docs/ProgrammersManual.html

   1 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN"
   2                       "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
   3 <html>
   4 <head>
   5   <meta http-equiv="Content-type" content="text/html;charset=UTF-8">
   6   <title>LLVM Programmer's Manual</title>
   7   <link rel="stylesheet" href="llvm.css" type="text/css">
   8 </head>
   9 <body>
  10
  11 <div class="doc_title">
  12   LLVM Programmer's Manual
  13 </div>
  14
  15 <ol>
  16   <li><a href="#introduction">Introduction</a></li>
  17   <li><a href="#general">General Information</a>
  18     <ul>
  19       <li><a href="#stl">The C++ Standard Template Library</a></li>
  20 <!--
  21       <li>The <tt>-time-passes</tt> option</li>
  22       <li>How to use the LLVM Makefile system</li>
  23       <li>How to write a regression test</li>
  24
  25 -->
  26     </ul>
  27   </li>
  28   <li><a href="#apis">Important and useful LLVM APIs</a>
  29     <ul>
  30       <li><a href="#isa">The <tt>isa&lt;&gt;</tt>, <tt>cast&lt;&gt;</tt>
  31 and <tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt> templates</a> </li>
  32       <li><a href="#string_apis">Passing strings (the <tt>StringRef</tt>
  33 and <tt>Twine</tt> classes)</a>
  34         <ul>
  35           <li><a href="#StringRef">The <tt>StringRef</tt> class</a> </li>
  36           <li><a href="#Twine">The <tt>Twine</tt> class</a> </li>
  37         </ul>
  38       </li>
  39       <li><a href="#DEBUG">The <tt>DEBUG()</tt> macro and <tt>-debug</tt>
  40 option</a>
  41         <ul>
  42           <li><a href="#DEBUG_TYPE">Fine grained debug info with <tt>DEBUG_TYPE</tt>
  43 and the <tt>-debug-only</tt> option</a> </li>
  44         </ul>
  45       </li>
  46       <li><a href="#Statistic">The <tt>Statistic</tt> class &amp; <tt>-stats</tt>
  47 option</a></li>
  48 <!--
  49       <li>The <tt>InstVisitor</tt> template
  50       <li>The general graph API
  51 -->
  52       <li><a href="#ViewGraph">Viewing graphs while debugging code</a></li>
  53     </ul>
  54   </li>
  55   <li><a href="#datastructure">Picking the Right Data Structure for a Task</a>
  56     <ul>
  57     <li><a href="#ds_sequential">Sequential Containers (std::vector, std::list, etc)</a>
  58     <ul>
  59       <li><a href="#dss_fixedarrays">Fixed Size Arrays</a></li>
  60       <li><a href="#dss_heaparrays">Heap Allocated Arrays</a></li>
  61       <li><a href="#dss_smallvector">"llvm/ADT/SmallVector.h"</a></li>
  62       <li><a href="#dss_vector">&lt;vector&gt;</a></li>
  63       <li><a href="#dss_deque">&lt;deque&gt;</a></li>
  64       <li><a href="#dss_list">&lt;list&gt;</a></li>
  65       <li><a href="#dss_ilist">llvm/ADT/ilist.h</a></li>
  66       <li><a href="#dss_other">Other Sequential Container Options</a></li>
  67     </ul></li>
  68     <li><a href="#ds_set">Set-Like Containers (std::set, SmallSet, SetVector, etc)</a>
  69     <ul>
  70       <li><a href="#dss_sortedvectorset">A sorted 'vector'</a></li>
  71       <li><a href="#dss_smallset">"llvm/ADT/SmallSet.h"</a></li>
  72       <li><a href="#dss_smallptrset">"llvm/ADT/SmallPtrSet.h"</a></li>
  73       <li><a href="#dss_denseset">"llvm/ADT/DenseSet.h"</a></li>
  74       <li><a href="#dss_FoldingSet">"llvm/ADT/FoldingSet.h"</a></li>
  75       <li><a href="#dss_set">&lt;set&gt;</a></li>
  76       <li><a href="#dss_setvector">"llvm/ADT/SetVector.h"</a></li>
  77       <li><a href="#dss_uniquevector">"llvm/ADT/UniqueVector.h"</a></li>
  78       <li><a href="#dss_otherset">Other Set-Like ContainerOptions</a></li>
  79     </ul></li>
  80     <li><a href="#ds_map">Map-Like Containers (std::map, DenseMap, etc)</a>
  81     <ul>
  82       <li><a href="#dss_sortedvectormap">A sorted 'vector'</a></li>
  83       <li><a href="#dss_stringmap">"llvm/ADT/StringMap.h"</a></li>
  84       <li><a href="#dss_indexedmap">"llvm/ADT/IndexedMap.h"</a></li>
  85       <li><a href="#dss_densemap">"llvm/ADT/DenseMap.h"</a></li>
  86       <li><a href="#dss_valuemap">"llvm/ADT/ValueMap.h"</a></li>
  87       <li><a href="#dss_map">&lt;map&gt;</a></li>
  88       <li><a href="#dss_othermap">Other Map-Like Container Options</a></li>
  89     </ul></li>
  90     <li><a href="#ds_string">String-like containers</a>
  91     <!--<ul>
  92        todo
  93     </ul>--></li>
  94     <li><a href="#ds_bit">BitVector-like containers</a>
  95     <ul>
  96       <li><a href="#dss_bitvector">A dense bitvector</a></li>
  97       <li><a href="#dss_smallbitvector">A "small" dense bitvector</a></li>
  98       <li><a href="#dss_sparsebitvector">A sparse bitvector</a></li>
  99     </ul></li>
 100   </ul>
 101   </li>
 102   <li><a href="#common">Helpful Hints for Common Operations</a>
 103     <ul>
 104       <li><a href="#inspection">Basic Inspection and Traversal Routines</a>
 105         <ul>
 106           <li><a href="#iterate_function">Iterating over the <tt>BasicBlock</tt>s
 107 in a <tt>Function</tt></a> </li>
 108           <li><a href="#iterate_basicblock">Iterating over the <tt>Instruction</tt>s
 109 in a <tt>BasicBlock</tt></a> </li>
 110           <li><a href="#iterate_institer">Iterating over the <tt>Instruction</tt>s
 111 in a <tt>Function</tt></a> </li>
 112           <li><a href="#iterate_convert">Turning an iterator into a
 113 class pointer</a> </li>
 114           <li><a href="#iterate_complex">Finding call sites: a more
 115 complex example</a> </li>
 116           <li><a href="#calls_and_invokes">Treating calls and invokes
 117 the same way</a> </li>
 118           <li><a href="#iterate_chains">Iterating over def-use &amp;
 119 use-def chains</a> </li>
 120           <li><a href="#iterate_preds">Iterating over predecessors &amp;
 121 successors of blocks</a></li>
 122         </ul>
 123       </li>
 124       <li><a href="#simplechanges">Making simple changes</a>
 125         <ul>
 126           <li><a href="#schanges_creating">Creating and inserting new
 127                  <tt>Instruction</tt>s</a> </li>
 128           <li><a href="#schanges_deleting">Deleting              <tt>Instruction</tt>s</a> </li>
 129           <li><a href="#schanges_replacing">Replacing an                 <tt>Instruction</tt>
 130 with another <tt>Value</tt></a> </li>
 131           <li><a href="#schanges_deletingGV">Deleting <tt>GlobalVariable</tt>s</a> </li>
 132         </ul>
 133       </li>
 134       <li><a href="#create_types">How to Create Types</a></li>
 135 <!--
 136     <li>Working with the Control Flow Graph
 137     <ul>
 138       <li>Accessing predecessors and successors of a <tt>BasicBlock</tt>
 139       <li>
 140       <li>
 141     </ul>
 142 -->
 143     </ul>
 144   </li>
 145
 146   <li><a href="#threading">Threads and LLVM</a>
 147   <ul>
 148     <li><a href="#startmultithreaded">Entering and Exiting Multithreaded Mode
 149         </a></li>
 150     <li><a href="#shutdown">Ending execution with <tt>llvm_shutdown()</tt></a></li>
 151     <li><a href="#managedstatic">Lazy initialization with <tt>ManagedStatic</tt></a></li>
 152     <li><a href="#llvmcontext">Achieving Isolation with <tt>LLVMContext</tt></a></li>
 153   </ul>
 154   </li>
 155
 156   <li><a href="#advanced">Advanced Topics</a>
 157   <ul>
 158   <li><a href="#TypeResolve">LLVM Type Resolution</a>
 159   <ul>
 160     <li><a href="#BuildRecType">Basic Recursive Type Construction</a></li>
 161     <li><a href="#refineAbstractTypeTo">The <tt>refineAbstractTypeTo</tt> method</a></li>
 162     <li><a href="#PATypeHolder">The PATypeHolder Class</a></li>
 163     <li><a href="#AbstractTypeUser">The AbstractTypeUser Class</a></li>
 164   </ul></li>
 165
 166   <li><a href="#SymbolTable">The <tt>ValueSymbolTable</tt> and <tt>TypeSymbolTable</tt> classes</a></li>
 167   <li><a href="#UserLayout">The <tt>User</tt> and owned <tt>Use</tt> classes' memory layout</a></li>
 168   </ul></li>
 169
 170   <li><a href="#coreclasses">The Core LLVM Class Hierarchy Reference</a>
 171     <ul>
 172       <li><a href="#Type">The <tt>Type</tt> class</a> </li>
 173       <li><a href="#Module">The <tt>Module</tt> class</a></li>
 174       <li><a href="#Value">The <tt>Value</tt> class</a>
 175       <ul>
 176         <li><a href="#User">The <tt>User</tt> class</a>
 177         <ul>
 178           <li><a href="#Instruction">The <tt>Instruction</tt> class</a></li>
 179           <li><a href="#Constant">The <tt>Constant</tt> class</a>
 180           <ul>
 181             <li><a href="#GlobalValue">The <tt>GlobalValue</tt> class</a>
 182             <ul>
 183               <li><a href="#Function">The <tt>Function</tt> class</a></li>
 184               <li><a href="#GlobalVariable">The <tt>GlobalVariable</tt> class</a></li>
 185             </ul>
 186             </li>
 187           </ul>
 188           </li>
 189         </ul>
 190         </li>
 191         <li><a href="#BasicBlock">The <tt>BasicBlock</tt> class</a></li>
 192         <li><a href="#Argument">The <tt>Argument</tt> class</a></li>
 193       </ul>
 194       </li>
 195     </ul>
 196   </li>
 197 </ol>
 198
 199 <div class="doc_author">
 200   <p>Written by <a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a>,
 201                 <a href="mailto:dhurjati@cs.uiuc.edu">Dinakar Dhurjati</a>,
 202                 <a href="mailto:ggreif@gmail.com">Gabor Greif</a>,
 203                 <a href="mailto:jstanley@cs.uiuc.edu">Joel Stanley</a>,
 204                 <a href="mailto:rspencer@x10sys.com">Reid Spencer</a> and
 205                 <a href="mailto:owen@apple.com">Owen Anderson</a></p>
 206 </div>
 207
 208 <!-- *********************************************************************** -->
 209 <div class="doc_section">
 210   <a name="introduction">Introduction </a>
 211 </div>
 212 <!-- *********************************************************************** -->
 213
 214 <div class="doc_text">
 215
 216 <p>This document is meant to highlight some of the important classes and
 217 interfaces available in the LLVM source-base.  This manual is not
 218 intended to explain what LLVM is, how it works, and what LLVM code looks
 219 like.  It assumes that you know the basics of LLVM and are interested
 220 in writing transformations or otherwise analyzing or manipulating the
 221 code.</p>
 222
 223 <p>This document should get you oriented so that you can find your
 224 way in the continuously growing source code that makes up the LLVM
 225 infrastructure. Note that this manual is not intended to serve as a
 226 replacement for reading the source code, so if you think there should be
 227 a method in one of these classes to do something, but it's not listed,
 228 check the source.  Links to the <a href="/doxygen/">doxygen</a> sources
 229 are provided to make this as easy as possible.</p>
 230
 231 <p>The first section of this document describes general information that is
 232 useful to know when working in the LLVM infrastructure, and the second describes
 233 the Core LLVM classes.  In the future this manual will be extended with
 234 information describing how to use extension libraries, such as dominator
 235 information, CFG traversal routines, and useful utilities like the <tt><a
 236 href="/doxygen/InstVisitor_8h-source.html">InstVisitor</a></tt> template.</p>
 237
 238 </div>
 239
 240 <!-- *********************************************************************** -->
 241 <div class="doc_section">
 242   <a name="general">General Information</a>
 243 </div>
 244 <!-- *********************************************************************** -->
 245
 246 <div class="doc_text">
 247
 248 <p>This section contains general information that is useful if you are working
 249 in the LLVM source-base, but that isn't specific to any particular API.</p>
 250
 251 </div>
 252
 253 <!-- ======================================================================= -->
 254 <div class="doc_subsection">
 255   <a name="stl">The C++ Standard Template Library</a>
 256 </div>
 257
 258 <div class="doc_text">
 259
 260 <p>LLVM makes heavy use of the C++ Standard Template Library (STL),
 261 perhaps much more than you are used to, or have seen before.  Because of
 262 this, you might want to do a little background reading in the
 263 techniques used and capabilities of the library.  There are many good
 264 pages that discuss the STL, and several books on the subject that you
 265 can get, so it will not be discussed in this document.</p>
 266
 267 <p>Here are some useful links:</p>
 268
 269 <ol>
 270
 271 <li><a href="http://www.dinkumware.com/refxcpp.html">Dinkumware C++ Library
 272 reference</a> - an excellent reference for the STL and other parts of the
 273 standard C++ library.</li>
 274
 275 <li><a href="http://www.tempest-sw.com/cpp/">C++ In a Nutshell</a> - This is an
 276 O'Reilly book in the making.  It has a decent Standard Library
 277 Reference that rivals Dinkumware's, and is unfortunately no longer free since the
 278 book has been published.</li>
 279
 280 <li><a href="http://www.parashift.com/c++-faq-lite/">C++ Frequently Asked
 281 Questions</a></li>
 282
 283 <li><a href="http://www.sgi.com/tech/stl/">SGI's STL Programmer's Guide</a> -
 284 Contains a useful <a
 285 href="http://www.sgi.com/tech/stl/stl_introduction.html">Introduction to the
 286 STL</a>.</li>
 287
 288 <li><a href="http://www.research.att.com/%7Ebs/C++.html">Bjarne Stroustrup's C++
 289 Page</a></li>
 290
 291 <li><a href="http://64.78.49.204/">
 292 Bruce Eckel's Thinking in C++, 2nd ed. Volume 2 Revision 4.0 (even better, get
 293 the book).</a></li>
 294
 295 </ol>
 296
 297 <p>You are also encouraged to take a look at the <a
 298 href="CodingStandards.html">LLVM Coding Standards</a> guide which focuses on how
 299 to write maintainable code more than where to put your curly braces.</p>
 300
 301 </div>
 302
 303 <!-- ======================================================================= -->
 304 <div class="doc_subsection">
 305   <a name="stl">Other useful references</a>
 306 </div>
 307
 308 <div class="doc_text">
 309
 310 <ol>
 311 <li><a href="http://www.psc.edu/%7Esemke/cvs_branches.html">CVS
 312 Branch and Tag Primer</a></li>
 313 <li><a href="http://www.fortran-2000.com/ArnaudRecipes/sharedlib.html">Using
 314 static and shared libraries across platforms</a></li>
 315 </ol>
 316
 317 </div>
 318
 319 <!-- *********************************************************************** -->
 320 <div class="doc_section">
 321   <a name="apis">Important and useful LLVM APIs</a>
 322 </div>
 323 <!-- *********************************************************************** -->
 324
 325 <div class="doc_text">
 326
 327 <p>Here we highlight some LLVM APIs that are generally useful and good to
 328 know about when writing transformations.</p>
 329
 330 </div>
 331
 332 <!-- ======================================================================= -->
 333 <div class="doc_subsection">
 334   <a name="isa">The <tt>isa&lt;&gt;</tt>, <tt>cast&lt;&gt;</tt> and
 335   <tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt> templates</a>
 336 </div>
 337
 338 <div class="doc_text">
 339
 340 <p>The LLVM source-base makes extensive use of a custom form of RTTI.
 341 These templates have many similarities to the C++ <tt>dynamic_cast&lt;&gt;</tt>
 342 operator, but they don't have some drawbacks (primarily stemming from
 343 the fact that <tt>dynamic_cast&lt;&gt;</tt> only works on classes that
 344 have a v-table). Because they are used so often, you must know what they
 345 do and how they work. All of these templates are defined in the <a
 346  href="/doxygen/Casting_8h-source.html"><tt>llvm/Support/Casting.h</tt></a>
 347 file (note that you very rarely have to include this file directly).</p>
 348
 349 <dl>
 350   <dt><tt>isa&lt;&gt;</tt>: </dt>
 351
 352   <dd><p>The <tt>isa&lt;&gt;</tt> operator works exactly like the Java
 353   "<tt>instanceof</tt>" operator.  It returns true or false depending on whether
 354   a reference or pointer points to an instance of the specified class.  This can
 355   be very useful for constraint checking of various sorts (example below).</p>
 356   </dd>
 357
 358   <dt><tt>cast&lt;&gt;</tt>: </dt>
 359
 360   <dd><p>The <tt>cast&lt;&gt;</tt> operator is a "checked cast" operation. It
 361   converts a pointer or reference from a base class to a derived class, causing
 362   an assertion failure if it is not really an instance of the right type.  This
 363   should be used in cases where you have some information that makes you believe
 364   that something is of the right type.  An example of the <tt>isa&lt;&gt;</tt>
 365   and <tt>cast&lt;&gt;</tt> template is:</p>
 366
 367 <div class="doc_code">
 368 <pre>
 369 static bool isLoopInvariant(const <a href="#Value">Value</a> *V, const Loop *L) {
 370   if (isa&lt;<a href="#Constant">Constant</a>&gt;(V) || isa&lt;<a href="#Argument">Argument</a>&gt;(V) || isa&lt;<a href="#GlobalValue">GlobalValue</a>&gt;(V))
 371     return true;
 372
 373   // <i>Otherwise, it must be an instruction...</i>
 374   return !L-&gt;contains(cast&lt;<a href="#Instruction">Instruction</a>&gt;(V)-&gt;getParent());
 375 }
 376 </pre>
 377 </div>
 378
 379   <p>Note that you should <b>not</b> use an <tt>isa&lt;&gt;</tt> test followed
 380   by a <tt>cast&lt;&gt;</tt>, for that use the <tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt>
 381   operator.</p>
 382
 383   </dd>
 384
 385   <dt><tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt>:</dt>
 386
 387   <dd><p>The <tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt> operator is a "checking cast" operation.
 388   It checks to see if the operand is of the specified type, and if so, returns a
 389   pointer to it (this operator does not work with references). If the operand is
 390   not of the correct type, a null pointer is returned.  Thus, this works very
 391   much like the <tt>dynamic_cast&lt;&gt;</tt> operator in C++, and should be
 392   used in the same circumstances.  Typically, the <tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt>
 393   operator is used in an <tt>if</tt> statement or some other flow control
 394   statement like this:</p>
 395
 396 <div class="doc_code">
 397 <pre>
 398 if (<a href="#AllocationInst">AllocationInst</a> *AI = dyn_cast&lt;<a href="#AllocationInst">AllocationInst</a>&gt;(Val)) {
 399   // <i>...</i>
 400 }
 401 </pre>
 402 </div>
 403
 404   <p>This form of the <tt>if</tt> statement effectively combines together a call
 405   to <tt>isa&lt;&gt;</tt> and a call to <tt>cast&lt;&gt;</tt> into one
 406   statement, which is very convenient.</p>
 407
 408   <p>Note that the <tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt> operator, like C++'s
 409   <tt>dynamic_cast&lt;&gt;</tt> or Java's <tt>instanceof</tt> operator, can be
 410   abused.  In particular, you should not use big chained <tt>if/then/else</tt>
 411   blocks to check for lots of different variants of classes.  If you find
 412   yourself wanting to do this, it is much cleaner and more efficient to use the
 413   <tt>InstVisitor</tt> class to dispatch over the instruction type directly.</p>
 414
 415   </dd>
 416
 417   <dt><tt>cast_or_null&lt;&gt;</tt>: </dt>
 418
 419   <dd><p>The <tt>cast_or_null&lt;&gt;</tt> operator works just like the
 420   <tt>cast&lt;&gt;</tt> operator, except that it allows for a null pointer as an
 421   argument (which it then propagates).  This can sometimes be useful, allowing
 422   you to combine several null checks into one.</p></dd>
 423
 424   <dt><tt>dyn_cast_or_null&lt;&gt;</tt>: </dt>
 425
 426   <dd><p>The <tt>dyn_cast_or_null&lt;&gt;</tt> operator works just like the
 427   <tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt> operator, except that it allows for a null pointer
 428   as an argument (which it then propagates).  This can sometimes be useful,
 429   allowing you to combine several null checks into one.</p></dd>
 430
 431 </dl>
 432
 433 <p>These five templates can be used with any classes, whether they have a
 434 v-table or not.  To add support for these templates, you simply need to add
 435 <tt>classof</tt> static methods to the class you are interested casting
 436 to. Describing this is currently outside the scope of this document, but there
 437 are lots of examples in the LLVM source base.</p>
 438
 439 </div>
 440
 441
 442 <!-- ======================================================================= -->
 443 <div class="doc_subsection">
 444   <a name="string_apis">Passing strings (the <tt>StringRef</tt>
 445 and <tt>Twine</tt> classes)</a>
 446 </div>
 447
 448 <div class="doc_text">
 449
 450 <p>Although LLVM generally does not do much string manipulation, we do have
 451 several important APIs which take strings.  Two important examples are the
 452 Value class -- which has names for instructions, functions, etc. -- and the
 453 StringMap class which is used extensively in LLVM and Clang.</p>
 454
 455 <p>These are generic classes, and they need to be able to accept strings which
 456 may have embedded null characters.  Therefore, they cannot simply take
 457 a <tt>const char *</tt>, and taking a <tt>const std::string&amp;</tt> requires
 458 clients to perform a heap allocation which is usually unnecessary.  Instead,
 459 many LLVM APIs use a <tt>const StringRef&amp;</tt> or a <tt>const
 460 Twine&amp;</tt> for passing strings efficiently.</p>
 461
 462 </div>
 463
 464 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 465 <div class="doc_subsubsection">
 466   <a name="StringRef">The <tt>StringRef</tt> class</a>
 467 </div>
 468
 469 <div class="doc_text">
 470
 471 <p>The <tt>StringRef</tt> data type represents a reference to a constant string
 472 (a character array and a length) and supports the common operations available
 473 on <tt>std:string</tt>, but does not require heap allocation.</p>
 474
 475 <p>It can be implicitly constructed using a C style null-terminated string,
 476 an <tt>std::string</tt>, or explicitly with a character pointer and length.
 477 For example, the <tt>StringRef</tt> find function is declared as:</p>
 478
 479 <div class="doc_code">
 480   iterator find(const StringRef &amp;Key);
 481 </div>
 482
 483 <p>and clients can call it using any one of:</p>
 484
 485 <div class="doc_code">
 486 <pre>
 487   Map.find("foo");                 <i>// Lookup "foo"</i>
 488   Map.find(std::string("bar"));    <i>// Lookup "bar"</i>
 489   Map.find(StringRef("\0baz", 4)); <i>// Lookup "\0baz"</i>
 490 </pre>
 491 </div>
 492
 493 <p>Similarly, APIs which need to return a string may return a <tt>StringRef</tt>
 494 instance, which can be used directly or converted to an <tt>std::string</tt>
 495 using the <tt>str</tt> member function.  See
 496 "<tt><a href="/doxygen/classllvm_1_1StringRef_8h-source.html">llvm/ADT/StringRef.h</a></tt>"
 497 for more information.</p>
 498
 499 <p>You should rarely use the <tt>StringRef</tt> class directly, because it contains
 500 pointers to external memory it is not generally safe to store an instance of the
 501 class (unless you know that the external storage will not be freed).</p>
 502
 503 </div>
 504
 505 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 506 <div class="doc_subsubsection">
 507   <a name="Twine">The <tt>Twine</tt> class</a>
 508 </div>
 509
 510 <div class="doc_text">
 511
 512 <p>The <tt>Twine</tt> class is an efficient way for APIs to accept concatenated
 513 strings.  For example, a common LLVM paradigm is to name one instruction based on
 514 the name of another instruction with a suffix, for example:</p>
 515
 516 <div class="doc_code">
 517 <pre>
 518     New = CmpInst::Create(<i>...</i>, SO->getName() + ".cmp");
 519 </pre>
 520 </div>
 521
 522 <p>The <tt>Twine</tt> class is effectively a
 523 lightweight <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Rope_(computer_science)">rope</a>
 524 which points to temporary (stack allocated) objects.  Twines can be implicitly
 525 constructed as the result of the plus operator applied to strings (i.e., a C
 526 strings, an <tt>std::string</tt>, or a <tt>StringRef</tt>).  The twine delays the
 527 actual concatentation of strings until it is actually required, at which point
 528 it can be efficiently rendered directly into a character array.  This avoids
 529 unnecessary heap allocation involved in constructing the temporary results of
 530 string concatenation. See
 531 "<tt><a href="/doxygen/classllvm_1_1Twine_8h-source.html">llvm/ADT/Twine.h</a></tt>"
 532 for more information.</p>
 533
 534 <p>As with a <tt>StringRef</tt>, <tt>Twine</tt> objects point to external memory
 535 and should almost never be stored or mentioned directly.  They are intended
 536 solely for use when defining a function which should be able to efficiently
 537 accept concatenated strings.</p>
 538
 539 </div>
 540
 541
 542 <!-- ======================================================================= -->
 543 <div class="doc_subsection">
 544   <a name="DEBUG">The <tt>DEBUG()</tt> macro and <tt>-debug</tt> option</a>
 545 </div>
 546
 547 <div class="doc_text">
 548
 549 <p>Often when working on your pass you will put a bunch of debugging printouts
 550 and other code into your pass.  After you get it working, you want to remove
 551 it, but you may need it again in the future (to work out new bugs that you run
 552 across).</p>
 553
 554 <p> Naturally, because of this, you don't want to delete the debug printouts,
 555 but you don't want them to always be noisy.  A standard compromise is to comment
 556 them out, allowing you to enable them if you need them in the future.</p>
 557
 558 <p>The "<tt><a href="/doxygen/Debug_8h-source.html">llvm/Support/Debug.h</a></tt>"
 559 file provides a macro named <tt>DEBUG()</tt> that is a much nicer solution to
 560 this problem.  Basically, you can put arbitrary code into the argument of the
 561 <tt>DEBUG</tt> macro, and it is only executed if '<tt>opt</tt>' (or any other
 562 tool) is run with the '<tt>-debug</tt>' command line argument:</p>
 563
 564 <div class="doc_code">
 565 <pre>
 566 DEBUG(errs() &lt;&lt; "I am here!\n");
 567 </pre>
 568 </div>
 569
 570 <p>Then you can run your pass like this:</p>
 571
 572 <div class="doc_code">
 573 <pre>
 574 $ opt &lt; a.bc &gt; /dev/null -mypass
 575 <i>&lt;no output&gt;</i>
 576 $ opt &lt; a.bc &gt; /dev/null -mypass -debug
 577 I am here!
 578 </pre>
 579 </div>
 580
 581 <p>Using the <tt>DEBUG()</tt> macro instead of a home-brewed solution allows you
 582 to not have to create "yet another" command line option for the debug output for
 583 your pass.  Note that <tt>DEBUG()</tt> macros are disabled for optimized builds,
 584 so they do not cause a performance impact at all (for the same reason, they
 585 should also not contain side-effects!).</p>
 586
 587 <p>One additional nice thing about the <tt>DEBUG()</tt> macro is that you can
 588 enable or disable it directly in gdb.  Just use "<tt>set DebugFlag=0</tt>" or
 589 "<tt>set DebugFlag=1</tt>" from the gdb if the program is running.  If the
 590 program hasn't been started yet, you can always just run it with
 591 <tt>-debug</tt>.</p>
 592
 593 </div>
 594
 595 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 596 <div class="doc_subsubsection">
 597   <a name="DEBUG_TYPE">Fine grained debug info with <tt>DEBUG_TYPE</tt> and
 598   the <tt>-debug-only</tt> option</a>
 599 </div>
 600
 601 <div class="doc_text">
 602
 603 <p>Sometimes you may find yourself in a situation where enabling <tt>-debug</tt>
 604 just turns on <b>too much</b> information (such as when working on the code
 605 generator).  If you want to enable debug information with more fine-grained
 606 control, you define the <tt>DEBUG_TYPE</tt> macro and the <tt>-debug</tt> only
 607 option as follows:</p>
 608
 609 <div class="doc_code">
 610 <pre>
 611 #undef  DEBUG_TYPE
 612 DEBUG(errs() &lt;&lt; "No debug type\n");
 613 #define DEBUG_TYPE "foo"
 614 DEBUG(errs() &lt;&lt; "'foo' debug type\n");
 615 #undef  DEBUG_TYPE
 616 #define DEBUG_TYPE "bar"
 617 DEBUG(errs() &lt;&lt; "'bar' debug type\n"));
 618 #undef  DEBUG_TYPE
 619 #define DEBUG_TYPE ""
 620 DEBUG(errs() &lt;&lt; "No debug type (2)\n");
 621 </pre>
 622 </div>
 623
 624 <p>Then you can run your pass like this:</p>
 625
 626 <div class="doc_code">
 627 <pre>
 628 $ opt &lt; a.bc &gt; /dev/null -mypass
 629 <i>&lt;no output&gt;</i>
 630 $ opt &lt; a.bc &gt; /dev/null -mypass -debug
 631 No debug type
 632 'foo' debug type
 633 'bar' debug type
 634 No debug type (2)
 635 $ opt &lt; a.bc &gt; /dev/null -mypass -debug-only=foo
 636 'foo' debug type
 637 $ opt &lt; a.bc &gt; /dev/null -mypass -debug-only=bar
 638 'bar' debug type
 639 </pre>
 640 </div>
 641
 642 <p>Of course, in practice, you should only set <tt>DEBUG_TYPE</tt> at the top of
 643 a file, to specify the debug type for the entire module (if you do this before
 644 you <tt>#include "llvm/Support/Debug.h"</tt>, you don't have to insert the ugly
 645 <tt>#undef</tt>'s).  Also, you should use names more meaningful than "foo" and
 646 "bar", because there is no system in place to ensure that names do not
 647 conflict. If two different modules use the same string, they will all be turned
 648 on when the name is specified. This allows, for example, all debug information
 649 for instruction scheduling to be enabled with <tt>-debug-type=InstrSched</tt>,
 650 even if the source lives in multiple files.</p>
 651
 652 <p>The <tt>DEBUG_WITH_TYPE</tt> macro is also available for situations where you
 653 would like to set <tt>DEBUG_TYPE</tt>, but only for one specific <tt>DEBUG</tt>
 654 statement. It takes an additional first parameter, which is the type to use. For
 655 example, the preceding example could be written as:</p>
 656
 657
 658 <div class="doc_code">
 659 <pre>
 660 DEBUG_WITH_TYPE("", errs() &lt;&lt; "No debug type\n");
 661 DEBUG_WITH_TYPE("foo", errs() &lt;&lt; "'foo' debug type\n");
 662 DEBUG_WITH_TYPE("bar", errs() &lt;&lt; "'bar' debug type\n"));
 663 DEBUG_WITH_TYPE("", errs() &lt;&lt; "No debug type (2)\n");
 664 </pre>
 665 </div>
 666
 667 </div>
 668
 669 <!-- ======================================================================= -->
 670 <div class="doc_subsection">
 671   <a name="Statistic">The <tt>Statistic</tt> class &amp; <tt>-stats</tt>
 672   option</a>
 673 </div>
 674
 675 <div class="doc_text">
 676
 677 <p>The "<tt><a
 678 href="/doxygen/Statistic_8h-source.html">llvm/ADT/Statistic.h</a></tt>" file
 679 provides a class named <tt>Statistic</tt> that is used as a unified way to
 680 keep track of what the LLVM compiler is doing and how effective various
 681 optimizations are.  It is useful to see what optimizations are contributing to
 682 making a particular program run faster.</p>
 683
 684 <p>Often you may run your pass on some big program, and you're interested to see
 685 how many times it makes a certain transformation.  Although you can do this with
 686 hand inspection, or some ad-hoc method, this is a real pain and not very useful
 687 for big programs.  Using the <tt>Statistic</tt> class makes it very easy to
 688 keep track of this information, and the calculated information is presented in a
 689 uniform manner with the rest of the passes being executed.</p>
 690
 691 <p>There are many examples of <tt>Statistic</tt> uses, but the basics of using
 692 it are as follows:</p>
 693
 694 <ol>
 695     <li><p>Define your statistic like this:</p>
 696
 697 <div class="doc_code">
 698 <pre>
 699 #define <a href="#DEBUG_TYPE">DEBUG_TYPE</a> "mypassname"   <i>// This goes before any #includes.</i>
 700 STATISTIC(NumXForms, "The # of times I did stuff");
 701 </pre>
 702 </div>
 703
 704   <p>The <tt>STATISTIC</tt> macro defines a static variable, whose name is
 705     specified by the first argument.  The pass name is taken from the DEBUG_TYPE
 706     macro, and the description is taken from the second argument.  The variable
 707     defined ("NumXForms" in this case) acts like an unsigned integer.</p></li>
 708
 709     <li><p>Whenever you make a transformation, bump the counter:</p>
 710
 711 <div class="doc_code">
 712 <pre>
 713 ++NumXForms;   // <i>I did stuff!</i>
 714 </pre>
 715 </div>
 716
 717     </li>
 718   </ol>
 719
 720   <p>That's all you have to do.  To get '<tt>opt</tt>' to print out the
 721   statistics gathered, use the '<tt>-stats</tt>' option:</p>
 722
 723 <div class="doc_code">
 724 <pre>
 725 $ opt -stats -mypassname &lt; program.bc &gt; /dev/null
 726 <i>... statistics output ...</i>
 727 </pre>
 728 </div>
 729
 730   <p> When running <tt>opt</tt> on a C file from the SPEC benchmark
 731 suite, it gives a report that looks like this:</p>
 732
 733 <div class="doc_code">
 734 <pre>
 735    7646 bitcodewriter   - Number of normal instructions
 736     725 bitcodewriter   - Number of oversized instructions
 737  129996 bitcodewriter   - Number of bitcode bytes written
 738    2817 raise           - Number of insts DCEd or constprop'd
 739    3213 raise           - Number of cast-of-self removed
 740    5046 raise           - Number of expression trees converted
 741      75 raise           - Number of other getelementptr's formed
 742     138 raise           - Number of load/store peepholes
 743      42 deadtypeelim    - Number of unused typenames removed from symtab
 744     392 funcresolve     - Number of varargs functions resolved
 745      27 globaldce       - Number of global variables removed
 746       2 adce            - Number of basic blocks removed
 747     134 cee             - Number of branches revectored
 748      49 cee             - Number of setcc instruction eliminated
 749     532 gcse            - Number of loads removed
 750    2919 gcse            - Number of instructions removed
 751      86 indvars         - Number of canonical indvars added
 752      87 indvars         - Number of aux indvars removed
 753      25 instcombine     - Number of dead inst eliminate
 754     434 instcombine     - Number of insts combined
 755     248 licm            - Number of load insts hoisted
 756    1298 licm            - Number of insts hoisted to a loop pre-header
 757       3 licm            - Number of insts hoisted to multiple loop preds (bad, no loop pre-header)
 758      75 mem2reg         - Number of alloca's promoted
 759    1444 cfgsimplify     - Number of blocks simplified
 760 </pre>
 761 </div>
 762
 763 <p>Obviously, with so many optimizations, having a unified framework for this
 764 stuff is very nice.  Making your pass fit well into the framework makes it more
 765 maintainable and useful.</p>
 766
 767 </div>
 768
 769 <!-- ======================================================================= -->
 770 <div class="doc_subsection">
 771   <a name="ViewGraph">Viewing graphs while debugging code</a>
 772 </div>
 773
 774 <div class="doc_text">
 775
 776 <p>Several of the important data structures in LLVM are graphs: for example
 777 CFGs made out of LLVM <a href="#BasicBlock">BasicBlock</a>s, CFGs made out of
 778 LLVM <a href="CodeGenerator.html#machinebasicblock">MachineBasicBlock</a>s, and
 779 <a href="CodeGenerator.html#selectiondag_intro">Instruction Selection
 780 DAGs</a>.  In many cases, while debugging various parts of the compiler, it is
 781 nice to instantly visualize these graphs.</p>
 782
 783 <p>LLVM provides several callbacks that are available in a debug build to do
 784 exactly that.  If you call the <tt>Function::viewCFG()</tt> method, for example,
 785 the current LLVM tool will pop up a window containing the CFG for the function
 786 where each basic block is a node in the graph, and each node contains the
 787 instructions in the block.  Similarly, there also exists
 788 <tt>Function::viewCFGOnly()</tt> (does not include the instructions), the
 789 <tt>MachineFunction::viewCFG()</tt> and <tt>MachineFunction::viewCFGOnly()</tt>,
 790 and the <tt>SelectionDAG::viewGraph()</tt> methods.  Within GDB, for example,
 791 you can usually use something like <tt>call DAG.viewGraph()</tt> to pop
 792 up a window.  Alternatively, you can sprinkle calls to these functions in your
 793 code in places you want to debug.</p>
 794
 795 <p>Getting this to work requires a small amount of configuration.  On Unix
 796 systems with X11, install the <a href="http://www.graphviz.org">graphviz</a>
 797 toolkit, and make sure 'dot' and 'gv' are in your path.  If you are running on
 798 Mac OS/X, download and install the Mac OS/X <a
 799 href="http://www.pixelglow.com/graphviz/">Graphviz program</a>, and add
 800 <tt>/Applications/Graphviz.app/Contents/MacOS/</tt> (or wherever you install
 801 it) to your path.  Once in your system and path are set up, rerun the LLVM
 802 configure script and rebuild LLVM to enable this functionality.</p>
 803
 804 <p><tt>SelectionDAG</tt> has been extended to make it easier to locate
 805 <i>interesting</i> nodes in large complex graphs.  From gdb, if you
 806 <tt>call DAG.setGraphColor(<i>node</i>, "<i>color</i>")</tt>, then the
 807 next <tt>call DAG.viewGraph()</tt> would highlight the node in the
 808 specified color (choices of colors can be found at <a
 809 href="http://www.graphviz.org/doc/info/colors.html">colors</a>.) More
 810 complex node attributes can be provided with <tt>call
 811 DAG.setGraphAttrs(<i>node</i>, "<i>attributes</i>")</tt> (choices can be
 812 found at <a href="http://www.graphviz.org/doc/info/attrs.html">Graph
 813 Attributes</a>.)  If you want to restart and clear all the current graph
 814 attributes, then you can <tt>call DAG.clearGraphAttrs()</tt>. </p>
 815
 816 </div>
 817
 818 <!-- *********************************************************************** -->
 819 <div class="doc_section">
 820   <a name="datastructure">Picking the Right Data Structure for a Task</a>
 821 </div>
 822 <!-- *********************************************************************** -->
 823
 824 <div class="doc_text">
 825
 826 <p>LLVM has a plethora of data structures in the <tt>llvm/ADT/</tt> directory,
 827  and we commonly use STL data structures.  This section describes the trade-offs
 828  you should consider when you pick one.</p>
 829
 830 <p>
 831 The first step is a choose your own adventure: do you want a sequential
 832 container, a set-like container, or a map-like container?  The most important
 833 thing when choosing a container is the algorithmic properties of how you plan to
 834 access the container.  Based on that, you should use:</p>
 835
 836 <ul>
 837 <li>a <a href="#ds_map">map-like</a> container if you need efficient look-up
 838     of an value based on another value.  Map-like containers also support
 839     efficient queries for containment (whether a key is in the map).  Map-like
 840     containers generally do not support efficient reverse mapping (values to
 841     keys).  If you need that, use two maps.  Some map-like containers also
 842     support efficient iteration through the keys in sorted order.  Map-like
 843     containers are the most expensive sort, only use them if you need one of
 844     these capabilities.</li>
 845
 846 <li>a <a href="#ds_set">set-like</a> container if you need to put a bunch of
 847     stuff into a container that automatically eliminates duplicates.  Some
 848     set-like containers support efficient iteration through the elements in
 849     sorted order.  Set-like containers are more expensive than sequential
 850     containers.
 851 </li>
 852
 853 <li>a <a href="#ds_sequential">sequential</a> container provides
 854     the most efficient way to add elements and keeps track of the order they are
 855     added to the collection.  They permit duplicates and support efficient
 856     iteration, but do not support efficient look-up based on a key.
 857 </li>
 858
 859 <li>a <a href="#ds_string">string</a> container is a specialized sequential
 860     container or reference structure that is used for character or byte
 861     arrays.</li>
 862
 863 <li>a <a href="#ds_bit">bit</a> container provides an efficient way to store and
 864     perform set operations on sets of numeric id's, while automatically
 865     eliminating duplicates.  Bit containers require a maximum of 1 bit for each
 866     identifier you want to store.
 867 </li>
 868 </ul>
 869
 870 <p>
 871 Once the proper category of container is determined, you can fine tune the
 872 memory use, constant factors, and cache behaviors of access by intelligently
 873 picking a member of the category.  Note that constant factors and cache behavior
 874 can be a big deal.  If you have a vector that usually only contains a few
 875 elements (but could contain many), for example, it's much better to use
 876 <a href="#dss_smallvector">SmallVector</a> than <a href="#dss_vector">vector</a>
 877 .  Doing so avoids (relatively) expensive malloc/free calls, which dwarf the
 878 cost of adding the elements to the container. </p>
 879
 880 </div>
 881
 882 <!-- ======================================================================= -->
 883 <div class="doc_subsection">
 884   <a name="ds_sequential">Sequential Containers (std::vector, std::list, etc)</a>
 885 </div>
 886
 887 <div class="doc_text">
 888 There are a variety of sequential containers available for you, based on your
 889 needs.  Pick the first in this section that will do what you want.
 890 </div>
 891
 892 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 893 <div class="doc_subsubsection">
 894   <a name="dss_fixedarrays">Fixed Size Arrays</a>
 895 </div>
 896
 897 <div class="doc_text">
 898 <p>Fixed size arrays are very simple and very fast.  They are good if you know
 899 exactly how many elements you have, or you have a (low) upper bound on how many
 900 you have.</p>
 901 </div>
 902
 903 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 904 <div class="doc_subsubsection">
 905   <a name="dss_heaparrays">Heap Allocated Arrays</a>
 906 </div>
 907
 908 <div class="doc_text">
 909 <p>Heap allocated arrays (new[] + delete[]) are also simple.  They are good if
 910 the number of elements is variable, if you know how many elements you will need
 911 before the array is allocated, and if the array is usually large (if not,
 912 consider a <a href="#dss_smallvector">SmallVector</a>).  The cost of a heap
 913 allocated array is the cost of the new/delete (aka malloc/free).  Also note that
 914 if you are allocating an array of a type with a constructor, the constructor and
 915 destructors will be run for every element in the array (re-sizable vectors only
 916 construct those elements actually used).</p>
 917 </div>
 918
 919 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 920 <div class="doc_subsubsection">
 921   <a name="dss_smallvector">"llvm/ADT/SmallVector.h"</a>
 922 </div>
 923
 924 <div class="doc_text">
 925 <p><tt>SmallVector&lt;Type, N&gt;</tt> is a simple class that looks and smells
 926 just like <tt>vector&lt;Type&gt;</tt>:
 927 it supports efficient iteration, lays out elements in memory order (so you can
 928 do pointer arithmetic between elements), supports efficient push_back/pop_back
 929 operations, supports efficient random access to its elements, etc.</p>
 930
 931 <p>The advantage of SmallVector is that it allocates space for
 932 some number of elements (N) <b>in the object itself</b>.  Because of this, if
 933 the SmallVector is dynamically smaller than N, no malloc is performed.  This can
 934 be a big win in cases where the malloc/free call is far more expensive than the
 935 code that fiddles around with the elements.</p>
 936
 937 <p>This is good for vectors that are "usually small" (e.g. the number of
 938 predecessors/successors of a block is usually less than 8).  On the other hand,
 939 this makes the size of the SmallVector itself large, so you don't want to
 940 allocate lots of them (doing so will waste a lot of space).  As such,
 941 SmallVectors are most useful when on the stack.</p>
 942
 943 <p>SmallVector also provides a nice portable and efficient replacement for
 944 <tt>alloca</tt>.</p>
 945
 946 </div>
 947
 948 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 949 <div class="doc_subsubsection">
 950   <a name="dss_vector">&lt;vector&gt;</a>
 951 </div>
 952
 953 <div class="doc_text">
 954 <p>
 955 std::vector is well loved and respected.  It is useful when SmallVector isn't:
 956 when the size of the vector is often large (thus the small optimization will
 957 rarely be a benefit) or if you will be allocating many instances of the vector
 958 itself (which would waste space for elements that aren't in the container).
 959 vector is also useful when interfacing with code that expects vectors :).
 960 </p>
 961
 962 <p>One worthwhile note about std::vector: avoid code like this:</p>
 963
 964 <div class="doc_code">
 965 <pre>
 966 for ( ... ) {
 967    std::vector&lt;foo&gt; V;
 968    use V;
 969 }
 970 </pre>
 971 </div>
 972
 973 <p>Instead, write this as:</p>
 974
 975 <div class="doc_code">
 976 <pre>
 977 std::vector&lt;foo&gt; V;
 978 for ( ... ) {
 979    use V;
 980    V.clear();
 981 }
 982 </pre>
 983 </div>
 984
 985 <p>Doing so will save (at least) one heap allocation and free per iteration of
 986 the loop.</p>
 987
 988 </div>
 989
 990 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 991 <div class="doc_subsubsection">
 992   <a name="dss_deque">&lt;deque&gt;</a>
 993 </div>
 994
 995 <div class="doc_text">
 996 <p>std::deque is, in some senses, a generalized version of std::vector.  Like
 997 std::vector, it provides constant time random access and other similar
 998 properties, but it also provides efficient access to the front of the list.  It
 999 does not guarantee continuity of elements within memory.</p>
1000
1001 <p>In exchange for this extra flexibility, std::deque has significantly higher
1002 constant factor costs than std::vector.  If possible, use std::vector or
1003 something cheaper.</p>
1004 </div>
1005
1006 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1007 <div class="doc_subsubsection">
1008   <a name="dss_list">&lt;list&gt;</a>
1009 </div>
1010
1011 <div class="doc_text">
1012 <p>std::list is an extremely inefficient class that is rarely useful.
1013 It performs a heap allocation for every element inserted into it, thus having an
1014 extremely high constant factor, particularly for small data types.  std::list
1015 also only supports bidirectional iteration, not random access iteration.</p>
1016
1017 <p>In exchange for this high cost, std::list supports efficient access to both
1018 ends of the list (like std::deque, but unlike std::vector or SmallVector).  In
1019 addition, the iterator invalidation characteristics of std::list are stronger
1020 than that of a vector class: inserting or removing an element into the list does
1021 not invalidate iterator or pointers to other elements in the list.</p>
1022 </div>
1023
1024 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1025 <div class="doc_subsubsection">
1026   <a name="dss_ilist">llvm/ADT/ilist.h</a>
1027 </div>
1028
1029 <div class="doc_text">
1030 <p><tt>ilist&lt;T&gt;</tt> implements an 'intrusive' doubly-linked list.  It is
1031 intrusive, because it requires the element to store and provide access to the
1032 prev/next pointers for the list.</p>
1033
1034 <p><tt>ilist</tt> has the same drawbacks as <tt>std::list</tt>, and additionally
1035 requires an <tt>ilist_traits</tt> implementation for the element type, but it
1036 provides some novel characteristics.  In particular, it can efficiently store
1037 polymorphic objects, the traits class is informed when an element is inserted or
1038 removed from the list, and <tt>ilist</tt>s are guaranteed to support a
1039 constant-time splice operation.</p>
1040
1041 <p>These properties are exactly what we want for things like
1042 <tt>Instruction</tt>s and basic blocks, which is why these are implemented with
1043 <tt>ilist</tt>s.</p>
1044
1045 Related classes of interest are explained in the following subsections:
1046     <ul>
1047       <li><a href="#dss_ilist_traits">ilist_traits</a></li>
1048       <li><a href="#dss_iplist">iplist</a></li>
1049       <li><a href="#dss_ilist_node">llvm/ADT/ilist_node.h</a></li>
1050       <li><a href="#dss_ilist_sentinel">Sentinels</a></li>
1051     </ul>
1052 </div>
1053
1054 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1055 <div class="doc_subsubsection">
1056   <a name="dss_ilist_traits">ilist_traits</a>
1057 </div>
1058
1059 <div class="doc_text">
1060 <p><tt>ilist_traits&lt;T&gt;</tt> is <tt>ilist&lt;T&gt;</tt>'s customization
1061 mechanism. <tt>iplist&lt;T&gt;</tt> (and consequently <tt>ilist&lt;T&gt;</tt>)
1062 publicly derive from this traits class.</p>
1063 </div>
1064
1065 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1066 <div class="doc_subsubsection">
1067   <a name="dss_iplist">iplist</a>
1068 </div>
1069
1070 <div class="doc_text">
1071 <p><tt>iplist&lt;T&gt;</tt> is <tt>ilist&lt;T&gt;</tt>'s base and as such
1072 supports a slightly narrower interface. Notably, inserters from
1073 <tt>T&amp;</tt> are absent.</p>
1074
1075 <p><tt>ilist_traits&lt;T&gt;</tt> is a public base of this class and can be
1076 used for a wide variety of customizations.</p>
1077 </div>
1078
1079 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1080 <div class="doc_subsubsection">
1081   <a name="dss_ilist_node">llvm/ADT/ilist_node.h</a>
1082 </div>
1083
1084 <div class="doc_text">
1085 <p><tt>ilist_node&lt;T&gt;</tt> implements a the forward and backward links
1086 that are expected by the <tt>ilist&lt;T&gt;</tt> (and analogous containers)
1087 in the default manner.</p>
1088
1089 <p><tt>ilist_node&lt;T&gt;</tt>s are meant to be embedded in the node type
1090 <tt>T</tt>, usually <tt>T</tt> publicly derives from
1091 <tt>ilist_node&lt;T&gt;</tt>.</p>
1092 </div>
1093
1094 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1095 <div class="doc_subsubsection">
1096   <a name="dss_ilist_sentinel">Sentinels</a>
1097 </div>
1098
1099 <div class="doc_text">
1100 <p><tt>ilist</tt>s have another speciality that must be considered. To be a good
1101 citizen in the C++ ecosystem, it needs to support the standard container
1102 operations, such as <tt>begin</tt> and <tt>end</tt> iterators, etc. Also, the
1103 <tt>operator--</tt> must work correctly on the <tt>end</tt> iterator in the
1104 case of non-empty <tt>ilist</tt>s.</p>
1105
1106 <p>The only sensible solution to this problem is to allocate a so-called
1107 <i>sentinel</i> along with the intrusive list, which serves as the <tt>end</tt>
1108 iterator, providing the back-link to the last element. However conforming to the
1109 C++ convention it is illegal to <tt>operator++</tt> beyond the sentinel and it
1110 also must not be dereferenced.</p>
1111
1112 <p>These constraints allow for some implementation freedom to the <tt>ilist</tt>
1113 how to allocate and store the sentinel. The corresponding policy is dictated
1114 by <tt>ilist_traits&lt;T&gt;</tt>. By default a <tt>T</tt> gets heap-allocated
1115 whenever the need for a sentinel arises.</p>
1116
1117 <p>While the default policy is sufficient in most cases, it may break down when
1118 <tt>T</tt> does not provide a default constructor. Also, in the case of many
1119 instances of <tt>ilist</tt>s, the memory overhead of the associated sentinels
1120 is wasted. To alleviate the situation with numerous and voluminous
1121 <tt>T</tt>-sentinels, sometimes a trick is employed, leading to <i>ghostly
1122 sentinels</i>.</p>
1123
1124 <p>Ghostly sentinels are obtained by specially-crafted <tt>ilist_traits&lt;T&gt;</tt>
1125 which superpose the sentinel with the <tt>ilist</tt> instance in memory. Pointer
1126 arithmetic is used to obtain the sentinel, which is relative to the
1127 <tt>ilist</tt>'s <tt>this</tt> pointer. The <tt>ilist</tt> is augmented by an
1128 extra pointer, which serves as the back-link of the sentinel. This is the only
1129 field in the ghostly sentinel which can be legally accessed.</p>
1130 </div>
1131
1132 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1133 <div class="doc_subsubsection">
1134   <a name="dss_other">Other Sequential Container options</a>
1135 </div>
1136
1137 <div class="doc_text">
1138 <p>Other STL containers are available, such as std::string.</p>
1139
1140 <p>There are also various STL adapter classes such as std::queue,
1141 std::priority_queue, std::stack, etc.  These provide simplified access to an
1142 underlying container but don't affect the cost of the container itself.</p>
1143
1144 </div>
1145
1146
1147 <!-- ======================================================================= -->
1148 <div class="doc_subsection">
1149   <a name="ds_set">Set-Like Containers (std::set, SmallSet, SetVector, etc)</a>
1150 </div>
1151
1152 <div class="doc_text">
1153
1154 <p>Set-like containers are useful when you need to canonicalize multiple values
1155 into a single representation.  There are several different choices for how to do
1156 this, providing various trade-offs.</p>
1157
1158 </div>
1159
1160
1161 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1162 <div class="doc_subsubsection">
1163   <a name="dss_sortedvectorset">A sorted 'vector'</a>
1164 </div>
1165
1166 <div class="doc_text">
1167
1168 <p>If you intend to insert a lot of elements, then do a lot of queries, a
1169 great approach is to use a vector (or other sequential container) with
1170 std::sort+std::unique to remove duplicates.  This approach works really well if
1171 your usage pattern has these two distinct phases (insert then query), and can be
1172 coupled with a good choice of <a href="#ds_sequential">sequential container</a>.
1173 </p>
1174
1175 <p>
1176 This combination provides the several nice properties: the result data is
1177 contiguous in memory (good for cache locality), has few allocations, is easy to
1178 address (iterators in the final vector are just indices or pointers), and can be
1179 efficiently queried with a standard binary or radix search.</p>
1180
1181 </div>
1182
1183 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1184 <div class="doc_subsubsection">
1185   <a name="dss_smallset">"llvm/ADT/SmallSet.h"</a>
1186 </div>
1187
1188 <div class="doc_text">
1189
1190 <p>If you have a set-like data structure that is usually small and whose elements
1191 are reasonably small, a <tt>SmallSet&lt;Type, N&gt;</tt> is a good choice.  This set
1192 has space for N elements in place (thus, if the set is dynamically smaller than
1193 N, no malloc traffic is required) and accesses them with a simple linear search.
1194 When the set grows beyond 'N' elements, it allocates a more expensive representation that
1195 guarantees efficient access (for most types, it falls back to std::set, but for
1196 pointers it uses something far better, <a
1197 href="#dss_smallptrset">SmallPtrSet</a>).</p>
1198
1199 <p>The magic of this class is that it handles small sets extremely efficiently,
1200 but gracefully handles extremely large sets without loss of efficiency.  The
1201 drawback is that the interface is quite small: it supports insertion, queries
1202 and erasing, but does not support iteration.</p>
1203
1204 </div>
1205
1206 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1207 <div class="doc_subsubsection">
1208   <a name="dss_smallptrset">"llvm/ADT/SmallPtrSet.h"</a>
1209 </div>
1210
1211 <div class="doc_text">
1212
1213 <p>SmallPtrSet has all the advantages of SmallSet (and a SmallSet of pointers is
1214 transparently implemented with a SmallPtrSet), but also supports iterators.  If
1215 more than 'N' insertions are performed, a single quadratically
1216 probed hash table is allocated and grows as needed, providing extremely
1217 efficient access (constant time insertion/deleting/queries with low constant
1218 factors) and is very stingy with malloc traffic.</p>
1219
1220 <p>Note that, unlike std::set, the iterators of SmallPtrSet are invalidated
1221 whenever an insertion occurs.  Also, the values visited by the iterators are not
1222 visited in sorted order.</p>
1223
1224 </div>
1225
1226 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1227 <div class="doc_subsubsection">
1228   <a name="dss_denseset">"llvm/ADT/DenseSet.h"</a>
1229 </div>
1230
1231 <div class="doc_text">
1232
1233 <p>
1234 DenseSet is a simple quadratically probed hash table.  It excels at supporting
1235 small values: it uses a single allocation to hold all of the pairs that
1236 are currently inserted in the set.  DenseSet is a great way to unique small
1237 values that are not simple pointers (use <a
1238 href="#dss_smallptrset">SmallPtrSet</a> for pointers).  Note that DenseSet has
1239 the same requirements for the value type that <a
1240 href="#dss_densemap">DenseMap</a> has.
1241 </p>
1242
1243 </div>
1244
1245 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1246 <div class="doc_subsubsection">
1247   <a name="dss_FoldingSet">"llvm/ADT/FoldingSet.h"</a>
1248 </div>
1249
1250 <div class="doc_text">
1251
1252 <p>
1253 FoldingSet is an aggregate class that is really good at uniquing
1254 expensive-to-create or polymorphic objects.  It is a combination of a chained
1255 hash table with intrusive links (uniqued objects are required to inherit from
1256 FoldingSetNode) that uses <a href="#dss_smallvector">SmallVector</a> as part of
1257 its ID process.</p>
1258
1259 <p>Consider a case where you want to implement a "getOrCreateFoo" method for
1260 a complex object (for example, a node in the code generator).  The client has a
1261 description of *what* it wants to generate (it knows the opcode and all the
1262 operands), but we don't want to 'new' a node, then try inserting it into a set
1263 only to find out it already exists, at which point we would have to delete it
1264 and return the node that already exists.
1265 </p>
1266
1267 <p>To support this style of client, FoldingSet perform a query with a
1268 FoldingSetNodeID (which wraps SmallVector) that can be used to describe the
1269 element that we want to query for.  The query either returns the element
1270 matching the ID or it returns an opaque ID that indicates where insertion should
1271 take place.  Construction of the ID usually does not require heap traffic.</p>
1272
1273 <p>Because FoldingSet uses intrusive links, it can support polymorphic objects
1274 in the set (for example, you can have SDNode instances mixed with LoadSDNodes).
1275 Because the elements are individually allocated, pointers to the elements are
1276 stable: inserting or removing elements does not invalidate any pointers to other
1277 elements.
1278 </p>
1279
1280 </div>
1281
1282 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1283 <div class="doc_subsubsection">
1284   <a name="dss_set">&lt;set&gt;</a>
1285 </div>
1286
1287 <div class="doc_text">
1288
1289 <p><tt>std::set</tt> is a reasonable all-around set class, which is decent at
1290 many things but great at nothing.  std::set allocates memory for each element
1291 inserted (thus it is very malloc intensive) and typically stores three pointers
1292 per element in the set (thus adding a large amount of per-element space
1293 overhead).  It offers guaranteed log(n) performance, which is not particularly
1294 fast from a complexity standpoint (particularly if the elements of the set are
1295 expensive to compare, like strings), and has extremely high constant factors for
1296 lookup, insertion and removal.</p>
1297
1298 <p>The advantages of std::set are that its iterators are stable (deleting or
1299 inserting an element from the set does not affect iterators or pointers to other
1300 elements) and that iteration over the set is guaranteed to be in sorted order.
1301 If the elements in the set are large, then the relative overhead of the pointers
1302 and malloc traffic is not a big deal, but if the elements of the set are small,
1303 std::set is almost never a good choice.</p>
1304
1305 </div>
1306
1307 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1308 <div class="doc_subsubsection">
1309   <a name="dss_setvector">"llvm/ADT/SetVector.h"</a>
1310 </div>
1311
1312 <div class="doc_text">
1313 <p>LLVM's SetVector&lt;Type&gt; is an adapter class that combines your choice of
1314 a set-like container along with a <a href="#ds_sequential">Sequential
1315 Container</a>.  The important property
1316 that this provides is efficient insertion with uniquing (duplicate elements are
1317 ignored) with iteration support.  It implements this by inserting elements into
1318 both a set-like container and the sequential container, using the set-like
1319 container for uniquing and the sequential container for iteration.
1320 </p>
1321
1322 <p>The difference between SetVector and other sets is that the order of
1323 iteration is guaranteed to match the order of insertion into the SetVector.
1324 This property is really important for things like sets of pointers.  Because
1325 pointer values are non-deterministic (e.g. vary across runs of the program on
1326 different machines), iterating over the pointers in the set will
1327 not be in a well-defined order.</p>
1328
1329 <p>
1330 The drawback of SetVector is that it requires twice as much space as a normal
1331 set and has the sum of constant factors from the set-like container and the
1332 sequential container that it uses.  Use it *only* if you need to iterate over
1333 the elements in a deterministic order.  SetVector is also expensive to delete
1334 elements out of (linear time), unless you use it's "pop_back" method, which is
1335 faster.
1336 </p>
1337
1338 <p>SetVector is an adapter class that defaults to using std::vector and std::set
1339 for the underlying containers, so it is quite expensive.  However,
1340 <tt>"llvm/ADT/SetVector.h"</tt> also provides a SmallSetVector class, which
1341 defaults to using a SmallVector and SmallSet of a specified size.  If you use
1342 this, and if your sets are dynamically smaller than N, you will save a lot of
1343 heap traffic.</p>
1344
1345 </div>
1346
1347 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1348 <div class="doc_subsubsection">
1349   <a name="dss_uniquevector">"llvm/ADT/UniqueVector.h"</a>
1350 </div>
1351
1352 <div class="doc_text">
1353
1354 <p>
1355 UniqueVector is similar to <a href="#dss_setvector">SetVector</a>, but it
1356 retains a unique ID for each element inserted into the set.  It internally
1357 contains a map and a vector, and it assigns a unique ID for each value inserted
1358 into the set.</p>
1359
1360 <p>UniqueVector is very expensive: its cost is the sum of the cost of
1361 maintaining both the map and vector, it has high complexity, high constant
1362 factors, and produces a lot of malloc traffic.  It should be avoided.</p>
1363
1364 </div>
1365
1366
1367 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1368 <div class="doc_subsubsection">
1369   <a name="dss_otherset">Other Set-Like Container Options</a>
1370 </div>
1371
1372 <div class="doc_text">
1373
1374 <p>
1375 The STL provides several other options, such as std::multiset and the various
1376 "hash_set" like containers (whether from C++ TR1 or from the SGI library). We
1377 never use hash_set and unordered_set because they are generally very expensive
1378 (each insertion requires a malloc) and very non-portable.
1379 </p>
1380
1381 <p>std::multiset is useful if you're not interested in elimination of
1382 duplicates, but has all the drawbacks of std::set.  A sorted vector (where you
1383 don't delete duplicate entries) or some other approach is almost always
1384 better.</p>
1385
1386 </div>
1387
1388 <!-- ======================================================================= -->
1389 <div class="doc_subsection">
1390   <a name="ds_map">Map-Like Containers (std::map, DenseMap, etc)</a>
1391 </div>
1392
1393 <div class="doc_text">
1394 Map-like containers are useful when you want to associate data to a key.  As
1395 usual, there are a lot of different ways to do this. :)
1396 </div>
1397
1398 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1399 <div class="doc_subsubsection">
1400   <a name="dss_sortedvectormap">A sorted 'vector'</a>
1401 </div>
1402
1403 <div class="doc_text">
1404
1405 <p>
1406 If your usage pattern follows a strict insert-then-query approach, you can
1407 trivially use the same approach as <a href="#dss_sortedvectorset">sorted vectors
1408 for set-like containers</a>.  The only difference is that your query function
1409 (which uses std::lower_bound to get efficient log(n) lookup) should only compare
1410 the key, not both the key and value.  This yields the same advantages as sorted
1411 vectors for sets.
1412 </p>
1413 </div>
1414
1415 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1416 <div class="doc_subsubsection">
1417   <a name="dss_stringmap">"llvm/ADT/StringMap.h"</a>
1418 </div>
1419
1420 <div class="doc_text">
1421
1422 <p>
1423 Strings are commonly used as keys in maps, and they are difficult to support
1424 efficiently: they are variable length, inefficient to hash and compare when
1425 long, expensive to copy, etc.  StringMap is a specialized container designed to
1426 cope with these issues.  It supports mapping an arbitrary range of bytes to an
1427 arbitrary other object.</p>
1428
1429 <p>The StringMap implementation uses a quadratically-probed hash table, where
1430 the buckets store a pointer to the heap allocated entries (and some other
1431 stuff).  The entries in the map must be heap allocated because the strings are
1432 variable length.  The string data (key) and the element object (value) are
1433 stored in the same allocation with the string data immediately after the element
1434 object.  This container guarantees the "<tt>(char*)(&amp;Value+1)</tt>" points
1435 to the key string for a value.</p>
1436
1437 <p>The StringMap is very fast for several reasons: quadratic probing is very
1438 cache efficient for lookups, the hash value of strings in buckets is not
1439 recomputed when lookup up an element, StringMap rarely has to touch the
1440 memory for unrelated objects when looking up a value (even when hash collisions
1441 happen), hash table growth does not recompute the hash values for strings
1442 already in the table, and each pair in the map is store in a single allocation
1443 (the string data is stored in the same allocation as the Value of a pair).</p>
1444
1445 <p>StringMap also provides query methods that take byte ranges, so it only ever
1446 copies a string if a value is inserted into the table.</p>
1447 </div>
1448
1449 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1450 <div class="doc_subsubsection">
1451   <a name="dss_indexedmap">"llvm/ADT/IndexedMap.h"</a>
1452 </div>
1453
1454 <div class="doc_text">
1455 <p>
1456 IndexedMap is a specialized container for mapping small dense integers (or
1457 values that can be mapped to small dense integers) to some other type.  It is
1458 internally implemented as a vector with a mapping function that maps the keys to
1459 the dense integer range.
1460 </p>
1461
1462 <p>
1463 This is useful for cases like virtual registers in the LLVM code generator: they
1464 have a dense mapping that is offset by a compile-time constant (the first
1465 virtual register ID).</p>
1466
1467 </div>
1468
1469 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1470 <div class="doc_subsubsection">
1471   <a name="dss_densemap">"llvm/ADT/DenseMap.h"</a>
1472 </div>
1473
1474 <div class="doc_text">
1475
1476 <p>
1477 DenseMap is a simple quadratically probed hash table.  It excels at supporting
1478 small keys and values: it uses a single allocation to hold all of the pairs that
1479 are currently inserted in the map.  DenseMap is a great way to map pointers to
1480 pointers, or map other small types to each other.
1481 </p>
1482
1483 <p>
1484 There are several aspects of DenseMap that you should be aware of, however.  The
1485 iterators in a densemap are invalidated whenever an insertion occurs, unlike
1486 map.  Also, because DenseMap allocates space for a large number of key/value
1487 pairs (it starts with 64 by default), it will waste a lot of space if your keys
1488 or values are large.  Finally, you must implement a partial specialization of
1489 DenseMapInfo for the key that you want, if it isn't already supported.  This
1490 is required to tell DenseMap about two special marker values (which can never be
1491 inserted into the map) that it needs internally.</p>
1492
1493 </div>
1494
1495 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1496 <div class="doc_subsubsection">
1497   <a name="dss_valuemap">"llvm/ADT/ValueMap.h"</a>
1498 </div>
1499
1500 <div class="doc_text">
1501
1502 <p>
1503 ValueMap is a wrapper around a <a href="#dss_densemap">DenseMap</a> mapping
1504 Value*s (or subclasses) to another type.  When a Value is deleted or RAUW'ed,
1505 ValueMap will update itself so the new version of the key is mapped to the same
1506 value, just as if the key were a WeakVH.  You can configure exactly how this
1507 happens, and what else happens on these two events, by passing
1508 a <code>Config</code> parameter to the ValueMap template.</p>
1509
1510 </div>
1511
1512 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1513 <div class="doc_subsubsection">
1514   <a name="dss_map">&lt;map&gt;</a>
1515 </div>
1516
1517 <div class="doc_text">
1518
1519 <p>
1520 std::map has similar characteristics to <a href="#dss_set">std::set</a>: it uses
1521 a single allocation per pair inserted into the map, it offers log(n) lookup with
1522 an extremely large constant factor, imposes a space penalty of 3 pointers per
1523 pair in the map, etc.</p>
1524
1525 <p>std::map is most useful when your keys or values are very large, if you need
1526 to iterate over the collection in sorted order, or if you need stable iterators
1527 into the map (i.e. they don't get invalidated if an insertion or deletion of
1528 another element takes place).</p>
1529
1530 </div>
1531
1532 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1533 <div class="doc_subsubsection">
1534   <a name="dss_othermap">Other Map-Like Container Options</a>
1535 </div>
1536
1537 <div class="doc_text">
1538
1539 <p>
1540 The STL provides several other options, such as std::multimap and the various
1541 "hash_map" like containers (whether from C++ TR1 or from the SGI library). We
1542 never use hash_set and unordered_set because they are generally very expensive
1543 (each insertion requires a malloc) and very non-portable.</p>
1544
1545 <p>std::multimap is useful if you want to map a key to multiple values, but has
1546 all the drawbacks of std::map.  A sorted vector or some other approach is almost
1547 always better.</p>
1548
1549 </div>
1550
1551 <!-- ======================================================================= -->
1552 <div class="doc_subsection">
1553   <a name="ds_string">String-like containers</a>
1554 </div>
1555
1556 <div class="doc_text">
1557
1558 <p>
1559 TODO: const char* vs stringref vs smallstring vs std::string.  Describe twine,
1560 xref to #string_apis.
1561 </p>
1562
1563 </div>
1564
1565 <!-- ======================================================================= -->
1566 <div class="doc_subsection">
1567   <a name="ds_bit">Bit storage containers (BitVector, SparseBitVector)</a>
1568 </div>
1569
1570 <div class="doc_text">
1571 <p>Unlike the other containers, there are only two bit storage containers, and
1572 choosing when to use each is relatively straightforward.</p>
1573
1574 <p>One additional option is
1575 <tt>std::vector&lt;bool&gt;</tt>: we discourage its use for two reasons 1) the
1576 implementation in many common compilers (e.g. commonly available versions of
1577 GCC) is extremely inefficient and 2) the C++ standards committee is likely to
1578 deprecate this container and/or change it significantly somehow.  In any case,
1579 please don't use it.</p>
1580 </div>
1581
1582 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1583 <div class="doc_subsubsection">
1584   <a name="dss_bitvector">BitVector</a>
1585 </div>
1586
1587 <div class="doc_text">
1588 <p> The BitVector container provides a dynamic size set of bits for manipulation.
1589 It supports individual bit setting/testing, as well as set operations.  The set
1590 operations take time O(size of bitvector), but operations are performed one word
1591 at a time, instead of one bit at a time.  This makes the BitVector very fast for
1592 set operations compared to other containers.  Use the BitVector when you expect
1593 the number of set bits to be high (IE a dense set).
1594 </p>
1595 </div>
1596
1597 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1598 <div class="doc_subsubsection">
1599   <a name="dss_smallbitvector">SmallBitVector</a>
1600 </div>
1601
1602 <div class="doc_text">
1603 <p> The SmallBitVector container provides the same interface as BitVector, but
1604 it is optimized for the case where only a small number of bits, less than
1605 25 or so, are needed. It also transparently supports larger bit counts, but
1606 slightly less efficiently than a plain BitVector, so SmallBitVector should
1607 only be used when larger counts are rare.
1608 </p>
1609
1610 <p>
1611 At this time, SmallBitVector does not support set operations (and, or, xor),
1612 and its operator[] does not provide an assignable lvalue.
1613 </p>
1614 </div>
1615
1616 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1617 <div class="doc_subsubsection">
1618   <a name="dss_sparsebitvector">SparseBitVector</a>
1619 </div>
1620
1621 <div class="doc_text">
1622 <p> The SparseBitVector container is much like BitVector, with one major
1623 difference: Only the bits that are set, are stored.  This makes the
1624 SparseBitVector much more space efficient than BitVector when the set is sparse,
1625 as well as making set operations O(number of set bits) instead of O(size of
1626 universe).  The downside to the SparseBitVector is that setting and testing of random bits is O(N), and on large SparseBitVectors, this can be slower than BitVector. In our implementation, setting or testing bits in sorted order
1627 (either forwards or reverse) is O(1) worst case.  Testing and setting bits within 128 bits (depends on size) of the current bit is also O(1).  As a general statement, testing/setting bits in a SparseBitVector is O(distance away from last set bit).
1628 </p>
1629 </div>
1630
1631 <!-- *********************************************************************** -->
1632 <div class="doc_section">
1633   <a name="common">Helpful Hints for Common Operations</a>
1634 </div>
1635 <!-- *********************************************************************** -->
1636
1637 <div class="doc_text">
1638
1639 <p>This section describes how to perform some very simple transformations of
1640 LLVM code.  This is meant to give examples of common idioms used, showing the
1641 practical side of LLVM transformations.  <p> Because this is a "how-to" section,
1642 you should also read about the main classes that you will be working with.  The
1643 <a href="#coreclasses">Core LLVM Class Hierarchy Reference</a> contains details
1644 and descriptions of the main classes that you should know about.</p>
1645
1646 </div>
1647
1648 <!-- NOTE: this section should be heavy on example code -->
1649 <!-- ======================================================================= -->
1650 <div class="doc_subsection">
1651   <a name="inspection">Basic Inspection and Traversal Routines</a>
1652 </div>
1653
1654 <div class="doc_text">
1655
1656 <p>The LLVM compiler infrastructure have many different data structures that may
1657 be traversed.  Following the example of the C++ standard template library, the
1658 techniques used to traverse these various data structures are all basically the
1659 same.  For a enumerable sequence of values, the <tt>XXXbegin()</tt> function (or
1660 method) returns an iterator to the start of the sequence, the <tt>XXXend()</tt>
1661 function returns an iterator pointing to one past the last valid element of the
1662 sequence, and there is some <tt>XXXiterator</tt> data type that is common
1663 between the two operations.</p>
1664
1665 <p>Because the pattern for iteration is common across many different aspects of
1666 the program representation, the standard template library algorithms may be used
1667 on them, and it is easier to remember how to iterate. First we show a few common
1668 examples of the data structures that need to be traversed.  Other data
1669 structures are traversed in very similar ways.</p>
1670
1671 </div>
1672
1673 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1674 <div class="doc_subsubsection">
1675   <a name="iterate_function">Iterating over the </a><a
1676   href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>s in a <a
1677   href="#Function"><tt>Function</tt></a>
1678 </div>
1679
1680 <div class="doc_text">
1681
1682 <p>It's quite common to have a <tt>Function</tt> instance that you'd like to
1683 transform in some way; in particular, you'd like to manipulate its
1684 <tt>BasicBlock</tt>s.  To facilitate this, you'll need to iterate over all of
1685 the <tt>BasicBlock</tt>s that constitute the <tt>Function</tt>. The following is
1686 an example that prints the name of a <tt>BasicBlock</tt> and the number of
1687 <tt>Instruction</tt>s it contains:</p>
1688
1689 <div class="doc_code">
1690 <pre>
1691 // <i>func is a pointer to a Function instance</i>
1692 for (Function::iterator i = func-&gt;begin(), e = func-&gt;end(); i != e; ++i)
1693   // <i>Print out the name of the basic block if it has one, and then the</i>
1694   // <i>number of instructions that it contains</i>
1695   errs() &lt;&lt; "Basic block (name=" &lt;&lt; i-&gt;getName() &lt;&lt; ") has "
1696              &lt;&lt; i-&gt;size() &lt;&lt; " instructions.\n";
1697 </pre>
1698 </div>
1699
1700 <p>Note that i can be used as if it were a pointer for the purposes of
1701 invoking member functions of the <tt>Instruction</tt> class.  This is
1702 because the indirection operator is overloaded for the iterator
1703 classes.  In the above code, the expression <tt>i-&gt;size()</tt> is
1704 exactly equivalent to <tt>(*i).size()</tt> just like you'd expect.</p>
1705
1706 </div>
1707
1708 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1709 <div class="doc_subsubsection">
1710   <a name="iterate_basicblock">Iterating over the </a><a
1711   href="#Instruction"><tt>Instruction</tt></a>s in a <a
1712   href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>
1713 </div>
1714
1715 <div class="doc_text">
1716
1717 <p>Just like when dealing with <tt>BasicBlock</tt>s in <tt>Function</tt>s, it's
1718 easy to iterate over the individual instructions that make up
1719 <tt>BasicBlock</tt>s. Here's a code snippet that prints out each instruction in
1720 a <tt>BasicBlock</tt>:</p>
1721
1722 <div class="doc_code">
1723 <pre>
1724 // <i>blk is a pointer to a BasicBlock instance</i>
1725 for (BasicBlock::iterator i = blk-&gt;begin(), e = blk-&gt;end(); i != e; ++i)
1726    // <i>The next statement works since operator&lt;&lt;(ostream&amp;,...)</i>
1727    // <i>is overloaded for Instruction&amp;</i>
1728    errs() &lt;&lt; *i &lt;&lt; "\n";
1729 </pre>
1730 </div>
1731
1732 <p>However, this isn't really the best way to print out the contents of a
1733 <tt>BasicBlock</tt>!  Since the ostream operators are overloaded for virtually
1734 anything you'll care about, you could have just invoked the print routine on the
1735 basic block itself: <tt>errs() &lt;&lt; *blk &lt;&lt; "\n";</tt>.</p>
1736
1737 </div>
1738
1739 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1740 <div class="doc_subsubsection">
1741   <a name="iterate_institer">Iterating over the </a><a
1742   href="#Instruction"><tt>Instruction</tt></a>s in a <a
1743   href="#Function"><tt>Function</tt></a>
1744 </div>
1745
1746 <div class="doc_text">
1747
1748 <p>If you're finding that you commonly iterate over a <tt>Function</tt>'s
1749 <tt>BasicBlock</tt>s and then that <tt>BasicBlock</tt>'s <tt>Instruction</tt>s,
1750 <tt>InstIterator</tt> should be used instead. You'll need to include <a
1751 href="/doxygen/InstIterator_8h-source.html"><tt>llvm/Support/InstIterator.h</tt></a>,
1752 and then instantiate <tt>InstIterator</tt>s explicitly in your code.  Here's a
1753 small example that shows how to dump all instructions in a function to the standard error stream:<p>
1754
1755 <div class="doc_code">
1756 <pre>
1757 #include "<a href="/doxygen/InstIterator_8h-source.html">llvm/Support/InstIterator.h</a>"
1758
1759 // <i>F is a pointer to a Function instance</i>
1760 for (inst_iterator I = inst_begin(F), E = inst_end(F); I != E; ++I)
1761   errs() &lt;&lt; *I &lt;&lt; "\n";
1762 </pre>
1763 </div>
1764
1765 <p>Easy, isn't it?  You can also use <tt>InstIterator</tt>s to fill a
1766 work list with its initial contents.  For example, if you wanted to
1767 initialize a work list to contain all instructions in a <tt>Function</tt>
1768 F, all you would need to do is something like:</p>
1769
1770 <div class="doc_code">
1771 <pre>
1772 std::set&lt;Instruction*&gt; worklist;
1773 // or better yet, SmallPtrSet&lt;Instruction*, 64&gt; worklist;
1774
1775 for (inst_iterator I = inst_begin(F), E = inst_end(F); I != E; ++I)
1776    worklist.insert(&amp;*I);
1777 </pre>
1778 </div>
1779
1780 <p>The STL set <tt>worklist</tt> would now contain all instructions in the
1781 <tt>Function</tt> pointed to by F.</p>
1782
1783 </div>
1784
1785 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1786 <div class="doc_subsubsection">
1787   <a name="iterate_convert">Turning an iterator into a class pointer (and
1788   vice-versa)</a>
1789 </div>
1790
1791 <div class="doc_text">
1792
1793 <p>Sometimes, it'll be useful to grab a reference (or pointer) to a class
1794 instance when all you've got at hand is an iterator.  Well, extracting
1795 a reference or a pointer from an iterator is very straight-forward.
1796 Assuming that <tt>i</tt> is a <tt>BasicBlock::iterator</tt> and <tt>j</tt>
1797 is a <tt>BasicBlock::const_iterator</tt>:</p>
1798
1799 <div class="doc_code">
1800 <pre>
1801 Instruction&amp; inst = *i;   // <i>Grab reference to instruction reference</i>
1802 Instruction* pinst = &amp;*i; // <i>Grab pointer to instruction reference</i>
1803 const Instruction&amp; inst = *j;
1804 </pre>
1805 </div>
1806
1807 <p>However, the iterators you'll be working with in the LLVM framework are
1808 special: they will automatically convert to a ptr-to-instance type whenever they
1809 need to.  Instead of dereferencing the iterator and then taking the address of
1810 the result, you can simply assign the iterator to the proper pointer type and
1811 you get the dereference and address-of operation as a result of the assignment
1812 (behind the scenes, this is a result of overloading casting mechanisms).  Thus
1813 the last line of the last example,</p>
1814
1815 <div class="doc_code">
1816 <pre>
1817 Instruction *pinst = &amp;*i;
1818 </pre>
1819 </div>
1820
1821 <p>is semantically equivalent to</p>
1822
1823 <div class="doc_code">
1824 <pre>
1825 Instruction *pinst = i;
1826 </pre>
1827 </div>
1828
1829 <p>It's also possible to turn a class pointer into the corresponding iterator,
1830 and this is a constant time operation (very efficient).  The following code
1831 snippet illustrates use of the conversion constructors provided by LLVM
1832 iterators.  By using these, you can explicitly grab the iterator of something
1833 without actually obtaining it via iteration over some structure:</p>
1834
1835 <div class="doc_code">
1836 <pre>
1837 void printNextInstruction(Instruction* inst) {
1838   BasicBlock::iterator it(inst);
1839   ++it; // <i>After this line, it refers to the instruction after *inst</i>
1840   if (it != inst-&gt;getParent()-&gt;end()) errs() &lt;&lt; *it &lt;&lt; "\n";
1841 }
1842 </pre>
1843 </div>
1844
1845 </div>
1846
1847 <!--_______________________________________________________________________-->
1848 <div class="doc_subsubsection">
1849   <a name="iterate_complex">Finding call sites: a slightly more complex
1850   example</a>
1851 </div>
1852
1853 <div class="doc_text">
1854
1855 <p>Say that you're writing a FunctionPass and would like to count all the
1856 locations in the entire module (that is, across every <tt>Function</tt>) where a
1857 certain function (i.e., some <tt>Function</tt>*) is already in scope.  As you'll
1858 learn later, you may want to use an <tt>InstVisitor</tt> to accomplish this in a
1859 much more straight-forward manner, but this example will allow us to explore how
1860 you'd do it if you didn't have <tt>InstVisitor</tt> around. In pseudo-code, this
1861 is what we want to do:</p>
1862
1863 <div class="doc_code">
1864 <pre>
1865 initialize callCounter to zero
1866 for each Function f in the Module
1867   for each BasicBlock b in f
1868     for each Instruction i in b
1869       if (i is a CallInst and calls the given function)
1870         increment callCounter
1871 </pre>
1872 </div>
1873
1874 <p>And the actual code is (remember, because we're writing a
1875 <tt>FunctionPass</tt>, our <tt>FunctionPass</tt>-derived class simply has to
1876 override the <tt>runOnFunction</tt> method):</p>
1877
1878 <div class="doc_code">
1879 <pre>
1880 Function* targetFunc = ...;
1881
1882 class OurFunctionPass : public FunctionPass {
1883   public:
1884     OurFunctionPass(): callCounter(0) { }
1885
1886     virtual runOnFunction(Function&amp; F) {
1887       for (Function::iterator b = F.begin(), be = F.end(); b != be; ++b) {
1888         for (BasicBlock::iterator i = b-&gt;begin(), ie = b-&gt;end(); i != ie; ++i) {
1889           if (<a href="#CallInst">CallInst</a>* callInst = <a href="#isa">dyn_cast</a>&lt;<a
1890  href="#CallInst">CallInst</a>&gt;(&amp;*i)) {
1891             // <i>We know we've encountered a call instruction, so we</i>
1892             // <i>need to determine if it's a call to the</i>
1893             // <i>function pointed to by m_func or not.</i>
1894             if (callInst-&gt;getCalledFunction() == targetFunc)
1895               ++callCounter;
1896           }
1897         }
1898       }
1899     }
1900
1901   private:
1902     unsigned callCounter;
1903 };
1904 </pre>
1905 </div>
1906
1907 </div>
1908
1909 <!--_______________________________________________________________________-->
1910 <div class="doc_subsubsection">
1911   <a name="calls_and_invokes">Treating calls and invokes the same way</a>
1912 </div>
1913
1914 <div class="doc_text">
1915
1916 <p>You may have noticed that the previous example was a bit oversimplified in
1917 that it did not deal with call sites generated by 'invoke' instructions. In
1918 this, and in other situations, you may find that you want to treat
1919 <tt>CallInst</tt>s and <tt>InvokeInst</tt>s the same way, even though their
1920 most-specific common base class is <tt>Instruction</tt>, which includes lots of
1921 less closely-related things. For these cases, LLVM provides a handy wrapper
1922 class called <a
1923 href="http://llvm.org/doxygen/classllvm_1_1CallSite.html"><tt>CallSite</tt></a>.
1924 It is essentially a wrapper around an <tt>Instruction</tt> pointer, with some
1925 methods that provide functionality common to <tt>CallInst</tt>s and
1926 <tt>InvokeInst</tt>s.</p>
1927
1928 <p>This class has "value semantics": it should be passed by value, not by
1929 reference and it should not be dynamically allocated or deallocated using
1930 <tt>operator new</tt> or <tt>operator delete</tt>. It is efficiently copyable,
1931 assignable and constructable, with costs equivalents to that of a bare pointer.
1932 If you look at its definition, it has only a single pointer member.</p>
1933
1934 </div>
1935
1936 <!--_______________________________________________________________________-->
1937 <div class="doc_subsubsection">
1938   <a name="iterate_chains">Iterating over def-use &amp; use-def chains</a>
1939 </div>
1940
1941 <div class="doc_text">
1942
1943 <p>Frequently, we might have an instance of the <a
1944 href="/doxygen/classllvm_1_1Value.html">Value Class</a> and we want to
1945 determine which <tt>User</tt>s use the <tt>Value</tt>.  The list of all
1946 <tt>User</tt>s of a particular <tt>Value</tt> is called a <i>def-use</i> chain.
1947 For example, let's say we have a <tt>Function*</tt> named <tt>F</tt> to a
1948 particular function <tt>foo</tt>. Finding all of the instructions that
1949 <i>use</i> <tt>foo</tt> is as simple as iterating over the <i>def-use</i> chain
1950 of <tt>F</tt>:</p>
1951
1952 <div class="doc_code">
1953 <pre>
1954 Function *F = ...;
1955
1956 for (Value::use_iterator i = F-&gt;use_begin(), e = F-&gt;use_end(); i != e; ++i)
1957   if (Instruction *Inst = dyn_cast&lt;Instruction&gt;(*i)) {
1958     errs() &lt;&lt; "F is used in instruction:\n";
1959     errs() &lt;&lt; *Inst &lt;&lt; "\n";
1960   }
1961 </pre>
1962 </div>
1963
1964 <p>Alternately, it's common to have an instance of the <a
1965 href="/doxygen/classllvm_1_1User.html">User Class</a> and need to know what
1966 <tt>Value</tt>s are used by it.  The list of all <tt>Value</tt>s used by a
1967 <tt>User</tt> is known as a <i>use-def</i> chain.  Instances of class
1968 <tt>Instruction</tt> are common <tt>User</tt>s, so we might want to iterate over
1969 all of the values that a particular instruction uses (that is, the operands of
1970 the particular <tt>Instruction</tt>):</p>
1971
1972 <div class="doc_code">
1973 <pre>
1974 Instruction *pi = ...;
1975
1976 for (User::op_iterator i = pi-&gt;op_begin(), e = pi-&gt;op_end(); i != e; ++i) {
1977   Value *v = *i;
1978   // <i>...</i>
1979 }
1980 </pre>
1981 </div>
1982
1983 <!--
1984   def-use chains ("finding all users of"): Value::use_begin/use_end
1985   use-def chains ("finding all values used"): User::op_begin/op_end [op=operand]
1986 -->
1987
1988 </div>
1989
1990 <!--_______________________________________________________________________-->
1991 <div class="doc_subsubsection">
1992   <a name="iterate_preds">Iterating over predecessors &amp;
1993 successors of blocks</a>
1994 </div>
1995
1996 <div class="doc_text">
1997
1998 <p>Iterating over the predecessors and successors of a block is quite easy
1999 with the routines defined in <tt>"llvm/Support/CFG.h"</tt>.  Just use code like
2000 this to iterate over all predecessors of BB:</p>
2001
2002 <div class="doc_code">
2003 <pre>
2004 #include "llvm/Support/CFG.h"
2005 BasicBlock *BB = ...;
2006
2007 for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
2008   BasicBlock *Pred = *PI;
2009   // <i>...</i>
2010 }
2011 </pre>
2012 </div>
2013
2014 <p>Similarly, to iterate over successors use
2015 succ_iterator/succ_begin/succ_end.</p>
2016
2017 </div>
2018
2019
2020 <!-- ======================================================================= -->
2021 <div class="doc_subsection">
2022   <a name="simplechanges">Making simple changes</a>
2023 </div>
2024
2025 <div class="doc_text">
2026
2027 <p>There are some primitive transformation operations present in the LLVM
2028 infrastructure that are worth knowing about.  When performing
2029 transformations, it's fairly common to manipulate the contents of basic
2030 blocks. This section describes some of the common methods for doing so
2031 and gives example code.</p>
2032
2033 </div>
2034
2035 <!--_______________________________________________________________________-->
2036 <div class="doc_subsubsection">
2037   <a name="schanges_creating">Creating and inserting new
2038   <tt>Instruction</tt>s</a>
2039 </div>
2040
2041 <div class="doc_text">
2042
2043 <p><i>Instantiating Instructions</i></p>
2044
2045 <p>Creation of <tt>Instruction</tt>s is straight-forward: simply call the
2046 constructor for the kind of instruction to instantiate and provide the necessary
2047 parameters. For example, an <tt>AllocaInst</tt> only <i>requires</i> a
2048 (const-ptr-to) <tt>Type</tt>. Thus:</p>
2049
2050 <div class="doc_code">
2051 <pre>
2052 AllocaInst* ai = new AllocaInst(Type::Int32Ty);
2053 </pre>
2054 </div>
2055
2056 <p>will create an <tt>AllocaInst</tt> instance that represents the allocation of
2057 one integer in the current stack frame, at run time. Each <tt>Instruction</tt>
2058 subclass is likely to have varying default parameters which change the semantics
2059 of the instruction, so refer to the <a
2060 href="/doxygen/classllvm_1_1Instruction.html">doxygen documentation for the subclass of
2061 Instruction</a> that you're interested in instantiating.</p>
2062
2063 <p><i>Naming values</i></p>
2064
2065 <p>It is very useful to name the values of instructions when you're able to, as
2066 this facilitates the debugging of your transformations.  If you end up looking
2067 at generated LLVM machine code, you definitely want to have logical names
2068 associated with the results of instructions!  By supplying a value for the
2069 <tt>Name</tt> (default) parameter of the <tt>Instruction</tt> constructor, you
2070 associate a logical name with the result of the instruction's execution at
2071 run time.  For example, say that I'm writing a transformation that dynamically
2072 allocates space for an integer on the stack, and that integer is going to be
2073 used as some kind of index by some other code.  To accomplish this, I place an
2074 <tt>AllocaInst</tt> at the first point in the first <tt>BasicBlock</tt> of some
2075 <tt>Function</tt>, and I'm intending to use it within the same
2076 <tt>Function</tt>. I might do:</p>
2077
2078 <div class="doc_code">
2079 <pre>
2080 AllocaInst* pa = new AllocaInst(Type::Int32Ty, 0, "indexLoc");
2081 </pre>
2082 </div>
2083
2084 <p>where <tt>indexLoc</tt> is now the logical name of the instruction's
2085 execution value, which is a pointer to an integer on the run time stack.</p>
2086
2087 <p><i>Inserting instructions</i></p>
2088
2089 <p>There are essentially two ways to insert an <tt>Instruction</tt>
2090 into an existing sequence of instructions that form a <tt>BasicBlock</tt>:</p>
2091
2092 <ul>
2093   <li>Insertion into an explicit instruction list
2094
2095     <p>Given a <tt>BasicBlock* pb</tt>, an <tt>Instruction* pi</tt> within that
2096     <tt>BasicBlock</tt>, and a newly-created instruction we wish to insert
2097     before <tt>*pi</tt>, we do the following: </p>
2098
2099 <div class="doc_code">
2100 <pre>
2101 BasicBlock *pb = ...;
2102 Instruction *pi = ...;
2103 Instruction *newInst = new Instruction(...);
2104
2105 pb-&gt;getInstList().insert(pi, newInst); // <i>Inserts newInst before pi in pb</i>
2106 </pre>
2107 </div>
2108
2109     <p>Appending to the end of a <tt>BasicBlock</tt> is so common that
2110     the <tt>Instruction</tt> class and <tt>Instruction</tt>-derived
2111     classes provide constructors which take a pointer to a
2112     <tt>BasicBlock</tt> to be appended to. For example code that
2113     looked like: </p>
2114
2115 <div class="doc_code">
2116 <pre>
2117 BasicBlock *pb = ...;
2118 Instruction *newInst = new Instruction(...);
2119
2120 pb-&gt;getInstList().push_back(newInst); // <i>Appends newInst to pb</i>
2121 </pre>
2122 </div>
2123
2124     <p>becomes: </p>
2125
2126 <div class="doc_code">
2127 <pre>
2128 BasicBlock *pb = ...;
2129 Instruction *newInst = new Instruction(..., pb);
2130 </pre>
2131 </div>
2132
2133     <p>which is much cleaner, especially if you are creating
2134     long instruction streams.</p></li>
2135
2136   <li>Insertion into an implicit instruction list
2137
2138     <p><tt>Instruction</tt> instances that are already in <tt>BasicBlock</tt>s
2139     are implicitly associated with an existing instruction list: the instruction
2140     list of the enclosing basic block. Thus, we could have accomplished the same
2141     thing as the above code without being given a <tt>BasicBlock</tt> by doing:
2142     </p>
2143
2144 <div class="doc_code">
2145 <pre>
2146 Instruction *pi = ...;
2147 Instruction *newInst = new Instruction(...);
2148
2149 pi-&gt;getParent()-&gt;getInstList().insert(pi, newInst);
2150 </pre>
2151 </div>
2152
2153     <p>In fact, this sequence of steps occurs so frequently that the
2154     <tt>Instruction</tt> class and <tt>Instruction</tt>-derived classes provide
2155     constructors which take (as a default parameter) a pointer to an
2156     <tt>Instruction</tt> which the newly-created <tt>Instruction</tt> should
2157     precede.  That is, <tt>Instruction</tt> constructors are capable of
2158     inserting the newly-created instance into the <tt>BasicBlock</tt> of a
2159     provided instruction, immediately before that instruction.  Using an
2160     <tt>Instruction</tt> constructor with a <tt>insertBefore</tt> (default)
2161     parameter, the above code becomes:</p>
2162
2163 <div class="doc_code">
2164 <pre>
2165 Instruction* pi = ...;
2166 Instruction* newInst = new Instruction(..., pi);
2167 </pre>
2168 </div>
2169
2170     <p>which is much cleaner, especially if you're creating a lot of
2171     instructions and adding them to <tt>BasicBlock</tt>s.</p></li>
2172 </ul>
2173
2174 </div>
2175
2176 <!--_______________________________________________________________________-->
2177 <div class="doc_subsubsection">
2178   <a name="schanges_deleting">Deleting <tt>Instruction</tt>s</a>
2179 </div>
2180
2181 <div class="doc_text">
2182
2183 <p>Deleting an instruction from an existing sequence of instructions that form a
2184 <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a> is very straight-forward. First,
2185 you must have a pointer to the instruction that you wish to delete.  Second, you
2186 need to obtain the pointer to that instruction's basic block. You use the
2187 pointer to the basic block to get its list of instructions and then use the
2188 erase function to remove your instruction. For example:</p>
2189
2190 <div class="doc_code">
2191 <pre>
2192 <a href="#Instruction">Instruction</a> *I = .. ;
2193 I-&gt;eraseFromParent();
2194 </pre>
2195 </div>
2196
2197 </div>
2198
2199 <!--_______________________________________________________________________-->
2200 <div class="doc_subsubsection">
2201   <a name="schanges_replacing">Replacing an <tt>Instruction</tt> with another
2202   <tt>Value</tt></a>
2203 </div>
2204
2205 <div class="doc_text">
2206
2207 <p><i>Replacing individual instructions</i></p>
2208
2209 <p>Including "<a href="/doxygen/BasicBlockUtils_8h-source.html">llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h</a>"
2210 permits use of two very useful replace functions: <tt>ReplaceInstWithValue</tt>
2211 and <tt>ReplaceInstWithInst</tt>.</p>
2212
2213 <h4><a name="schanges_deleting">Deleting <tt>Instruction</tt>s</a></h4>
2214
2215 <ul>
2216   <li><tt>ReplaceInstWithValue</tt>
2217
2218     <p>This function replaces all uses of a given instruction with a value,
2219     and then removes the original instruction. The following example
2220     illustrates the replacement of the result of a particular
2221     <tt>AllocaInst</tt> that allocates memory for a single integer with a null
2222     pointer to an integer.</p>
2223
2224 <div class="doc_code">
2225 <pre>
2226 AllocaInst* instToReplace = ...;
2227 BasicBlock::iterator ii(instToReplace);
2228
2229 ReplaceInstWithValue(instToReplace-&gt;getParent()-&gt;getInstList(), ii,
2230                      Constant::getNullValue(PointerType::getUnqual(Type::Int32Ty)));
2231 </pre></div></li>
2232
2233   <li><tt>ReplaceInstWithInst</tt>
2234
2235     <p>This function replaces a particular instruction with another
2236     instruction, inserting the new instruction into the basic block at the
2237     location where the old instruction was, and replacing any uses of the old
2238     instruction with the new instruction. The following example illustrates
2239     the replacement of one <tt>AllocaInst</tt> with another.</p>
2240
2241 <div class="doc_code">
2242 <pre>
2243 AllocaInst* instToReplace = ...;
2244 BasicBlock::iterator ii(instToReplace);
2245
2246 ReplaceInstWithInst(instToReplace-&gt;getParent()-&gt;getInstList(), ii,
2247                     new AllocaInst(Type::Int32Ty, 0, "ptrToReplacedInt"));
2248 </pre></div></li>
2249 </ul>
2250
2251 <p><i>Replacing multiple uses of <tt>User</tt>s and <tt>Value</tt>s</i></p>
2252
2253 <p>You can use <tt>Value::replaceAllUsesWith</tt> and
2254 <tt>User::replaceUsesOfWith</tt> to change more than one use at a time.  See the
2255 doxygen documentation for the <a href="/doxygen/classllvm_1_1Value.html">Value Class</a>
2256 and <a href="/doxygen/classllvm_1_1User.html">User Class</a>, respectively, for more
2257 information.</p>
2258
2259 <!-- Value::replaceAllUsesWith User::replaceUsesOfWith Point out:
2260 include/llvm/Transforms/Utils/ especially BasicBlockUtils.h with:
2261 ReplaceInstWithValue, ReplaceInstWithInst -->
2262
2263 </div>
2264
2265 <!--_______________________________________________________________________-->
2266 <div class="doc_subsubsection">
2267   <a name="schanges_deletingGV">Deleting <tt>GlobalVariable</tt>s</a>
2268 </div>
2269
2270 <div class="doc_text">
2271
2272 <p>Deleting a global variable from a module is just as easy as deleting an
2273 Instruction. First, you must have a pointer to the global variable that you wish
2274  to delete.  You use this pointer to erase it from its parent, the module.
2275  For example:</p>
2276
2277 <div class="doc_code">
2278 <pre>
2279 <a href="#GlobalVariable">GlobalVariable</a> *GV = .. ;
2280
2281 GV-&gt;eraseFromParent();
2282 </pre>
2283 </div>
2284
2285 </div>
2286
2287 <!-- ======================================================================= -->
2288 <div class="doc_subsection">
2289   <a name="create_types">How to Create Types</a>
2290 </div>
2291
2292 <div class="doc_text">
2293
2294 <p>In generating IR, you may need some complex types.  If you know these types
2295 statically, you can use <tt>TypeBuilder&lt;...&gt;::get()</tt>, defined
2296 in <tt>llvm/Support/TypeBuilder.h</tt>, to retrieve them.  <tt>TypeBuilder</tt>
2297 has two forms depending on whether you're building types for cross-compilation
2298 or native library use.  <tt>TypeBuilder&lt;T, true&gt;</tt> requires
2299 that <tt>T</tt> be independent of the host environment, meaning that it's built
2300 out of types from
2301 the <a href="/doxygen/namespacellvm_1_1types.html"><tt>llvm::types</tt></a>
2302 namespace and pointers, functions, arrays, etc. built of
2303 those.  <tt>TypeBuilder&lt;T, false&gt;</tt> additionally allows native C types
2304 whose size may depend on the host compiler.  For example,</p>
2305
2306 <div class="doc_code">
2307 <pre>
2308 FunctionType *ft = TypeBuilder&lt;types::i&lt;8&gt;(types::i&lt;32&gt;*), true&gt;::get();
2309 </pre>
2310 </div>
2311
2312 <p>is easier to read and write than the equivalent</p>
2313
2314 <div class="doc_code">
2315 <pre>
2316 std::vector&lt;const Type*&gt; params;
2317 params.push_back(PointerType::getUnqual(Type::Int32Ty));
2318 FunctionType *ft = FunctionType::get(Type::Int8Ty, params, false);
2319 </pre>
2320 </div>
2321
2322 <p>See the <a href="/doxygen/TypeBuilder_8h-source.html#l00001">class
2323 comment</a> for more details.</p>
2324
2325 </div>
2326
2327 <!-- *********************************************************************** -->
2328 <div class="doc_section">
2329   <a name="threading">Threads and LLVM</a>
2330 </div>
2331 <!-- *********************************************************************** -->
2332
2333 <div class="doc_text">
2334 <p>
2335 This section describes the interaction of the LLVM APIs with multithreading,
2336 both on the part of client applications, and in the JIT, in the hosted
2337 application.
2338 </p>
2339
2340 <p>
2341 Note that LLVM's support for multithreading is still relatively young.  Up
2342 through version 2.5, the execution of threaded hosted applications was
2343 supported, but not threaded client access to the APIs.  While this use case is
2344 now supported, clients <em>must</em> adhere to the guidelines specified below to
2345 ensure proper operation in multithreaded mode.
2346 </p>
2347
2348 <p>
2349 Note that, on Unix-like platforms, LLVM requires the presence of GCC's atomic
2350 intrinsics in order to support threaded operation.  If you need a
2351 multhreading-capable LLVM on a platform without a suitably modern system
2352 compiler, consider compiling LLVM and LLVM-GCC in single-threaded mode, and
2353 using the resultant compiler to build a copy of LLVM with multithreading
2354 support.
2355 </p>
2356 </div>
2357
2358 <!-- ======================================================================= -->
2359 <div class="doc_subsection">
2360   <a name="startmultithreaded">Entering and Exiting Multithreaded Mode</a>
2361 </div>
2362
2363 <div class="doc_text">
2364
2365 <p>
2366 In order to properly protect its internal data structures while avoiding
2367 excessive locking overhead in the single-threaded case, the LLVM must intialize
2368 certain data structures necessary to provide guards around its internals.  To do
2369 so, the client program must invoke <tt>llvm_start_multithreaded()</tt> before
2370 making any concurrent LLVM API calls.  To subsequently tear down these
2371 structures, use the <tt>llvm_stop_multithreaded()</tt> call.  You can also use
2372 the <tt>llvm_is_multithreaded()</tt> call to check the status of multithreaded
2373 mode.
2374 </p>
2375
2376 <p>
2377 Note that both of these calls must be made <em>in isolation</em>.  That is to
2378 say that no other LLVM API calls may be executing at any time during the
2379 execution of <tt>llvm_start_multithreaded()</tt> or <tt>llvm_stop_multithreaded
2380 </tt>.  It's is the client's responsibility to enforce this isolation.
2381 </p>
2382
2383 <p>
2384 The return value of <tt>llvm_start_multithreaded()</tt> indicates the success or
2385 failure of the initialization.  Failure typically indicates that your copy of
2386 LLVM was built without multithreading support, typically because GCC atomic
2387 intrinsics were not found in your system compiler.  In this case, the LLVM API
2388 will not be safe for concurrent calls.  However, it <em>will</em> be safe for
2389 hosting threaded applications in the JIT, though care must be taken to ensure
2390 that side exits and the like do not accidentally result in concurrent LLVM API
2391 calls.
2392 </p>
2393 </div>
2394
2395 <!-- ======================================================================= -->
2396 <div class="doc_subsection">
2397   <a name="shutdown">Ending Execution with <tt>llvm_shutdown()</tt></a>
2398 </div>
2399
2400 <div class="doc_text">
2401 <p>
2402 When you are done using the LLVM APIs, you should call <tt>llvm_shutdown()</tt>
2403 to deallocate memory used for internal structures.  This will also invoke
2404 <tt>llvm_stop_multithreaded()</tt> if LLVM is operating in multithreaded mode.
2405 As such, <tt>llvm_shutdown()</tt> requires the same isolation guarantees as
2406 <tt>llvm_stop_multithreaded()</tt>.
2407 </p>
2408
2409 <p>
2410 Note that, if you use scope-based shutdown, you can use the
2411 <tt>llvm_shutdown_obj</tt> class, which calls <tt>llvm_shutdown()</tt> in its
2412 destructor.
2413 </div>
2414
2415 <!-- ======================================================================= -->
2416 <div class="doc_subsection">
2417   <a name="managedstatic">Lazy Initialization with <tt>ManagedStatic</tt></a>
2418 </div>
2419
2420 <div class="doc_text">
2421 <p>
2422 <tt>ManagedStatic</tt> is a utility class in LLVM used to implement static
2423 initialization of static resources, such as the global type tables.  Before the
2424 invocation of <tt>llvm_shutdown()</tt>, it implements a simple lazy
2425 initialization scheme.  Once <tt>llvm_start_multithreaded()</tt> returns,
2426 however, it uses double-checked locking to implement thread-safe lazy
2427 initialization.
2428 </p>
2429
2430 <p>
2431 Note that, because no other threads are allowed to issue LLVM API calls before
2432 <tt>llvm_start_multithreaded()</tt> returns, it is possible to have
2433 <tt>ManagedStatic</tt>s of <tt>llvm::sys::Mutex</tt>s.
2434 </p>
2435
2436 <p>
2437 The <tt>llvm_acquire_global_lock()</tt> and <tt>llvm_release_global_lock</tt>
2438 APIs provide access to the global lock used to implement the double-checked
2439 locking for lazy initialization.  These should only be used internally to LLVM,
2440 and only if you know what you're doing!
2441 </p>
2442 </div>
2443
2444 <!-- ======================================================================= -->
2445 <div class="doc_subsection">
2446   <a name="llvmcontext">Achieving Isolation with <tt>LLVMContext</tt></a>
2447 </div>
2448
2449 <div class="doc_text">
2450 <p>
2451 <tt>LLVMContext</tt> is an opaque class in the LLVM API which clients can use
2452 to operate multiple, isolated instances of LLVM concurrently within the same
2453 address space.  For instance, in a hypothetical compile-server, the compilation
2454 of an individual translation unit is conceptually independent from all the
2455 others, and it would be desirable to be able to compile incoming translation
2456 units concurrently on independent server threads.  Fortunately,
2457 <tt>LLVMContext</tt> exists to enable just this kind of scenario!
2458 </p>
2459
2460 <p>
2461 Conceptually, <tt>LLVMContext</tt> provides isolation.  Every LLVM entity
2462 (<tt>Module</tt>s, <tt>Value</tt>s, <tt>Type</tt>s, <tt>Constant</tt>s, etc.)
2463 in LLVM's in-memory IR belongs to an <tt>LLVMContext</tt>.  Entities in
2464 different contexts <em>cannot</em> interact with each other: <tt>Module</tt>s in
2465 different contexts cannot be linked together, <tt>Function</tt>s cannot be added
2466 to <tt>Module</tt>s in different contexts, etc.  What this means is that is is
2467 safe to compile on multiple threads simultaneously, as long as no two threads
2468 operate on entities within the same context.
2469 </p>
2470
2471 <p>
2472 In practice, very few places in the API require the explicit specification of a
2473 <tt>LLVMContext</tt>, other than the <tt>Type</tt> creation/lookup APIs.
2474 Because every <tt>Type</tt> carries a reference to its owning context, most
2475 other entities can determine what context they belong to by looking at their
2476 own <tt>Type</tt>.  If you are adding new entities to LLVM IR, please try to
2477 maintain this interface design.
2478 </p>
2479
2480 <p>
2481 For clients that do <em>not</em> require the benefits of isolation, LLVM
2482 provides a convenience API <tt>getGlobalContext()</tt>.  This returns a global,
2483 lazily initialized <tt>LLVMContext</tt> that may be used in situations where
2484 isolation is not a concern.
2485 </p>
2486 </div>
2487
2488 <!-- *********************************************************************** -->
2489 <div class="doc_section">
2490   <a name="advanced">Advanced Topics</a>
2491 </div>
2492 <!-- *********************************************************************** -->
2493
2494 <div class="doc_text">
2495 <p>
2496 This section describes some of the advanced or obscure API's that most clients
2497 do not need to be aware of.  These API's tend manage the inner workings of the
2498 LLVM system, and only need to be accessed in unusual circumstances.
2499 </p>
2500 </div>
2501
2502 <!-- ======================================================================= -->
2503 <div class="doc_subsection">
2504   <a name="TypeResolve">LLVM Type Resolution</a>
2505 </div>
2506
2507 <div class="doc_text">
2508
2509 <p>
2510 The LLVM type system has a very simple goal: allow clients to compare types for
2511 structural equality with a simple pointer comparison (aka a shallow compare).
2512 This goal makes clients much simpler and faster, and is used throughout the LLVM
2513 system.
2514 </p>
2515
2516 <p>
2517 Unfortunately achieving this goal is not a simple matter.  In particular,
2518 recursive types and late resolution of opaque types makes the situation very
2519 difficult to handle.  Fortunately, for the most part, our implementation makes
2520 most clients able to be completely unaware of the nasty internal details.  The
2521 primary case where clients are exposed to the inner workings of it are when
2522 building a recursive type.  In addition to this case, the LLVM bitcode reader,
2523 assembly parser, and linker also have to be aware of the inner workings of this
2524 system.
2525 </p>
2526
2527 <p>
2528 For our purposes below, we need three concepts.  First, an "Opaque Type" is
2529 exactly as defined in the <a href="LangRef.html#t_opaque">language
2530 reference</a>.  Second an "Abstract Type" is any type which includes an
2531 opaque type as part of its type graph (for example "<tt>{ opaque, i32 }</tt>").
2532 Third, a concrete type is a type that is not an abstract type (e.g. "<tt>{ i32,
2533 float }</tt>").
2534 </p>
2535
2536 </div>
2537
2538 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2539 <div class="doc_subsubsection">
2540   <a name="BuildRecType">Basic Recursive Type Construction</a>
2541 </div>
2542
2543 <div class="doc_text">
2544
2545 <p>
2546 Because the most common question is "how do I build a recursive type with LLVM",
2547 we answer it now and explain it as we go.  Here we include enough to cause this
2548 to be emitted to an output .ll file:
2549 </p>
2550
2551 <div class="doc_code">
2552 <pre>
2553 %mylist = type { %mylist*, i32 }
2554 </pre>
2555 </div>
2556
2557 <p>
2558 To build this, use the following LLVM APIs:
2559 </p>
2560
2561 <div class="doc_code">
2562 <pre>
2563 // <i>Create the initial outer struct</i>
2564 <a href="#PATypeHolder">PATypeHolder</a> StructTy = OpaqueType::get();
2565 std::vector&lt;const Type*&gt; Elts;
2566 Elts.push_back(PointerType::getUnqual(StructTy));
2567 Elts.push_back(Type::Int32Ty);
2568 StructType *NewSTy = StructType::get(Elts);
2569
2570 // <i>At this point, NewSTy = "{ opaque*, i32 }". Tell VMCore that</i>
2571 // <i>the struct and the opaque type are actually the same.</i>
2572 cast&lt;OpaqueType&gt;(StructTy.get())-&gt;<a href="#refineAbstractTypeTo">refineAbstractTypeTo</a>(NewSTy);
2573
2574 // <i>NewSTy is potentially invalidated, but StructTy (a <a href="#PATypeHolder">PATypeHolder</a>) is</i>
2575 // <i>kept up-to-date</i>
2576 NewSTy = cast&lt;StructType&gt;(StructTy.get());
2577
2578 // <i>Add a name for the type to the module symbol table (optional)</i>
2579 MyModule-&gt;addTypeName("mylist", NewSTy);
2580 </pre>
2581 </div>
2582
2583 <p>
2584 This code shows the basic approach used to build recursive types: build a
2585 non-recursive type using 'opaque', then use type unification to close the cycle.
2586 The type unification step is performed by the <tt><a
2587 href="#refineAbstractTypeTo">refineAbstractTypeTo</a></tt> method, which is
2588 described next.  After that, we describe the <a
2589 href="#PATypeHolder">PATypeHolder class</a>.
2590 </p>
2591
2592 </div>
2593
2594 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2595 <div class="doc_subsubsection">
2596   <a name="refineAbstractTypeTo">The <tt>refineAbstractTypeTo</tt> method</a>
2597 </div>
2598
2599 <div class="doc_text">
2600 <p>
2601 The <tt>refineAbstractTypeTo</tt> method starts the type unification process.
2602 While this method is actually a member of the DerivedType class, it is most
2603 often used on OpaqueType instances.  Type unification is actually a recursive
2604 process.  After unification, types can become structurally isomorphic to
2605 existing types, and all duplicates are deleted (to preserve pointer equality).
2606 </p>
2607
2608 <p>
2609 In the example above, the OpaqueType object is definitely deleted.
2610 Additionally, if there is an "{ \2*, i32}" type already created in the system,
2611 the pointer and struct type created are <b>also</b> deleted.  Obviously whenever
2612 a type is deleted, any "Type*" pointers in the program are invalidated.  As
2613 such, it is safest to avoid having <i>any</i> "Type*" pointers to abstract types
2614 live across a call to <tt>refineAbstractTypeTo</tt> (note that non-abstract
2615 types can never move or be deleted).  To deal with this, the <a
2616 href="#PATypeHolder">PATypeHolder</a> class is used to maintain a stable
2617 reference to a possibly refined type, and the <a
2618 href="#AbstractTypeUser">AbstractTypeUser</a> class is used to update more
2619 complex datastructures.
2620 </p>
2621
2622 </div>
2623
2624 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2625 <div class="doc_subsubsection">
2626   <a name="PATypeHolder">The PATypeHolder Class</a>
2627 </div>
2628
2629 <div class="doc_text">
2630 <p>
2631 PATypeHolder is a form of a "smart pointer" for Type objects.  When VMCore
2632 happily goes about nuking types that become isomorphic to existing types, it
2633 automatically updates all PATypeHolder objects to point to the new type.  In the
2634 example above, this allows the code to maintain a pointer to the resultant
2635 resolved recursive type, even though the Type*'s are potentially invalidated.
2636 </p>
2637
2638 <p>
2639 PATypeHolder is an extremely light-weight object that uses a lazy union-find
2640 implementation to update pointers.  For example the pointer from a Value to its
2641 Type is maintained by PATypeHolder objects.
2642 </p>
2643
2644 </div>
2645
2646 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2647 <div class="doc_subsubsection">
2648   <a name="AbstractTypeUser">The AbstractTypeUser Class</a>
2649 </div>
2650
2651 <div class="doc_text">
2652
2653 <p>
2654 Some data structures need more to perform more complex updates when types get
2655 resolved.  To support this, a class can derive from the AbstractTypeUser class.
2656 This class
2657 allows it to get callbacks when certain types are resolved.  To register to get
2658 callbacks for a particular type, the DerivedType::{add/remove}AbstractTypeUser
2659 methods can be called on a type.  Note that these methods only work for <i>
2660   abstract</i> types.  Concrete types (those that do not include any opaque
2661 objects) can never be refined.
2662 </p>
2663 </div>
2664
2665
2666 <!-- ======================================================================= -->
2667 <div class="doc_subsection">
2668   <a name="SymbolTable">The <tt>ValueSymbolTable</tt> and
2669    <tt>TypeSymbolTable</tt> classes</a>
2670 </div>
2671
2672 <div class="doc_text">
2673 <p>The <tt><a href="http://llvm.org/doxygen/classllvm_1_1ValueSymbolTable.html">
2674 ValueSymbolTable</a></tt> class provides a symbol table that the <a
2675 href="#Function"><tt>Function</tt></a> and <a href="#Module">
2676 <tt>Module</tt></a> classes use for naming value definitions. The symbol table
2677 can provide a name for any <a href="#Value"><tt>Value</tt></a>.
2678 The <tt><a href="http://llvm.org/doxygen/classllvm_1_1TypeSymbolTable.html">
2679 TypeSymbolTable</a></tt> class is used by the <tt>Module</tt> class to store
2680 names for types.</p>
2681
2682 <p>Note that the <tt>SymbolTable</tt> class should not be directly accessed
2683 by most clients.  It should only be used when iteration over the symbol table
2684 names themselves are required, which is very special purpose.  Note that not
2685 all LLVM
2686 <tt><a href="#Value">Value</a></tt>s have names, and those without names (i.e. they have
2687 an empty name) do not exist in the symbol table.
2688 </p>
2689
2690 <p>These symbol tables support iteration over the values/types in the symbol
2691 table with <tt>begin/end/iterator</tt> and supports querying to see if a
2692 specific name is in the symbol table (with <tt>lookup</tt>).  The
2693 <tt>ValueSymbolTable</tt> class exposes no public mutator methods, instead,
2694 simply call <tt>setName</tt> on a value, which will autoinsert it into the
2695 appropriate symbol table.  For types, use the Module::addTypeName method to
2696 insert entries into the symbol table.</p>
2697
2698 </div>
2699
2700
2701
2702 <!-- ======================================================================= -->
2703 <div class="doc_subsection">
2704   <a name="UserLayout">The <tt>User</tt> and owned <tt>Use</tt> classes' memory layout</a>
2705 </div>
2706
2707 <div class="doc_text">
2708 <p>The <tt><a href="http://llvm.org/doxygen/classllvm_1_1User.html">
2709 User</a></tt> class provides a basis for expressing the ownership of <tt>User</tt>
2710 towards other <tt><a href="http://llvm.org/doxygen/classllvm_1_1Value.html">
2711 Value</a></tt>s. The <tt><a href="http://llvm.org/doxygen/classllvm_1_1Use.html">
2712 Use</a></tt> helper class is employed to do the bookkeeping and to facilitate <i>O(1)</i>
2713 addition and removal.</p>
2714
2715 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2716 <div class="doc_subsubsection">
2717   <a name="Use2User">Interaction and relationship between <tt>User</tt> and <tt>Use</tt> objects</a>
2718 </div>
2719
2720 <div class="doc_text">
2721 <p>
2722 A subclass of <tt>User</tt> can choose between incorporating its <tt>Use</tt> objects
2723 or refer to them out-of-line by means of a pointer. A mixed variant
2724 (some <tt>Use</tt>s inline others hung off) is impractical and breaks the invariant
2725 that the <tt>Use</tt> objects belonging to the same <tt>User</tt> form a contiguous array.
2726 </p>
2727 </div>
2728
2729 <p>
2730 We have 2 different layouts in the <tt>User</tt> (sub)classes:
2731 <ul>
2732 <li><p>Layout a)
2733 The <tt>Use</tt> object(s) are inside (resp. at fixed offset) of the <tt>User</tt>
2734 object and there are a fixed number of them.</p>
2735
2736 <li><p>Layout b)
2737 The <tt>Use</tt> object(s) are referenced by a pointer to an
2738 array from the <tt>User</tt> object and there may be a variable
2739 number of them.</p>
2740 </ul>
2741 <p>
2742 As of v2.4 each layout still possesses a direct pointer to the
2743 start of the array of <tt>Use</tt>s. Though not mandatory for layout a),
2744 we stick to this redundancy for the sake of simplicity.
2745 The <tt>User</tt> object also stores the number of <tt>Use</tt> objects it
2746 has. (Theoretically this information can also be calculated
2747 given the scheme presented below.)</p>
2748 <p>
2749 Special forms of allocation operators (<tt>operator new</tt>)
2750 enforce the following memory layouts:</p>
2751
2752 <ul>
2753 <li><p>Layout a) is modelled by prepending the <tt>User</tt> object by the <tt>Use[]</tt> array.</p>
2754
2755 <pre>
2756 ...---.---.---.---.-------...
2757   | P | P | P | P | User
2758 '''---'---'---'---'-------'''
2759 </pre>
2760
2761 <li><p>Layout b) is modelled by pointing at the <tt>Use[]</tt> array.</p>
2762 <pre>
2763 .-------...
2764 | User
2765 '-------'''
2766     |
2767     v
2768     .---.---.---.---...
2769     | P | P | P | P |
2770     '---'---'---'---'''
2771 </pre>
2772 </ul>
2773 <i>(In the above figures '<tt>P</tt>' stands for the <tt>Use**</tt> that
2774     is stored in each <tt>Use</tt> object in the member <tt>Use::Prev</tt>)</i>
2775
2776 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2777 <div class="doc_subsubsection">
2778   <a name="Waymarking">The waymarking algorithm</a>
2779 </div>
2780
2781 <div class="doc_text">
2782 <p>
2783 Since the <tt>Use</tt> objects are deprived of the direct (back)pointer to
2784 their <tt>User</tt> objects, there must be a fast and exact method to
2785 recover it. This is accomplished by the following scheme:</p>
2786 </div>
2787
2788 A bit-encoding in the 2 LSBits (least significant bits) of the <tt>Use::Prev</tt> allows to find the
2789 start of the <tt>User</tt> object:
2790 <ul>
2791 <li><tt>00</tt> &mdash;&gt; binary digit 0</li>
2792 <li><tt>01</tt> &mdash;&gt; binary digit 1</li>
2793 <li><tt>10</tt> &mdash;&gt; stop and calculate (<tt>s</tt>)</li>
2794 <li><tt>11</tt> &mdash;&gt; full stop (<tt>S</tt>)</li>
2795 </ul>
2796 <p>
2797 Given a <tt>Use*</tt>, all we have to do is to walk till we get
2798 a stop and we either have a <tt>User</tt> immediately behind or
2799 we have to walk to the next stop picking up digits
2800 and calculating the offset:</p>
2801 <pre>
2802 .---.---.---.---.---.---.---.---.---.---.---.---.---.---.---.---.----------------
2803 | 1 | s | 1 | 0 | 1 | 0 | s | 1 | 1 | 0 | s | 1 | 1 | s | 1 | S | User (or User*)
2804 '---'---'---'---'---'---'---'---'---'---'---'---'---'---'---'---'----------------
2805     |+15                |+10            |+6         |+3     |+1
2806     |                   |               |           |       |__>
2807     |                   |               |           |__________>
2808     |                   |               |______________________>
2809     |                   |______________________________________>
2810     |__________________________________________________________>
2811 </pre>
2812 <p>
2813 Only the significant number of bits need to be stored between the
2814 stops, so that the <i>worst case is 20 memory accesses</i> when there are
2815 1000 <tt>Use</tt> objects associated with a <tt>User</tt>.</p>
2816
2817 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2818 <div class="doc_subsubsection">
2819   <a name="ReferenceImpl">Reference implementation</a>
2820 </div>
2821
2822 <div class="doc_text">
2823 <p>
2824 The following literate Haskell fragment demonstrates the concept:</p>
2825 </div>
2826
2827 <div class="doc_code">
2828 <pre>
2829 > import Test.QuickCheck
2830 >
2831 > digits :: Int -> [Char] -> [Char]
2832 > digits 0 acc = '0' : acc
2833 > digits 1 acc = '1' : acc
2834 > digits n acc = digits (n `div` 2) $ digits (n `mod` 2) acc
2835 >
2836 > dist :: Int -> [Char] -> [Char]
2837 > dist 0 [] = ['S']
2838 > dist 0 acc = acc
2839 > dist 1 acc = let r = dist 0 acc in 's' : digits (length r) r
2840 > dist n acc = dist (n - 1) $ dist 1 acc
2841 >
2842 > takeLast n ss = reverse $ take n $ reverse ss
2843 >
2844 > test = takeLast 40 $ dist 20 []
2845 >
2846 </pre>
2847 </div>
2848 <p>
2849 Printing &lt;test&gt; gives: <tt>"1s100000s11010s10100s1111s1010s110s11s1S"</tt></p>
2850 <p>
2851 The reverse algorithm computes the length of the string just by examining
2852 a certain prefix:</p>
2853
2854 <div class="doc_code">
2855 <pre>
2856 > pref :: [Char] -> Int
2857 > pref "S" = 1
2858 > pref ('s':'1':rest) = decode 2 1 rest
2859 > pref (_:rest) = 1 + pref rest
2860 >
2861 > decode walk acc ('0':rest) = decode (walk + 1) (acc * 2) rest
2862 > decode walk acc ('1':rest) = decode (walk + 1) (acc * 2 + 1) rest
2863 > decode walk acc _ = walk + acc
2864 >
2865 </pre>
2866 </div>
2867 <p>
2868 Now, as expected, printing &lt;pref test&gt; gives <tt>40</tt>.</p>
2869 <p>
2870 We can <i>quickCheck</i> this with following property:</p>
2871
2872 <div class="doc_code">
2873 <pre>
2874 > testcase = dist 2000 []
2875 > testcaseLength = length testcase
2876 >
2877 > identityProp n = n > 0 && n <= testcaseLength ==> length arr == pref arr
2878 >     where arr = takeLast n testcase
2879 >
2880 </pre>
2881 </div>
2882 <p>
2883 As expected &lt;quickCheck identityProp&gt; gives:</p>
2884
2885 <pre>
2886 *Main> quickCheck identityProp
2887 OK, passed 100 tests.
2888 </pre>
2889 <p>
2890 Let's be a bit more exhaustive:</p>
2891
2892 <div class="doc_code">
2893 <pre>
2894 >
2895 > deepCheck p = check (defaultConfig { configMaxTest = 500 }) p
2896 >
2897 </pre>
2898 </div>
2899 <p>
2900 And here is the result of &lt;deepCheck identityProp&gt;:</p>
2901
2902 <pre>
2903 *Main> deepCheck identityProp
2904 OK, passed 500 tests.
2905 </pre>
2906
2907 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2908 <div class="doc_subsubsection">
2909   <a name="Tagging">Tagging considerations</a>
2910 </div>
2911
2912 <p>
2913 To maintain the invariant that the 2 LSBits of each <tt>Use**</tt> in <tt>Use</tt>
2914 never change after being set up, setters of <tt>Use::Prev</tt> must re-tag the
2915 new <tt>Use**</tt> on every modification. Accordingly getters must strip the
2916 tag bits.</p>
2917 <p>
2918 For layout b) instead of the <tt>User</tt> we find a pointer (<tt>User*</tt> with LSBit set).
2919 Following this pointer brings us to the <tt>User</tt>. A portable trick ensures
2920 that the first bytes of <tt>User</tt> (if interpreted as a pointer) never has
2921 the LSBit set. (Portability is relying on the fact that all known compilers place the
2922 <tt>vptr</tt> in the first word of the instances.)</p>
2923
2924 </div>
2925
2926   <!-- *********************************************************************** -->
2927 <div class="doc_section">
2928   <a name="coreclasses">The Core LLVM Class Hierarchy Reference </a>
2929 </div>
2930 <!-- *********************************************************************** -->
2931
2932 <div class="doc_text">
2933 <p><tt>#include "<a href="/doxygen/Type_8h-source.html">llvm/Type.h</a>"</tt>
2934 <br>doxygen info: <a href="/doxygen/classllvm_1_1Type.html">Type Class</a></p>
2935
2936 <p>The Core LLVM classes are the primary means of representing the program
2937 being inspected or transformed.  The core LLVM classes are defined in
2938 header files in the <tt>include/llvm/</tt> directory, and implemented in
2939 the <tt>lib/VMCore</tt> directory.</p>
2940
2941 </div>
2942
2943 <!-- ======================================================================= -->
2944 <div class="doc_subsection">
2945   <a name="Type">The <tt>Type</tt> class and Derived Types</a>
2946 </div>
2947
2948 <div class="doc_text">
2949
2950   <p><tt>Type</tt> is a superclass of all type classes. Every <tt>Value</tt> has
2951   a <tt>Type</tt>. <tt>Type</tt> cannot be instantiated directly but only
2952   through its subclasses. Certain primitive types (<tt>VoidType</tt>,
2953   <tt>LabelType</tt>, <tt>FloatType</tt> and <tt>DoubleType</tt>) have hidden
2954   subclasses. They are hidden because they offer no useful functionality beyond
2955   what the <tt>Type</tt> class offers except to distinguish themselves from
2956   other subclasses of <tt>Type</tt>.</p>
2957   <p>All other types are subclasses of <tt>DerivedType</tt>.  Types can be
2958   named, but this is not a requirement. There exists exactly
2959   one instance of a given shape at any one time.  This allows type equality to
2960   be performed with address equality of the Type Instance. That is, given two
2961   <tt>Type*</tt> values, the types are identical if the pointers are identical.
2962   </p>
2963 </div>
2964
2965 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2966 <div class="doc_subsubsection">
2967   <a name="m_Type">Important Public Methods</a>
2968 </div>
2969
2970 <div class="doc_text">
2971
2972 <ul>
2973   <li><tt>bool isInteger() const</tt>: Returns true for any integer type.</li>
2974
2975   <li><tt>bool isFloatingPoint()</tt>: Return true if this is one of the two
2976   floating point types.</li>
2977
2978   <li><tt>bool isAbstract()</tt>: Return true if the type is abstract (contains
2979   an OpaqueType anywhere in its definition).</li>
2980
2981   <li><tt>bool isSized()</tt>: Return true if the type has known size. Things
2982   that don't have a size are abstract types, labels and void.</li>
2983
2984 </ul>
2985 </div>
2986
2987 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2988 <div class="doc_subsubsection">
2989   <a name="derivedtypes">Important Derived Types</a>
2990 </div>
2991 <div class="doc_text">
2992 <dl>
2993   <dt><tt>IntegerType</tt></dt>
2994   <dd>Subclass of DerivedType that represents integer types of any bit width.
2995   Any bit width between <tt>IntegerType::MIN_INT_BITS</tt> (1) and
2996   <tt>IntegerType::MAX_INT_BITS</tt> (~8 million) can be represented.
2997   <ul>
2998     <li><tt>static const IntegerType* get(unsigned NumBits)</tt>: get an integer
2999     type of a specific bit width.</li>
3000     <li><tt>unsigned getBitWidth() const</tt>: Get the bit width of an integer
3001     type.</li>
3002   </ul>
3003   </dd>
3004   <dt><tt>SequentialType</tt></dt>
3005   <dd>This is subclassed by ArrayType and PointerType
3006     <ul>
3007       <li><tt>const Type * getElementType() const</tt>: Returns the type of each
3008       of the elements in the sequential type. </li>
3009     </ul>
3010   </dd>
3011   <dt><tt>ArrayType</tt></dt>
3012   <dd>This is a subclass of SequentialType and defines the interface for array
3013   types.
3014     <ul>
3015       <li><tt>unsigned getNumElements() const</tt>: Returns the number of
3016       elements in the array. </li>
3017     </ul>
3018   </dd>
3019   <dt><tt>PointerType</tt></dt>
3020   <dd>Subclass of SequentialType for pointer types.</dd>
3021   <dt><tt>VectorType</tt></dt>
3022   <dd>Subclass of SequentialType for vector types. A
3023   vector type is similar to an ArrayType but is distinguished because it is
3024   a first class type whereas ArrayType is not. Vector types are used for
3025   vector operations and are usually small vectors of of an integer or floating
3026   point type.</dd>
3027   <dt><tt>StructType</tt></dt>
3028   <dd>Subclass of DerivedTypes for struct types.</dd>
3029   <dt><tt><a name="FunctionType">FunctionType</a></tt></dt>
3030   <dd>Subclass of DerivedTypes for function types.
3031     <ul>
3032       <li><tt>bool isVarArg() const</tt>: Returns true if its a vararg
3033       function</li>
3034       <li><tt> const Type * getReturnType() const</tt>: Returns the
3035       return type of the function.</li>
3036       <li><tt>const Type * getParamType (unsigned i)</tt>: Returns
3037       the type of the ith parameter.</li>
3038       <li><tt> const unsigned getNumParams() const</tt>: Returns the
3039       number of formal parameters.</li>
3040     </ul>
3041   </dd>
3042   <dt><tt>OpaqueType</tt></dt>
3043   <dd>Sublcass of DerivedType for abstract types. This class
3044   defines no content and is used as a placeholder for some other type. Note
3045   that OpaqueType is used (temporarily) during type resolution for forward
3046   references of types. Once the referenced type is resolved, the OpaqueType
3047   is replaced with the actual type. OpaqueType can also be used for data
3048   abstraction. At link time opaque types can be resolved to actual types
3049   of the same name.</dd>
3050 </dl>
3051 </div>
3052
3053
3054
3055 <!-- ======================================================================= -->
3056 <div class="doc_subsection">
3057   <a name="Module">The <tt>Module</tt> class</a>
3058 </div>
3059
3060 <div class="doc_text">
3061
3062 <p><tt>#include "<a
3063 href="/doxygen/Module_8h-source.html">llvm/Module.h</a>"</tt><br> doxygen info:
3064 <a href="/doxygen/classllvm_1_1Module.html">Module Class</a></p>
3065
3066 <p>The <tt>Module</tt> class represents the top level structure present in LLVM
3067 programs.  An LLVM module is effectively either a translation unit of the
3068 original program or a combination of several translation units merged by the
3069 linker.  The <tt>Module</tt> class keeps track of a list of <a
3070 href="#Function"><tt>Function</tt></a>s, a list of <a
3071 href="#GlobalVariable"><tt>GlobalVariable</tt></a>s, and a <a
3072 href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a>.  Additionally, it contains a few
3073 helpful member functions that try to make common operations easy.</p>
3074
3075 </div>
3076
3077 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3078 <div class="doc_subsubsection">
3079   <a name="m_Module">Important Public Members of the <tt>Module</tt> class</a>
3080 </div>
3081
3082 <div class="doc_text">
3083
3084 <ul>
3085   <li><tt>Module::Module(std::string name = "")</tt></li>
3086 </ul>
3087
3088 <p>Constructing a <a href="#Module">Module</a> is easy. You can optionally
3089 provide a name for it (probably based on the name of the translation unit).</p>
3090
3091 <ul>
3092   <li><tt>Module::iterator</tt> - Typedef for function list iterator<br>
3093     <tt>Module::const_iterator</tt> - Typedef for const_iterator.<br>
3094
3095     <tt>begin()</tt>, <tt>end()</tt>
3096     <tt>size()</tt>, <tt>empty()</tt>
3097
3098     <p>These are forwarding methods that make it easy to access the contents of
3099     a <tt>Module</tt> object's <a href="#Function"><tt>Function</tt></a>
3100     list.</p></li>
3101
3102   <li><tt>Module::FunctionListType &amp;getFunctionList()</tt>
3103
3104     <p> Returns the list of <a href="#Function"><tt>Function</tt></a>s.  This is
3105     necessary to use when you need to update the list or perform a complex
3106     action that doesn't have a forwarding method.</p>
3107
3108     <p><!--  Global Variable --></p></li>
3109 </ul>
3110
3111 <hr>
3112
3113 <ul>
3114   <li><tt>Module::global_iterator</tt> - Typedef for global variable list iterator<br>
3115
3116     <tt>Module::const_global_iterator</tt> - Typedef for const_iterator.<br>
3117
3118     <tt>global_begin()</tt>, <tt>global_end()</tt>
3119     <tt>global_size()</tt>, <tt>global_empty()</tt>
3120
3121     <p> These are forwarding methods that make it easy to access the contents of
3122     a <tt>Module</tt> object's <a
3123     href="#GlobalVariable"><tt>GlobalVariable</tt></a> list.</p></li>
3124
3125   <li><tt>Module::GlobalListType &amp;getGlobalList()</tt>
3126
3127     <p>Returns the list of <a
3128     href="#GlobalVariable"><tt>GlobalVariable</tt></a>s.  This is necessary to
3129     use when you need to update the list or perform a complex action that
3130     doesn't have a forwarding method.</p>
3131
3132     <p><!--  Symbol table stuff --> </p></li>
3133 </ul>
3134
3135 <hr>
3136
3137 <ul>
3138   <li><tt><a href="#SymbolTable">SymbolTable</a> *getSymbolTable()</tt>
3139
3140     <p>Return a reference to the <a href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a>
3141     for this <tt>Module</tt>.</p>
3142
3143     <p><!--  Convenience methods --></p></li>
3144 </ul>
3145
3146 <hr>
3147
3148 <ul>
3149   <li><tt><a href="#Function">Function</a> *getFunction(const std::string
3150   &amp;Name, const <a href="#FunctionType">FunctionType</a> *Ty)</tt>
3151
3152     <p>Look up the specified function in the <tt>Module</tt> <a
3153     href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a>. If it does not exist, return
3154     <tt>null</tt>.</p></li>
3155
3156   <li><tt><a href="#Function">Function</a> *getOrInsertFunction(const
3157   std::string &amp;Name, const <a href="#FunctionType">FunctionType</a> *T)</tt>
3158
3159     <p>Look up the specified function in the <tt>Module</tt> <a
3160     href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a>. If it does not exist, add an
3161     external declaration for the function and return it.</p></li>
3162
3163   <li><tt>std::string getTypeName(const <a href="#Type">Type</a> *Ty)</tt>
3164
3165     <p>If there is at least one entry in the <a
3166     href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a> for the specified <a
3167     href="#Type"><tt>Type</tt></a>, return it.  Otherwise return the empty
3168     string.</p></li>
3169
3170   <li><tt>bool addTypeName(const std::string &amp;Name, const <a
3171   href="#Type">Type</a> *Ty)</tt>
3172
3173     <p>Insert an entry in the <a href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a>
3174     mapping <tt>Name</tt> to <tt>Ty</tt>. If there is already an entry for this
3175     name, true is returned and the <a
3176     href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a> is not modified.</p></li>
3177 </ul>
3178
3179 </div>
3180
3181
3182 <!-- ======================================================================= -->
3183 <div class="doc_subsection">
3184   <a name="Value">The <tt>Value</tt> class</a>
3185 </div>
3186
3187 <div class="doc_text">
3188
3189 <p><tt>#include "<a href="/doxygen/Value_8h-source.html">llvm/Value.h</a>"</tt>
3190 <br>
3191 doxygen info: <a href="/doxygen/classllvm_1_1Value.html">Value Class</a></p>
3192
3193 <p>The <tt>Value</tt> class is the most important class in the LLVM Source
3194 base.  It represents a typed value that may be used (among other things) as an
3195 operand to an instruction.  There are many different types of <tt>Value</tt>s,
3196 such as <a href="#Constant"><tt>Constant</tt></a>s,<a
3197 href="#Argument"><tt>Argument</tt></a>s. Even <a
3198 href="#Instruction"><tt>Instruction</tt></a>s and <a
3199 href="#Function"><tt>Function</tt></a>s are <tt>Value</tt>s.</p>
3200
3201 <p>A particular <tt>Value</tt> may be used many times in the LLVM representation
3202 for a program.  For example, an incoming argument to a function (represented
3203 with an instance of the <a href="#Argument">Argument</a> class) is "used" by
3204 every instruction in the function that references the argument.  To keep track
3205 of this relationship, the <tt>Value</tt> class keeps a list of all of the <a
3206 href="#User"><tt>User</tt></a>s that is using it (the <a
3207 href="#User"><tt>User</tt></a> class is a base class for all nodes in the LLVM
3208 graph that can refer to <tt>Value</tt>s).  This use list is how LLVM represents
3209 def-use information in the program, and is accessible through the <tt>use_</tt>*
3210 methods, shown below.</p>
3211
3212 <p>Because LLVM is a typed representation, every LLVM <tt>Value</tt> is typed,
3213 and this <a href="#Type">Type</a> is available through the <tt>getType()</tt>
3214 method. In addition, all LLVM values can be named.  The "name" of the
3215 <tt>Value</tt> is a symbolic string printed in the LLVM code:</p>
3216
3217 <div class="doc_code">
3218 <pre>
3219 %<b>foo</b> = add i32 1, 2
3220 </pre>
3221 </div>
3222
3223 <p><a name="nameWarning">The name of this instruction is "foo".</a> <b>NOTE</b>
3224 that the name of any value may be missing (an empty string), so names should
3225 <b>ONLY</b> be used for debugging (making the source code easier to read,
3226 debugging printouts), they should not be used to keep track of values or map
3227 between them.  For this purpose, use a <tt>std::map</tt> of pointers to the
3228 <tt>Value</tt> itself instead.</p>
3229
3230 <p>One important aspect of LLVM is that there is no distinction between an SSA
3231 variable and the operation that produces it.  Because of this, any reference to
3232 the value produced by an instruction (or the value available as an incoming
3233 argument, for example) is represented as a direct pointer to the instance of
3234 the class that
3235 represents this value.  Although this may take some getting used to, it
3236 simplifies the representation and makes it easier to manipulate.</p>
3237
3238 </div>
3239
3240 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3241 <div class="doc_subsubsection">
3242   <a name="m_Value">Important Public Members of the <tt>Value</tt> class</a>
3243 </div>
3244
3245 <div class="doc_text">
3246
3247 <ul>
3248   <li><tt>Value::use_iterator</tt> - Typedef for iterator over the
3249 use-list<br>
3250     <tt>Value::use_const_iterator</tt> - Typedef for const_iterator over
3251 the use-list<br>
3252     <tt>unsigned use_size()</tt> - Returns the number of users of the
3253 value.<br>
3254     <tt>bool use_empty()</tt> - Returns true if there are no users.<br>
3255     <tt>use_iterator use_begin()</tt> - Get an iterator to the start of
3256 the use-list.<br>
3257     <tt>use_iterator use_end()</tt> - Get an iterator to the end of the
3258 use-list.<br>
3259     <tt><a href="#User">User</a> *use_back()</tt> - Returns the last
3260 element in the list.
3261     <p> These methods are the interface to access the def-use
3262 information in LLVM.  As with all other iterators in LLVM, the naming
3263 conventions follow the conventions defined by the <a href="#stl">STL</a>.</p>
3264   </li>
3265   <li><tt><a href="#Type">Type</a> *getType() const</tt>
3266     <p>This method returns the Type of the Value.</p>
3267   </li>
3268   <li><tt>bool hasName() const</tt><br>
3269     <tt>std::string getName() const</tt><br>
3270     <tt>void setName(const std::string &amp;Name)</tt>
3271     <p> This family of methods is used to access and assign a name to a <tt>Value</tt>,
3272 be aware of the <a href="#nameWarning">precaution above</a>.</p>
3273   </li>
3274   <li><tt>void replaceAllUsesWith(Value *V)</tt>
3275
3276     <p>This method traverses the use list of a <tt>Value</tt> changing all <a
3277     href="#User"><tt>User</tt>s</a> of the current value to refer to
3278     "<tt>V</tt>" instead.  For example, if you detect that an instruction always
3279     produces a constant value (for example through constant folding), you can
3280     replace all uses of the instruction with the constant like this:</p>
3281
3282 <div class="doc_code">
3283 <pre>
3284 Inst-&gt;replaceAllUsesWith(ConstVal);
3285 </pre>
3286 </div>
3287
3288 </ul>
3289
3290 </div>
3291
3292 <!-- ======================================================================= -->
3293 <div class="doc_subsection">
3294   <a name="User">The <tt>User</tt> class</a>
3295 </div>
3296
3297 <div class="doc_text">
3298
3299 <p>
3300 <tt>#include "<a href="/doxygen/User_8h-source.html">llvm/User.h</a>"</tt><br>
3301 doxygen info: <a href="/doxygen/classllvm_1_1User.html">User Class</a><br>
3302 Superclass: <a href="#Value"><tt>Value</tt></a></p>
3303
3304 <p>The <tt>User</tt> class is the common base class of all LLVM nodes that may
3305 refer to <a href="#Value"><tt>Value</tt></a>s.  It exposes a list of "Operands"
3306 that are all of the <a href="#Value"><tt>Value</tt></a>s that the User is
3307 referring to.  The <tt>User</tt> class itself is a subclass of
3308 <tt>Value</tt>.</p>
3309
3310 <p>The operands of a <tt>User</tt> point directly to the LLVM <a
3311 href="#Value"><tt>Value</tt></a> that it refers to.  Because LLVM uses Static
3312 Single Assignment (SSA) form, there can only be one definition referred to,
3313 allowing this direct connection.  This connection provides the use-def
3314 information in LLVM.</p>
3315
3316 </div>
3317
3318 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3319 <div class="doc_subsubsection">
3320   <a name="m_User">Important Public Members of the <tt>User</tt> class</a>
3321 </div>
3322
3323 <div class="doc_text">
3324
3325 <p>The <tt>User</tt> class exposes the operand list in two ways: through
3326 an index access interface and through an iterator based interface.</p>
3327
3328 <ul>
3329   <li><tt>Value *getOperand(unsigned i)</tt><br>
3330     <tt>unsigned getNumOperands()</tt>
3331     <p> These two methods expose the operands of the <tt>User</tt> in a
3332 convenient form for direct access.</p></li>
3333
3334   <li><tt>User::op_iterator</tt> - Typedef for iterator over the operand
3335 list<br>
3336     <tt>op_iterator op_begin()</tt> - Get an iterator to the start of
3337 the operand list.<br>
3338     <tt>op_iterator op_end()</tt> - Get an iterator to the end of the
3339 operand list.
3340     <p> Together, these methods make up the iterator based interface to
3341 the operands of a <tt>User</tt>.</p></li>
3342 </ul>
3343
3344 </div>
3345
3346 <!-- ======================================================================= -->
3347 <div class="doc_subsection">
3348   <a name="Instruction">The <tt>Instruction</tt> class</a>
3349 </div>
3350
3351 <div class="doc_text">
3352
3353 <p><tt>#include "</tt><tt><a
3354 href="/doxygen/Instruction_8h-source.html">llvm/Instruction.h</a>"</tt><br>
3355 doxygen info: <a href="/doxygen/classllvm_1_1Instruction.html">Instruction Class</a><br>
3356 Superclasses: <a href="#User"><tt>User</tt></a>, <a
3357 href="#Value"><tt>Value</tt></a></p>
3358
3359 <p>The <tt>Instruction</tt> class is the common base class for all LLVM
3360 instructions.  It provides only a few methods, but is a very commonly used
3361 class.  The primary data tracked by the <tt>Instruction</tt> class itself is the
3362 opcode (instruction type) and the parent <a
3363 href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a> the <tt>Instruction</tt> is embedded
3364 into.  To represent a specific type of instruction, one of many subclasses of
3365 <tt>Instruction</tt> are used.</p>
3366
3367 <p> Because the <tt>Instruction</tt> class subclasses the <a
3368 href="#User"><tt>User</tt></a> class, its operands can be accessed in the same
3369 way as for other <a href="#User"><tt>User</tt></a>s (with the
3370 <tt>getOperand()</tt>/<tt>getNumOperands()</tt> and
3371 <tt>op_begin()</tt>/<tt>op_end()</tt> methods).</p> <p> An important file for
3372 the <tt>Instruction</tt> class is the <tt>llvm/Instruction.def</tt> file. This
3373 file contains some meta-data about the various different types of instructions
3374 in LLVM.  It describes the enum values that are used as opcodes (for example
3375 <tt>Instruction::Add</tt> and <tt>Instruction::ICmp</tt>), as well as the
3376 concrete sub-classes of <tt>Instruction</tt> that implement the instruction (for
3377 example <tt><a href="#BinaryOperator">BinaryOperator</a></tt> and <tt><a
3378 href="#CmpInst">CmpInst</a></tt>).  Unfortunately, the use of macros in
3379 this file confuses doxygen, so these enum values don't show up correctly in the
3380 <a href="/doxygen/classllvm_1_1Instruction.html">doxygen output</a>.</p>
3381
3382 </div>
3383
3384 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3385 <div class="doc_subsubsection">
3386   <a name="s_Instruction">Important Subclasses of the <tt>Instruction</tt>
3387   class</a>
3388 </div>
3389 <div class="doc_text">
3390   <ul>
3391     <li><tt><a name="BinaryOperator">BinaryOperator</a></tt>
3392     <p>This subclasses represents all two operand instructions whose operands
3393     must be the same type, except for the comparison instructions.</p></li>
3394     <li><tt><a name="CastInst">CastInst</a></tt>
3395     <p>This subclass is the parent of the 12 casting instructions. It provides
3396     common operations on cast instructions.</p>
3397     <li><tt><a name="CmpInst">CmpInst</a></tt>
3398     <p>This subclass respresents the two comparison instructions,
3399     <a href="LangRef.html#i_icmp">ICmpInst</a> (integer opreands), and
3400     <a href="LangRef.html#i_fcmp">FCmpInst</a> (floating point operands).</p>
3401     <li><tt><a name="TerminatorInst">TerminatorInst</a></tt>
3402     <p>This subclass is the parent of all terminator instructions (those which
3403     can terminate a block).</p>
3404   </ul>
3405   </div>
3406
3407 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3408 <div class="doc_subsubsection">
3409   <a name="m_Instruction">Important Public Members of the <tt>Instruction</tt>
3410   class</a>
3411 </div>
3412
3413 <div class="doc_text">
3414
3415 <ul>
3416   <li><tt><a href="#BasicBlock">BasicBlock</a> *getParent()</tt>
3417     <p>Returns the <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a> that
3418 this  <tt>Instruction</tt> is embedded into.</p></li>
3419   <li><tt>bool mayWriteToMemory()</tt>
3420     <p>Returns true if the instruction writes to memory, i.e. it is a
3421       <tt>call</tt>,<tt>free</tt>,<tt>invoke</tt>, or <tt>store</tt>.</p></li>
3422   <li><tt>unsigned getOpcode()</tt>
3423     <p>Returns the opcode for the <tt>Instruction</tt>.</p></li>
3424   <li><tt><a href="#Instruction">Instruction</a> *clone() const</tt>
3425     <p>Returns another instance of the specified instruction, identical
3426 in all ways to the original except that the instruction has no parent
3427 (ie it's not embedded into a <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>),
3428 and it has no name</p></li>
3429 </ul>
3430
3431 </div>
3432
3433 <!-- ======================================================================= -->
3434 <div class="doc_subsection">
3435   <a name="Constant">The <tt>Constant</tt> class and subclasses</a>
3436 </div>
3437
3438 <div class="doc_text">
3439
3440 <p>Constant represents a base class for different types of constants. It
3441 is subclassed by ConstantInt, ConstantArray, etc. for representing
3442 the various types of Constants.  <a href="#GlobalValue">GlobalValue</a> is also
3443 a subclass, which represents the address of a global variable or function.
3444 </p>
3445
3446 </div>
3447
3448 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3449 <div class="doc_subsubsection">Important Subclasses of Constant </div>
3450 <div class="doc_text">
3451 <ul>
3452   <li>ConstantInt : This subclass of Constant represents an integer constant of
3453   any width.
3454     <ul>
3455       <li><tt>const APInt&amp; getValue() const</tt>: Returns the underlying
3456       value of this constant, an APInt value.</li>
3457       <li><tt>int64_t getSExtValue() const</tt>: Converts the underlying APInt
3458       value to an int64_t via sign extension. If the value (not the bit width)
3459       of the APInt is too large to fit in an int64_t, an assertion will result.
3460       For this reason, use of this method is discouraged.</li>
3461       <li><tt>uint64_t getZExtValue() const</tt>: Converts the underlying APInt
3462       value to a uint64_t via zero extension. IF the value (not the bit width)
3463       of the APInt is too large to fit in a uint64_t, an assertion will result.
3464       For this reason, use of this method is discouraged.</li>
3465       <li><tt>static ConstantInt* get(const APInt&amp; Val)</tt>: Returns the
3466       ConstantInt object that represents the value provided by <tt>Val</tt>.
3467       The type is implied as the IntegerType that corresponds to the bit width
3468       of <tt>Val</tt>.</li>
3469       <li><tt>static ConstantInt* get(const Type *Ty, uint64_t Val)</tt>:
3470       Returns the ConstantInt object that represents the value provided by
3471       <tt>Val</tt> for integer type <tt>Ty</tt>.</li>
3472     </ul>
3473   </li>
3474   <li>ConstantFP : This class represents a floating point constant.
3475     <ul>
3476       <li><tt>double getValue() const</tt>: Returns the underlying value of
3477       this constant. </li>
3478     </ul>
3479   </li>
3480   <li>ConstantArray : This represents a constant array.
3481     <ul>
3482       <li><tt>const std::vector&lt;Use&gt; &amp;getValues() const</tt>: Returns
3483       a vector of component constants that makeup this array. </li>
3484     </ul>
3485   </li>
3486   <li>ConstantStruct : This represents a constant struct.
3487     <ul>
3488       <li><tt>const std::vector&lt;Use&gt; &amp;getValues() const</tt>: Returns
3489       a vector of component constants that makeup this array. </li>
3490     </ul>
3491   </li>
3492   <li>GlobalValue : This represents either a global variable or a function. In
3493   either case, the value is a constant fixed address (after linking).
3494   </li>
3495 </ul>
3496 </div>
3497
3498
3499 <!-- ======================================================================= -->
3500 <div class="doc_subsection">
3501   <a name="GlobalValue">The <tt>GlobalValue</tt> class</a>
3502 </div>
3503
3504 <div class="doc_text">
3505
3506 <p><tt>#include "<a
3507 href="/doxygen/GlobalValue_8h-source.html">llvm/GlobalValue.h</a>"</tt><br>
3508 doxygen info: <a href="/doxygen/classllvm_1_1GlobalValue.html">GlobalValue
3509 Class</a><br>
3510 Superclasses: <a href="#Constant"><tt>Constant</tt></a>,
3511 <a href="#User"><tt>User</tt></a>, <a href="#Value"><tt>Value</tt></a></p>
3512
3513 <p>Global values (<a href="#GlobalVariable"><tt>GlobalVariable</tt></a>s or <a
3514 href="#Function"><tt>Function</tt></a>s) are the only LLVM values that are
3515 visible in the bodies of all <a href="#Function"><tt>Function</tt></a>s.
3516 Because they are visible at global scope, they are also subject to linking with
3517 other globals defined in different translation units.  To control the linking
3518 process, <tt>GlobalValue</tt>s know their linkage rules. Specifically,
3519 <tt>GlobalValue</tt>s know whether they have internal or external linkage, as
3520 defined by the <tt>LinkageTypes</tt> enumeration.</p>
3521
3522 <p>If a <tt>GlobalValue</tt> has internal linkage (equivalent to being
3523 <tt>static</tt> in C), it is not visible to code outside the current translation
3524 unit, and does not participate in linking.  If it has external linkage, it is
3525 visible to external code, and does participate in linking.  In addition to
3526 linkage information, <tt>GlobalValue</tt>s keep track of which <a
3527 href="#Module"><tt>Module</tt></a> they are currently part of.</p>
3528
3529 <p>Because <tt>GlobalValue</tt>s are memory objects, they are always referred to
3530 by their <b>address</b>. As such, the <a href="#Type"><tt>Type</tt></a> of a
3531 global is always a pointer to its contents. It is important to remember this
3532 when using the <tt>GetElementPtrInst</tt> instruction because this pointer must
3533 be dereferenced first. For example, if you have a <tt>GlobalVariable</tt> (a
3534 subclass of <tt>GlobalValue)</tt> that is an array of 24 ints, type <tt>[24 x
3535 i32]</tt>, then the <tt>GlobalVariable</tt> is a pointer to that array. Although
3536 the address of the first element of this array and the value of the
3537 <tt>GlobalVariable</tt> are the same, they have different types. The
3538 <tt>GlobalVariable</tt>'s type is <tt>[24 x i32]</tt>. The first element's type
3539 is <tt>i32.</tt> Because of this, accessing a global value requires you to
3540 dereference the pointer with <tt>GetElementPtrInst</tt> first, then its elements
3541 can be accessed. This is explained in the <a href="LangRef.html#globalvars">LLVM
3542 Language Reference Manual</a>.</p>
3543
3544 </div>
3545
3546 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3547 <div class="doc_subsubsection">
3548   <a name="m_GlobalValue">Important Public Members of the <tt>GlobalValue</tt>
3549   class</a>
3550 </div>
3551
3552 <div class="doc_text">
3553
3554 <ul>
3555   <li><tt>bool hasInternalLinkage() const</tt><br>
3556     <tt>bool hasExternalLinkage() const</tt><br>
3557     <tt>void setInternalLinkage(bool HasInternalLinkage)</tt>
3558     <p> These methods manipulate the linkage characteristics of the <tt>GlobalValue</tt>.</p>
3559     <p> </p>
3560   </li>
3561   <li><tt><a href="#Module">Module</a> *getParent()</tt>
3562     <p> This returns the <a href="#Module"><tt>Module</tt></a> that the
3563 GlobalValue is currently embedded into.</p></li>
3564 </ul>
3565
3566 </div>
3567
3568 <!-- ======================================================================= -->
3569 <div class="doc_subsection">
3570   <a name="Function">The <tt>Function</tt> class</a>
3571 </div>
3572
3573 <div class="doc_text">
3574
3575 <p><tt>#include "<a
3576 href="/doxygen/Function_8h-source.html">llvm/Function.h</a>"</tt><br> doxygen
3577 info: <a href="/doxygen/classllvm_1_1Function.html">Function Class</a><br>
3578 Superclasses: <a href="#GlobalValue"><tt>GlobalValue</tt></a>,
3579 <a href="#Constant"><tt>Constant</tt></a>,
3580 <a href="#User"><tt>User</tt></a>,
3581 <a href="#Value"><tt>Value</tt></a></p>
3582
3583 <p>The <tt>Function</tt> class represents a single procedure in LLVM.  It is
3584 actually one of the more complex classes in the LLVM hierarchy because it must
3585 keep track of a large amount of data.  The <tt>Function</tt> class keeps track
3586 of a list of <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>s, a list of formal
3587 <a href="#Argument"><tt>Argument</tt></a>s, and a
3588 <a href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a>.</p>
3589
3590 <p>The list of <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>s is the most
3591 commonly used part of <tt>Function</tt> objects.  The list imposes an implicit
3592 ordering of the blocks in the function, which indicate how the code will be
3593 laid out by the backend.  Additionally, the first <a
3594 href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a> is the implicit entry node for the
3595 <tt>Function</tt>.  It is not legal in LLVM to explicitly branch to this initial
3596 block.  There are no implicit exit nodes, and in fact there may be multiple exit
3597 nodes from a single <tt>Function</tt>.  If the <a
3598 href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a> list is empty, this indicates that
3599 the <tt>Function</tt> is actually a function declaration: the actual body of the
3600 function hasn't been linked in yet.</p>
3601
3602 <p>In addition to a list of <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>s, the
3603 <tt>Function</tt> class also keeps track of the list of formal <a
3604 href="#Argument"><tt>Argument</tt></a>s that the function receives.  This
3605 container manages the lifetime of the <a href="#Argument"><tt>Argument</tt></a>
3606 nodes, just like the <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a> list does for
3607 the <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>s.</p>
3608
3609 <p>The <a href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a> is a very rarely used
3610 LLVM feature that is only used when you have to look up a value by name.  Aside
3611 from that, the <a href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a> is used
3612 internally to make sure that there are not conflicts between the names of <a
3613 href="#Instruction"><tt>Instruction</tt></a>s, <a
3614 href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>s, or <a
3615 href="#Argument"><tt>Argument</tt></a>s in the function body.</p>
3616
3617 <p>Note that <tt>Function</tt> is a <a href="#GlobalValue">GlobalValue</a>
3618 and therefore also a <a href="#Constant">Constant</a>. The value of the function
3619 is its address (after linking) which is guaranteed to be constant.</p>
3620 </div>
3621
3622 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3623 <div class="doc_subsubsection">
3624   <a name="m_Function">Important Public Members of the <tt>Function</tt>
3625   class</a>
3626 </div>
3627
3628 <div class="doc_text">
3629
3630 <ul>
3631   <li><tt>Function(const </tt><tt><a href="#FunctionType">FunctionType</a>
3632   *Ty, LinkageTypes Linkage, const std::string &amp;N = "", Module* Parent = 0)</tt>
3633
3634     <p>Constructor used when you need to create new <tt>Function</tt>s to add
3635     the the program.  The constructor must specify the type of the function to
3636     create and what type of linkage the function should have. The <a
3637     href="#FunctionType"><tt>FunctionType</tt></a> argument
3638     specifies the formal arguments and return value for the function. The same
3639     <a href="#FunctionType"><tt>FunctionType</tt></a> value can be used to
3640     create multiple functions. The <tt>Parent</tt> argument specifies the Module
3641     in which the function is defined. If this argument is provided, the function
3642     will automatically be inserted into that module's list of
3643     functions.</p></li>
3644
3645   <li><tt>bool isDeclaration()</tt>
3646
3647     <p>Return whether or not the <tt>Function</tt> has a body defined.  If the
3648     function is "external", it does not have a body, and thus must be resolved
3649     by linking with a function defined in a different translation unit.</p></li>
3650
3651   <li><tt>Function::iterator</tt> - Typedef for basic block list iterator<br>
3652     <tt>Function::const_iterator</tt> - Typedef for const_iterator.<br>
3653
3654     <tt>begin()</tt>, <tt>end()</tt>
3655     <tt>size()</tt>, <tt>empty()</tt>
3656
3657     <p>These are forwarding methods that make it easy to access the contents of
3658     a <tt>Function</tt> object's <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>
3659     list.</p></li>
3660
3661   <li><tt>Function::BasicBlockListType &amp;getBasicBlockList()</tt>
3662
3663     <p>Returns the list of <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>s.  This
3664     is necessary to use when you need to update the list or perform a complex
3665     action that doesn't have a forwarding method.</p></li>
3666
3667   <li><tt>Function::arg_iterator</tt> - Typedef for the argument list
3668 iterator<br>
3669     <tt>Function::const_arg_iterator</tt> - Typedef for const_iterator.<br>
3670
3671     <tt>arg_begin()</tt>, <tt>arg_end()</tt>
3672     <tt>arg_size()</tt>, <tt>arg_empty()</tt>
3673
3674     <p>These are forwarding methods that make it easy to access the contents of
3675     a <tt>Function</tt> object's <a href="#Argument"><tt>Argument</tt></a>
3676     list.</p></li>
3677
3678   <li><tt>Function::ArgumentListType &amp;getArgumentList()</tt>
3679
3680     <p>Returns the list of <a href="#Argument"><tt>Argument</tt></a>s.  This is
3681     necessary to use when you need to update the list or perform a complex
3682     action that doesn't have a forwarding method.</p></li>
3683
3684   <li><tt><a href="#BasicBlock">BasicBlock</a> &amp;getEntryBlock()</tt>
3685
3686     <p>Returns the entry <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a> for the
3687     function.  Because the entry block for the function is always the first
3688     block, this returns the first block of the <tt>Function</tt>.</p></li>
3689
3690   <li><tt><a href="#Type">Type</a> *getReturnType()</tt><br>
3691     <tt><a href="#FunctionType">FunctionType</a> *getFunctionType()</tt>
3692
3693     <p>This traverses the <a href="#Type"><tt>Type</tt></a> of the
3694     <tt>Function</tt> and returns the return type of the function, or the <a
3695     href="#FunctionType"><tt>FunctionType</tt></a> of the actual
3696     function.</p></li>
3697
3698   <li><tt><a href="#SymbolTable">SymbolTable</a> *getSymbolTable()</tt>
3699
3700     <p> Return a pointer to the <a href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a>
3701     for this <tt>Function</tt>.</p></li>
3702 </ul>
3703
3704 </div>
3705
3706 <!-- ======================================================================= -->
3707 <div class="doc_subsection">
3708   <a name="GlobalVariable">The <tt>GlobalVariable</tt> class</a>
3709 </div>
3710
3711 <div class="doc_text">
3712
3713 <p><tt>#include "<a
3714 href="/doxygen/GlobalVariable_8h-source.html">llvm/GlobalVariable.h</a>"</tt>
3715 <br>
3716 doxygen info: <a href="/doxygen/classllvm_1_1GlobalVariable.html">GlobalVariable
3717  Class</a><br>
3718 Superclasses: <a href="#GlobalValue"><tt>GlobalValue</tt></a>,
3719 <a href="#Constant"><tt>Constant</tt></a>,
3720 <a href="#User"><tt>User</tt></a>,
3721 <a href="#Value"><tt>Value</tt></a></p>
3722
3723 <p>Global variables are represented with the (surprise surprise)
3724 <tt>GlobalVariable</tt> class. Like functions, <tt>GlobalVariable</tt>s are also
3725 subclasses of <a href="#GlobalValue"><tt>GlobalValue</tt></a>, and as such are
3726 always referenced by their address (global values must live in memory, so their
3727 "name" refers to their constant address). See
3728 <a href="#GlobalValue"><tt>GlobalValue</tt></a> for more on this.  Global
3729 variables may have an initial value (which must be a
3730 <a href="#Constant"><tt>Constant</tt></a>), and if they have an initializer,
3731 they may be marked as "constant" themselves (indicating that their contents
3732 never change at runtime).</p>
3733 </div>
3734
3735 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3736 <div class="doc_subsubsection">
3737   <a name="m_GlobalVariable">Important Public Members of the
3738   <tt>GlobalVariable</tt> class</a>
3739 </div>
3740
3741 <div class="doc_text">
3742
3743 <ul>
3744   <li><tt>GlobalVariable(const </tt><tt><a href="#Type">Type</a> *Ty, bool
3745   isConstant, LinkageTypes&amp; Linkage, <a href="#Constant">Constant</a>
3746   *Initializer = 0, const std::string &amp;Name = "", Module* Parent = 0)</tt>
3747
3748     <p>Create a new global variable of the specified type. If
3749     <tt>isConstant</tt> is true then the global variable will be marked as
3750     unchanging for the program. The Linkage parameter specifies the type of
3751     linkage (internal, external, weak, linkonce, appending) for the variable.
3752     If the linkage is InternalLinkage, WeakAnyLinkage, WeakODRLinkage,
3753     LinkOnceAnyLinkage or LinkOnceODRLinkage,&nbsp; then the resultant
3754     global variable will have internal linkage.  AppendingLinkage concatenates
3755     together all instances (in different translation units) of the variable
3756     into a single variable but is only applicable to arrays.  &nbsp;See
3757     the <a href="LangRef.html#modulestructure">LLVM Language Reference</a> for
3758     further details on linkage types. Optionally an initializer, a name, and the
3759     module to put the variable into may be specified for the global variable as
3760     well.</p></li>
3761
3762   <li><tt>bool isConstant() const</tt>
3763
3764     <p>Returns true if this is a global variable that is known not to
3765     be modified at runtime.</p></li>
3766
3767   <li><tt>bool hasInitializer()</tt>
3768
3769     <p>Returns true if this <tt>GlobalVariable</tt> has an intializer.</p></li>
3770
3771   <li><tt><a href="#Constant">Constant</a> *getInitializer()</tt>
3772
3773     <p>Returns the initial value for a <tt>GlobalVariable</tt>.  It is not legal
3774     to call this method if there is no initializer.</p></li>
3775 </ul>
3776
3777 </div>
3778
3779
3780 <!-- ======================================================================= -->
3781 <div class="doc_subsection">
3782   <a name="BasicBlock">The <tt>BasicBlock</tt> class</a>
3783 </div>
3784
3785 <div class="doc_text">
3786
3787 <p><tt>#include "<a
3788 href="/doxygen/BasicBlock_8h-source.html">llvm/BasicBlock.h</a>"</tt><br>
3789 doxygen info: <a href="/doxygen/classllvm_1_1BasicBlock.html">BasicBlock
3790 Class</a><br>
3791 Superclass: <a href="#Value"><tt>Value</tt></a></p>
3792
3793 <p>This class represents a single entry multiple exit section of the code,
3794 commonly known as a basic block by the compiler community.  The
3795 <tt>BasicBlock</tt> class maintains a list of <a
3796 href="#Instruction"><tt>Instruction</tt></a>s, which form the body of the block.
3797 Matching the language definition, the last element of this list of instructions
3798 is always a terminator instruction (a subclass of the <a
3799 href="#TerminatorInst"><tt>TerminatorInst</tt></a> class).</p>
3800
3801 <p>In addition to tracking the list of instructions that make up the block, the
3802 <tt>BasicBlock</tt> class also keeps track of the <a
3803 href="#Function"><tt>Function</tt></a> that it is embedded into.</p>
3804
3805 <p>Note that <tt>BasicBlock</tt>s themselves are <a
3806 href="#Value"><tt>Value</tt></a>s, because they are referenced by instructions
3807 like branches and can go in the switch tables. <tt>BasicBlock</tt>s have type
3808 <tt>label</tt>.</p>
3809
3810 </div>
3811
3812 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3813 <div class="doc_subsubsection">
3814   <a name="m_BasicBlock">Important Public Members of the <tt>BasicBlock</tt>
3815   class</a>
3816 </div>
3817
3818 <div class="doc_text">
3819 <ul>
3820
3821 <li><tt>BasicBlock(const std::string &amp;Name = "", </tt><tt><a
3822  href="#Function">Function</a> *Parent = 0)</tt>
3823
3824 <p>The <tt>BasicBlock</tt> constructor is used to create new basic blocks for
3825 insertion into a function.  The constructor optionally takes a name for the new
3826 block, and a <a href="#Function"><tt>Function</tt></a> to insert it into.  If
3827 the <tt>Parent</tt> parameter is specified, the new <tt>BasicBlock</tt> is
3828 automatically inserted at the end of the specified <a
3829 href="#Function"><tt>Function</tt></a>, if not specified, the BasicBlock must be
3830 manually inserted into the <a href="#Function"><tt>Function</tt></a>.</p></li>
3831
3832 <li><tt>BasicBlock::iterator</tt> - Typedef for instruction list iterator<br>
3833 <tt>BasicBlock::const_iterator</tt> - Typedef for const_iterator.<br>
3834 <tt>begin()</tt>, <tt>end()</tt>, <tt>front()</tt>, <tt>back()</tt>,
3835 <tt>size()</tt>, <tt>empty()</tt>
3836 STL-style functions for accessing the instruction list.
3837
3838 <p>These methods and typedefs are forwarding functions that have the same
3839 semantics as the standard library methods of the same names.  These methods
3840 expose the underlying instruction list of a basic block in a way that is easy to
3841 manipulate.  To get the full complement of container operations (including
3842 operations to update the list), you must use the <tt>getInstList()</tt>
3843 method.</p></li>
3844
3845 <li><tt>BasicBlock::InstListType &amp;getInstList()</tt>
3846
3847 <p>This method is used to get access to the underlying container that actually
3848 holds the Instructions.  This method must be used when there isn't a forwarding
3849 function in the <tt>BasicBlock</tt> class for the operation that you would like
3850 to perform.  Because there are no forwarding functions for "updating"
3851 operations, you need to use this if you want to update the contents of a
3852 <tt>BasicBlock</tt>.</p></li>
3853
3854 <li><tt><a href="#Function">Function</a> *getParent()</tt>
3855
3856 <p> Returns a pointer to <a href="#Function"><tt>Function</tt></a> the block is
3857 embedded into, or a null pointer if it is homeless.</p></li>
3858
3859 <li><tt><a href="#TerminatorInst">TerminatorInst</a> *getTerminator()</tt>
3860
3861 <p> Returns a pointer to the terminator instruction that appears at the end of
3862 the <tt>BasicBlock</tt>.  If there is no terminator instruction, or if the last
3863 instruction in the block is not a terminator, then a null pointer is
3864 returned.</p></li>
3865
3866 </ul>
3867
3868 </div>
3869
3870
3871 <!-- ======================================================================= -->
3872 <div class="doc_subsection">
3873   <a name="Argument">The <tt>Argument</tt> class</a>
3874 </div>
3875
3876 <div class="doc_text">
3877
3878 <p>This subclass of Value defines the interface for incoming formal
3879 arguments to a function. A Function maintains a list of its formal
3880 arguments. An argument has a pointer to the parent Function.</p>
3881
3882 </div>
3883
3884 <!-- *********************************************************************** -->
3885 <hr>
3886 <address>
3887   <a href="http://jigsaw.w3.org/css-validator/check/referer"><img
3888   src="http://jigsaw.w3.org/css-validator/images/vcss-blue" alt="Valid CSS"></a>
3889   <a href="http://validator.w3.org/check/referer"><img
3890   src="http://www.w3.org/Icons/valid-html401" alt="Valid HTML 4.01 Strict"></a>
3891
3892   <a href="mailto:dhurjati@cs.uiuc.edu">Dinakar Dhurjati</a> and
3893   <a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a><br>
3894   <a href="http://llvm.org">The LLVM Compiler Infrastructure</a><br>
3895   Last modified: $Date$
3896 </address>
3897
3898 </body>
3899 </html>