include/llvm/Analysis/ValueTracking.h

   1 //===- llvm/Analysis/ValueTracking.h - Walk computations --------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file contains routines that help analyze properties that chains of
  11 // computations have.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #ifndef LLVM_ANALYSIS_VALUETRACKING_H
  16 #define LLVM_ANALYSIS_VALUETRACKING_H
  17
  18 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  19 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
  20
  21 namespace llvm {
  22   class Value;
  23   class Instruction;
  24   class APInt;
  25   class TargetData;
  26   class StringRef;
  27
  28   /// ComputeMaskedBits - Determine which of the bits specified in Mask are
  29   /// known to be either zero or one and return them in the KnownZero/KnownOne
  30   /// bit sets.  This code only analyzes bits in Mask, in order to short-circuit
  31   /// processing.
  32   ///
  33   /// This function is defined on values with integer type, values with pointer
  34   /// type (but only if TD is non-null), and vectors of integers.  In the case
  35   /// where V is a vector, the mask, known zero, and known one values are the
  36   /// same width as the vector element, and the bit is set only if it is true
  37   /// for all of the elements in the vector.
  38   void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt &KnownZero,
  39                          APInt &KnownOne, const TargetData *TD = 0,
  40                          unsigned Depth = 0);
  41
  42   /// ComputeSignBit - Determine whether the sign bit is known to be zero or
  43   /// one.  Convenience wrapper around ComputeMaskedBits.
  44   void ComputeSignBit(Value *V, bool &KnownZero, bool &KnownOne,
  45                       const TargetData *TD = 0, unsigned Depth = 0);
  46
  47   /// isPowerOfTwo - Return true if the given value is known to have exactly one
  48   /// bit set when defined. For vectors return true if every element is known to
  49   /// be a power of two when defined.  Supports values with integer or pointer
  50   /// type and vectors of integers.  If 'OrZero' is set then returns true if the
  51   /// given value is either a power of two or zero.
  52   bool isPowerOfTwo(Value *V, const TargetData *TD = 0, bool OrZero = false,
  53                     unsigned Depth = 0);
  54
  55   /// isKnownNonZero - Return true if the given value is known to be non-zero
  56   /// when defined.  For vectors return true if every element is known to be
  57   /// non-zero when defined.  Supports values with integer or pointer type and
  58   /// vectors of integers.
  59   bool isKnownNonZero(Value *V, const TargetData *TD = 0, unsigned Depth = 0);
  60
  61   /// MaskedValueIsZero - Return true if 'V & Mask' is known to be zero.  We use
  62   /// this predicate to simplify operations downstream.  Mask is known to be
  63   /// zero for bits that V cannot have.
  64   ///
  65   /// This function is defined on values with integer type, values with pointer
  66   /// type (but only if TD is non-null), and vectors of integers.  In the case
  67   /// where V is a vector, the mask, known zero, and known one values are the
  68   /// same width as the vector element, and the bit is set only if it is true
  69   /// for all of the elements in the vector.
  70   bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask,
  71                          const TargetData *TD = 0, unsigned Depth = 0);
  72
  73
  74   /// ComputeNumSignBits - Return the number of times the sign bit of the
  75   /// register is replicated into the other bits.  We know that at least 1 bit
  76   /// is always equal to the sign bit (itself), but other cases can give us
  77   /// information.  For example, immediately after an "ashr X, 2", we know that
  78   /// the top 3 bits are all equal to each other, so we return 3.
  79   ///
  80   /// 'Op' must have a scalar integer type.
  81   ///
  82   unsigned ComputeNumSignBits(Value *Op, const TargetData *TD = 0,
  83                               unsigned Depth = 0);
  84
  85   /// ComputeMultiple - This function computes the integer multiple of Base that
  86   /// equals V.  If successful, it returns true and returns the multiple in
  87   /// Multiple.  If unsuccessful, it returns false.  Also, if V can be
  88   /// simplified to an integer, then the simplified V is returned in Val.  Look
  89   /// through sext only if LookThroughSExt=true.
  90   bool ComputeMultiple(Value *V, unsigned Base, Value *&Multiple,
  91                        bool LookThroughSExt = false,
  92                        unsigned Depth = 0);
  93
  94   /// CannotBeNegativeZero - Return true if we can prove that the specified FP
  95   /// value is never equal to -0.0.
  96   ///
  97   bool CannotBeNegativeZero(const Value *V, unsigned Depth = 0);
  98
  99   /// isBytewiseValue - If the specified value can be set by repeating the same
 100   /// byte in memory, return the i8 value that it is represented with.  This is
 101   /// true for all i8 values obviously, but is also true for i32 0, i32 -1,
 102   /// i16 0xF0F0, double 0.0 etc.  If the value can't be handled with a repeated
 103   /// byte store (e.g. i16 0x1234), return null.
 104   Value *isBytewiseValue(Value *V);
 105
 106   /// FindInsertedValue - Given an aggregrate and an sequence of indices, see if
 107   /// the scalar value indexed is already around as a register, for example if
 108   /// it were inserted directly into the aggregrate.
 109   ///
 110   /// If InsertBefore is not null, this function will duplicate (modified)
 111   /// insertvalues when a part of a nested struct is extracted.
 112   Value *FindInsertedValue(Value *V,
 113                            ArrayRef<unsigned> idx_range,
 114                            Instruction *InsertBefore = 0);
 115
 116   /// GetPointerBaseWithConstantOffset - Analyze the specified pointer to see if
 117   /// it can be expressed as a base pointer plus a constant offset.  Return the
 118   /// base and offset to the caller.
 119   Value *GetPointerBaseWithConstantOffset(Value *Ptr, int64_t &Offset,
 120                                           const TargetData &TD);
 121   static inline const Value *
 122   GetPointerBaseWithConstantOffset(const Value *Ptr, int64_t &Offset,
 123                                    const TargetData &TD) {
 124     return GetPointerBaseWithConstantOffset(const_cast<Value*>(Ptr), Offset,TD);
 125   }
 126
 127   /// getConstantStringInfo - This function computes the length of a
 128   /// null-terminated C string pointed to by V.  If successful, it returns true
 129   /// and returns the string in Str.  If unsuccessful, it returns false.  This
 130   /// does not include the trailing nul character.
 131   bool getConstantStringInfo(const Value *V, StringRef &Str,
 132                              uint64_t Offset = 0);
 133
 134   /// GetStringLength - If we can compute the length of the string pointed to by
 135   /// the specified pointer, return 'len+1'.  If we can't, return 0.
 136   uint64_t GetStringLength(Value *V);
 137
 138   /// GetUnderlyingObject - This method strips off any GEP address adjustments
 139   /// and pointer casts from the specified value, returning the original object
 140   /// being addressed.  Note that the returned value has pointer type if the
 141   /// specified value does.  If the MaxLookup value is non-zero, it limits the
 142   /// number of instructions to be stripped off.
 143   Value *GetUnderlyingObject(Value *V, const TargetData *TD = 0,
 144                              unsigned MaxLookup = 6);
 145   static inline const Value *
 146   GetUnderlyingObject(const Value *V, const TargetData *TD = 0,
 147                       unsigned MaxLookup = 6) {
 148     return GetUnderlyingObject(const_cast<Value *>(V), TD, MaxLookup);
 149   }
 150
 151   /// onlyUsedByLifetimeMarkers - Return true if the only users of this pointer
 152   /// are lifetime markers.
 153   bool onlyUsedByLifetimeMarkers(const Value *V);
 154
 155   /// isSafeToSpeculativelyExecute - Return true if the instruction does not
 156   /// have any effects besides calculating the result and does not have
 157   /// undefined behavior.
 158   ///
 159   /// This method never returns true for an instruction that returns true for
 160   /// mayHaveSideEffects; however, this method also does some other checks in
 161   /// addition. It checks for undefined behavior, like dividing by zero or
 162   /// loading from an invalid pointer (but not for undefined results, like a
 163   /// shift with a shift amount larger than the width of the result). It checks
 164   /// for malloc and alloca because speculatively executing them might cause a
 165   /// memory leak. It also returns false for instructions related to control
 166   /// flow, specifically terminators and PHI nodes.
 167   ///
 168   /// This method only looks at the instruction itself and its operands, so if
 169   /// this method returns true, it is safe to move the instruction as long as
 170   /// the correct dominance relationships for the operands and users hold.
 171   /// However, this method can return true for instructions that read memory;
 172   /// for such instructions, moving them may change the resulting value.
 173   bool isSafeToSpeculativelyExecute(const Value *V,
 174                                     const TargetData *TD = 0);
 175
 176 } // end namespace llvm
 177
 178 #endif