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[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / MemoryBuiltins.h
index fde7dc688cea8c1adf1b10511a78c24b9dbece5e..805a43dfb0705780e7e681c43ad66d6c40ce4db9 100644 (file)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This family of functions identifies calls to builtin functions that allocate
-// or free memory.  
+// or free memory.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #ifndef LLVM_ANALYSIS_MEMORYBUILTINS_H
 #define LLVM_ANALYSIS_MEMORYBUILTINS_H
 
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetFolder.h"
+#include "llvm/IR/IRBuilder.h"
+#include "llvm/IR/InstVisitor.h"
+#include "llvm/IR/Operator.h"
+#include "llvm/IR/ValueHandle.h"
+#include "llvm/Support/DataTypes.h"
+
 namespace llvm {
 class CallInst;
-class LLVMContext;
 class PointerType;
-class TargetData;
+class DataLayout;
+class TargetLibraryInfo;
 class Type;
 class Value;
 
+
+/// \brief Tests if a value is a call or invoke to a library function that
+/// allocates or reallocates memory (either malloc, calloc, realloc, or strdup
+/// like).
+bool isAllocationFn(const Value *V, const TargetLibraryInfo *TLI,
+                    bool LookThroughBitCast = false);
+
+/// \brief Tests if a value is a call or invoke to a function that returns a
+/// NoAlias pointer (including malloc/calloc/realloc/strdup-like functions).
+bool isNoAliasFn(const Value *V, const TargetLibraryInfo *TLI,
+                 bool LookThroughBitCast = false);
+
+/// \brief Tests if a value is a call or invoke to a library function that
+/// allocates uninitialized memory (such as malloc).
+bool isMallocLikeFn(const Value *V, const TargetLibraryInfo *TLI,
+                    bool LookThroughBitCast = false);
+
+/// \brief Tests if a value is a call or invoke to a library function that
+/// allocates zero-filled memory (such as calloc).
+bool isCallocLikeFn(const Value *V, const TargetLibraryInfo *TLI,
+                    bool LookThroughBitCast = false);
+
+/// \brief Tests if a value is a call or invoke to a library function that
+/// allocates memory (either malloc, calloc, or strdup like).
+bool isAllocLikeFn(const Value *V, const TargetLibraryInfo *TLI,
+                   bool LookThroughBitCast = false);
+
+/// \brief Tests if a value is a call or invoke to a library function that
+/// reallocates memory (such as realloc).
+bool isReallocLikeFn(const Value *V, const TargetLibraryInfo *TLI,
+                     bool LookThroughBitCast = false);
+
+/// \brief Tests if a value is a call or invoke to a library function that
+/// allocates memory and never returns null (such as operator new).
+bool isOperatorNewLikeFn(const Value *V, const TargetLibraryInfo *TLI,
+                         bool LookThroughBitCast = false);
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //  malloc Call Utility Functions.
 //
 
-/// isMalloc - Returns true if the value is either a malloc call or a bitcast of 
-/// the result of a malloc call
-bool isMalloc(const Value* I);
-
 /// extractMallocCall - Returns the corresponding CallInst if the instruction
 /// is a malloc call.  Since CallInst::CreateMalloc() only creates calls, we
 /// ignore InvokeInst here.
-const CallInst* extractMallocCall(const Value* I);
-CallInst* extractMallocCall(Value* I);
-
-/// extractMallocCallFromBitCast - Returns the corresponding CallInst if the
-/// instruction is a bitcast of the result of a malloc call.
-const CallInst* extractMallocCallFromBitCast(const Value* I);
-CallInst* extractMallocCallFromBitCast(Value* I);
-
-/// isArrayMalloc - Returns the corresponding CallInst if the instruction 
-/// is a call to malloc whose array size can be determined and the array size
-/// is not constant 1.  Otherwise, return NULL.
-CallInst* isArrayMalloc(Value* I, LLVMContext &Context, const TargetData* TD);
-const CallInst* isArrayMalloc(const Value* I, LLVMContext &Context,
-                              const TargetData* TD);
+const CallInst *extractMallocCall(const Value *I, const TargetLibraryInfo *TLI);
+static inline CallInst *extractMallocCall(Value *I,
+                                          const TargetLibraryInfo *TLI) {
+  return const_cast<CallInst*>(extractMallocCall((const Value*)I, TLI));
+}
 
 /// getMallocType - Returns the PointerType resulting from the malloc call.
 /// The PointerType depends on the number of bitcast uses of the malloc call:
 ///   0: PointerType is the malloc calls' return type.
 ///   1: PointerType is the bitcast's result type.
 ///  >1: Unique PointerType cannot be determined, return NULL.
-const PointerType* getMallocType(const CallInst* CI);
+PointerType *getMallocType(const CallInst *CI, const TargetLibraryInfo *TLI);
 
 /// getMallocAllocatedType - Returns the Type allocated by malloc call.
 /// The Type depends on the number of bitcast uses of the malloc call:
 ///   0: PointerType is the malloc calls' return type.
 ///   1: PointerType is the bitcast's result type.
 ///  >1: Unique PointerType cannot be determined, return NULL.
-const Type* getMallocAllocatedType(const CallInst* CI);
+Type *getMallocAllocatedType(const CallInst *CI, const TargetLibraryInfo *TLI);
 
-/// getMallocArraySize - Returns the array size of a malloc call.  If the 
+/// getMallocArraySize - Returns the array size of a malloc call.  If the
 /// argument passed to malloc is a multiple of the size of the malloced type,
 /// then return that multiple.  For non-array mallocs, the multiple is
 /// constant 1.  Otherwise, return NULL for mallocs whose array size cannot be
 /// determined.
-Value* getMallocArraySize(CallInst* CI, LLVMContext &Context,
-                          const TargetData* TD);
-                          
+Value *getMallocArraySize(CallInst *CI, const DataLayout &DL,
+                          const TargetLibraryInfo *TLI,
+                          bool LookThroughSExt = false);
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//  calloc Call Utility Functions.
+//
+
+/// extractCallocCall - Returns the corresponding CallInst if the instruction
+/// is a calloc call.
+const CallInst *extractCallocCall(const Value *I, const TargetLibraryInfo *TLI);
+static inline CallInst *extractCallocCall(Value *I,
+                                          const TargetLibraryInfo *TLI) {
+  return const_cast<CallInst*>(extractCallocCall((const Value*)I, TLI));
+}
+
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //  free Call Utility Functions.
 //
 
-/// isFreeCall - Returns true if the the value is a call to the builtin free()
-bool isFreeCall(const Value* I);
+/// isFreeCall - Returns non-null if the value is a call to the builtin free()
+const CallInst *isFreeCall(const Value *I, const TargetLibraryInfo *TLI);
+
+static inline CallInst *isFreeCall(Value *I, const TargetLibraryInfo *TLI) {
+  return const_cast<CallInst*>(isFreeCall((const Value*)I, TLI));
+}
+
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//  Utility functions to compute size of objects.
+//
+
+/// \brief Compute the size of the object pointed by Ptr. Returns true and the
+/// object size in Size if successful, and false otherwise. In this context, by
+/// object we mean the region of memory starting at Ptr to the end of the
+/// underlying object pointed to by Ptr.
+/// If RoundToAlign is true, then Size is rounded up to the aligment of allocas,
+/// byval arguments, and global variables.
+bool getObjectSize(const Value *Ptr, uint64_t &Size, const DataLayout &DL,
+                   const TargetLibraryInfo *TLI, bool RoundToAlign = false);
+
+typedef std::pair<APInt, APInt> SizeOffsetType;
+
+/// \brief Evaluate the size and offset of an object pointed to by a Value*
+/// statically. Fails if size or offset are not known at compile time.
+class ObjectSizeOffsetVisitor
+  : public InstVisitor<ObjectSizeOffsetVisitor, SizeOffsetType> {
+
+  const DataLayout &DL;
+  const TargetLibraryInfo *TLI;
+  bool RoundToAlign;
+  unsigned IntTyBits;
+  APInt Zero;
+  SmallPtrSet<Instruction *, 8> SeenInsts;
+
+  APInt align(APInt Size, uint64_t Align);
+
+  SizeOffsetType unknown() {
+    return std::make_pair(APInt(), APInt());
+  }
+
+public:
+  ObjectSizeOffsetVisitor(const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
+                          LLVMContext &Context, bool RoundToAlign = false);
+
+  SizeOffsetType compute(Value *V);
+
+  bool knownSize(SizeOffsetType &SizeOffset) {
+    return SizeOffset.first.getBitWidth() > 1;
+  }
+
+  bool knownOffset(SizeOffsetType &SizeOffset) {
+    return SizeOffset.second.getBitWidth() > 1;
+  }
+
+  bool bothKnown(SizeOffsetType &SizeOffset) {
+    return knownSize(SizeOffset) && knownOffset(SizeOffset);
+  }
+
+  // These are "private", except they can't actually be made private. Only
+  // compute() should be used by external users.
+  SizeOffsetType visitAllocaInst(AllocaInst &I);
+  SizeOffsetType visitArgument(Argument &A);
+  SizeOffsetType visitCallSite(CallSite CS);
+  SizeOffsetType visitConstantPointerNull(ConstantPointerNull&);
+  SizeOffsetType visitExtractElementInst(ExtractElementInst &I);
+  SizeOffsetType visitExtractValueInst(ExtractValueInst &I);
+  SizeOffsetType visitGEPOperator(GEPOperator &GEP);
+  SizeOffsetType visitGlobalAlias(GlobalAlias &GA);
+  SizeOffsetType visitGlobalVariable(GlobalVariable &GV);
+  SizeOffsetType visitIntToPtrInst(IntToPtrInst&);
+  SizeOffsetType visitLoadInst(LoadInst &I);
+  SizeOffsetType visitPHINode(PHINode&);
+  SizeOffsetType visitSelectInst(SelectInst &I);
+  SizeOffsetType visitUndefValue(UndefValue&);
+  SizeOffsetType visitInstruction(Instruction &I);
+};
+
+typedef std::pair<Value*, Value*> SizeOffsetEvalType;
+
+
+/// \brief Evaluate the size and offset of an object pointed to by a Value*.
+/// May create code to compute the result at run-time.
+class ObjectSizeOffsetEvaluator
+  : public InstVisitor<ObjectSizeOffsetEvaluator, SizeOffsetEvalType> {
+
+  typedef IRBuilder<true, TargetFolder> BuilderTy;
+  typedef std::pair<WeakVH, WeakVH> WeakEvalType;
+  typedef DenseMap<const Value*, WeakEvalType> CacheMapTy;
+  typedef SmallPtrSet<const Value*, 8> PtrSetTy;
+
+  const DataLayout &DL;
+  const TargetLibraryInfo *TLI;
+  LLVMContext &Context;
+  BuilderTy Builder;
+  IntegerType *IntTy;
+  Value *Zero;
+  CacheMapTy CacheMap;
+  PtrSetTy SeenVals;
+  bool RoundToAlign;
+
+  SizeOffsetEvalType unknown() {
+    return std::make_pair(nullptr, nullptr);
+  }
+  SizeOffsetEvalType compute_(Value *V);
+
+public:
+  ObjectSizeOffsetEvaluator(const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
+                            LLVMContext &Context, bool RoundToAlign = false);
+  SizeOffsetEvalType compute(Value *V);
+
+  bool knownSize(SizeOffsetEvalType SizeOffset) {
+    return SizeOffset.first;
+  }
+
+  bool knownOffset(SizeOffsetEvalType SizeOffset) {
+    return SizeOffset.second;
+  }
+
+  bool anyKnown(SizeOffsetEvalType SizeOffset) {
+    return knownSize(SizeOffset) || knownOffset(SizeOffset);
+  }
+
+  bool bothKnown(SizeOffsetEvalType SizeOffset) {
+    return knownSize(SizeOffset) && knownOffset(SizeOffset);
+  }
+
+  // The individual instruction visitors should be treated as private.
+  SizeOffsetEvalType visitAllocaInst(AllocaInst &I);
+  SizeOffsetEvalType visitCallSite(CallSite CS);
+  SizeOffsetEvalType visitExtractElementInst(ExtractElementInst &I);
+  SizeOffsetEvalType visitExtractValueInst(ExtractValueInst &I);
+  SizeOffsetEvalType visitGEPOperator(GEPOperator &GEP);
+  SizeOffsetEvalType visitIntToPtrInst(IntToPtrInst&);
+  SizeOffsetEvalType visitLoadInst(LoadInst &I);
+  SizeOffsetEvalType visitPHINode(PHINode &PHI);
+  SizeOffsetEvalType visitSelectInst(SelectInst &I);
+  SizeOffsetEvalType visitInstruction(Instruction &I);
+};
 
 } // End llvm namespace