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