Remove the Forward Control Flow Integrity pass and its dependencies.
[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / ValueTracking.h
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 #ifndef LLVM_ANALYSIS_VALUETRACKING_H
 #define LLVM_ANALYSIS_VALUETRACKING_H
 
-#include "llvm/System/DataTypes.h"
-#include <string>
+#include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
+#include "llvm/Support/DataTypes.h"
 
 namespace llvm {
-  template <typename T> class SmallVectorImpl;
   class Value;
   class Instruction;
   class APInt;
-  class TargetData;
-  
-  /// ComputeMaskedBits - Determine which of the bits specified in Mask are
-  /// known to be either zero or one and return them in the KnownZero/KnownOne
-  /// bit sets.  This code only analyzes bits in Mask, in order to short-circuit
-  /// processing.
+  class DataLayout;
+  class StringRef;
+  class MDNode;
+  class AssumptionCache;
+  class DominatorTree;
+  class TargetLibraryInfo;
+
+  /// Determine which bits of V are known to be either zero or one and return
+  /// them in the KnownZero/KnownOne bit sets.
   ///
   /// This function is defined on values with integer type, values with pointer
   /// type (but only if TD is non-null), and vectors of integers.  In the case
-  /// where V is a vector, the mask, known zero, and known one values are the
+  /// where V is a vector, the known zero and known one values are the
   /// same width as the vector element, and the bit is set only if it is true
   /// for all of the elements in the vector.
-  void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt &KnownZero,
-                         APInt &KnownOne, const TargetData *TD = 0,
-                         unsigned Depth = 0);
-  
+  void computeKnownBits(Value *V, APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
+                        const DataLayout *TD = nullptr, unsigned Depth = 0,
+                        AssumptionCache *AC = nullptr,
+                        const Instruction *CxtI = nullptr,
+                        const DominatorTree *DT = nullptr);
+  /// Compute known bits from the range metadata.
+  /// \p KnownZero the set of bits that are known to be zero
+  void computeKnownBitsFromRangeMetadata(const MDNode &Ranges,
+                                         APInt &KnownZero);
+
+  /// ComputeSignBit - Determine whether the sign bit is known to be zero or
+  /// one.  Convenience wrapper around computeKnownBits.
+  void ComputeSignBit(Value *V, bool &KnownZero, bool &KnownOne,
+                      const DataLayout *TD = nullptr, unsigned Depth = 0,
+                      AssumptionCache *AC = nullptr,
+                      const Instruction *CxtI = nullptr,
+                      const DominatorTree *DT = nullptr);
+
+  /// isKnownToBeAPowerOfTwo - Return true if the given value is known to have
+  /// exactly one bit set when defined. For vectors return true if every
+  /// element is known to be a power of two when defined.  Supports values with
+  /// integer or pointer type and vectors of integers.  If 'OrZero' is set then
+  /// returns true if the given value is either a power of two or zero.
+  bool isKnownToBeAPowerOfTwo(Value *V, bool OrZero = false, unsigned Depth = 0,
+                              AssumptionCache *AC = nullptr,
+                              const Instruction *CxtI = nullptr,
+                              const DominatorTree *DT = nullptr);
+
+  /// isKnownNonZero - Return true if the given value is known to be non-zero
+  /// when defined.  For vectors return true if every element is known to be
+  /// non-zero when defined.  Supports values with integer or pointer type and
+  /// vectors of integers.
+  bool isKnownNonZero(Value *V, const DataLayout *TD = nullptr,
+                      unsigned Depth = 0, AssumptionCache *AC = nullptr,
+                      const Instruction *CxtI = nullptr,
+                      const DominatorTree *DT = nullptr);
+
   /// MaskedValueIsZero - Return true if 'V & Mask' is known to be zero.  We use
   /// this predicate to simplify operations downstream.  Mask is known to be
   /// zero for bits that V cannot have.
@@ -48,10 +83,12 @@ namespace llvm {
   /// where V is a vector, the mask, known zero, and known one values are the
   /// same width as the vector element, and the bit is set only if it is true
   /// for all of the elements in the vector.
-  bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask, 
-                         const TargetData *TD = 0, unsigned Depth = 0);
+  bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask,
+                         const DataLayout *TD = nullptr, unsigned Depth = 0,
+                         AssumptionCache *AC = nullptr,
+                         const Instruction *CxtI = nullptr,
+                         const DominatorTree *DT = nullptr);
 
-  
   /// ComputeNumSignBits - Return the number of times the sign bit of the
   /// register is replicated into the other bits.  We know that at least 1 bit
   /// is always equal to the sign bit (itself), but other cases can give us
@@ -60,8 +97,10 @@ namespace llvm {
   ///
   /// 'Op' must have a scalar integer type.
   ///
-  unsigned ComputeNumSignBits(Value *Op, const TargetData *TD = 0,
-                              unsigned Depth = 0);
+  unsigned ComputeNumSignBits(Value *Op, const DataLayout *TD = nullptr,
+                              unsigned Depth = 0, AssumptionCache *AC = nullptr,
+                              const Instruction *CxtI = nullptr,
+                              const DominatorTree *DT = nullptr);
 
   /// ComputeMultiple - This function computes the integer multiple of Base that
   /// equals V.  If successful, it returns true and returns the multiple in
@@ -77,7 +116,18 @@ namespace llvm {
   ///
   bool CannotBeNegativeZero(const Value *V, unsigned Depth = 0);
 
-  
+  /// CannotBeOrderedLessThanZero - Return true if we can prove that the 
+  /// specified FP value is either a NaN or never less than 0.0.
+  ///
+  bool CannotBeOrderedLessThanZero(const Value *V, unsigned Depth = 0);
+
+  /// isBytewiseValue - If the specified value can be set by repeating the same
+  /// byte in memory, return the i8 value that it is represented with.  This is
+  /// true for all i8 values obviously, but is also true for i32 0, i32 -1,
+  /// i16 0xF0F0, double 0.0 etc.  If the value can't be handled with a repeated
+  /// byte store (e.g. i16 0x1234), return null.
+  Value *isBytewiseValue(Value *V);
+    
   /// FindInsertedValue - Given an aggregrate and an sequence of indices, see if
   /// the scalar value indexed is already around as a register, for example if
   /// it were inserted directly into the aggregrate.
@@ -85,31 +135,102 @@ namespace llvm {
   /// If InsertBefore is not null, this function will duplicate (modified)
   /// insertvalues when a part of a nested struct is extracted.
   Value *FindInsertedValue(Value *V,
-                           const unsigned *idx_begin,
-                           const unsigned *idx_end,
-                           Instruction *InsertBefore = 0);
-
-  /// This is a convenience wrapper for finding values indexed by a single index
-  /// only.
-  inline Value *FindInsertedValue(Value *V, const unsigned Idx,
-                                  Instruction *InsertBefore = 0) {
-    const unsigned Idxs[1] = { Idx };
-    return FindInsertedValue(V, &Idxs[0], &Idxs[1], InsertBefore);
+                           ArrayRef<unsigned> idx_range,
+                           Instruction *InsertBefore = nullptr);
+
+  /// GetPointerBaseWithConstantOffset - Analyze the specified pointer to see if
+  /// it can be expressed as a base pointer plus a constant offset.  Return the
+  /// base and offset to the caller.
+  Value *GetPointerBaseWithConstantOffset(Value *Ptr, int64_t &Offset,
+                                          const DataLayout *TD);
+  static inline const Value *
+  GetPointerBaseWithConstantOffset(const Value *Ptr, int64_t &Offset,
+                                   const DataLayout *TD) {
+    return GetPointerBaseWithConstantOffset(const_cast<Value*>(Ptr), Offset,TD);
   }
   
-  /// GetConstantStringInfo - This function computes the length of a
+  /// getConstantStringInfo - This function computes the length of a
   /// null-terminated C string pointed to by V.  If successful, it returns true
-  /// and returns the string in Str.  If unsuccessful, it returns false.  If
-  /// StopAtNul is set to true (the default), the returned string is truncated
-  /// by a nul character in the global.  If StopAtNul is false, the nul
-  /// character is included in the result string.
-  bool GetConstantStringInfo(const Value *V, std::string &Str,
-                             uint64_t Offset = 0,
-                             bool StopAtNul = true);
-                        
+  /// and returns the string in Str.  If unsuccessful, it returns false.  This
+  /// does not include the trailing nul character by default.  If TrimAtNul is
+  /// set to false, then this returns any trailing nul characters as well as any
+  /// other characters that come after it.
+  bool getConstantStringInfo(const Value *V, StringRef &Str,
+                             uint64_t Offset = 0, bool TrimAtNul = true);
+
   /// GetStringLength - If we can compute the length of the string pointed to by
   /// the specified pointer, return 'len+1'.  If we can't, return 0.
   uint64_t GetStringLength(Value *V);
+
+  /// GetUnderlyingObject - This method strips off any GEP address adjustments
+  /// and pointer casts from the specified value, returning the original object
+  /// being addressed.  Note that the returned value has pointer type if the
+  /// specified value does.  If the MaxLookup value is non-zero, it limits the
+  /// number of instructions to be stripped off.
+  Value *GetUnderlyingObject(Value *V, const DataLayout *TD = nullptr,
+                             unsigned MaxLookup = 6);
+  static inline const Value *
+  GetUnderlyingObject(const Value *V, const DataLayout *TD = nullptr,
+                      unsigned MaxLookup = 6) {
+    return GetUnderlyingObject(const_cast<Value *>(V), TD, MaxLookup);
+  }
+
+  /// GetUnderlyingObjects - This method is similar to GetUnderlyingObject
+  /// except that it can look through phi and select instructions and return
+  /// multiple objects.
+  void GetUnderlyingObjects(Value *V,
+                            SmallVectorImpl<Value *> &Objects,
+                            const DataLayout *TD = nullptr,
+                            unsigned MaxLookup = 6);
+
+  /// onlyUsedByLifetimeMarkers - Return true if the only users of this pointer
+  /// are lifetime markers.
+  bool onlyUsedByLifetimeMarkers(const Value *V);
+
+  /// isSafeToSpeculativelyExecute - Return true if the instruction does not
+  /// have any effects besides calculating the result and does not have
+  /// undefined behavior.
+  ///
+  /// This method never returns true for an instruction that returns true for
+  /// mayHaveSideEffects; however, this method also does some other checks in
+  /// addition. It checks for undefined behavior, like dividing by zero or
+  /// loading from an invalid pointer (but not for undefined results, like a
+  /// shift with a shift amount larger than the width of the result). It checks
+  /// for malloc and alloca because speculatively executing them might cause a
+  /// memory leak. It also returns false for instructions related to control
+  /// flow, specifically terminators and PHI nodes.
+  ///
+  /// This method only looks at the instruction itself and its operands, so if
+  /// this method returns true, it is safe to move the instruction as long as
+  /// the correct dominance relationships for the operands and users hold.
+  /// However, this method can return true for instructions that read memory;
+  /// for such instructions, moving them may change the resulting value.
+  bool isSafeToSpeculativelyExecute(const Value *V,
+                                    const DataLayout *TD = nullptr);
+
+  /// isKnownNonNull - Return true if this pointer couldn't possibly be null by
+  /// its definition.  This returns true for allocas, non-extern-weak globals
+  /// and byval arguments.
+  bool isKnownNonNull(const Value *V, const TargetLibraryInfo *TLI = nullptr);
+
+  /// Return true if it is valid to use the assumptions provided by an
+  /// assume intrinsic, I, at the point in the control-flow identified by the
+  /// context instruction, CxtI.
+  bool isValidAssumeForContext(const Instruction *I, const Instruction *CxtI,
+                               const DataLayout *DL = nullptr,
+                               const DominatorTree *DT = nullptr);
+
+  enum class OverflowResult { AlwaysOverflows, MayOverflow, NeverOverflows };
+  OverflowResult computeOverflowForUnsignedMul(Value *LHS, Value *RHS,
+                                               const DataLayout *DL,
+                                               AssumptionCache *AC,
+                                               const Instruction *CxtI,
+                                               const DominatorTree *DT);
+  OverflowResult computeOverflowForUnsignedAdd(Value *LHS, Value *RHS,
+                                               const DataLayout *DL,
+                                               AssumptionCache *AC,
+                                               const Instruction *CxtI,
+                                               const DominatorTree *DT);
 } // end namespace llvm
 
 #endif