Add MachineInstr::readsVirtualRegister() in preparation for proper handling of
[oota-llvm.git] / include / llvm / CodeGen / MachineInstr.h
index 5dfe14cb623382577299301950ad3e1cf6d1a514..ffec00fd8cf31dbebe08b013766b9ae699e1d611 100644 (file)
 #define LLVM_CODEGEN_MACHINEINSTR_H
 
 #include "llvm/CodeGen/MachineOperand.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrDesc.h"
+#include "llvm/Target/TargetOpcodes.h"
+#include "llvm/ADT/ilist.h"
+#include "llvm/ADT/ilist_node.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/ADT/DenseMapInfo.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;
+
+  /// Flags to specify different kinds of comments to output in
+  /// assembly code.  These flags carry semantic information not
+  /// otherwise easily derivable from the IR text.
+  ///
+  enum CommentFlag {
+    ReloadReuse = 0x1
+  };
+  
+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<MachineMemOperand> 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 creates a MachineInstr and adds the
+  /// implicit operands.  It reserves space for the number of operands specified
+  /// by the 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.  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.
-  explicit MachineInstr(const TargetInstrDesc &TID, bool NoImp = false);
+  /// 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 TargetInstrDesc &TID);
+  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(CommentFlag Flag) const {
+    return AsmPrinterFlags & Flag;
+  }
+
+  /// setAsmPrinterFlag - Set a flag for the AsmPrinter.
+  ///
+  void setAsmPrinterFlag(CommentFlag Flag) {
+    AsmPrinterFlags |= (unsigned short)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 +148,11 @@ 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!");
@@ -98,54 +168,79 @@ public:
   unsigned getNumExplicitOperands() const;
   
   /// Access to memory operands of the instruction
-  unsigned getNumMemOperands() const { return MemOperands.size(); }
-
-  const MachineMemOperand& getMemOperand(unsigned i) const {
-    assert(i < getNumMemOperands() && "getMemOperand() out of range!");
-    return MemOperands[i];
-  }
-  MachineMemOperand& 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;
   }
 
+  enum MICheckType {
+    CheckDefs,      // Check all operands for equality
+    IgnoreDefs,     // Ignore all definitions
+    IgnoreVRegDefs  // Ignore virtual register definitions
+  };
+
   /// isIdenticalTo - Return true if this instruction is identical to (same
   /// opcode and same operands as) the specified instruction.
-  bool isIdenticalTo(const MachineInstr *Other) const {
-    if (Other->getOpcode() != getOpcode() ||
-        Other->getNumOperands() != getNumOperands())
-      return false;
-    for (unsigned i = 0, e = getNumOperands(); i != e; ++i)
-      if (!getOperand(i).isIdenticalTo(Other->getOperand(i)))
-        return false;
-    return true;
-  }
+  bool isIdenticalTo(const MachineInstr *Other,
+                     MICheckType Check = CheckDefs) const;
 
-  /// 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();
 
-  /// isDebugLabel - Returns true if the MachineInstr represents a debug label.
+  /// isLabel - Returns true if the MachineInstr represents a label.
   ///
-  bool isDebugLabel() const;
-
+  bool isLabel() const {
+    return getOpcode() == TargetOpcode::DBG_LABEL ||
+           getOpcode() == TargetOpcode::EH_LABEL ||
+           getOpcode() == TargetOpcode::GC_LABEL;
+  }
+  
+  bool isDebugLabel() const { return getOpcode() == TargetOpcode::DBG_LABEL; }
+  bool isEHLabel() const { return getOpcode() == TargetOpcode::EH_LABEL; }
+  bool isGCLabel() const { return getOpcode() == TargetOpcode::GC_LABEL; }
+  bool isDebugValue() const { return getOpcode() == TargetOpcode::DBG_VALUE; }
+  
+  bool isPHI() const { return getOpcode() == TargetOpcode::PHI; }
+  bool isKill() const { return getOpcode() == TargetOpcode::KILL; }
+  bool isImplicitDef() const { return getOpcode()==TargetOpcode::IMPLICIT_DEF; }
+  bool isInlineAsm() const { return getOpcode() == TargetOpcode::INLINEASM; }
+  bool isExtractSubreg() const {
+    return getOpcode() == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG;
+  }
+  bool isInsertSubreg() const {
+    return getOpcode() == TargetOpcode::INSERT_SUBREG;
+  }
+  bool isSubregToReg() const {
+    return getOpcode() == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG;
+  }
+  bool isRegSequence() const {
+    return getOpcode() == TargetOpcode::REG_SEQUENCE;
+  }
+  
   /// readsRegister - Return true if the MachineInstr reads the specified
   /// register. If TargetRegisterInfo is passed, then it also checks if there
   /// is a read of a super-register.
+  /// This does not count partial redefines of virtual registers as reads:
+  ///   %reg1024:6 = OP.
   bool readsRegister(unsigned Reg, const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) const {
     return findRegisterUseOperandIdx(Reg, false, TRI) != -1;
   }
 
+  /// readsVirtualRegister - Return true if the MachineInstr reads the specified
+  /// virtual register. Take into account that a partial define is a
+  /// read-modify-write operation.
+  bool readsVirtualRegister(unsigned Reg) const;
+
   /// killsRegister - Return true if the MachineInstr kills the specified
   /// register. If TargetRegisterInfo is passed, then it also checks if there is
   /// a kill of a super-register.
@@ -170,7 +265,7 @@ 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 +279,15 @@ 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 +298,20 @@ 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;
+
+  /// clearKillInfo - Clears kill flags on all operands.
+  ///
+  void clearKillInfo();
 
   /// copyKillDeadInfo - Copies kill / dead operand properties from MI.
   ///
@@ -222,7 +327,7 @@ 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 +335,48 @@ 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, AliasAnalysis *AA,
+                    bool &SawStore) 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, AliasAnalysis *AA,
+                     unsigned DstReg) 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 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;
+
+  /// allDefsAreDead - Return true if all the defs of this instruction are dead.
+  ///
+  bool allDefsAreDead() 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 +393,26 @@ 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 MachineMemOperand to the machine instruction,
-  /// referencing arbitrary storage.
-  void addMemOperand(const MachineMemOperand &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:
@@ -295,10 +436,34 @@ private:
   void AddRegOperandsToUseLists(MachineRegisterInfo &RegInfo);
 };
 
+/// MachineInstrExpressionTrait - Special DenseMapInfo traits to compare
+/// MachineInstr* by *value* of the instruction rather than by pointer value.
+/// The hashing and equality testing functions ignore definitions so this is
+/// useful for CSE, etc.
+struct MachineInstrExpressionTrait : DenseMapInfo<MachineInstr*> {
+  static inline MachineInstr *getEmptyKey() {
+    return 0;
+  }
+
+  static inline MachineInstr *getTombstoneKey() {
+    return reinterpret_cast<MachineInstr*>(-1);
+  }
+
+  static unsigned getHashValue(const MachineInstr* const &MI);
+
+  static bool isEqual(const MachineInstr* const &LHS,
+                      const MachineInstr* const &RHS) {
+    if (RHS == getEmptyKey() || RHS == getTombstoneKey() ||
+        LHS == getEmptyKey() || LHS == getTombstoneKey())
+      return LHS == RHS;
+    return LHS->isIdenticalTo(RHS, MachineInstr::IgnoreVRegDefs);
+  }
+};
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // 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;
 }