include/llvm/IR/InstrTypes.h

   1 //===-- llvm/InstrTypes.h - Important Instruction subclasses ----*- 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 defines various meta classes of instructions that exist in the VM
  11 // representation.  Specific concrete subclasses of these may be found in the
  12 // i*.h files...
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #ifndef LLVM_IR_INSTRTYPES_H
  17 #define LLVM_IR_INSTRTYPES_H
  18
  19 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  20 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
  21 #include "llvm/IR/Instruction.h"
  22 #include "llvm/IR/OperandTraits.h"
  23
  24 namespace llvm {
  25
  26 class LLVMContext;
  27
  28 //===----------------------------------------------------------------------===//
  29 //                            TerminatorInst Class
  30 //===----------------------------------------------------------------------===//
  31
  32 /// TerminatorInst - Subclasses of this class are all able to terminate a basic
  33 /// block.  Thus, these are all the flow control type of operations.
  34 ///
  35 class TerminatorInst : public Instruction {
  36 protected:
  37   TerminatorInst(Type *Ty, Instruction::TermOps iType,
  38                  Use *Ops, unsigned NumOps,
  39                  Instruction *InsertBefore = nullptr)
  40     : Instruction(Ty, iType, Ops, NumOps, InsertBefore) {}
  41
  42   TerminatorInst(Type *Ty, Instruction::TermOps iType,
  43                  Use *Ops, unsigned NumOps, BasicBlock *InsertAtEnd)
  44     : Instruction(Ty, iType, Ops, NumOps, InsertAtEnd) {}
  45
  46   // Out of line virtual method, so the vtable, etc has a home.
  47   ~TerminatorInst();
  48
  49   /// Virtual methods - Terminators should overload these and provide inline
  50   /// overrides of non-V methods.
  51   virtual BasicBlock *getSuccessorV(unsigned idx) const = 0;
  52   virtual unsigned getNumSuccessorsV() const = 0;
  53   virtual void setSuccessorV(unsigned idx, BasicBlock *B) = 0;
  54   TerminatorInst *clone_impl() const override = 0;
  55 public:
  56
  57   /// getNumSuccessors - Return the number of successors that this terminator
  58   /// has.
  59   unsigned getNumSuccessors() const {
  60     return getNumSuccessorsV();
  61   }
  62
  63   /// getSuccessor - Return the specified successor.
  64   ///
  65   BasicBlock *getSuccessor(unsigned idx) const {
  66     return getSuccessorV(idx);
  67   }
  68
  69   /// setSuccessor - Update the specified successor to point at the provided
  70   /// block.
  71   void setSuccessor(unsigned idx, BasicBlock *B) {
  72     setSuccessorV(idx, B);
  73   }
  74
  75   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
  76   static inline bool classof(const Instruction *I) {
  77     return I->isTerminator();
  78   }
  79   static inline bool classof(const Value *V) {
  80     return isa<Instruction>(V) && classof(cast<Instruction>(V));
  81   }
  82 };
  83
  84
  85 //===----------------------------------------------------------------------===//
  86 //                          UnaryInstruction Class
  87 //===----------------------------------------------------------------------===//
  88
  89 class UnaryInstruction : public Instruction {
  90   void *operator new(size_t, unsigned) LLVM_DELETED_FUNCTION;
  91
  92 protected:
  93   UnaryInstruction(Type *Ty, unsigned iType, Value *V,
  94                    Instruction *IB = nullptr)
  95     : Instruction(Ty, iType, &Op<0>(), 1, IB) {
  96     Op<0>() = V;
  97   }
  98   UnaryInstruction(Type *Ty, unsigned iType, Value *V, BasicBlock *IAE)
  99     : Instruction(Ty, iType, &Op<0>(), 1, IAE) {
 100     Op<0>() = V;
 101   }
 102 public:
 103   // allocate space for exactly one operand
 104   void *operator new(size_t s) {
 105     return User::operator new(s, 1);
 106   }
 107
 108   // Out of line virtual method, so the vtable, etc has a home.
 109   ~UnaryInstruction();
 110
 111   /// Transparently provide more efficient getOperand methods.
 112   DECLARE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(Value);
 113
 114   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 115   static inline bool classof(const Instruction *I) {
 116     return I->getOpcode() == Instruction::Alloca ||
 117            I->getOpcode() == Instruction::Load ||
 118            I->getOpcode() == Instruction::VAArg ||
 119            I->getOpcode() == Instruction::ExtractValue ||
 120            (I->getOpcode() >= CastOpsBegin && I->getOpcode() < CastOpsEnd);
 121   }
 122   static inline bool classof(const Value *V) {
 123     return isa<Instruction>(V) && classof(cast<Instruction>(V));
 124   }
 125 };
 126
 127 template <>
 128 struct OperandTraits<UnaryInstruction> :
 129   public FixedNumOperandTraits<UnaryInstruction, 1> {
 130 };
 131
 132 DEFINE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(UnaryInstruction, Value)
 133
 134 //===----------------------------------------------------------------------===//
 135 //                           BinaryOperator Class
 136 //===----------------------------------------------------------------------===//
 137
 138 class BinaryOperator : public Instruction {
 139   void *operator new(size_t, unsigned) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 140 protected:
 141   void init(BinaryOps iType);
 142   BinaryOperator(BinaryOps iType, Value *S1, Value *S2, Type *Ty,
 143                  const Twine &Name, Instruction *InsertBefore);
 144   BinaryOperator(BinaryOps iType, Value *S1, Value *S2, Type *Ty,
 145                  const Twine &Name, BasicBlock *InsertAtEnd);
 146   BinaryOperator *clone_impl() const override;
 147 public:
 148   // allocate space for exactly two operands
 149   void *operator new(size_t s) {
 150     return User::operator new(s, 2);
 151   }
 152
 153   /// Transparently provide more efficient getOperand methods.
 154   DECLARE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(Value);
 155
 156   /// Create() - Construct a binary instruction, given the opcode and the two
 157   /// operands.  Optionally (if InstBefore is specified) insert the instruction
 158   /// into a BasicBlock right before the specified instruction.  The specified
 159   /// Instruction is allowed to be a dereferenced end iterator.
 160   ///
 161   static BinaryOperator *Create(BinaryOps Op, Value *S1, Value *S2,
 162                                 const Twine &Name = Twine(),
 163                                 Instruction *InsertBefore = nullptr);
 164
 165   /// Create() - Construct a binary instruction, given the opcode and the two
 166   /// operands.  Also automatically insert this instruction to the end of the
 167   /// BasicBlock specified.
 168   ///
 169   static BinaryOperator *Create(BinaryOps Op, Value *S1, Value *S2,
 170                                 const Twine &Name, BasicBlock *InsertAtEnd);
 171
 172   /// Create* - These methods just forward to Create, and are useful when you
 173   /// statically know what type of instruction you're going to create.  These
 174   /// helpers just save some typing.
 175 #define HANDLE_BINARY_INST(N, OPC, CLASS) \
 176   static BinaryOperator *Create##OPC(Value *V1, Value *V2, \
 177                                      const Twine &Name = "") {\
 178     return Create(Instruction::OPC, V1, V2, Name);\
 179   }
 180 #include "llvm/IR/Instruction.def"
 181 #define HANDLE_BINARY_INST(N, OPC, CLASS) \
 182   static BinaryOperator *Create##OPC(Value *V1, Value *V2, \
 183                                      const Twine &Name, BasicBlock *BB) {\
 184     return Create(Instruction::OPC, V1, V2, Name, BB);\
 185   }
 186 #include "llvm/IR/Instruction.def"
 187 #define HANDLE_BINARY_INST(N, OPC, CLASS) \
 188   static BinaryOperator *Create##OPC(Value *V1, Value *V2, \
 189                                      const Twine &Name, Instruction *I) {\
 190     return Create(Instruction::OPC, V1, V2, Name, I);\
 191   }
 192 #include "llvm/IR/Instruction.def"
 193
 194   static BinaryOperator *CreateNSW(BinaryOps Opc, Value *V1, Value *V2,
 195                                    const Twine &Name = "") {
 196     BinaryOperator *BO = Create(Opc, V1, V2, Name);
 197     BO->setHasNoSignedWrap(true);
 198     return BO;
 199   }
 200   static BinaryOperator *CreateNSW(BinaryOps Opc, Value *V1, Value *V2,
 201                                    const Twine &Name, BasicBlock *BB) {
 202     BinaryOperator *BO = Create(Opc, V1, V2, Name, BB);
 203     BO->setHasNoSignedWrap(true);
 204     return BO;
 205   }
 206   static BinaryOperator *CreateNSW(BinaryOps Opc, Value *V1, Value *V2,
 207                                    const Twine &Name, Instruction *I) {
 208     BinaryOperator *BO = Create(Opc, V1, V2, Name, I);
 209     BO->setHasNoSignedWrap(true);
 210     return BO;
 211   }
 212
 213   static BinaryOperator *CreateNUW(BinaryOps Opc, Value *V1, Value *V2,
 214                                    const Twine &Name = "") {
 215     BinaryOperator *BO = Create(Opc, V1, V2, Name);
 216     BO->setHasNoUnsignedWrap(true);
 217     return BO;
 218   }
 219   static BinaryOperator *CreateNUW(BinaryOps Opc, Value *V1, Value *V2,
 220                                    const Twine &Name, BasicBlock *BB) {
 221     BinaryOperator *BO = Create(Opc, V1, V2, Name, BB);
 222     BO->setHasNoUnsignedWrap(true);
 223     return BO;
 224   }
 225   static BinaryOperator *CreateNUW(BinaryOps Opc, Value *V1, Value *V2,
 226                                    const Twine &Name, Instruction *I) {
 227     BinaryOperator *BO = Create(Opc, V1, V2, Name, I);
 228     BO->setHasNoUnsignedWrap(true);
 229     return BO;
 230   }
 231
 232   static BinaryOperator *CreateExact(BinaryOps Opc, Value *V1, Value *V2,
 233                                      const Twine &Name = "") {
 234     BinaryOperator *BO = Create(Opc, V1, V2, Name);
 235     BO->setIsExact(true);
 236     return BO;
 237   }
 238   static BinaryOperator *CreateExact(BinaryOps Opc, Value *V1, Value *V2,
 239                                      const Twine &Name, BasicBlock *BB) {
 240     BinaryOperator *BO = Create(Opc, V1, V2, Name, BB);
 241     BO->setIsExact(true);
 242     return BO;
 243   }
 244   static BinaryOperator *CreateExact(BinaryOps Opc, Value *V1, Value *V2,
 245                                      const Twine &Name, Instruction *I) {
 246     BinaryOperator *BO = Create(Opc, V1, V2, Name, I);
 247     BO->setIsExact(true);
 248     return BO;
 249   }
 250
 251 #define DEFINE_HELPERS(OPC, NUWNSWEXACT)                                     \
 252   static BinaryOperator *Create ## NUWNSWEXACT ## OPC                        \
 253            (Value *V1, Value *V2, const Twine &Name = "") {                  \
 254     return Create ## NUWNSWEXACT(Instruction::OPC, V1, V2, Name);            \
 255   }                                                                          \
 256   static BinaryOperator *Create ## NUWNSWEXACT ## OPC                        \
 257            (Value *V1, Value *V2, const Twine &Name, BasicBlock *BB) {       \
 258     return Create ## NUWNSWEXACT(Instruction::OPC, V1, V2, Name, BB);        \
 259   }                                                                          \
 260   static BinaryOperator *Create ## NUWNSWEXACT ## OPC                        \
 261            (Value *V1, Value *V2, const Twine &Name, Instruction *I) {       \
 262     return Create ## NUWNSWEXACT(Instruction::OPC, V1, V2, Name, I);         \
 263   }
 264
 265   DEFINE_HELPERS(Add, NSW)  // CreateNSWAdd
 266   DEFINE_HELPERS(Add, NUW)  // CreateNUWAdd
 267   DEFINE_HELPERS(Sub, NSW)  // CreateNSWSub
 268   DEFINE_HELPERS(Sub, NUW)  // CreateNUWSub
 269   DEFINE_HELPERS(Mul, NSW)  // CreateNSWMul
 270   DEFINE_HELPERS(Mul, NUW)  // CreateNUWMul
 271   DEFINE_HELPERS(Shl, NSW)  // CreateNSWShl
 272   DEFINE_HELPERS(Shl, NUW)  // CreateNUWShl
 273
 274   DEFINE_HELPERS(SDiv, Exact)  // CreateExactSDiv
 275   DEFINE_HELPERS(UDiv, Exact)  // CreateExactUDiv
 276   DEFINE_HELPERS(AShr, Exact)  // CreateExactAShr
 277   DEFINE_HELPERS(LShr, Exact)  // CreateExactLShr
 278
 279 #undef DEFINE_HELPERS
 280
 281   /// Helper functions to construct and inspect unary operations (NEG and NOT)
 282   /// via binary operators SUB and XOR:
 283   ///
 284   /// CreateNeg, CreateNot - Create the NEG and NOT
 285   ///     instructions out of SUB and XOR instructions.
 286   ///
 287   static BinaryOperator *CreateNeg(Value *Op, const Twine &Name = "",
 288                                    Instruction *InsertBefore = nullptr);
 289   static BinaryOperator *CreateNeg(Value *Op, const Twine &Name,
 290                                    BasicBlock *InsertAtEnd);
 291   static BinaryOperator *CreateNSWNeg(Value *Op, const Twine &Name = "",
 292                                       Instruction *InsertBefore = nullptr);
 293   static BinaryOperator *CreateNSWNeg(Value *Op, const Twine &Name,
 294                                       BasicBlock *InsertAtEnd);
 295   static BinaryOperator *CreateNUWNeg(Value *Op, const Twine &Name = "",
 296                                       Instruction *InsertBefore = nullptr);
 297   static BinaryOperator *CreateNUWNeg(Value *Op, const Twine &Name,
 298                                       BasicBlock *InsertAtEnd);
 299   static BinaryOperator *CreateFNeg(Value *Op, const Twine &Name = "",
 300                                     Instruction *InsertBefore = nullptr);
 301   static BinaryOperator *CreateFNeg(Value *Op, const Twine &Name,
 302                                     BasicBlock *InsertAtEnd);
 303   static BinaryOperator *CreateNot(Value *Op, const Twine &Name = "",
 304                                    Instruction *InsertBefore = nullptr);
 305   static BinaryOperator *CreateNot(Value *Op, const Twine &Name,
 306                                    BasicBlock *InsertAtEnd);
 307
 308   /// isNeg, isFNeg, isNot - Check if the given Value is a
 309   /// NEG, FNeg, or NOT instruction.
 310   ///
 311   static bool isNeg(const Value *V);
 312   static bool isFNeg(const Value *V, bool IgnoreZeroSign=false);
 313   static bool isNot(const Value *V);
 314
 315   /// getNegArgument, getNotArgument - Helper functions to extract the
 316   ///     unary argument of a NEG, FNEG or NOT operation implemented via
 317   ///     Sub, FSub, or Xor.
 318   ///
 319   static const Value *getNegArgument(const Value *BinOp);
 320   static       Value *getNegArgument(      Value *BinOp);
 321   static const Value *getFNegArgument(const Value *BinOp);
 322   static       Value *getFNegArgument(      Value *BinOp);
 323   static const Value *getNotArgument(const Value *BinOp);
 324   static       Value *getNotArgument(      Value *BinOp);
 325
 326   BinaryOps getOpcode() const {
 327     return static_cast<BinaryOps>(Instruction::getOpcode());
 328   }
 329
 330   /// swapOperands - Exchange the two operands to this instruction.
 331   /// This instruction is safe to use on any binary instruction and
 332   /// does not modify the semantics of the instruction.  If the instruction
 333   /// cannot be reversed (ie, it's a Div), then return true.
 334   ///
 335   bool swapOperands();
 336
 337   /// setHasNoUnsignedWrap - Set or clear the nsw flag on this instruction,
 338   /// which must be an operator which supports this flag. See LangRef.html
 339   /// for the meaning of this flag.
 340   void setHasNoUnsignedWrap(bool b = true);
 341
 342   /// setHasNoSignedWrap - Set or clear the nsw flag on this instruction,
 343   /// which must be an operator which supports this flag. See LangRef.html
 344   /// for the meaning of this flag.
 345   void setHasNoSignedWrap(bool b = true);
 346
 347   /// setIsExact - Set or clear the exact flag on this instruction,
 348   /// which must be an operator which supports this flag. See LangRef.html
 349   /// for the meaning of this flag.
 350   void setIsExact(bool b = true);
 351
 352   /// hasNoUnsignedWrap - Determine whether the no unsigned wrap flag is set.
 353   bool hasNoUnsignedWrap() const;
 354
 355   /// hasNoSignedWrap - Determine whether the no signed wrap flag is set.
 356   bool hasNoSignedWrap() const;
 357
 358   /// isExact - Determine whether the exact flag is set.
 359   bool isExact() const;
 360
 361   /// Convenience method to copy supported wrapping, exact, and fast-math flags
 362   /// from V to this instruction.
 363   void copyFlags(const Value *V);
 364
 365   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 366   static inline bool classof(const Instruction *I) {
 367     return I->isBinaryOp();
 368   }
 369   static inline bool classof(const Value *V) {
 370     return isa<Instruction>(V) && classof(cast<Instruction>(V));
 371   }
 372 };
 373
 374 template <>
 375 struct OperandTraits<BinaryOperator> :
 376   public FixedNumOperandTraits<BinaryOperator, 2> {
 377 };
 378
 379 DEFINE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(BinaryOperator, Value)
 380
 381 //===----------------------------------------------------------------------===//
 382 //                               CastInst Class
 383 //===----------------------------------------------------------------------===//
 384
 385 /// CastInst - This is the base class for all instructions that perform data
 386 /// casts. It is simply provided so that instruction category testing
 387 /// can be performed with code like:
 388 ///
 389 /// if (isa<CastInst>(Instr)) { ... }
 390 /// @brief Base class of casting instructions.
 391 class CastInst : public UnaryInstruction {
 392   void anchor() override;
 393 protected:
 394   /// @brief Constructor with insert-before-instruction semantics for subclasses
 395   CastInst(Type *Ty, unsigned iType, Value *S,
 396            const Twine &NameStr = "", Instruction *InsertBefore = nullptr)
 397     : UnaryInstruction(Ty, iType, S, InsertBefore) {
 398     setName(NameStr);
 399   }
 400   /// @brief Constructor with insert-at-end-of-block semantics for subclasses
 401   CastInst(Type *Ty, unsigned iType, Value *S,
 402            const Twine &NameStr, BasicBlock *InsertAtEnd)
 403     : UnaryInstruction(Ty, iType, S, InsertAtEnd) {
 404     setName(NameStr);
 405   }
 406 public:
 407   /// Provides a way to construct any of the CastInst subclasses using an
 408   /// opcode instead of the subclass's constructor. The opcode must be in the
 409   /// CastOps category (Instruction::isCast(opcode) returns true). This
 410   /// constructor has insert-before-instruction semantics to automatically
 411   /// insert the new CastInst before InsertBefore (if it is non-null).
 412   /// @brief Construct any of the CastInst subclasses
 413   static CastInst *Create(
 414     Instruction::CastOps,    ///< The opcode of the cast instruction
 415     Value *S,                ///< The value to be casted (operand 0)
 416     Type *Ty,          ///< The type to which cast should be made
 417     const Twine &Name = "", ///< Name for the instruction
 418     Instruction *InsertBefore = nullptr ///< Place to insert the instruction
 419   );
 420   /// Provides a way to construct any of the CastInst subclasses using an
 421   /// opcode instead of the subclass's constructor. The opcode must be in the
 422   /// CastOps category. This constructor has insert-at-end-of-block semantics
 423   /// to automatically insert the new CastInst at the end of InsertAtEnd (if
 424   /// its non-null).
 425   /// @brief Construct any of the CastInst subclasses
 426   static CastInst *Create(
 427     Instruction::CastOps,    ///< The opcode for the cast instruction
 428     Value *S,                ///< The value to be casted (operand 0)
 429     Type *Ty,          ///< The type to which operand is casted
 430     const Twine &Name, ///< The name for the instruction
 431     BasicBlock *InsertAtEnd  ///< The block to insert the instruction into
 432   );
 433
 434   /// @brief Create a ZExt or BitCast cast instruction
 435   static CastInst *CreateZExtOrBitCast(
 436     Value *S,                ///< The value to be casted (operand 0)
 437     Type *Ty,          ///< The type to which cast should be made
 438     const Twine &Name = "", ///< Name for the instruction
 439     Instruction *InsertBefore = nullptr ///< Place to insert the instruction
 440   );
 441
 442   /// @brief Create a ZExt or BitCast cast instruction
 443   static CastInst *CreateZExtOrBitCast(
 444     Value *S,                ///< The value to be casted (operand 0)
 445     Type *Ty,          ///< The type to which operand is casted
 446     const Twine &Name, ///< The name for the instruction
 447     BasicBlock *InsertAtEnd  ///< The block to insert the instruction into
 448   );
 449
 450   /// @brief Create a SExt or BitCast cast instruction
 451   static CastInst *CreateSExtOrBitCast(
 452     Value *S,                ///< The value to be casted (operand 0)
 453     Type *Ty,          ///< The type to which cast should be made
 454     const Twine &Name = "", ///< Name for the instruction
 455     Instruction *InsertBefore = nullptr ///< Place to insert the instruction
 456   );
 457
 458   /// @brief Create a SExt or BitCast cast instruction
 459   static CastInst *CreateSExtOrBitCast(
 460     Value *S,                ///< The value to be casted (operand 0)
 461     Type *Ty,          ///< The type to which operand is casted
 462     const Twine &Name, ///< The name for the instruction
 463     BasicBlock *InsertAtEnd  ///< The block to insert the instruction into
 464   );
 465
 466   /// @brief Create a BitCast AddrSpaceCast, or a PtrToInt cast instruction.
 467   static CastInst *CreatePointerCast(
 468     Value *S,                ///< The pointer value to be casted (operand 0)
 469     Type *Ty,          ///< The type to which operand is casted
 470     const Twine &Name, ///< The name for the instruction
 471     BasicBlock *InsertAtEnd  ///< The block to insert the instruction into
 472   );
 473
 474   /// @brief Create a BitCast, AddrSpaceCast or a PtrToInt cast instruction.
 475   static CastInst *CreatePointerCast(
 476     Value *S,                ///< The pointer value to be casted (operand 0)
 477     Type *Ty,          ///< The type to which cast should be made
 478     const Twine &Name = "", ///< Name for the instruction
 479     Instruction *InsertBefore = nullptr ///< Place to insert the instruction
 480   );
 481
 482   /// @brief Create a BitCast or an AddrSpaceCast cast instruction.
 483   static CastInst *CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(
 484     Value *S,                ///< The pointer value to be casted (operand 0)
 485     Type *Ty,          ///< The type to which operand is casted
 486     const Twine &Name, ///< The name for the instruction
 487     BasicBlock *InsertAtEnd  ///< The block to insert the instruction into
 488   );
 489
 490   /// @brief Create a BitCast or an AddrSpaceCast cast instruction.
 491   static CastInst *CreatePointerBitCastOrAddrSpaceCast(
 492     Value *S,                ///< The pointer value to be casted (operand 0)
 493     Type *Ty,          ///< The type to which cast should be made
 494     const Twine &Name = "", ///< Name for the instruction
 495     Instruction *InsertBefore = 0 ///< Place to insert the instruction
 496   );
 497
 498   /// @brief Create a ZExt, BitCast, or Trunc for int -> int casts.
 499   static CastInst *CreateIntegerCast(
 500     Value *S,                ///< The pointer value to be casted (operand 0)
 501     Type *Ty,          ///< The type to which cast should be made
 502     bool isSigned,           ///< Whether to regard S as signed or not
 503     const Twine &Name = "", ///< Name for the instruction
 504     Instruction *InsertBefore = nullptr ///< Place to insert the instruction
 505   );
 506
 507   /// @brief Create a ZExt, BitCast, or Trunc for int -> int casts.
 508   static CastInst *CreateIntegerCast(
 509     Value *S,                ///< The integer value to be casted (operand 0)
 510     Type *Ty,          ///< The integer type to which operand is casted
 511     bool isSigned,           ///< Whether to regard S as signed or not
 512     const Twine &Name, ///< The name for the instruction
 513     BasicBlock *InsertAtEnd  ///< The block to insert the instruction into
 514   );
 515
 516   /// @brief Create an FPExt, BitCast, or FPTrunc for fp -> fp casts
 517   static CastInst *CreateFPCast(
 518     Value *S,                ///< The floating point value to be casted
 519     Type *Ty,          ///< The floating point type to cast to
 520     const Twine &Name = "", ///< Name for the instruction
 521     Instruction *InsertBefore = nullptr ///< Place to insert the instruction
 522   );
 523
 524   /// @brief Create an FPExt, BitCast, or FPTrunc for fp -> fp casts
 525   static CastInst *CreateFPCast(
 526     Value *S,                ///< The floating point value to be casted
 527     Type *Ty,          ///< The floating point type to cast to
 528     const Twine &Name, ///< The name for the instruction
 529     BasicBlock *InsertAtEnd  ///< The block to insert the instruction into
 530   );
 531
 532   /// @brief Create a Trunc or BitCast cast instruction
 533   static CastInst *CreateTruncOrBitCast(
 534     Value *S,                ///< The value to be casted (operand 0)
 535     Type *Ty,          ///< The type to which cast should be made
 536     const Twine &Name = "", ///< Name for the instruction
 537     Instruction *InsertBefore = nullptr ///< Place to insert the instruction
 538   );
 539
 540   /// @brief Create a Trunc or BitCast cast instruction
 541   static CastInst *CreateTruncOrBitCast(
 542     Value *S,                ///< The value to be casted (operand 0)
 543     Type *Ty,          ///< The type to which operand is casted
 544     const Twine &Name, ///< The name for the instruction
 545     BasicBlock *InsertAtEnd  ///< The block to insert the instruction into
 546   );
 547
 548   /// @brief Check whether it is valid to call getCastOpcode for these types.
 549   static bool isCastable(
 550     Type *SrcTy, ///< The Type from which the value should be cast.
 551     Type *DestTy ///< The Type to which the value should be cast.
 552   );
 553
 554   /// @brief Check whether a bitcast between these types is valid
 555   static bool isBitCastable(
 556     Type *SrcTy, ///< The Type from which the value should be cast.
 557     Type *DestTy ///< The Type to which the value should be cast.
 558   );
 559
 560   /// Returns the opcode necessary to cast Val into Ty using usual casting
 561   /// rules.
 562   /// @brief Infer the opcode for cast operand and type
 563   static Instruction::CastOps getCastOpcode(
 564     const Value *Val, ///< The value to cast
 565     bool SrcIsSigned, ///< Whether to treat the source as signed
 566     Type *Ty,   ///< The Type to which the value should be casted
 567     bool DstIsSigned  ///< Whether to treate the dest. as signed
 568   );
 569
 570   /// There are several places where we need to know if a cast instruction
 571   /// only deals with integer source and destination types. To simplify that
 572   /// logic, this method is provided.
 573   /// @returns true iff the cast has only integral typed operand and dest type.
 574   /// @brief Determine if this is an integer-only cast.
 575   bool isIntegerCast() const;
 576
 577   /// A lossless cast is one that does not alter the basic value. It implies
 578   /// a no-op cast but is more stringent, preventing things like int->float,
 579   /// long->double, or int->ptr.
 580   /// @returns true iff the cast is lossless.
 581   /// @brief Determine if this is a lossless cast.
 582   bool isLosslessCast() const;
 583
 584   /// A no-op cast is one that can be effected without changing any bits.
 585   /// It implies that the source and destination types are the same size. The
 586   /// IntPtrTy argument is used to make accurate determinations for casts
 587   /// involving Integer and Pointer types. They are no-op casts if the integer
 588   /// is the same size as the pointer. However, pointer size varies with
 589   /// platform. Generally, the result of DataLayout::getIntPtrType() should be
 590   /// passed in. If that's not available, use Type::Int64Ty, which will make
 591   /// the isNoopCast call conservative.
 592   /// @brief Determine if the described cast is a no-op cast.
 593   static bool isNoopCast(
 594     Instruction::CastOps Opcode,  ///< Opcode of cast
 595     Type *SrcTy,   ///< SrcTy of cast
 596     Type *DstTy,   ///< DstTy of cast
 597     Type *IntPtrTy ///< Integer type corresponding to Ptr types
 598   );
 599
 600   /// @brief Determine if this cast is a no-op cast.
 601   bool isNoopCast(
 602     Type *IntPtrTy ///< Integer type corresponding to pointer
 603   ) const;
 604
 605   /// @brief Determine if this cast is a no-op cast.
 606   bool isNoopCast(
 607     const DataLayout *DL ///< DataLayout to get the Int Ptr type from.
 608   ) const;
 609
 610   /// Determine how a pair of casts can be eliminated, if they can be at all.
 611   /// This is a helper function for both CastInst and ConstantExpr.
 612   /// @returns 0 if the CastInst pair can't be eliminated, otherwise
 613   /// returns Instruction::CastOps value for a cast that can replace
 614   /// the pair, casting SrcTy to DstTy.
 615   /// @brief Determine if a cast pair is eliminable
 616   static unsigned isEliminableCastPair(
 617     Instruction::CastOps firstOpcode,  ///< Opcode of first cast
 618     Instruction::CastOps secondOpcode, ///< Opcode of second cast
 619     Type *SrcTy, ///< SrcTy of 1st cast
 620     Type *MidTy, ///< DstTy of 1st cast & SrcTy of 2nd cast
 621     Type *DstTy, ///< DstTy of 2nd cast
 622     Type *SrcIntPtrTy, ///< Integer type corresponding to Ptr SrcTy, or null
 623     Type *MidIntPtrTy, ///< Integer type corresponding to Ptr MidTy, or null
 624     Type *DstIntPtrTy  ///< Integer type corresponding to Ptr DstTy, or null
 625   );
 626
 627   /// @brief Return the opcode of this CastInst
 628   Instruction::CastOps getOpcode() const {
 629     return Instruction::CastOps(Instruction::getOpcode());
 630   }
 631
 632   /// @brief Return the source type, as a convenience
 633   Type* getSrcTy() const { return getOperand(0)->getType(); }
 634   /// @brief Return the destination type, as a convenience
 635   Type* getDestTy() const { return getType(); }
 636
 637   /// This method can be used to determine if a cast from S to DstTy using
 638   /// Opcode op is valid or not.
 639   /// @returns true iff the proposed cast is valid.
 640   /// @brief Determine if a cast is valid without creating one.
 641   static bool castIsValid(Instruction::CastOps op, Value *S, Type *DstTy);
 642
 643   /// @brief Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 644   static inline bool classof(const Instruction *I) {
 645     return I->isCast();
 646   }
 647   static inline bool classof(const Value *V) {
 648     return isa<Instruction>(V) && classof(cast<Instruction>(V));
 649   }
 650 };
 651
 652 //===----------------------------------------------------------------------===//
 653 //                               CmpInst Class
 654 //===----------------------------------------------------------------------===//
 655
 656 /// This class is the base class for the comparison instructions.
 657 /// @brief Abstract base class of comparison instructions.
 658 class CmpInst : public Instruction {
 659   void *operator new(size_t, unsigned) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 660   CmpInst() LLVM_DELETED_FUNCTION;
 661 protected:
 662   CmpInst(Type *ty, Instruction::OtherOps op, unsigned short pred,
 663           Value *LHS, Value *RHS, const Twine &Name = "",
 664           Instruction *InsertBefore = nullptr);
 665
 666   CmpInst(Type *ty, Instruction::OtherOps op, unsigned short pred,
 667           Value *LHS, Value *RHS, const Twine &Name,
 668           BasicBlock *InsertAtEnd);
 669
 670   void anchor() override; // Out of line virtual method.
 671 public:
 672   /// This enumeration lists the possible predicates for CmpInst subclasses.
 673   /// Values in the range 0-31 are reserved for FCmpInst, while values in the
 674   /// range 32-64 are reserved for ICmpInst. This is necessary to ensure the
 675   /// predicate values are not overlapping between the classes.
 676   enum Predicate {
 677     // Opcode              U L G E    Intuitive operation
 678     FCMP_FALSE =  0,  ///< 0 0 0 0    Always false (always folded)
 679     FCMP_OEQ   =  1,  ///< 0 0 0 1    True if ordered and equal
 680     FCMP_OGT   =  2,  ///< 0 0 1 0    True if ordered and greater than
 681     FCMP_OGE   =  3,  ///< 0 0 1 1    True if ordered and greater than or equal
 682     FCMP_OLT   =  4,  ///< 0 1 0 0    True if ordered and less than
 683     FCMP_OLE   =  5,  ///< 0 1 0 1    True if ordered and less than or equal
 684     FCMP_ONE   =  6,  ///< 0 1 1 0    True if ordered and operands are unequal
 685     FCMP_ORD   =  7,  ///< 0 1 1 1    True if ordered (no nans)
 686     FCMP_UNO   =  8,  ///< 1 0 0 0    True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
 687     FCMP_UEQ   =  9,  ///< 1 0 0 1    True if unordered or equal
 688     FCMP_UGT   = 10,  ///< 1 0 1 0    True if unordered or greater than
 689     FCMP_UGE   = 11,  ///< 1 0 1 1    True if unordered, greater than, or equal
 690     FCMP_ULT   = 12,  ///< 1 1 0 0    True if unordered or less than
 691     FCMP_ULE   = 13,  ///< 1 1 0 1    True if unordered, less than, or equal
 692     FCMP_UNE   = 14,  ///< 1 1 1 0    True if unordered or not equal
 693     FCMP_TRUE  = 15,  ///< 1 1 1 1    Always true (always folded)
 694     FIRST_FCMP_PREDICATE = FCMP_FALSE,
 695     LAST_FCMP_PREDICATE = FCMP_TRUE,
 696     BAD_FCMP_PREDICATE = FCMP_TRUE + 1,
 697     ICMP_EQ    = 32,  ///< equal
 698     ICMP_NE    = 33,  ///< not equal
 699     ICMP_UGT   = 34,  ///< unsigned greater than
 700     ICMP_UGE   = 35,  ///< unsigned greater or equal
 701     ICMP_ULT   = 36,  ///< unsigned less than
 702     ICMP_ULE   = 37,  ///< unsigned less or equal
 703     ICMP_SGT   = 38,  ///< signed greater than
 704     ICMP_SGE   = 39,  ///< signed greater or equal
 705     ICMP_SLT   = 40,  ///< signed less than
 706     ICMP_SLE   = 41,  ///< signed less or equal
 707     FIRST_ICMP_PREDICATE = ICMP_EQ,
 708     LAST_ICMP_PREDICATE = ICMP_SLE,
 709     BAD_ICMP_PREDICATE = ICMP_SLE + 1
 710   };
 711
 712   // allocate space for exactly two operands
 713   void *operator new(size_t s) {
 714     return User::operator new(s, 2);
 715   }
 716   /// Construct a compare instruction, given the opcode, the predicate and
 717   /// the two operands.  Optionally (if InstBefore is specified) insert the
 718   /// instruction into a BasicBlock right before the specified instruction.
 719   /// The specified Instruction is allowed to be a dereferenced end iterator.
 720   /// @brief Create a CmpInst
 721   static CmpInst *Create(OtherOps Op,
 722                          unsigned short predicate, Value *S1,
 723                          Value *S2, const Twine &Name = "",
 724                          Instruction *InsertBefore = nullptr);
 725
 726   /// Construct a compare instruction, given the opcode, the predicate and the
 727   /// two operands.  Also automatically insert this instruction to the end of
 728   /// the BasicBlock specified.
 729   /// @brief Create a CmpInst
 730   static CmpInst *Create(OtherOps Op, unsigned short predicate, Value *S1,
 731                          Value *S2, const Twine &Name, BasicBlock *InsertAtEnd);
 732
 733   /// @brief Get the opcode casted to the right type
 734   OtherOps getOpcode() const {
 735     return static_cast<OtherOps>(Instruction::getOpcode());
 736   }
 737
 738   /// @brief Return the predicate for this instruction.
 739   Predicate getPredicate() const {
 740     return Predicate(getSubclassDataFromInstruction());
 741   }
 742
 743   /// @brief Set the predicate for this instruction to the specified value.
 744   void setPredicate(Predicate P) { setInstructionSubclassData(P); }
 745
 746   static bool isFPPredicate(Predicate P) {
 747     return P >= FIRST_FCMP_PREDICATE && P <= LAST_FCMP_PREDICATE;
 748   }
 749
 750   static bool isIntPredicate(Predicate P) {
 751     return P >= FIRST_ICMP_PREDICATE && P <= LAST_ICMP_PREDICATE;
 752   }
 753
 754   bool isFPPredicate() const { return isFPPredicate(getPredicate()); }
 755   bool isIntPredicate() const { return isIntPredicate(getPredicate()); }
 756
 757
 758   /// For example, EQ -> NE, UGT -> ULE, SLT -> SGE,
 759   ///              OEQ -> UNE, UGT -> OLE, OLT -> UGE, etc.
 760   /// @returns the inverse predicate for the instruction's current predicate.
 761   /// @brief Return the inverse of the instruction's predicate.
 762   Predicate getInversePredicate() const {
 763     return getInversePredicate(getPredicate());
 764   }
 765
 766   /// For example, EQ -> NE, UGT -> ULE, SLT -> SGE,
 767   ///              OEQ -> UNE, UGT -> OLE, OLT -> UGE, etc.
 768   /// @returns the inverse predicate for predicate provided in \p pred.
 769   /// @brief Return the inverse of a given predicate
 770   static Predicate getInversePredicate(Predicate pred);
 771
 772   /// For example, EQ->EQ, SLE->SGE, ULT->UGT,
 773   ///              OEQ->OEQ, ULE->UGE, OLT->OGT, etc.
 774   /// @returns the predicate that would be the result of exchanging the two
 775   /// operands of the CmpInst instruction without changing the result
 776   /// produced.
 777   /// @brief Return the predicate as if the operands were swapped
 778   Predicate getSwappedPredicate() const {
 779     return getSwappedPredicate(getPredicate());
 780   }
 781
 782   /// This is a static version that you can use without an instruction
 783   /// available.
 784   /// @brief Return the predicate as if the operands were swapped.
 785   static Predicate getSwappedPredicate(Predicate pred);
 786
 787   /// @brief Provide more efficient getOperand methods.
 788   DECLARE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(Value);
 789
 790   /// This is just a convenience that dispatches to the subclasses.
 791   /// @brief Swap the operands and adjust predicate accordingly to retain
 792   /// the same comparison.
 793   void swapOperands();
 794
 795   /// This is just a convenience that dispatches to the subclasses.
 796   /// @brief Determine if this CmpInst is commutative.
 797   bool isCommutative() const;
 798
 799   /// This is just a convenience that dispatches to the subclasses.
 800   /// @brief Determine if this is an equals/not equals predicate.
 801   bool isEquality() const;
 802
 803   /// @returns true if the comparison is signed, false otherwise.
 804   /// @brief Determine if this instruction is using a signed comparison.
 805   bool isSigned() const {
 806     return isSigned(getPredicate());
 807   }
 808
 809   /// @returns true if the comparison is unsigned, false otherwise.
 810   /// @brief Determine if this instruction is using an unsigned comparison.
 811   bool isUnsigned() const {
 812     return isUnsigned(getPredicate());
 813   }
 814
 815   /// This is just a convenience.
 816   /// @brief Determine if this is true when both operands are the same.
 817   bool isTrueWhenEqual() const {
 818     return isTrueWhenEqual(getPredicate());
 819   }
 820
 821   /// This is just a convenience.
 822   /// @brief Determine if this is false when both operands are the same.
 823   bool isFalseWhenEqual() const {
 824     return isFalseWhenEqual(getPredicate());
 825   }
 826
 827   /// @returns true if the predicate is unsigned, false otherwise.
 828   /// @brief Determine if the predicate is an unsigned operation.
 829   static bool isUnsigned(unsigned short predicate);
 830
 831   /// @returns true if the predicate is signed, false otherwise.
 832   /// @brief Determine if the predicate is an signed operation.
 833   static bool isSigned(unsigned short predicate);
 834
 835   /// @brief Determine if the predicate is an ordered operation.
 836   static bool isOrdered(unsigned short predicate);
 837
 838   /// @brief Determine if the predicate is an unordered operation.
 839   static bool isUnordered(unsigned short predicate);
 840
 841   /// Determine if the predicate is true when comparing a value with itself.
 842   static bool isTrueWhenEqual(unsigned short predicate);
 843
 844   /// Determine if the predicate is false when comparing a value with itself.
 845   static bool isFalseWhenEqual(unsigned short predicate);
 846
 847   /// @brief Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 848   static inline bool classof(const Instruction *I) {
 849     return I->getOpcode() == Instruction::ICmp ||
 850            I->getOpcode() == Instruction::FCmp;
 851   }
 852   static inline bool classof(const Value *V) {
 853     return isa<Instruction>(V) && classof(cast<Instruction>(V));
 854   }
 855
 856   /// @brief Create a result type for fcmp/icmp
 857   static Type* makeCmpResultType(Type* opnd_type) {
 858     if (VectorType* vt = dyn_cast<VectorType>(opnd_type)) {
 859       return VectorType::get(Type::getInt1Ty(opnd_type->getContext()),
 860                              vt->getNumElements());
 861     }
 862     return Type::getInt1Ty(opnd_type->getContext());
 863   }
 864 private:
 865   // Shadow Value::setValueSubclassData with a private forwarding method so that
 866   // subclasses cannot accidentally use it.
 867   void setValueSubclassData(unsigned short D) {
 868     Value::setValueSubclassData(D);
 869   }
 870 };
 871
 872
 873 // FIXME: these are redundant if CmpInst < BinaryOperator
 874 template <>
 875 struct OperandTraits<CmpInst> : public FixedNumOperandTraits<CmpInst, 2> {
 876 };
 877
 878 DEFINE_TRANSPARENT_OPERAND_ACCESSORS(CmpInst, Value)
 879
 880 } // End llvm namespace
 881
 882 #endif