include/llvm/IR/Use.h

   1 //===-- llvm/Use.h - Definition of the Use class ----------------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 /// \file
  10 ///
  11 /// This defines the Use class.  The Use class represents the operand of an
  12 /// instruction or some other User instance which refers to a Value.  The Use
  13 /// class keeps the "use list" of the referenced value up to date.
  14 ///
  15 /// Pointer tagging is used to efficiently find the User corresponding to a Use
  16 /// without having to store a User pointer in every Use. A User is preceded in
  17 /// memory by all the Uses corresponding to its operands, and the low bits of
  18 /// one of the fields (Prev) of the Use class are used to encode offsets to be
  19 /// able to find that User given a pointer to any Use. For details, see:
  20 ///
  21 ///   http://www.llvm.org/docs/ProgrammersManual.html#UserLayout
  22 ///
  23 //===----------------------------------------------------------------------===//
  24
  25 #ifndef LLVM_IR_USE_H
  26 #define LLVM_IR_USE_H
  27
  28 #include "llvm-c/Core.h"
  29 #include "llvm/ADT/PointerIntPair.h"
  30 #include "llvm/Support/CBindingWrapping.h"
  31 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  32 #include <cstddef>
  33 #include <iterator>
  34
  35 namespace llvm {
  36
  37 class Value;
  38 class User;
  39 class Use;
  40 template <typename> struct simplify_type;
  41
  42 // Use** is only 4-byte aligned.
  43 template <> class PointerLikeTypeTraits<Use **> {
  44 public:
  45   static inline void *getAsVoidPointer(Use **P) { return P; }
  46   static inline Use **getFromVoidPointer(void *P) {
  47     return static_cast<Use **>(P);
  48   }
  49   enum { NumLowBitsAvailable = 2 };
  50 };
  51
  52 /// \brief A Use represents the edge between a Value definition and its users.
  53 ///
  54 /// This is notionally a two-dimensional linked list. It supports traversing
  55 /// all of the uses for a particular value definition. It also supports jumping
  56 /// directly to the used value when we arrive from the User's operands, and
  57 /// jumping directly to the User when we arrive from the Value's uses.
  58 ///
  59 /// The pointer to the used Value is explicit, and the pointer to the User is
  60 /// implicit. The implicit pointer is found via a waymarking algorithm
  61 /// described in the programmer's manual:
  62 ///
  63 ///   http://www.llvm.org/docs/ProgrammersManual.html#UserLayout
  64 ///
  65 /// This is essentially the single most memory intensive object in LLVM because
  66 /// of the number of uses in the system. At the same time, the constant time
  67 /// operations it allows are essential to many optimizations having reasonable
  68 /// time complexity.
  69 class Use {
  70 public:
  71   /// \brief Provide a fast substitute to std::swap<Use>
  72   /// that also works with less standard-compliant compilers
  73   void swap(Use &RHS);
  74
  75   // A type for the word following an array of hung-off Uses in memory, which is
  76   // a pointer back to their User with the bottom bit set.
  77   typedef PointerIntPair<User *, 1, unsigned> UserRef;
  78
  79 private:
  80   Use(const Use &U) LLVM_DELETED_FUNCTION;
  81
  82   /// Destructor - Only for zap()
  83   ~Use() {
  84     if (Val)
  85       removeFromList();
  86   }
  87
  88   enum PrevPtrTag { zeroDigitTag, oneDigitTag, stopTag, fullStopTag };
  89
  90   /// Constructor
  91   Use(PrevPtrTag tag) : Val(0) { Prev.setInt(tag); }
  92
  93 public:
  94   operator Value *() const { return Val; }
  95   Value *get() const { return Val; }
  96
  97   /// \brief Returns the User that contains this Use.
  98   ///
  99   /// For an instruction operand, for example, this will return the
 100   /// instruction.
 101   User *getUser() const;
 102
 103   inline void set(Value *Val);
 104
 105   Value *operator=(Value *RHS) {
 106     set(RHS);
 107     return RHS;
 108   }
 109   const Use &operator=(const Use &RHS) {
 110     set(RHS.Val);
 111     return *this;
 112   }
 113
 114   Value *operator->() { return Val; }
 115   const Value *operator->() const { return Val; }
 116
 117   Use *getNext() const { return Next; }
 118
 119   /// \brief Initializes the waymarking tags on an array of Uses.
 120   ///
 121   /// This sets up the array of Uses such that getUser() can find the User from
 122   /// any of those Uses.
 123   static Use *initTags(Use *Start, Use *Stop);
 124
 125   /// \brief Destroys Use operands when the number of operands of
 126   /// a User changes.
 127   static void zap(Use *Start, const Use *Stop, bool del = false);
 128
 129 private:
 130   const Use *getImpliedUser() const;
 131
 132   Value *Val;
 133   Use *Next;
 134   PointerIntPair<Use **, 2, PrevPtrTag> Prev;
 135
 136   void setPrev(Use **NewPrev) { Prev.setPointer(NewPrev); }
 137   void addToList(Use **List) {
 138     Next = *List;
 139     if (Next)
 140       Next->setPrev(&Next);
 141     setPrev(List);
 142     *List = this;
 143   }
 144   void removeFromList() {
 145     Use **StrippedPrev = Prev.getPointer();
 146     *StrippedPrev = Next;
 147     if (Next)
 148       Next->setPrev(StrippedPrev);
 149   }
 150
 151   friend class Value;
 152 };
 153
 154 /// \brief Allow clients to treat uses just like values when using
 155 /// casting operators.
 156 template <> struct simplify_type<Use> {
 157   typedef Value *SimpleType;
 158   static SimpleType getSimplifiedValue(Use &Val) { return Val.get(); }
 159 };
 160 template <> struct simplify_type<const Use> {
 161   typedef /*const*/ Value *SimpleType;
 162   static SimpleType getSimplifiedValue(const Use &Val) { return Val.get(); }
 163 };
 164
 165 template<typename UserTy>  // UserTy == 'User' or 'const User'
 166 class value_use_iterator : public std::iterator<std::forward_iterator_tag,
 167                                                 UserTy*, ptrdiff_t> {
 168   typedef std::iterator<std::forward_iterator_tag, UserTy*, ptrdiff_t> super;
 169   typedef value_use_iterator<UserTy> _Self;
 170
 171   Use *U;
 172   explicit value_use_iterator(Use *u) : U(u) {}
 173   friend class Value;
 174 public:
 175   typedef typename super::reference reference;
 176   typedef typename super::pointer pointer;
 177
 178   value_use_iterator() {}
 179
 180   bool operator==(const _Self &x) const {
 181     return U == x.U;
 182   }
 183   bool operator!=(const _Self &x) const {
 184     return !operator==(x);
 185   }
 186
 187   /// \brief Returns true if this iterator is equal to use_end() on the value.
 188   bool atEnd() const { return U == 0; }
 189
 190   // Iterator traversal: forward iteration only
 191   _Self &operator++() {          // Preincrement
 192     assert(U && "Cannot increment end iterator!");
 193     U = U->getNext();
 194     return *this;
 195   }
 196   _Self operator++(int) {        // Postincrement
 197     _Self tmp = *this; ++*this; return tmp;
 198   }
 199
 200   // Retrieve a pointer to the current User.
 201   UserTy *operator*() const {
 202     assert(U && "Cannot dereference end iterator!");
 203     return U->getUser();
 204   }
 205
 206   UserTy *operator->() const { return operator*(); }
 207
 208   Use &getUse() const { return *U; }
 209
 210   /// \brief Return the operand # of this use in its User.
 211   ///
 212   /// Defined in User.h
 213   unsigned getOperandNo() const;
 214 };
 215
 216 // Create wrappers for C Binding types (see CBindingWrapping.h).
 217 DEFINE_SIMPLE_CONVERSION_FUNCTIONS(Use, LLVMUseRef)
 218
 219 }
 220
 221 #endif