]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/include/llvm/CodeGen/MachineInstr.h
Merge llvm, clang, compiler-rt, libc++, libunwind, lld, lldb and openmp
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / include / llvm / CodeGen / MachineInstr.h
1 //===- llvm/CodeGen/MachineInstr.h - MachineInstr class ---------*- C++ -*-===//
2 //
3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6 //
7 //===----------------------------------------------------------------------===//
8 //
9 // This file contains the declaration of the MachineInstr class, which is the
10 // basic representation for all target dependent machine instructions used by
11 // the back end.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINEINSTR_H
16 #define LLVM_CODEGEN_MACHINEINSTR_H
17
18 #include "llvm/ADT/DenseMapInfo.h"
19 #include "llvm/ADT/PointerSumType.h"
20 #include "llvm/ADT/ilist.h"
21 #include "llvm/ADT/ilist_node.h"
22 #include "llvm/ADT/iterator_range.h"
23 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineOperand.h"
26 #include "llvm/CodeGen/TargetOpcodes.h"
27 #include "llvm/IR/DebugInfoMetadata.h"
28 #include "llvm/IR/DebugLoc.h"
29 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
30 #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
31 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
32 #include "llvm/Support/ArrayRecycler.h"
33 #include "llvm/Support/TrailingObjects.h"
34 #include <algorithm>
35 #include <cassert>
36 #include <cstdint>
37 #include <utility>
38
39 namespace llvm {
40
41 template <typename T> class ArrayRef;
42 class DIExpression;
43 class DILocalVariable;
44 class MachineBasicBlock;
45 class MachineFunction;
46 class MachineMemOperand;
47 class MachineRegisterInfo;
48 class ModuleSlotTracker;
49 class raw_ostream;
50 template <typename T> class SmallVectorImpl;
51 class SmallBitVector;
52 class StringRef;
53 class TargetInstrInfo;
54 class TargetRegisterClass;
55 class TargetRegisterInfo;
56
57 //===----------------------------------------------------------------------===//
58 /// Representation of each machine instruction.
59 ///
60 /// This class isn't a POD type, but it must have a trivial destructor. When a
61 /// MachineFunction is deleted, all the contained MachineInstrs are deallocated
62 /// without having their destructor called.
63 ///
64 class MachineInstr
65     : public ilist_node_with_parent<MachineInstr, MachineBasicBlock,
66                                     ilist_sentinel_tracking<true>> {
67 public:
68   using mmo_iterator = ArrayRef<MachineMemOperand *>::iterator;
69
70   /// Flags to specify different kinds of comments to output in
71   /// assembly code.  These flags carry semantic information not
72   /// otherwise easily derivable from the IR text.
73   ///
74   enum CommentFlag {
75     ReloadReuse = 0x1,    // higher bits are reserved for target dep comments.
76     NoSchedComment = 0x2,
77     TAsmComments = 0x4    // Target Asm comments should start from this value.
78   };
79
80   enum MIFlag {
81     NoFlags      = 0,
82     FrameSetup   = 1 << 0,              // Instruction is used as a part of
83                                         // function frame setup code.
84     FrameDestroy = 1 << 1,              // Instruction is used as a part of
85                                         // function frame destruction code.
86     BundledPred  = 1 << 2,              // Instruction has bundled predecessors.
87     BundledSucc  = 1 << 3,              // Instruction has bundled successors.
88     FmNoNans     = 1 << 4,              // Instruction does not support Fast
89                                         // math nan values.
90     FmNoInfs     = 1 << 5,              // Instruction does not support Fast
91                                         // math infinity values.
92     FmNsz        = 1 << 6,              // Instruction is not required to retain
93                                         // signed zero values.
94     FmArcp       = 1 << 7,              // Instruction supports Fast math
95                                         // reciprocal approximations.
96     FmContract   = 1 << 8,              // Instruction supports Fast math
97                                         // contraction operations like fma.
98     FmAfn        = 1 << 9,              // Instruction may map to Fast math
99                                         // instrinsic approximation.
100     FmReassoc    = 1 << 10,             // Instruction supports Fast math
101                                         // reassociation of operand order.
102     NoUWrap      = 1 << 11,             // Instruction supports binary operator
103                                         // no unsigned wrap.
104     NoSWrap      = 1 << 12,             // Instruction supports binary operator
105                                         // no signed wrap.
106     IsExact      = 1 << 13,             // Instruction supports division is
107                                         // known to be exact.
108     FPExcept     = 1 << 14,             // Instruction may raise floating-point
109                                         // exceptions.
110   };
111
112 private:
113   const MCInstrDesc *MCID;              // Instruction descriptor.
114   MachineBasicBlock *Parent = nullptr;  // Pointer to the owning basic block.
115
116   // Operands are allocated by an ArrayRecycler.
117   MachineOperand *Operands = nullptr;   // Pointer to the first operand.
118   unsigned NumOperands = 0;             // Number of operands on instruction.
119   using OperandCapacity = ArrayRecycler<MachineOperand>::Capacity;
120   OperandCapacity CapOperands;          // Capacity of the Operands array.
121
122   uint16_t Flags = 0;                   // Various bits of additional
123                                         // information about machine
124                                         // instruction.
125
126   uint8_t AsmPrinterFlags = 0;          // Various bits of information used by
127                                         // the AsmPrinter to emit helpful
128                                         // comments.  This is *not* semantic
129                                         // information.  Do not use this for
130                                         // anything other than to convey comment
131                                         // information to AsmPrinter.
132
133   /// Internal implementation detail class that provides out-of-line storage for
134   /// extra info used by the machine instruction when this info cannot be stored
135   /// in-line within the instruction itself.
136   ///
137   /// This has to be defined eagerly due to the implementation constraints of
138   /// `PointerSumType` where it is used.
139   class ExtraInfo final
140       : TrailingObjects<ExtraInfo, MachineMemOperand *, MCSymbol *> {
141   public:
142     static ExtraInfo *create(BumpPtrAllocator &Allocator,
143                              ArrayRef<MachineMemOperand *> MMOs,
144                              MCSymbol *PreInstrSymbol = nullptr,
145                              MCSymbol *PostInstrSymbol = nullptr) {
146       bool HasPreInstrSymbol = PreInstrSymbol != nullptr;
147       bool HasPostInstrSymbol = PostInstrSymbol != nullptr;
148       auto *Result = new (Allocator.Allocate(
149           totalSizeToAlloc<MachineMemOperand *, MCSymbol *>(
150               MMOs.size(), HasPreInstrSymbol + HasPostInstrSymbol),
151           alignof(ExtraInfo)))
152           ExtraInfo(MMOs.size(), HasPreInstrSymbol, HasPostInstrSymbol);
153
154       // Copy the actual data into the trailing objects.
155       std::copy(MMOs.begin(), MMOs.end(),
156                 Result->getTrailingObjects<MachineMemOperand *>());
157
158       if (HasPreInstrSymbol)
159         Result->getTrailingObjects<MCSymbol *>()[0] = PreInstrSymbol;
160       if (HasPostInstrSymbol)
161         Result->getTrailingObjects<MCSymbol *>()[HasPreInstrSymbol] =
162             PostInstrSymbol;
163
164       return Result;
165     }
166
167     ArrayRef<MachineMemOperand *> getMMOs() const {
168       return makeArrayRef(getTrailingObjects<MachineMemOperand *>(), NumMMOs);
169     }
170
171     MCSymbol *getPreInstrSymbol() const {
172       return HasPreInstrSymbol ? getTrailingObjects<MCSymbol *>()[0] : nullptr;
173     }
174
175     MCSymbol *getPostInstrSymbol() const {
176       return HasPostInstrSymbol
177                  ? getTrailingObjects<MCSymbol *>()[HasPreInstrSymbol]
178                  : nullptr;
179     }
180
181   private:
182     friend TrailingObjects;
183
184     // Description of the extra info, used to interpret the actual optional
185     // data appended.
186     //
187     // Note that this is not terribly space optimized. This leaves a great deal
188     // of flexibility to fit more in here later.
189     const int NumMMOs;
190     const bool HasPreInstrSymbol;
191     const bool HasPostInstrSymbol;
192
193     // Implement the `TrailingObjects` internal API.
194     size_t numTrailingObjects(OverloadToken<MachineMemOperand *>) const {
195       return NumMMOs;
196     }
197     size_t numTrailingObjects(OverloadToken<MCSymbol *>) const {
198       return HasPreInstrSymbol + HasPostInstrSymbol;
199     }
200
201     // Just a boring constructor to allow us to initialize the sizes. Always use
202     // the `create` routine above.
203     ExtraInfo(int NumMMOs, bool HasPreInstrSymbol, bool HasPostInstrSymbol)
204         : NumMMOs(NumMMOs), HasPreInstrSymbol(HasPreInstrSymbol),
205           HasPostInstrSymbol(HasPostInstrSymbol) {}
206   };
207
208   /// Enumeration of the kinds of inline extra info available. It is important
209   /// that the `MachineMemOperand` inline kind has a tag value of zero to make
210   /// it accessible as an `ArrayRef`.
211   enum ExtraInfoInlineKinds {
212     EIIK_MMO = 0,
213     EIIK_PreInstrSymbol,
214     EIIK_PostInstrSymbol,
215     EIIK_OutOfLine
216   };
217
218   // We store extra information about the instruction here. The common case is
219   // expected to be nothing or a single pointer (typically a MMO or a symbol).
220   // We work to optimize this common case by storing it inline here rather than
221   // requiring a separate allocation, but we fall back to an allocation when
222   // multiple pointers are needed.
223   PointerSumType<ExtraInfoInlineKinds,
224                  PointerSumTypeMember<EIIK_MMO, MachineMemOperand *>,
225                  PointerSumTypeMember<EIIK_PreInstrSymbol, MCSymbol *>,
226                  PointerSumTypeMember<EIIK_PostInstrSymbol, MCSymbol *>,
227                  PointerSumTypeMember<EIIK_OutOfLine, ExtraInfo *>>
228       Info;
229
230   DebugLoc debugLoc;                    // Source line information.
231
232   // Intrusive list support
233   friend struct ilist_traits<MachineInstr>;
234   friend struct ilist_callback_traits<MachineBasicBlock>;
235   void setParent(MachineBasicBlock *P) { Parent = P; }
236
237   /// This constructor creates a copy of the given
238   /// MachineInstr in the given MachineFunction.
239   MachineInstr(MachineFunction &, const MachineInstr &);
240
241   /// This constructor create a MachineInstr and add the implicit operands.
242   /// It reserves space for number of operands specified by
243   /// MCInstrDesc.  An explicit DebugLoc is supplied.
244   MachineInstr(MachineFunction &, const MCInstrDesc &tid, DebugLoc dl,
245                bool NoImp = false);
246
247   // MachineInstrs are pool-allocated and owned by MachineFunction.
248   friend class MachineFunction;
249
250 public:
251   MachineInstr(const MachineInstr &) = delete;
252   MachineInstr &operator=(const MachineInstr &) = delete;
253   // Use MachineFunction::DeleteMachineInstr() instead.
254   ~MachineInstr() = delete;
255
256   const MachineBasicBlock* getParent() const { return Parent; }
257   MachineBasicBlock* getParent() { return Parent; }
258
259   /// Return the function that contains the basic block that this instruction
260   /// belongs to.
261   ///
262   /// Note: this is undefined behaviour if the instruction does not have a
263   /// parent.
264   const MachineFunction *getMF() const;
265   MachineFunction *getMF() {
266     return const_cast<MachineFunction *>(
267         static_cast<const MachineInstr *>(this)->getMF());
268   }
269
270   /// Return the asm printer flags bitvector.
271   uint8_t getAsmPrinterFlags() const { return AsmPrinterFlags; }
272
273   /// Clear the AsmPrinter bitvector.
274   void clearAsmPrinterFlags() { AsmPrinterFlags = 0; }
275
276   /// Return whether an AsmPrinter flag is set.
277   bool getAsmPrinterFlag(CommentFlag Flag) const {
278     return AsmPrinterFlags & Flag;
279   }
280
281   /// Set a flag for the AsmPrinter.
282   void setAsmPrinterFlag(uint8_t Flag) {
283     AsmPrinterFlags |= Flag;
284   }
285
286   /// Clear specific AsmPrinter flags.
287   void clearAsmPrinterFlag(CommentFlag Flag) {
288     AsmPrinterFlags &= ~Flag;
289   }
290
291   /// Return the MI flags bitvector.
292   uint16_t getFlags() const {
293     return Flags;
294   }
295
296   /// Return whether an MI flag is set.
297   bool getFlag(MIFlag Flag) const {
298     return Flags & Flag;
299   }
300
301   /// Set a MI flag.
302   void setFlag(MIFlag Flag) {
303     Flags |= (uint16_t)Flag;
304   }
305
306   void setFlags(unsigned flags) {
307     // Filter out the automatically maintained flags.
308     unsigned Mask = BundledPred | BundledSucc;
309     Flags = (Flags & Mask) | (flags & ~Mask);
310   }
311
312   /// clearFlag - Clear a MI flag.
313   void clearFlag(MIFlag Flag) {
314     Flags &= ~((uint16_t)Flag);
315   }
316
317   /// Return true if MI is in a bundle (but not the first MI in a bundle).
318   ///
319   /// A bundle looks like this before it's finalized:
320   ///   ----------------
321   ///   |      MI      |
322   ///   ----------------
323   ///          |
324   ///   ----------------
325   ///   |      MI    * |
326   ///   ----------------
327   ///          |
328   ///   ----------------
329   ///   |      MI    * |
330   ///   ----------------
331   /// In this case, the first MI starts a bundle but is not inside a bundle, the
332   /// next 2 MIs are considered "inside" the bundle.
333   ///
334   /// After a bundle is finalized, it looks like this:
335   ///   ----------------
336   ///   |    Bundle    |
337   ///   ----------------
338   ///          |
339   ///   ----------------
340   ///   |      MI    * |
341   ///   ----------------
342   ///          |
343   ///   ----------------
344   ///   |      MI    * |
345   ///   ----------------
346   ///          |
347   ///   ----------------
348   ///   |      MI    * |
349   ///   ----------------
350   /// The first instruction has the special opcode "BUNDLE". It's not "inside"
351   /// a bundle, but the next three MIs are.
352   bool isInsideBundle() const {
353     return getFlag(BundledPred);
354   }
355
356   /// Return true if this instruction part of a bundle. This is true
357   /// if either itself or its following instruction is marked "InsideBundle".
358   bool isBundled() const {
359     return isBundledWithPred() || isBundledWithSucc();
360   }
361
362   /// Return true if this instruction is part of a bundle, and it is not the
363   /// first instruction in the bundle.
364   bool isBundledWithPred() const { return getFlag(BundledPred); }
365
366   /// Return true if this instruction is part of a bundle, and it is not the
367   /// last instruction in the bundle.
368   bool isBundledWithSucc() const { return getFlag(BundledSucc); }
369
370   /// Bundle this instruction with its predecessor. This can be an unbundled
371   /// instruction, or it can be the first instruction in a bundle.
372   void bundleWithPred();
373
374   /// Bundle this instruction with its successor. This can be an unbundled
375   /// instruction, or it can be the last instruction in a bundle.
376   void bundleWithSucc();
377
378   /// Break bundle above this instruction.
379   void unbundleFromPred();
380
381   /// Break bundle below this instruction.
382   void unbundleFromSucc();
383
384   /// Returns the debug location id of this MachineInstr.
385   const DebugLoc &getDebugLoc() const { return debugLoc; }
386
387   /// Return the debug variable referenced by
388   /// this DBG_VALUE instruction.
389   const DILocalVariable *getDebugVariable() const;
390
391   /// Return the complex address expression referenced by
392   /// this DBG_VALUE instruction.
393   const DIExpression *getDebugExpression() const;
394
395   /// Return the debug label referenced by
396   /// this DBG_LABEL instruction.
397   const DILabel *getDebugLabel() const;
398
399   /// Emit an error referring to the source location of this instruction.
400   /// This should only be used for inline assembly that is somehow
401   /// impossible to compile. Other errors should have been handled much
402   /// earlier.
403   ///
404   /// If this method returns, the caller should try to recover from the error.
405   void emitError(StringRef Msg) const;
406
407   /// Returns the target instruction descriptor of this MachineInstr.
408   const MCInstrDesc &getDesc() const { return *MCID; }
409
410   /// Returns the opcode of this MachineInstr.
411   unsigned getOpcode() const { return MCID->Opcode; }
412
413   /// Retuns the total number of operands.
414   unsigned getNumOperands() const { return NumOperands; }
415
416   const MachineOperand& getOperand(unsigned i) const {
417     assert(i < getNumOperands() && "getOperand() out of range!");
418     return Operands[i];
419   }
420   MachineOperand& getOperand(unsigned i) {
421     assert(i < getNumOperands() && "getOperand() out of range!");
422     return Operands[i];
423   }
424
425   /// Returns the total number of definitions.
426   unsigned getNumDefs() const {
427     return getNumExplicitDefs() + MCID->getNumImplicitDefs();
428   }
429
430   /// Return true if operand \p OpIdx is a subregister index.
431   bool isOperandSubregIdx(unsigned OpIdx) const {
432     assert(getOperand(OpIdx).getType() == MachineOperand::MO_Immediate &&
433            "Expected MO_Immediate operand type.");
434     if (isExtractSubreg() && OpIdx == 2)
435       return true;
436     if (isInsertSubreg() && OpIdx == 3)
437       return true;
438     if (isRegSequence() && OpIdx > 1 && (OpIdx % 2) == 0)
439       return true;
440     if (isSubregToReg() && OpIdx == 3)
441       return true;
442     return false;
443   }
444
445   /// Returns the number of non-implicit operands.
446   unsigned getNumExplicitOperands() const;
447
448   /// Returns the number of non-implicit definitions.
449   unsigned getNumExplicitDefs() const;
450
451   /// iterator/begin/end - Iterate over all operands of a machine instruction.
452   using mop_iterator = MachineOperand *;
453   using const_mop_iterator = const MachineOperand *;
454
455   mop_iterator operands_begin() { return Operands; }
456   mop_iterator operands_end() { return Operands + NumOperands; }
457
458   const_mop_iterator operands_begin() const { return Operands; }
459   const_mop_iterator operands_end() const { return Operands + NumOperands; }
460
461   iterator_range<mop_iterator> operands() {
462     return make_range(operands_begin(), operands_end());
463   }
464   iterator_range<const_mop_iterator> operands() const {
465     return make_range(operands_begin(), operands_end());
466   }
467   iterator_range<mop_iterator> explicit_operands() {
468     return make_range(operands_begin(),
469                       operands_begin() + getNumExplicitOperands());
470   }
471   iterator_range<const_mop_iterator> explicit_operands() const {
472     return make_range(operands_begin(),
473                       operands_begin() + getNumExplicitOperands());
474   }
475   iterator_range<mop_iterator> implicit_operands() {
476     return make_range(explicit_operands().end(), operands_end());
477   }
478   iterator_range<const_mop_iterator> implicit_operands() const {
479     return make_range(explicit_operands().end(), operands_end());
480   }
481   /// Returns a range over all explicit operands that are register definitions.
482   /// Implicit definition are not included!
483   iterator_range<mop_iterator> defs() {
484     return make_range(operands_begin(),
485                       operands_begin() + getNumExplicitDefs());
486   }
487   /// \copydoc defs()
488   iterator_range<const_mop_iterator> defs() const {
489     return make_range(operands_begin(),
490                       operands_begin() + getNumExplicitDefs());
491   }
492   /// Returns a range that includes all operands that are register uses.
493   /// This may include unrelated operands which are not register uses.
494   iterator_range<mop_iterator> uses() {
495     return make_range(operands_begin() + getNumExplicitDefs(), operands_end());
496   }
497   /// \copydoc uses()
498   iterator_range<const_mop_iterator> uses() const {
499     return make_range(operands_begin() + getNumExplicitDefs(), operands_end());
500   }
501   iterator_range<mop_iterator> explicit_uses() {
502     return make_range(operands_begin() + getNumExplicitDefs(),
503                       operands_begin() + getNumExplicitOperands());
504   }
505   iterator_range<const_mop_iterator> explicit_uses() const {
506     return make_range(operands_begin() + getNumExplicitDefs(),
507                       operands_begin() + getNumExplicitOperands());
508   }
509
510   /// Returns the number of the operand iterator \p I points to.
511   unsigned getOperandNo(const_mop_iterator I) const {
512     return I - operands_begin();
513   }
514
515   /// Access to memory operands of the instruction. If there are none, that does
516   /// not imply anything about whether the function accesses memory. Instead,
517   /// the caller must behave conservatively.
518   ArrayRef<MachineMemOperand *> memoperands() const {
519     if (!Info)
520       return {};
521
522     if (Info.is<EIIK_MMO>())
523       return makeArrayRef(Info.getAddrOfZeroTagPointer(), 1);
524
525     if (ExtraInfo *EI = Info.get<EIIK_OutOfLine>())
526       return EI->getMMOs();
527
528     return {};
529   }
530
531   /// Access to memory operands of the instruction.
532   ///
533   /// If `memoperands_begin() == memoperands_end()`, that does not imply
534   /// anything about whether the function accesses memory. Instead, the caller
535   /// must behave conservatively.
536   mmo_iterator memoperands_begin() const { return memoperands().begin(); }
537
538   /// Access to memory operands of the instruction.
539   ///
540   /// If `memoperands_begin() == memoperands_end()`, that does not imply
541   /// anything about whether the function accesses memory. Instead, the caller
542   /// must behave conservatively.
543   mmo_iterator memoperands_end() const { return memoperands().end(); }
544
545   /// Return true if we don't have any memory operands which described the
546   /// memory access done by this instruction.  If this is true, calling code
547   /// must be conservative.
548   bool memoperands_empty() const { return memoperands().empty(); }
549
550   /// Return true if this instruction has exactly one MachineMemOperand.
551   bool hasOneMemOperand() const { return memoperands().size() == 1; }
552
553   /// Return the number of memory operands.
554   unsigned getNumMemOperands() const { return memoperands().size(); }
555
556   /// Helper to extract a pre-instruction symbol if one has been added.
557   MCSymbol *getPreInstrSymbol() const {
558     if (!Info)
559       return nullptr;
560     if (MCSymbol *S = Info.get<EIIK_PreInstrSymbol>())
561       return S;
562     if (ExtraInfo *EI = Info.get<EIIK_OutOfLine>())
563       return EI->getPreInstrSymbol();
564
565     return nullptr;
566   }
567
568   /// Helper to extract a post-instruction symbol if one has been added.
569   MCSymbol *getPostInstrSymbol() const {
570     if (!Info)
571       return nullptr;
572     if (MCSymbol *S = Info.get<EIIK_PostInstrSymbol>())
573       return S;
574     if (ExtraInfo *EI = Info.get<EIIK_OutOfLine>())
575       return EI->getPostInstrSymbol();
576
577     return nullptr;
578   }
579
580   /// API for querying MachineInstr properties. They are the same as MCInstrDesc
581   /// queries but they are bundle aware.
582
583   enum QueryType {
584     IgnoreBundle,    // Ignore bundles
585     AnyInBundle,     // Return true if any instruction in bundle has property
586     AllInBundle      // Return true if all instructions in bundle have property
587   };
588
589   /// Return true if the instruction (or in the case of a bundle,
590   /// the instructions inside the bundle) has the specified property.
591   /// The first argument is the property being queried.
592   /// The second argument indicates whether the query should look inside
593   /// instruction bundles.
594   bool hasProperty(unsigned MCFlag, QueryType Type = AnyInBundle) const {
595     assert(MCFlag < 64 &&
596            "MCFlag out of range for bit mask in getFlags/hasPropertyInBundle.");
597     // Inline the fast path for unbundled or bundle-internal instructions.
598     if (Type == IgnoreBundle || !isBundled() || isBundledWithPred())
599       return getDesc().getFlags() & (1ULL << MCFlag);
600
601     // If this is the first instruction in a bundle, take the slow path.
602     return hasPropertyInBundle(1ULL << MCFlag, Type);
603   }
604
605   /// Return true if this instruction can have a variable number of operands.
606   /// In this case, the variable operands will be after the normal
607   /// operands but before the implicit definitions and uses (if any are
608   /// present).
609   bool isVariadic(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
610     return hasProperty(MCID::Variadic, Type);
611   }
612
613   /// Set if this instruction has an optional definition, e.g.
614   /// ARM instructions which can set condition code if 's' bit is set.
615   bool hasOptionalDef(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
616     return hasProperty(MCID::HasOptionalDef, Type);
617   }
618
619   /// Return true if this is a pseudo instruction that doesn't
620   /// correspond to a real machine instruction.
621   bool isPseudo(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
622     return hasProperty(MCID::Pseudo, Type);
623   }
624
625   bool isReturn(QueryType Type = AnyInBundle) const {
626     return hasProperty(MCID::Return, Type);
627   }
628
629   /// Return true if this is an instruction that marks the end of an EH scope,
630   /// i.e., a catchpad or a cleanuppad instruction.
631   bool isEHScopeReturn(QueryType Type = AnyInBundle) const {
632     return hasProperty(MCID::EHScopeReturn, Type);
633   }
634
635   bool isCall(QueryType Type = AnyInBundle) const {
636     return hasProperty(MCID::Call, Type);
637   }
638
639   /// Returns true if the specified instruction stops control flow
640   /// from executing the instruction immediately following it.  Examples include
641   /// unconditional branches and return instructions.
642   bool isBarrier(QueryType Type = AnyInBundle) const {
643     return hasProperty(MCID::Barrier, Type);
644   }
645
646   /// Returns true if this instruction part of the terminator for a basic block.
647   /// Typically this is things like return and branch instructions.
648   ///
649   /// Various passes use this to insert code into the bottom of a basic block,
650   /// but before control flow occurs.
651   bool isTerminator(QueryType Type = AnyInBundle) const {
652     return hasProperty(MCID::Terminator, Type);
653   }
654
655   /// Returns true if this is a conditional, unconditional, or indirect branch.
656   /// Predicates below can be used to discriminate between
657   /// these cases, and the TargetInstrInfo::AnalyzeBranch method can be used to
658   /// get more information.
659   bool isBranch(QueryType Type = AnyInBundle) const {
660     return hasProperty(MCID::Branch, Type);
661   }
662
663   /// Return true if this is an indirect branch, such as a
664   /// branch through a register.
665   bool isIndirectBranch(QueryType Type = AnyInBundle) const {
666     return hasProperty(MCID::IndirectBranch, Type);
667   }
668
669   /// Return true if this is a branch which may fall
670   /// through to the next instruction or may transfer control flow to some other
671   /// block.  The TargetInstrInfo::AnalyzeBranch method can be used to get more
672   /// information about this branch.
673   bool isConditionalBranch(QueryType Type = AnyInBundle) const {
674     return isBranch(Type) & !isBarrier(Type) & !isIndirectBranch(Type);
675   }
676
677   /// Return true if this is a branch which always
678   /// transfers control flow to some other block.  The
679   /// TargetInstrInfo::AnalyzeBranch method can be used to get more information
680   /// about this branch.
681   bool isUnconditionalBranch(QueryType Type = AnyInBundle) const {
682     return isBranch(Type) & isBarrier(Type) & !isIndirectBranch(Type);
683   }
684
685   /// Return true if this instruction has a predicate operand that
686   /// controls execution.  It may be set to 'always', or may be set to other
687   /// values.   There are various methods in TargetInstrInfo that can be used to
688   /// control and modify the predicate in this instruction.
689   bool isPredicable(QueryType Type = AllInBundle) const {
690     // If it's a bundle than all bundled instructions must be predicable for this
691     // to return true.
692     return hasProperty(MCID::Predicable, Type);
693   }
694
695   /// Return true if this instruction is a comparison.
696   bool isCompare(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
697     return hasProperty(MCID::Compare, Type);
698   }
699
700   /// Return true if this instruction is a move immediate
701   /// (including conditional moves) instruction.
702   bool isMoveImmediate(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
703     return hasProperty(MCID::MoveImm, Type);
704   }
705
706   /// Return true if this instruction is a register move.
707   /// (including moving values from subreg to reg)
708   bool isMoveReg(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
709     return hasProperty(MCID::MoveReg, Type);
710   }
711
712   /// Return true if this instruction is a bitcast instruction.
713   bool isBitcast(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
714     return hasProperty(MCID::Bitcast, Type);
715   }
716
717   /// Return true if this instruction is a select instruction.
718   bool isSelect(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
719     return hasProperty(MCID::Select, Type);
720   }
721
722   /// Return true if this instruction cannot be safely duplicated.
723   /// For example, if the instruction has a unique labels attached
724   /// to it, duplicating it would cause multiple definition errors.
725   bool isNotDuplicable(QueryType Type = AnyInBundle) const {
726     return hasProperty(MCID::NotDuplicable, Type);
727   }
728
729   /// Return true if this instruction is convergent.
730   /// Convergent instructions can not be made control-dependent on any
731   /// additional values.
732   bool isConvergent(QueryType Type = AnyInBundle) const {
733     if (isInlineAsm()) {
734       unsigned ExtraInfo = getOperand(InlineAsm::MIOp_ExtraInfo).getImm();
735       if (ExtraInfo & InlineAsm::Extra_IsConvergent)
736         return true;
737     }
738     return hasProperty(MCID::Convergent, Type);
739   }
740
741   /// Returns true if the specified instruction has a delay slot
742   /// which must be filled by the code generator.
743   bool hasDelaySlot(QueryType Type = AnyInBundle) const {
744     return hasProperty(MCID::DelaySlot, Type);
745   }
746
747   /// Return true for instructions that can be folded as
748   /// memory operands in other instructions. The most common use for this
749   /// is instructions that are simple loads from memory that don't modify
750   /// the loaded value in any way, but it can also be used for instructions
751   /// that can be expressed as constant-pool loads, such as V_SETALLONES
752   /// on x86, to allow them to be folded when it is beneficial.
753   /// This should only be set on instructions that return a value in their
754   /// only virtual register definition.
755   bool canFoldAsLoad(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
756     return hasProperty(MCID::FoldableAsLoad, Type);
757   }
758
759   /// Return true if this instruction behaves
760   /// the same way as the generic REG_SEQUENCE instructions.
761   /// E.g., on ARM,
762   /// dX VMOVDRR rY, rZ
763   /// is equivalent to
764   /// dX = REG_SEQUENCE rY, ssub_0, rZ, ssub_1.
765   ///
766   /// Note that for the optimizers to be able to take advantage of
767   /// this property, TargetInstrInfo::getRegSequenceLikeInputs has to be
768   /// override accordingly.
769   bool isRegSequenceLike(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
770     return hasProperty(MCID::RegSequence, Type);
771   }
772
773   /// Return true if this instruction behaves
774   /// the same way as the generic EXTRACT_SUBREG instructions.
775   /// E.g., on ARM,
776   /// rX, rY VMOVRRD dZ
777   /// is equivalent to two EXTRACT_SUBREG:
778   /// rX = EXTRACT_SUBREG dZ, ssub_0
779   /// rY = EXTRACT_SUBREG dZ, ssub_1
780   ///
781   /// Note that for the optimizers to be able to take advantage of
782   /// this property, TargetInstrInfo::getExtractSubregLikeInputs has to be
783   /// override accordingly.
784   bool isExtractSubregLike(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
785     return hasProperty(MCID::ExtractSubreg, Type);
786   }
787
788   /// Return true if this instruction behaves
789   /// the same way as the generic INSERT_SUBREG instructions.
790   /// E.g., on ARM,
791   /// dX = VSETLNi32 dY, rZ, Imm
792   /// is equivalent to a INSERT_SUBREG:
793   /// dX = INSERT_SUBREG dY, rZ, translateImmToSubIdx(Imm)
794   ///
795   /// Note that for the optimizers to be able to take advantage of
796   /// this property, TargetInstrInfo::getInsertSubregLikeInputs has to be
797   /// override accordingly.
798   bool isInsertSubregLike(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
799     return hasProperty(MCID::InsertSubreg, Type);
800   }
801
802   //===--------------------------------------------------------------------===//
803   // Side Effect Analysis
804   //===--------------------------------------------------------------------===//
805
806   /// Return true if this instruction could possibly read memory.
807   /// Instructions with this flag set are not necessarily simple load
808   /// instructions, they may load a value and modify it, for example.
809   bool mayLoad(QueryType Type = AnyInBundle) const {
810     if (isInlineAsm()) {
811       unsigned ExtraInfo = getOperand(InlineAsm::MIOp_ExtraInfo).getImm();
812       if (ExtraInfo & InlineAsm::Extra_MayLoad)
813         return true;
814     }
815     return hasProperty(MCID::MayLoad, Type);
816   }
817
818   /// Return true if this instruction could possibly modify memory.
819   /// Instructions with this flag set are not necessarily simple store
820   /// instructions, they may store a modified value based on their operands, or
821   /// may not actually modify anything, for example.
822   bool mayStore(QueryType Type = AnyInBundle) const {
823     if (isInlineAsm()) {
824       unsigned ExtraInfo = getOperand(InlineAsm::MIOp_ExtraInfo).getImm();
825       if (ExtraInfo & InlineAsm::Extra_MayStore)
826         return true;
827     }
828     return hasProperty(MCID::MayStore, Type);
829   }
830
831   /// Return true if this instruction could possibly read or modify memory.
832   bool mayLoadOrStore(QueryType Type = AnyInBundle) const {
833     return mayLoad(Type) || mayStore(Type);
834   }
835
836   /// Return true if this instruction could possibly raise a floating-point
837   /// exception.  This is the case if the instruction is a floating-point
838   /// instruction that can in principle raise an exception, as indicated
839   /// by the MCID::MayRaiseFPException property, *and* at the same time,
840   /// the instruction is used in a context where we expect floating-point
841   /// exceptions might be enabled, as indicated by the FPExcept MI flag.
842   bool mayRaiseFPException() const {
843     return hasProperty(MCID::MayRaiseFPException) &&
844            getFlag(MachineInstr::MIFlag::FPExcept);
845   }
846
847   //===--------------------------------------------------------------------===//
848   // Flags that indicate whether an instruction can be modified by a method.
849   //===--------------------------------------------------------------------===//
850
851   /// Return true if this may be a 2- or 3-address
852   /// instruction (of the form "X = op Y, Z, ..."), which produces the same
853   /// result if Y and Z are exchanged.  If this flag is set, then the
854   /// TargetInstrInfo::commuteInstruction method may be used to hack on the
855   /// instruction.
856   ///
857   /// Note that this flag may be set on instructions that are only commutable
858   /// sometimes.  In these cases, the call to commuteInstruction will fail.
859   /// Also note that some instructions require non-trivial modification to
860   /// commute them.
861   bool isCommutable(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
862     return hasProperty(MCID::Commutable, Type);
863   }
864
865   /// Return true if this is a 2-address instruction
866   /// which can be changed into a 3-address instruction if needed.  Doing this
867   /// transformation can be profitable in the register allocator, because it
868   /// means that the instruction can use a 2-address form if possible, but
869   /// degrade into a less efficient form if the source and dest register cannot
870   /// be assigned to the same register.  For example, this allows the x86
871   /// backend to turn a "shl reg, 3" instruction into an LEA instruction, which
872   /// is the same speed as the shift but has bigger code size.
873   ///
874   /// If this returns true, then the target must implement the
875   /// TargetInstrInfo::convertToThreeAddress method for this instruction, which
876   /// is allowed to fail if the transformation isn't valid for this specific
877   /// instruction (e.g. shl reg, 4 on x86).
878   ///
879   bool isConvertibleTo3Addr(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
880     return hasProperty(MCID::ConvertibleTo3Addr, Type);
881   }
882
883   /// Return true if this instruction requires
884   /// custom insertion support when the DAG scheduler is inserting it into a
885   /// machine basic block.  If this is true for the instruction, it basically
886   /// means that it is a pseudo instruction used at SelectionDAG time that is
887   /// expanded out into magic code by the target when MachineInstrs are formed.
888   ///
889   /// If this is true, the TargetLoweringInfo::InsertAtEndOfBasicBlock method
890   /// is used to insert this into the MachineBasicBlock.
891   bool usesCustomInsertionHook(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
892     return hasProperty(MCID::UsesCustomInserter, Type);
893   }
894
895   /// Return true if this instruction requires *adjustment*
896   /// after instruction selection by calling a target hook. For example, this
897   /// can be used to fill in ARM 's' optional operand depending on whether
898   /// the conditional flag register is used.
899   bool hasPostISelHook(QueryType Type = IgnoreBundle) const {
900     return hasProperty(MCID::HasPostISelHook, Type);
901   }
902
903   /// Returns true if this instruction is a candidate for remat.
904   /// This flag is deprecated, please don't use it anymore.  If this
905   /// flag is set, the isReallyTriviallyReMaterializable() method is called to
906   /// verify the instruction is really rematable.
907   bool isRematerializable(QueryType Type = AllInBundle) const {
908     // It's only possible to re-mat a bundle if all bundled instructions are
909     // re-materializable.
910     return hasProperty(MCID::Rematerializable, Type);
911   }
912
913   /// Returns true if this instruction has the same cost (or less) than a move
914   /// instruction. This is useful during certain types of optimizations
915   /// (e.g., remat during two-address conversion or machine licm)
916   /// where we would like to remat or hoist the instruction, but not if it costs
917   /// more than moving the instruction into the appropriate register. Note, we
918   /// are not marking copies from and to the same register class with this flag.
919   bool isAsCheapAsAMove(QueryType Type = AllInBundle) const {
920     // Only returns true for a bundle if all bundled instructions are cheap.
921     return hasProperty(MCID::CheapAsAMove, Type);
922   }
923
924   /// Returns true if this instruction source operands
925   /// have special register allocation requirements that are not captured by the
926   /// operand register classes. e.g. ARM::STRD's two source registers must be an
927   /// even / odd pair, ARM::STM registers have to be in ascending order.
928   /// Post-register allocation passes should not attempt to change allocations
929   /// for sources of instructions with this flag.
930   bool hasExtraSrcRegAllocReq(QueryType Type = AnyInBundle) const {
931     return hasProperty(MCID::ExtraSrcRegAllocReq, Type);
932   }
933
934   /// Returns true if this instruction def operands
935   /// have special register allocation requirements that are not captured by the
936   /// operand register classes. e.g. ARM::LDRD's two def registers must be an
937   /// even / odd pair, ARM::LDM registers have to be in ascending order.
938   /// Post-register allocation passes should not attempt to change allocations
939   /// for definitions of instructions with this flag.
940   bool hasExtraDefRegAllocReq(QueryType Type = AnyInBundle) const {
941     return hasProperty(MCID::ExtraDefRegAllocReq, Type);
942   }
943
944   enum MICheckType {
945     CheckDefs,      // Check all operands for equality
946     CheckKillDead,  // Check all operands including kill / dead markers
947     IgnoreDefs,     // Ignore all definitions
948     IgnoreVRegDefs  // Ignore virtual register definitions
949   };
950
951   /// Return true if this instruction is identical to \p Other.
952   /// Two instructions are identical if they have the same opcode and all their
953   /// operands are identical (with respect to MachineOperand::isIdenticalTo()).
954   /// Note that this means liveness related flags (dead, undef, kill) do not
955   /// affect the notion of identical.
956   bool isIdenticalTo(const MachineInstr &Other,
957                      MICheckType Check = CheckDefs) const;
958
959   /// Unlink 'this' from the containing basic block, and return it without
960   /// deleting it.
961   ///
962   /// This function can not be used on bundled instructions, use
963   /// removeFromBundle() to remove individual instructions from a bundle.
964   MachineInstr *removeFromParent();
965
966   /// Unlink this instruction from its basic block and return it without
967   /// deleting it.
968   ///
969   /// If the instruction is part of a bundle, the other instructions in the
970   /// bundle remain bundled.
971   MachineInstr *removeFromBundle();
972
973   /// Unlink 'this' from the containing basic block and delete it.
974   ///
975   /// If this instruction is the header of a bundle, the whole bundle is erased.
976   /// This function can not be used for instructions inside a bundle, use
977   /// eraseFromBundle() to erase individual bundled instructions.
978   void eraseFromParent();
979
980   /// Unlink 'this' from the containing basic block and delete it.
981   ///
982   /// For all definitions mark their uses in DBG_VALUE nodes
983   /// as undefined. Otherwise like eraseFromParent().
984   void eraseFromParentAndMarkDBGValuesForRemoval();
985
986   /// Unlink 'this' form its basic block and delete it.
987   ///
988   /// If the instruction is part of a bundle, the other instructions in the
989   /// bundle remain bundled.
990   void eraseFromBundle();
991
992   bool isEHLabel() const { return getOpcode() == TargetOpcode::EH_LABEL; }
993   bool isGCLabel() const { return getOpcode() == TargetOpcode::GC_LABEL; }
994   bool isAnnotationLabel() const {
995     return getOpcode() == TargetOpcode::ANNOTATION_LABEL;
996   }
997
998   /// Returns true if the MachineInstr represents a label.
999   bool isLabel() const {
1000     return isEHLabel() || isGCLabel() || isAnnotationLabel();
1001   }
1002
1003   bool isCFIInstruction() const {
1004     return getOpcode() == TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION;
1005   }
1006
1007   // True if the instruction represents a position in the function.
1008   bool isPosition() const { return isLabel() || isCFIInstruction(); }
1009
1010   bool isDebugValue() const { return getOpcode() == TargetOpcode::DBG_VALUE; }
1011   bool isDebugLabel() const { return getOpcode() == TargetOpcode::DBG_LABEL; }
1012   bool isDebugInstr() const { return isDebugValue() || isDebugLabel(); }
1013
1014   /// A DBG_VALUE is indirect iff the first operand is a register and
1015   /// the second operand is an immediate.
1016   bool isIndirectDebugValue() const {
1017     return isDebugValue()
1018       && getOperand(0).isReg()
1019       && getOperand(1).isImm();
1020   }
1021
1022   /// A DBG_VALUE is an entry value iff its debug expression contains the
1023   /// DW_OP_entry_value DWARF operation.
1024   bool isDebugEntryValue() const {
1025     return isDebugValue() && getDebugExpression()->isEntryValue();
1026   }
1027
1028   /// Return true if the instruction is a debug value which describes a part of
1029   /// a variable as unavailable.
1030   bool isUndefDebugValue() const {
1031     return isDebugValue() && getOperand(0).isReg() && !getOperand(0).getReg();
1032   }
1033
1034   bool isPHI() const {
1035     return getOpcode() == TargetOpcode::PHI ||
1036            getOpcode() == TargetOpcode::G_PHI;
1037   }
1038   bool isKill() const { return getOpcode() == TargetOpcode::KILL; }
1039   bool isImplicitDef() const { return getOpcode()==TargetOpcode::IMPLICIT_DEF; }
1040   bool isInlineAsm() const {
1041     return getOpcode() == TargetOpcode::INLINEASM ||
1042            getOpcode() == TargetOpcode::INLINEASM_BR;
1043   }
1044
1045   /// FIXME: Seems like a layering violation that the AsmDialect, which is X86
1046   /// specific, be attached to a generic MachineInstr.
1047   bool isMSInlineAsm() const {
1048     return isInlineAsm() && getInlineAsmDialect() == InlineAsm::AD_Intel;
1049   }
1050
1051   bool isStackAligningInlineAsm() const;
1052   InlineAsm::AsmDialect getInlineAsmDialect() const;
1053
1054   bool isInsertSubreg() const {
1055     return getOpcode() == TargetOpcode::INSERT_SUBREG;
1056   }
1057
1058   bool isSubregToReg() const {
1059     return getOpcode() == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG;
1060   }
1061
1062   bool isRegSequence() const {
1063     return getOpcode() == TargetOpcode::REG_SEQUENCE;
1064   }
1065
1066   bool isBundle() const {
1067     return getOpcode() == TargetOpcode::BUNDLE;
1068   }
1069
1070   bool isCopy() const {
1071     return getOpcode() == TargetOpcode::COPY;
1072   }
1073
1074   bool isFullCopy() const {
1075     return isCopy() && !getOperand(0).getSubReg() && !getOperand(1).getSubReg();
1076   }
1077
1078   bool isExtractSubreg() const {
1079     return getOpcode() == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG;
1080   }
1081
1082   /// Return true if the instruction behaves like a copy.
1083   /// This does not include native copy instructions.
1084   bool isCopyLike() const {
1085     return isCopy() || isSubregToReg();
1086   }
1087
1088   /// Return true is the instruction is an identity copy.
1089   bool isIdentityCopy() const {
1090     return isCopy() && getOperand(0).getReg() == getOperand(1).getReg() &&
1091       getOperand(0).getSubReg() == getOperand(1).getSubReg();
1092   }
1093
1094   /// Return true if this instruction doesn't produce any output in the form of
1095   /// executable instructions.
1096   bool isMetaInstruction() const {
1097     switch (getOpcode()) {
1098     default:
1099       return false;
1100     case TargetOpcode::IMPLICIT_DEF:
1101     case TargetOpcode::KILL:
1102     case TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION:
1103     case TargetOpcode::EH_LABEL:
1104     case TargetOpcode::GC_LABEL:
1105     case TargetOpcode::DBG_VALUE:
1106     case TargetOpcode::DBG_LABEL:
1107     case TargetOpcode::LIFETIME_START:
1108     case TargetOpcode::LIFETIME_END:
1109       return true;
1110     }
1111   }
1112
1113   /// Return true if this is a transient instruction that is either very likely
1114   /// to be eliminated during register allocation (such as copy-like
1115   /// instructions), or if this instruction doesn't have an execution-time cost.
1116   bool isTransient() const {
1117     switch (getOpcode()) {
1118     default:
1119       return isMetaInstruction();
1120     // Copy-like instructions are usually eliminated during register allocation.
1121     case TargetOpcode::PHI:
1122     case TargetOpcode::G_PHI:
1123     case TargetOpcode::COPY:
1124     case TargetOpcode::INSERT_SUBREG:
1125     case TargetOpcode::SUBREG_TO_REG:
1126     case TargetOpcode::REG_SEQUENCE:
1127       return true;
1128     }
1129   }
1130
1131   /// Return the number of instructions inside the MI bundle, excluding the
1132   /// bundle header.
1133   ///
1134   /// This is the number of instructions that MachineBasicBlock::iterator
1135   /// skips, 0 for unbundled instructions.
1136   unsigned getBundleSize() const;
1137
1138   /// Return true if the MachineInstr reads the specified register.
1139   /// If TargetRegisterInfo is passed, then it also checks if there
1140   /// is a read of a super-register.
1141   /// This does not count partial redefines of virtual registers as reads:
1142   ///   %reg1024:6 = OP.
1143   bool readsRegister(unsigned Reg,
1144                      const TargetRegisterInfo *TRI = nullptr) const {
1145     return findRegisterUseOperandIdx(Reg, false, TRI) != -1;
1146   }
1147
1148   /// Return true if the MachineInstr reads the specified virtual register.
1149   /// Take into account that a partial define is a
1150   /// read-modify-write operation.
1151   bool readsVirtualRegister(unsigned Reg) const {
1152     return readsWritesVirtualRegister(Reg).first;
1153   }
1154
1155   /// Return a pair of bools (reads, writes) indicating if this instruction
1156   /// reads or writes Reg. This also considers partial defines.
1157   /// If Ops is not null, all operand indices for Reg are added.
1158   std::pair<bool,bool> readsWritesVirtualRegister(unsigned Reg,
1159                                 SmallVectorImpl<unsigned> *Ops = nullptr) const;
1160
1161   /// Return true if the MachineInstr kills the specified register.
1162   /// If TargetRegisterInfo is passed, then it also checks if there is
1163   /// a kill of a super-register.
1164   bool killsRegister(unsigned Reg,
1165                      const TargetRegisterInfo *TRI = nullptr) const {
1166     return findRegisterUseOperandIdx(Reg, true, TRI) != -1;
1167   }
1168
1169   /// Return true if the MachineInstr fully defines the specified register.
1170   /// If TargetRegisterInfo is passed, then it also checks
1171   /// if there is a def of a super-register.
1172   /// NOTE: It's ignoring subreg indices on virtual registers.
1173   bool definesRegister(unsigned Reg,
1174                        const TargetRegisterInfo *TRI = nullptr) const {
1175     return findRegisterDefOperandIdx(Reg, false, false, TRI) != -1;
1176   }
1177
1178   /// Return true if the MachineInstr modifies (fully define or partially
1179   /// define) the specified register.
1180   /// NOTE: It's ignoring subreg indices on virtual registers.
1181   bool modifiesRegister(unsigned Reg, const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1182     return findRegisterDefOperandIdx(Reg, false, true, TRI) != -1;
1183   }
1184
1185   /// Returns true if the register is dead in this machine instruction.
1186   /// If TargetRegisterInfo is passed, then it also checks
1187   /// if there is a dead def of a super-register.
1188   bool registerDefIsDead(unsigned Reg,
1189                          const TargetRegisterInfo *TRI = nullptr) const {
1190     return findRegisterDefOperandIdx(Reg, true, false, TRI) != -1;
1191   }
1192
1193   /// Returns true if the MachineInstr has an implicit-use operand of exactly
1194   /// the given register (not considering sub/super-registers).
1195   bool hasRegisterImplicitUseOperand(unsigned Reg) const;
1196
1197   /// Returns the operand index that is a use of the specific register or -1
1198   /// if it is not found. It further tightens the search criteria to a use
1199   /// that kills the register if isKill is true.
1200   int findRegisterUseOperandIdx(unsigned Reg, bool isKill = false,
1201                                 const TargetRegisterInfo *TRI = nullptr) const;
1202
1203   /// Wrapper for findRegisterUseOperandIdx, it returns
1204   /// a pointer to the MachineOperand rather than an index.
1205   MachineOperand *findRegisterUseOperand(unsigned Reg, bool isKill = false,
1206                                       const TargetRegisterInfo *TRI = nullptr) {
1207     int Idx = findRegisterUseOperandIdx(Reg, isKill, TRI);
1208     return (Idx == -1) ? nullptr : &getOperand(Idx);
1209   }
1210
1211   const MachineOperand *findRegisterUseOperand(
1212     unsigned Reg, bool isKill = false,
1213     const TargetRegisterInfo *TRI = nullptr) const {
1214     return const_cast<MachineInstr *>(this)->
1215       findRegisterUseOperand(Reg, isKill, TRI);
1216   }
1217
1218   /// Returns the operand index that is a def of the specified register or
1219   /// -1 if it is not found. If isDead is true, defs that are not dead are
1220   /// skipped. If Overlap is true, then it also looks for defs that merely
1221   /// overlap the specified register. If TargetRegisterInfo is non-null,
1222   /// then it also checks if there is a def of a super-register.
1223   /// This may also return a register mask operand when Overlap is true.
1224   int findRegisterDefOperandIdx(unsigned Reg,
1225                                 bool isDead = false, bool Overlap = false,
1226                                 const TargetRegisterInfo *TRI = nullptr) const;
1227
1228   /// Wrapper for findRegisterDefOperandIdx, it returns
1229   /// a pointer to the MachineOperand rather than an index.
1230   MachineOperand *
1231   findRegisterDefOperand(unsigned Reg, bool isDead = false,
1232                          bool Overlap = false,
1233                          const TargetRegisterInfo *TRI = nullptr) {
1234     int Idx = findRegisterDefOperandIdx(Reg, isDead, Overlap, TRI);
1235     return (Idx == -1) ? nullptr : &getOperand(Idx);
1236   }
1237
1238   const MachineOperand *
1239   findRegisterDefOperand(unsigned Reg, bool isDead = false,
1240                          bool Overlap = false,
1241                          const TargetRegisterInfo *TRI = nullptr) const {
1242     return const_cast<MachineInstr *>(this)->findRegisterDefOperand(
1243         Reg, isDead, Overlap, TRI);
1244   }
1245
1246   /// Find the index of the first operand in the
1247   /// operand list that is used to represent the predicate. It returns -1 if
1248   /// none is found.
1249   int findFirstPredOperandIdx() const;
1250
1251   /// Find the index of the flag word operand that
1252   /// corresponds to operand OpIdx on an inline asm instruction.  Returns -1 if
1253   /// getOperand(OpIdx) does not belong to an inline asm operand group.
1254   ///
1255   /// If GroupNo is not NULL, it will receive the number of the operand group
1256   /// containing OpIdx.
1257   ///
1258   /// The flag operand is an immediate that can be decoded with methods like
1259   /// InlineAsm::hasRegClassConstraint().
1260   int findInlineAsmFlagIdx(unsigned OpIdx, unsigned *GroupNo = nullptr) const;
1261
1262   /// Compute the static register class constraint for operand OpIdx.
1263   /// For normal instructions, this is derived from the MCInstrDesc.
1264   /// For inline assembly it is derived from the flag words.
1265   ///
1266   /// Returns NULL if the static register class constraint cannot be
1267   /// determined.
1268   const TargetRegisterClass*
1269   getRegClassConstraint(unsigned OpIdx,
1270                         const TargetInstrInfo *TII,
1271                         const TargetRegisterInfo *TRI) const;
1272
1273   /// Applies the constraints (def/use) implied by this MI on \p Reg to
1274   /// the given \p CurRC.
1275   /// If \p ExploreBundle is set and MI is part of a bundle, all the
1276   /// instructions inside the bundle will be taken into account. In other words,
1277   /// this method accumulates all the constraints of the operand of this MI and
1278   /// the related bundle if MI is a bundle or inside a bundle.
1279   ///
1280   /// Returns the register class that satisfies both \p CurRC and the
1281   /// constraints set by MI. Returns NULL if such a register class does not
1282   /// exist.
1283   ///
1284   /// \pre CurRC must not be NULL.
1285   const TargetRegisterClass *getRegClassConstraintEffectForVReg(
1286       unsigned Reg, const TargetRegisterClass *CurRC,
1287       const TargetInstrInfo *TII, const TargetRegisterInfo *TRI,
1288       bool ExploreBundle = false) const;
1289
1290   /// Applies the constraints (def/use) implied by the \p OpIdx operand
1291   /// to the given \p CurRC.
1292   ///
1293   /// Returns the register class that satisfies both \p CurRC and the
1294   /// constraints set by \p OpIdx MI. Returns NULL if such a register class
1295   /// does not exist.
1296   ///
1297   /// \pre CurRC must not be NULL.
1298   /// \pre The operand at \p OpIdx must be a register.
1299   const TargetRegisterClass *
1300   getRegClassConstraintEffect(unsigned OpIdx, const TargetRegisterClass *CurRC,
1301                               const TargetInstrInfo *TII,
1302                               const TargetRegisterInfo *TRI) const;
1303
1304   /// Add a tie between the register operands at DefIdx and UseIdx.
1305   /// The tie will cause the register allocator to ensure that the two
1306   /// operands are assigned the same physical register.
1307   ///
1308   /// Tied operands are managed automatically for explicit operands in the
1309   /// MCInstrDesc. This method is for exceptional cases like inline asm.
1310   void tieOperands(unsigned DefIdx, unsigned UseIdx);
1311
1312   /// Given the index of a tied register operand, find the
1313   /// operand it is tied to. Defs are tied to uses and vice versa. Returns the
1314   /// index of the tied operand which must exist.
1315   unsigned findTiedOperandIdx(unsigned OpIdx) const;
1316
1317   /// Given the index of a register def operand,
1318   /// check if the register def is tied to a source operand, due to either
1319   /// two-address elimination or inline assembly constraints. Returns the
1320   /// first tied use operand index by reference if UseOpIdx is not null.
1321   bool isRegTiedToUseOperand(unsigned DefOpIdx,
1322                              unsigned *UseOpIdx = nullptr) const {
1323     const MachineOperand &MO = getOperand(DefOpIdx);
1324     if (!MO.isReg() || !MO.isDef() || !MO.isTied())
1325       return false;
1326     if (UseOpIdx)
1327       *UseOpIdx = findTiedOperandIdx(DefOpIdx);
1328     return true;
1329   }
1330
1331   /// Return true if the use operand of the specified index is tied to a def
1332   /// operand. It also returns the def operand index by reference if DefOpIdx
1333   /// is not null.
1334   bool isRegTiedToDefOperand(unsigned UseOpIdx,
1335                              unsigned *DefOpIdx = nullptr) const {
1336     const MachineOperand &MO = getOperand(UseOpIdx);
1337     if (!MO.isReg() || !MO.isUse() || !MO.isTied())
1338       return false;
1339     if (DefOpIdx)
1340       *DefOpIdx = findTiedOperandIdx(UseOpIdx);
1341     return true;
1342   }
1343
1344   /// Clears kill flags on all operands.
1345   void clearKillInfo();
1346
1347   /// Replace all occurrences of FromReg with ToReg:SubIdx,
1348   /// properly composing subreg indices where necessary.
1349   void substituteRegister(unsigned FromReg, unsigned ToReg, unsigned SubIdx,
1350                           const TargetRegisterInfo &RegInfo);
1351
1352   /// We have determined MI kills a register. Look for the
1353   /// operand that uses it and mark it as IsKill. If AddIfNotFound is true,
1354   /// add a implicit operand if it's not found. Returns true if the operand
1355   /// exists / is added.
1356   bool addRegisterKilled(unsigned IncomingReg,
1357                          const TargetRegisterInfo *RegInfo,
1358                          bool AddIfNotFound = false);
1359
1360   /// Clear all kill flags affecting Reg.  If RegInfo is provided, this includes
1361   /// all aliasing registers.
1362   void clearRegisterKills(unsigned Reg, const TargetRegisterInfo *RegInfo);
1363
1364   /// We have determined MI defined a register without a use.
1365   /// Look for the operand that defines it and mark it as IsDead. If
1366   /// AddIfNotFound is true, add a implicit operand if it's not found. Returns
1367   /// true if the operand exists / is added.
1368   bool addRegisterDead(unsigned Reg, const TargetRegisterInfo *RegInfo,
1369                        bool AddIfNotFound = false);
1370
1371   /// Clear all dead flags on operands defining register @p Reg.
1372   void clearRegisterDeads(unsigned Reg);
1373
1374   /// Mark all subregister defs of register @p Reg with the undef flag.
1375   /// This function is used when we determined to have a subregister def in an
1376   /// otherwise undefined super register.
1377   void setRegisterDefReadUndef(unsigned Reg, bool IsUndef = true);
1378
1379   /// We have determined MI defines a register. Make sure there is an operand
1380   /// defining Reg.
1381   void addRegisterDefined(unsigned Reg,
1382                           const TargetRegisterInfo *RegInfo = nullptr);
1383
1384   /// Mark every physreg used by this instruction as
1385   /// dead except those in the UsedRegs list.
1386   ///
1387   /// On instructions with register mask operands, also add implicit-def
1388   /// operands for all registers in UsedRegs.
1389   void setPhysRegsDeadExcept(ArrayRef<unsigned> UsedRegs,
1390                              const TargetRegisterInfo &TRI);
1391
1392   /// Return true if it is safe to move this instruction. If
1393   /// SawStore is set to true, it means that there is a store (or call) between
1394   /// the instruction's location and its intended destination.
1395   bool isSafeToMove(AliasAnalysis *AA, bool &SawStore) const;
1396
1397   /// Returns true if this instruction's memory access aliases the memory
1398   /// access of Other.
1399   //
1400   /// Assumes any physical registers used to compute addresses
1401   /// have the same value for both instructions.  Returns false if neither
1402   /// instruction writes to memory.
1403   ///
1404   /// @param AA Optional alias analysis, used to compare memory operands.
1405   /// @param Other MachineInstr to check aliasing against.
1406   /// @param UseTBAA Whether to pass TBAA information to alias analysis.
1407   bool mayAlias(AliasAnalysis *AA, const MachineInstr &Other, bool UseTBAA) const;
1408
1409   /// Return true if this instruction may have an ordered
1410   /// or volatile memory reference, or if the information describing the memory
1411   /// reference is not available. Return false if it is known to have no
1412   /// ordered or volatile memory references.
1413   bool hasOrderedMemoryRef() const;
1414
1415   /// Return true if this load instruction never traps and points to a memory
1416   /// location whose value doesn't change during the execution of this function.
1417   ///
1418   /// Examples include loading a value from the constant pool or from the
1419   /// argument area of a function (if it does not change).  If the instruction
1420   /// does multiple loads, this returns true only if all of the loads are
1421   /// dereferenceable and invariant.
1422   bool isDereferenceableInvariantLoad(AliasAnalysis *AA) const;
1423
1424   /// If the specified instruction is a PHI that always merges together the
1425   /// same virtual register, return the register, otherwise return 0.
1426   unsigned isConstantValuePHI() const;
1427
1428   /// Return true if this instruction has side effects that are not modeled
1429   /// by mayLoad / mayStore, etc.
1430   /// For all instructions, the property is encoded in MCInstrDesc::Flags
1431   /// (see MCInstrDesc::hasUnmodeledSideEffects(). The only exception is
1432   /// INLINEASM instruction, in which case the side effect property is encoded
1433   /// in one of its operands (see InlineAsm::Extra_HasSideEffect).
1434   ///
1435   bool hasUnmodeledSideEffects() const;
1436
1437   /// Returns true if it is illegal to fold a load across this instruction.
1438   bool isLoadFoldBarrier() const;
1439
1440   /// Return true if all the defs of this instruction are dead.
1441   bool allDefsAreDead() const;
1442
1443   /// Return a valid size if the instruction is a spill instruction.
1444   Optional<unsigned> getSpillSize(const TargetInstrInfo *TII) const;
1445
1446   /// Return a valid size if the instruction is a folded spill instruction.
1447   Optional<unsigned> getFoldedSpillSize(const TargetInstrInfo *TII) const;
1448
1449   /// Return a valid size if the instruction is a restore instruction.
1450   Optional<unsigned> getRestoreSize(const TargetInstrInfo *TII) const;
1451
1452   /// Return a valid size if the instruction is a folded restore instruction.
1453   Optional<unsigned>
1454   getFoldedRestoreSize(const TargetInstrInfo *TII) const;
1455
1456   /// Copy implicit register operands from specified
1457   /// instruction to this instruction.
1458   void copyImplicitOps(MachineFunction &MF, const MachineInstr &MI);
1459
1460   /// Debugging support
1461   /// @{
1462   /// Determine the generic type to be printed (if needed) on uses and defs.
1463   LLT getTypeToPrint(unsigned OpIdx, SmallBitVector &PrintedTypes,
1464                      const MachineRegisterInfo &MRI) const;
1465
1466   /// Return true when an instruction has tied register that can't be determined
1467   /// by the instruction's descriptor. This is useful for MIR printing, to
1468   /// determine whether we need to print the ties or not.
1469   bool hasComplexRegisterTies() const;
1470
1471   /// Print this MI to \p OS.
1472   /// Don't print information that can be inferred from other instructions if
1473   /// \p IsStandalone is false. It is usually true when only a fragment of the
1474   /// function is printed.
1475   /// Only print the defs and the opcode if \p SkipOpers is true.
1476   /// Otherwise, also print operands if \p SkipDebugLoc is true.
1477   /// Otherwise, also print the debug loc, with a terminating newline.
1478   /// \p TII is used to print the opcode name.  If it's not present, but the
1479   /// MI is in a function, the opcode will be printed using the function's TII.
1480   void print(raw_ostream &OS, bool IsStandalone = true, bool SkipOpers = false,
1481              bool SkipDebugLoc = false, bool AddNewLine = true,
1482              const TargetInstrInfo *TII = nullptr) const;
1483   void print(raw_ostream &OS, ModuleSlotTracker &MST, bool IsStandalone = true,
1484              bool SkipOpers = false, bool SkipDebugLoc = false,
1485              bool AddNewLine = true,
1486              const TargetInstrInfo *TII = nullptr) const;
1487   void dump() const;
1488   /// @}
1489
1490   //===--------------------------------------------------------------------===//
1491   // Accessors used to build up machine instructions.
1492
1493   /// Add the specified operand to the instruction.  If it is an implicit
1494   /// operand, it is added to the end of the operand list.  If it is an
1495   /// explicit operand it is added at the end of the explicit operand list
1496   /// (before the first implicit operand).
1497   ///
1498   /// MF must be the machine function that was used to allocate this
1499   /// instruction.
1500   ///
1501   /// MachineInstrBuilder provides a more convenient interface for creating
1502   /// instructions and adding operands.
1503   void addOperand(MachineFunction &MF, const MachineOperand &Op);
1504
1505   /// Add an operand without providing an MF reference. This only works for
1506   /// instructions that are inserted in a basic block.
1507   ///
1508   /// MachineInstrBuilder and the two-argument addOperand(MF, MO) should be
1509   /// preferred.
1510   void addOperand(const MachineOperand &Op);
1511
1512   /// Replace the instruction descriptor (thus opcode) of
1513   /// the current instruction with a new one.
1514   void setDesc(const MCInstrDesc &tid) { MCID = &tid; }
1515
1516   /// Replace current source information with new such.
1517   /// Avoid using this, the constructor argument is preferable.
1518   void setDebugLoc(DebugLoc dl) {
1519     debugLoc = std::move(dl);
1520     assert(debugLoc.hasTrivialDestructor() && "Expected trivial destructor");
1521   }
1522
1523   /// Erase an operand from an instruction, leaving it with one
1524   /// fewer operand than it started with.
1525   void RemoveOperand(unsigned OpNo);
1526
1527   /// Clear this MachineInstr's memory reference descriptor list.  This resets
1528   /// the memrefs to their most conservative state.  This should be used only
1529   /// as a last resort since it greatly pessimizes our knowledge of the memory
1530   /// access performed by the instruction.
1531   void dropMemRefs(MachineFunction &MF);
1532
1533   /// Assign this MachineInstr's memory reference descriptor list.
1534   ///
1535   /// Unlike other methods, this *will* allocate them into a new array
1536   /// associated with the provided `MachineFunction`.
1537   void setMemRefs(MachineFunction &MF, ArrayRef<MachineMemOperand *> MemRefs);
1538
1539   /// Add a MachineMemOperand to the machine instruction.
1540   /// This function should be used only occasionally. The setMemRefs function
1541   /// is the primary method for setting up a MachineInstr's MemRefs list.
1542   void addMemOperand(MachineFunction &MF, MachineMemOperand *MO);
1543
1544   /// Clone another MachineInstr's memory reference descriptor list and replace
1545   /// ours with it.
1546   ///
1547   /// Note that `*this` may be the incoming MI!
1548   ///
1549   /// Prefer this API whenever possible as it can avoid allocations in common
1550   /// cases.
1551   void cloneMemRefs(MachineFunction &MF, const MachineInstr &MI);
1552
1553   /// Clone the merge of multiple MachineInstrs' memory reference descriptors
1554   /// list and replace ours with it.
1555   ///
1556   /// Note that `*this` may be one of the incoming MIs!
1557   ///
1558   /// Prefer this API whenever possible as it can avoid allocations in common
1559   /// cases.
1560   void cloneMergedMemRefs(MachineFunction &MF,
1561                           ArrayRef<const MachineInstr *> MIs);
1562
1563   /// Set a symbol that will be emitted just prior to the instruction itself.
1564   ///
1565   /// Setting this to a null pointer will remove any such symbol.
1566   ///
1567   /// FIXME: This is not fully implemented yet.
1568   void setPreInstrSymbol(MachineFunction &MF, MCSymbol *Symbol);
1569
1570   /// Set a symbol that will be emitted just after the instruction itself.
1571   ///
1572   /// Setting this to a null pointer will remove any such symbol.
1573   ///
1574   /// FIXME: This is not fully implemented yet.
1575   void setPostInstrSymbol(MachineFunction &MF, MCSymbol *Symbol);
1576
1577   /// Clone another MachineInstr's pre- and post- instruction symbols and
1578   /// replace ours with it.
1579   void cloneInstrSymbols(MachineFunction &MF, const MachineInstr &MI);
1580
1581   /// Return the MIFlags which represent both MachineInstrs. This
1582   /// should be used when merging two MachineInstrs into one. This routine does
1583   /// not modify the MIFlags of this MachineInstr.
1584   uint16_t mergeFlagsWith(const MachineInstr& Other) const;
1585
1586   static uint16_t copyFlagsFromInstruction(const Instruction &I);
1587
1588   /// Copy all flags to MachineInst MIFlags
1589   void copyIRFlags(const Instruction &I);
1590
1591   /// Break any tie involving OpIdx.
1592   void untieRegOperand(unsigned OpIdx) {
1593     MachineOperand &MO = getOperand(OpIdx);
1594     if (MO.isReg() && MO.isTied()) {
1595       getOperand(findTiedOperandIdx(OpIdx)).TiedTo = 0;
1596       MO.TiedTo = 0;
1597     }
1598   }
1599
1600   /// Add all implicit def and use operands to this instruction.
1601   void addImplicitDefUseOperands(MachineFunction &MF);
1602
1603   /// Scan instructions following MI and collect any matching DBG_VALUEs.
1604   void collectDebugValues(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &DbgValues);
1605
1606   /// Find all DBG_VALUEs immediately following this instruction that point
1607   /// to a register def in this instruction and point them to \p Reg instead.
1608   void changeDebugValuesDefReg(unsigned Reg);
1609
1610 private:
1611   /// If this instruction is embedded into a MachineFunction, return the
1612   /// MachineRegisterInfo object for the current function, otherwise
1613   /// return null.
1614   MachineRegisterInfo *getRegInfo();
1615
1616   /// Unlink all of the register operands in this instruction from their
1617   /// respective use lists.  This requires that the operands already be on their
1618   /// use lists.
1619   void RemoveRegOperandsFromUseLists(MachineRegisterInfo&);
1620
1621   /// Add all of the register operands in this instruction from their
1622   /// respective use lists.  This requires that the operands not be on their
1623   /// use lists yet.
1624   void AddRegOperandsToUseLists(MachineRegisterInfo&);
1625
1626   /// Slow path for hasProperty when we're dealing with a bundle.
1627   bool hasPropertyInBundle(uint64_t Mask, QueryType Type) const;
1628
1629   /// Implements the logic of getRegClassConstraintEffectForVReg for the
1630   /// this MI and the given operand index \p OpIdx.
1631   /// If the related operand does not constrained Reg, this returns CurRC.
1632   const TargetRegisterClass *getRegClassConstraintEffectForVRegImpl(
1633       unsigned OpIdx, unsigned Reg, const TargetRegisterClass *CurRC,
1634       const TargetInstrInfo *TII, const TargetRegisterInfo *TRI) const;
1635 };
1636
1637 /// Special DenseMapInfo traits to compare MachineInstr* by *value* of the
1638 /// instruction rather than by pointer value.
1639 /// The hashing and equality testing functions ignore definitions so this is
1640 /// useful for CSE, etc.
1641 struct MachineInstrExpressionTrait : DenseMapInfo<MachineInstr*> {
1642   static inline MachineInstr *getEmptyKey() {
1643     return nullptr;
1644   }
1645
1646   static inline MachineInstr *getTombstoneKey() {
1647     return reinterpret_cast<MachineInstr*>(-1);
1648   }
1649
1650   static unsigned getHashValue(const MachineInstr* const &MI);
1651
1652   static bool isEqual(const MachineInstr* const &LHS,
1653                       const MachineInstr* const &RHS) {
1654     if (RHS == getEmptyKey() || RHS == getTombstoneKey() ||
1655         LHS == getEmptyKey() || LHS == getTombstoneKey())
1656       return LHS == RHS;
1657     return LHS->isIdenticalTo(*RHS, MachineInstr::IgnoreVRegDefs);
1658   }
1659 };
1660
1661 //===----------------------------------------------------------------------===//
1662 // Debugging Support
1663
1664 inline raw_ostream& operator<<(raw_ostream &OS, const MachineInstr &MI) {
1665   MI.print(OS);
1666   return OS;
1667 }
1668
1669 } // end namespace llvm
1670
1671 #endif // LLVM_CODEGEN_MACHINEINSTR_H