
789   ///
790   /// \returns *this after ANDing with RHS.
791   APInt &operator&=(const APInt &RHS) {
792     assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
793     if (isSingleWord())
794       U.VAL &= RHS.U.VAL;
795     else
796       AndAssignSlowCase(RHS);
797     return *this;
798   }
799
800   /// Bitwise AND assignment operator.
801   ///
802   /// Performs a bitwise AND operation on this APInt and RHS. RHS is
803   /// logically zero-extended or truncated to match the bit-width of
804   /// the LHS.
805   APInt &operator&=(uint64_t RHS) {
806     if (isSingleWord()) {
807       U.VAL &= RHS;
808       return *this;
809     }
810     U.pVal[0] &= RHS;
811     memset(U.pVal+1, 0, (getNumWords() - 1) * APINT_WORD_SIZE);
812     return *this;
813   }
814
815   /// Bitwise OR assignment operator.
816   ///
817   /// Performs a bitwise OR operation on this APInt and RHS. The result is
818   /// assigned *this;
819   ///
820   /// \returns *this after ORing with RHS.
821   APInt &operator|=(const APInt &RHS) {
822     assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
823     if (isSingleWord())
824       U.VAL |= RHS.U.VAL;
825     else
826       OrAssignSlowCase(RHS);
827     return *this;
828   }
829
830   /// Bitwise OR assignment operator.
831   ///
832   /// Performs a bitwise OR operation on this APInt and RHS. RHS is
833   /// logically zero-extended or truncated to match the bit-width of
834   /// the LHS.
835   APInt &operator|=(uint64_t RHS) {
836     if (isSingleWord()) {
837       U.VAL |= RHS;
838       clearUnusedBits();
839     } else {
840       U.pVal[0] |= RHS;
841     }
842     return *this;
843   }
844
845   /// Bitwise XOR assignment operator.
846   ///
847   /// Performs a bitwise XOR operation on this APInt and RHS. The result is
848   /// assigned to *this.
849   ///
850   /// \returns *this after XORing with RHS.
851   APInt &operator^=(const APInt &RHS) {
852     assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
853     if (isSingleWord())
854       U.VAL ^= RHS.U.VAL;
855     else
856       XorAssignSlowCase(RHS);
857     return *this;
858   }
859
860   /// Bitwise XOR assignment operator.
861   ///
862   /// Performs a bitwise XOR operation on this APInt and RHS. RHS is
863   /// logically zero-extended or truncated to match the bit-width of
864   /// the LHS.
865   APInt &operator^=(uint64_t RHS) {
866     if (isSingleWord()) {
867       U.VAL ^= RHS;
868       clearUnusedBits();
869     } else {
870       U.pVal[0] ^= RHS;
871     }
872     return *this;
873   }
874
875   /// Multiplication assignment operator.
876   ///
877   /// Multiplies this APInt by RHS and assigns the result to *this.
878   ///
879   /// \returns *this
880   APInt &operator*=(const APInt &RHS);
881   APInt &operator*=(uint64_t RHS);
882
883   /// Addition assignment operator.
884   ///
885   /// Adds RHS to *this and assigns the result to *this.
886   ///
887   /// \returns *this
888   APInt &operator+=(const APInt &RHS);
889   APInt &operator+=(uint64_t RHS);
890
891   /// Subtraction assignment operator.
892   ///
893   /// Subtracts RHS from *this and assigns the result to *this.
894   ///
895   /// \returns *this
896   APInt &operator-=(const APInt &RHS);
897   APInt &operator-=(uint64_t RHS);
898
899   /// Left-shift assignment function.
900   ///
901   /// Shifts *this left by shiftAmt and assigns the result to *this.
902   ///
903   /// \returns *this after shifting left by ShiftAmt
904   APInt &operator<<=(unsigned ShiftAmt) {
905     assert(ShiftAmt <= BitWidth && "Invalid shift amount");
906     if (isSingleWord()) {
907       if (ShiftAmt == BitWidth)
908         U.VAL = 0;
909       else
910         U.VAL <<= ShiftAmt;
911       return clearUnusedBits();
912     }
913     shlSlowCase(ShiftAmt);
914     return *this;
915   }
916
917   /// Left-shift assignment function.
918   ///
919   /// Shifts *this left by shiftAmt and assigns the result to *this.
920   ///
921   /// \returns *this after shifting left by ShiftAmt
922   APInt &operator<<=(const APInt &ShiftAmt);
923
924   /// @}
925   /// \name Binary Operators
926   /// @{
927
928   /// Multiplication operator.
929   ///
930   /// Multiplies this APInt by RHS and returns the result.
931   APInt operator*(const APInt &RHS) const;
932
933   /// Left logical shift operator.
934   ///
935   /// Shifts this APInt left by \p Bits and returns the result.
936   APInt operator<<(unsigned Bits) const { return shl(Bits); }
937
938   /// Left logical shift operator.
939   ///
940   /// Shifts this APInt left by \p Bits and returns the result.
941   APInt operator<<(const APInt &Bits) const { return shl(Bits); }
942
943   /// Arithmetic right-shift function.
944   ///
945   /// Arithmetic right-shift this APInt by shiftAmt.
946   APInt ashr(unsigned ShiftAmt) const {
947     APInt R(*this);
948     R.ashrInPlace(ShiftAmt);
949     return R;
950   }
951
952   /// Arithmetic right-shift this APInt by ShiftAmt in place.
953   void ashrInPlace(unsigned ShiftAmt) {
954     assert(ShiftAmt <= BitWidth && "Invalid shift amount");
955     if (isSingleWord()) {
956       int64_t SExtVAL = SignExtend64(U.VAL, BitWidth);
957       if (ShiftAmt == BitWidth)
958         U.VAL = SExtVAL >> (APINT_BITS_PER_WORD - 1); // Fill with sign bit.
959       else
960         U.VAL = SExtVAL >> ShiftAmt;
961       clearUnusedBits();
962       return;
963     }
964     ashrSlowCase(ShiftAmt);
965   }
966
967   /// Logical right-shift function.
968   ///
969   /// Logical right-shift this APInt by shiftAmt.
970   APInt lshr(unsigned shiftAmt) const {
971     APInt R(*this);
972     R.lshrInPlace(shiftAmt);
973     return R;
974   }
975
976   /// Logical right-shift this APInt by ShiftAmt in place.
977   void lshrInPlace(unsigned ShiftAmt) {
978     assert(ShiftAmt <= BitWidth && "Invalid shift amount");
979     if (isSingleWord()) {
980       if (ShiftAmt == BitWidth)
981         U.VAL = 0;
982       else
983         U.VAL >>= ShiftAmt;
984       return;
985     }
986     lshrSlowCase(ShiftAmt);
987   }
988
989   /// Left-shift function.
990   ///
991   /// Left-shift this APInt by shiftAmt.
992   APInt shl(unsigned shiftAmt) const {
993     APInt R(*this);
994     R <<= shiftAmt;
995     return R;
996   }
997
998   /// Rotate left by rotateAmt.
999   APInt rotl(unsigned rotateAmt) const;
1000
1001   /// Rotate right by rotateAmt.
1002   APInt rotr(unsigned rotateAmt) const;
1003
1004   /// Arithmetic right-shift function.
1005   ///
1006   /// Arithmetic right-shift this APInt by shiftAmt.
1007   APInt ashr(const APInt &ShiftAmt) const {
1008     APInt R(*this);
1009     R.ashrInPlace(ShiftAmt);
1010     return R;
1011   }
1012
1013   /// Arithmetic right-shift this APInt by shiftAmt in place.
1014   void ashrInPlace(const APInt &shiftAmt);
1015
1016   /// Logical right-shift function.
1017   ///
1018   /// Logical right-shift this APInt by shiftAmt.
1019   APInt lshr(const APInt &ShiftAmt) const {
1020     APInt R(*this);
1021     R.lshrInPlace(ShiftAmt);
1022     return R;
1023   }
1024
1025   /// Logical right-shift this APInt by ShiftAmt in place.
1026   void lshrInPlace(const APInt &ShiftAmt);
1027
1028   /// Left-shift function.
1029   ///
1030   /// Left-shift this APInt by shiftAmt.
1031   APInt shl(const APInt &ShiftAmt) const {
1032     APInt R(*this);
1033     R <<= ShiftAmt;
1034     return R;
1035   }
1036
1037   /// Rotate left by rotateAmt.
1038   APInt rotl(const APInt &rotateAmt) const;
1039
1040   /// Rotate right by rotateAmt.
1041   APInt rotr(const APInt &rotateAmt) const;
1042
1043   /// Unsigned division operation.
1044   ///
1045   /// Perform an unsigned divide operation on this APInt by RHS. Both this and
1046   /// RHS are treated as unsigned quantities for purposes of this division.
1047   ///
1048   /// \returns a new APInt value containing the division result, rounded towards
1049   /// zero.
1050   APInt udiv(const APInt &RHS) const;
1051   APInt udiv(uint64_t RHS) const;
1052
1053   /// Signed division function for APInt.
1054   ///
1055   /// Signed divide this APInt by APInt RHS.
1056   ///
1057   /// The result is rounded towards zero.
1058   APInt sdiv(const APInt &RHS) const;
1059   APInt sdiv(int64_t RHS) const;
1060
1061   /// Unsigned remainder operation.
1062   ///
1063   /// Perform an unsigned remainder operation on this APInt with RHS being the
1064   /// divisor. Both this and RHS are treated as unsigned quantities for purposes
1065   /// of this operation. Note that this is a true remainder operation and not a
1066   /// modulo operation because the sign follows the sign of the dividend which
1067   /// is *this.
1068   ///
1069   /// \returns a new APInt value containing the remainder result
1070   APInt urem(const APInt &RHS) const;
1071   uint64_t urem(uint64_t RHS) const;
1072
1073   /// Function for signed remainder operation.
1074   ///
1075   /// Signed remainder operation on APInt.
1076   APInt srem(const APInt &RHS) const;
1077   int64_t srem(int64_t RHS) const;
1078
1079   /// Dual division/remainder interface.
1080   ///
1081   /// Sometimes it is convenient to divide two APInt values and obtain both the
1082   /// quotient and remainder. This function does both operations in the same
1083   /// computation making it a little more efficient. The pair of input arguments
1084   /// may overlap with the pair of output arguments. It is safe to call
1085   /// udivrem(X, Y, X, Y), for example.
1086   static void udivrem(const APInt &LHS, const APInt &RHS, APInt &Quotient,
1087                       APInt &Remainder);
1088   static void udivrem(const APInt &LHS, uint64_t RHS, APInt &Quotient,
1089                       uint64_t &Remainder);
1090
1091   static void sdivrem(const APInt &LHS, const APInt &RHS, APInt &Quotient,
1092                       APInt &Remainder);
1093   static void sdivrem(const APInt &LHS, int64_t RHS, APInt &Quotient,
1094                       int64_t &Remainder);
1095
1096   // Operations that return overflow indicators.
1097   APInt sadd_ov(const APInt &RHS, bool &Overflow) const;
1098   APInt uadd_ov(const APInt &RHS, bool &Overflow) const;
1099   APInt ssub_ov(const APInt &RHS, bool &Overflow) const;
1100   APInt usub_ov(const APInt &RHS, bool &Overflow) const;
1101   APInt sdiv_ov(const APInt &RHS, bool &Overflow) const;
1102   APInt smul_ov(const APInt &RHS, bool &Overflow) const;
1103   APInt umul_ov(const APInt &RHS, bool &Overflow) const;
1104   APInt sshl_ov(const APInt &Amt, bool &Overflow) const;
1105   APInt ushl_ov(const APInt &Amt, bool &Overflow) const;
1106
1107   // Operations that saturate
1108   APInt sadd_sat(const APInt &RHS) const;
1109   APInt uadd_sat(const APInt &RHS) const;
1110   APInt ssub_sat(const APInt &RHS) const;
1111   APInt usub_sat(const APInt &RHS) const;
1112
1113   /// Array-indexing support.
1114   ///
1115   /// \returns the bit value at bitPosition
1116   bool operator[](unsigned bitPosition) const {
1117     assert(bitPosition < getBitWidth() && "Bit position out of bounds!");
1118     return (maskBit(bitPosition) & getWord(bitPosition)) != 0;
1119   }
1120
1121   /// @}
1122   /// \name Comparison Operators
1123   /// @{
1124
1125   /// Equality operator.
1126   ///
1127   /// Compares this APInt with RHS for the validity of the equality
1128   /// relationship.
1129   bool operator==(const APInt &RHS) const {
1130     assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Comparison requires equal bit widths");
1131     if (isSingleWord())
1132       return U.VAL == RHS.U.VAL;
1133     return EqualSlowCase(RHS);
1134   }
1135
1136   /// Equality operator.
1137   ///
1138   /// Compares this APInt with a uint64_t for the validity of the equality
1139   /// relationship.
1140   ///
1141   /// \returns true if *this == Val
1142   bool operator==(uint64_t Val) const {
1143     return (isSingleWord() || getActiveBits() <= 64) && getZExtValue() == Val;
1144   }
1145
1146   /// Equality comparison.
1147   ///
1148   /// Compares this APInt with RHS for the validity of the equality
1149   /// relationship.
1150   ///
1151   /// \returns true if *this == Val
1152   bool eq(const APInt &RHS) const { return (*this) == RHS; }
1153
1154   /// Inequality operator.
1155   ///
1156   /// Compares this APInt with RHS for the validity of the inequality
1157   /// relationship.
1158   ///
1159   /// \returns true if *this != Val
1160   bool operator!=(const APInt &RHS) const { return !((*this) == RHS); }
1161
1162   /// Inequality operator.
1163   ///
1164   /// Compares this APInt with a uint64_t for the validity of the inequality
1165   /// relationship.
1166   ///
1167   /// \returns true if *this != Val
1168   bool operator!=(uint64_t Val) const { return !((*this) == Val); }
1169
1170   /// Inequality comparison
1171   ///
1172   /// Compares this APInt with RHS for the validity of the inequality
1173   /// relationship.
1174   ///
1175   /// \returns true if *this != Val
1176   bool ne(const APInt &RHS) const { return !((*this) == RHS); }
1177
1178   /// Unsigned less than comparison
1179   ///
1180   /// Regards both *this and RHS as unsigned quantities and compares them for
1181   /// the validity of the less-than relationship.
1182   ///
1183   /// \returns true if *this < RHS when both are considered unsigned.
1184   bool ult(const APInt &RHS) const { return compare(RHS) < 0; }
1185
1186   /// Unsigned less than comparison
1187   ///
1188   /// Regards both *this as an unsigned quantity and compares it with RHS for
1189   /// the validity of the less-than relationship.
1190   ///
1191   /// \returns true if *this < RHS when considered unsigned.
1192   bool ult(uint64_t RHS) const {
1193     // Only need to check active bits if not a single word.
1194     return (isSingleWord() || getActiveBits() <= 64) && getZExtValue() < RHS;
1195   }
1196
1197   /// Signed less than comparison
1198   ///
1199   /// Regards both *this and RHS as signed quantities and compares them for
1200   /// validity of the less-than relationship.
1201   ///
1202   /// \returns true if *this < RHS when both are considered signed.
1203   bool slt(const APInt &RHS) const { return compareSigned(RHS) < 0; }
1204
1205   /// Signed less than comparison
1206   ///
1207   /// Regards both *this as a signed quantity and compares it with RHS for
1208   /// the validity of the less-than relationship.
1209   ///
1210   /// \returns true if *this < RHS when considered signed.
1211   bool slt(int64_t RHS) const {
1212     return (!isSingleWord() && getMinSignedBits() > 64) ? isNegative()
1213                                                         : getSExtValue() < RHS;
1214   }
1215
1216   /// Unsigned less or equal comparison
1217   ///
1218   /// Regards both *this and RHS as unsigned quantities and compares them for
1219   /// validity of the less-or-equal relationship.
1220   ///
1221   /// \returns true if *this <= RHS when both are considered unsigned.
1222   bool ule(const APInt &RHS) const { return compare(RHS) <= 0; }
1223
1224   /// Unsigned less or equal comparison
1225   ///
1226   /// Regards both *this as an unsigned quantity and compares it with RHS for
1227   /// the validity of the less-or-equal relationship.
1228   ///
1229   /// \returns true if *this <= RHS when considered unsigned.
1230   bool ule(uint64_t RHS) const { return !ugt(RHS); }
1231
1232   /// Signed less or equal comparison
1233   ///
1234   /// Regards both *this and RHS as signed quantities and compares them for
1235   /// validity of the less-or-equal relationship.
1236   ///
1237   /// \returns true if *this <= RHS when both are considered signed.
1238   bool sle(const APInt &RHS) const { return compareSigned(RHS) <= 0; }
1239
1240   /// Signed less or equal comparison
1241   ///
1242   /// Regards both *this as a signed quantity and compares it with RHS for the
1243   /// validity of the less-or-equal relationship.
1244   ///
1245   /// \returns true if *this <= RHS when considered signed.
1246   bool sle(uint64_t RHS) const { return !sgt(RHS); }
1247
1248   /// Unsigned greather than comparison
1249   ///
1250   /// Regards both *this and RHS as unsigned quantities and compares them for
1251   /// the validity of the greater-than relationship.
1252   ///
1253   /// \returns true if *this > RHS when both are considered unsigned.
1254   bool ugt(const APInt &RHS) const { return !ule(RHS); }
1255
1256   /// Unsigned greater than comparison
1257   ///
1258   /// Regards both *this as an unsigned quantity and compares it with RHS for
1259   /// the validity of the greater-than relationship.
1260   ///
1261   /// \returns true if *this > RHS when considered unsigned.
1262   bool ugt(uint64_t RHS) const {
1263     // Only need to check active bits if not a single word.
1264     return (!isSingleWord() && getActiveBits() > 64) || getZExtValue() > RHS;
1265   }
1266
1267   /// Signed greather than comparison
1268   ///
1269   /// Regards both *this and RHS as signed quantities and compares them for the
1270   /// validity of the greater-than relationship.
1271   ///
1272   /// \returns true if *this > RHS when both are considered signed.
1273   bool sgt(const APInt &RHS) const { return !sle(RHS); }
1274
1275   /// Signed greater than comparison
1276   ///
1277   /// Regards both *this as a signed quantity and compares it with RHS for
1278   /// the validity of the greater-than relationship.
1279   ///
1280   /// \returns true if *this > RHS when considered signed.
1281   bool sgt(int64_t RHS) const {
1282     return (!isSingleWord() && getMinSignedBits() > 64) ? !isNegative()
1283                                                         : getSExtValue() > RHS;
1284   }
1285
1286   /// Unsigned greater or equal comparison
1287   ///
1288   /// Regards both *this and RHS as unsigned quantities and compares them for
1289   /// validity of the greater-or-equal relationship.
1290   ///
1291   /// \returns true if *this >= RHS when both are considered unsigned.
1292   bool uge(const APInt &RHS) const { return !ult(RHS); }
1293
1294   /// Unsigned greater or equal comparison
1295   ///
1296   /// Regards both *this as an unsigned quantity and compares it with RHS for
1297   /// the validity of the greater-or-equal relationship.
1298   ///
1299   /// \returns true if *this >= RHS when considered unsigned.
1300   bool uge(uint64_t RHS) const { return !ult(RHS); }
1301
1302   /// Signed greater or equal comparison
1303   ///
1304   /// Regards both *this and RHS as signed quantities and compares them for
1305   /// validity of the greater-or-equal relationship.
1306   ///
1307   /// \returns true if *this >= RHS when both are considered signed.
1308   bool sge(const APInt &RHS) const { return !slt(RHS); }
1309
1310   /// Signed greater or equal comparison
1311   ///
1312   /// Regards both *this as a signed quantity and compares it with RHS for
1313   /// the validity of the greater-or-equal relationship.
1314   ///
1315   /// \returns true if *this >= RHS when considered signed.
1316   bool sge(int64_t RHS) const { return !slt(RHS); }
1317
1318   /// This operation tests if there are any pairs of corresponding bits
1319   /// between this APInt and RHS that are both set.
1320   bool intersects(const APInt &RHS) const {
1321     assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
1322     if (isSingleWord())
1323       return (U.VAL & RHS.U.VAL) != 0;
1324     return intersectsSlowCase(RHS);
1325   }
1326
1327   /// This operation checks that all bits set in this APInt are also set in RHS.
1328   bool isSubsetOf(const APInt &RHS) const {
1329     assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
1330     if (isSingleWord())
1331       return (U.VAL & ~RHS.U.VAL) == 0;
1332     return isSubsetOfSlowCase(RHS);
1333   }
1334
1335   /// @}
1336   /// \name Resizing Operators
1337   /// @{
1338
1339   /// Truncate to new width.
1340   ///
1341   /// Truncate the APInt to a specified width. It is an error to specify a width
1342   /// that is greater than or equal to the current width.
1343   APInt trunc(unsigned width) const;
1344
1345   /// Sign extend to a new width.
1346   ///
1347   /// This operation sign extends the APInt to a new width. If the high order
1348   /// bit is set, the fill on the left will be done with 1 bits, otherwise zero.
1349   /// It is an error to specify a width that is less than or equal to the
1350   /// current width.
1351   APInt sext(unsigned width) const;
1352
1353   /// Zero extend to a new width.
1354   ///
1355   /// This operation zero extends the APInt to a new width. The high order bits
1356   /// are filled with 0 bits.  It is an error to specify a width that is less
1357   /// than or equal to the current width.
1358   APInt zext(unsigned width) const;
1359
1360   /// Sign extend or truncate to width
1361   ///
1362   /// Make this APInt have the bit width given by \p width. The value is sign
1363   /// extended, truncated, or left alone to make it that width.
1364   APInt sextOrTrunc(unsigned width) const;
1365
1366   /// Zero extend or truncate to width
1367   ///
1368   /// Make this APInt have the bit width given by \p width. The value is zero
1369   /// extended, truncated, or left alone to make it that width.
1370   APInt zextOrTrunc(unsigned width) const;
1371
1372   /// Sign extend or truncate to width
1373   ///
1374   /// Make this APInt have the bit width given by \p width. The value is sign
1375   /// extended, or left alone to make it that width.
1376   APInt sextOrSelf(unsigned width) const;
1377
1378   /// Zero extend or truncate to width
1379   ///
1380   /// Make this APInt have the bit width given by \p width. The value is zero
1381   /// extended, or left alone to make it that width.
1382   APInt zextOrSelf(unsigned width) const;
1383
1384   /// @}
1385   /// \name Bit Manipulation Operators
1386   /// @{
1387
1388   /// Set every bit to 1.
1389   void setAllBits() {
1390     if (isSingleWord())
1391       U.VAL = WORDTYPE_MAX;
1392     else
1393       // Set all the bits in all the words.
1394       memset(U.pVal, -1, getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
1395     // Clear the unused ones
1396     clearUnusedBits();
1397   }
1398
1399   /// Set a given bit to 1.
1400   ///
1401   /// Set the given bit to 1 whose position is given as "bitPosition".
1402   void setBit(unsigned BitPosition) {
1403     assert(BitPosition < BitWidth && "BitPosition out of range");
1404     WordType Mask = maskBit(BitPosition);
1405     if (isSingleWord())
1406       U.VAL |= Mask;
1407     else
1408       U.pVal[whichWord(BitPosition)] |= Mask;
1409   }
1410
1411   /// Set the sign bit to 1.
1412   void setSignBit() {
1413     setBit(BitWidth - 1);
1414   }
1415
1416   /// Set the bits from loBit (inclusive) to hiBit (exclusive) to 1.
1417   void setBits(unsigned loBit, unsigned hiBit) {
1418     assert(hiBit <= BitWidth && "hiBit out of range");
1419     assert(loBit <= BitWidth && "loBit out of range");
1420     assert(loBit <= hiBit && "loBit greater than hiBit");
1421     if (loBit == hiBit)
1422       return;
1423     if (loBit < APINT_BITS_PER_WORD && hiBit <= APINT_BITS_PER_WORD) {
1424       uint64_t mask = WORDTYPE_MAX >> (APINT_BITS_PER_WORD - (hiBit - loBit));
1425       mask <<= loBit;
1426       if (isSingleWord())
1427         U.VAL |= mask;
1428       else
1429         U.pVal[0] |= mask;
1430     } else {
1431       setBitsSlowCase(loBit, hiBit);
1432     }
1433   }
1434
1435   /// Set the top bits starting from loBit.
1436   void setBitsFrom(unsigned loBit) {
1437     return setBits(loBit, BitWidth);
1438   }
1439
1440   /// Set the bottom loBits bits.
1441   void setLowBits(unsigned loBits) {
1442     return setBits(0, loBits);
1443   }
1444
1445   /// Set the top hiBits bits.
1446   void setHighBits(unsigned hiBits) {
1447     return setBits(BitWidth - hiBits, BitWidth);
1448   }
1449
1450   /// Set every bit to 0.
1451   void clearAllBits() {
1452     if (isSingleWord())
1453       U.VAL = 0;
1454     else
1455       memset(U.pVal, 0, getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
1456   }
1457
1458   /// Set a given bit to 0.
1459   ///
1460   /// Set the given bit to 0 whose position is given as "bitPosition".
1461   void clearBit(unsigned BitPosition) {
1462     assert(BitPosition < BitWidth && "BitPosition out of range");
1463     WordType Mask = ~maskBit(BitPosition);
1464     if (isSingleWord())
1465       U.VAL &= Mask;
1466     else
1467       U.pVal[whichWord(BitPosition)] &= Mask;
1468   }
1469
1470   /// Set the sign bit to 0.
1471   void clearSignBit() {
1472     clearBit(BitWidth - 1);
1473   }
1474
1475   /// Toggle every bit to its opposite value.
1476   void flipAllBits() {
1477     if (isSingleWord()) {
1478       U.VAL ^= WORDTYPE_MAX;
1479       clearUnusedBits();
1480     } else {
1481       flipAllBitsSlowCase();
1482     }
1483   }
1484
1485   /// Toggles a given bit to its opposite value.
1486   ///
1487   /// Toggle a given bit to its opposite value whose position is given
1488   /// as "bitPosition".
1489   void flipBit(unsigned bitPosition);
1490
1491   /// Negate this APInt in place.
1492   void negate() {
1493     flipAllBits();
1494     ++(*this);
1495   }
1496
1497   /// Insert the bits from a smaller APInt starting at bitPosition.
1498   void insertBits(const APInt &SubBits, unsigned bitPosition);
1499
1500   /// Return an APInt with the extracted bits [bitPosition,bitPosition+numBits).
1501   APInt extractBits(unsigned numBits, unsigned bitPosition) const;
1502
1503   /// @}
1504   /// \name Value Characterization Functions
1505   /// @{
1506
1507   /// Return the number of bits in the APInt.
1508   unsigned getBitWidth() const { return BitWidth; }
1509
1510   /// Get the number of words.
1511   ///
1512   /// Here one word's bitwidth equals to that of uint64_t.
1513   ///
1514   /// \returns the number of words to hold the integer value of this APInt.
1515   unsigned getNumWords() const { return getNumWords(BitWidth); }
1516
1517   /// Get the number of words.
1518   ///
1519   /// *NOTE* Here one word's bitwidth equals to that of uint64_t.
1520   ///
1521   /// \returns the number of words to hold the integer value with a given bit
1522   /// width.
1523   static unsigned getNumWords(unsigned BitWidth) {
1524     return ((uint64_t)BitWidth + APINT_BITS_PER_WORD - 1) / APINT_BITS_PER_WORD;
1525   }
1526
1527   /// Compute the number of active bits in the value
1528   ///
1529   /// This function returns the number of active bits which is defined as the
1530   /// bit width minus the number of leading zeros. This is used in several
1531   /// computations to see how "wide" the value is.
1532   unsigned getActiveBits() const { return BitWidth - countLeadingZeros(); }
1533
1534   /// Compute the number of active words in the value of this APInt.
1535   ///
1536   /// This is used in conjunction with getActiveData to extract the raw value of
1537   /// the APInt.
1538   unsigned getActiveWords() const {
1539     unsigned numActiveBits = getActiveBits();
1540     return numActiveBits ? whichWord(numActiveBits - 1) + 1 : 1;
1541   }
1542
1543   /// Get the minimum bit size for this signed APInt
1544   ///
1545   /// Computes the minimum bit width for this APInt while considering it to be a
1546   /// signed (and probably negative) value. If the value is not negative, this
1547   /// function returns the same value as getActiveBits()+1. Otherwise, it
1548   /// returns the smallest bit width that will retain the negative value. For
1549   /// example, -1 can be written as 0b1 or 0xFFFFFFFFFF. 0b1 is shorter and so
1550   /// for -1, this function will always return 1.
1551   unsigned getMinSignedBits() const {
1552     if (isNegative())
1553       return BitWidth - countLeadingOnes() + 1;
1554     return getActiveBits() + 1;
1555   }
1556
1557   /// Get zero extended value
1558   ///
1559   /// This method attempts to return the value of this APInt as a zero extended
1560   /// uint64_t. The bitwidth must be <= 64 or the value must fit within a
1561   /// uint64_t. Otherwise an assertion will result.
1562   uint64_t getZExtValue() const {
1563     if (isSingleWord())
1564       return U.VAL;
1565     assert(getActiveBits() <= 64 && "Too many bits for uint64_t");
1566     return U.pVal[0];
1567   }
1568
1569   /// Get sign extended value
1570   ///
1571   /// This method attempts to return the value of this APInt as a sign extended
1572   /// int64_t. The bit width must be <= 64 or the value must fit within an
1573   /// int64_t. Otherwise an assertion will result.
1574   int64_t getSExtValue() const {
1575     if (isSingleWord())
1576       return SignExtend64(U.VAL, BitWidth);
1577     assert(getMinSignedBits() <= 64 && "Too many bits for int64_t");
1578     return int64_t(U.pVal[0]);
1579   }
1580
1581   /// Get bits required for string value.
1582   ///
1583   /// This method determines how many bits are required to hold the APInt
1584   /// equivalent of the string given by \p str.
1585   static unsigned getBitsNeeded(StringRef str, uint8_t radix);
1586
1587   /// The APInt version of the countLeadingZeros functions in
1588   ///   MathExtras.h.
1589   ///
1590   /// It counts the number of zeros from the most significant bit to the first
1591   /// one bit.
1592   ///
1593   /// \returns BitWidth if the value is zero, otherwise returns the number of
1594   ///   zeros from the most significant bit to the first one bits.
1595   unsigned countLeadingZeros() const {
1596     if (isSingleWord()) {
1597       unsigned unusedBits = APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth;
1598       return llvm::countLeadingZeros(U.VAL) - unusedBits;
1599     }
1600     return countLeadingZerosSlowCase();
1601   }
1602
1603   /// Count the number of leading one bits.
1604   ///
1605   /// This function is an APInt version of the countLeadingOnes
1606   /// functions in MathExtras.h. It counts the number of ones from the most
1607   /// significant bit to the first zero bit.
1608   ///
1609   /// \returns 0 if the high order bit is not set, otherwise returns the number
1610   /// of 1 bits from the most significant to the least
1611   unsigned countLeadingOnes() const {
1612     if (isSingleWord())
1613       return llvm::countLeadingOnes(U.VAL << (APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth));
1614     return countLeadingOnesSlowCase();
1615   }
1616
1617   /// Computes the number of leading bits of this APInt that are equal to its
1618   /// sign bit.
1619   unsigned getNumSignBits() const {
1620     return isNegative() ? countLeadingOnes() : countLeadingZeros();
1621   }
1622
1623   /// Count the number of trailing zero bits.
1624   ///
1625   /// This function is an APInt version of the countTrailingZeros
1626   /// functions in MathExtras.h. It counts the number of zeros from the least
1627   /// significant bit to the first set bit.
1628   ///
1629   /// \returns BitWidth if the value is zero, otherwise returns the number of
1630   /// zeros from the least significant bit to the first one bit.
1631   unsigned countTrailingZeros() const {
1632     if (isSingleWord())
1633       return std::min(unsigned(llvm::countTrailingZeros(U.VAL)), BitWidth);
1634     return countTrailingZerosSlowCase();
1635   }
1636
1637   /// Count the number of trailing one bits.
1638   ///
1639   /// This function is an APInt version of the countTrailingOnes
1640   /// functions in MathExtras.h. It counts the number of ones from the least
1641   /// significant bit to the first zero bit.
1642   ///
1643   /// \returns BitWidth if the value is all ones, otherwise returns the number
1644   /// of ones from the least significant bit to the first zero bit.
1645   unsigned countTrailingOnes() const {
1646     if (isSingleWord())
1647       return llvm::countTrailingOnes(U.VAL);
1648     return countTrailingOnesSlowCase();
1649   }
1650
1651   /// Count the number of bits set.
1652   ///
1653   /// This function is an APInt version of the countPopulation functions
1654   /// in MathExtras.h. It counts the number of 1 bits in the APInt value.
1655   ///
1656   /// \returns 0 if the value is zero, otherwise returns the number of set bits.
1657   unsigned countPopulation() const {
1658     if (isSingleWord())
1659       return llvm::countPopulation(U.VAL);
1660     return countPopulationSlowCase();
1661   }
1662
1663   /// @}
1664   /// \name Conversion Functions
1665   /// @{
1666   void print(raw_ostream &OS, bool isSigned) const;
1667
1668   /// Converts an APInt to a string and append it to Str.  Str is commonly a
1669   /// SmallString.
1670   void toString(SmallVectorImpl<char> &Str, unsigned Radix, bool Signed,
1671                 bool formatAsCLiteral = false) const;
1672
1673   /// Considers the APInt to be unsigned and converts it into a string in the
1674   /// radix given. The radix can be 2, 8, 10 16, or 36.
1675   void toStringUnsigned(SmallVectorImpl<char> &Str, unsigned Radix = 10) const {
1676     toString(Str, Radix, false, false);
1677   }
1678
1679   /// Considers the APInt to be signed and converts it into a string in the
1680   /// radix given. The radix can be 2, 8, 10, 16, or 36.
1681   void toStringSigned(SmallVectorImpl<char> &Str, unsigned Radix = 10) const {
1682     toString(Str, Radix, true, false);
1683   }
1684
1685   /// Return the APInt as a std::string.
1686   ///
1687   /// Note that this is an inefficient method.  It is better to pass in a
1688   /// SmallVector/SmallString to the methods above to avoid thrashing the heap
1689   /// for the string.
1690   std::string toString(unsigned Radix, bool Signed) const;
1691
1692   /// \returns a byte-swapped representation of this APInt Value.
1693   APInt byteSwap() const;
1694
1695   /// \returns the value with the bit representation reversed of this APInt
1696   /// Value.
1697   APInt reverseBits() const;
1698
1699   /// Converts this APInt to a double value.
1700   double roundToDouble(bool isSigned) const;
1701
1702   /// Converts this unsigned APInt to a double value.
1703   double roundToDouble() const { return roundToDouble(false); }
1704
1705   /// Converts this signed APInt to a double value.
1706   double signedRoundToDouble() const { return roundToDouble(true); }
1707
1708   /// Converts APInt bits to a double
1709   ///
1710   /// The conversion does not do a translation from integer to double, it just
1711   /// re-interprets the bits as a double. Note that it is valid to do this on
1712   /// any bit width. Exactly 64 bits will be translated.
1713   double bitsToDouble() const {
1714     return BitsToDouble(getWord(0));
1715   }
1716
1717   /// Converts APInt bits to a double
1718   ///
1719   /// The conversion does not do a translation from integer to float, it just
1720   /// re-interprets the bits as a float. Note that it is valid to do this on
1721   /// any bit width. Exactly 32 bits will be translated.
1722   float bitsToFloat() const {
1723     return BitsToFloat(getWord(0));
1724   }
1725
1726   /// Converts a double to APInt bits.
1727   ///
1728   /// The conversion does not do a translation from double to integer, it just
1729   /// re-interprets the bits of the double.
1730   static APInt doubleToBits(double V) {
1731     return APInt(sizeof(double) * CHAR_BIT, DoubleToBits(V));
1732   }
1733
1734   /// Converts a float to APInt bits.
1735   ///
1736   /// The conversion does not do a translation from float to integer, it just
1737   /// re-interprets the bits of the float.
1738   static APInt floatToBits(float V) {
1739     return APInt(sizeof(float) * CHAR_BIT, FloatToBits(V));
1740   }
1741
1742   /// @}
1743   /// \name Mathematics Operations
1744   /// @{
1745
1746   /// \returns the floor log base 2 of this APInt.
1747   unsigned logBase2() const { return getActiveBits() -  1; }
1748
1749   /// \returns the ceil log base 2 of this APInt.
1750   unsigned ceilLogBase2() const {
1751     APInt temp(*this);
1752     --temp;
1753     return temp.getActiveBits();
1754   }
1755
1756   /// \returns the nearest log base 2 of this APInt. Ties round up.
1757   ///
1758   /// NOTE: When we have a BitWidth of 1, we define:
1759   ///
1760   ///   log2(0) = UINT32_MAX
1761   ///   log2(1) = 0
1762   ///
1763   /// to get around any mathematical concerns resulting from
1764   /// referencing 2 in a space where 2 does no exist.
1765   unsigned nearestLogBase2() const {
1766     // Special case when we have a bitwidth of 1. If VAL is 1, then we
1767     // get 0. If VAL is 0, we get WORDTYPE_MAX which gets truncated to
1768     // UINT32_MAX.
1769     if (BitWidth == 1)
1770       return U.VAL - 1;
1771
1772     // Handle the zero case.
1773     if (isNullValue())
1774       return UINT32_MAX;
1775
1776     // The non-zero case is handled by computing:
1777     //
1778     //   nearestLogBase2(x) = logBase2(x) + x[logBase2(x)-1].
1779     //
1780     // where x[i] is referring to the value of the ith bit of x.
1781     unsigned lg = logBase2();
1782     return lg + unsigned((*this)[lg - 1]);
1783   }
1784
1785   /// \returns the log base 2 of this APInt if its an exact power of two, -1
1786   /// otherwise
1787   int32_t exactLogBase2() const {
1788     if (!isPowerOf2())
1789       return -1;
1790     return logBase2();
1791   }
1792
1793   /// Compute the square root
1794   APInt sqrt() const;
1795
1796   /// Get the absolute value;
1797   ///
1798   /// If *this is < 0 then return -(*this), otherwise *this;
1799   APInt abs() const {
1800     if (isNegative())
1801       return -(*this);
1802     return *this;
1803   }
1804
1805   /// \returns the multiplicative inverse for a given modulo.
1806   APInt multiplicativeInverse(const APInt &modulo) const;
1807
1808   /// @}
1809   /// \name Support for division by constant
1810   /// @{
1811
1812   /// Calculate the magic number for signed division by a constant.
1813   struct ms;
1814   ms magic() const;
1815
1816   /// Calculate the magic number for unsigned division by a constant.
1817   struct mu;
1818   mu magicu(unsigned LeadingZeros = 0) const;
1819
1820   /// @}
1821   /// \name Building-block Operations for APInt and APFloat
1822   /// @{
1823
1824   // These building block operations operate on a representation of arbitrary
1825   // precision, two's-complement, bignum integer values. They should be
1826   // sufficient to implement APInt and APFloat bignum requirements. Inputs are
1827   // generally a pointer to the base of an array of integer parts, representing
1828   // an unsigned bignum, and a count of how many parts there are.
1829
1830   /// Sets the least significant part of a bignum to the input value, and zeroes
1831   /// out higher parts.
1832   static void tcSet(WordType *, WordType, unsigned);
1833
1834   /// Assign one bignum to another.
1835   static void tcAssign(WordType *, const WordType *, unsigned);
1836
1837   /// Returns true if a bignum is zero, false otherwise.
1838   static bool tcIsZero(const WordType *, unsigned);
1839
1840   /// Extract the given bit of a bignum; returns 0 or 1.  Zero-based.
1841   static int tcExtractBit(const WordType *, unsigned bit);
1842
1843   /// Copy the bit vector of width srcBITS from SRC, starting at bit srcLSB, to
1844   /// DST, of dstCOUNT parts, such that the bit srcLSB becomes the least
1845   /// significant bit of DST.  All high bits above srcBITS in DST are
1846   /// zero-filled.
1847   static void tcExtract(WordType *, unsigned dstCount,
1848                         const WordType *, unsigned srcBits,
1849                         unsigned srcLSB);
1850
1851   /// Set the given bit of a bignum.  Zero-based.
1852   static void tcSetBit(WordType *, unsigned bit);
1853
1854   /// Clear the given bit of a bignum.  Zero-based.
1855   static void tcClearBit(WordType *, unsigned bit);
1856
1857   /// Returns the bit number of the least or most significant set bit of a
1858   /// number.  If the input number has no bits set -1U is returned.
1859   static unsigned tcLSB(const WordType *, unsigned n);
1860   static unsigned tcMSB(const WordType *parts, unsigned n);
1861
1862   /// Negate a bignum in-place.
1863   static void tcNegate(WordType *, unsigned);
1864
1865   /// DST += RHS + CARRY where CARRY is zero or one.  Returns the carry flag.
1866   static WordType tcAdd(WordType *, const WordType *,
1867                         WordType carry, unsigned);
1868   /// DST += RHS.  Returns the carry flag.
1869   static WordType tcAddPart(WordType *, WordType, unsigned);
1870
1871   /// DST -= RHS + CARRY where CARRY is zero or one. Returns the carry flag.
1872   static WordType tcSubtract(WordType *, const WordType *,
1873                              WordType carry, unsigned);
1874   /// DST -= RHS.  Returns the carry flag.
1875   static WordType tcSubtractPart(WordType *, WordType, unsigned);
1876
1877   /// DST += SRC * MULTIPLIER + PART   if add is true
1878   /// DST  = SRC * MULTIPLIER + PART   if add is false
1879   ///
1880   /// Requires 0 <= DSTPARTS <= SRCPARTS + 1.  If DST overlaps SRC they must
1881   /// start at the same point, i.e. DST == SRC.
1882   ///
1883   /// If DSTPARTS == SRC_PARTS + 1 no overflow occurs and zero is returned.
1884   /// Otherwise DST is filled with the least significant DSTPARTS parts of the
1885   /// result, and if all of the omitted higher parts were zero return zero,
1886   /// otherwise overflow occurred and return one.
1887   static int tcMultiplyPart(WordType *dst, const WordType *src,
1888                             WordType multiplier, WordType carry,
1889                             unsigned srcParts, unsigned dstParts,
1890                             bool add);
1891
1892   /// DST = LHS * RHS, where DST has the same width as the operands and is
1893   /// filled with the least significant parts of the result.  Returns one if
1894   /// overflow occurred, otherwise zero.  DST must be disjoint from both
1895   /// operands.
1896   static int tcMultiply(WordType *, const WordType *, const WordType *,
1897                         unsigned);
1898
1899   /// DST = LHS * RHS, where DST has width the sum of the widths of the
1900   /// operands. No overflow occurs. DST must be disjoint from both operands.
1901   static void tcFullMultiply(WordType *, const WordType *,
1902                              const WordType *, unsigned, unsigned);
1903
1904   /// If RHS is zero LHS and REMAINDER are left unchanged, return one.
1905   /// Otherwise set LHS to LHS / RHS with the fractional part discarded, set
1906   /// REMAINDER to the remainder, return zero.  i.e.
1907   ///
1908   ///  OLD_LHS = RHS * LHS + REMAINDER
1909   ///
1910   /// SCRATCH is a bignum of the same size as the operands and result for use by
1911   /// the routine; its contents need not be initialized and are destroyed.  LHS,
1912   /// REMAINDER and SCRATCH must be distinct.
1913   static int tcDivide(WordType *lhs, const WordType *rhs,
1914                       WordType *remainder, WordType *scratch,
1915                       unsigned parts);
1916
1917   /// Shift a bignum left Count bits. Shifted in bits are zero. There are no
1918   /// restrictions on Count.
1919   static void tcShiftLeft(WordType *, unsigned Words, unsigned Count);
1920
1921   /// Shift a bignum right Count bits.  Shifted in bits are zero.  There are no
1922   /// restrictions on Count.
1923   static void tcShiftRight(WordType *, unsigned Words, unsigned Count);
1924
1925   /// The obvious AND, OR and XOR and complement operations.
1926   static void tcAnd(WordType *, const WordType *, unsigned);
1927   static void tcOr(WordType *, const WordType *, unsigned);
1928   static void tcXor(WordType *, const WordType *, unsigned);
1929   static void tcComplement(WordType *, unsigned);
1930
1931   /// Comparison (unsigned) of two bignums.
1932   static int tcCompare(const WordType *, const WordType *, unsigned);
1933
1934   /// Increment a bignum in-place.  Return the carry flag.
1935   static WordType tcIncrement(WordType *dst, unsigned parts) {
1936     return tcAddPart(dst, 1, parts);
1937   }
1938
1939   /// Decrement a bignum in-place.  Return the borrow flag.
1940   static WordType tcDecrement(WordType *dst, unsigned parts) {
1941     return tcSubtractPart(dst, 1, parts);
1942   }
1943
1944   /// Set the least significant BITS and clear the rest.
1945   static void tcSetLeastSignificantBits(WordType *, unsigned, unsigned bits);
1946
1947   /// debug method
1948   void dump() const;
1949
1950   /// @}
1951 };
1952
1953 /// Magic data for optimising signed division by a constant.
1954 struct APInt::ms {
1955   APInt m;    ///< magic number
1956   unsigned s; ///< shift amount
1957 };
1958
1959 /// Magic data for optimising unsigned division by a constant.
1960 struct APInt::mu {
1961   APInt m;    ///< magic number
1962   bool a;     ///< add indicator
1963   unsigned s; ///< shift amount
1964 };
1965
1966 inline bool operator==(uint64_t V1, const APInt &V2) { return V2 == V1; }
1967
1968 inline bool operator!=(uint64_t V1, const APInt &V2) { return V2 != V1; }
1969
1970 /// Unary bitwise complement operator.
1971 ///
1972 /// \returns an APInt that is the bitwise complement of \p v.
1973 inline APInt operator~(APInt v) {
1974   v.flipAllBits();
1975   return v;
1976 }
1977
1978 inline APInt operator&(APInt a, const APInt &b) {
1979   a &= b;
1980   return a;
1981 }
1982
1983 inline APInt operator&(const APInt &a, APInt &&b) {
1984   b &= a;
1985   return std::move(b);
1986 }
1987
1988 inline APInt operator&(APInt a, uint64_t RHS) {
1989   a &= RHS;
1990   return a;
1991 }
1992
1993 inline APInt operator&(uint64_t LHS, APInt b) {
1994   b &= LHS;
1995   return b;
1996 }
1997
1998 inline APInt operator|(APInt a, const APInt &b) {
1999   a |= b;
2000   return a;
2001 }
2002
2003 inline APInt operator|(const APInt &a, APInt &&b) {
2004   b |= a;
2005   return std::move(b);
2006 }
2007
2008 inline APInt operator|(APInt a, uint64_t RHS) {
2009   a |= RHS;
2010   return a;
2011 }
2012
2013 inline APInt operator|(uint64_t LHS, APInt b) {
2014   b |= LHS;
2015   return b;
2016 }
2017
2018 inline APInt operator^(APInt a, const APInt &b) {
2019   a ^= b;
2020   return a;
2021 }
2022
2023 inline APInt operator^(const APInt &a, APInt &&b) {
2024   b ^= a;
2025   return std::move(b);
2026 }
2027
2028 inline APInt operator^(APInt a, uint64_t RHS) {
2029   a ^= RHS;
2030   return a;
2031 }
2032
2033 inline APInt operator^(uint64_t LHS, APInt b) {
2034   b ^= LHS;
2035   return b;
2036 }
2037
2038 inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const APInt &I) {
2039   I.print(OS, true);
2040   return OS;
2041 }
2042
2043 inline APInt operator-(APInt v) {
2044   v.negate();
2045   return v;
2046 }
2047
2048 inline APInt operator+(APInt a, const APInt &b) {
2049   a += b;
2050   return a;
2051 }
2052
2053 inline APInt operator+(const APInt &a, APInt &&b) {
2054   b += a;
2055   return std::move(b);
2056 }
2057
2058 inline APInt operator+(APInt a, uint64_t RHS) {
2059   a += RHS;
2060   return a;
2061 }
2062
2063 inline APInt operator+(uint64_t LHS, APInt b) {
2064   b += LHS;
2065   return b;
2066 }
2067
2068 inline APInt operator-(APInt a, const APInt &b) {
2069   a -= b;
2070   return a;
2071 }
2072
2073 inline APInt operator-(const APInt &a, APInt &&b) {
2074   b.negate();
2075   b += a;
2076   return std::move(b);
2077 }
2078
2079 inline APInt operator-(APInt a, uint64_t RHS) {
2080   a -= RHS;
2081   return a;
2082 }
2083
2084 inline APInt operator-(uint64_t LHS, APInt b) {
2085   b.negate();
2086   b += LHS;
2087   return b;
2088 }
2089
2090 inline APInt operator*(APInt a, uint64_t RHS) {
2091   a *= RHS;
2092   return a;
2093 }
2094
2095 inline APInt operator*(uint64_t LHS, APInt b) {
2096   b *= LHS;
2097   return b;
2098 }
2099
2100
2101 namespace APIntOps {
2102
2103 /// Determine the smaller of two APInts considered to be signed.
2104 inline const APInt &smin(const APInt &A, const APInt &B) {
2105   return A.slt(B) ? A : B;
2106 }
2107
2108 /// Determine the larger of two APInts considered to be signed.
2109 inline const APInt &smax(const APInt &A, const APInt &B) {
2110   return A.sgt(B) ? A : B;
2111 }
2112
2113 /// Determine the smaller of two APInts considered to be signed.
2114 inline const APInt &umin(const APInt &A, const APInt &B) {
2115   return A.ult(B) ? A : B;
2116 }
2117
2118 /// Determine the larger of two APInts considered to be unsigned.
2119 inline const APInt &umax(const APInt &A, const APInt &B) {
2120   return A.ugt(B) ? A : B;
2121 }
2122
2123 /// Compute GCD of two unsigned APInt values.
2124 ///
2125 /// This function returns the greatest common divisor of the two APInt values
2126 /// using Stein's algorithm.
2127 ///
2128 /// \returns the greatest common divisor of A and B.
2129 APInt GreatestCommonDivisor(APInt A, APInt B);
2130
2131 /// Converts the given APInt to a double value.
2132 ///
2133 /// Treats the APInt as an unsigned value for conversion purposes.
2134 inline double RoundAPIntToDouble(const APInt &APIVal) {
2135   return APIVal.roundToDouble();
2136 }
2137
2138 /// Converts the given APInt to a double value.
2139 ///
2140 /// Treats the APInt as a signed value for conversion purposes.
2141 inline double RoundSignedAPIntToDouble(const APInt &APIVal) {
2142   return APIVal.signedRoundToDouble();
2143 }
2144
2145 /// Converts the given APInt to a float vlalue.
2146 inline float RoundAPIntToFloat(const APInt &APIVal) {
2147   return float(RoundAPIntToDouble(APIVal));
2148 }
2149
2150 /// Converts the given APInt to a float value.
2151 ///
2152 /// Treast the APInt as a signed value for conversion purposes.
2153 inline float RoundSignedAPIntToFloat(const APInt &APIVal) {
2154   return float(APIVal.signedRoundToDouble());
2155 }
2156
2157 /// Converts the given double value into a APInt.
2158 ///
2159 /// This function convert a double value to an APInt value.
2160 APInt RoundDoubleToAPInt(double Double, unsigned width);
2161
2162 /// Converts a float value into a APInt.
2163 ///
2164 /// Converts a float value into an APInt value.
2165 inline APInt RoundFloatToAPInt(float Float, unsigned width) {
2166   return RoundDoubleToAPInt(double(Float), width);
2167 }
2168
2169 /// Return A unsign-divided by B, rounded by the given rounding mode.
2170 APInt RoundingUDiv(const APInt &A, const APInt &B, APInt::Rounding RM);
2171
2172 /// Return A sign-divided by B, rounded by the given rounding mode.
2173 APInt RoundingSDiv(const APInt &A, const APInt &B, APInt::Rounding RM);
2174
2175 /// Let q(n) = An^2 + Bn + C, and BW = bit width of the value range
2176 /// (e.g. 32 for i32).
2177 /// This function finds the smallest number n, such that
2178 /// (a) n >= 0 and q(n) = 0, or
2179 /// (b) n >= 1 and q(n-1) and q(n), when evaluated in the set of all
2180 ///     integers, belong to two different intervals [Rk, Rk+R),
2181 ///     where R = 2^BW, and k is an integer.
2182 /// The idea here is to find when q(n) "overflows" 2^BW, while at the
2183 /// same time "allowing" subtraction. In unsigned modulo arithmetic a
2184 /// subtraction (treated as addition of negated numbers) would always
2185 /// count as an overflow, but here we want to allow values to decrease
2186 /// and increase as long as they are within the same interval.
2187 /// Specifically, adding of two negative numbers should not cause an
2188 /// overflow (as long as the magnitude does not exceed the bith width).
2189 /// On the other hand, given a positive number, adding a negative
2190 /// number to it can give a negative result, which would cause the
2191 /// value to go from [-2^BW, 0) to [0, 2^BW). In that sense, zero is
2192 /// treated as a special case of an overflow.
2193 ///
2194 /// This function returns None if after finding k that minimizes the
2195 /// positive solution to q(n) = kR, both solutions are contained between
2196 /// two consecutive integers.
2197 ///
2198 /// There are cases where q(n) > T, and q(n+1) < T (assuming evaluation
2199 /// in arithmetic modulo 2^BW, and treating the values as signed) by the
2200 /// virtue of *signed* overflow. This function will *not* find such an n,
2201 /// however it may find a value of n satisfying the inequalities due to
2202 /// an *unsigned* overflow (if the values are treated as unsigned).
2203 /// To find a solution for a signed overflow, treat it as a problem of
2204 /// finding an unsigned overflow with a range with of BW-1.
2205 ///
2206 /// The returned value may have a different bit width from the input
2207 /// coefficients.
2208 Optional<APInt> SolveQuadraticEquationWrap(APInt A, APInt B, APInt C,
2209                                            unsigned RangeWidth);
2210 } // End of APIntOps namespace
2211
2212 // See friend declaration above. This additional declaration is required in
2213 // order to compile LLVM with IBM xlC compiler.
2214 hash_code hash_value(const APInt &Arg);
2215
2216 /// StoreIntToMemory - Fills the StoreBytes bytes of memory starting from Dst
2217 /// with the integer held in IntVal.
2218 void StoreIntToMemory(const APInt &IntVal, uint8_t *Dst, unsigned StoreBytes);
2219
2220 /// LoadIntFromMemory - Loads the integer stored in the LoadBytes bytes starting
2221 /// from Src into IntVal, which is assumed to be wide enough and to hold zero.
2222 void LoadIntFromMemory(APInt &IntVal, uint8_t *Src, unsigned LoadBytes);
2223
2224 } // namespace llvm
2225
2226 #endif