Add <imp-def> and <imp-kill> operands when replacing virtual sub-register defs and...
[oota-llvm.git] / include / llvm / CodeGen / MachineInstr.h
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 #ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINEINSTR_H
 #define LLVM_CODEGEN_MACHINEINSTR_H
 
+#include "llvm/ADT/ilist.h"
+#include "llvm/ADT/ilist_node.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/CodeGen/AsmPrinter.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineOperand.h"
-#include "llvm/CodeGen/MemOperand.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrDesc.h"
+#include "llvm/Support/DebugLoc.h"
+#include <vector>
 
 namespace llvm {
 
+class AliasAnalysis;
 class TargetInstrDesc;
 class TargetInstrInfo;
 class TargetRegisterInfo;
-
-template <typename T> struct ilist_traits;
-template <typename T> struct ilist;
+class MachineFunction;
+class MachineMemOperand;
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 /// MachineInstr - Representation of each machine instruction.
 ///
-class MachineInstr {
+class MachineInstr : public ilist_node<MachineInstr> {
+public:
+  typedef MachineMemOperand **mmo_iterator;
+
+private:
   const TargetInstrDesc *TID;           // Instruction descriptor.
   unsigned short NumImplicitOps;        // Number of implicit operands (which
                                         // are determined at construction time).
 
+  unsigned short AsmPrinterFlags;       // Various bits of information used by
+                                        // the AsmPrinter to emit helpful
+                                        // comments.  This is *not* semantic
+                                        // information.  Do not use this for
+                                        // anything other than to convey comment
+                                        // information to AsmPrinter.
+
   std::vector<MachineOperand> Operands; // the operands
-  std::vector<MemOperand> MemOperands;  // information on memory references
-  MachineInstr *Prev, *Next;            // Links for MBB's intrusive list.
+  mmo_iterator MemRefs;                 // information on memory references
+  mmo_iterator MemRefsEnd;
   MachineBasicBlock *Parent;            // Pointer to the owning basic block.
+  DebugLoc debugLoc;                    // Source line information.
 
   // OperandComplete - Return true if it's illegal to add a new operand
   bool OperandsComplete() const;
 
-  MachineInstr(const MachineInstr&);
+  MachineInstr(const MachineInstr&);   // DO NOT IMPLEMENT
   void operator=(const MachineInstr&); // DO NOT IMPLEMENT
 
   // Intrusive list support
   friend struct ilist_traits<MachineInstr>;
   friend struct ilist_traits<MachineBasicBlock>;
   void setParent(MachineBasicBlock *P) { Parent = P; }
-public:
+
+  /// MachineInstr ctor - This constructor creates a copy of the given
+  /// MachineInstr in the given MachineFunction.
+  MachineInstr(MachineFunction &, const MachineInstr &);
+
   /// MachineInstr ctor - This constructor creates a dummy MachineInstr with
   /// TID NULL and no operands.
   MachineInstr();
 
+  // The next two constructors have DebugLoc and non-DebugLoc versions;
+  // over time, the non-DebugLoc versions should be phased out and eventually
+  // removed.
+
   /// MachineInstr ctor - This constructor create a MachineInstr and add the
   /// implicit operands.  It reserves space for number of operands specified by
-  /// TargetInstrDesc.
+  /// TargetInstrDesc.  The version with a DebugLoc should be preferred.
   explicit MachineInstr(const TargetInstrDesc &TID, bool NoImp = false);
 
   /// MachineInstr ctor - Work exactly the same as the ctor above, except that
   /// the MachineInstr is created and added to the end of the specified basic
-  /// block.
+  /// block.  The version with a DebugLoc should be preferred.
   ///
   MachineInstr(MachineBasicBlock *MBB, const TargetInstrDesc &TID);
 
+  /// MachineInstr ctor - This constructor create a MachineInstr and add the
+  /// implicit operands.  It reserves space for number of operands specified by
+  /// TargetInstrDesc.  An explicit DebugLoc is supplied.
+  explicit MachineInstr(const TargetInstrDesc &TID, const DebugLoc dl, 
+                        bool NoImp = false);
+
+  /// MachineInstr ctor - Work exactly the same as the ctor above, except that
+  /// the MachineInstr is created and added to the end of the specified basic
+  /// block.
+  ///
+  MachineInstr(MachineBasicBlock *MBB, const DebugLoc dl, 
+               const TargetInstrDesc &TID);
+
   ~MachineInstr();
 
+  // MachineInstrs are pool-allocated and owned by MachineFunction.
+  friend class MachineFunction;
+
+public:
   const MachineBasicBlock* getParent() const { return Parent; }
   MachineBasicBlock* getParent() { return Parent; }
+
+  /// getAsmPrinterFlags - Return the asm printer flags bitvector.
+  ///
+  unsigned short getAsmPrinterFlags() const { return AsmPrinterFlags; }
+
+  /// getAsmPrinterFlag - Return whether an AsmPrinter flag is set.
+  ///
+  bool getAsmPrinterFlag(AsmPrinter::CommentFlag Flag) const {
+    return AsmPrinterFlags & Flag;
+  }
+
+  /// setAsmPrinterFlag - Set a flag for the AsmPrinter.
+  ///
+  void setAsmPrinterFlag(unsigned short Flag) {
+    AsmPrinterFlags |= Flag;
+  }
+
+  /// getDebugLoc - Returns the debug location id of this MachineInstr.
+  ///
+  DebugLoc getDebugLoc() const { return debugLoc; }
   
   /// getDesc - Returns the target instruction descriptor of this
   /// MachineInstr.
@@ -78,11 +141,11 @@ public:
 
   /// getOpcode - Returns the opcode of this MachineInstr.
   ///
-  int getOpcode() const;
+  int getOpcode() const { return TID->Opcode; }
 
   /// Access to explicit operands of the instruction.
   ///
-  unsigned getNumOperands() const { return Operands.size(); }
+  unsigned getNumOperands() const { return (unsigned)Operands.size(); }
 
   const MachineOperand& getOperand(unsigned i) const {
     assert(i < getNumOperands() && "getOperand() out of range!");
@@ -98,15 +161,14 @@ public:
   unsigned getNumExplicitOperands() const;
   
   /// Access to memory operands of the instruction
-  unsigned getNumMemOperands() const { return MemOperands.size(); }
-
-  const MemOperand& getMemOperand(unsigned i) const {
-    assert(i < getNumMemOperands() && "getMemOperand() out of range!");
-    return MemOperands[i];
-  }
-  MemOperand& getMemOperand(unsigned i) {
-    assert(i < getNumMemOperands() && "getMemOperand() out of range!");
-    return MemOperands[i];
+  mmo_iterator memoperands_begin() const { return MemRefs; }
+  mmo_iterator memoperands_end() const { return MemRefsEnd; }
+  bool memoperands_empty() const { return MemRefsEnd == MemRefs; }
+
+  /// hasOneMemOperand - Return true if this instruction has exactly one
+  /// MachineMemOperand.
+  bool hasOneMemOperand() const {
+    return MemRefsEnd - MemRefs == 1;
   }
 
   /// isIdenticalTo - Return true if this instruction is identical to (same
@@ -121,19 +183,17 @@ public:
     return true;
   }
 
-  /// clone - Create a copy of 'this' instruction that is identical in
-  /// all ways except the the instruction has no parent, prev, or next.
-  MachineInstr* clone() const { return new MachineInstr(*this); }
-  
   /// removeFromParent - This method unlinks 'this' from the containing basic
   /// block, and returns it, but does not delete it.
   MachineInstr *removeFromParent();
   
   /// eraseFromParent - This method unlinks 'this' from the containing basic
   /// block and deletes it.
-  void eraseFromParent() {
-    delete removeFromParent();
-  }
+  void eraseFromParent();
+
+  /// isLabel - Returns true if the MachineInstr represents a label.
+  ///
+  bool isLabel() const;
 
   /// isDebugLabel - Returns true if the MachineInstr represents a debug label.
   ///
@@ -170,7 +230,7 @@ public:
   }
 
   /// findRegisterUseOperandIdx() - Returns the operand index that is a use of
-  /// the specific register or -1 if it is not found. It further tightening
+  /// the specific register or -1 if it is not found. It further tightens
   /// the search criteria to a use that kills the register if isKill is true.
   int findRegisterUseOperandIdx(unsigned Reg, bool isKill = false,
                                 const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) const;
@@ -184,16 +244,15 @@ public:
   }
   
   /// findRegisterDefOperandIdx() - Returns the operand index that is a def of
-  /// the specific register or -1 if it is not found. It further tightening
-  /// the search criteria to a def that is dead the register if isDead is true.
-  /// If TargetRegisterInfo is passed, then it also checks if there is a def of
-  /// a super-register.
+  /// the specified register or -1 if it is not found. If isDead is true, defs
+  /// that are not dead are skipped. If TargetRegisterInfo is non-null, then it
+  /// also checks if there is a def of a super-register.
   int findRegisterDefOperandIdx(unsigned Reg, bool isDead = false,
                                 const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) const;
 
   /// findRegisterDefOperand - Wrapper for findRegisterDefOperandIdx, it returns
   /// a pointer to the MachineOperand rather than an index.
-  MachineOperand *findRegisterDefOperand(unsigned Reg,bool isDead = false,
+  MachineOperand *findRegisterDefOperand(unsigned Reg, bool isDead = false,
                                          const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) {
     int Idx = findRegisterDefOperandIdx(Reg, isDead, TRI);
     return (Idx == -1) ? NULL : &getOperand(Idx);
@@ -204,9 +263,16 @@ public:
   /// none is found.
   int findFirstPredOperandIdx() const;
   
-  /// isRegReDefinedByTwoAddr - Returns true if the Reg re-definition is due
-  /// to two addr elimination.
-  bool isRegReDefinedByTwoAddr(unsigned Reg) const;
+  /// isRegTiedToUseOperand - Given the index of a register def operand,
+  /// check if the register def is tied to a source operand, due to either
+  /// two-address elimination or inline assembly constraints. Returns the
+  /// first tied use operand index by reference is UseOpIdx is not null.
+  bool isRegTiedToUseOperand(unsigned DefOpIdx, unsigned *UseOpIdx = 0) const;
+
+  /// isRegTiedToDefOperand - Return true if the use operand of the specified
+  /// index is tied to an def operand. It also returns the def operand index by
+  /// reference if DefOpIdx is not null.
+  bool isRegTiedToDefOperand(unsigned UseOpIdx, unsigned *DefOpIdx = 0) const;
 
   /// copyKillDeadInfo - Copies kill / dead operand properties from MI.
   ///
@@ -222,7 +288,7 @@ public:
   bool addRegisterKilled(unsigned IncomingReg,
                          const TargetRegisterInfo *RegInfo,
                          bool AddIfNotFound = false);
-  
+
   /// addRegisterDead - We have determined MI defined a register without a use.
   /// Look for the operand that defines it and mark it as IsDead. If
   /// AddIfNotFound is true, add a implicit operand if it's not found. Returns
@@ -230,23 +296,44 @@ public:
   bool addRegisterDead(unsigned IncomingReg, const TargetRegisterInfo *RegInfo,
                        bool AddIfNotFound = false);
 
-  /// copyKillDeadInfo - Copies killed/dead information from one instr to another
-  void copyKillDeadInfo(MachineInstr *OldMI,
-                        const TargetRegisterInfo *RegInfo);
-
-  /// isSafeToMove - Return true if it is safe to this instruction. If SawStore
-  /// true, it means there is a store (or call) between the instruction the
-  /// localtion and its intended destination.
-  bool isSafeToMove(const TargetInstrInfo *TII, bool &SawStore);
+  /// addRegisterDefined - We have determined MI defines a register. Make sure
+  /// there is an operand defining Reg.
+  void addRegisterDefined(unsigned IncomingReg,
+                          const TargetRegisterInfo *RegInfo);
+
+  /// isSafeToMove - Return true if it is safe to move this instruction. If
+  /// SawStore is set to true, it means that there is a store (or call) between
+  /// the instruction's location and its intended destination.
+  bool isSafeToMove(const TargetInstrInfo *TII, bool &SawStore,
+                    AliasAnalysis *AA) const;
+
+  /// isSafeToReMat - Return true if it's safe to rematerialize the specified
+  /// instruction which defined the specified register instead of copying it.
+  bool isSafeToReMat(const TargetInstrInfo *TII, unsigned DstReg,
+                     AliasAnalysis *AA) const;
+
+  /// hasVolatileMemoryRef - Return true if this instruction may have a
+  /// volatile memory reference, or if the information describing the
+  /// memory reference is not available. Return false if it is known to
+  /// have no volatile memory references.
+  bool hasVolatileMemoryRef() const;
+
+  /// isInvariantLoad - Return true if this instruction is loading from a
+  /// location whose value is invariant across the function.  For example,
+  /// loading a value from the constant pool or from from the argument area of
+  /// a function if it does not change.  This should only return true of *all*
+  /// loads the instruction does are invariant (if it does multiple loads).
+  bool isInvariantLoad(AliasAnalysis *AA) const;
+
+  /// isConstantValuePHI - If the specified instruction is a PHI that always
+  /// merges together the same virtual register, return the register, otherwise
+  /// return 0.
+  unsigned isConstantValuePHI() const;
 
   //
   // Debugging support
   //
-  void print(std::ostream *OS, const TargetMachine *TM) const {
-    if (OS) print(*OS, TM);
-  }
-  void print(std::ostream &OS, const TargetMachine *TM = 0) const;
-  void print(std::ostream *OS) const { if (OS) print(*OS); }
+  void print(raw_ostream &OS, const TargetMachine *TM = 0) const;
   void dump() const;
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
@@ -263,15 +350,26 @@ public:
   ///
   void setDesc(const TargetInstrDesc &tid) { TID = &tid; }
 
+  /// setDebugLoc - Replace current source information with new such.
+  /// Avoid using this, the constructor argument is preferable.
+  ///
+  void setDebugLoc(const DebugLoc dl) { debugLoc = dl; }
+
   /// RemoveOperand - Erase an operand  from an instruction, leaving it with one
   /// fewer operand than it started with.
   ///
   void RemoveOperand(unsigned i);
 
-  /// addMemOperand - Add a MemOperand to the machine instruction, referencing
-  /// arbitrary storage.
-  void addMemOperand(const MemOperand &MO) {
-    MemOperands.push_back(MO);
+  /// addMemOperand - Add a MachineMemOperand to the machine instruction.
+  /// This function should be used only occasionally. The setMemRefs function
+  /// is the primary method for setting up a MachineInstr's MemRefs list.
+  void addMemOperand(MachineFunction &MF, MachineMemOperand *MO);
+
+  /// setMemRefs - Assign this MachineInstr's memory reference descriptor
+  /// list. This does not transfer ownership.
+  void setMemRefs(mmo_iterator NewMemRefs, mmo_iterator NewMemRefsEnd) {
+    MemRefs = NewMemRefs;
+    MemRefsEnd = NewMemRefsEnd;
   }
 
 private:
@@ -298,7 +396,7 @@ private:
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Debugging Support
 
-inline std::ostream& operator<<(std::ostream &OS, const MachineInstr &MI) {
+inline raw_ostream& operator<<(raw_ostream &OS, const MachineInstr &MI) {
   MI.print(OS);
   return OS;
 }