320cd0dc53d0e2b0a346a1530bcad75a045f064c
[oota-llvm.git] / include / llvm / CodeGen / MachineInstr.h
1 //===-- llvm/CodeGen/MachineInstr.h - MachineInstr class --------*- 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 the declaration of the MachineInstr class, which is the
11 // basic representation for all target dependent machine instructions used by
12 // the back end.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 #ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINEINSTR_H
17 #define LLVM_CODEGEN_MACHINEINSTR_H
18
19 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
20 #include "llvm/ADT/DenseMapInfo.h"
21 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
22 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
23 #include "llvm/ADT/ilist.h"
24 #include "llvm/ADT/ilist_node.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineOperand.h"
26 #include "llvm/InlineAsm.h"
27 #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
28 #include "llvm/Support/DebugLoc.h"
29 #include "llvm/Target/TargetOpcodes.h"
30 #include <vector>
31
32 namespace llvm {
33
34 template <typename T> class SmallVectorImpl;
35 class AliasAnalysis;
36 class TargetInstrInfo;
37 class TargetRegisterClass;
38 class TargetRegisterInfo;
39 class MachineFunction;
40 class MachineMemOperand;
41
42 //===----------------------------------------------------------------------===//
43 /// MachineInstr - Representation of each machine instruction.
44 ///
45 class MachineInstr : public ilist_node<MachineInstr> {
46 public:
47   typedef MachineMemOperand **mmo_iterator;
48
49   /// Flags to specify different kinds of comments to output in
50   /// assembly code.  These flags carry semantic information not
51   /// otherwise easily derivable from the IR text.
52   ///
53   enum CommentFlag {
54     ReloadReuse = 0x1
55   };
56
57   enum MIFlag {
58     NoFlags      = 0,
59     FrameSetup   = 1 << 0,              // Instruction is used as a part of
60                                         // function frame setup code.
61     BundledPred  = 1 << 1,              // Instruction has bundled predecessors.
62     BundledSucc  = 1 << 2               // Instruction has bundled successors.
63   };
64 private:
65   const MCInstrDesc *MCID;              // Instruction descriptor.
66
67   uint8_t Flags;                        // Various bits of additional
68                                         // information about machine
69                                         // instruction.
70
71   uint8_t AsmPrinterFlags;              // Various bits of information used by
72                                         // the AsmPrinter to emit helpful
73                                         // comments.  This is *not* semantic
74                                         // information.  Do not use this for
75                                         // anything other than to convey comment
76                                         // information to AsmPrinter.
77
78   uint16_t NumMemRefs;                  // information on memory references
79   mmo_iterator MemRefs;
80
81   std::vector<MachineOperand> Operands; // the operands
82   MachineBasicBlock *Parent;            // Pointer to the owning basic block.
83   DebugLoc debugLoc;                    // Source line information.
84
85   MachineInstr(const MachineInstr&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
86   void operator=(const MachineInstr&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
87
88   // Intrusive list support
89   friend struct ilist_traits<MachineInstr>;
90   friend struct ilist_traits<MachineBasicBlock>;
91   void setParent(MachineBasicBlock *P) { Parent = P; }
92
93   /// MachineInstr ctor - This constructor creates a copy of the given
94   /// MachineInstr in the given MachineFunction.
95   MachineInstr(MachineFunction &, const MachineInstr &);
96
97   /// MachineInstr ctor - This constructor create a MachineInstr and add the
98   /// implicit operands.  It reserves space for number of operands specified by
99   /// MCInstrDesc.  An explicit DebugLoc is supplied.
100   MachineInstr(const MCInstrDesc &MCID, const DebugLoc dl, bool NoImp = false);
101
102   ~MachineInstr();
103
104   // MachineInstrs are pool-allocated and owned by MachineFunction.
105   friend class MachineFunction;
106
107 public:
108   const MachineBasicBlock* getParent() const { return Parent; }
109   MachineBasicBlock* getParent() { return Parent; }
110
111   /// getAsmPrinterFlags - Return the asm printer flags bitvector.
112   ///
113   uint8_t getAsmPrinterFlags() const { return AsmPrinterFlags; }
114
115   /// clearAsmPrinterFlags - clear the AsmPrinter bitvector
116   ///
117   void clearAsmPrinterFlags() { AsmPrinterFlags = 0; }
118
119   /// getAsmPrinterFlag - Return whether an AsmPrinter flag is set.
120   ///
121   bool getAsmPrinterFlag(CommentFlag Flag) const {
122     return AsmPrinterFlags & Flag;
123   }
124
125   /// setAsmPrinterFlag - Set a flag for the AsmPrinter.
126   ///
127   void setAsmPrinterFlag(CommentFlag Flag) {
128     AsmPrinterFlags |= (uint8_t)Flag;
129   }
130
131   /// clearAsmPrinterFlag - clear specific AsmPrinter flags
132   ///
133   void clearAsmPrinterFlag(CommentFlag Flag) {
134     AsmPrinterFlags &= ~Flag;
135   }
136
137   /// getFlags - Return the MI flags bitvector.
138   uint8_t getFlags() const {
139     return Flags;
140   }
141
142   /// getFlag - Return whether an MI flag is set.
143   bool getFlag(MIFlag Flag) const {
144     return Flags & Flag;
145   }
146
147   /// setFlag - Set a MI flag.
148   void setFlag(MIFlag Flag) {
149     Flags |= (uint8_t)Flag;
150   }
151
152   void setFlags(unsigned flags) {
153     Flags = flags;
154   }
155
156   /// clearFlag - Clear a MI flag.
157   void clearFlag(MIFlag Flag) {
158     Flags &= ~((uint8_t)Flag);
159   }
160
161   /// isInsideBundle - Return true if MI is in a bundle (but not the first MI
162   /// in a bundle).
163   ///
164   /// A bundle looks like this before it's finalized:
165   ///   ----------------
166   ///   |      MI      |
167   ///   ----------------
168   ///          |
169   ///   ----------------
170   ///   |      MI    * |
171   ///   ----------------
172   ///          |
173   ///   ----------------
174   ///   |      MI    * |
175   ///   ----------------
176   /// In this case, the first MI starts a bundle but is not inside a bundle, the
177   /// next 2 MIs are considered "inside" the bundle.
178   ///
179   /// After a bundle is finalized, it looks like this:
180   ///   ----------------
181   ///   |    Bundle    |
182   ///   ----------------
183   ///          |
184   ///   ----------------
185   ///   |      MI    * |
186   ///   ----------------
187   ///          |
188   ///   ----------------
189   ///   |      MI    * |
190   ///   ----------------
191   ///          |
192   ///   ----------------
193   ///   |      MI    * |
194   ///   ----------------
195   /// The first instruction has the special opcode "BUNDLE". It's not "inside"
196   /// a bundle, but the next three MIs are.
197   bool isInsideBundle() const {
198     return getFlag(BundledPred);
199   }
200
201   /// setIsInsideBundle - Set InsideBundle bit.
202   ///
203   void setIsInsideBundle(bool Val = true) {
204     if (Val)
205       setFlag(BundledPred);
206     else
207       clearFlag(BundledPred);
208   }
209
210   /// isBundled - Return true if this instruction part of a bundle. This is true
211   /// if either itself or its following instruction is marked "InsideBundle".
212   bool isBundled() const;
213
214   /// Return true if this instruction is part of a bundle, and it is not the
215   /// first instruction in the bundle.
216   bool isBundledWithPred() const { return getFlag(BundledPred); }
217
218   /// Return true if this instruction is part of a bundle, and it is not the
219   /// last instruction in the bundle.
220   bool isBundledWithSucc() const { return getFlag(BundledSucc); }
221
222   /// Bundle this instruction with its predecessor. This can be an unbundled
223   /// instruction, or it can be the first instruction in a bundle.
224   void bundleWithPred();
225
226   /// Bundle this instruction with its successor. This can be an unbundled
227   /// instruction, or it can be the last instruction in a bundle.
228   void bundleWithSucc();
229
230   /// Break bundle above this instruction.
231   void unbundleFromPred();
232
233   /// Break bundle below this instruction.
234   void unbundleFromSucc();
235
236   /// getDebugLoc - Returns the debug location id of this MachineInstr.
237   ///
238   DebugLoc getDebugLoc() const { return debugLoc; }
239
240   /// emitError - Emit an error referring to the source location of this
241   /// instruction. This should only be used for inline assembly that is somehow
242   /// impossible to compile. Other errors should have been handled much
243   /// earlier.
244   ///
245   /// If this method returns, the caller should try to recover from the error.
246   ///
247   void emitError(StringRef Msg) const;
248
249   /// getDesc - Returns the target instruction descriptor of this
250   /// MachineInstr.
251   const MCInstrDesc &getDesc() const { return *MCID; }
252
253   /// getOpcode - Returns the opcode of this MachineInstr.
254   ///
255   int getOpcode() const { return MCID->Opcode; }
256
257   /// Access to explicit operands of the instruction.
258   ///
259   unsigned getNumOperands() const { return (unsigned)Operands.size(); }
260
261   const MachineOperand& getOperand(unsigned i) const {
262     assert(i < getNumOperands() && "getOperand() out of range!");
263     return Operands[i];
264   }
265   MachineOperand& getOperand(unsigned i) {
266     assert(i < getNumOperands() && "getOperand() out of range!");
267     return Operands[i];
268   }
269
270   /// getNumExplicitOperands - Returns the number of non-implicit operands.
271   ///
272   unsigned getNumExplicitOperands() const;
273
274   /// iterator/begin/end - Iterate over all operands of a machine instruction.
275   typedef std::vector<MachineOperand>::iterator mop_iterator;
276   typedef std::vector<MachineOperand>::const_iterator const_mop_iterator;
277
278   mop_iterator operands_begin() { return Operands.begin(); }
279   mop_iterator operands_end() { return Operands.end(); }
280
281   const_mop_iterator operands_begin() const { return Operands.begin(); }
282   const_mop_iterator operands_end() const { return Operands.end(); }
283
284   /// Access to memory operands of the instruction
285   mmo_iterator memoperands_begin() const { return MemRefs; }
286   mmo_iterator memoperands_end() const { return MemRefs + NumMemRefs; }
287   bool memoperands_empty() const { return NumMemRefs == 0; }
288
289   /// hasOneMemOperand - Return true if this instruction has exactly one
290   /// MachineMemOperand.
291   bool hasOneMemOperand() const {
292     return NumMemRefs == 1;
293   }
294
295   /// API for querying MachineInstr properties. They are the same as MCInstrDesc
296   /// queries but they are bundle aware.
297
298   enum QueryType {
299     IgnoreBundle,    // Ignore bundles
300     AnyInBundle,     // Return true if any instruction in bundle has property
301     AllInBundle      // Return true if all instructions in bundle have property
302   };
303
304   /// hasProperty - Return true if the instruction (or in the case of a bundle,
305   /// the instructions inside the bundle) has the specified property.
306   /// The first argument is the property being queried.
307   /// The second argument indicates whether the query should look inside
308   /// instruction bundles.
309   bool hasProperty(unsigned MCFlag, QueryType Type = AnyInBundle) const {
310     // Inline the fast path.
311     if (Type == IgnoreBundle || !isBundle())
312       return getDesc().getFlags() & (1 << MCFlag);
313
314     // If we have a bundle, take the slow path.
315     return hasPropertyInBundle(1 << MCFlag, Type);
316   }
317
318   /// isVariadic - Return true if this instruction can have a variable number of
319   /// operands.  In this case, the variable operands will be after the normal
320   /// operands but before the implicit definitions and uses (if any are
321   /// present).
322   bool isVariadic(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
323     return hasProperty(MCID::Variadic, Type);
324   }
325
326   /// hasOptionalDef - Set if this instruction has an optional definition, e.g.
327   /// ARM instructions which can set condition code if 's' bit is set.
328   bool hasOptionalDef(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
329     return hasProperty(MCID::HasOptionalDef, Type);
330   }
331
332   /// isPseudo - Return true if this is a pseudo instruction that doesn't
333   /// correspond to a real machine instruction.
334   ///
335   bool isPseudo(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
336     return hasProperty(MCID::Pseudo, Type);
337   }
338
339   bool isReturn(QueryType Type = AnyInBundle) const {
340     return hasProperty(MCID::Return, Type);
341   }
342
343   bool isCall(QueryType Type = AnyInBundle) const {
344     return hasProperty(MCID::Call, Type);
345   }
346
347   /// isBarrier - Returns true if the specified instruction stops control flow
348   /// from executing the instruction immediately following it.  Examples include
349   /// unconditional branches and return instructions.
350   bool isBarrier(QueryType Type = AnyInBundle) const {
351     return hasProperty(MCID::Barrier, Type);
352   }
353
354   /// isTerminator - Returns true if this instruction part of the terminator for
355   /// a basic block.  Typically this is things like return and branch
356   /// instructions.
357   ///
358   /// Various passes use this to insert code into the bottom of a basic block,
359   /// but before control flow occurs.
360   bool isTerminator(QueryType Type = AnyInBundle) const {
361     return hasProperty(MCID::Terminator, Type);
362   }
363
364   /// isBranch - Returns true if this is a conditional, unconditional, or
365   /// indirect branch.  Predicates below can be used to discriminate between
366   /// these cases, and the TargetInstrInfo::AnalyzeBranch method can be used to
367   /// get more information.
368   bool isBranch(QueryType Type = AnyInBundle) const {
369     return hasProperty(MCID::Branch, Type);
370   }
371
372   /// isIndirectBranch - Return true if this is an indirect branch, such as a
373   /// branch through a register.
374   bool isIndirectBranch(QueryType Type = AnyInBundle) const {
375     return hasProperty(MCID::IndirectBranch, Type);
376   }
377
378   /// isConditionalBranch - Return true if this is a branch which may fall
379   /// through to the next instruction or may transfer control flow to some other
380   /// block.  The TargetInstrInfo::AnalyzeBranch method can be used to get more
381   /// information about this branch.
382   bool isConditionalBranch(QueryType Type = AnyInBundle) const {
383     return isBranch(Type) & !isBarrier(Type) & !isIndirectBranch(Type);
384   }
385
386   /// isUnconditionalBranch - Return true if this is a branch which always
387   /// transfers control flow to some other block.  The
388   /// TargetInstrInfo::AnalyzeBranch method can be used to get more information
389   /// about this branch.
390   bool isUnconditionalBranch(QueryType Type = AnyInBundle) const {
391     return isBranch(Type) & isBarrier(Type) & !isIndirectBranch(Type);
392   }
393
394   // isPredicable - Return true if this instruction has a predicate operand that
395   // controls execution.  It may be set to 'always', or may be set to other
396   /// values.   There are various methods in TargetInstrInfo that can be used to
397   /// control and modify the predicate in this instruction.
398   bool isPredicable(QueryType Type = AllInBundle) const {
399     // If it's a bundle than all bundled instructions must be predicable for this
400     // to return true.
401     return hasProperty(MCID::Predicable, Type);
402   }
403
404   /// isCompare - Return true if this instruction is a comparison.
405   bool isCompare(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
406     return hasProperty(MCID::Compare, Type);
407   }
408
409   /// isMoveImmediate - Return true if this instruction is a move immediate
410   /// (including conditional moves) instruction.
411   bool isMoveImmediate(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
412     return hasProperty(MCID::MoveImm, Type);
413   }
414
415   /// isBitcast - Return true if this instruction is a bitcast instruction.
416   ///
417   bool isBitcast(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
418     return hasProperty(MCID::Bitcast, Type);
419   }
420
421   /// isSelect - Return true if this instruction is a select instruction.
422   ///
423   bool isSelect(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
424     return hasProperty(MCID::Select, Type);
425   }
426
427   /// isNotDuplicable - Return true if this instruction cannot be safely
428   /// duplicated.  For example, if the instruction has a unique labels attached
429   /// to it, duplicating it would cause multiple definition errors.
430   bool isNotDuplicable(QueryType Type = AnyInBundle) const {
431     return hasProperty(MCID::NotDuplicable, Type);
432   }
433
434   /// hasDelaySlot - Returns true if the specified instruction has a delay slot
435   /// which must be filled by the code generator.
436   bool hasDelaySlot(QueryType Type = AnyInBundle) const {
437     return hasProperty(MCID::DelaySlot, Type);
438   }
439
440   /// canFoldAsLoad - Return true for instructions that can be folded as
441   /// memory operands in other instructions. The most common use for this
442   /// is instructions that are simple loads from memory that don't modify
443   /// the loaded value in any way, but it can also be used for instructions
444   /// that can be expressed as constant-pool loads, such as V_SETALLONES
445   /// on x86, to allow them to be folded when it is beneficial.
446   /// This should only be set on instructions that return a value in their
447   /// only virtual register definition.
448   bool canFoldAsLoad(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
449     return hasProperty(MCID::FoldableAsLoad, Type);
450   }
451
452   //===--------------------------------------------------------------------===//
453   // Side Effect Analysis
454   //===--------------------------------------------------------------------===//
455
456   /// mayLoad - Return true if this instruction could possibly read memory.
457   /// Instructions with this flag set are not necessarily simple load
458   /// instructions, they may load a value and modify it, for example.
459   bool mayLoad(QueryType Type = AnyInBundle) const {
460     if (isInlineAsm()) {
461       unsigned ExtraInfo = getOperand(InlineAsm::MIOp_ExtraInfo).getImm();
462       if (ExtraInfo & InlineAsm::Extra_MayLoad)
463         return true;
464     }
465     return hasProperty(MCID::MayLoad, Type);
466   }
467
468
469   /// mayStore - Return true if this instruction could possibly modify memory.
470   /// Instructions with this flag set are not necessarily simple store
471   /// instructions, they may store a modified value based on their operands, or
472   /// may not actually modify anything, for example.
473   bool mayStore(QueryType Type = AnyInBundle) const {
474     if (isInlineAsm()) {
475       unsigned ExtraInfo = getOperand(InlineAsm::MIOp_ExtraInfo).getImm();
476       if (ExtraInfo & InlineAsm::Extra_MayStore)
477         return true;
478     }
479     return hasProperty(MCID::MayStore, Type);
480   }
481
482   //===--------------------------------------------------------------------===//
483   // Flags that indicate whether an instruction can be modified by a method.
484   //===--------------------------------------------------------------------===//
485
486   /// isCommutable - Return true if this may be a 2- or 3-address
487   /// instruction (of the form "X = op Y, Z, ..."), which produces the same
488   /// result if Y and Z are exchanged.  If this flag is set, then the
489   /// TargetInstrInfo::commuteInstruction method may be used to hack on the
490   /// instruction.
491   ///
492   /// Note that this flag may be set on instructions that are only commutable
493   /// sometimes.  In these cases, the call to commuteInstruction will fail.
494   /// Also note that some instructions require non-trivial modification to
495   /// commute them.
496   bool isCommutable(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
497     return hasProperty(MCID::Commutable, Type);
498   }
499
500   /// isConvertibleTo3Addr - Return true if this is a 2-address instruction
501   /// which can be changed into a 3-address instruction if needed.  Doing this
502   /// transformation can be profitable in the register allocator, because it
503   /// means that the instruction can use a 2-address form if possible, but
504   /// degrade into a less efficient form if the source and dest register cannot
505   /// be assigned to the same register.  For example, this allows the x86
506   /// backend to turn a "shl reg, 3" instruction into an LEA instruction, which
507   /// is the same speed as the shift but has bigger code size.
508   ///
509   /// If this returns true, then the target must implement the
510   /// TargetInstrInfo::convertToThreeAddress method for this instruction, which
511   /// is allowed to fail if the transformation isn't valid for this specific
512   /// instruction (e.g. shl reg, 4 on x86).
513   ///
514   bool isConvertibleTo3Addr(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
515     return hasProperty(MCID::ConvertibleTo3Addr, Type);
516   }
517
518   /// usesCustomInsertionHook - Return true if this instruction requires
519   /// custom insertion support when the DAG scheduler is inserting it into a
520   /// machine basic block.  If this is true for the instruction, it basically
521   /// means that it is a pseudo instruction used at SelectionDAG time that is
522   /// expanded out into magic code by the target when MachineInstrs are formed.
523   ///
524   /// If this is true, the TargetLoweringInfo::InsertAtEndOfBasicBlock method
525   /// is used to insert this into the MachineBasicBlock.
526   bool usesCustomInsertionHook(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
527     return hasProperty(MCID::UsesCustomInserter, Type);
528   }
529
530   /// hasPostISelHook - Return true if this instruction requires *adjustment*
531   /// after instruction selection by calling a target hook. For example, this
532   /// can be used to fill in ARM 's' optional operand depending on whether
533   /// the conditional flag register is used.
534   bool hasPostISelHook(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
535     return hasProperty(MCID::HasPostISelHook, Type);
536   }
537
538   /// isRematerializable - Returns true if this instruction is a candidate for
539   /// remat.  This flag is deprecated, please don't use it anymore.  If this
540   /// flag is set, the isReallyTriviallyReMaterializable() method is called to
541   /// verify the instruction is really rematable.
542   bool isRematerializable(QueryType Type = AllInBundle) const {
543     // It's only possible to re-mat a bundle if all bundled instructions are
544     // re-materializable.
545     return hasProperty(MCID::Rematerializable, Type);
546   }
547
548   /// isAsCheapAsAMove - Returns true if this instruction has the same cost (or
549   /// less) than a move instruction. This is useful during certain types of
550   /// optimizations (e.g., remat during two-address conversion or machine licm)
551   /// where we would like to remat or hoist the instruction, but not if it costs
552   /// more than moving the instruction into the appropriate register. Note, we
553   /// are not marking copies from and to the same register class with this flag.
554   bool isAsCheapAsAMove(QueryType Type = AllInBundle) const {
555     // Only returns true for a bundle if all bundled instructions are cheap.
556     // FIXME: This probably requires a target hook.
557     return hasProperty(MCID::CheapAsAMove, Type);
558   }
559
560   /// hasExtraSrcRegAllocReq - Returns true if this instruction source operands
561   /// have special register allocation requirements that are not captured by the
562   /// operand register classes. e.g. ARM::STRD's two source registers must be an
563   /// even / odd pair, ARM::STM registers have to be in ascending order.
564   /// Post-register allocation passes should not attempt to change allocations
565   /// for sources of instructions with this flag.
566   bool hasExtraSrcRegAllocReq(QueryType Type = AnyInBundle) const {
567     return hasProperty(MCID::ExtraSrcRegAllocReq, Type);
568   }
569
570   /// hasExtraDefRegAllocReq - Returns true if this instruction def operands
571   /// have special register allocation requirements that are not captured by the
572   /// operand register classes. e.g. ARM::LDRD's two def registers must be an
573   /// even / odd pair, ARM::LDM registers have to be in ascending order.
574   /// Post-register allocation passes should not attempt to change allocations
575   /// for definitions of instructions with this flag.
576   bool hasExtraDefRegAllocReq(QueryType Type = AnyInBundle) const {
577     return hasProperty(MCID::ExtraDefRegAllocReq, Type);
578   }
579
580
581   enum MICheckType {
582     CheckDefs,      // Check all operands for equality
583     CheckKillDead,  // Check all operands including kill / dead markers
584     IgnoreDefs,     // Ignore all definitions
585     IgnoreVRegDefs  // Ignore virtual register definitions
586   };
587
588   /// isIdenticalTo - Return true if this instruction is identical to (same
589   /// opcode and same operands as) the specified instruction.
590   bool isIdenticalTo(const MachineInstr *Other,
591                      MICheckType Check = CheckDefs) const;
592
593   /// Unlink 'this' from the containing basic block, and return it without
594   /// deleting it.
595   ///
596   /// This function can not be used on bundled instructions, use
597   /// removeFromBundle() to remove individual instructions from a bundle.
598   MachineInstr *removeFromParent();
599
600   /// Unlink this instruction from its basic block and return it without
601   /// deleting it.
602   ///
603   /// If the instruction is part of a bundle, the other instructions in the
604   /// bundle remain bundled.
605   MachineInstr *removeFromBundle();
606
607   /// Unlink 'this' from the containing basic block and delete it.
608   ///
609   /// If this instruction is the header of a bundle, the whole bundle is erased.
610   /// This function can not be used for instructions inside a bundle, use
611   /// eraseFromBundle() to erase individual bundled instructions.
612   void eraseFromParent();
613
614   /// Unlink 'this' form its basic block and delete it.
615   ///
616   /// If the instruction is part of a bundle, the other instructions in the
617   /// bundle remain bundled.
618   void eraseFromBundle();
619
620   /// isLabel - Returns true if the MachineInstr represents a label.
621   ///
622   bool isLabel() const {
623     return getOpcode() == TargetOpcode::PROLOG_LABEL ||
624            getOpcode() == TargetOpcode::EH_LABEL ||
625            getOpcode() == TargetOpcode::GC_LABEL;
626   }
627
628   bool isPrologLabel() const {
629     return getOpcode() == TargetOpcode::PROLOG_LABEL;
630   }
631   bool isEHLabel() const { return getOpcode() == TargetOpcode::EH_LABEL; }
632   bool isGCLabel() const { return getOpcode() == TargetOpcode::GC_LABEL; }
633   bool isDebugValue() const { return getOpcode() == TargetOpcode::DBG_VALUE; }
634
635   bool isPHI() const { return getOpcode() == TargetOpcode::PHI; }
636   bool isKill() const { return getOpcode() == TargetOpcode::KILL; }
637   bool isImplicitDef() const { return getOpcode()==TargetOpcode::IMPLICIT_DEF; }
638   bool isInlineAsm() const { return getOpcode() == TargetOpcode::INLINEASM; }
639   bool isStackAligningInlineAsm() const;
640   InlineAsm::AsmDialect getInlineAsmDialect() const;
641   bool isInsertSubreg() const {
642     return getOpcode() == TargetOpcode::INSERT_SUBREG;
643   }
644   bool isSubregToReg() const {
645     return getOpcode() == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG;
646   }
647   bool isRegSequence() const {
648     return getOpcode() == TargetOpcode::REG_SEQUENCE;
649   }
650   bool isBundle() const {
651     return getOpcode() == TargetOpcode::BUNDLE;
652   }
653   bool isCopy() const {
654     return getOpcode() == TargetOpcode::COPY;
655   }
656   bool isFullCopy() const {
657     return isCopy() && !getOperand(0).getSubReg() && !getOperand(1).getSubReg();
658   }
659
660   /// isCopyLike - Return true if the instruction behaves like a copy.
661   /// This does not include native copy instructions.
662   bool isCopyLike() const {
663     return isCopy() || isSubregToReg();
664   }
665
666   /// isIdentityCopy - Return true is the instruction is an identity copy.
667   bool isIdentityCopy() const {
668     return isCopy() && getOperand(0).getReg() == getOperand(1).getReg() &&
669       getOperand(0).getSubReg() == getOperand(1).getSubReg();
670   }
671
672   /// isTransient - Return true if this is a transient instruction that is
673   /// either very likely to be eliminated during register allocation (such as
674   /// copy-like instructions), or if this instruction doesn't have an
675   /// execution-time cost.
676   bool isTransient() const {
677     switch(getOpcode()) {
678     default: return false;
679     // Copy-like instructions are usually eliminated during register allocation.
680     case TargetOpcode::PHI:
681     case TargetOpcode::COPY:
682     case TargetOpcode::INSERT_SUBREG:
683     case TargetOpcode::SUBREG_TO_REG:
684     case TargetOpcode::REG_SEQUENCE:
685     // Pseudo-instructions that don't produce any real output.
686     case TargetOpcode::IMPLICIT_DEF:
687     case TargetOpcode::KILL:
688     case TargetOpcode::PROLOG_LABEL:
689     case TargetOpcode::EH_LABEL:
690     case TargetOpcode::GC_LABEL:
691     case TargetOpcode::DBG_VALUE:
692       return true;
693     }
694   }
695
696   /// getBundleSize - Return the number of instructions inside the MI bundle.
697   unsigned getBundleSize() const;
698
699   /// readsRegister - Return true if the MachineInstr reads the specified
700   /// register. If TargetRegisterInfo is passed, then it also checks if there
701   /// is a read of a super-register.
702   /// This does not count partial redefines of virtual registers as reads:
703   ///   %reg1024:6 = OP.
704   bool readsRegister(unsigned Reg, const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) const {
705     return findRegisterUseOperandIdx(Reg, false, TRI) != -1;
706   }
707
708   /// readsVirtualRegister - Return true if the MachineInstr reads the specified
709   /// virtual register. Take into account that a partial define is a
710   /// read-modify-write operation.
711   bool readsVirtualRegister(unsigned Reg) const {
712     return readsWritesVirtualRegister(Reg).first;
713   }
714
715   /// readsWritesVirtualRegister - Return a pair of bools (reads, writes)
716   /// indicating if this instruction reads or writes Reg. This also considers
717   /// partial defines.
718   /// If Ops is not null, all operand indices for Reg are added.
719   std::pair<bool,bool> readsWritesVirtualRegister(unsigned Reg,
720                                       SmallVectorImpl<unsigned> *Ops = 0) const;
721
722   /// killsRegister - Return true if the MachineInstr kills the specified
723   /// register. If TargetRegisterInfo is passed, then it also checks if there is
724   /// a kill of a super-register.
725   bool killsRegister(unsigned Reg, const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) const {
726     return findRegisterUseOperandIdx(Reg, true, TRI) != -1;
727   }
728
729   /// definesRegister - Return true if the MachineInstr fully defines the
730   /// specified register. If TargetRegisterInfo is passed, then it also checks
731   /// if there is a def of a super-register.
732   /// NOTE: It's ignoring subreg indices on virtual registers.
733   bool definesRegister(unsigned Reg, const TargetRegisterInfo *TRI=NULL) const {
734     return findRegisterDefOperandIdx(Reg, false, false, TRI) != -1;
735   }
736
737   /// modifiesRegister - Return true if the MachineInstr modifies (fully define
738   /// or partially define) the specified register.
739   /// NOTE: It's ignoring subreg indices on virtual registers.
740   bool modifiesRegister(unsigned Reg, const TargetRegisterInfo *TRI) const {
741     return findRegisterDefOperandIdx(Reg, false, true, TRI) != -1;
742   }
743
744   /// registerDefIsDead - Returns true if the register is dead in this machine
745   /// instruction. If TargetRegisterInfo is passed, then it also checks
746   /// if there is a dead def of a super-register.
747   bool registerDefIsDead(unsigned Reg,
748                          const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) const {
749     return findRegisterDefOperandIdx(Reg, true, false, TRI) != -1;
750   }
751
752   /// findRegisterUseOperandIdx() - Returns the operand index that is a use of
753   /// the specific register or -1 if it is not found. It further tightens
754   /// the search criteria to a use that kills the register if isKill is true.
755   int findRegisterUseOperandIdx(unsigned Reg, bool isKill = false,
756                                 const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) const;
757
758   /// findRegisterUseOperand - Wrapper for findRegisterUseOperandIdx, it returns
759   /// a pointer to the MachineOperand rather than an index.
760   MachineOperand *findRegisterUseOperand(unsigned Reg, bool isKill = false,
761                                          const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) {
762     int Idx = findRegisterUseOperandIdx(Reg, isKill, TRI);
763     return (Idx == -1) ? NULL : &getOperand(Idx);
764   }
765
766   /// findRegisterDefOperandIdx() - Returns the operand index that is a def of
767   /// the specified register or -1 if it is not found. If isDead is true, defs
768   /// that are not dead are skipped. If Overlap is true, then it also looks for
769   /// defs that merely overlap the specified register. If TargetRegisterInfo is
770   /// non-null, then it also checks if there is a def of a super-register.
771   /// This may also return a register mask operand when Overlap is true.
772   int findRegisterDefOperandIdx(unsigned Reg,
773                                 bool isDead = false, bool Overlap = false,
774                                 const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) const;
775
776   /// findRegisterDefOperand - Wrapper for findRegisterDefOperandIdx, it returns
777   /// a pointer to the MachineOperand rather than an index.
778   MachineOperand *findRegisterDefOperand(unsigned Reg, bool isDead = false,
779                                          const TargetRegisterInfo *TRI = NULL) {
780     int Idx = findRegisterDefOperandIdx(Reg, isDead, false, TRI);
781     return (Idx == -1) ? NULL : &getOperand(Idx);
782   }
783
784   /// findFirstPredOperandIdx() - Find the index of the first operand in the
785   /// operand list that is used to represent the predicate. It returns -1 if
786   /// none is found.
787   int findFirstPredOperandIdx() const;
788
789   /// findInlineAsmFlagIdx() - Find the index of the flag word operand that
790   /// corresponds to operand OpIdx on an inline asm instruction.  Returns -1 if
791   /// getOperand(OpIdx) does not belong to an inline asm operand group.
792   ///
793   /// If GroupNo is not NULL, it will receive the number of the operand group
794   /// containing OpIdx.
795   ///
796   /// The flag operand is an immediate that can be decoded with methods like
797   /// InlineAsm::hasRegClassConstraint().
798   ///
799   int findInlineAsmFlagIdx(unsigned OpIdx, unsigned *GroupNo = 0) const;
800
801   /// getRegClassConstraint - Compute the static register class constraint for
802   /// operand OpIdx.  For normal instructions, this is derived from the
803   /// MCInstrDesc.  For inline assembly it is derived from the flag words.
804   ///
805   /// Returns NULL if the static register classs constraint cannot be
806   /// determined.
807   ///
808   const TargetRegisterClass*
809   getRegClassConstraint(unsigned OpIdx,
810                         const TargetInstrInfo *TII,
811                         const TargetRegisterInfo *TRI) const;
812
813   /// tieOperands - Add a tie between the register operands at DefIdx and
814   /// UseIdx. The tie will cause the register allocator to ensure that the two
815   /// operands are assigned the same physical register.
816   ///
817   /// Tied operands are managed automatically for explicit operands in the
818   /// MCInstrDesc. This method is for exceptional cases like inline asm.
819   void tieOperands(unsigned DefIdx, unsigned UseIdx);
820
821   /// findTiedOperandIdx - Given the index of a tied register operand, find the
822   /// operand it is tied to. Defs are tied to uses and vice versa. Returns the
823   /// index of the tied operand which must exist.
824   unsigned findTiedOperandIdx(unsigned OpIdx) const;
825
826   /// isRegTiedToUseOperand - Given the index of a register def operand,
827   /// check if the register def is tied to a source operand, due to either
828   /// two-address elimination or inline assembly constraints. Returns the
829   /// first tied use operand index by reference if UseOpIdx is not null.
830   bool isRegTiedToUseOperand(unsigned DefOpIdx, unsigned *UseOpIdx = 0) const {
831     const MachineOperand &MO = getOperand(DefOpIdx);
832     if (!MO.isReg() || !MO.isDef() || !MO.isTied())
833       return false;
834     if (UseOpIdx)
835       *UseOpIdx = findTiedOperandIdx(DefOpIdx);
836     return true;
837   }
838
839   /// isRegTiedToDefOperand - Return true if the use operand of the specified
840   /// index is tied to an def operand. It also returns the def operand index by
841   /// reference if DefOpIdx is not null.
842   bool isRegTiedToDefOperand(unsigned UseOpIdx, unsigned *DefOpIdx = 0) const {
843     const MachineOperand &MO = getOperand(UseOpIdx);
844     if (!MO.isReg() || !MO.isUse() || !MO.isTied())
845       return false;
846     if (DefOpIdx)
847       *DefOpIdx = findTiedOperandIdx(UseOpIdx);
848     return true;
849   }
850
851   /// clearKillInfo - Clears kill flags on all operands.
852   ///
853   void clearKillInfo();
854
855   /// copyKillDeadInfo - Copies kill / dead operand properties from MI.
856   ///
857   void copyKillDeadInfo(const MachineInstr *MI);
858
859   /// copyPredicates - Copies predicate operand(s) from MI.
860   void copyPredicates(const MachineInstr *MI);
861
862   /// substituteRegister - Replace all occurrences of FromReg with ToReg:SubIdx,
863   /// properly composing subreg indices where necessary.
864   void substituteRegister(unsigned FromReg, unsigned ToReg, unsigned SubIdx,
865                           const TargetRegisterInfo &RegInfo);
866
867   /// addRegisterKilled - We have determined MI kills a register. Look for the
868   /// operand that uses it and mark it as IsKill. If AddIfNotFound is true,
869   /// add a implicit operand if it's not found. Returns true if the operand
870   /// exists / is added.
871   bool addRegisterKilled(unsigned IncomingReg,
872                          const TargetRegisterInfo *RegInfo,
873                          bool AddIfNotFound = false);
874
875   /// clearRegisterKills - Clear all kill flags affecting Reg.  If RegInfo is
876   /// provided, this includes super-register kills.
877   void clearRegisterKills(unsigned Reg, const TargetRegisterInfo *RegInfo);
878
879   /// addRegisterDead - We have determined MI defined a register without a use.
880   /// Look for the operand that defines it and mark it as IsDead. If
881   /// AddIfNotFound is true, add a implicit operand if it's not found. Returns
882   /// true if the operand exists / is added.
883   bool addRegisterDead(unsigned IncomingReg, const TargetRegisterInfo *RegInfo,
884                        bool AddIfNotFound = false);
885
886   /// addRegisterDefined - We have determined MI defines a register. Make sure
887   /// there is an operand defining Reg.
888   void addRegisterDefined(unsigned IncomingReg,
889                           const TargetRegisterInfo *RegInfo = 0);
890
891   /// setPhysRegsDeadExcept - Mark every physreg used by this instruction as
892   /// dead except those in the UsedRegs list.
893   ///
894   /// On instructions with register mask operands, also add implicit-def
895   /// operands for all registers in UsedRegs.
896   void setPhysRegsDeadExcept(ArrayRef<unsigned> UsedRegs,
897                              const TargetRegisterInfo &TRI);
898
899   /// isSafeToMove - Return true if it is safe to move this instruction. If
900   /// SawStore is set to true, it means that there is a store (or call) between
901   /// the instruction's location and its intended destination.
902   bool isSafeToMove(const TargetInstrInfo *TII, AliasAnalysis *AA,
903                     bool &SawStore) const;
904
905   /// isSafeToReMat - Return true if it's safe to rematerialize the specified
906   /// instruction which defined the specified register instead of copying it.
907   bool isSafeToReMat(const TargetInstrInfo *TII, AliasAnalysis *AA,
908                      unsigned DstReg) const;
909
910   /// hasOrderedMemoryRef - Return true if this instruction may have an ordered
911   /// or volatile memory reference, or if the information describing the memory
912   /// reference is not available. Return false if it is known to have no
913   /// ordered or volatile memory references.
914   bool hasOrderedMemoryRef() const;
915
916   /// isInvariantLoad - Return true if this instruction is loading from a
917   /// location whose value is invariant across the function.  For example,
918   /// loading a value from the constant pool or from the argument area of
919   /// a function if it does not change.  This should only return true of *all*
920   /// loads the instruction does are invariant (if it does multiple loads).
921   bool isInvariantLoad(AliasAnalysis *AA) const;
922
923   /// isConstantValuePHI - If the specified instruction is a PHI that always
924   /// merges together the same virtual register, return the register, otherwise
925   /// return 0.
926   unsigned isConstantValuePHI() const;
927
928   /// hasUnmodeledSideEffects - Return true if this instruction has side
929   /// effects that are not modeled by mayLoad / mayStore, etc.
930   /// For all instructions, the property is encoded in MCInstrDesc::Flags
931   /// (see MCInstrDesc::hasUnmodeledSideEffects(). The only exception is
932   /// INLINEASM instruction, in which case the side effect property is encoded
933   /// in one of its operands (see InlineAsm::Extra_HasSideEffect).
934   ///
935   bool hasUnmodeledSideEffects() const;
936
937   /// allDefsAreDead - Return true if all the defs of this instruction are dead.
938   ///
939   bool allDefsAreDead() const;
940
941   /// copyImplicitOps - Copy implicit register operands from specified
942   /// instruction to this instruction.
943   void copyImplicitOps(const MachineInstr *MI);
944
945   //
946   // Debugging support
947   //
948   void print(raw_ostream &OS, const TargetMachine *TM = 0) const;
949   void dump() const;
950
951   //===--------------------------------------------------------------------===//
952   // Accessors used to build up machine instructions.
953
954   /// addOperand - Add the specified operand to the instruction.  If it is an
955   /// implicit operand, it is added to the end of the operand list.  If it is
956   /// an explicit operand it is added at the end of the explicit operand list
957   /// (before the first implicit operand).
958   void addOperand(const MachineOperand &Op);
959
960   /// setDesc - Replace the instruction descriptor (thus opcode) of
961   /// the current instruction with a new one.
962   ///
963   void setDesc(const MCInstrDesc &tid) { MCID = &tid; }
964
965   /// setDebugLoc - Replace current source information with new such.
966   /// Avoid using this, the constructor argument is preferable.
967   ///
968   void setDebugLoc(const DebugLoc dl) { debugLoc = dl; }
969
970   /// RemoveOperand - Erase an operand  from an instruction, leaving it with one
971   /// fewer operand than it started with.
972   ///
973   void RemoveOperand(unsigned i);
974
975   /// addMemOperand - Add a MachineMemOperand to the machine instruction.
976   /// This function should be used only occasionally. The setMemRefs function
977   /// is the primary method for setting up a MachineInstr's MemRefs list.
978   void addMemOperand(MachineFunction &MF, MachineMemOperand *MO);
979
980   /// setMemRefs - Assign this MachineInstr's memory reference descriptor
981   /// list. This does not transfer ownership.
982   void setMemRefs(mmo_iterator NewMemRefs, mmo_iterator NewMemRefsEnd) {
983     MemRefs = NewMemRefs;
984     NumMemRefs = NewMemRefsEnd - NewMemRefs;
985   }
986
987 private:
988   /// getRegInfo - If this instruction is embedded into a MachineFunction,
989   /// return the MachineRegisterInfo object for the current function, otherwise
990   /// return null.
991   MachineRegisterInfo *getRegInfo();
992
993   /// untieRegOperand - Break any tie involving OpIdx.
994   void untieRegOperand(unsigned OpIdx) {
995     MachineOperand &MO = getOperand(OpIdx);
996     if (MO.isReg() && MO.isTied()) {
997       getOperand(findTiedOperandIdx(OpIdx)).TiedTo = 0;
998       MO.TiedTo = 0;
999     }
1000   }
1001
1002   /// addImplicitDefUseOperands - Add all implicit def and use operands to
1003   /// this instruction.
1004   void addImplicitDefUseOperands();
1005
1006   /// RemoveRegOperandsFromUseLists - Unlink all of the register operands in
1007   /// this instruction from their respective use lists.  This requires that the
1008   /// operands already be on their use lists.
1009   void RemoveRegOperandsFromUseLists(MachineRegisterInfo&);
1010
1011   /// AddRegOperandsToUseLists - Add all of the register operands in
1012   /// this instruction from their respective use lists.  This requires that the
1013   /// operands not be on their use lists yet.
1014   void AddRegOperandsToUseLists(MachineRegisterInfo&);
1015
1016   /// hasPropertyInBundle - Slow path for hasProperty when we're dealing with a
1017   /// bundle.
1018   bool hasPropertyInBundle(unsigned Mask, QueryType Type) const;
1019 };
1020
1021 /// MachineInstrExpressionTrait - Special DenseMapInfo traits to compare
1022 /// MachineInstr* by *value* of the instruction rather than by pointer value.
1023 /// The hashing and equality testing functions ignore definitions so this is
1024 /// useful for CSE, etc.
1025 struct MachineInstrExpressionTrait : DenseMapInfo<MachineInstr*> {
1026   static inline MachineInstr *getEmptyKey() {
1027     return 0;
1028   }
1029
1030   static inline MachineInstr *getTombstoneKey() {
1031     return reinterpret_cast<MachineInstr*>(-1);
1032   }
1033
1034   static unsigned getHashValue(const MachineInstr* const &MI);
1035
1036   static bool isEqual(const MachineInstr* const &LHS,
1037                       const MachineInstr* const &RHS) {
1038     if (RHS == getEmptyKey() || RHS == getTombstoneKey() ||
1039         LHS == getEmptyKey() || LHS == getTombstoneKey())
1040       return LHS == RHS;
1041     return LHS->isIdenticalTo(RHS, MachineInstr::IgnoreVRegDefs);
1042   }
1043 };
1044
1045 //===----------------------------------------------------------------------===//
1046 // Debugging Support
1047
1048 inline raw_ostream& operator<<(raw_ostream &OS, const MachineInstr &MI) {
1049   MI.print(OS);
1050   return OS;
1051 }
1052
1053 } // End llvm namespace
1054
1055 #endif