Add MachineInstr::readsVirtualRegister() in preparation for proper handling of
[oota-llvm.git] / include / llvm / CodeGen / MachineInstr.h
index 7c8fe880bb11d39a5a003ae154e3484cc4016303..ffec00fd8cf31dbebe08b013766b9ae699e1d611 100644 (file)
 #define LLVM_CODEGEN_MACHINEINSTR_H
 
 #include "llvm/CodeGen/MachineOperand.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 TargetInstrDescriptor;
-
-template <typename T> struct ilist_traits;
-template <typename T> struct ilist;
+class AliasAnalysis;
+class TargetInstrDesc;
+class TargetInstrInfo;
+class TargetRegisterInfo;
+class MachineFunction;
+class MachineMemOperand;
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 /// MachineInstr - Representation of each machine instruction.
 ///
-class MachineInstr {
-  const TargetInstrDescriptor *TID;     // Instruction descriptor.
+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
-  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
-  /// TargetInstrDescriptor.
-  explicit MachineInstr(const TargetInstrDescriptor &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 TargetInstrDescriptor &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; }
   
-  /// getInstrDescriptor - Returns the target instruction descriptor of this
+  /// getDesc - Returns the target instruction descriptor of this
   /// MachineInstr.
-  const TargetInstrDescriptor *getInstrDescriptor() const { return TID; }
+  const TargetInstrDesc &getDesc() const { return *TID; }
 
   /// 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!");
@@ -93,49 +167,151 @@ public:
   ///
   unsigned getNumExplicitOperands() const;
   
+  /// Access to memory operands of the instruction
+  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;
-  }
-
-  /// 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); }
-  
+  bool isIdenticalTo(const MachineInstr *Other,
+                     MICheckType Check = CheckDefs) const;
+
   /// 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 {
+    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.
+  bool killsRegister(unsigned Reg, const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) const {
+    return findRegisterUseOperandIdx(Reg, true, TRI) != -1;
+  }
+
+  /// modifiesRegister - Return true if the MachineInstr modifies the
+  /// specified register. If TargetRegisterInfo is passed, then it also checks
+  /// if there is a def of a super-register.
+  bool modifiesRegister(unsigned Reg,
+                        const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) const {
+    return findRegisterDefOperandIdx(Reg, false, TRI) != -1;
+  }
+
+  /// registerDefIsDead - Returns true if the register is dead in this machine
+  /// instruction. If TargetRegisterInfo is passed, then it also checks
+  /// if there is a dead def of a super-register.
+  bool registerDefIsDead(unsigned Reg,
+                         const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) const {
+    return findRegisterDefOperandIdx(Reg, true, TRI) != -1;
   }
 
   /// 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;
+  int findRegisterUseOperandIdx(unsigned Reg, bool isKill = false,
+                                const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) const;
+
+  /// findRegisterUseOperand - Wrapper for findRegisterUseOperandIdx, it returns
+  /// a pointer to the MachineOperand rather than an index.
+  MachineOperand *findRegisterUseOperand(unsigned Reg, bool isKill = false,
+                                         const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) {
+    int Idx = findRegisterUseOperandIdx(Reg, isKill, TRI);
+    return (Idx == -1) ? NULL : &getOperand(Idx);
+  }
   
-  /// findRegisterDefOperand() - Returns the MachineOperand that is a def of
-  /// the specific register or NULL if it is not found.
-  MachineOperand *findRegisterDefOperand(unsigned Reg);
+  /// findRegisterDefOperandIdx() - Returns the operand index that is a def of
+  /// 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,
+                                         const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) {
+    int Idx = findRegisterDefOperandIdx(Reg, isDead, TRI);
+    return (Idx == -1) ? NULL : &getOperand(Idx);
+  }
 
   /// findFirstPredOperandIdx() - Find the index of the first operand in the
   /// operand list that is used to represent the predicate. It returns -1 if
   /// 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.
   ///
@@ -144,14 +320,63 @@ public:
   /// copyPredicates - Copies predicate operand(s) from MI.
   void copyPredicates(const MachineInstr *MI);
 
+  /// addRegisterKilled - We have determined MI kills a register. Look for the
+  /// operand that uses it and mark it as IsKill. If AddIfNotFound is true,
+  /// add a implicit operand if it's not found. Returns true if the operand
+  /// exists / is added.
+  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
+  /// true if the operand exists / is added.
+  bool addRegisterDead(unsigned IncomingReg, const TargetRegisterInfo *RegInfo,
+                       bool AddIfNotFound = false);
+
+  /// 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;
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
@@ -163,16 +388,33 @@ public:
   /// (before the first implicit operand). 
   void addOperand(const MachineOperand &Op);
   
-  /// setInstrDescriptor - Replace the instruction descriptor (thus opcode) of
+  /// setDesc - Replace the instruction descriptor (thus opcode) of
   /// the current instruction with a new one.
   ///
-  void setInstrDescriptor(const TargetInstrDescriptor &tid) { TID = &tid; }
+  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.
+  /// 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:
   /// getRegInfo - If this instruction is embedded into a MachineFunction,
   /// return the MachineRegisterInfo object for the current function, otherwise
@@ -194,10 +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;
 }