StringRef'ize EmitSourceFileHeader().
[oota-llvm.git] / include / llvm / Instruction.h
index d9cb5859211513b2b5022046a3a36d8d184a0959..9c5ac4430f89967b7523f05b81ea544b3d4d0737 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 #define LLVM_INSTRUCTION_H
 
 #include "llvm/User.h"
+#include "llvm/ADT/ilist_node.h"
+#include "llvm/Support/DebugLoc.h"
 
 namespace llvm {
 
-struct AssemblyAnnotationWriter;
-class BinaryOperator;
+class LLVMContext;
+class MDNode;
 
-template<typename SC> struct ilist_traits;
-template<typename ValueSubClass, typename ItemParentClass, typename SymTabClass,
-         typename SubClass> class SymbolTableListTraits;
+template<typename ValueSubClass, typename ItemParentClass>
+  class SymbolTableListTraits;
 
-class Instruction : public User {
-  BasicBlock *Parent;
-  Instruction *Prev, *Next; // Next and Prev links for our intrusive linked list
-
-  void setNext(Instruction *N) { Next = N; }
-  void setPrev(Instruction *N) { Prev = N; }
+class Instruction : public User, public ilist_node<Instruction> {
+  void operator=(const Instruction &);     // Do not implement
+  Instruction(const Instruction &);        // Do not implement
 
-  friend class SymbolTableListTraits<Instruction, BasicBlock, Function,
-                                     ilist_traits<Instruction> >;
-  void setParent(BasicBlock *P);
-
-private:
-  // FIXME: This is a dirty hack.  Setcc instructions shouldn't encode the CC
-  // into the opcode field.  When they don't, this will be unneeded.
-  void setOpcode(unsigned NewOpcode);
-  friend class BinaryOperator;
-protected:
-  Instruction(const Type *Ty, unsigned iType, Use *Ops, unsigned NumOps,
-              const std::string &Name = "",
-              Instruction *InsertBefore = 0);
-  Instruction(const Type *Ty, unsigned iType, Use *Ops, unsigned NumOps,
-              const std::string &Name, BasicBlock *InsertAtEnd);
+  BasicBlock *Parent;
+  DebugLoc DbgLoc;                         // 'dbg' Metadata cache.
+  
+  enum {
+    /// HasMetadataBit - This is a bit stored in the SubClassData field which
+    /// indicates whether this instruction has metadata attached to it or not.
+    HasMetadataBit = 1 << 15
+  };
 public:
-
-  ~Instruction() {
-    assert(Parent == 0 && "Instruction still linked in the program!");
-  }
-
-  /// mayWriteToMemory - Return true if this instruction may modify memory.
-  ///
-  virtual bool mayWriteToMemory() const { return false; }
-
-  /// clone() - Create a copy of 'this' instruction that is identical in all
-  /// ways except the following:
-  ///   * The instruction has no parent
-  ///   * The instruction has no name
-  ///
-  virtual Instruction *clone() const = 0;
-
-  /// isIdenticalTo - Return true if the specified instruction is exactly
-  /// identical to the current one.  This means that all operands match and any
-  /// extra information (e.g. load is volatile) agree.
-  bool isIdenticalTo(Instruction *I) const;
-
-
-  // Accessor methods...
-  //
+  // Out of line virtual method, so the vtable, etc has a home.
+  ~Instruction();
+  
+  /// use_back - Specialize the methods defined in Value, as we know that an
+  /// instruction can only be used by other instructions.
+  Instruction       *use_back()       { return cast<Instruction>(*use_begin());}
+  const Instruction *use_back() const { return cast<Instruction>(*use_begin());}
+  
   inline const BasicBlock *getParent() const { return Parent; }
   inline       BasicBlock *getParent()       { return Parent; }
 
-  // getNext/Prev - Return the next or previous instruction in the list.  The
-  // last node in the list is a terminator instruction.
-        Instruction *getNext()       { return Next; }
-  const Instruction *getNext() const { return Next; }
-        Instruction *getPrev()       { return Prev; }
-  const Instruction *getPrev() const { return Prev; }
-
   /// removeFromParent - This method unlinks 'this' from the containing basic
   /// block, but does not delete it.
   ///
@@ -93,42 +61,149 @@ public:
   ///
   void eraseFromParent();
 
+  /// insertBefore - Insert an unlinked instructions into a basic block
+  /// immediately before the specified instruction.
+  void insertBefore(Instruction *InsertPos);
+
+  /// insertAfter - Insert an unlinked instructions into a basic block
+  /// immediately after the specified instruction.
+  void insertAfter(Instruction *InsertPos);
+
   /// moveBefore - Unlink this instruction from its current basic block and
   /// insert it into the basic block that MovePos lives in, right before
   /// MovePos.
   void moveBefore(Instruction *MovePos);
 
-  // ---------------------------------------------------------------------------
-  /// Subclass classification... getOpcode() returns a member of
-  /// one of the enums that is coming soon (down below)...
-  ///
-  unsigned getOpcode() const { return getValueType() - InstructionVal; }
-  virtual const char *getOpcodeName() const {
-    return getOpcodeName(getOpcode());
-  }
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // Subclass classification.
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  
+  /// getOpcode() returns a member of one of the enums like Instruction::Add.
+  unsigned getOpcode() const { return getValueID() - InstructionVal; }
+  
+  const char *getOpcodeName() const { return getOpcodeName(getOpcode()); }
+  bool isTerminator() const { return isTerminator(getOpcode()); }
+  bool isBinaryOp() const { return isBinaryOp(getOpcode()); }
+  bool isShift() { return isShift(getOpcode()); }
+  bool isCast() const { return isCast(getOpcode()); }
+  
   static const char* getOpcodeName(unsigned OpCode);
 
   static inline bool isTerminator(unsigned OpCode) {
     return OpCode >= TermOpsBegin && OpCode < TermOpsEnd;
   }
 
-  inline bool isTerminator() const {   // Instance of TerminatorInst?
-    return isTerminator(getOpcode());
+  static inline bool isBinaryOp(unsigned Opcode) {
+    return Opcode >= BinaryOpsBegin && Opcode < BinaryOpsEnd;
+  }
+
+  /// @brief Determine if the Opcode is one of the shift instructions.
+  static inline bool isShift(unsigned Opcode) {
+    return Opcode >= Shl && Opcode <= AShr;
+  }
+
+  /// isLogicalShift - Return true if this is a logical shift left or a logical
+  /// shift right.
+  inline bool isLogicalShift() const {
+    return getOpcode() == Shl || getOpcode() == LShr;
+  }
+
+  /// isArithmeticShift - Return true if this is an arithmetic shift right.
+  inline bool isArithmeticShift() const {
+    return getOpcode() == AShr;
   }
 
-  inline bool isBinaryOp() const {
-    return getOpcode() >= BinaryOpsBegin && getOpcode() < BinaryOpsEnd;
+  /// @brief Determine if the OpCode is one of the CastInst instructions.
+  static inline bool isCast(unsigned OpCode) {
+    return OpCode >= CastOpsBegin && OpCode < CastOpsEnd;
   }
 
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // Metadata manipulation.
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  
+  /// hasMetadata() - Return true if this instruction has any metadata attached
+  /// to it.
+  bool hasMetadata() const {
+    return !DbgLoc.isUnknown() || hasMetadataHashEntry();
+  }
+  
+  /// hasMetadataOtherThanDebugLoc - Return true if this instruction has
+  /// metadata attached to it other than a debug location.
+  bool hasMetadataOtherThanDebugLoc() const {
+    return hasMetadataHashEntry();
+  }
+  
+  /// getMetadata - Get the metadata of given kind attached to this Instruction.
+  /// If the metadata is not found then return null.
+  MDNode *getMetadata(unsigned KindID) const {
+    if (!hasMetadata()) return 0;
+    return getMetadataImpl(KindID);
+  }
+  
+  /// getMetadata - Get the metadata of given kind attached to this Instruction.
+  /// If the metadata is not found then return null.
+  MDNode *getMetadata(StringRef Kind) const {
+    if (!hasMetadata()) return 0;
+    return getMetadataImpl(Kind);
+  }
+  
+  /// getAllMetadata - Get all metadata attached to this Instruction.  The first
+  /// element of each pair returned is the KindID, the second element is the
+  /// metadata value.  This list is returned sorted by the KindID.
+  void getAllMetadata(SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, MDNode*> > &MDs)const{
+    if (hasMetadata())
+      getAllMetadataImpl(MDs);
+  }
+  
+  /// getAllMetadataOtherThanDebugLoc - This does the same thing as
+  /// getAllMetadata, except that it filters out the debug location.
+  void getAllMetadataOtherThanDebugLoc(SmallVectorImpl<std::pair<unsigned,
+                                       MDNode*> > &MDs) const {
+    if (hasMetadataOtherThanDebugLoc())
+      getAllMetadataOtherThanDebugLocImpl(MDs);
+  }
+  
+  /// setMetadata - Set the metadata of the specified kind to the specified
+  /// node.  This updates/replaces metadata if already present, or removes it if
+  /// Node is null.
+  void setMetadata(unsigned KindID, MDNode *Node);
+  void setMetadata(StringRef Kind, MDNode *Node);
+
+  /// setDebugLoc - Set the debug location information for this instruction.
+  void setDebugLoc(const DebugLoc &Loc) { DbgLoc = Loc; }
+  
+  /// getDebugLoc - Return the debug location for this node as a DebugLoc.
+  const DebugLoc &getDebugLoc() const { return DbgLoc; }
+  
+private:
+  /// hasMetadataHashEntry - Return true if we have an entry in the on-the-side
+  /// metadata hash.
+  bool hasMetadataHashEntry() const {
+    return (getSubclassDataFromValue() & HasMetadataBit) != 0;
+  }
+  
+  // These are all implemented in Metadata.cpp.
+  MDNode *getMetadataImpl(unsigned KindID) const;
+  MDNode *getMetadataImpl(StringRef Kind) const;
+  void getAllMetadataImpl(SmallVectorImpl<std::pair<unsigned,MDNode*> > &)const;
+  void getAllMetadataOtherThanDebugLocImpl(SmallVectorImpl<std::pair<unsigned,
+                                           MDNode*> > &) const;
+  void clearMetadataHashEntries();
+public:
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // Predicates and helper methods.
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  
+  
   /// isAssociative - Return true if the instruction is associative:
   ///
   ///   Associative operators satisfy:  x op (y op z) === (x op y) op z
   ///
-  /// In LLVM, the Add, Mul, And, Or, and Xor operators are associative, when
-  /// not applied to floating point types.
+  /// In LLVM, the Add, Mul, And, Or, and Xor operators are associative.
   ///
-  bool isAssociative() const { return isAssociative(getOpcode(), getType()); }
-  static bool isAssociative(unsigned op, const Type *Ty);
+  bool isAssociative() const { return isAssociative(getOpcode()); }
+  static bool isAssociative(unsigned op);
 
   /// isCommutative - Return true if the instruction is commutative:
   ///
@@ -140,30 +215,77 @@ public:
   bool isCommutative() const { return isCommutative(getOpcode()); }
   static bool isCommutative(unsigned op);
 
-  /// isRelational - Return true if the instruction is a Set* instruction:
+  /// mayWriteToMemory - Return true if this instruction may modify memory.
   ///
-  bool isRelational() const { return isRelational(getOpcode()); }
-  static bool isRelational(unsigned op);
+  bool mayWriteToMemory() const;
 
+  /// mayReadFromMemory - Return true if this instruction may read memory.
+  ///
+  bool mayReadFromMemory() const;
 
-  /// isTrappingInstruction - Return true if the instruction may trap.
+  /// mayReadOrWriteMemory - Return true if this instruction may read or
+  /// write memory.
   ///
-  bool isTrapping() const {
-    return isTrapping(getOpcode());
+  bool mayReadOrWriteMemory() const {
+    return mayReadFromMemory() || mayWriteToMemory();
   }
-  static bool isTrapping(unsigned op);
 
-  virtual void print(std::ostream &OS) const { print(OS, 0); }
-  void print(std::ostream &OS, AssemblyAnnotationWriter *AAW) const;
+  /// mayThrow - Return true if this instruction may throw an exception.
+  ///
+  bool mayThrow() const;
+
+  /// mayHaveSideEffects - Return true if the instruction may have side effects.
+  ///
+  /// Note that this does not consider malloc and alloca to have side
+  /// effects because the newly allocated memory is completely invisible to
+  /// instructions which don't used the returned value.  For cases where this
+  /// matters, isSafeToSpeculativelyExecute may be more appropriate.
+  bool mayHaveSideEffects() const {
+    return mayWriteToMemory() || mayThrow();
+  }
 
+  /// clone() - Create a copy of 'this' instruction that is identical in all
+  /// ways except the following:
+  ///   * The instruction has no parent
+  ///   * The instruction has no name
+  ///
+  Instruction *clone() const;
+  
+  /// isIdenticalTo - Return true if the specified instruction is exactly
+  /// identical to the current one.  This means that all operands match and any
+  /// extra information (e.g. load is volatile) agree.
+  bool isIdenticalTo(const Instruction *I) const;
+  
+  /// isIdenticalToWhenDefined - This is like isIdenticalTo, except that it
+  /// ignores the SubclassOptionalData flags, which specify conditions
+  /// under which the instruction's result is undefined.
+  bool isIdenticalToWhenDefined(const Instruction *I) const;
+  
+  /// This function determines if the specified instruction executes the same
+  /// operation as the current one. This means that the opcodes, type, operand
+  /// types and any other factors affecting the operation must be the same. This
+  /// is similar to isIdenticalTo except the operands themselves don't have to
+  /// be identical.
+  /// @returns true if the specified instruction is the same operation as
+  /// the current one.
+  /// @brief Determine if one instruction is the same operation as another.
+  bool isSameOperationAs(const Instruction *I) const;
+  
+  /// isUsedOutsideOfBlock - Return true if there are any uses of this
+  /// instruction in blocks other than the specified block.  Note that PHI nodes
+  /// are considered to evaluate their operands in the corresponding predecessor
+  /// block.
+  bool isUsedOutsideOfBlock(const BasicBlock *BB) const;
+  
+  
   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
   static inline bool classof(const Instruction *) { return true; }
   static inline bool classof(const Value *V) {
-    return V->getValueType() >= Value::InstructionVal;
+    return V->getValueID() >= Value::InstructionVal;
   }
 
   //----------------------------------------------------------------------
-  // Exported enumerations...
+  // Exported enumerations.
   //
   enum TermOps {       // These terminate basic blocks
 #define  FIRST_TERM_INST(N)             TermOpsBegin = N,
@@ -186,14 +308,70 @@ public:
 #include "llvm/Instruction.def"
   };
 
+  enum CastOps {
+#define  FIRST_CAST_INST(N)             CastOpsBegin = N,
+#define HANDLE_CAST_INST(N, OPC, CLASS) OPC = N,
+#define   LAST_CAST_INST(N)             CastOpsEnd = N+1
+#include "llvm/Instruction.def"
+  };
+
   enum OtherOps {
 #define  FIRST_OTHER_INST(N)             OtherOpsBegin = N,
 #define HANDLE_OTHER_INST(N, OPC, CLASS) OPC = N,
 #define   LAST_OTHER_INST(N)             OtherOpsEnd = N+1
 #include "llvm/Instruction.def"
   };
+private:
+  // Shadow Value::setValueSubclassData with a private forwarding method so that
+  // subclasses cannot accidentally use it.
+  void setValueSubclassData(unsigned short D) {
+    Value::setValueSubclassData(D);
+  }
+  unsigned short getSubclassDataFromValue() const {
+    return Value::getSubclassDataFromValue();
+  }
+  
+  void setHasMetadataHashEntry(bool V) {
+    setValueSubclassData((getSubclassDataFromValue() & ~HasMetadataBit) |
+                         (V ? HasMetadataBit : 0));
+  }
+  
+  friend class SymbolTableListTraits<Instruction, BasicBlock>;
+  void setParent(BasicBlock *P);
+protected:
+  // Instruction subclasses can stick up to 15 bits of stuff into the
+  // SubclassData field of instruction with these members.
+  
+  // Verify that only the low 15 bits are used.
+  void setInstructionSubclassData(unsigned short D) {
+    assert((D & HasMetadataBit) == 0 && "Out of range value put into field");
+    setValueSubclassData((getSubclassDataFromValue() & HasMetadataBit) | D);
+  }
+  
+  unsigned getSubclassDataFromInstruction() const {
+    return getSubclassDataFromValue() & ~HasMetadataBit;
+  }
+  
+  Instruction(Type *Ty, unsigned iType, Use *Ops, unsigned NumOps,
+              Instruction *InsertBefore = 0);
+  Instruction(Type *Ty, unsigned iType, Use *Ops, unsigned NumOps,
+              BasicBlock *InsertAtEnd);
+  virtual Instruction *clone_impl() const = 0;
+  
 };
 
+// Instruction* is only 4-byte aligned.
+template<>
+class PointerLikeTypeTraits<Instruction*> {
+  typedef Instruction* PT;
+public:
+  static inline void *getAsVoidPointer(PT P) { return P; }
+  static inline PT getFromVoidPointer(void *P) {
+    return static_cast<PT>(P);
+  }
+  enum { NumLowBitsAvailable = 2 };
+};
+  
 } // End llvm namespace
 
 #endif