docs/ProgrammersManual.html

   1 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN"
   2                       "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
   3 <html>
   4 <head>
   5   <title>LLVM Programmer's Manual</title>
   6   <link rel="stylesheet" href="llvm.css" type="text/css">
   7 </head>
   8 <body>
   9
  10 <div class="doc_title">
  11   LLVM Programmer's Manual
  12 </div>
  13
  14 <ol>
  15   <li><a href="#introduction">Introduction</a></li>
  16   <li><a href="#general">General Information</a>
  17     <ul>
  18       <li><a href="#stl">The C++ Standard Template Library</a></li>
  19 <!--
  20       <li>The <tt>-time-passes</tt> option</li>
  21       <li>How to use the LLVM Makefile system</li>
  22       <li>How to write a regression test</li>
  23
  24 -->
  25     </ul>
  26   </li>
  27   <li><a href="#apis">Important and useful LLVM APIs</a>
  28     <ul>
  29       <li><a href="#isa">The <tt>isa&lt;&gt;</tt>, <tt>cast&lt;&gt;</tt>
  30 and <tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt> templates</a> </li>
  31       <li><a href="#DEBUG">The <tt>DEBUG()</tt> macro and <tt>-debug</tt>
  32 option</a>
  33         <ul>
  34           <li><a href="#DEBUG_TYPE">Fine grained debug info with <tt>DEBUG_TYPE</tt>
  35 and the <tt>-debug-only</tt> option</a> </li>
  36         </ul>
  37       </li>
  38       <li><a href="#Statistic">The <tt>Statistic</tt> class &amp; <tt>-stats</tt>
  39 option</a></li>
  40 <!--
  41       <li>The <tt>InstVisitor</tt> template
  42       <li>The general graph API
  43 -->
  44       <li><a href="#ViewGraph">Viewing graphs while debugging code</a></li>
  45     </ul>
  46   </li>
  47   <li><a href="#datastructure">Picking the Right Data Structure for a Task</a>
  48     <ul>
  49     <li><a href="#ds_sequential">Sequential Containers (std::vector, std::list, etc)</a>
  50     <ul>
  51       <li><a href="#dss_fixedarrays">Fixed Size Arrays</a></li>
  52       <li><a href="#dss_heaparrays">Heap Allocated Arrays</a></li>
  53       <li><a href="#dss_smallvector">"llvm/ADT/SmallVector.h"</a></li>
  54       <li><a href="#dss_vector">&lt;vector&gt;</a></li>
  55       <li><a href="#dss_deque">&lt;deque&gt;</a></li>
  56       <li><a href="#dss_list">&lt;list&gt;</a></li>
  57       <li><a href="#dss_ilist">llvm/ADT/ilist</a></li>
  58       <li><a href="#dss_other">Other Sequential Container Options</a></li>
  59     </ul></li>
  60     <li><a href="#ds_set">Set-Like Containers (std::set, SmallSet, SetVector, etc)</a>
  61     <ul>
  62       <li><a href="#dss_sortedvectorset">A sorted 'vector'</a></li>
  63       <li><a href="#dss_smallset">"llvm/ADT/SmallSet.h"</a></li>
  64       <li><a href="#dss_smallptrset">"llvm/ADT/SmallPtrSet.h"</a></li>
  65       <li><a href="#dss_denseset">"llvm/ADT/DenseSet.h"</a></li>
  66       <li><a href="#dss_FoldingSet">"llvm/ADT/FoldingSet.h"</a></li>
  67       <li><a href="#dss_set">&lt;set&gt;</a></li>
  68       <li><a href="#dss_setvector">"llvm/ADT/SetVector.h"</a></li>
  69       <li><a href="#dss_uniquevector">"llvm/ADT/UniqueVector.h"</a></li>
  70       <li><a href="#dss_otherset">Other Set-Like ContainerOptions</a></li>
  71     </ul></li>
  72     <li><a href="#ds_map">Map-Like Containers (std::map, DenseMap, etc)</a>
  73     <ul>
  74       <li><a href="#dss_sortedvectormap">A sorted 'vector'</a></li>
  75       <li><a href="#dss_stringmap">"llvm/ADT/StringMap.h"</a></li>
  76       <li><a href="#dss_indexedmap">"llvm/ADT/IndexedMap.h"</a></li>
  77       <li><a href="#dss_densemap">"llvm/ADT/DenseMap.h"</a></li>
  78       <li><a href="#dss_map">&lt;map&gt;</a></li>
  79       <li><a href="#dss_othermap">Other Map-Like Container Options</a></li>
  80     </ul></li>
  81     <li><a href="#ds_bit">BitVector-like containers</a>
  82     <ul>
  83       <li><a href="#dss_bitvector">A dense bitvector</a></li>
  84       <li><a href="#dss_sparsebitvector">A sparse bitvector</a></li>
  85     </ul></li>
  86   </ul>
  87   </li>
  88   <li><a href="#common">Helpful Hints for Common Operations</a>
  89     <ul>
  90       <li><a href="#inspection">Basic Inspection and Traversal Routines</a>
  91         <ul>
  92           <li><a href="#iterate_function">Iterating over the <tt>BasicBlock</tt>s
  93 in a <tt>Function</tt></a> </li>
  94           <li><a href="#iterate_basicblock">Iterating over the <tt>Instruction</tt>s
  95 in a <tt>BasicBlock</tt></a> </li>
  96           <li><a href="#iterate_institer">Iterating over the <tt>Instruction</tt>s
  97 in a <tt>Function</tt></a> </li>
  98           <li><a href="#iterate_convert">Turning an iterator into a
  99 class pointer</a> </li>
 100           <li><a href="#iterate_complex">Finding call sites: a more
 101 complex example</a> </li>
 102           <li><a href="#calls_and_invokes">Treating calls and invokes
 103 the same way</a> </li>
 104           <li><a href="#iterate_chains">Iterating over def-use &amp;
 105 use-def chains</a> </li>
 106           <li><a href="#iterate_preds">Iterating over predecessors &amp;
 107 successors of blocks</a></li>
 108         </ul>
 109       </li>
 110       <li><a href="#simplechanges">Making simple changes</a>
 111         <ul>
 112           <li><a href="#schanges_creating">Creating and inserting new
 113                  <tt>Instruction</tt>s</a> </li>
 114           <li><a href="#schanges_deleting">Deleting              <tt>Instruction</tt>s</a> </li>
 115           <li><a href="#schanges_replacing">Replacing an                 <tt>Instruction</tt>
 116 with another <tt>Value</tt></a> </li>
 117           <li><a href="#schanges_deletingGV">Deleting <tt>GlobalVariable</tt>s</a> </li>
 118         </ul>
 119       </li>
 120 <!--
 121     <li>Working with the Control Flow Graph
 122     <ul>
 123       <li>Accessing predecessors and successors of a <tt>BasicBlock</tt>
 124       <li>
 125       <li>
 126     </ul>
 127 -->
 128     </ul>
 129   </li>
 130
 131   <li><a href="#advanced">Advanced Topics</a>
 132   <ul>
 133   <li><a href="#TypeResolve">LLVM Type Resolution</a>
 134   <ul>
 135     <li><a href="#BuildRecType">Basic Recursive Type Construction</a></li>
 136     <li><a href="#refineAbstractTypeTo">The <tt>refineAbstractTypeTo</tt> method</a></li>
 137     <li><a href="#PATypeHolder">The PATypeHolder Class</a></li>
 138     <li><a href="#AbstractTypeUser">The AbstractTypeUser Class</a></li>
 139   </ul></li>
 140
 141   <li><a href="#SymbolTable">The <tt>ValueSymbolTable</tt> and <tt>TypeSymbolTable</tt> classes</a></li>
 142   <li><a href="#UserLayout">The <tt>User</tt> and owned <tt>Use</tt> classes' memory layout</a></li>
 143   </ul></li>
 144
 145   <li><a href="#coreclasses">The Core LLVM Class Hierarchy Reference</a>
 146     <ul>
 147       <li><a href="#Type">The <tt>Type</tt> class</a> </li>
 148       <li><a href="#Module">The <tt>Module</tt> class</a></li>
 149       <li><a href="#Value">The <tt>Value</tt> class</a>
 150       <ul>
 151         <li><a href="#User">The <tt>User</tt> class</a>
 152         <ul>
 153           <li><a href="#Instruction">The <tt>Instruction</tt> class</a></li>
 154           <li><a href="#Constant">The <tt>Constant</tt> class</a>
 155           <ul>
 156             <li><a href="#GlobalValue">The <tt>GlobalValue</tt> class</a>
 157             <ul>
 158               <li><a href="#Function">The <tt>Function</tt> class</a></li>
 159               <li><a href="#GlobalVariable">The <tt>GlobalVariable</tt> class</a></li>
 160             </ul>
 161             </li>
 162           </ul>
 163           </li>
 164         </ul>
 165         </li>
 166         <li><a href="#BasicBlock">The <tt>BasicBlock</tt> class</a></li>
 167         <li><a href="#Argument">The <tt>Argument</tt> class</a></li>
 168       </ul>
 169       </li>
 170     </ul>
 171   </li>
 172 </ol>
 173
 174 <div class="doc_author">
 175   <p>Written by <a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a>,
 176                 <a href="mailto:dhurjati@cs.uiuc.edu">Dinakar Dhurjati</a>,
 177                 <a href="mailto:ggreif@gmail.com">Gabor Greif</a>,
 178                 <a href="mailto:jstanley@cs.uiuc.edu">Joel Stanley</a> and
 179                 <a href="mailto:rspencer@x10sys.com">Reid Spencer</a></p>
 180 </div>
 181
 182 <!-- *********************************************************************** -->
 183 <div class="doc_section">
 184   <a name="introduction">Introduction </a>
 185 </div>
 186 <!-- *********************************************************************** -->
 187
 188 <div class="doc_text">
 189
 190 <p>This document is meant to highlight some of the important classes and
 191 interfaces available in the LLVM source-base.  This manual is not
 192 intended to explain what LLVM is, how it works, and what LLVM code looks
 193 like.  It assumes that you know the basics of LLVM and are interested
 194 in writing transformations or otherwise analyzing or manipulating the
 195 code.</p>
 196
 197 <p>This document should get you oriented so that you can find your
 198 way in the continuously growing source code that makes up the LLVM
 199 infrastructure. Note that this manual is not intended to serve as a
 200 replacement for reading the source code, so if you think there should be
 201 a method in one of these classes to do something, but it's not listed,
 202 check the source.  Links to the <a href="/doxygen/">doxygen</a> sources
 203 are provided to make this as easy as possible.</p>
 204
 205 <p>The first section of this document describes general information that is
 206 useful to know when working in the LLVM infrastructure, and the second describes
 207 the Core LLVM classes.  In the future this manual will be extended with
 208 information describing how to use extension libraries, such as dominator
 209 information, CFG traversal routines, and useful utilities like the <tt><a
 210 href="/doxygen/InstVisitor_8h-source.html">InstVisitor</a></tt> template.</p>
 211
 212 </div>
 213
 214 <!-- *********************************************************************** -->
 215 <div class="doc_section">
 216   <a name="general">General Information</a>
 217 </div>
 218 <!-- *********************************************************************** -->
 219
 220 <div class="doc_text">
 221
 222 <p>This section contains general information that is useful if you are working
 223 in the LLVM source-base, but that isn't specific to any particular API.</p>
 224
 225 </div>
 226
 227 <!-- ======================================================================= -->
 228 <div class="doc_subsection">
 229   <a name="stl">The C++ Standard Template Library</a>
 230 </div>
 231
 232 <div class="doc_text">
 233
 234 <p>LLVM makes heavy use of the C++ Standard Template Library (STL),
 235 perhaps much more than you are used to, or have seen before.  Because of
 236 this, you might want to do a little background reading in the
 237 techniques used and capabilities of the library.  There are many good
 238 pages that discuss the STL, and several books on the subject that you
 239 can get, so it will not be discussed in this document.</p>
 240
 241 <p>Here are some useful links:</p>
 242
 243 <ol>
 244
 245 <li><a href="http://www.dinkumware.com/refxcpp.html">Dinkumware C++ Library
 246 reference</a> - an excellent reference for the STL and other parts of the
 247 standard C++ library.</li>
 248
 249 <li><a href="http://www.tempest-sw.com/cpp/">C++ In a Nutshell</a> - This is an
 250 O'Reilly book in the making.  It has a decent
 251 Standard Library
 252 Reference that rivals Dinkumware's, and is unfortunately no longer free since the book has been
 253 published.</li>
 254
 255 <li><a href="http://www.parashift.com/c++-faq-lite/">C++ Frequently Asked
 256 Questions</a></li>
 257
 258 <li><a href="http://www.sgi.com/tech/stl/">SGI's STL Programmer's Guide</a> -
 259 Contains a useful <a
 260 href="http://www.sgi.com/tech/stl/stl_introduction.html">Introduction to the
 261 STL</a>.</li>
 262
 263 <li><a href="http://www.research.att.com/%7Ebs/C++.html">Bjarne Stroustrup's C++
 264 Page</a></li>
 265
 266 <li><a href="http://64.78.49.204/">
 267 Bruce Eckel's Thinking in C++, 2nd ed. Volume 2 Revision 4.0 (even better, get
 268 the book).</a></li>
 269
 270 </ol>
 271
 272 <p>You are also encouraged to take a look at the <a
 273 href="CodingStandards.html">LLVM Coding Standards</a> guide which focuses on how
 274 to write maintainable code more than where to put your curly braces.</p>
 275
 276 </div>
 277
 278 <!-- ======================================================================= -->
 279 <div class="doc_subsection">
 280   <a name="stl">Other useful references</a>
 281 </div>
 282
 283 <div class="doc_text">
 284
 285 <ol>
 286 <li><a href="http://www.psc.edu/%7Esemke/cvs_branches.html">CVS
 287 Branch and Tag Primer</a></li>
 288 <li><a href="http://www.fortran-2000.com/ArnaudRecipes/sharedlib.html">Using
 289 static and shared libraries across platforms</a></li>
 290 </ol>
 291
 292 </div>
 293
 294 <!-- *********************************************************************** -->
 295 <div class="doc_section">
 296   <a name="apis">Important and useful LLVM APIs</a>
 297 </div>
 298 <!-- *********************************************************************** -->
 299
 300 <div class="doc_text">
 301
 302 <p>Here we highlight some LLVM APIs that are generally useful and good to
 303 know about when writing transformations.</p>
 304
 305 </div>
 306
 307 <!-- ======================================================================= -->
 308 <div class="doc_subsection">
 309   <a name="isa">The <tt>isa&lt;&gt;</tt>, <tt>cast&lt;&gt;</tt> and
 310   <tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt> templates</a>
 311 </div>
 312
 313 <div class="doc_text">
 314
 315 <p>The LLVM source-base makes extensive use of a custom form of RTTI.
 316 These templates have many similarities to the C++ <tt>dynamic_cast&lt;&gt;</tt>
 317 operator, but they don't have some drawbacks (primarily stemming from
 318 the fact that <tt>dynamic_cast&lt;&gt;</tt> only works on classes that
 319 have a v-table). Because they are used so often, you must know what they
 320 do and how they work. All of these templates are defined in the <a
 321  href="/doxygen/Casting_8h-source.html"><tt>llvm/Support/Casting.h</tt></a>
 322 file (note that you very rarely have to include this file directly).</p>
 323
 324 <dl>
 325   <dt><tt>isa&lt;&gt;</tt>: </dt>
 326
 327   <dd><p>The <tt>isa&lt;&gt;</tt> operator works exactly like the Java
 328   "<tt>instanceof</tt>" operator.  It returns true or false depending on whether
 329   a reference or pointer points to an instance of the specified class.  This can
 330   be very useful for constraint checking of various sorts (example below).</p>
 331   </dd>
 332
 333   <dt><tt>cast&lt;&gt;</tt>: </dt>
 334
 335   <dd><p>The <tt>cast&lt;&gt;</tt> operator is a "checked cast" operation. It
 336   converts a pointer or reference from a base class to a derived class, causing
 337   an assertion failure if it is not really an instance of the right type.  This
 338   should be used in cases where you have some information that makes you believe
 339   that something is of the right type.  An example of the <tt>isa&lt;&gt;</tt>
 340   and <tt>cast&lt;&gt;</tt> template is:</p>
 341
 342 <div class="doc_code">
 343 <pre>
 344 static bool isLoopInvariant(const <a href="#Value">Value</a> *V, const Loop *L) {
 345   if (isa&lt;<a href="#Constant">Constant</a>&gt;(V) || isa&lt;<a href="#Argument">Argument</a>&gt;(V) || isa&lt;<a href="#GlobalValue">GlobalValue</a>&gt;(V))
 346     return true;
 347
 348   // <i>Otherwise, it must be an instruction...</i>
 349   return !L-&gt;contains(cast&lt;<a href="#Instruction">Instruction</a>&gt;(V)-&gt;getParent());
 350 }
 351 </pre>
 352 </div>
 353
 354   <p>Note that you should <b>not</b> use an <tt>isa&lt;&gt;</tt> test followed
 355   by a <tt>cast&lt;&gt;</tt>, for that use the <tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt>
 356   operator.</p>
 357
 358   </dd>
 359
 360   <dt><tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt>:</dt>
 361
 362   <dd><p>The <tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt> operator is a "checking cast" operation.
 363   It checks to see if the operand is of the specified type, and if so, returns a
 364   pointer to it (this operator does not work with references). If the operand is
 365   not of the correct type, a null pointer is returned.  Thus, this works very
 366   much like the <tt>dynamic_cast&lt;&gt;</tt> operator in C++, and should be
 367   used in the same circumstances.  Typically, the <tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt>
 368   operator is used in an <tt>if</tt> statement or some other flow control
 369   statement like this:</p>
 370
 371 <div class="doc_code">
 372 <pre>
 373 if (<a href="#AllocationInst">AllocationInst</a> *AI = dyn_cast&lt;<a href="#AllocationInst">AllocationInst</a>&gt;(Val)) {
 374   // <i>...</i>
 375 }
 376 </pre>
 377 </div>
 378
 379   <p>This form of the <tt>if</tt> statement effectively combines together a call
 380   to <tt>isa&lt;&gt;</tt> and a call to <tt>cast&lt;&gt;</tt> into one
 381   statement, which is very convenient.</p>
 382
 383   <p>Note that the <tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt> operator, like C++'s
 384   <tt>dynamic_cast&lt;&gt;</tt> or Java's <tt>instanceof</tt> operator, can be
 385   abused.  In particular, you should not use big chained <tt>if/then/else</tt>
 386   blocks to check for lots of different variants of classes.  If you find
 387   yourself wanting to do this, it is much cleaner and more efficient to use the
 388   <tt>InstVisitor</tt> class to dispatch over the instruction type directly.</p>
 389
 390   </dd>
 391
 392   <dt><tt>cast_or_null&lt;&gt;</tt>: </dt>
 393
 394   <dd><p>The <tt>cast_or_null&lt;&gt;</tt> operator works just like the
 395   <tt>cast&lt;&gt;</tt> operator, except that it allows for a null pointer as an
 396   argument (which it then propagates).  This can sometimes be useful, allowing
 397   you to combine several null checks into one.</p></dd>
 398
 399   <dt><tt>dyn_cast_or_null&lt;&gt;</tt>: </dt>
 400
 401   <dd><p>The <tt>dyn_cast_or_null&lt;&gt;</tt> operator works just like the
 402   <tt>dyn_cast&lt;&gt;</tt> operator, except that it allows for a null pointer
 403   as an argument (which it then propagates).  This can sometimes be useful,
 404   allowing you to combine several null checks into one.</p></dd>
 405
 406 </dl>
 407
 408 <p>These five templates can be used with any classes, whether they have a
 409 v-table or not.  To add support for these templates, you simply need to add
 410 <tt>classof</tt> static methods to the class you are interested casting
 411 to. Describing this is currently outside the scope of this document, but there
 412 are lots of examples in the LLVM source base.</p>
 413
 414 </div>
 415
 416 <!-- ======================================================================= -->
 417 <div class="doc_subsection">
 418   <a name="DEBUG">The <tt>DEBUG()</tt> macro and <tt>-debug</tt> option</a>
 419 </div>
 420
 421 <div class="doc_text">
 422
 423 <p>Often when working on your pass you will put a bunch of debugging printouts
 424 and other code into your pass.  After you get it working, you want to remove
 425 it, but you may need it again in the future (to work out new bugs that you run
 426 across).</p>
 427
 428 <p> Naturally, because of this, you don't want to delete the debug printouts,
 429 but you don't want them to always be noisy.  A standard compromise is to comment
 430 them out, allowing you to enable them if you need them in the future.</p>
 431
 432 <p>The "<tt><a href="/doxygen/Debug_8h-source.html">llvm/Support/Debug.h</a></tt>"
 433 file provides a macro named <tt>DEBUG()</tt> that is a much nicer solution to
 434 this problem.  Basically, you can put arbitrary code into the argument of the
 435 <tt>DEBUG</tt> macro, and it is only executed if '<tt>opt</tt>' (or any other
 436 tool) is run with the '<tt>-debug</tt>' command line argument:</p>
 437
 438 <div class="doc_code">
 439 <pre>
 440 DOUT &lt;&lt; "I am here!\n";
 441 </pre>
 442 </div>
 443
 444 <p>Then you can run your pass like this:</p>
 445
 446 <div class="doc_code">
 447 <pre>
 448 $ opt &lt; a.bc &gt; /dev/null -mypass
 449 <i>&lt;no output&gt;</i>
 450 $ opt &lt; a.bc &gt; /dev/null -mypass -debug
 451 I am here!
 452 </pre>
 453 </div>
 454
 455 <p>Using the <tt>DEBUG()</tt> macro instead of a home-brewed solution allows you
 456 to not have to create "yet another" command line option for the debug output for
 457 your pass.  Note that <tt>DEBUG()</tt> macros are disabled for optimized builds,
 458 so they do not cause a performance impact at all (for the same reason, they
 459 should also not contain side-effects!).</p>
 460
 461 <p>One additional nice thing about the <tt>DEBUG()</tt> macro is that you can
 462 enable or disable it directly in gdb.  Just use "<tt>set DebugFlag=0</tt>" or
 463 "<tt>set DebugFlag=1</tt>" from the gdb if the program is running.  If the
 464 program hasn't been started yet, you can always just run it with
 465 <tt>-debug</tt>.</p>
 466
 467 </div>
 468
 469 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 470 <div class="doc_subsubsection">
 471   <a name="DEBUG_TYPE">Fine grained debug info with <tt>DEBUG_TYPE</tt> and
 472   the <tt>-debug-only</tt> option</a>
 473 </div>
 474
 475 <div class="doc_text">
 476
 477 <p>Sometimes you may find yourself in a situation where enabling <tt>-debug</tt>
 478 just turns on <b>too much</b> information (such as when working on the code
 479 generator).  If you want to enable debug information with more fine-grained
 480 control, you define the <tt>DEBUG_TYPE</tt> macro and the <tt>-debug</tt> only
 481 option as follows:</p>
 482
 483 <div class="doc_code">
 484 <pre>
 485 DOUT &lt;&lt; "No debug type\n";
 486 #undef  DEBUG_TYPE
 487 #define DEBUG_TYPE "foo"
 488 DOUT &lt;&lt; "'foo' debug type\n";
 489 #undef  DEBUG_TYPE
 490 #define DEBUG_TYPE "bar"
 491 DOUT &lt;&lt; "'bar' debug type\n";
 492 #undef  DEBUG_TYPE
 493 #define DEBUG_TYPE ""
 494 DOUT &lt;&lt; "No debug type (2)\n";
 495 </pre>
 496 </div>
 497
 498 <p>Then you can run your pass like this:</p>
 499
 500 <div class="doc_code">
 501 <pre>
 502 $ opt &lt; a.bc &gt; /dev/null -mypass
 503 <i>&lt;no output&gt;</i>
 504 $ opt &lt; a.bc &gt; /dev/null -mypass -debug
 505 No debug type
 506 'foo' debug type
 507 'bar' debug type
 508 No debug type (2)
 509 $ opt &lt; a.bc &gt; /dev/null -mypass -debug-only=foo
 510 'foo' debug type
 511 $ opt &lt; a.bc &gt; /dev/null -mypass -debug-only=bar
 512 'bar' debug type
 513 </pre>
 514 </div>
 515
 516 <p>Of course, in practice, you should only set <tt>DEBUG_TYPE</tt> at the top of
 517 a file, to specify the debug type for the entire module (if you do this before
 518 you <tt>#include "llvm/Support/Debug.h"</tt>, you don't have to insert the ugly
 519 <tt>#undef</tt>'s).  Also, you should use names more meaningful than "foo" and
 520 "bar", because there is no system in place to ensure that names do not
 521 conflict. If two different modules use the same string, they will all be turned
 522 on when the name is specified. This allows, for example, all debug information
 523 for instruction scheduling to be enabled with <tt>-debug-type=InstrSched</tt>,
 524 even if the source lives in multiple files.</p>
 525
 526 </div>
 527
 528 <!-- ======================================================================= -->
 529 <div class="doc_subsection">
 530   <a name="Statistic">The <tt>Statistic</tt> class &amp; <tt>-stats</tt>
 531   option</a>
 532 </div>
 533
 534 <div class="doc_text">
 535
 536 <p>The "<tt><a
 537 href="/doxygen/Statistic_8h-source.html">llvm/ADT/Statistic.h</a></tt>" file
 538 provides a class named <tt>Statistic</tt> that is used as a unified way to
 539 keep track of what the LLVM compiler is doing and how effective various
 540 optimizations are.  It is useful to see what optimizations are contributing to
 541 making a particular program run faster.</p>
 542
 543 <p>Often you may run your pass on some big program, and you're interested to see
 544 how many times it makes a certain transformation.  Although you can do this with
 545 hand inspection, or some ad-hoc method, this is a real pain and not very useful
 546 for big programs.  Using the <tt>Statistic</tt> class makes it very easy to
 547 keep track of this information, and the calculated information is presented in a
 548 uniform manner with the rest of the passes being executed.</p>
 549
 550 <p>There are many examples of <tt>Statistic</tt> uses, but the basics of using
 551 it are as follows:</p>
 552
 553 <ol>
 554     <li><p>Define your statistic like this:</p>
 555
 556 <div class="doc_code">
 557 <pre>
 558 #define <a href="#DEBUG_TYPE">DEBUG_TYPE</a> "mypassname"   <i>// This goes before any #includes.</i>
 559 STATISTIC(NumXForms, "The # of times I did stuff");
 560 </pre>
 561 </div>
 562
 563   <p>The <tt>STATISTIC</tt> macro defines a static variable, whose name is
 564     specified by the first argument.  The pass name is taken from the DEBUG_TYPE
 565     macro, and the description is taken from the second argument.  The variable
 566     defined ("NumXForms" in this case) acts like an unsigned integer.</p></li>
 567
 568     <li><p>Whenever you make a transformation, bump the counter:</p>
 569
 570 <div class="doc_code">
 571 <pre>
 572 ++NumXForms;   // <i>I did stuff!</i>
 573 </pre>
 574 </div>
 575
 576     </li>
 577   </ol>
 578
 579   <p>That's all you have to do.  To get '<tt>opt</tt>' to print out the
 580   statistics gathered, use the '<tt>-stats</tt>' option:</p>
 581
 582 <div class="doc_code">
 583 <pre>
 584 $ opt -stats -mypassname &lt; program.bc &gt; /dev/null
 585 <i>... statistics output ...</i>
 586 </pre>
 587 </div>
 588
 589   <p> When running <tt>opt</tt> on a C file from the SPEC benchmark
 590 suite, it gives a report that looks like this:</p>
 591
 592 <div class="doc_code">
 593 <pre>
 594    7646 bitcodewriter   - Number of normal instructions
 595     725 bitcodewriter   - Number of oversized instructions
 596  129996 bitcodewriter   - Number of bitcode bytes written
 597    2817 raise           - Number of insts DCEd or constprop'd
 598    3213 raise           - Number of cast-of-self removed
 599    5046 raise           - Number of expression trees converted
 600      75 raise           - Number of other getelementptr's formed
 601     138 raise           - Number of load/store peepholes
 602      42 deadtypeelim    - Number of unused typenames removed from symtab
 603     392 funcresolve     - Number of varargs functions resolved
 604      27 globaldce       - Number of global variables removed
 605       2 adce            - Number of basic blocks removed
 606     134 cee             - Number of branches revectored
 607      49 cee             - Number of setcc instruction eliminated
 608     532 gcse            - Number of loads removed
 609    2919 gcse            - Number of instructions removed
 610      86 indvars         - Number of canonical indvars added
 611      87 indvars         - Number of aux indvars removed
 612      25 instcombine     - Number of dead inst eliminate
 613     434 instcombine     - Number of insts combined
 614     248 licm            - Number of load insts hoisted
 615    1298 licm            - Number of insts hoisted to a loop pre-header
 616       3 licm            - Number of insts hoisted to multiple loop preds (bad, no loop pre-header)
 617      75 mem2reg         - Number of alloca's promoted
 618    1444 cfgsimplify     - Number of blocks simplified
 619 </pre>
 620 </div>
 621
 622 <p>Obviously, with so many optimizations, having a unified framework for this
 623 stuff is very nice.  Making your pass fit well into the framework makes it more
 624 maintainable and useful.</p>
 625
 626 </div>
 627
 628 <!-- ======================================================================= -->
 629 <div class="doc_subsection">
 630   <a name="ViewGraph">Viewing graphs while debugging code</a>
 631 </div>
 632
 633 <div class="doc_text">
 634
 635 <p>Several of the important data structures in LLVM are graphs: for example
 636 CFGs made out of LLVM <a href="#BasicBlock">BasicBlock</a>s, CFGs made out of
 637 LLVM <a href="CodeGenerator.html#machinebasicblock">MachineBasicBlock</a>s, and
 638 <a href="CodeGenerator.html#selectiondag_intro">Instruction Selection
 639 DAGs</a>.  In many cases, while debugging various parts of the compiler, it is
 640 nice to instantly visualize these graphs.</p>
 641
 642 <p>LLVM provides several callbacks that are available in a debug build to do
 643 exactly that.  If you call the <tt>Function::viewCFG()</tt> method, for example,
 644 the current LLVM tool will pop up a window containing the CFG for the function
 645 where each basic block is a node in the graph, and each node contains the
 646 instructions in the block.  Similarly, there also exists
 647 <tt>Function::viewCFGOnly()</tt> (does not include the instructions), the
 648 <tt>MachineFunction::viewCFG()</tt> and <tt>MachineFunction::viewCFGOnly()</tt>,
 649 and the <tt>SelectionDAG::viewGraph()</tt> methods.  Within GDB, for example,
 650 you can usually use something like <tt>call DAG.viewGraph()</tt> to pop
 651 up a window.  Alternatively, you can sprinkle calls to these functions in your
 652 code in places you want to debug.</p>
 653
 654 <p>Getting this to work requires a small amount of configuration.  On Unix
 655 systems with X11, install the <a href="http://www.graphviz.org">graphviz</a>
 656 toolkit, and make sure 'dot' and 'gv' are in your path.  If you are running on
 657 Mac OS/X, download and install the Mac OS/X <a
 658 href="http://www.pixelglow.com/graphviz/">Graphviz program</a>, and add
 659 <tt>/Applications/Graphviz.app/Contents/MacOS/</tt> (or wherever you install
 660 it) to your path.  Once in your system and path are set up, rerun the LLVM
 661 configure script and rebuild LLVM to enable this functionality.</p>
 662
 663 <p><tt>SelectionDAG</tt> has been extended to make it easier to locate
 664 <i>interesting</i> nodes in large complex graphs.  From gdb, if you
 665 <tt>call DAG.setGraphColor(<i>node</i>, "<i>color</i>")</tt>, then the
 666 next <tt>call DAG.viewGraph()</tt> would highlight the node in the
 667 specified color (choices of colors can be found at <a
 668 href="http://www.graphviz.org/doc/info/colors.html">colors</a>.) More
 669 complex node attributes can be provided with <tt>call
 670 DAG.setGraphAttrs(<i>node</i>, "<i>attributes</i>")</tt> (choices can be
 671 found at <a href="http://www.graphviz.org/doc/info/attrs.html">Graph
 672 Attributes</a>.)  If you want to restart and clear all the current graph
 673 attributes, then you can <tt>call DAG.clearGraphAttrs()</tt>. </p>
 674
 675 </div>
 676
 677 <!-- *********************************************************************** -->
 678 <div class="doc_section">
 679   <a name="datastructure">Picking the Right Data Structure for a Task</a>
 680 </div>
 681 <!-- *********************************************************************** -->
 682
 683 <div class="doc_text">
 684
 685 <p>LLVM has a plethora of data structures in the <tt>llvm/ADT/</tt> directory,
 686  and we commonly use STL data structures.  This section describes the trade-offs
 687  you should consider when you pick one.</p>
 688
 689 <p>
 690 The first step is a choose your own adventure: do you want a sequential
 691 container, a set-like container, or a map-like container?  The most important
 692 thing when choosing a container is the algorithmic properties of how you plan to
 693 access the container.  Based on that, you should use:</p>
 694
 695 <ul>
 696 <li>a <a href="#ds_map">map-like</a> container if you need efficient look-up
 697     of an value based on another value.  Map-like containers also support
 698     efficient queries for containment (whether a key is in the map).  Map-like
 699     containers generally do not support efficient reverse mapping (values to
 700     keys).  If you need that, use two maps.  Some map-like containers also
 701     support efficient iteration through the keys in sorted order.  Map-like
 702     containers are the most expensive sort, only use them if you need one of
 703     these capabilities.</li>
 704
 705 <li>a <a href="#ds_set">set-like</a> container if you need to put a bunch of
 706     stuff into a container that automatically eliminates duplicates.  Some
 707     set-like containers support efficient iteration through the elements in
 708     sorted order.  Set-like containers are more expensive than sequential
 709     containers.
 710 </li>
 711
 712 <li>a <a href="#ds_sequential">sequential</a> container provides
 713     the most efficient way to add elements and keeps track of the order they are
 714     added to the collection.  They permit duplicates and support efficient
 715     iteration, but do not support efficient look-up based on a key.
 716 </li>
 717
 718 <li>a <a href="#ds_bit">bit</a> container provides an efficient way to store and
 719     perform set operations on sets of numeric id's, while automatically
 720     eliminating duplicates.  Bit containers require a maximum of 1 bit for each
 721     identifier you want to store.
 722 </li>
 723 </ul>
 724
 725 <p>
 726 Once the proper category of container is determined, you can fine tune the
 727 memory use, constant factors, and cache behaviors of access by intelligently
 728 picking a member of the category.  Note that constant factors and cache behavior
 729 can be a big deal.  If you have a vector that usually only contains a few
 730 elements (but could contain many), for example, it's much better to use
 731 <a href="#dss_smallvector">SmallVector</a> than <a href="#dss_vector">vector</a>
 732 .  Doing so avoids (relatively) expensive malloc/free calls, which dwarf the
 733 cost of adding the elements to the container. </p>
 734
 735 </div>
 736
 737 <!-- ======================================================================= -->
 738 <div class="doc_subsection">
 739   <a name="ds_sequential">Sequential Containers (std::vector, std::list, etc)</a>
 740 </div>
 741
 742 <div class="doc_text">
 743 There are a variety of sequential containers available for you, based on your
 744 needs.  Pick the first in this section that will do what you want.
 745 </div>
 746
 747 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 748 <div class="doc_subsubsection">
 749   <a name="dss_fixedarrays">Fixed Size Arrays</a>
 750 </div>
 751
 752 <div class="doc_text">
 753 <p>Fixed size arrays are very simple and very fast.  They are good if you know
 754 exactly how many elements you have, or you have a (low) upper bound on how many
 755 you have.</p>
 756 </div>
 757
 758 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 759 <div class="doc_subsubsection">
 760   <a name="dss_heaparrays">Heap Allocated Arrays</a>
 761 </div>
 762
 763 <div class="doc_text">
 764 <p>Heap allocated arrays (new[] + delete[]) are also simple.  They are good if
 765 the number of elements is variable, if you know how many elements you will need
 766 before the array is allocated, and if the array is usually large (if not,
 767 consider a <a href="#dss_smallvector">SmallVector</a>).  The cost of a heap
 768 allocated array is the cost of the new/delete (aka malloc/free).  Also note that
 769 if you are allocating an array of a type with a constructor, the constructor and
 770 destructors will be run for every element in the array (re-sizable vectors only
 771 construct those elements actually used).</p>
 772 </div>
 773
 774 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 775 <div class="doc_subsubsection">
 776   <a name="dss_smallvector">"llvm/ADT/SmallVector.h"</a>
 777 </div>
 778
 779 <div class="doc_text">
 780 <p><tt>SmallVector&lt;Type, N&gt;</tt> is a simple class that looks and smells
 781 just like <tt>vector&lt;Type&gt;</tt>:
 782 it supports efficient iteration, lays out elements in memory order (so you can
 783 do pointer arithmetic between elements), supports efficient push_back/pop_back
 784 operations, supports efficient random access to its elements, etc.</p>
 785
 786 <p>The advantage of SmallVector is that it allocates space for
 787 some number of elements (N) <b>in the object itself</b>.  Because of this, if
 788 the SmallVector is dynamically smaller than N, no malloc is performed.  This can
 789 be a big win in cases where the malloc/free call is far more expensive than the
 790 code that fiddles around with the elements.</p>
 791
 792 <p>This is good for vectors that are "usually small" (e.g. the number of
 793 predecessors/successors of a block is usually less than 8).  On the other hand,
 794 this makes the size of the SmallVector itself large, so you don't want to
 795 allocate lots of them (doing so will waste a lot of space).  As such,
 796 SmallVectors are most useful when on the stack.</p>
 797
 798 <p>SmallVector also provides a nice portable and efficient replacement for
 799 <tt>alloca</tt>.</p>
 800
 801 </div>
 802
 803 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 804 <div class="doc_subsubsection">
 805   <a name="dss_vector">&lt;vector&gt;</a>
 806 </div>
 807
 808 <div class="doc_text">
 809 <p>
 810 std::vector is well loved and respected.  It is useful when SmallVector isn't:
 811 when the size of the vector is often large (thus the small optimization will
 812 rarely be a benefit) or if you will be allocating many instances of the vector
 813 itself (which would waste space for elements that aren't in the container).
 814 vector is also useful when interfacing with code that expects vectors :).
 815 </p>
 816
 817 <p>One worthwhile note about std::vector: avoid code like this:</p>
 818
 819 <div class="doc_code">
 820 <pre>
 821 for ( ... ) {
 822    std::vector&lt;foo&gt; V;
 823    use V;
 824 }
 825 </pre>
 826 </div>
 827
 828 <p>Instead, write this as:</p>
 829
 830 <div class="doc_code">
 831 <pre>
 832 std::vector&lt;foo&gt; V;
 833 for ( ... ) {
 834    use V;
 835    V.clear();
 836 }
 837 </pre>
 838 </div>
 839
 840 <p>Doing so will save (at least) one heap allocation and free per iteration of
 841 the loop.</p>
 842
 843 </div>
 844
 845 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 846 <div class="doc_subsubsection">
 847   <a name="dss_deque">&lt;deque&gt;</a>
 848 </div>
 849
 850 <div class="doc_text">
 851 <p>std::deque is, in some senses, a generalized version of std::vector.  Like
 852 std::vector, it provides constant time random access and other similar
 853 properties, but it also provides efficient access to the front of the list.  It
 854 does not guarantee continuity of elements within memory.</p>
 855
 856 <p>In exchange for this extra flexibility, std::deque has significantly higher
 857 constant factor costs than std::vector.  If possible, use std::vector or
 858 something cheaper.</p>
 859 </div>
 860
 861 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 862 <div class="doc_subsubsection">
 863   <a name="dss_list">&lt;list&gt;</a>
 864 </div>
 865
 866 <div class="doc_text">
 867 <p>std::list is an extremely inefficient class that is rarely useful.
 868 It performs a heap allocation for every element inserted into it, thus having an
 869 extremely high constant factor, particularly for small data types.  std::list
 870 also only supports bidirectional iteration, not random access iteration.</p>
 871
 872 <p>In exchange for this high cost, std::list supports efficient access to both
 873 ends of the list (like std::deque, but unlike std::vector or SmallVector).  In
 874 addition, the iterator invalidation characteristics of std::list are stronger
 875 than that of a vector class: inserting or removing an element into the list does
 876 not invalidate iterator or pointers to other elements in the list.</p>
 877 </div>
 878
 879 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 880 <div class="doc_subsubsection">
 881   <a name="dss_ilist">llvm/ADT/ilist</a>
 882 </div>
 883
 884 <div class="doc_text">
 885 <p><tt>ilist&lt;T&gt;</tt> implements an 'intrusive' doubly-linked list.  It is
 886 intrusive, because it requires the element to store and provide access to the
 887 prev/next pointers for the list.</p>
 888
 889 <p>ilist has the same drawbacks as std::list, and additionally requires an
 890 ilist_traits implementation for the element type, but it provides some novel
 891 characteristics.  In particular, it can efficiently store polymorphic objects,
 892 the traits class is informed when an element is inserted or removed from the
 893 list, and ilists are guaranteed to support a constant-time splice operation.
 894 </p>
 895
 896 <p>These properties are exactly what we want for things like Instructions and
 897 basic blocks, which is why these are implemented with ilists.</p>
 898 </div>
 899
 900 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 901 <div class="doc_subsubsection">
 902   <a name="dss_other">Other Sequential Container options</a>
 903 </div>
 904
 905 <div class="doc_text">
 906 <p>Other STL containers are available, such as std::string.</p>
 907
 908 <p>There are also various STL adapter classes such as std::queue,
 909 std::priority_queue, std::stack, etc.  These provide simplified access to an
 910 underlying container but don't affect the cost of the container itself.</p>
 911
 912 </div>
 913
 914
 915 <!-- ======================================================================= -->
 916 <div class="doc_subsection">
 917   <a name="ds_set">Set-Like Containers (std::set, SmallSet, SetVector, etc)</a>
 918 </div>
 919
 920 <div class="doc_text">
 921
 922 <p>Set-like containers are useful when you need to canonicalize multiple values
 923 into a single representation.  There are several different choices for how to do
 924 this, providing various trade-offs.</p>
 925
 926 </div>
 927
 928
 929 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 930 <div class="doc_subsubsection">
 931   <a name="dss_sortedvectorset">A sorted 'vector'</a>
 932 </div>
 933
 934 <div class="doc_text">
 935
 936 <p>If you intend to insert a lot of elements, then do a lot of queries, a
 937 great approach is to use a vector (or other sequential container) with
 938 std::sort+std::unique to remove duplicates.  This approach works really well if
 939 your usage pattern has these two distinct phases (insert then query), and can be
 940 coupled with a good choice of <a href="#ds_sequential">sequential container</a>.
 941 </p>
 942
 943 <p>
 944 This combination provides the several nice properties: the result data is
 945 contiguous in memory (good for cache locality), has few allocations, is easy to
 946 address (iterators in the final vector are just indices or pointers), and can be
 947 efficiently queried with a standard binary or radix search.</p>
 948
 949 </div>
 950
 951 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 952 <div class="doc_subsubsection">
 953   <a name="dss_smallset">"llvm/ADT/SmallSet.h"</a>
 954 </div>
 955
 956 <div class="doc_text">
 957
 958 <p>If you have a set-like data structure that is usually small and whose elements
 959 are reasonably small, a <tt>SmallSet&lt;Type, N&gt;</tt> is a good choice.  This set
 960 has space for N elements in place (thus, if the set is dynamically smaller than
 961 N, no malloc traffic is required) and accesses them with a simple linear search.
 962 When the set grows beyond 'N' elements, it allocates a more expensive representation that
 963 guarantees efficient access (for most types, it falls back to std::set, but for
 964 pointers it uses something far better, <a
 965 href="#dss_smallptrset">SmallPtrSet</a>).</p>
 966
 967 <p>The magic of this class is that it handles small sets extremely efficiently,
 968 but gracefully handles extremely large sets without loss of efficiency.  The
 969 drawback is that the interface is quite small: it supports insertion, queries
 970 and erasing, but does not support iteration.</p>
 971
 972 </div>
 973
 974 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 975 <div class="doc_subsubsection">
 976   <a name="dss_smallptrset">"llvm/ADT/SmallPtrSet.h"</a>
 977 </div>
 978
 979 <div class="doc_text">
 980
 981 <p>SmallPtrSet has all the advantages of SmallSet (and a SmallSet of pointers is
 982 transparently implemented with a SmallPtrSet), but also supports iterators.  If
 983 more than 'N' insertions are performed, a single quadratically
 984 probed hash table is allocated and grows as needed, providing extremely
 985 efficient access (constant time insertion/deleting/queries with low constant
 986 factors) and is very stingy with malloc traffic.</p>
 987
 988 <p>Note that, unlike std::set, the iterators of SmallPtrSet are invalidated
 989 whenever an insertion occurs.  Also, the values visited by the iterators are not
 990 visited in sorted order.</p>
 991
 992 </div>
 993
 994 <!-- _______________________________________________________________________ -->
 995 <div class="doc_subsubsection">
 996   <a name="dss_denseset">"llvm/ADT/DenseSet.h"</a>
 997 </div>
 998
 999 <div class="doc_text">
1000
1001 <p>
1002 DenseSet is a simple quadratically probed hash table.  It excels at supporting
1003 small values: it uses a single allocation to hold all of the pairs that
1004 are currently inserted in the set.  DenseSet is a great way to unique small
1005 values that are not simple pointers (use <a
1006 href="#dss_smallptrset">SmallPtrSet</a> for pointers).  Note that DenseSet has
1007 the same requirements for the value type that <a
1008 href="#dss_densemap">DenseMap</a> has.
1009 </p>
1010
1011 </div>
1012
1013 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1014 <div class="doc_subsubsection">
1015   <a name="dss_FoldingSet">"llvm/ADT/FoldingSet.h"</a>
1016 </div>
1017
1018 <div class="doc_text">
1019
1020 <p>
1021 FoldingSet is an aggregate class that is really good at uniquing
1022 expensive-to-create or polymorphic objects.  It is a combination of a chained
1023 hash table with intrusive links (uniqued objects are required to inherit from
1024 FoldingSetNode) that uses <a href="#dss_smallvector">SmallVector</a> as part of
1025 its ID process.</p>
1026
1027 <p>Consider a case where you want to implement a "getOrCreateFoo" method for
1028 a complex object (for example, a node in the code generator).  The client has a
1029 description of *what* it wants to generate (it knows the opcode and all the
1030 operands), but we don't want to 'new' a node, then try inserting it into a set
1031 only to find out it already exists, at which point we would have to delete it
1032 and return the node that already exists.
1033 </p>
1034
1035 <p>To support this style of client, FoldingSet perform a query with a
1036 FoldingSetNodeID (which wraps SmallVector) that can be used to describe the
1037 element that we want to query for.  The query either returns the element
1038 matching the ID or it returns an opaque ID that indicates where insertion should
1039 take place.  Construction of the ID usually does not require heap traffic.</p>
1040
1041 <p>Because FoldingSet uses intrusive links, it can support polymorphic objects
1042 in the set (for example, you can have SDNode instances mixed with LoadSDNodes).
1043 Because the elements are individually allocated, pointers to the elements are
1044 stable: inserting or removing elements does not invalidate any pointers to other
1045 elements.
1046 </p>
1047
1048 </div>
1049
1050 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1051 <div class="doc_subsubsection">
1052   <a name="dss_set">&lt;set&gt;</a>
1053 </div>
1054
1055 <div class="doc_text">
1056
1057 <p><tt>std::set</tt> is a reasonable all-around set class, which is decent at
1058 many things but great at nothing.  std::set allocates memory for each element
1059 inserted (thus it is very malloc intensive) and typically stores three pointers
1060 per element in the set (thus adding a large amount of per-element space
1061 overhead).  It offers guaranteed log(n) performance, which is not particularly
1062 fast from a complexity standpoint (particularly if the elements of the set are
1063 expensive to compare, like strings), and has extremely high constant factors for
1064 lookup, insertion and removal.</p>
1065
1066 <p>The advantages of std::set are that its iterators are stable (deleting or
1067 inserting an element from the set does not affect iterators or pointers to other
1068 elements) and that iteration over the set is guaranteed to be in sorted order.
1069 If the elements in the set are large, then the relative overhead of the pointers
1070 and malloc traffic is not a big deal, but if the elements of the set are small,
1071 std::set is almost never a good choice.</p>
1072
1073 </div>
1074
1075 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1076 <div class="doc_subsubsection">
1077   <a name="dss_setvector">"llvm/ADT/SetVector.h"</a>
1078 </div>
1079
1080 <div class="doc_text">
1081 <p>LLVM's SetVector&lt;Type&gt; is an adapter class that combines your choice of
1082 a set-like container along with a <a href="#ds_sequential">Sequential
1083 Container</a>.  The important property
1084 that this provides is efficient insertion with uniquing (duplicate elements are
1085 ignored) with iteration support.  It implements this by inserting elements into
1086 both a set-like container and the sequential container, using the set-like
1087 container for uniquing and the sequential container for iteration.
1088 </p>
1089
1090 <p>The difference between SetVector and other sets is that the order of
1091 iteration is guaranteed to match the order of insertion into the SetVector.
1092 This property is really important for things like sets of pointers.  Because
1093 pointer values are non-deterministic (e.g. vary across runs of the program on
1094 different machines), iterating over the pointers in the set will
1095 not be in a well-defined order.</p>
1096
1097 <p>
1098 The drawback of SetVector is that it requires twice as much space as a normal
1099 set and has the sum of constant factors from the set-like container and the
1100 sequential container that it uses.  Use it *only* if you need to iterate over
1101 the elements in a deterministic order.  SetVector is also expensive to delete
1102 elements out of (linear time), unless you use it's "pop_back" method, which is
1103 faster.
1104 </p>
1105
1106 <p>SetVector is an adapter class that defaults to using std::vector and std::set
1107 for the underlying containers, so it is quite expensive.  However,
1108 <tt>"llvm/ADT/SetVector.h"</tt> also provides a SmallSetVector class, which
1109 defaults to using a SmallVector and SmallSet of a specified size.  If you use
1110 this, and if your sets are dynamically smaller than N, you will save a lot of
1111 heap traffic.</p>
1112
1113 </div>
1114
1115 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1116 <div class="doc_subsubsection">
1117   <a name="dss_uniquevector">"llvm/ADT/UniqueVector.h"</a>
1118 </div>
1119
1120 <div class="doc_text">
1121
1122 <p>
1123 UniqueVector is similar to <a href="#dss_setvector">SetVector</a>, but it
1124 retains a unique ID for each element inserted into the set.  It internally
1125 contains a map and a vector, and it assigns a unique ID for each value inserted
1126 into the set.</p>
1127
1128 <p>UniqueVector is very expensive: its cost is the sum of the cost of
1129 maintaining both the map and vector, it has high complexity, high constant
1130 factors, and produces a lot of malloc traffic.  It should be avoided.</p>
1131
1132 </div>
1133
1134
1135 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1136 <div class="doc_subsubsection">
1137   <a name="dss_otherset">Other Set-Like Container Options</a>
1138 </div>
1139
1140 <div class="doc_text">
1141
1142 <p>
1143 The STL provides several other options, such as std::multiset and the various
1144 "hash_set" like containers (whether from C++ TR1 or from the SGI library).</p>
1145
1146 <p>std::multiset is useful if you're not interested in elimination of
1147 duplicates, but has all the drawbacks of std::set.  A sorted vector (where you
1148 don't delete duplicate entries) or some other approach is almost always
1149 better.</p>
1150
1151 <p>The various hash_set implementations (exposed portably by
1152 "llvm/ADT/hash_set") is a simple chained hashtable.  This algorithm is as malloc
1153 intensive as std::set (performing an allocation for each element inserted,
1154 thus having really high constant factors) but (usually) provides O(1)
1155 insertion/deletion of elements.  This can be useful if your elements are large
1156 (thus making the constant-factor cost relatively low) or if comparisons are
1157 expensive.  Element iteration does not visit elements in a useful order.</p>
1158
1159 </div>
1160
1161 <!-- ======================================================================= -->
1162 <div class="doc_subsection">
1163   <a name="ds_map">Map-Like Containers (std::map, DenseMap, etc)</a>
1164 </div>
1165
1166 <div class="doc_text">
1167 Map-like containers are useful when you want to associate data to a key.  As
1168 usual, there are a lot of different ways to do this. :)
1169 </div>
1170
1171 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1172 <div class="doc_subsubsection">
1173   <a name="dss_sortedvectormap">A sorted 'vector'</a>
1174 </div>
1175
1176 <div class="doc_text">
1177
1178 <p>
1179 If your usage pattern follows a strict insert-then-query approach, you can
1180 trivially use the same approach as <a href="#dss_sortedvectorset">sorted vectors
1181 for set-like containers</a>.  The only difference is that your query function
1182 (which uses std::lower_bound to get efficient log(n) lookup) should only compare
1183 the key, not both the key and value.  This yields the same advantages as sorted
1184 vectors for sets.
1185 </p>
1186 </div>
1187
1188 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1189 <div class="doc_subsubsection">
1190   <a name="dss_stringmap">"llvm/ADT/StringMap.h"</a>
1191 </div>
1192
1193 <div class="doc_text">
1194
1195 <p>
1196 Strings are commonly used as keys in maps, and they are difficult to support
1197 efficiently: they are variable length, inefficient to hash and compare when
1198 long, expensive to copy, etc.  StringMap is a specialized container designed to
1199 cope with these issues.  It supports mapping an arbitrary range of bytes to an
1200 arbitrary other object.</p>
1201
1202 <p>The StringMap implementation uses a quadratically-probed hash table, where
1203 the buckets store a pointer to the heap allocated entries (and some other
1204 stuff).  The entries in the map must be heap allocated because the strings are
1205 variable length.  The string data (key) and the element object (value) are
1206 stored in the same allocation with the string data immediately after the element
1207 object.  This container guarantees the "<tt>(char*)(&amp;Value+1)</tt>" points
1208 to the key string for a value.</p>
1209
1210 <p>The StringMap is very fast for several reasons: quadratic probing is very
1211 cache efficient for lookups, the hash value of strings in buckets is not
1212 recomputed when lookup up an element, StringMap rarely has to touch the
1213 memory for unrelated objects when looking up a value (even when hash collisions
1214 happen), hash table growth does not recompute the hash values for strings
1215 already in the table, and each pair in the map is store in a single allocation
1216 (the string data is stored in the same allocation as the Value of a pair).</p>
1217
1218 <p>StringMap also provides query methods that take byte ranges, so it only ever
1219 copies a string if a value is inserted into the table.</p>
1220 </div>
1221
1222 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1223 <div class="doc_subsubsection">
1224   <a name="dss_indexedmap">"llvm/ADT/IndexedMap.h"</a>
1225 </div>
1226
1227 <div class="doc_text">
1228 <p>
1229 IndexedMap is a specialized container for mapping small dense integers (or
1230 values that can be mapped to small dense integers) to some other type.  It is
1231 internally implemented as a vector with a mapping function that maps the keys to
1232 the dense integer range.
1233 </p>
1234
1235 <p>
1236 This is useful for cases like virtual registers in the LLVM code generator: they
1237 have a dense mapping that is offset by a compile-time constant (the first
1238 virtual register ID).</p>
1239
1240 </div>
1241
1242 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1243 <div class="doc_subsubsection">
1244   <a name="dss_densemap">"llvm/ADT/DenseMap.h"</a>
1245 </div>
1246
1247 <div class="doc_text">
1248
1249 <p>
1250 DenseMap is a simple quadratically probed hash table.  It excels at supporting
1251 small keys and values: it uses a single allocation to hold all of the pairs that
1252 are currently inserted in the map.  DenseMap is a great way to map pointers to
1253 pointers, or map other small types to each other.
1254 </p>
1255
1256 <p>
1257 There are several aspects of DenseMap that you should be aware of, however.  The
1258 iterators in a densemap are invalidated whenever an insertion occurs, unlike
1259 map.  Also, because DenseMap allocates space for a large number of key/value
1260 pairs (it starts with 64 by default), it will waste a lot of space if your keys
1261 or values are large.  Finally, you must implement a partial specialization of
1262 DenseMapInfo for the key that you want, if it isn't already supported.  This
1263 is required to tell DenseMap about two special marker values (which can never be
1264 inserted into the map) that it needs internally.</p>
1265
1266 </div>
1267
1268 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1269 <div class="doc_subsubsection">
1270   <a name="dss_map">&lt;map&gt;</a>
1271 </div>
1272
1273 <div class="doc_text">
1274
1275 <p>
1276 std::map has similar characteristics to <a href="#dss_set">std::set</a>: it uses
1277 a single allocation per pair inserted into the map, it offers log(n) lookup with
1278 an extremely large constant factor, imposes a space penalty of 3 pointers per
1279 pair in the map, etc.</p>
1280
1281 <p>std::map is most useful when your keys or values are very large, if you need
1282 to iterate over the collection in sorted order, or if you need stable iterators
1283 into the map (i.e. they don't get invalidated if an insertion or deletion of
1284 another element takes place).</p>
1285
1286 </div>
1287
1288 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1289 <div class="doc_subsubsection">
1290   <a name="dss_othermap">Other Map-Like Container Options</a>
1291 </div>
1292
1293 <div class="doc_text">
1294
1295 <p>
1296 The STL provides several other options, such as std::multimap and the various
1297 "hash_map" like containers (whether from C++ TR1 or from the SGI library).</p>
1298
1299 <p>std::multimap is useful if you want to map a key to multiple values, but has
1300 all the drawbacks of std::map.  A sorted vector or some other approach is almost
1301 always better.</p>
1302
1303 <p>The various hash_map implementations (exposed portably by
1304 "llvm/ADT/hash_map") are simple chained hash tables.  This algorithm is as
1305 malloc intensive as std::map (performing an allocation for each element
1306 inserted, thus having really high constant factors) but (usually) provides O(1)
1307 insertion/deletion of elements.  This can be useful if your elements are large
1308 (thus making the constant-factor cost relatively low) or if comparisons are
1309 expensive.  Element iteration does not visit elements in a useful order.</p>
1310
1311 </div>
1312
1313 <!-- ======================================================================= -->
1314 <div class="doc_subsection">
1315   <a name="ds_bit">Bit storage containers (BitVector, SparseBitVector)</a>
1316 </div>
1317
1318 <div class="doc_text">
1319 <p>Unlike the other containers, there are only two bit storage containers, and
1320 choosing when to use each is relatively straightforward.</p>
1321
1322 <p>One additional option is
1323 <tt>std::vector&lt;bool&gt;</tt>: we discourage its use for two reasons 1) the
1324 implementation in many common compilers (e.g. commonly available versions of
1325 GCC) is extremely inefficient and 2) the C++ standards committee is likely to
1326 deprecate this container and/or change it significantly somehow.  In any case,
1327 please don't use it.</p>
1328 </div>
1329
1330 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1331 <div class="doc_subsubsection">
1332   <a name="dss_bitvector">BitVector</a>
1333 </div>
1334
1335 <div class="doc_text">
1336 <p> The BitVector container provides a fixed size set of bits for manipulation.
1337 It supports individual bit setting/testing, as well as set operations.  The set
1338 operations take time O(size of bitvector), but operations are performed one word
1339 at a time, instead of one bit at a time.  This makes the BitVector very fast for
1340 set operations compared to other containers.  Use the BitVector when you expect
1341 the number of set bits to be high (IE a dense set).
1342 </p>
1343 </div>
1344
1345 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1346 <div class="doc_subsubsection">
1347   <a name="dss_sparsebitvector">SparseBitVector</a>
1348 </div>
1349
1350 <div class="doc_text">
1351 <p> The SparseBitVector container is much like BitVector, with one major
1352 difference: Only the bits that are set, are stored.  This makes the
1353 SparseBitVector much more space efficient than BitVector when the set is sparse,
1354 as well as making set operations O(number of set bits) instead of O(size of
1355 universe).  The downside to the SparseBitVector is that setting and testing of random bits is O(N), and on large SparseBitVectors, this can be slower than BitVector. In our implementation, setting or testing bits in sorted order
1356 (either forwards or reverse) is O(1) worst case.  Testing and setting bits within 128 bits (depends on size) of the current bit is also O(1).  As a general statement, testing/setting bits in a SparseBitVector is O(distance away from last set bit).
1357 </p>
1358 </div>
1359
1360 <!-- *********************************************************************** -->
1361 <div class="doc_section">
1362   <a name="common">Helpful Hints for Common Operations</a>
1363 </div>
1364 <!-- *********************************************************************** -->
1365
1366 <div class="doc_text">
1367
1368 <p>This section describes how to perform some very simple transformations of
1369 LLVM code.  This is meant to give examples of common idioms used, showing the
1370 practical side of LLVM transformations.  <p> Because this is a "how-to" section,
1371 you should also read about the main classes that you will be working with.  The
1372 <a href="#coreclasses">Core LLVM Class Hierarchy Reference</a> contains details
1373 and descriptions of the main classes that you should know about.</p>
1374
1375 </div>
1376
1377 <!-- NOTE: this section should be heavy on example code -->
1378 <!-- ======================================================================= -->
1379 <div class="doc_subsection">
1380   <a name="inspection">Basic Inspection and Traversal Routines</a>
1381 </div>
1382
1383 <div class="doc_text">
1384
1385 <p>The LLVM compiler infrastructure have many different data structures that may
1386 be traversed.  Following the example of the C++ standard template library, the
1387 techniques used to traverse these various data structures are all basically the
1388 same.  For a enumerable sequence of values, the <tt>XXXbegin()</tt> function (or
1389 method) returns an iterator to the start of the sequence, the <tt>XXXend()</tt>
1390 function returns an iterator pointing to one past the last valid element of the
1391 sequence, and there is some <tt>XXXiterator</tt> data type that is common
1392 between the two operations.</p>
1393
1394 <p>Because the pattern for iteration is common across many different aspects of
1395 the program representation, the standard template library algorithms may be used
1396 on them, and it is easier to remember how to iterate. First we show a few common
1397 examples of the data structures that need to be traversed.  Other data
1398 structures are traversed in very similar ways.</p>
1399
1400 </div>
1401
1402 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1403 <div class="doc_subsubsection">
1404   <a name="iterate_function">Iterating over the </a><a
1405   href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>s in a <a
1406   href="#Function"><tt>Function</tt></a>
1407 </div>
1408
1409 <div class="doc_text">
1410
1411 <p>It's quite common to have a <tt>Function</tt> instance that you'd like to
1412 transform in some way; in particular, you'd like to manipulate its
1413 <tt>BasicBlock</tt>s.  To facilitate this, you'll need to iterate over all of
1414 the <tt>BasicBlock</tt>s that constitute the <tt>Function</tt>. The following is
1415 an example that prints the name of a <tt>BasicBlock</tt> and the number of
1416 <tt>Instruction</tt>s it contains:</p>
1417
1418 <div class="doc_code">
1419 <pre>
1420 // <i>func is a pointer to a Function instance</i>
1421 for (Function::iterator i = func-&gt;begin(), e = func-&gt;end(); i != e; ++i)
1422   // <i>Print out the name of the basic block if it has one, and then the</i>
1423   // <i>number of instructions that it contains</i>
1424   llvm::cerr &lt;&lt; "Basic block (name=" &lt;&lt; i-&gt;getName() &lt;&lt; ") has "
1425              &lt;&lt; i-&gt;size() &lt;&lt; " instructions.\n";
1426 </pre>
1427 </div>
1428
1429 <p>Note that i can be used as if it were a pointer for the purposes of
1430 invoking member functions of the <tt>Instruction</tt> class.  This is
1431 because the indirection operator is overloaded for the iterator
1432 classes.  In the above code, the expression <tt>i-&gt;size()</tt> is
1433 exactly equivalent to <tt>(*i).size()</tt> just like you'd expect.</p>
1434
1435 </div>
1436
1437 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1438 <div class="doc_subsubsection">
1439   <a name="iterate_basicblock">Iterating over the </a><a
1440   href="#Instruction"><tt>Instruction</tt></a>s in a <a
1441   href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>
1442 </div>
1443
1444 <div class="doc_text">
1445
1446 <p>Just like when dealing with <tt>BasicBlock</tt>s in <tt>Function</tt>s, it's
1447 easy to iterate over the individual instructions that make up
1448 <tt>BasicBlock</tt>s. Here's a code snippet that prints out each instruction in
1449 a <tt>BasicBlock</tt>:</p>
1450
1451 <div class="doc_code">
1452 <pre>
1453 // <i>blk is a pointer to a BasicBlock instance</i>
1454 for (BasicBlock::iterator i = blk-&gt;begin(), e = blk-&gt;end(); i != e; ++i)
1455    // <i>The next statement works since operator&lt;&lt;(ostream&amp;,...)</i>
1456    // <i>is overloaded for Instruction&amp;</i>
1457    llvm::cerr &lt;&lt; *i &lt;&lt; "\n";
1458 </pre>
1459 </div>
1460
1461 <p>However, this isn't really the best way to print out the contents of a
1462 <tt>BasicBlock</tt>!  Since the ostream operators are overloaded for virtually
1463 anything you'll care about, you could have just invoked the print routine on the
1464 basic block itself: <tt>llvm::cerr &lt;&lt; *blk &lt;&lt; "\n";</tt>.</p>
1465
1466 </div>
1467
1468 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1469 <div class="doc_subsubsection">
1470   <a name="iterate_institer">Iterating over the </a><a
1471   href="#Instruction"><tt>Instruction</tt></a>s in a <a
1472   href="#Function"><tt>Function</tt></a>
1473 </div>
1474
1475 <div class="doc_text">
1476
1477 <p>If you're finding that you commonly iterate over a <tt>Function</tt>'s
1478 <tt>BasicBlock</tt>s and then that <tt>BasicBlock</tt>'s <tt>Instruction</tt>s,
1479 <tt>InstIterator</tt> should be used instead. You'll need to include <a
1480 href="/doxygen/InstIterator_8h-source.html"><tt>llvm/Support/InstIterator.h</tt></a>,
1481 and then instantiate <tt>InstIterator</tt>s explicitly in your code.  Here's a
1482 small example that shows how to dump all instructions in a function to the standard error stream:<p>
1483
1484 <div class="doc_code">
1485 <pre>
1486 #include "<a href="/doxygen/InstIterator_8h-source.html">llvm/Support/InstIterator.h</a>"
1487
1488 // <i>F is a pointer to a Function instance</i>
1489 for (inst_iterator I = inst_begin(F), E = inst_end(F); I != E; ++I)
1490   llvm::cerr &lt;&lt; *I &lt;&lt; "\n";
1491 </pre>
1492 </div>
1493
1494 <p>Easy, isn't it?  You can also use <tt>InstIterator</tt>s to fill a
1495 work list with its initial contents.  For example, if you wanted to
1496 initialize a work list to contain all instructions in a <tt>Function</tt>
1497 F, all you would need to do is something like:</p>
1498
1499 <div class="doc_code">
1500 <pre>
1501 std::set&lt;Instruction*&gt; worklist;
1502 // or better yet, SmallPtrSet&lt;Instruction*, 64&gt; worklist;
1503
1504 for (inst_iterator I = inst_begin(F), E = inst_end(F); I != E; ++I)
1505    worklist.insert(&amp;*I);
1506 </pre>
1507 </div>
1508
1509 <p>The STL set <tt>worklist</tt> would now contain all instructions in the
1510 <tt>Function</tt> pointed to by F.</p>
1511
1512 </div>
1513
1514 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1515 <div class="doc_subsubsection">
1516   <a name="iterate_convert">Turning an iterator into a class pointer (and
1517   vice-versa)</a>
1518 </div>
1519
1520 <div class="doc_text">
1521
1522 <p>Sometimes, it'll be useful to grab a reference (or pointer) to a class
1523 instance when all you've got at hand is an iterator.  Well, extracting
1524 a reference or a pointer from an iterator is very straight-forward.
1525 Assuming that <tt>i</tt> is a <tt>BasicBlock::iterator</tt> and <tt>j</tt>
1526 is a <tt>BasicBlock::const_iterator</tt>:</p>
1527
1528 <div class="doc_code">
1529 <pre>
1530 Instruction&amp; inst = *i;   // <i>Grab reference to instruction reference</i>
1531 Instruction* pinst = &amp;*i; // <i>Grab pointer to instruction reference</i>
1532 const Instruction&amp; inst = *j;
1533 </pre>
1534 </div>
1535
1536 <p>However, the iterators you'll be working with in the LLVM framework are
1537 special: they will automatically convert to a ptr-to-instance type whenever they
1538 need to.  Instead of dereferencing the iterator and then taking the address of
1539 the result, you can simply assign the iterator to the proper pointer type and
1540 you get the dereference and address-of operation as a result of the assignment
1541 (behind the scenes, this is a result of overloading casting mechanisms).  Thus
1542 the last line of the last example,</p>
1543
1544 <div class="doc_code">
1545 <pre>
1546 Instruction *pinst = &amp;*i;
1547 </pre>
1548 </div>
1549
1550 <p>is semantically equivalent to</p>
1551
1552 <div class="doc_code">
1553 <pre>
1554 Instruction *pinst = i;
1555 </pre>
1556 </div>
1557
1558 <p>It's also possible to turn a class pointer into the corresponding iterator,
1559 and this is a constant time operation (very efficient).  The following code
1560 snippet illustrates use of the conversion constructors provided by LLVM
1561 iterators.  By using these, you can explicitly grab the iterator of something
1562 without actually obtaining it via iteration over some structure:</p>
1563
1564 <div class="doc_code">
1565 <pre>
1566 void printNextInstruction(Instruction* inst) {
1567   BasicBlock::iterator it(inst);
1568   ++it; // <i>After this line, it refers to the instruction after *inst</i>
1569   if (it != inst-&gt;getParent()-&gt;end()) llvm::cerr &lt;&lt; *it &lt;&lt; "\n";
1570 }
1571 </pre>
1572 </div>
1573
1574 </div>
1575
1576 <!--_______________________________________________________________________-->
1577 <div class="doc_subsubsection">
1578   <a name="iterate_complex">Finding call sites: a slightly more complex
1579   example</a>
1580 </div>
1581
1582 <div class="doc_text">
1583
1584 <p>Say that you're writing a FunctionPass and would like to count all the
1585 locations in the entire module (that is, across every <tt>Function</tt>) where a
1586 certain function (i.e., some <tt>Function</tt>*) is already in scope.  As you'll
1587 learn later, you may want to use an <tt>InstVisitor</tt> to accomplish this in a
1588 much more straight-forward manner, but this example will allow us to explore how
1589 you'd do it if you didn't have <tt>InstVisitor</tt> around. In pseudo-code, this
1590 is what we want to do:</p>
1591
1592 <div class="doc_code">
1593 <pre>
1594 initialize callCounter to zero
1595 for each Function f in the Module
1596   for each BasicBlock b in f
1597     for each Instruction i in b
1598       if (i is a CallInst and calls the given function)
1599         increment callCounter
1600 </pre>
1601 </div>
1602
1603 <p>And the actual code is (remember, because we're writing a
1604 <tt>FunctionPass</tt>, our <tt>FunctionPass</tt>-derived class simply has to
1605 override the <tt>runOnFunction</tt> method):</p>
1606
1607 <div class="doc_code">
1608 <pre>
1609 Function* targetFunc = ...;
1610
1611 class OurFunctionPass : public FunctionPass {
1612   public:
1613     OurFunctionPass(): callCounter(0) { }
1614
1615     virtual runOnFunction(Function&amp; F) {
1616       for (Function::iterator b = F.begin(), be = F.end(); b != be; ++b) {
1617         for (BasicBlock::iterator i = b-&gt;begin(), ie = b-&gt;end(); i != ie; ++i) {
1618           if (<a href="#CallInst">CallInst</a>* callInst = <a href="#isa">dyn_cast</a>&lt;<a
1619  href="#CallInst">CallInst</a>&gt;(&amp;*i)) {
1620             // <i>We know we've encountered a call instruction, so we</i>
1621             // <i>need to determine if it's a call to the</i>
1622             // <i>function pointed to by m_func or not.</i>
1623             if (callInst-&gt;getCalledFunction() == targetFunc)
1624               ++callCounter;
1625           }
1626         }
1627       }
1628     }
1629
1630   private:
1631     unsigned callCounter;
1632 };
1633 </pre>
1634 </div>
1635
1636 </div>
1637
1638 <!--_______________________________________________________________________-->
1639 <div class="doc_subsubsection">
1640   <a name="calls_and_invokes">Treating calls and invokes the same way</a>
1641 </div>
1642
1643 <div class="doc_text">
1644
1645 <p>You may have noticed that the previous example was a bit oversimplified in
1646 that it did not deal with call sites generated by 'invoke' instructions. In
1647 this, and in other situations, you may find that you want to treat
1648 <tt>CallInst</tt>s and <tt>InvokeInst</tt>s the same way, even though their
1649 most-specific common base class is <tt>Instruction</tt>, which includes lots of
1650 less closely-related things. For these cases, LLVM provides a handy wrapper
1651 class called <a
1652 href="http://llvm.org/doxygen/classllvm_1_1CallSite.html"><tt>CallSite</tt></a>.
1653 It is essentially a wrapper around an <tt>Instruction</tt> pointer, with some
1654 methods that provide functionality common to <tt>CallInst</tt>s and
1655 <tt>InvokeInst</tt>s.</p>
1656
1657 <p>This class has "value semantics": it should be passed by value, not by
1658 reference and it should not be dynamically allocated or deallocated using
1659 <tt>operator new</tt> or <tt>operator delete</tt>. It is efficiently copyable,
1660 assignable and constructable, with costs equivalents to that of a bare pointer.
1661 If you look at its definition, it has only a single pointer member.</p>
1662
1663 </div>
1664
1665 <!--_______________________________________________________________________-->
1666 <div class="doc_subsubsection">
1667   <a name="iterate_chains">Iterating over def-use &amp; use-def chains</a>
1668 </div>
1669
1670 <div class="doc_text">
1671
1672 <p>Frequently, we might have an instance of the <a
1673 href="/doxygen/classllvm_1_1Value.html">Value Class</a> and we want to
1674 determine which <tt>User</tt>s use the <tt>Value</tt>.  The list of all
1675 <tt>User</tt>s of a particular <tt>Value</tt> is called a <i>def-use</i> chain.
1676 For example, let's say we have a <tt>Function*</tt> named <tt>F</tt> to a
1677 particular function <tt>foo</tt>. Finding all of the instructions that
1678 <i>use</i> <tt>foo</tt> is as simple as iterating over the <i>def-use</i> chain
1679 of <tt>F</tt>:</p>
1680
1681 <div class="doc_code">
1682 <pre>
1683 Function *F = ...;
1684
1685 for (Value::use_iterator i = F-&gt;use_begin(), e = F-&gt;use_end(); i != e; ++i)
1686   if (Instruction *Inst = dyn_cast&lt;Instruction&gt;(*i)) {
1687     llvm::cerr &lt;&lt; "F is used in instruction:\n";
1688     llvm::cerr &lt;&lt; *Inst &lt;&lt; "\n";
1689   }
1690 </pre>
1691 </div>
1692
1693 <p>Alternately, it's common to have an instance of the <a
1694 href="/doxygen/classllvm_1_1User.html">User Class</a> and need to know what
1695 <tt>Value</tt>s are used by it.  The list of all <tt>Value</tt>s used by a
1696 <tt>User</tt> is known as a <i>use-def</i> chain.  Instances of class
1697 <tt>Instruction</tt> are common <tt>User</tt>s, so we might want to iterate over
1698 all of the values that a particular instruction uses (that is, the operands of
1699 the particular <tt>Instruction</tt>):</p>
1700
1701 <div class="doc_code">
1702 <pre>
1703 Instruction *pi = ...;
1704
1705 for (User::op_iterator i = pi-&gt;op_begin(), e = pi-&gt;op_end(); i != e; ++i) {
1706   Value *v = *i;
1707   // <i>...</i>
1708 }
1709 </pre>
1710 </div>
1711
1712 <!--
1713   def-use chains ("finding all users of"): Value::use_begin/use_end
1714   use-def chains ("finding all values used"): User::op_begin/op_end [op=operand]
1715 -->
1716
1717 </div>
1718
1719 <!--_______________________________________________________________________-->
1720 <div class="doc_subsubsection">
1721   <a name="iterate_preds">Iterating over predecessors &amp;
1722 successors of blocks</a>
1723 </div>
1724
1725 <div class="doc_text">
1726
1727 <p>Iterating over the predecessors and successors of a block is quite easy
1728 with the routines defined in <tt>"llvm/Support/CFG.h"</tt>.  Just use code like
1729 this to iterate over all predecessors of BB:</p>
1730
1731 <div class="doc_code">
1732 <pre>
1733 #include "llvm/Support/CFG.h"
1734 BasicBlock *BB = ...;
1735
1736 for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
1737   BasicBlock *Pred = *PI;
1738   // <i>...</i>
1739 }
1740 </pre>
1741 </div>
1742
1743 <p>Similarly, to iterate over successors use
1744 succ_iterator/succ_begin/succ_end.</p>
1745
1746 </div>
1747
1748
1749 <!-- ======================================================================= -->
1750 <div class="doc_subsection">
1751   <a name="simplechanges">Making simple changes</a>
1752 </div>
1753
1754 <div class="doc_text">
1755
1756 <p>There are some primitive transformation operations present in the LLVM
1757 infrastructure that are worth knowing about.  When performing
1758 transformations, it's fairly common to manipulate the contents of basic
1759 blocks. This section describes some of the common methods for doing so
1760 and gives example code.</p>
1761
1762 </div>
1763
1764 <!--_______________________________________________________________________-->
1765 <div class="doc_subsubsection">
1766   <a name="schanges_creating">Creating and inserting new
1767   <tt>Instruction</tt>s</a>
1768 </div>
1769
1770 <div class="doc_text">
1771
1772 <p><i>Instantiating Instructions</i></p>
1773
1774 <p>Creation of <tt>Instruction</tt>s is straight-forward: simply call the
1775 constructor for the kind of instruction to instantiate and provide the necessary
1776 parameters. For example, an <tt>AllocaInst</tt> only <i>requires</i> a
1777 (const-ptr-to) <tt>Type</tt>. Thus:</p>
1778
1779 <div class="doc_code">
1780 <pre>
1781 AllocaInst* ai = new AllocaInst(Type::Int32Ty);
1782 </pre>
1783 </div>
1784
1785 <p>will create an <tt>AllocaInst</tt> instance that represents the allocation of
1786 one integer in the current stack frame, at run time. Each <tt>Instruction</tt>
1787 subclass is likely to have varying default parameters which change the semantics
1788 of the instruction, so refer to the <a
1789 href="/doxygen/classllvm_1_1Instruction.html">doxygen documentation for the subclass of
1790 Instruction</a> that you're interested in instantiating.</p>
1791
1792 <p><i>Naming values</i></p>
1793
1794 <p>It is very useful to name the values of instructions when you're able to, as
1795 this facilitates the debugging of your transformations.  If you end up looking
1796 at generated LLVM machine code, you definitely want to have logical names
1797 associated with the results of instructions!  By supplying a value for the
1798 <tt>Name</tt> (default) parameter of the <tt>Instruction</tt> constructor, you
1799 associate a logical name with the result of the instruction's execution at
1800 run time.  For example, say that I'm writing a transformation that dynamically
1801 allocates space for an integer on the stack, and that integer is going to be
1802 used as some kind of index by some other code.  To accomplish this, I place an
1803 <tt>AllocaInst</tt> at the first point in the first <tt>BasicBlock</tt> of some
1804 <tt>Function</tt>, and I'm intending to use it within the same
1805 <tt>Function</tt>. I might do:</p>
1806
1807 <div class="doc_code">
1808 <pre>
1809 AllocaInst* pa = new AllocaInst(Type::Int32Ty, 0, "indexLoc");
1810 </pre>
1811 </div>
1812
1813 <p>where <tt>indexLoc</tt> is now the logical name of the instruction's
1814 execution value, which is a pointer to an integer on the run time stack.</p>
1815
1816 <p><i>Inserting instructions</i></p>
1817
1818 <p>There are essentially two ways to insert an <tt>Instruction</tt>
1819 into an existing sequence of instructions that form a <tt>BasicBlock</tt>:</p>
1820
1821 <ul>
1822   <li>Insertion into an explicit instruction list
1823
1824     <p>Given a <tt>BasicBlock* pb</tt>, an <tt>Instruction* pi</tt> within that
1825     <tt>BasicBlock</tt>, and a newly-created instruction we wish to insert
1826     before <tt>*pi</tt>, we do the following: </p>
1827
1828 <div class="doc_code">
1829 <pre>
1830 BasicBlock *pb = ...;
1831 Instruction *pi = ...;
1832 Instruction *newInst = new Instruction(...);
1833
1834 pb-&gt;getInstList().insert(pi, newInst); // <i>Inserts newInst before pi in pb</i>
1835 </pre>
1836 </div>
1837
1838     <p>Appending to the end of a <tt>BasicBlock</tt> is so common that
1839     the <tt>Instruction</tt> class and <tt>Instruction</tt>-derived
1840     classes provide constructors which take a pointer to a
1841     <tt>BasicBlock</tt> to be appended to. For example code that
1842     looked like: </p>
1843
1844 <div class="doc_code">
1845 <pre>
1846 BasicBlock *pb = ...;
1847 Instruction *newInst = new Instruction(...);
1848
1849 pb-&gt;getInstList().push_back(newInst); // <i>Appends newInst to pb</i>
1850 </pre>
1851 </div>
1852
1853     <p>becomes: </p>
1854
1855 <div class="doc_code">
1856 <pre>
1857 BasicBlock *pb = ...;
1858 Instruction *newInst = new Instruction(..., pb);
1859 </pre>
1860 </div>
1861
1862     <p>which is much cleaner, especially if you are creating
1863     long instruction streams.</p></li>
1864
1865   <li>Insertion into an implicit instruction list
1866
1867     <p><tt>Instruction</tt> instances that are already in <tt>BasicBlock</tt>s
1868     are implicitly associated with an existing instruction list: the instruction
1869     list of the enclosing basic block. Thus, we could have accomplished the same
1870     thing as the above code without being given a <tt>BasicBlock</tt> by doing:
1871     </p>
1872
1873 <div class="doc_code">
1874 <pre>
1875 Instruction *pi = ...;
1876 Instruction *newInst = new Instruction(...);
1877
1878 pi-&gt;getParent()-&gt;getInstList().insert(pi, newInst);
1879 </pre>
1880 </div>
1881
1882     <p>In fact, this sequence of steps occurs so frequently that the
1883     <tt>Instruction</tt> class and <tt>Instruction</tt>-derived classes provide
1884     constructors which take (as a default parameter) a pointer to an
1885     <tt>Instruction</tt> which the newly-created <tt>Instruction</tt> should
1886     precede.  That is, <tt>Instruction</tt> constructors are capable of
1887     inserting the newly-created instance into the <tt>BasicBlock</tt> of a
1888     provided instruction, immediately before that instruction.  Using an
1889     <tt>Instruction</tt> constructor with a <tt>insertBefore</tt> (default)
1890     parameter, the above code becomes:</p>
1891
1892 <div class="doc_code">
1893 <pre>
1894 Instruction* pi = ...;
1895 Instruction* newInst = new Instruction(..., pi);
1896 </pre>
1897 </div>
1898
1899     <p>which is much cleaner, especially if you're creating a lot of
1900     instructions and adding them to <tt>BasicBlock</tt>s.</p></li>
1901 </ul>
1902
1903 </div>
1904
1905 <!--_______________________________________________________________________-->
1906 <div class="doc_subsubsection">
1907   <a name="schanges_deleting">Deleting <tt>Instruction</tt>s</a>
1908 </div>
1909
1910 <div class="doc_text">
1911
1912 <p>Deleting an instruction from an existing sequence of instructions that form a
1913 <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a> is very straight-forward. First,
1914 you must have a pointer to the instruction that you wish to delete.  Second, you
1915 need to obtain the pointer to that instruction's basic block. You use the
1916 pointer to the basic block to get its list of instructions and then use the
1917 erase function to remove your instruction. For example:</p>
1918
1919 <div class="doc_code">
1920 <pre>
1921 <a href="#Instruction">Instruction</a> *I = .. ;
1922 I-&gt;eraseFromParent();
1923 </pre>
1924 </div>
1925
1926 </div>
1927
1928 <!--_______________________________________________________________________-->
1929 <div class="doc_subsubsection">
1930   <a name="schanges_replacing">Replacing an <tt>Instruction</tt> with another
1931   <tt>Value</tt></a>
1932 </div>
1933
1934 <div class="doc_text">
1935
1936 <p><i>Replacing individual instructions</i></p>
1937
1938 <p>Including "<a href="/doxygen/BasicBlockUtils_8h-source.html">llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h</a>"
1939 permits use of two very useful replace functions: <tt>ReplaceInstWithValue</tt>
1940 and <tt>ReplaceInstWithInst</tt>.</p>
1941
1942 <h4><a name="schanges_deleting">Deleting <tt>Instruction</tt>s</a></h4>
1943
1944 <ul>
1945   <li><tt>ReplaceInstWithValue</tt>
1946
1947     <p>This function replaces all uses of a given instruction with a value,
1948     and then removes the original instruction. The following example
1949     illustrates the replacement of the result of a particular
1950     <tt>AllocaInst</tt> that allocates memory for a single integer with a null
1951     pointer to an integer.</p>
1952
1953 <div class="doc_code">
1954 <pre>
1955 AllocaInst* instToReplace = ...;
1956 BasicBlock::iterator ii(instToReplace);
1957
1958 ReplaceInstWithValue(instToReplace-&gt;getParent()-&gt;getInstList(), ii,
1959                      Constant::getNullValue(PointerType::getUnqual(Type::Int32Ty)));
1960 </pre></div></li>
1961
1962   <li><tt>ReplaceInstWithInst</tt>
1963
1964     <p>This function replaces a particular instruction with another
1965     instruction, inserting the new instruction into the basic block at the
1966     location where the old instruction was, and replacing any uses of the old
1967     instruction with the new instruction. The following example illustrates
1968     the replacement of one <tt>AllocaInst</tt> with another.</p>
1969
1970 <div class="doc_code">
1971 <pre>
1972 AllocaInst* instToReplace = ...;
1973 BasicBlock::iterator ii(instToReplace);
1974
1975 ReplaceInstWithInst(instToReplace-&gt;getParent()-&gt;getInstList(), ii,
1976                     new AllocaInst(Type::Int32Ty, 0, "ptrToReplacedInt"));
1977 </pre></div></li>
1978 </ul>
1979
1980 <p><i>Replacing multiple uses of <tt>User</tt>s and <tt>Value</tt>s</i></p>
1981
1982 <p>You can use <tt>Value::replaceAllUsesWith</tt> and
1983 <tt>User::replaceUsesOfWith</tt> to change more than one use at a time.  See the
1984 doxygen documentation for the <a href="/doxygen/classllvm_1_1Value.html">Value Class</a>
1985 and <a href="/doxygen/classllvm_1_1User.html">User Class</a>, respectively, for more
1986 information.</p>
1987
1988 <!-- Value::replaceAllUsesWith User::replaceUsesOfWith Point out:
1989 include/llvm/Transforms/Utils/ especially BasicBlockUtils.h with:
1990 ReplaceInstWithValue, ReplaceInstWithInst -->
1991
1992 </div>
1993
1994 <!--_______________________________________________________________________-->
1995 <div class="doc_subsubsection">
1996   <a name="schanges_deletingGV">Deleting <tt>GlobalVariable</tt>s</a>
1997 </div>
1998
1999 <div class="doc_text">
2000
2001 <p>Deleting a global variable from a module is just as easy as deleting an
2002 Instruction. First, you must have a pointer to the global variable that you wish
2003  to delete.  You use this pointer to erase it from its parent, the module.
2004  For example:</p>
2005
2006 <div class="doc_code">
2007 <pre>
2008 <a href="#GlobalVariable">GlobalVariable</a> *GV = .. ;
2009
2010 GV-&gt;eraseFromParent();
2011 </pre>
2012 </div>
2013
2014 </div>
2015
2016 <!-- *********************************************************************** -->
2017 <div class="doc_section">
2018   <a name="advanced">Advanced Topics</a>
2019 </div>
2020 <!-- *********************************************************************** -->
2021
2022 <div class="doc_text">
2023 <p>
2024 This section describes some of the advanced or obscure API's that most clients
2025 do not need to be aware of.  These API's tend manage the inner workings of the
2026 LLVM system, and only need to be accessed in unusual circumstances.
2027 </p>
2028 </div>
2029
2030 <!-- ======================================================================= -->
2031 <div class="doc_subsection">
2032   <a name="TypeResolve">LLVM Type Resolution</a>
2033 </div>
2034
2035 <div class="doc_text">
2036
2037 <p>
2038 The LLVM type system has a very simple goal: allow clients to compare types for
2039 structural equality with a simple pointer comparison (aka a shallow compare).
2040 This goal makes clients much simpler and faster, and is used throughout the LLVM
2041 system.
2042 </p>
2043
2044 <p>
2045 Unfortunately achieving this goal is not a simple matter.  In particular,
2046 recursive types and late resolution of opaque types makes the situation very
2047 difficult to handle.  Fortunately, for the most part, our implementation makes
2048 most clients able to be completely unaware of the nasty internal details.  The
2049 primary case where clients are exposed to the inner workings of it are when
2050 building a recursive type.  In addition to this case, the LLVM bitcode reader,
2051 assembly parser, and linker also have to be aware of the inner workings of this
2052 system.
2053 </p>
2054
2055 <p>
2056 For our purposes below, we need three concepts.  First, an "Opaque Type" is
2057 exactly as defined in the <a href="LangRef.html#t_opaque">language
2058 reference</a>.  Second an "Abstract Type" is any type which includes an
2059 opaque type as part of its type graph (for example "<tt>{ opaque, i32 }</tt>").
2060 Third, a concrete type is a type that is not an abstract type (e.g. "<tt>{ i32,
2061 float }</tt>").
2062 </p>
2063
2064 </div>
2065
2066 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2067 <div class="doc_subsubsection">
2068   <a name="BuildRecType">Basic Recursive Type Construction</a>
2069 </div>
2070
2071 <div class="doc_text">
2072
2073 <p>
2074 Because the most common question is "how do I build a recursive type with LLVM",
2075 we answer it now and explain it as we go.  Here we include enough to cause this
2076 to be emitted to an output .ll file:
2077 </p>
2078
2079 <div class="doc_code">
2080 <pre>
2081 %mylist = type { %mylist*, i32 }
2082 </pre>
2083 </div>
2084
2085 <p>
2086 To build this, use the following LLVM APIs:
2087 </p>
2088
2089 <div class="doc_code">
2090 <pre>
2091 // <i>Create the initial outer struct</i>
2092 <a href="#PATypeHolder">PATypeHolder</a> StructTy = OpaqueType::get();
2093 std::vector&lt;const Type*&gt; Elts;
2094 Elts.push_back(PointerType::getUnqual(StructTy));
2095 Elts.push_back(Type::Int32Ty);
2096 StructType *NewSTy = StructType::get(Elts);
2097
2098 // <i>At this point, NewSTy = "{ opaque*, i32 }". Tell VMCore that</i>
2099 // <i>the struct and the opaque type are actually the same.</i>
2100 cast&lt;OpaqueType&gt;(StructTy.get())-&gt;<a href="#refineAbstractTypeTo">refineAbstractTypeTo</a>(NewSTy);
2101
2102 // <i>NewSTy is potentially invalidated, but StructTy (a <a href="#PATypeHolder">PATypeHolder</a>) is</i>
2103 // <i>kept up-to-date</i>
2104 NewSTy = cast&lt;StructType&gt;(StructTy.get());
2105
2106 // <i>Add a name for the type to the module symbol table (optional)</i>
2107 MyModule-&gt;addTypeName("mylist", NewSTy);
2108 </pre>
2109 </div>
2110
2111 <p>
2112 This code shows the basic approach used to build recursive types: build a
2113 non-recursive type using 'opaque', then use type unification to close the cycle.
2114 The type unification step is performed by the <tt><a
2115 href="#refineAbstractTypeTo">refineAbstractTypeTo</a></tt> method, which is
2116 described next.  After that, we describe the <a
2117 href="#PATypeHolder">PATypeHolder class</a>.
2118 </p>
2119
2120 </div>
2121
2122 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2123 <div class="doc_subsubsection">
2124   <a name="refineAbstractTypeTo">The <tt>refineAbstractTypeTo</tt> method</a>
2125 </div>
2126
2127 <div class="doc_text">
2128 <p>
2129 The <tt>refineAbstractTypeTo</tt> method starts the type unification process.
2130 While this method is actually a member of the DerivedType class, it is most
2131 often used on OpaqueType instances.  Type unification is actually a recursive
2132 process.  After unification, types can become structurally isomorphic to
2133 existing types, and all duplicates are deleted (to preserve pointer equality).
2134 </p>
2135
2136 <p>
2137 In the example above, the OpaqueType object is definitely deleted.
2138 Additionally, if there is an "{ \2*, i32}" type already created in the system,
2139 the pointer and struct type created are <b>also</b> deleted.  Obviously whenever
2140 a type is deleted, any "Type*" pointers in the program are invalidated.  As
2141 such, it is safest to avoid having <i>any</i> "Type*" pointers to abstract types
2142 live across a call to <tt>refineAbstractTypeTo</tt> (note that non-abstract
2143 types can never move or be deleted).  To deal with this, the <a
2144 href="#PATypeHolder">PATypeHolder</a> class is used to maintain a stable
2145 reference to a possibly refined type, and the <a
2146 href="#AbstractTypeUser">AbstractTypeUser</a> class is used to update more
2147 complex datastructures.
2148 </p>
2149
2150 </div>
2151
2152 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2153 <div class="doc_subsubsection">
2154   <a name="PATypeHolder">The PATypeHolder Class</a>
2155 </div>
2156
2157 <div class="doc_text">
2158 <p>
2159 PATypeHolder is a form of a "smart pointer" for Type objects.  When VMCore
2160 happily goes about nuking types that become isomorphic to existing types, it
2161 automatically updates all PATypeHolder objects to point to the new type.  In the
2162 example above, this allows the code to maintain a pointer to the resultant
2163 resolved recursive type, even though the Type*'s are potentially invalidated.
2164 </p>
2165
2166 <p>
2167 PATypeHolder is an extremely light-weight object that uses a lazy union-find
2168 implementation to update pointers.  For example the pointer from a Value to its
2169 Type is maintained by PATypeHolder objects.
2170 </p>
2171
2172 </div>
2173
2174 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2175 <div class="doc_subsubsection">
2176   <a name="AbstractTypeUser">The AbstractTypeUser Class</a>
2177 </div>
2178
2179 <div class="doc_text">
2180
2181 <p>
2182 Some data structures need more to perform more complex updates when types get
2183 resolved.  To support this, a class can derive from the AbstractTypeUser class.
2184 This class
2185 allows it to get callbacks when certain types are resolved.  To register to get
2186 callbacks for a particular type, the DerivedType::{add/remove}AbstractTypeUser
2187 methods can be called on a type.  Note that these methods only work for <i>
2188   abstract</i> types.  Concrete types (those that do not include any opaque
2189 objects) can never be refined.
2190 </p>
2191 </div>
2192
2193
2194 <!-- ======================================================================= -->
2195 <div class="doc_subsection">
2196   <a name="SymbolTable">The <tt>ValueSymbolTable</tt> and
2197    <tt>TypeSymbolTable</tt> classes</a>
2198 </div>
2199
2200 <div class="doc_text">
2201 <p>The <tt><a href="http://llvm.org/doxygen/classllvm_1_1ValueSymbolTable.html">
2202 ValueSymbolTable</a></tt> class provides a symbol table that the <a
2203 href="#Function"><tt>Function</tt></a> and <a href="#Module">
2204 <tt>Module</tt></a> classes use for naming value definitions. The symbol table
2205 can provide a name for any <a href="#Value"><tt>Value</tt></a>.
2206 The <tt><a href="http://llvm.org/doxygen/classllvm_1_1TypeSymbolTable.html">
2207 TypeSymbolTable</a></tt> class is used by the <tt>Module</tt> class to store
2208 names for types.</p>
2209
2210 <p>Note that the <tt>SymbolTable</tt> class should not be directly accessed
2211 by most clients.  It should only be used when iteration over the symbol table
2212 names themselves are required, which is very special purpose.  Note that not
2213 all LLVM
2214 <tt><a href="#Value">Value</a></tt>s have names, and those without names (i.e. they have
2215 an empty name) do not exist in the symbol table.
2216 </p>
2217
2218 <p>These symbol tables support iteration over the values/types in the symbol
2219 table with <tt>begin/end/iterator</tt> and supports querying to see if a
2220 specific name is in the symbol table (with <tt>lookup</tt>).  The
2221 <tt>ValueSymbolTable</tt> class exposes no public mutator methods, instead,
2222 simply call <tt>setName</tt> on a value, which will autoinsert it into the
2223 appropriate symbol table.  For types, use the Module::addTypeName method to
2224 insert entries into the symbol table.</p>
2225
2226 </div>
2227
2228
2229
2230 <!-- ======================================================================= -->
2231 <div class="doc_subsection">
2232   <a name="UserLayout">The <tt>User</tt> and owned <tt>Use</tt> classes' memory layout</a>
2233 </div>
2234
2235 <div class="doc_text">
2236 <p>The <tt><a href="http://llvm.org/doxygen/classllvm_1_1User.html">
2237 User</a></tt> class provides a basis for expressing the ownership of <tt>User</tt>
2238 towards other <tt><a href="http://llvm.org/doxygen/classllvm_1_1Value.html">
2239 Value</a></tt>s. The <tt><a href="http://llvm.org/doxygen/classllvm_1_1Use.html">
2240 Use</a></tt> helper class is employed to do the bookkeeping and to facilitate <i>O(1)</i>
2241 addition and removal.</p>
2242
2243 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2244 <div class="doc_subsubsection">
2245   <a name="Use2User">Interaction and relationship between <tt>User</tt> and <tt>Use</tt> objects</a>
2246 </div>
2247
2248 <div class="doc_text">
2249 <p>
2250 A subclass of <tt>User</tt> can choose between incorporating its <tt>Use</tt> objects
2251 or refer to them out-of-line by means of a pointer. A mixed variant
2252 (some <tt>Use</tt>s inline others hung off) is impractical and breaks the invariant
2253 that the <tt>Use</tt> objects belonging to the same <tt>User</tt> form a contiguous array.
2254 </p>
2255 </div>
2256
2257 <p>
2258 We have 2 different layouts in the <tt>User</tt> (sub)classes:
2259 <ul>
2260 <li><p>Layout a)
2261 The <tt>Use</tt> object(s) are inside (resp. at fixed offset) of the <tt>User</tt>
2262 object and there are a fixed number of them.</p>
2263
2264 <li><p>Layout b)
2265 The <tt>Use</tt> object(s) are referenced by a pointer to an
2266 array from the <tt>User</tt> object and there may be a variable
2267 number of them.</p>
2268 </ul>
2269 <p>
2270 As of v2.4 each layout still possesses a direct pointer to the
2271 start of the array of <tt>Use</tt>s. Though not mandatory for layout a),
2272 we stick to this redundancy for the sake of simplicity.
2273 The <tt>User</tt> object also stores the number of <tt>Use</tt> objects it
2274 has. (Theoretically this information can also be calculated
2275 given the scheme presented below.)</p>
2276 <p>
2277 Special forms of allocation operators (<tt>operator new</tt>)
2278 enforce the following memory layouts:</p>
2279
2280 <ul>
2281 <li><p>Layout a) is modelled by prepending the <tt>User</tt> object by the <tt>Use[]</tt> array.</p>
2282
2283 <pre>
2284 ...---.---.---.---.-------...
2285   | P | P | P | P | User
2286 '''---'---'---'---'-------'''
2287 </pre>
2288
2289 <li><p>Layout b) is modelled by pointing at the <tt>Use[]</tt> array.</p>
2290 <pre>
2291 .-------...
2292 | User
2293 '-------'''
2294     |
2295     v
2296     .---.---.---.---...
2297     | P | P | P | P |
2298     '---'---'---'---'''
2299 </pre>
2300 </ul>
2301 <i>(In the above figures '<tt>P</tt>' stands for the <tt>Use**</tt> that
2302     is stored in each <tt>Use</tt> object in the member <tt>Use::Prev</tt>)</i>
2303
2304 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2305 <div class="doc_subsubsection">
2306   <a name="Waymarking">The waymarking algorithm</a>
2307 </div>
2308
2309 <div class="doc_text">
2310 <p>
2311 Since the <tt>Use</tt> objects are deprived of the direct (back)pointer to
2312 their <tt>User</tt> objects, there must be a fast and exact method to
2313 recover it. This is accomplished by the following scheme:</p>
2314 </div>
2315
2316 A bit-encoding in the 2 LSBits (least significant bits) of the <tt>Use::Prev</tt> allows to find the
2317 start of the <tt>User</tt> object:
2318 <ul>
2319 <li><tt>00</tt> &mdash;&gt; binary digit 0</li>
2320 <li><tt>01</tt> &mdash;&gt; binary digit 1</li>
2321 <li><tt>10</tt> &mdash;&gt; stop and calculate (<tt>s</tt>)</li>
2322 <li><tt>11</tt> &mdash;&gt; full stop (<tt>S</tt>)</li>
2323 </ul>
2324 <p>
2325 Given a <tt>Use*</tt>, all we have to do is to walk till we get
2326 a stop and we either have a <tt>User</tt> immediately behind or
2327 we have to walk to the next stop picking up digits
2328 and calculating the offset:</p>
2329 <pre>
2330 .---.---.---.---.---.---.---.---.---.---.---.---.---.---.---.---.----------------
2331 | 1 | s | 1 | 0 | 1 | 0 | s | 1 | 1 | 0 | s | 1 | 1 | s | 1 | S | User (or User*)
2332 '---'---'---'---'---'---'---'---'---'---'---'---'---'---'---'---'----------------
2333     |+15                |+10            |+6         |+3     |+1
2334     |                   |               |           |       |__>
2335     |                   |               |           |__________>
2336     |                   |               |______________________>
2337     |                   |______________________________________>
2338     |__________________________________________________________>
2339 </pre>
2340 <p>
2341 Only the significant number of bits need to be stored between the
2342 stops, so that the <i>worst case is 20 memory accesses</i> when there are
2343 1000 <tt>Use</tt> objects associated with a <tt>User</tt>.</p>
2344
2345 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2346 <div class="doc_subsubsection">
2347   <a name="ReferenceImpl">Reference implementation</a>
2348 </div>
2349
2350 <div class="doc_text">
2351 <p>
2352 The following literate Haskell fragment demonstrates the concept:</p>
2353 </div>
2354
2355 <div class="doc_code">
2356 <pre>
2357 > import Test.QuickCheck
2358 >
2359 > digits :: Int -> [Char] -> [Char]
2360 > digits 0 acc = '0' : acc
2361 > digits 1 acc = '1' : acc
2362 > digits n acc = digits (n `div` 2) $ digits (n `mod` 2) acc
2363 >
2364 > dist :: Int -> [Char] -> [Char]
2365 > dist 0 [] = ['S']
2366 > dist 0 acc = acc
2367 > dist 1 acc = let r = dist 0 acc in 's' : digits (length r) r
2368 > dist n acc = dist (n - 1) $ dist 1 acc
2369 >
2370 > takeLast n ss = reverse $ take n $ reverse ss
2371 >
2372 > test = takeLast 40 $ dist 20 []
2373 >
2374 </pre>
2375 </div>
2376 <p>
2377 Printing &lt;test&gt; gives: <tt>"1s100000s11010s10100s1111s1010s110s11s1S"</tt></p>
2378 <p>
2379 The reverse algorithm computes the length of the string just by examining
2380 a certain prefix:</p>
2381
2382 <div class="doc_code">
2383 <pre>
2384 > pref :: [Char] -> Int
2385 > pref "S" = 1
2386 > pref ('s':'1':rest) = decode 2 1 rest
2387 > pref (_:rest) = 1 + pref rest
2388 >
2389 > decode walk acc ('0':rest) = decode (walk + 1) (acc * 2) rest
2390 > decode walk acc ('1':rest) = decode (walk + 1) (acc * 2 + 1) rest
2391 > decode walk acc _ = walk + acc
2392 >
2393 </pre>
2394 </div>
2395 <p>
2396 Now, as expected, printing &lt;pref test&gt; gives <tt>40</tt>.</p>
2397 <p>
2398 We can <i>quickCheck</i> this with following property:</p>
2399
2400 <div class="doc_code">
2401 <pre>
2402 > testcase = dist 2000 []
2403 > testcaseLength = length testcase
2404 >
2405 > identityProp n = n > 0 && n <= testcaseLength ==> length arr == pref arr
2406 >     where arr = takeLast n testcase
2407 >
2408 </pre>
2409 </div>
2410 <p>
2411 As expected &lt;quickCheck identityProp&gt; gives:</p>
2412
2413 <pre>
2414 *Main> quickCheck identityProp
2415 OK, passed 100 tests.
2416 </pre>
2417 <p>
2418 Let's be a bit more exhaustive:</p>
2419
2420 <div class="doc_code">
2421 <pre>
2422 >
2423 > deepCheck p = check (defaultConfig { configMaxTest = 500 }) p
2424 >
2425 </pre>
2426 </div>
2427 <p>
2428 And here is the result of &lt;deepCheck identityProp&gt;:</p>
2429
2430 <pre>
2431 *Main> deepCheck identityProp
2432 OK, passed 500 tests.
2433 </pre>
2434
2435 <!-- ______________________________________________________________________ -->
2436 <div class="doc_subsubsection">
2437   <a name="Tagging">Tagging considerations</a>
2438 </div>
2439
2440 <p>
2441 To maintain the invariant that the 2 LSBits of each <tt>Use**</tt> in <tt>Use</tt>
2442 never change after being set up, setters of <tt>Use::Prev</tt> must re-tag the
2443 new <tt>Use**</tt> on every modification. Accordingly getters must strip the
2444 tag bits.</p>
2445 <p>
2446 For layout b) instead of the <tt>User</tt> we find a pointer (<tt>User*</tt> with LSBit set).
2447 Following this pointer brings us to the <tt>User</tt>. A portable trick ensures
2448 that the first bytes of <tt>User</tt> (if interpreted as a pointer) never has
2449 the LSBit set. (Portability is relying on the fact that all known compilers place the
2450 <tt>vptr</tt> in the first word of the instances.)</p>
2451
2452 </div>
2453
2454   <!-- *********************************************************************** -->
2455 <div class="doc_section">
2456   <a name="coreclasses">The Core LLVM Class Hierarchy Reference </a>
2457 </div>
2458 <!-- *********************************************************************** -->
2459
2460 <div class="doc_text">
2461 <p><tt>#include "<a href="/doxygen/Type_8h-source.html">llvm/Type.h</a>"</tt>
2462 <br>doxygen info: <a href="/doxygen/classllvm_1_1Type.html">Type Class</a></p>
2463
2464 <p>The Core LLVM classes are the primary means of representing the program
2465 being inspected or transformed.  The core LLVM classes are defined in
2466 header files in the <tt>include/llvm/</tt> directory, and implemented in
2467 the <tt>lib/VMCore</tt> directory.</p>
2468
2469 </div>
2470
2471 <!-- ======================================================================= -->
2472 <div class="doc_subsection">
2473   <a name="Type">The <tt>Type</tt> class and Derived Types</a>
2474 </div>
2475
2476 <div class="doc_text">
2477
2478   <p><tt>Type</tt> is a superclass of all type classes. Every <tt>Value</tt> has
2479   a <tt>Type</tt>. <tt>Type</tt> cannot be instantiated directly but only
2480   through its subclasses. Certain primitive types (<tt>VoidType</tt>,
2481   <tt>LabelType</tt>, <tt>FloatType</tt> and <tt>DoubleType</tt>) have hidden
2482   subclasses. They are hidden because they offer no useful functionality beyond
2483   what the <tt>Type</tt> class offers except to distinguish themselves from
2484   other subclasses of <tt>Type</tt>.</p>
2485   <p>All other types are subclasses of <tt>DerivedType</tt>.  Types can be
2486   named, but this is not a requirement. There exists exactly
2487   one instance of a given shape at any one time.  This allows type equality to
2488   be performed with address equality of the Type Instance. That is, given two
2489   <tt>Type*</tt> values, the types are identical if the pointers are identical.
2490   </p>
2491 </div>
2492
2493 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2494 <div class="doc_subsubsection">
2495   <a name="m_Type">Important Public Methods</a>
2496 </div>
2497
2498 <div class="doc_text">
2499
2500 <ul>
2501   <li><tt>bool isInteger() const</tt>: Returns true for any integer type.</li>
2502
2503   <li><tt>bool isFloatingPoint()</tt>: Return true if this is one of the two
2504   floating point types.</li>
2505
2506   <li><tt>bool isAbstract()</tt>: Return true if the type is abstract (contains
2507   an OpaqueType anywhere in its definition).</li>
2508
2509   <li><tt>bool isSized()</tt>: Return true if the type has known size. Things
2510   that don't have a size are abstract types, labels and void.</li>
2511
2512 </ul>
2513 </div>
2514
2515 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2516 <div class="doc_subsubsection">
2517   <a name="derivedtypes">Important Derived Types</a>
2518 </div>
2519 <div class="doc_text">
2520 <dl>
2521   <dt><tt>IntegerType</tt></dt>
2522   <dd>Subclass of DerivedType that represents integer types of any bit width.
2523   Any bit width between <tt>IntegerType::MIN_INT_BITS</tt> (1) and
2524   <tt>IntegerType::MAX_INT_BITS</tt> (~8 million) can be represented.
2525   <ul>
2526     <li><tt>static const IntegerType* get(unsigned NumBits)</tt>: get an integer
2527     type of a specific bit width.</li>
2528     <li><tt>unsigned getBitWidth() const</tt>: Get the bit width of an integer
2529     type.</li>
2530   </ul>
2531   </dd>
2532   <dt><tt>SequentialType</tt></dt>
2533   <dd>This is subclassed by ArrayType and PointerType
2534     <ul>
2535       <li><tt>const Type * getElementType() const</tt>: Returns the type of each
2536       of the elements in the sequential type. </li>
2537     </ul>
2538   </dd>
2539   <dt><tt>ArrayType</tt></dt>
2540   <dd>This is a subclass of SequentialType and defines the interface for array
2541   types.
2542     <ul>
2543       <li><tt>unsigned getNumElements() const</tt>: Returns the number of
2544       elements in the array. </li>
2545     </ul>
2546   </dd>
2547   <dt><tt>PointerType</tt></dt>
2548   <dd>Subclass of SequentialType for pointer types.</dd>
2549   <dt><tt>VectorType</tt></dt>
2550   <dd>Subclass of SequentialType for vector types. A
2551   vector type is similar to an ArrayType but is distinguished because it is
2552   a first class type wherease ArrayType is not. Vector types are used for
2553   vector operations and are usually small vectors of of an integer or floating
2554   point type.</dd>
2555   <dt><tt>StructType</tt></dt>
2556   <dd>Subclass of DerivedTypes for struct types.</dd>
2557   <dt><tt><a name="FunctionType">FunctionType</a></tt></dt>
2558   <dd>Subclass of DerivedTypes for function types.
2559     <ul>
2560       <li><tt>bool isVarArg() const</tt>: Returns true if its a vararg
2561       function</li>
2562       <li><tt> const Type * getReturnType() const</tt>: Returns the
2563       return type of the function.</li>
2564       <li><tt>const Type * getParamType (unsigned i)</tt>: Returns
2565       the type of the ith parameter.</li>
2566       <li><tt> const unsigned getNumParams() const</tt>: Returns the
2567       number of formal parameters.</li>
2568     </ul>
2569   </dd>
2570   <dt><tt>OpaqueType</tt></dt>
2571   <dd>Sublcass of DerivedType for abstract types. This class
2572   defines no content and is used as a placeholder for some other type. Note
2573   that OpaqueType is used (temporarily) during type resolution for forward
2574   references of types. Once the referenced type is resolved, the OpaqueType
2575   is replaced with the actual type. OpaqueType can also be used for data
2576   abstraction. At link time opaque types can be resolved to actual types
2577   of the same name.</dd>
2578 </dl>
2579 </div>
2580
2581
2582
2583 <!-- ======================================================================= -->
2584 <div class="doc_subsection">
2585   <a name="Module">The <tt>Module</tt> class</a>
2586 </div>
2587
2588 <div class="doc_text">
2589
2590 <p><tt>#include "<a
2591 href="/doxygen/Module_8h-source.html">llvm/Module.h</a>"</tt><br> doxygen info:
2592 <a href="/doxygen/classllvm_1_1Module.html">Module Class</a></p>
2593
2594 <p>The <tt>Module</tt> class represents the top level structure present in LLVM
2595 programs.  An LLVM module is effectively either a translation unit of the
2596 original program or a combination of several translation units merged by the
2597 linker.  The <tt>Module</tt> class keeps track of a list of <a
2598 href="#Function"><tt>Function</tt></a>s, a list of <a
2599 href="#GlobalVariable"><tt>GlobalVariable</tt></a>s, and a <a
2600 href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a>.  Additionally, it contains a few
2601 helpful member functions that try to make common operations easy.</p>
2602
2603 </div>
2604
2605 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2606 <div class="doc_subsubsection">
2607   <a name="m_Module">Important Public Members of the <tt>Module</tt> class</a>
2608 </div>
2609
2610 <div class="doc_text">
2611
2612 <ul>
2613   <li><tt>Module::Module(std::string name = "")</tt></li>
2614 </ul>
2615
2616 <p>Constructing a <a href="#Module">Module</a> is easy. You can optionally
2617 provide a name for it (probably based on the name of the translation unit).</p>
2618
2619 <ul>
2620   <li><tt>Module::iterator</tt> - Typedef for function list iterator<br>
2621     <tt>Module::const_iterator</tt> - Typedef for const_iterator.<br>
2622
2623     <tt>begin()</tt>, <tt>end()</tt>
2624     <tt>size()</tt>, <tt>empty()</tt>
2625
2626     <p>These are forwarding methods that make it easy to access the contents of
2627     a <tt>Module</tt> object's <a href="#Function"><tt>Function</tt></a>
2628     list.</p></li>
2629
2630   <li><tt>Module::FunctionListType &amp;getFunctionList()</tt>
2631
2632     <p> Returns the list of <a href="#Function"><tt>Function</tt></a>s.  This is
2633     necessary to use when you need to update the list or perform a complex
2634     action that doesn't have a forwarding method.</p>
2635
2636     <p><!--  Global Variable --></p></li>
2637 </ul>
2638
2639 <hr>
2640
2641 <ul>
2642   <li><tt>Module::global_iterator</tt> - Typedef for global variable list iterator<br>
2643
2644     <tt>Module::const_global_iterator</tt> - Typedef for const_iterator.<br>
2645
2646     <tt>global_begin()</tt>, <tt>global_end()</tt>
2647     <tt>global_size()</tt>, <tt>global_empty()</tt>
2648
2649     <p> These are forwarding methods that make it easy to access the contents of
2650     a <tt>Module</tt> object's <a
2651     href="#GlobalVariable"><tt>GlobalVariable</tt></a> list.</p></li>
2652
2653   <li><tt>Module::GlobalListType &amp;getGlobalList()</tt>
2654
2655     <p>Returns the list of <a
2656     href="#GlobalVariable"><tt>GlobalVariable</tt></a>s.  This is necessary to
2657     use when you need to update the list or perform a complex action that
2658     doesn't have a forwarding method.</p>
2659
2660     <p><!--  Symbol table stuff --> </p></li>
2661 </ul>
2662
2663 <hr>
2664
2665 <ul>
2666   <li><tt><a href="#SymbolTable">SymbolTable</a> *getSymbolTable()</tt>
2667
2668     <p>Return a reference to the <a href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a>
2669     for this <tt>Module</tt>.</p>
2670
2671     <p><!--  Convenience methods --></p></li>
2672 </ul>
2673
2674 <hr>
2675
2676 <ul>
2677   <li><tt><a href="#Function">Function</a> *getFunction(const std::string
2678   &amp;Name, const <a href="#FunctionType">FunctionType</a> *Ty)</tt>
2679
2680     <p>Look up the specified function in the <tt>Module</tt> <a
2681     href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a>. If it does not exist, return
2682     <tt>null</tt>.</p></li>
2683
2684   <li><tt><a href="#Function">Function</a> *getOrInsertFunction(const
2685   std::string &amp;Name, const <a href="#FunctionType">FunctionType</a> *T)</tt>
2686
2687     <p>Look up the specified function in the <tt>Module</tt> <a
2688     href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a>. If it does not exist, add an
2689     external declaration for the function and return it.</p></li>
2690
2691   <li><tt>std::string getTypeName(const <a href="#Type">Type</a> *Ty)</tt>
2692
2693     <p>If there is at least one entry in the <a
2694     href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a> for the specified <a
2695     href="#Type"><tt>Type</tt></a>, return it.  Otherwise return the empty
2696     string.</p></li>
2697
2698   <li><tt>bool addTypeName(const std::string &amp;Name, const <a
2699   href="#Type">Type</a> *Ty)</tt>
2700
2701     <p>Insert an entry in the <a href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a>
2702     mapping <tt>Name</tt> to <tt>Ty</tt>. If there is already an entry for this
2703     name, true is returned and the <a
2704     href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a> is not modified.</p></li>
2705 </ul>
2706
2707 </div>
2708
2709
2710 <!-- ======================================================================= -->
2711 <div class="doc_subsection">
2712   <a name="Value">The <tt>Value</tt> class</a>
2713 </div>
2714
2715 <div class="doc_text">
2716
2717 <p><tt>#include "<a href="/doxygen/Value_8h-source.html">llvm/Value.h</a>"</tt>
2718 <br>
2719 doxygen info: <a href="/doxygen/classllvm_1_1Value.html">Value Class</a></p>
2720
2721 <p>The <tt>Value</tt> class is the most important class in the LLVM Source
2722 base.  It represents a typed value that may be used (among other things) as an
2723 operand to an instruction.  There are many different types of <tt>Value</tt>s,
2724 such as <a href="#Constant"><tt>Constant</tt></a>s,<a
2725 href="#Argument"><tt>Argument</tt></a>s. Even <a
2726 href="#Instruction"><tt>Instruction</tt></a>s and <a
2727 href="#Function"><tt>Function</tt></a>s are <tt>Value</tt>s.</p>
2728
2729 <p>A particular <tt>Value</tt> may be used many times in the LLVM representation
2730 for a program.  For example, an incoming argument to a function (represented
2731 with an instance of the <a href="#Argument">Argument</a> class) is "used" by
2732 every instruction in the function that references the argument.  To keep track
2733 of this relationship, the <tt>Value</tt> class keeps a list of all of the <a
2734 href="#User"><tt>User</tt></a>s that is using it (the <a
2735 href="#User"><tt>User</tt></a> class is a base class for all nodes in the LLVM
2736 graph that can refer to <tt>Value</tt>s).  This use list is how LLVM represents
2737 def-use information in the program, and is accessible through the <tt>use_</tt>*
2738 methods, shown below.</p>
2739
2740 <p>Because LLVM is a typed representation, every LLVM <tt>Value</tt> is typed,
2741 and this <a href="#Type">Type</a> is available through the <tt>getType()</tt>
2742 method. In addition, all LLVM values can be named.  The "name" of the
2743 <tt>Value</tt> is a symbolic string printed in the LLVM code:</p>
2744
2745 <div class="doc_code">
2746 <pre>
2747 %<b>foo</b> = add i32 1, 2
2748 </pre>
2749 </div>
2750
2751 <p><a name="nameWarning">The name of this instruction is "foo".</a> <b>NOTE</b>
2752 that the name of any value may be missing (an empty string), so names should
2753 <b>ONLY</b> be used for debugging (making the source code easier to read,
2754 debugging printouts), they should not be used to keep track of values or map
2755 between them.  For this purpose, use a <tt>std::map</tt> of pointers to the
2756 <tt>Value</tt> itself instead.</p>
2757
2758 <p>One important aspect of LLVM is that there is no distinction between an SSA
2759 variable and the operation that produces it.  Because of this, any reference to
2760 the value produced by an instruction (or the value available as an incoming
2761 argument, for example) is represented as a direct pointer to the instance of
2762 the class that
2763 represents this value.  Although this may take some getting used to, it
2764 simplifies the representation and makes it easier to manipulate.</p>
2765
2766 </div>
2767
2768 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2769 <div class="doc_subsubsection">
2770   <a name="m_Value">Important Public Members of the <tt>Value</tt> class</a>
2771 </div>
2772
2773 <div class="doc_text">
2774
2775 <ul>
2776   <li><tt>Value::use_iterator</tt> - Typedef for iterator over the
2777 use-list<br>
2778     <tt>Value::use_const_iterator</tt> - Typedef for const_iterator over
2779 the use-list<br>
2780     <tt>unsigned use_size()</tt> - Returns the number of users of the
2781 value.<br>
2782     <tt>bool use_empty()</tt> - Returns true if there are no users.<br>
2783     <tt>use_iterator use_begin()</tt> - Get an iterator to the start of
2784 the use-list.<br>
2785     <tt>use_iterator use_end()</tt> - Get an iterator to the end of the
2786 use-list.<br>
2787     <tt><a href="#User">User</a> *use_back()</tt> - Returns the last
2788 element in the list.
2789     <p> These methods are the interface to access the def-use
2790 information in LLVM.  As with all other iterators in LLVM, the naming
2791 conventions follow the conventions defined by the <a href="#stl">STL</a>.</p>
2792   </li>
2793   <li><tt><a href="#Type">Type</a> *getType() const</tt>
2794     <p>This method returns the Type of the Value.</p>
2795   </li>
2796   <li><tt>bool hasName() const</tt><br>
2797     <tt>std::string getName() const</tt><br>
2798     <tt>void setName(const std::string &amp;Name)</tt>
2799     <p> This family of methods is used to access and assign a name to a <tt>Value</tt>,
2800 be aware of the <a href="#nameWarning">precaution above</a>.</p>
2801   </li>
2802   <li><tt>void replaceAllUsesWith(Value *V)</tt>
2803
2804     <p>This method traverses the use list of a <tt>Value</tt> changing all <a
2805     href="#User"><tt>User</tt>s</a> of the current value to refer to
2806     "<tt>V</tt>" instead.  For example, if you detect that an instruction always
2807     produces a constant value (for example through constant folding), you can
2808     replace all uses of the instruction with the constant like this:</p>
2809
2810 <div class="doc_code">
2811 <pre>
2812 Inst-&gt;replaceAllUsesWith(ConstVal);
2813 </pre>
2814 </div>
2815
2816 </ul>
2817
2818 </div>
2819
2820 <!-- ======================================================================= -->
2821 <div class="doc_subsection">
2822   <a name="User">The <tt>User</tt> class</a>
2823 </div>
2824
2825 <div class="doc_text">
2826
2827 <p>
2828 <tt>#include "<a href="/doxygen/User_8h-source.html">llvm/User.h</a>"</tt><br>
2829 doxygen info: <a href="/doxygen/classllvm_1_1User.html">User Class</a><br>
2830 Superclass: <a href="#Value"><tt>Value</tt></a></p>
2831
2832 <p>The <tt>User</tt> class is the common base class of all LLVM nodes that may
2833 refer to <a href="#Value"><tt>Value</tt></a>s.  It exposes a list of "Operands"
2834 that are all of the <a href="#Value"><tt>Value</tt></a>s that the User is
2835 referring to.  The <tt>User</tt> class itself is a subclass of
2836 <tt>Value</tt>.</p>
2837
2838 <p>The operands of a <tt>User</tt> point directly to the LLVM <a
2839 href="#Value"><tt>Value</tt></a> that it refers to.  Because LLVM uses Static
2840 Single Assignment (SSA) form, there can only be one definition referred to,
2841 allowing this direct connection.  This connection provides the use-def
2842 information in LLVM.</p>
2843
2844 </div>
2845
2846 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2847 <div class="doc_subsubsection">
2848   <a name="m_User">Important Public Members of the <tt>User</tt> class</a>
2849 </div>
2850
2851 <div class="doc_text">
2852
2853 <p>The <tt>User</tt> class exposes the operand list in two ways: through
2854 an index access interface and through an iterator based interface.</p>
2855
2856 <ul>
2857   <li><tt>Value *getOperand(unsigned i)</tt><br>
2858     <tt>unsigned getNumOperands()</tt>
2859     <p> These two methods expose the operands of the <tt>User</tt> in a
2860 convenient form for direct access.</p></li>
2861
2862   <li><tt>User::op_iterator</tt> - Typedef for iterator over the operand
2863 list<br>
2864     <tt>op_iterator op_begin()</tt> - Get an iterator to the start of
2865 the operand list.<br>
2866     <tt>op_iterator op_end()</tt> - Get an iterator to the end of the
2867 operand list.
2868     <p> Together, these methods make up the iterator based interface to
2869 the operands of a <tt>User</tt>.</p></li>
2870 </ul>
2871
2872 </div>
2873
2874 <!-- ======================================================================= -->
2875 <div class="doc_subsection">
2876   <a name="Instruction">The <tt>Instruction</tt> class</a>
2877 </div>
2878
2879 <div class="doc_text">
2880
2881 <p><tt>#include "</tt><tt><a
2882 href="/doxygen/Instruction_8h-source.html">llvm/Instruction.h</a>"</tt><br>
2883 doxygen info: <a href="/doxygen/classllvm_1_1Instruction.html">Instruction Class</a><br>
2884 Superclasses: <a href="#User"><tt>User</tt></a>, <a
2885 href="#Value"><tt>Value</tt></a></p>
2886
2887 <p>The <tt>Instruction</tt> class is the common base class for all LLVM
2888 instructions.  It provides only a few methods, but is a very commonly used
2889 class.  The primary data tracked by the <tt>Instruction</tt> class itself is the
2890 opcode (instruction type) and the parent <a
2891 href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a> the <tt>Instruction</tt> is embedded
2892 into.  To represent a specific type of instruction, one of many subclasses of
2893 <tt>Instruction</tt> are used.</p>
2894
2895 <p> Because the <tt>Instruction</tt> class subclasses the <a
2896 href="#User"><tt>User</tt></a> class, its operands can be accessed in the same
2897 way as for other <a href="#User"><tt>User</tt></a>s (with the
2898 <tt>getOperand()</tt>/<tt>getNumOperands()</tt> and
2899 <tt>op_begin()</tt>/<tt>op_end()</tt> methods).</p> <p> An important file for
2900 the <tt>Instruction</tt> class is the <tt>llvm/Instruction.def</tt> file. This
2901 file contains some meta-data about the various different types of instructions
2902 in LLVM.  It describes the enum values that are used as opcodes (for example
2903 <tt>Instruction::Add</tt> and <tt>Instruction::ICmp</tt>), as well as the
2904 concrete sub-classes of <tt>Instruction</tt> that implement the instruction (for
2905 example <tt><a href="#BinaryOperator">BinaryOperator</a></tt> and <tt><a
2906 href="#CmpInst">CmpInst</a></tt>).  Unfortunately, the use of macros in
2907 this file confuses doxygen, so these enum values don't show up correctly in the
2908 <a href="/doxygen/classllvm_1_1Instruction.html">doxygen output</a>.</p>
2909
2910 </div>
2911
2912 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2913 <div class="doc_subsubsection">
2914   <a name="s_Instruction">Important Subclasses of the <tt>Instruction</tt>
2915   class</a>
2916 </div>
2917 <div class="doc_text">
2918   <ul>
2919     <li><tt><a name="BinaryOperator">BinaryOperator</a></tt>
2920     <p>This subclasses represents all two operand instructions whose operands
2921     must be the same type, except for the comparison instructions.</p></li>
2922     <li><tt><a name="CastInst">CastInst</a></tt>
2923     <p>This subclass is the parent of the 12 casting instructions. It provides
2924     common operations on cast instructions.</p>
2925     <li><tt><a name="CmpInst">CmpInst</a></tt>
2926     <p>This subclass respresents the two comparison instructions,
2927     <a href="LangRef.html#i_icmp">ICmpInst</a> (integer opreands), and
2928     <a href="LangRef.html#i_fcmp">FCmpInst</a> (floating point operands).</p>
2929     <li><tt><a name="TerminatorInst">TerminatorInst</a></tt>
2930     <p>This subclass is the parent of all terminator instructions (those which
2931     can terminate a block).</p>
2932   </ul>
2933   </div>
2934
2935 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2936 <div class="doc_subsubsection">
2937   <a name="m_Instruction">Important Public Members of the <tt>Instruction</tt>
2938   class</a>
2939 </div>
2940
2941 <div class="doc_text">
2942
2943 <ul>
2944   <li><tt><a href="#BasicBlock">BasicBlock</a> *getParent()</tt>
2945     <p>Returns the <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a> that
2946 this  <tt>Instruction</tt> is embedded into.</p></li>
2947   <li><tt>bool mayWriteToMemory()</tt>
2948     <p>Returns true if the instruction writes to memory, i.e. it is a
2949       <tt>call</tt>,<tt>free</tt>,<tt>invoke</tt>, or <tt>store</tt>.</p></li>
2950   <li><tt>unsigned getOpcode()</tt>
2951     <p>Returns the opcode for the <tt>Instruction</tt>.</p></li>
2952   <li><tt><a href="#Instruction">Instruction</a> *clone() const</tt>
2953     <p>Returns another instance of the specified instruction, identical
2954 in all ways to the original except that the instruction has no parent
2955 (ie it's not embedded into a <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>),
2956 and it has no name</p></li>
2957 </ul>
2958
2959 </div>
2960
2961 <!-- ======================================================================= -->
2962 <div class="doc_subsection">
2963   <a name="Constant">The <tt>Constant</tt> class and subclasses</a>
2964 </div>
2965
2966 <div class="doc_text">
2967
2968 <p>Constant represents a base class for different types of constants. It
2969 is subclassed by ConstantInt, ConstantArray, etc. for representing
2970 the various types of Constants.  <a href="#GlobalValue">GlobalValue</a> is also
2971 a subclass, which represents the address of a global variable or function.
2972 </p>
2973
2974 </div>
2975
2976 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2977 <div class="doc_subsubsection">Important Subclasses of Constant </div>
2978 <div class="doc_text">
2979 <ul>
2980   <li>ConstantInt : This subclass of Constant represents an integer constant of
2981   any width.
2982     <ul>
2983       <li><tt>const APInt&amp; getValue() const</tt>: Returns the underlying
2984       value of this constant, an APInt value.</li>
2985       <li><tt>int64_t getSExtValue() const</tt>: Converts the underlying APInt
2986       value to an int64_t via sign extension. If the value (not the bit width)
2987       of the APInt is too large to fit in an int64_t, an assertion will result.
2988       For this reason, use of this method is discouraged.</li>
2989       <li><tt>uint64_t getZExtValue() const</tt>: Converts the underlying APInt
2990       value to a uint64_t via zero extension. IF the value (not the bit width)
2991       of the APInt is too large to fit in a uint64_t, an assertion will result.
2992       For this reason, use of this method is discouraged.</li>
2993       <li><tt>static ConstantInt* get(const APInt&amp; Val)</tt>: Returns the
2994       ConstantInt object that represents the value provided by <tt>Val</tt>.
2995       The type is implied as the IntegerType that corresponds to the bit width
2996       of <tt>Val</tt>.</li>
2997       <li><tt>static ConstantInt* get(const Type *Ty, uint64_t Val)</tt>:
2998       Returns the ConstantInt object that represents the value provided by
2999       <tt>Val</tt> for integer type <tt>Ty</tt>.</li>
3000     </ul>
3001   </li>
3002   <li>ConstantFP : This class represents a floating point constant.
3003     <ul>
3004       <li><tt>double getValue() const</tt>: Returns the underlying value of
3005       this constant. </li>
3006     </ul>
3007   </li>
3008   <li>ConstantArray : This represents a constant array.
3009     <ul>
3010       <li><tt>const std::vector&lt;Use&gt; &amp;getValues() const</tt>: Returns
3011       a vector of component constants that makeup this array. </li>
3012     </ul>
3013   </li>
3014   <li>ConstantStruct : This represents a constant struct.
3015     <ul>
3016       <li><tt>const std::vector&lt;Use&gt; &amp;getValues() const</tt>: Returns
3017       a vector of component constants that makeup this array. </li>
3018     </ul>
3019   </li>
3020   <li>GlobalValue : This represents either a global variable or a function. In
3021   either case, the value is a constant fixed address (after linking).
3022   </li>
3023 </ul>
3024 </div>
3025
3026
3027 <!-- ======================================================================= -->
3028 <div class="doc_subsection">
3029   <a name="GlobalValue">The <tt>GlobalValue</tt> class</a>
3030 </div>
3031
3032 <div class="doc_text">
3033
3034 <p><tt>#include "<a
3035 href="/doxygen/GlobalValue_8h-source.html">llvm/GlobalValue.h</a>"</tt><br>
3036 doxygen info: <a href="/doxygen/classllvm_1_1GlobalValue.html">GlobalValue
3037 Class</a><br>
3038 Superclasses: <a href="#Constant"><tt>Constant</tt></a>,
3039 <a href="#User"><tt>User</tt></a>, <a href="#Value"><tt>Value</tt></a></p>
3040
3041 <p>Global values (<a href="#GlobalVariable"><tt>GlobalVariable</tt></a>s or <a
3042 href="#Function"><tt>Function</tt></a>s) are the only LLVM values that are
3043 visible in the bodies of all <a href="#Function"><tt>Function</tt></a>s.
3044 Because they are visible at global scope, they are also subject to linking with
3045 other globals defined in different translation units.  To control the linking
3046 process, <tt>GlobalValue</tt>s know their linkage rules. Specifically,
3047 <tt>GlobalValue</tt>s know whether they have internal or external linkage, as
3048 defined by the <tt>LinkageTypes</tt> enumeration.</p>
3049
3050 <p>If a <tt>GlobalValue</tt> has internal linkage (equivalent to being
3051 <tt>static</tt> in C), it is not visible to code outside the current translation
3052 unit, and does not participate in linking.  If it has external linkage, it is
3053 visible to external code, and does participate in linking.  In addition to
3054 linkage information, <tt>GlobalValue</tt>s keep track of which <a
3055 href="#Module"><tt>Module</tt></a> they are currently part of.</p>
3056
3057 <p>Because <tt>GlobalValue</tt>s are memory objects, they are always referred to
3058 by their <b>address</b>. As such, the <a href="#Type"><tt>Type</tt></a> of a
3059 global is always a pointer to its contents. It is important to remember this
3060 when using the <tt>GetElementPtrInst</tt> instruction because this pointer must
3061 be dereferenced first. For example, if you have a <tt>GlobalVariable</tt> (a
3062 subclass of <tt>GlobalValue)</tt> that is an array of 24 ints, type <tt>[24 x
3063 i32]</tt>, then the <tt>GlobalVariable</tt> is a pointer to that array. Although
3064 the address of the first element of this array and the value of the
3065 <tt>GlobalVariable</tt> are the same, they have different types. The
3066 <tt>GlobalVariable</tt>'s type is <tt>[24 x i32]</tt>. The first element's type
3067 is <tt>i32.</tt> Because of this, accessing a global value requires you to
3068 dereference the pointer with <tt>GetElementPtrInst</tt> first, then its elements
3069 can be accessed. This is explained in the <a href="LangRef.html#globalvars">LLVM
3070 Language Reference Manual</a>.</p>
3071
3072 </div>
3073
3074 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3075 <div class="doc_subsubsection">
3076   <a name="m_GlobalValue">Important Public Members of the <tt>GlobalValue</tt>
3077   class</a>
3078 </div>
3079
3080 <div class="doc_text">
3081
3082 <ul>
3083   <li><tt>bool hasInternalLinkage() const</tt><br>
3084     <tt>bool hasExternalLinkage() const</tt><br>
3085     <tt>void setInternalLinkage(bool HasInternalLinkage)</tt>
3086     <p> These methods manipulate the linkage characteristics of the <tt>GlobalValue</tt>.</p>
3087     <p> </p>
3088   </li>
3089   <li><tt><a href="#Module">Module</a> *getParent()</tt>
3090     <p> This returns the <a href="#Module"><tt>Module</tt></a> that the
3091 GlobalValue is currently embedded into.</p></li>
3092 </ul>
3093
3094 </div>
3095
3096 <!-- ======================================================================= -->
3097 <div class="doc_subsection">
3098   <a name="Function">The <tt>Function</tt> class</a>
3099 </div>
3100
3101 <div class="doc_text">
3102
3103 <p><tt>#include "<a
3104 href="/doxygen/Function_8h-source.html">llvm/Function.h</a>"</tt><br> doxygen
3105 info: <a href="/doxygen/classllvm_1_1Function.html">Function Class</a><br>
3106 Superclasses: <a href="#GlobalValue"><tt>GlobalValue</tt></a>,
3107 <a href="#Constant"><tt>Constant</tt></a>,
3108 <a href="#User"><tt>User</tt></a>,
3109 <a href="#Value"><tt>Value</tt></a></p>
3110
3111 <p>The <tt>Function</tt> class represents a single procedure in LLVM.  It is
3112 actually one of the more complex classes in the LLVM heirarchy because it must
3113 keep track of a large amount of data.  The <tt>Function</tt> class keeps track
3114 of a list of <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>s, a list of formal
3115 <a href="#Argument"><tt>Argument</tt></a>s, and a
3116 <a href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a>.</p>
3117
3118 <p>The list of <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>s is the most
3119 commonly used part of <tt>Function</tt> objects.  The list imposes an implicit
3120 ordering of the blocks in the function, which indicate how the code will be
3121 layed out by the backend.  Additionally, the first <a
3122 href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a> is the implicit entry node for the
3123 <tt>Function</tt>.  It is not legal in LLVM to explicitly branch to this initial
3124 block.  There are no implicit exit nodes, and in fact there may be multiple exit
3125 nodes from a single <tt>Function</tt>.  If the <a
3126 href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a> list is empty, this indicates that
3127 the <tt>Function</tt> is actually a function declaration: the actual body of the
3128 function hasn't been linked in yet.</p>
3129
3130 <p>In addition to a list of <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>s, the
3131 <tt>Function</tt> class also keeps track of the list of formal <a
3132 href="#Argument"><tt>Argument</tt></a>s that the function receives.  This
3133 container manages the lifetime of the <a href="#Argument"><tt>Argument</tt></a>
3134 nodes, just like the <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a> list does for
3135 the <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>s.</p>
3136
3137 <p>The <a href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a> is a very rarely used
3138 LLVM feature that is only used when you have to look up a value by name.  Aside
3139 from that, the <a href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a> is used
3140 internally to make sure that there are not conflicts between the names of <a
3141 href="#Instruction"><tt>Instruction</tt></a>s, <a
3142 href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>s, or <a
3143 href="#Argument"><tt>Argument</tt></a>s in the function body.</p>
3144
3145 <p>Note that <tt>Function</tt> is a <a href="#GlobalValue">GlobalValue</a>
3146 and therefore also a <a href="#Constant">Constant</a>. The value of the function
3147 is its address (after linking) which is guaranteed to be constant.</p>
3148 </div>
3149
3150 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3151 <div class="doc_subsubsection">
3152   <a name="m_Function">Important Public Members of the <tt>Function</tt>
3153   class</a>
3154 </div>
3155
3156 <div class="doc_text">
3157
3158 <ul>
3159   <li><tt>Function(const </tt><tt><a href="#FunctionType">FunctionType</a>
3160   *Ty, LinkageTypes Linkage, const std::string &amp;N = "", Module* Parent = 0)</tt>
3161
3162     <p>Constructor used when you need to create new <tt>Function</tt>s to add
3163     the the program.  The constructor must specify the type of the function to
3164     create and what type of linkage the function should have. The <a
3165     href="#FunctionType"><tt>FunctionType</tt></a> argument
3166     specifies the formal arguments and return value for the function. The same
3167     <a href="#FunctionType"><tt>FunctionType</tt></a> value can be used to
3168     create multiple functions. The <tt>Parent</tt> argument specifies the Module
3169     in which the function is defined. If this argument is provided, the function
3170     will automatically be inserted into that module's list of
3171     functions.</p></li>
3172
3173   <li><tt>bool isDeclaration()</tt>
3174
3175     <p>Return whether or not the <tt>Function</tt> has a body defined.  If the
3176     function is "external", it does not have a body, and thus must be resolved
3177     by linking with a function defined in a different translation unit.</p></li>
3178
3179   <li><tt>Function::iterator</tt> - Typedef for basic block list iterator<br>
3180     <tt>Function::const_iterator</tt> - Typedef for const_iterator.<br>
3181
3182     <tt>begin()</tt>, <tt>end()</tt>
3183     <tt>size()</tt>, <tt>empty()</tt>
3184
3185     <p>These are forwarding methods that make it easy to access the contents of
3186     a <tt>Function</tt> object's <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>
3187     list.</p></li>
3188
3189   <li><tt>Function::BasicBlockListType &amp;getBasicBlockList()</tt>
3190
3191     <p>Returns the list of <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a>s.  This
3192     is necessary to use when you need to update the list or perform a complex
3193     action that doesn't have a forwarding method.</p></li>
3194
3195   <li><tt>Function::arg_iterator</tt> - Typedef for the argument list
3196 iterator<br>
3197     <tt>Function::const_arg_iterator</tt> - Typedef for const_iterator.<br>
3198
3199     <tt>arg_begin()</tt>, <tt>arg_end()</tt>
3200     <tt>arg_size()</tt>, <tt>arg_empty()</tt>
3201
3202     <p>These are forwarding methods that make it easy to access the contents of
3203     a <tt>Function</tt> object's <a href="#Argument"><tt>Argument</tt></a>
3204     list.</p></li>
3205
3206   <li><tt>Function::ArgumentListType &amp;getArgumentList()</tt>
3207
3208     <p>Returns the list of <a href="#Argument"><tt>Argument</tt></a>s.  This is
3209     necessary to use when you need to update the list or perform a complex
3210     action that doesn't have a forwarding method.</p></li>
3211
3212   <li><tt><a href="#BasicBlock">BasicBlock</a> &amp;getEntryBlock()</tt>
3213
3214     <p>Returns the entry <a href="#BasicBlock"><tt>BasicBlock</tt></a> for the
3215     function.  Because the entry block for the function is always the first
3216     block, this returns the first block of the <tt>Function</tt>.</p></li>
3217
3218   <li><tt><a href="#Type">Type</a> *getReturnType()</tt><br>
3219     <tt><a href="#FunctionType">FunctionType</a> *getFunctionType()</tt>
3220
3221     <p>This traverses the <a href="#Type"><tt>Type</tt></a> of the
3222     <tt>Function</tt> and returns the return type of the function, or the <a
3223     href="#FunctionType"><tt>FunctionType</tt></a> of the actual
3224     function.</p></li>
3225
3226   <li><tt><a href="#SymbolTable">SymbolTable</a> *getSymbolTable()</tt>
3227
3228     <p> Return a pointer to the <a href="#SymbolTable"><tt>SymbolTable</tt></a>
3229     for this <tt>Function</tt>.</p></li>
3230 </ul>
3231
3232 </div>
3233
3234 <!-- ======================================================================= -->
3235 <div class="doc_subsection">
3236   <a name="GlobalVariable">The <tt>GlobalVariable</tt> class</a>
3237 </div>
3238
3239 <div class="doc_text">
3240
3241 <p><tt>#include "<a
3242 href="/doxygen/GlobalVariable_8h-source.html">llvm/GlobalVariable.h</a>"</tt>
3243 <br>
3244 doxygen info: <a href="/doxygen/classllvm_1_1GlobalVariable.html">GlobalVariable
3245  Class</a><br>
3246 Superclasses: <a href="#GlobalValue"><tt>GlobalValue</tt></a>,
3247 <a href="#Constant"><tt>Constant</tt></a>,
3248 <a href="#User"><tt>User</tt></a>,
3249 <a href="#Value"><tt>Value</tt></a></p>
3250
3251 <p>Global variables are represented with the (suprise suprise)
3252 <tt>GlobalVariable</tt> class. Like functions, <tt>GlobalVariable</tt>s are also
3253 subclasses of <a href="#GlobalValue"><tt>GlobalValue</tt></a>, and as such are
3254 always referenced by their address (global values must live in memory, so their
3255 "name" refers to their constant address). See
3256 <a href="#GlobalValue"><tt>GlobalValue</tt></a> for more on this.  Global
3257 variables may have an initial value (which must be a
3258 <a href="#Constant"><tt>Constant</tt></a>), and if they have an initializer,
3259 they may be marked as "constant" themselves (indicating that their contents
3260 never change at runtime).</p>
3261 </div>
3262
3263 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3264 <div class="doc_subsubsection">
3265   <a name="m_GlobalVariable">Important Public Members of the
3266   <tt>GlobalVariable</tt> class</a>
3267 </div>
3268
3269 <div class="doc_text">
3270
3271 <ul>
3272   <li><tt>GlobalVariable(const </tt><tt><a href="#Type">Type</a> *Ty, bool
3273   isConstant, LinkageTypes&amp; Linkage, <a href="#Constant">Constant</a>
3274   *Initializer = 0, const std::string &amp;Name = "", Module* Parent = 0)</tt>
3275
3276     <p>Create a new global variable of the specified type. If
3277     <tt>isConstant</tt> is true then the global variable will be marked as
3278     unchanging for the program. The Linkage parameter specifies the type of
3279     linkage (internal, external, weak, linkonce, appending) for the variable. If
3280     the linkage is InternalLinkage, WeakLinkage, or LinkOnceLinkage,&nbsp; then
3281     the resultant global variable will have internal linkage.  AppendingLinkage
3282     concatenates together all instances (in different translation units) of the
3283     variable into a single variable but is only applicable to arrays.  &nbsp;See
3284     the <a href="LangRef.html#modulestructure">LLVM Language Reference</a> for
3285     further details on linkage types. Optionally an initializer, a name, and the
3286     module to put the variable into may be specified for the global variable as
3287     well.</p></li>
3288
3289   <li><tt>bool isConstant() const</tt>
3290
3291     <p>Returns true if this is a global variable that is known not to
3292     be modified at runtime.</p></li>
3293
3294   <li><tt>bool hasInitializer()</tt>
3295
3296     <p>Returns true if this <tt>GlobalVariable</tt> has an intializer.</p></li>
3297
3298   <li><tt><a href="#Constant">Constant</a> *getInitializer()</tt>
3299
3300     <p>Returns the intial value for a <tt>GlobalVariable</tt>.  It is not legal
3301     to call this method if there is no initializer.</p></li>
3302 </ul>
3303
3304 </div>
3305
3306
3307 <!-- ======================================================================= -->
3308 <div class="doc_subsection">
3309   <a name="BasicBlock">The <tt>BasicBlock</tt> class</a>
3310 </div>
3311
3312 <div class="doc_text">
3313
3314 <p><tt>#include "<a
3315 href="/doxygen/BasicBlock_8h-source.html">llvm/BasicBlock.h</a>"</tt><br>
3316 doxygen info: <a href="/doxygen/structllvm_1_1BasicBlock.html">BasicBlock
3317 Class</a><br>
3318 Superclass: <a href="#Value"><tt>Value</tt></a></p>
3319
3320 <p>This class represents a single entry multiple exit section of the code,
3321 commonly known as a basic block by the compiler community.  The
3322 <tt>BasicBlock</tt> class maintains a list of <a
3323 href="#Instruction"><tt>Instruction</tt></a>s, which form the body of the block.
3324 Matching the language definition, the last element of this list of instructions
3325 is always a terminator instruction (a subclass of the <a
3326 href="#TerminatorInst"><tt>TerminatorInst</tt></a> class).</p>
3327
3328 <p>In addition to tracking the list of instructions that make up the block, the
3329 <tt>BasicBlock</tt> class also keeps track of the <a
3330 href="#Function"><tt>Function</tt></a> that it is embedded into.</p>
3331
3332 <p>Note that <tt>BasicBlock</tt>s themselves are <a
3333 href="#Value"><tt>Value</tt></a>s, because they are referenced by instructions
3334 like branches and can go in the switch tables. <tt>BasicBlock</tt>s have type
3335 <tt>label</tt>.</p>
3336
3337 </div>
3338
3339 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3340 <div class="doc_subsubsection">
3341   <a name="m_BasicBlock">Important Public Members of the <tt>BasicBlock</tt>
3342   class</a>
3343 </div>
3344
3345 <div class="doc_text">
3346 <ul>
3347
3348 <li><tt>BasicBlock(const std::string &amp;Name = "", </tt><tt><a
3349  href="#Function">Function</a> *Parent = 0)</tt>
3350
3351 <p>The <tt>BasicBlock</tt> constructor is used to create new basic blocks for
3352 insertion into a function.  The constructor optionally takes a name for the new
3353 block, and a <a href="#Function"><tt>Function</tt></a> to insert it into.  If
3354 the <tt>Parent</tt> parameter is specified, the new <tt>BasicBlock</tt> is
3355 automatically inserted at the end of the specified <a
3356 href="#Function"><tt>Function</tt></a>, if not specified, the BasicBlock must be
3357 manually inserted into the <a href="#Function"><tt>Function</tt></a>.</p></li>
3358
3359 <li><tt>BasicBlock::iterator</tt> - Typedef for instruction list iterator<br>
3360 <tt>BasicBlock::const_iterator</tt> - Typedef for const_iterator.<br>
3361 <tt>begin()</tt>, <tt>end()</tt>, <tt>front()</tt>, <tt>back()</tt>,
3362 <tt>size()</tt>, <tt>empty()</tt>
3363 STL-style functions for accessing the instruction list.
3364
3365 <p>These methods and typedefs are forwarding functions that have the same
3366 semantics as the standard library methods of the same names.  These methods
3367 expose the underlying instruction list of a basic block in a way that is easy to
3368 manipulate.  To get the full complement of container operations (including
3369 operations to update the list), you must use the <tt>getInstList()</tt>
3370 method.</p></li>
3371
3372 <li><tt>BasicBlock::InstListType &amp;getInstList()</tt>
3373
3374 <p>This method is used to get access to the underlying container that actually
3375 holds the Instructions.  This method must be used when there isn't a forwarding
3376 function in the <tt>BasicBlock</tt> class for the operation that you would like
3377 to perform.  Because there are no forwarding functions for "updating"
3378 operations, you need to use this if you want to update the contents of a
3379 <tt>BasicBlock</tt>.</p></li>
3380
3381 <li><tt><a href="#Function">Function</a> *getParent()</tt>
3382
3383 <p> Returns a pointer to <a href="#Function"><tt>Function</tt></a> the block is
3384 embedded into, or a null pointer if it is homeless.</p></li>
3385
3386 <li><tt><a href="#TerminatorInst">TerminatorInst</a> *getTerminator()</tt>
3387
3388 <p> Returns a pointer to the terminator instruction that appears at the end of
3389 the <tt>BasicBlock</tt>.  If there is no terminator instruction, or if the last
3390 instruction in the block is not a terminator, then a null pointer is
3391 returned.</p></li>
3392
3393 </ul>
3394
3395 </div>
3396
3397
3398 <!-- ======================================================================= -->
3399 <div class="doc_subsection">
3400   <a name="Argument">The <tt>Argument</tt> class</a>
3401 </div>
3402
3403 <div class="doc_text">
3404
3405 <p>This subclass of Value defines the interface for incoming formal
3406 arguments to a function. A Function maintains a list of its formal
3407 arguments. An argument has a pointer to the parent Function.</p>
3408
3409 </div>
3410
3411 <!-- *********************************************************************** -->
3412 <hr>
3413 <address>
3414   <a href="http://jigsaw.w3.org/css-validator/check/referer"><img
3415   src="http://jigsaw.w3.org/css-validator/images/vcss-blue" alt="Valid CSS"></a>
3416   <a href="http://validator.w3.org/check/referer"><img
3417   src="http://www.w3.org/Icons/valid-html401" alt="Valid HTML 4.01 Strict"></a>
3418
3419   <a href="mailto:dhurjati@cs.uiuc.edu">Dinakar Dhurjati</a> and
3420   <a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a><br>
3421   <a href="http://llvm.org">The LLVM Compiler Infrastructure</a><br>
3422   Last modified: $Date$
3423 </address>
3424
3425 </body>
3426 </html>