include/llvm/CodeGen/MachineInstr.h

   1 //===-- llvm/CodeGen/MachineInstr.h - MachineInstr class --------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file contains the declaration of the MachineInstr class, which is the
  11 // basic representation for all target dependent machine instructions used by
  12 // the back end.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINEINSTR_H
  17 #define LLVM_CODEGEN_MACHINEINSTR_H
  18
  19 #include "llvm/ADT/iterator"
  20 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
  21 #include "llvm/Support/Streams.h"
  22 #include <vector>
  23 #include <cassert>
  24 #include <iosfwd>
  25
  26 namespace llvm {
  27
  28 class Value;
  29 class Function;
  30 class MachineBasicBlock;
  31 class TargetInstrDescriptor;
  32 class TargetMachine;
  33 class GlobalValue;
  34
  35 template <typename T> struct ilist_traits;
  36 template <typename T> struct ilist;
  37
  38 //===----------------------------------------------------------------------===//
  39 // class MachineOperand
  40 //
  41 //   Representation of each machine instruction operand.
  42 //
  43 struct MachineOperand {
  44   enum MachineOperandType {
  45     MO_Register,                // Register operand.
  46     MO_Immediate,               // Immediate Operand
  47     MO_MachineBasicBlock,       // MachineBasicBlock reference
  48     MO_FrameIndex,              // Abstract Stack Frame Index
  49     MO_ConstantPoolIndex,       // Address of indexed Constant in Constant Pool
  50     MO_JumpTableIndex,          // Address of indexed Jump Table for switch
  51     MO_ExternalSymbol,          // Name of external global symbol
  52     MO_GlobalAddress            // Address of a global value
  53   };
  54
  55 private:
  56   union {
  57     GlobalValue *GV;          // For MO_GlobalAddress.
  58     MachineBasicBlock *MBB;   // For MO_MachineBasicBlock.
  59     const char *SymbolName;   // For MO_ExternalSymbol.
  60     unsigned RegNo;           // For MO_Register.
  61     int64_t immedVal;         // For MO_Immediate and MO_*Index.
  62   } contents;
  63
  64   MachineOperandType opType:8; // Discriminate the union.
  65   bool IsDef : 1;              // True if this is a def, false if this is a use.
  66   bool IsImp : 1;              // True if this is an implicit def or use.
  67
  68   bool IsKill : 1;             // True if this is a reg use and the reg is dead
  69                                // immediately after the read.
  70   bool IsDead : 1;             // True if this is a reg def and the reg is dead
  71                                // immediately after the write. i.e. A register
  72                                // that is defined but never used.
  73
  74   /// offset - Offset to address of global or external, only valid for
  75   /// MO_GlobalAddress, MO_ExternalSym and MO_ConstantPoolIndex
  76   int offset;
  77
  78   MachineOperand() {}
  79 public:
  80   MachineOperand(const MachineOperand &M) {
  81     *this = M;
  82   }
  83
  84   ~MachineOperand() {}
  85
  86   static MachineOperand CreateImm(int64_t Val) {
  87     MachineOperand Op;
  88     Op.opType = MachineOperand::MO_Immediate;
  89     Op.contents.immedVal = Val;
  90     Op.IsDef = false;
  91     Op.IsImp = false;
  92     Op.IsKill = false;
  93     Op.IsDead = false;
  94     Op.offset = 0;
  95     return Op;
  96   }
  97
  98   const MachineOperand &operator=(const MachineOperand &MO) {
  99     contents = MO.contents;
 100     IsDef    = MO.IsDef;
 101     IsImp    = MO.IsImp;
 102     IsKill   = MO.IsKill;
 103     IsDead   = MO.IsDead;
 104     opType   = MO.opType;
 105     offset   = MO.offset;
 106     return *this;
 107   }
 108
 109   /// getType - Returns the MachineOperandType for this operand.
 110   ///
 111   MachineOperandType getType() const { return opType; }
 112
 113   /// Accessors that tell you what kind of MachineOperand you're looking at.
 114   ///
 115   bool isReg() const { return opType == MO_Register; }
 116   bool isImm() const { return opType == MO_Immediate; }
 117   bool isMBB() const { return opType == MO_MachineBasicBlock; }
 118
 119   bool isRegister() const { return opType == MO_Register; }
 120   bool isImmediate() const { return opType == MO_Immediate; }
 121   bool isMachineBasicBlock() const { return opType == MO_MachineBasicBlock; }
 122   bool isFrameIndex() const { return opType == MO_FrameIndex; }
 123   bool isConstantPoolIndex() const { return opType == MO_ConstantPoolIndex; }
 124   bool isJumpTableIndex() const { return opType == MO_JumpTableIndex; }
 125   bool isGlobalAddress() const { return opType == MO_GlobalAddress; }
 126   bool isExternalSymbol() const { return opType == MO_ExternalSymbol; }
 127
 128   int64_t getImm() const {
 129     assert(isImm() && "Wrong MachineOperand accessor");
 130     return contents.immedVal;
 131   }
 132
 133   int64_t getImmedValue() const {
 134     assert(isImm() && "Wrong MachineOperand accessor");
 135     return contents.immedVal;
 136   }
 137   MachineBasicBlock *getMBB() const {
 138     assert(isMachineBasicBlock() && "Wrong MachineOperand accessor");
 139     return contents.MBB;
 140   }
 141   MachineBasicBlock *getMachineBasicBlock() const {
 142     assert(isMachineBasicBlock() && "Wrong MachineOperand accessor");
 143     return contents.MBB;
 144   }
 145   void setMachineBasicBlock(MachineBasicBlock *MBB) {
 146     assert(isMachineBasicBlock() && "Wrong MachineOperand accessor");
 147     contents.MBB = MBB;
 148   }
 149   int getFrameIndex() const {
 150     assert(isFrameIndex() && "Wrong MachineOperand accessor");
 151     return (int)contents.immedVal;
 152   }
 153   unsigned getConstantPoolIndex() const {
 154     assert(isConstantPoolIndex() && "Wrong MachineOperand accessor");
 155     return (unsigned)contents.immedVal;
 156   }
 157   unsigned getJumpTableIndex() const {
 158     assert(isJumpTableIndex() && "Wrong MachineOperand accessor");
 159     return (unsigned)contents.immedVal;
 160   }
 161   GlobalValue *getGlobal() const {
 162     assert(isGlobalAddress() && "Wrong MachineOperand accessor");
 163     return contents.GV;
 164   }
 165   int getOffset() const {
 166     assert((isGlobalAddress() || isExternalSymbol() || isConstantPoolIndex()) &&
 167         "Wrong MachineOperand accessor");
 168     return offset;
 169   }
 170   const char *getSymbolName() const {
 171     assert(isExternalSymbol() && "Wrong MachineOperand accessor");
 172     return contents.SymbolName;
 173   }
 174
 175   bool isUse() const {
 176     assert(isRegister() && "Wrong MachineOperand accessor");
 177     return !IsDef;
 178   }
 179   bool isDef() const {
 180     assert(isRegister() && "Wrong MachineOperand accessor");
 181     return IsDef;
 182   }
 183   void setIsUse() {
 184     assert(isRegister() && "Wrong MachineOperand accessor");
 185     IsDef = false;
 186   }
 187   void setIsDef() {
 188     assert(isRegister() && "Wrong MachineOperand accessor");
 189     IsDef = true;
 190   }
 191
 192   bool isImplicit() const {
 193     assert(isRegister() && "Wrong MachineOperand accessor");
 194     return IsImp;
 195   }
 196   void setImplicit() {
 197     assert(isRegister() && "Wrong MachineOperand accessor");
 198     IsImp = true;
 199   }
 200
 201   bool isKill() const {
 202     assert(isRegister() && "Wrong MachineOperand accessor");
 203     return IsKill;
 204   }
 205   bool isDead() const {
 206     assert(isRegister() && "Wrong MachineOperand accessor");
 207     return IsDead;
 208   }
 209   void setIsKill() {
 210     assert(isRegister() && !IsDef && "Wrong MachineOperand accessor");
 211     IsKill = true;
 212   }
 213   void setIsDead() {
 214     assert(isRegister() && IsDef && "Wrong MachineOperand accessor");
 215     IsDead = true;
 216   }
 217   void unsetIsKill() {
 218     assert(isRegister() && !IsDef && "Wrong MachineOperand accessor");
 219     IsKill = false;
 220   }
 221   void unsetIsDead() {
 222     assert(isRegister() && IsDef && "Wrong MachineOperand accessor");
 223     IsDead = false;
 224   }
 225
 226   /// getReg - Returns the register number.
 227   ///
 228   unsigned getReg() const {
 229     assert(isRegister() && "This is not a register operand!");
 230     return contents.RegNo;
 231   }
 232
 233   /// MachineOperand mutators.
 234   ///
 235   void setReg(unsigned Reg) {
 236     assert(isRegister() && "This is not a register operand!");
 237     contents.RegNo = Reg;
 238   }
 239
 240   void setImmedValue(int64_t immVal) {
 241     assert(isImm() && "Wrong MachineOperand mutator");
 242     contents.immedVal = immVal;
 243   }
 244   void setImm(int64_t immVal) {
 245     assert(isImm() && "Wrong MachineOperand mutator");
 246     contents.immedVal = immVal;
 247   }
 248
 249   void setOffset(int Offset) {
 250     assert((isGlobalAddress() || isExternalSymbol() || isConstantPoolIndex() ||
 251             isJumpTableIndex()) &&
 252         "Wrong MachineOperand accessor");
 253     offset = Offset;
 254   }
 255   void setConstantPoolIndex(unsigned Idx) {
 256     assert(isConstantPoolIndex() && "Wrong MachineOperand accessor");
 257     contents.immedVal = Idx;
 258   }
 259   void setJumpTableIndex(unsigned Idx) {
 260     assert(isJumpTableIndex() && "Wrong MachineOperand accessor");
 261     contents.immedVal = Idx;
 262   }
 263
 264   /// isIdenticalTo - Return true if this operand is identical to the specified
 265   /// operand. Note: This method ignores isKill and isDead properties.
 266   bool isIdenticalTo(const MachineOperand &Other) const;
 267
 268   /// ChangeToImmediate - Replace this operand with a new immediate operand of
 269   /// the specified value.  If an operand is known to be an immediate already,
 270   /// the setImmedValue method should be used.
 271   void ChangeToImmediate(int64_t ImmVal) {
 272     opType = MO_Immediate;
 273     contents.immedVal = ImmVal;
 274   }
 275
 276   /// ChangeToRegister - Replace this operand with a new register operand of
 277   /// the specified value.  If an operand is known to be an register already,
 278   /// the setReg method should be used.
 279   void ChangeToRegister(unsigned Reg, bool isDef) {
 280     opType = MO_Register;
 281     contents.RegNo = Reg;
 282     IsDef = isDef;
 283     IsImp = false;
 284     IsKill = false;
 285     IsDead = false;
 286   }
 287
 288   friend llvm_ostream& operator<<(llvm_ostream& os, const MachineOperand& mop) {
 289     if (os.stream()) *os.stream() << mop;
 290     return os;
 291   }
 292   friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MachineOperand& mop);
 293
 294   friend class MachineInstr;
 295 };
 296
 297
 298 //===----------------------------------------------------------------------===//
 299 /// MachineInstr - Representation of each machine instruction.
 300 ///
 301 class MachineInstr {
 302   short Opcode;                         // the opcode
 303   unsigned short NumImplicitOps;        // Number of implicit operands (which
 304                                         // are determined at construction time).
 305
 306   std::vector<MachineOperand> Operands; // the operands
 307   MachineInstr* prev, *next;            // links for our intrusive list
 308   MachineBasicBlock* parent;            // pointer to the owning basic block
 309
 310   // OperandComplete - Return true if it's illegal to add a new operand
 311   bool OperandsComplete() const;
 312
 313   MachineInstr(const MachineInstr&);
 314   void operator=(const MachineInstr&); // DO NOT IMPLEMENT
 315
 316   // Intrusive list support
 317   //
 318   friend struct ilist_traits<MachineInstr>;
 319
 320 public:
 321   /// MachineInstr ctor - This constructor creates a dummy MachineInstr with
 322   /// opcode 0 and no operands.
 323   MachineInstr();
 324
 325   /// MachineInstr ctor - This constructor create a MachineInstr and add the
 326   /// implicit operands. It reserves space for number of operands specified by
 327   /// TargetInstrDescriptor.
 328   MachineInstr(const TargetInstrDescriptor &TID);
 329
 330   /// MachineInstr ctor - Work exactly the same as the ctor above, except that
 331   /// the MachineInstr is created and added to the end of the specified basic
 332   /// block.
 333   ///
 334   MachineInstr(MachineBasicBlock *MBB, const TargetInstrDescriptor &TID);
 335
 336   ~MachineInstr();
 337
 338   const MachineBasicBlock* getParent() const { return parent; }
 339   MachineBasicBlock* getParent() { return parent; }
 340
 341   /// getOpcode - Returns the opcode of this MachineInstr.
 342   ///
 343   const int getOpcode() const { return Opcode; }
 344
 345   /// Access to explicit operands of the instruction.
 346   ///
 347   unsigned getNumOperands() const { return Operands.size(); }
 348
 349   const MachineOperand& getOperand(unsigned i) const {
 350     assert(i < getNumOperands() && "getOperand() out of range!");
 351     return Operands[i];
 352   }
 353   MachineOperand& getOperand(unsigned i) {
 354     assert(i < getNumOperands() && "getOperand() out of range!");
 355     return Operands[i];
 356   }
 357
 358
 359   /// isIdenticalTo - Return true if this instruction is identical to (same
 360   /// opcode and same operands as) the specified instruction.
 361   bool isIdenticalTo(const MachineInstr *Other) const {
 362     if (Other->getOpcode() != getOpcode() ||
 363         Other->getNumOperands() != getNumOperands())
 364       return false;
 365     for (unsigned i = 0, e = getNumOperands(); i != e; ++i)
 366       if (!getOperand(i).isIdenticalTo(Other->getOperand(i)))
 367         return false;
 368     return true;
 369   }
 370
 371   /// clone - Create a copy of 'this' instruction that is identical in
 372   /// all ways except the the instruction has no parent, prev, or next.
 373   MachineInstr* clone() const { return new MachineInstr(*this); }
 374
 375   /// removeFromParent - This method unlinks 'this' from the containing basic
 376   /// block, and returns it, but does not delete it.
 377   MachineInstr *removeFromParent();
 378
 379   /// eraseFromParent - This method unlinks 'this' from the containing basic
 380   /// block and deletes it.
 381   void eraseFromParent() {
 382     delete removeFromParent();
 383   }
 384
 385   /// copyKillDeadInfo - Copies kill / dead operand properties from MI.
 386   ///
 387   void copyKillDeadInfo(const MachineInstr *MI) {
 388     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 389       const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 390       if (MO.isReg() && (MO.isKill() || MO.isDead())) {
 391         for (unsigned j = 0, ee = getNumOperands(); j != ee; ++j) {
 392           MachineOperand &MOp = getOperand(j);
 393           if (MOp.isIdenticalTo(MO)) {
 394             if (MO.isKill())
 395               MOp.setIsKill();
 396             else
 397               MOp.setIsDead();
 398             break;
 399           }
 400         }
 401       }
 402     }
 403   }
 404
 405   //
 406   // Debugging support
 407   //
 408   void print(llvm_ostream &OS, const TargetMachine *TM) const {
 409     if (OS.stream()) print(*OS.stream(), TM);
 410   }
 411   void print(std::ostream &OS, const TargetMachine *TM) const;
 412   void dump() const;
 413   friend llvm_ostream& operator<<(llvm_ostream& os, const MachineInstr& minstr){
 414     if (os.stream()) *os.stream() << minstr;
 415     return os;
 416   }
 417   friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MachineInstr& minstr);
 418
 419   //===--------------------------------------------------------------------===//
 420   // Accessors to add operands when building up machine instructions.
 421   //
 422
 423   /// addRegOperand - Add a register operand.
 424   ///
 425   void addRegOperand(unsigned Reg, bool IsDef, bool IsImp = false,
 426                      bool IsKill = false, bool IsDead = false) {
 427     MachineOperand &Op = AddNewOperand(IsImp);
 428     Op.opType = MachineOperand::MO_Register;
 429     Op.IsDef = IsDef;
 430     Op.IsImp = IsImp;
 431     Op.IsKill = IsKill;
 432     Op.IsDead = IsDead;
 433     Op.contents.RegNo = Reg;
 434     Op.offset = 0;
 435   }
 436
 437   /// addImmOperand - Add a zero extended constant argument to the
 438   /// machine instruction.
 439   ///
 440   void addImmOperand(int64_t Val) {
 441     MachineOperand &Op = AddNewOperand();
 442     Op.opType = MachineOperand::MO_Immediate;
 443     Op.contents.immedVal = Val;
 444     Op.offset = 0;
 445   }
 446
 447   void addMachineBasicBlockOperand(MachineBasicBlock *MBB) {
 448     MachineOperand &Op = AddNewOperand();
 449     Op.opType = MachineOperand::MO_MachineBasicBlock;
 450     Op.contents.MBB = MBB;
 451     Op.offset = 0;
 452   }
 453
 454   /// addFrameIndexOperand - Add an abstract frame index to the instruction
 455   ///
 456   void addFrameIndexOperand(unsigned Idx) {
 457     MachineOperand &Op = AddNewOperand();
 458     Op.opType = MachineOperand::MO_FrameIndex;
 459     Op.contents.immedVal = Idx;
 460     Op.offset = 0;
 461   }
 462
 463   /// addConstantPoolndexOperand - Add a constant pool object index to the
 464   /// instruction.
 465   ///
 466   void addConstantPoolIndexOperand(unsigned Idx, int Offset) {
 467     MachineOperand &Op = AddNewOperand();
 468     Op.opType = MachineOperand::MO_ConstantPoolIndex;
 469     Op.contents.immedVal = Idx;
 470     Op.offset = Offset;
 471   }
 472
 473   /// addJumpTableIndexOperand - Add a jump table object index to the
 474   /// instruction.
 475   ///
 476   void addJumpTableIndexOperand(unsigned Idx) {
 477     MachineOperand &Op = AddNewOperand();
 478     Op.opType = MachineOperand::MO_JumpTableIndex;
 479     Op.contents.immedVal = Idx;
 480     Op.offset = 0;
 481   }
 482
 483   void addGlobalAddressOperand(GlobalValue *GV, int Offset) {
 484     MachineOperand &Op = AddNewOperand();
 485     Op.opType = MachineOperand::MO_GlobalAddress;
 486     Op.contents.GV = GV;
 487     Op.offset = Offset;
 488   }
 489
 490   /// addExternalSymbolOperand - Add an external symbol operand to this instr
 491   ///
 492   void addExternalSymbolOperand(const char *SymName) {
 493     MachineOperand &Op = AddNewOperand();
 494     Op.opType = MachineOperand::MO_ExternalSymbol;
 495     Op.contents.SymbolName = SymName;
 496     Op.offset = 0;
 497   }
 498
 499   //===--------------------------------------------------------------------===//
 500   // Accessors used to modify instructions in place.
 501   //
 502
 503   /// setOpcode - Replace the opcode of the current instruction with a new one.
 504   ///
 505   void setOpcode(unsigned Op) { Opcode = Op; }
 506
 507   /// RemoveOperand - Erase an operand  from an instruction, leaving it with one
 508   /// fewer operand than it started with.
 509   ///
 510   void RemoveOperand(unsigned i) {
 511     Operands.erase(Operands.begin()+i);
 512   }
 513 private:
 514   MachineOperand &AddNewOperand(bool IsImp = false) {
 515     assert((IsImp || !OperandsComplete()) &&
 516            "Trying to add an operand to a machine instr that is already done!");
 517     if (NumImplicitOps == 0) { // This is true most of the time.
 518       Operands.push_back(MachineOperand());
 519       return Operands.back();
 520     } else {
 521       return *Operands.insert(Operands.begin()+Operands.size()-NumImplicitOps,
 522                               MachineOperand());
 523     }
 524   }
 525
 526   /// addImplicitDefUseOperands - Add all implicit def and use operands to
 527   /// this instruction.
 528   void addImplicitDefUseOperands(const TargetInstrDescriptor &TID);
 529 };
 530
 531 //===----------------------------------------------------------------------===//
 532 // Debugging Support
 533
 534 std::ostream& operator<<(std::ostream &OS, const MachineInstr &MI);
 535 std::ostream& operator<<(std::ostream &OS, const MachineOperand &MO);
 536
 537 } // End llvm namespace
 538
 539 #endif