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[oota-llvm.git] / include / llvm / Instruction.h
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@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 #define LLVM_INSTRUCTION_H
 
 #include "llvm/User.h"
+#include "llvm/ADT/ilist_node.h"
 
 namespace llvm {
 
-struct AssemblyAnnotationWriter;
-class BinaryOperator;
+class LLVMContext;
 
 template<typename ValueSubClass, typename ItemParentClass>
   class SymbolTableListTraits;
 
-class Instruction : public User {
+class Instruction : public User, public ilist_node<Instruction> {
   void operator=(const Instruction &);     // Do not implement
   Instruction(const Instruction &);        // Do not implement
 
   BasicBlock *Parent;
-  Instruction *Prev, *Next; // Next and Prev links for our intrusive linked list
-
-  void setNext(Instruction *N) { Next = N; }
-  void setPrev(Instruction *N) { Prev = N; }
 
   friend class SymbolTableListTraits<Instruction, BasicBlock>;
   void setParent(BasicBlock *P);
@@ -46,21 +42,17 @@ public:
   // Out of line virtual method, so the vtable, etc has a home.
   ~Instruction();
   
-  /// mayWriteToMemory - Return true if this instruction may modify memory.
-  ///
-  bool mayWriteToMemory() const;
-
   /// clone() - Create a copy of 'this' instruction that is identical in all
   /// ways except the following:
   ///   * The instruction has no parent
   ///   * The instruction has no name
   ///
-  virtual Instruction *clone() const = 0;
+  virtual Instruction *clone(LLVMContext &Context) const = 0;
 
   /// isIdenticalTo - Return true if the specified instruction is exactly
   /// identical to the current one.  This means that all operands match and any
   /// extra information (e.g. load is volatile) agree.
-  bool isIdenticalTo(Instruction *I) const;
+  bool isIdenticalTo(const Instruction *I) const;
 
   /// This function determines if the specified instruction executes the same
   /// operation as the current one. This means that the opcodes, type, operand
@@ -70,8 +62,15 @@ public:
   /// @returns true if the specified instruction is the same operation as
   /// the current one.
   /// @brief Determine if one instruction is the same operation as another.
-  bool isSameOperationAs(Instruction *I) const;
+  bool isSameOperationAs(const Instruction *I) const;
 
+  /// isUsedOutsideOfBlock - Return true if there are any uses of this
+  /// instruction in blocks other than the specified block.  Note that PHI nodes
+  /// are considered to evaluate their operands in the corresponding predecessor
+  /// block.
+  bool isUsedOutsideOfBlock(const BasicBlock *BB) const;
+  
+  
   /// use_back - Specialize the methods defined in Value, as we know that an
   /// instruction can only be used by other instructions.
   Instruction       *use_back()       { return cast<Instruction>(*use_begin());}
@@ -92,6 +91,14 @@ public:
   ///
   void eraseFromParent();
 
+  /// insertBefore - Insert an unlinked instructions into a basic block
+  /// immediately before the specified instruction.
+  void insertBefore(Instruction *InsertPos);
+
+  /// insertAfter - Insert an unlinked instructions into a basic block
+  /// immediately after the specified instruction.
+  void insertAfter(Instruction *InsertPos);
+
   /// moveBefore - Unlink this instruction from its current basic block and
   /// insert it into the basic block that MovePos lives in, right before
   /// MovePos.
@@ -102,21 +109,22 @@ public:
   /// one of the enums that is coming soon (down below)...
   ///
   unsigned getOpcode() const { return getValueID() - InstructionVal; }
-  const char *getOpcodeName() const {
-    return getOpcodeName(getOpcode());
-  }
+  const char *getOpcodeName() const { return getOpcodeName(getOpcode()); }
+  bool isTerminator() const { return isTerminator(getOpcode()); }
+  bool isBinaryOp() const { return isBinaryOp(getOpcode()); }
+  bool isShift() { return isShift(getOpcode()); }
+  bool isCast() const { return isCast(getOpcode()); }
+  
+  
+  
   static const char* getOpcodeName(unsigned OpCode);
 
   static inline bool isTerminator(unsigned OpCode) {
     return OpCode >= TermOpsBegin && OpCode < TermOpsEnd;
   }
 
-  inline bool isTerminator() const {   // Instance of TerminatorInst?
-    return isTerminator(getOpcode());
-  }
-
-  inline bool isBinaryOp() const {
-    return getOpcode() >= BinaryOpsBegin && getOpcode() < BinaryOpsEnd;
+  static inline bool isBinaryOp(unsigned Opcode) {
+    return Opcode >= BinaryOpsBegin && Opcode < BinaryOpsEnd;
   }
 
   /// @brief Determine if the Opcode is one of the shift instructions.
@@ -124,19 +132,14 @@ public:
     return Opcode >= Shl && Opcode <= AShr;
   }
 
-  /// @brief Determine if the instruction's opcode is one of the shift 
-  /// instructions.
-  inline bool isShift() { return isShift(getOpcode()); }
-
   /// isLogicalShift - Return true if this is a logical shift left or a logical
   /// shift right.
-  inline bool isLogicalShift() {
+  inline bool isLogicalShift() const {
     return getOpcode() == Shl || getOpcode() == LShr;
   }
 
-  /// isLogicalShift - Return true if this is a logical shift left or a logical
-  /// shift right.
-  inline bool isArithmeticShift() {
+  /// isArithmeticShift - Return true if this is an arithmetic shift right.
+  inline bool isArithmeticShift() const {
     return getOpcode() == AShr;
   }
 
@@ -145,11 +148,6 @@ public:
     return OpCode >= CastOpsBegin && OpCode < CastOpsEnd;
   }
 
-  /// @brief Determine if this is one of the CastInst instructions.
-  inline bool isCast() const {
-    return isCast(getOpcode());
-  }
-
   /// isAssociative - Return true if the instruction is associative:
   ///
   ///   Associative operators satisfy:  x op (y op z) === (x op y) op z
@@ -170,16 +168,47 @@ public:
   bool isCommutative() const { return isCommutative(getOpcode()); }
   static bool isCommutative(unsigned op);
 
-  /// isTrappingInstruction - Return true if the instruction may trap.
+  /// mayWriteToMemory - Return true if this instruction may modify memory.
   ///
-  bool isTrapping() const {
-    return isTrapping(getOpcode());
+  bool mayWriteToMemory() const;
+
+  /// mayReadFromMemory - Return true if this instruction may read memory.
+  ///
+  bool mayReadFromMemory() const;
+
+  /// mayThrow - Return true if this instruction may throw an exception.
+  ///
+  bool mayThrow() const;
+
+  /// mayHaveSideEffects - Return true if the instruction may have side effects.
+  ///
+  /// Note that this does not consider malloc and alloca to have side
+  /// effects because the newly allocated memory is completely invisible to
+  /// instructions which don't used the returned value.  For cases where this
+  /// matters, isSafeToSpeculativelyExecute may be more appropriate.
+  bool mayHaveSideEffects() const {
+    return mayWriteToMemory() || mayThrow();
   }
-  static bool isTrapping(unsigned op);
 
-  virtual void print(std::ostream &OS) const { print(OS, 0); }
-  void print(std::ostream *OS) const { if (OS) print(*OS); }
-  void print(std::ostream &OS, AssemblyAnnotationWriter *AAW) const;
+  /// 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;
 
   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
   static inline bool classof(const Instruction *) { return true; }
@@ -224,16 +253,20 @@ public:
 #define   LAST_OTHER_INST(N)             OtherOpsEnd = N+1
 #include "llvm/Instruction.def"
   };
-  
-private:
-  // getNext/Prev - Return the next or previous instruction in the list.  The
-  // last node in the list is a terminator instruction.
-  Instruction *getNext()             { return Next; }
-  const Instruction *getNext() const { return Next; }
-  Instruction *getPrev()             { return Prev; }
-  const Instruction *getPrev() const { return Prev; }
 };
 
+// Instruction* is only 4-byte aligned.
+template<>
+class PointerLikeTypeTraits<Instruction*> {
+  typedef Instruction* PT;
+public:
+  static inline void *getAsVoidPointer(PT P) { return P; }
+  static inline PT getFromVoidPointer(void *P) {
+    return static_cast<PT>(P);
+  }
+  enum { NumLowBitsAvailable = 2 };
+};
+  
 } // End llvm namespace
 
 #endif