6dc96f4f3ba925e674913a5506f69460ed3f0f3c
[platform/upstream/v8.git] / src / base / macros.h
1 // Copyright 2014 the V8 project authors. All rights reserved.
2 // Use of this source code is governed by a BSD-style license that can be
3 // found in the LICENSE file.
4
5 #ifndef V8_BASE_MACROS_H_
6 #define V8_BASE_MACROS_H_
7
8 #include <stddef.h>
9 #include <stdint.h>
10
11 #include <cstring>
12
13 #include "src/base/build_config.h"
14 #include "src/base/compiler-specific.h"
15 #include "src/base/logging.h"
16
17
18 // TODO(all) Replace all uses of this macro with C++'s offsetof. To do that, we
19 // have to make sure that only standard-layout types and simple field
20 // designators are used.
21 #define OFFSET_OF(type, field) \
22   (reinterpret_cast<intptr_t>(&(reinterpret_cast<type*>(16)->field)) - 16)
23
24
25 #if V8_OS_NACL
26
27 // ARRAYSIZE_UNSAFE performs essentially the same calculation as arraysize,
28 // but can be used on anonymous types or types defined inside
29 // functions.  It's less safe than arraysize as it accepts some
30 // (although not all) pointers.  Therefore, you should use arraysize
31 // whenever possible.
32 //
33 // The expression ARRAYSIZE_UNSAFE(a) is a compile-time constant of type
34 // size_t.
35 //
36 // ARRAYSIZE_UNSAFE catches a few type errors.  If you see a compiler error
37 //
38 //   "warning: division by zero in ..."
39 //
40 // when using ARRAYSIZE_UNSAFE, you are (wrongfully) giving it a pointer.
41 // You should only use ARRAYSIZE_UNSAFE on statically allocated arrays.
42 //
43 // The following comments are on the implementation details, and can
44 // be ignored by the users.
45 //
46 // ARRAYSIZE_UNSAFE(arr) works by inspecting sizeof(arr) (the # of bytes in
47 // the array) and sizeof(*(arr)) (the # of bytes in one array
48 // element).  If the former is divisible by the latter, perhaps arr is
49 // indeed an array, in which case the division result is the # of
50 // elements in the array.  Otherwise, arr cannot possibly be an array,
51 // and we generate a compiler error to prevent the code from
52 // compiling.
53 //
54 // Since the size of bool is implementation-defined, we need to cast
55 // !(sizeof(a) & sizeof(*(a))) to size_t in order to ensure the final
56 // result has type size_t.
57 //
58 // This macro is not perfect as it wrongfully accepts certain
59 // pointers, namely where the pointer size is divisible by the pointee
60 // size.  Since all our code has to go through a 32-bit compiler,
61 // where a pointer is 4 bytes, this means all pointers to a type whose
62 // size is 3 or greater than 4 will be (righteously) rejected.
63 #define ARRAYSIZE_UNSAFE(a)     \
64   ((sizeof(a) / sizeof(*(a))) / \
65    static_cast<size_t>(!(sizeof(a) % sizeof(*(a)))))  // NOLINT
66
67 // TODO(bmeurer): For some reason, the NaCl toolchain cannot handle the correct
68 // definition of arraysize() below, so we have to use the unsafe version for
69 // now.
70 #define arraysize ARRAYSIZE_UNSAFE
71
72 #else  // V8_OS_NACL
73
74 // The arraysize(arr) macro returns the # of elements in an array arr.
75 // The expression is a compile-time constant, and therefore can be
76 // used in defining new arrays, for example.  If you use arraysize on
77 // a pointer by mistake, you will get a compile-time error.
78 //
79 // One caveat is that arraysize() doesn't accept any array of an
80 // anonymous type or a type defined inside a function.  In these rare
81 // cases, you have to use the unsafe ARRAYSIZE_UNSAFE() macro below.  This is
82 // due to a limitation in C++'s template system.  The limitation might
83 // eventually be removed, but it hasn't happened yet.
84 #define arraysize(array) (sizeof(ArraySizeHelper(array)))
85
86
87 // This template function declaration is used in defining arraysize.
88 // Note that the function doesn't need an implementation, as we only
89 // use its type.
90 template <typename T, size_t N>
91 char (&ArraySizeHelper(T (&array)[N]))[N];
92
93
94 #if !V8_CC_MSVC
95 // That gcc wants both of these prototypes seems mysterious. VC, for
96 // its part, can't decide which to use (another mystery). Matching of
97 // template overloads: the final frontier.
98 template <typename T, size_t N>
99 char (&ArraySizeHelper(const T (&array)[N]))[N];
100 #endif
101
102 #endif  // V8_OS_NACL
103
104
105 // The COMPILE_ASSERT macro can be used to verify that a compile time
106 // expression is true. For example, you could use it to verify the
107 // size of a static array:
108 //
109 //   COMPILE_ASSERT(ARRAYSIZE_UNSAFE(content_type_names) == CONTENT_NUM_TYPES,
110 //                  content_type_names_incorrect_size);
111 //
112 // or to make sure a struct is smaller than a certain size:
113 //
114 //   COMPILE_ASSERT(sizeof(foo) < 128, foo_too_large);
115 //
116 // The second argument to the macro is the name of the variable. If
117 // the expression is false, most compilers will issue a warning/error
118 // containing the name of the variable.
119 #if V8_HAS_CXX11_STATIC_ASSERT
120
121 // Under C++11, just use static_assert.
122 #define COMPILE_ASSERT(expr, msg) static_assert(expr, #msg)
123
124 #else
125
126 template <bool>
127 struct CompileAssert {};
128
129 #define COMPILE_ASSERT(expr, msg)                \
130   typedef CompileAssert<static_cast<bool>(expr)> \
131       msg[static_cast<bool>(expr) ? 1 : -1] ALLOW_UNUSED_TYPE
132
133 // Implementation details of COMPILE_ASSERT:
134 //
135 // - COMPILE_ASSERT works by defining an array type that has -1
136 //   elements (and thus is invalid) when the expression is false.
137 //
138 // - The simpler definition
139 //
140 //     #define COMPILE_ASSERT(expr, msg) typedef char msg[(expr) ? 1 : -1]
141 //
142 //   does not work, as gcc supports variable-length arrays whose sizes
143 //   are determined at run-time (this is gcc's extension and not part
144 //   of the C++ standard).  As a result, gcc fails to reject the
145 //   following code with the simple definition:
146 //
147 //     int foo;
148 //     COMPILE_ASSERT(foo, msg); // not supposed to compile as foo is
149 //                               // not a compile-time constant.
150 //
151 // - By using the type CompileAssert<static_cast<bool>(expr)>, we ensure that
152 //   expr is a compile-time constant.  (Template arguments must be
153 //   determined at compile-time.)
154 //
155 // - The array size is (static_cast<bool>(expr) ? 1 : -1), instead of simply
156 //
157 //     ((expr) ? 1 : -1).
158 //
159 //   This is to avoid running into a bug in MS VC 7.1, which
160 //   causes ((0.0) ? 1 : -1) to incorrectly evaluate to 1.
161
162 #endif
163
164
165 // bit_cast<Dest,Source> is a template function that implements the
166 // equivalent of "*reinterpret_cast<Dest*>(&source)".  We need this in
167 // very low-level functions like the protobuf library and fast math
168 // support.
169 //
170 //   float f = 3.14159265358979;
171 //   int i = bit_cast<int32>(f);
172 //   // i = 0x40490fdb
173 //
174 // The classical address-casting method is:
175 //
176 //   // WRONG
177 //   float f = 3.14159265358979;            // WRONG
178 //   int i = * reinterpret_cast<int*>(&f);  // WRONG
179 //
180 // The address-casting method actually produces undefined behavior
181 // according to ISO C++ specification section 3.10 -15 -.  Roughly, this
182 // section says: if an object in memory has one type, and a program
183 // accesses it with a different type, then the result is undefined
184 // behavior for most values of "different type".
185 //
186 // This is true for any cast syntax, either *(int*)&f or
187 // *reinterpret_cast<int*>(&f).  And it is particularly true for
188 // conversions between integral lvalues and floating-point lvalues.
189 //
190 // The purpose of 3.10 -15- is to allow optimizing compilers to assume
191 // that expressions with different types refer to different memory.  gcc
192 // 4.0.1 has an optimizer that takes advantage of this.  So a
193 // non-conforming program quietly produces wildly incorrect output.
194 //
195 // The problem is not the use of reinterpret_cast.  The problem is type
196 // punning: holding an object in memory of one type and reading its bits
197 // back using a different type.
198 //
199 // The C++ standard is more subtle and complex than this, but that
200 // is the basic idea.
201 //
202 // Anyways ...
203 //
204 // bit_cast<> calls memcpy() which is blessed by the standard,
205 // especially by the example in section 3.9 .  Also, of course,
206 // bit_cast<> wraps up the nasty logic in one place.
207 //
208 // Fortunately memcpy() is very fast.  In optimized mode, with a
209 // constant size, gcc 2.95.3, gcc 4.0.1, and msvc 7.1 produce inline
210 // code with the minimal amount of data movement.  On a 32-bit system,
211 // memcpy(d,s,4) compiles to one load and one store, and memcpy(d,s,8)
212 // compiles to two loads and two stores.
213 //
214 // I tested this code with gcc 2.95.3, gcc 4.0.1, icc 8.1, and msvc 7.1.
215 //
216 // WARNING: if Dest or Source is a non-POD type, the result of the memcpy
217 // is likely to surprise you.
218 template <class Dest, class Source>
219 V8_INLINE Dest bit_cast(Source const& source) {
220   COMPILE_ASSERT(sizeof(Dest) == sizeof(Source), VerifySizesAreEqual);
221
222   Dest dest;
223   memcpy(&dest, &source, sizeof(dest));
224   return dest;
225 }
226
227
228 // Put this in the private: declarations for a class to be unassignable.
229 #define DISALLOW_ASSIGN(TypeName) void operator=(const TypeName&)
230
231
232 // A macro to disallow the evil copy constructor and operator= functions
233 // This should be used in the private: declarations for a class
234 #define DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(TypeName) \
235   TypeName(const TypeName&) = delete;      \
236   void operator=(const TypeName&) = delete
237
238
239 // A macro to disallow all the implicit constructors, namely the
240 // default constructor, copy constructor and operator= functions.
241 //
242 // This should be used in the private: declarations for a class
243 // that wants to prevent anyone from instantiating it. This is
244 // especially useful for classes containing only static methods.
245 #define DISALLOW_IMPLICIT_CONSTRUCTORS(TypeName) \
246   TypeName() = delete;                           \
247   DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(TypeName)
248
249
250 // Newly written code should use V8_INLINE and V8_NOINLINE directly.
251 #define INLINE(declarator)    V8_INLINE declarator
252 #define NO_INLINE(declarator) V8_NOINLINE declarator
253
254
255 // Newly written code should use WARN_UNUSED_RESULT.
256 #define MUST_USE_RESULT WARN_UNUSED_RESULT
257
258
259 // Define V8_USE_ADDRESS_SANITIZER macros.
260 #if defined(__has_feature)
261 #if __has_feature(address_sanitizer)
262 #define V8_USE_ADDRESS_SANITIZER 1
263 #endif
264 #endif
265
266 // Define DISABLE_ASAN macros.
267 #ifdef V8_USE_ADDRESS_SANITIZER
268 #define DISABLE_ASAN __attribute__((no_sanitize_address))
269 #else
270 #define DISABLE_ASAN
271 #endif
272
273
274 #if V8_CC_GNU
275 #define V8_IMMEDIATE_CRASH() __builtin_trap()
276 #else
277 #define V8_IMMEDIATE_CRASH() ((void(*)())0)()
278 #endif
279
280
281 // Use C++11 static_assert if possible, which gives error
282 // messages that are easier to understand on first sight.
283 #if V8_HAS_CXX11_STATIC_ASSERT
284 #define STATIC_ASSERT(test) static_assert(test, #test)
285 #else
286 // This is inspired by the static assertion facility in boost.  This
287 // is pretty magical.  If it causes you trouble on a platform you may
288 // find a fix in the boost code.
289 template <bool> class StaticAssertion;
290 template <> class StaticAssertion<true> { };
291 // This macro joins two tokens.  If one of the tokens is a macro the
292 // helper call causes it to be resolved before joining.
293 #define SEMI_STATIC_JOIN(a, b) SEMI_STATIC_JOIN_HELPER(a, b)
294 #define SEMI_STATIC_JOIN_HELPER(a, b) a##b
295 // Causes an error during compilation of the condition is not
296 // statically known to be true.  It is formulated as a typedef so that
297 // it can be used wherever a typedef can be used.  Beware that this
298 // actually causes each use to introduce a new defined type with a
299 // name depending on the source line.
300 template <int> class StaticAssertionHelper { };
301 #define STATIC_ASSERT(test)                               \
302   typedef StaticAssertionHelper<                          \
303       sizeof(StaticAssertion<static_cast<bool>((test))>)> \
304       SEMI_STATIC_JOIN(__StaticAssertTypedef__, __LINE__) ALLOW_UNUSED_TYPE
305
306 #endif
307
308
309 // The USE(x) template is used to silence C++ compiler warnings
310 // issued for (yet) unused variables (typically parameters).
311 template <typename T>
312 inline void USE(T) { }
313
314
315 #define IS_POWER_OF_TWO(x) ((x) != 0 && (((x) & ((x) - 1)) == 0))
316
317
318 // Define our own macros for writing 64-bit constants.  This is less fragile
319 // than defining __STDC_CONSTANT_MACROS before including <stdint.h>, and it
320 // works on compilers that don't have it (like MSVC).
321 #if V8_CC_MSVC
322 # define V8_UINT64_C(x)   (x ## UI64)
323 # define V8_INT64_C(x)    (x ## I64)
324 # if V8_HOST_ARCH_64_BIT
325 #  define V8_INTPTR_C(x)  (x ## I64)
326 #  define V8_PTR_PREFIX   "ll"
327 # else
328 #  define V8_INTPTR_C(x)  (x)
329 #  define V8_PTR_PREFIX   ""
330 # endif  // V8_HOST_ARCH_64_BIT
331 #elif V8_CC_MINGW64
332 # define V8_UINT64_C(x)   (x ## ULL)
333 # define V8_INT64_C(x)    (x ## LL)
334 # define V8_INTPTR_C(x)   (x ## LL)
335 # define V8_PTR_PREFIX    "I64"
336 #elif V8_HOST_ARCH_64_BIT
337 # if V8_OS_MACOSX || V8_OS_OPENBSD
338 #  define V8_UINT64_C(x)   (x ## ULL)
339 #  define V8_INT64_C(x)    (x ## LL)
340 # else
341 #  define V8_UINT64_C(x)   (x ## UL)
342 #  define V8_INT64_C(x)    (x ## L)
343 # endif
344 # define V8_INTPTR_C(x)   (x ## L)
345 # define V8_PTR_PREFIX    "l"
346 #else
347 # define V8_UINT64_C(x)   (x ## ULL)
348 # define V8_INT64_C(x)    (x ## LL)
349 # define V8_INTPTR_C(x)   (x)
350 #if V8_OS_AIX
351 #define V8_PTR_PREFIX "l"
352 #else
353 # define V8_PTR_PREFIX    ""
354 #endif
355 #endif
356
357 #define V8PRIxPTR V8_PTR_PREFIX "x"
358 #define V8PRIdPTR V8_PTR_PREFIX "d"
359 #define V8PRIuPTR V8_PTR_PREFIX "u"
360
361 // Fix for Mac OS X defining uintptr_t as "unsigned long":
362 #if V8_OS_MACOSX
363 #undef V8PRIxPTR
364 #define V8PRIxPTR "lx"
365 #endif
366
367 // The following macro works on both 32 and 64-bit platforms.
368 // Usage: instead of writing 0x1234567890123456
369 //      write V8_2PART_UINT64_C(0x12345678,90123456);
370 #define V8_2PART_UINT64_C(a, b) (((static_cast<uint64_t>(a) << 32) + 0x##b##u))
371
372
373 // Compute the 0-relative offset of some absolute value x of type T.
374 // This allows conversion of Addresses and integral types into
375 // 0-relative int offsets.
376 template <typename T>
377 inline intptr_t OffsetFrom(T x) {
378   return x - static_cast<T>(0);
379 }
380
381
382 // Compute the absolute value of type T for some 0-relative offset x.
383 // This allows conversion of 0-relative int offsets into Addresses and
384 // integral types.
385 template <typename T>
386 inline T AddressFrom(intptr_t x) {
387   return static_cast<T>(static_cast<T>(0) + x);
388 }
389
390
391 // Return the largest multiple of m which is <= x.
392 template <typename T>
393 inline T RoundDown(T x, intptr_t m) {
394   DCHECK(IS_POWER_OF_TWO(m));
395   return AddressFrom<T>(OffsetFrom(x) & -m);
396 }
397
398
399 // Return the smallest multiple of m which is >= x.
400 template <typename T>
401 inline T RoundUp(T x, intptr_t m) {
402   return RoundDown<T>(static_cast<T>(x + m - 1), m);
403 }
404
405
406 namespace v8 {
407 namespace base {
408
409 // TODO(yangguo): This is a poor man's replacement for std::is_fundamental,
410 // which requires C++11. Switch to std::is_fundamental once possible.
411 template <typename T>
412 inline bool is_fundamental() {
413   return false;
414 }
415
416 template <>
417 inline bool is_fundamental<uint8_t>() {
418   return true;
419 }
420 }
421 }  // namespace v8::base
422
423 #endif   // V8_BASE_MACROS_H_