contrib/llvm/lib/VMCore/Instruction.cpp

   1 //===-- Instruction.cpp - Implement the Instruction class -----------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the Instruction class for the VMCore library.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "llvm/Instruction.h"
  15 #include "llvm/Type.h"
  16 #include "llvm/Instructions.h"
  17 #include "llvm/Constants.h"
  18 #include "llvm/Module.h"
  19 #include "llvm/Support/CallSite.h"
  20 #include "llvm/Support/LeakDetector.h"
  21 using namespace llvm;
  22
  23 Instruction::Instruction(const Type *ty, unsigned it, Use *Ops, unsigned NumOps,
  24                          Instruction *InsertBefore)
  25   : User(ty, Value::InstructionVal + it, Ops, NumOps), Parent(0) {
  26   // Make sure that we get added to a basicblock
  27   LeakDetector::addGarbageObject(this);
  28
  29   // If requested, insert this instruction into a basic block...
  30   if (InsertBefore) {
  31     assert(InsertBefore->getParent() &&
  32            "Instruction to insert before is not in a basic block!");
  33     InsertBefore->getParent()->getInstList().insert(InsertBefore, this);
  34   }
  35 }
  36
  37 Instruction::Instruction(const Type *ty, unsigned it, Use *Ops, unsigned NumOps,
  38                          BasicBlock *InsertAtEnd)
  39   : User(ty, Value::InstructionVal + it, Ops, NumOps), Parent(0) {
  40   // Make sure that we get added to a basicblock
  41   LeakDetector::addGarbageObject(this);
  42
  43   // append this instruction into the basic block
  44   assert(InsertAtEnd && "Basic block to append to may not be NULL!");
  45   InsertAtEnd->getInstList().push_back(this);
  46 }
  47
  48
  49 // Out of line virtual method, so the vtable, etc has a home.
  50 Instruction::~Instruction() {
  51   assert(Parent == 0 && "Instruction still linked in the program!");
  52   if (hasMetadataHashEntry())
  53     clearMetadataHashEntries();
  54 }
  55
  56
  57 void Instruction::setParent(BasicBlock *P) {
  58   if (getParent()) {
  59     if (!P) LeakDetector::addGarbageObject(this);
  60   } else {
  61     if (P) LeakDetector::removeGarbageObject(this);
  62   }
  63
  64   Parent = P;
  65 }
  66
  67 void Instruction::removeFromParent() {
  68   getParent()->getInstList().remove(this);
  69 }
  70
  71 void Instruction::eraseFromParent() {
  72   getParent()->getInstList().erase(this);
  73 }
  74
  75 /// insertBefore - Insert an unlinked instructions into a basic block
  76 /// immediately before the specified instruction.
  77 void Instruction::insertBefore(Instruction *InsertPos) {
  78   InsertPos->getParent()->getInstList().insert(InsertPos, this);
  79 }
  80
  81 /// insertAfter - Insert an unlinked instructions into a basic block
  82 /// immediately after the specified instruction.
  83 void Instruction::insertAfter(Instruction *InsertPos) {
  84   InsertPos->getParent()->getInstList().insertAfter(InsertPos, this);
  85 }
  86
  87 /// moveBefore - Unlink this instruction from its current basic block and
  88 /// insert it into the basic block that MovePos lives in, right before
  89 /// MovePos.
  90 void Instruction::moveBefore(Instruction *MovePos) {
  91   MovePos->getParent()->getInstList().splice(MovePos,getParent()->getInstList(),
  92                                              this);
  93 }
  94
  95
  96 const char *Instruction::getOpcodeName(unsigned OpCode) {
  97   switch (OpCode) {
  98   // Terminators
  99   case Ret:    return "ret";
 100   case Br:     return "br";
 101   case Switch: return "switch";
 102   case IndirectBr: return "indirectbr";
 103   case Invoke: return "invoke";
 104   case Unwind: return "unwind";
 105   case Unreachable: return "unreachable";
 106
 107   // Standard binary operators...
 108   case Add: return "add";
 109   case FAdd: return "fadd";
 110   case Sub: return "sub";
 111   case FSub: return "fsub";
 112   case Mul: return "mul";
 113   case FMul: return "fmul";
 114   case UDiv: return "udiv";
 115   case SDiv: return "sdiv";
 116   case FDiv: return "fdiv";
 117   case URem: return "urem";
 118   case SRem: return "srem";
 119   case FRem: return "frem";
 120
 121   // Logical operators...
 122   case And: return "and";
 123   case Or : return "or";
 124   case Xor: return "xor";
 125
 126   // Memory instructions...
 127   case Alloca:        return "alloca";
 128   case Load:          return "load";
 129   case Store:         return "store";
 130   case GetElementPtr: return "getelementptr";
 131
 132   // Convert instructions...
 133   case Trunc:     return "trunc";
 134   case ZExt:      return "zext";
 135   case SExt:      return "sext";
 136   case FPTrunc:   return "fptrunc";
 137   case FPExt:     return "fpext";
 138   case FPToUI:    return "fptoui";
 139   case FPToSI:    return "fptosi";
 140   case UIToFP:    return "uitofp";
 141   case SIToFP:    return "sitofp";
 142   case IntToPtr:  return "inttoptr";
 143   case PtrToInt:  return "ptrtoint";
 144   case BitCast:   return "bitcast";
 145
 146   // Other instructions...
 147   case ICmp:           return "icmp";
 148   case FCmp:           return "fcmp";
 149   case PHI:            return "phi";
 150   case Select:         return "select";
 151   case Call:           return "call";
 152   case Shl:            return "shl";
 153   case LShr:           return "lshr";
 154   case AShr:           return "ashr";
 155   case VAArg:          return "va_arg";
 156   case ExtractElement: return "extractelement";
 157   case InsertElement:  return "insertelement";
 158   case ShuffleVector:  return "shufflevector";
 159   case ExtractValue:   return "extractvalue";
 160   case InsertValue:    return "insertvalue";
 161
 162   default: return "<Invalid operator> ";
 163   }
 164
 165   return 0;
 166 }
 167
 168 /// isIdenticalTo - Return true if the specified instruction is exactly
 169 /// identical to the current one.  This means that all operands match and any
 170 /// extra information (e.g. load is volatile) agree.
 171 bool Instruction::isIdenticalTo(const Instruction *I) const {
 172   return isIdenticalToWhenDefined(I) &&
 173          SubclassOptionalData == I->SubclassOptionalData;
 174 }
 175
 176 /// isIdenticalToWhenDefined - This is like isIdenticalTo, except that it
 177 /// ignores the SubclassOptionalData flags, which specify conditions
 178 /// under which the instruction's result is undefined.
 179 bool Instruction::isIdenticalToWhenDefined(const Instruction *I) const {
 180   if (getOpcode() != I->getOpcode() ||
 181       getNumOperands() != I->getNumOperands() ||
 182       getType() != I->getType())
 183     return false;
 184
 185   // We have two instructions of identical opcode and #operands.  Check to see
 186   // if all operands are the same.
 187   for (unsigned i = 0, e = getNumOperands(); i != e; ++i)
 188     if (getOperand(i) != I->getOperand(i))
 189       return false;
 190
 191   // Check special state that is a part of some instructions.
 192   if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(this))
 193     return LI->isVolatile() == cast<LoadInst>(I)->isVolatile() &&
 194            LI->getAlignment() == cast<LoadInst>(I)->getAlignment();
 195   if (const StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(this))
 196     return SI->isVolatile() == cast<StoreInst>(I)->isVolatile() &&
 197            SI->getAlignment() == cast<StoreInst>(I)->getAlignment();
 198   if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(this))
 199     return CI->getPredicate() == cast<CmpInst>(I)->getPredicate();
 200   if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(this))
 201     return CI->isTailCall() == cast<CallInst>(I)->isTailCall() &&
 202            CI->getCallingConv() == cast<CallInst>(I)->getCallingConv() &&
 203            CI->getAttributes() == cast<CallInst>(I)->getAttributes();
 204   if (const InvokeInst *CI = dyn_cast<InvokeInst>(this))
 205     return CI->getCallingConv() == cast<InvokeInst>(I)->getCallingConv() &&
 206            CI->getAttributes() == cast<InvokeInst>(I)->getAttributes();
 207   if (const InsertValueInst *IVI = dyn_cast<InsertValueInst>(this))
 208     return IVI->getIndices() == cast<InsertValueInst>(I)->getIndices();
 209   if (const ExtractValueInst *EVI = dyn_cast<ExtractValueInst>(this))
 210     return EVI->getIndices() == cast<ExtractValueInst>(I)->getIndices();
 211
 212   return true;
 213 }
 214
 215 // isSameOperationAs
 216 // This should be kept in sync with isEquivalentOperation in
 217 // lib/Transforms/IPO/MergeFunctions.cpp.
 218 bool Instruction::isSameOperationAs(const Instruction *I) const {
 219   if (getOpcode() != I->getOpcode() ||
 220       getNumOperands() != I->getNumOperands() ||
 221       getType() != I->getType())
 222     return false;
 223
 224   // We have two instructions of identical opcode and #operands.  Check to see
 225   // if all operands are the same type
 226   for (unsigned i = 0, e = getNumOperands(); i != e; ++i)
 227     if (getOperand(i)->getType() != I->getOperand(i)->getType())
 228       return false;
 229
 230   // Check special state that is a part of some instructions.
 231   if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(this))
 232     return LI->isVolatile() == cast<LoadInst>(I)->isVolatile() &&
 233            LI->getAlignment() == cast<LoadInst>(I)->getAlignment();
 234   if (const StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(this))
 235     return SI->isVolatile() == cast<StoreInst>(I)->isVolatile() &&
 236            SI->getAlignment() == cast<StoreInst>(I)->getAlignment();
 237   if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(this))
 238     return CI->getPredicate() == cast<CmpInst>(I)->getPredicate();
 239   if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(this))
 240     return CI->isTailCall() == cast<CallInst>(I)->isTailCall() &&
 241            CI->getCallingConv() == cast<CallInst>(I)->getCallingConv() &&
 242            CI->getAttributes() == cast<CallInst>(I)->getAttributes();
 243   if (const InvokeInst *CI = dyn_cast<InvokeInst>(this))
 244     return CI->getCallingConv() == cast<InvokeInst>(I)->getCallingConv() &&
 245            CI->getAttributes() ==
 246              cast<InvokeInst>(I)->getAttributes();
 247   if (const InsertValueInst *IVI = dyn_cast<InsertValueInst>(this))
 248     return IVI->getIndices() == cast<InsertValueInst>(I)->getIndices();
 249   if (const ExtractValueInst *EVI = dyn_cast<ExtractValueInst>(this))
 250     return EVI->getIndices() == cast<ExtractValueInst>(I)->getIndices();
 251
 252   return true;
 253 }
 254
 255 /// isUsedOutsideOfBlock - Return true if there are any uses of I outside of the
 256 /// specified block.  Note that PHI nodes are considered to evaluate their
 257 /// operands in the corresponding predecessor block.
 258 bool Instruction::isUsedOutsideOfBlock(const BasicBlock *BB) const {
 259   for (const_use_iterator UI = use_begin(), E = use_end(); UI != E; ++UI) {
 260     // PHI nodes uses values in the corresponding predecessor block.  For other
 261     // instructions, just check to see whether the parent of the use matches up.
 262     const User *U = *UI;
 263     const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(U);
 264     if (PN == 0) {
 265       if (cast<Instruction>(U)->getParent() != BB)
 266         return true;
 267       continue;
 268     }
 269
 270     if (PN->getIncomingBlock(UI) != BB)
 271       return true;
 272   }
 273   return false;
 274 }
 275
 276 /// mayReadFromMemory - Return true if this instruction may read memory.
 277 ///
 278 bool Instruction::mayReadFromMemory() const {
 279   switch (getOpcode()) {
 280   default: return false;
 281   case Instruction::VAArg:
 282   case Instruction::Load:
 283     return true;
 284   case Instruction::Call:
 285     return !cast<CallInst>(this)->doesNotAccessMemory();
 286   case Instruction::Invoke:
 287     return !cast<InvokeInst>(this)->doesNotAccessMemory();
 288   case Instruction::Store:
 289     return cast<StoreInst>(this)->isVolatile();
 290   }
 291 }
 292
 293 /// mayWriteToMemory - Return true if this instruction may modify memory.
 294 ///
 295 bool Instruction::mayWriteToMemory() const {
 296   switch (getOpcode()) {
 297   default: return false;
 298   case Instruction::Store:
 299   case Instruction::VAArg:
 300     return true;
 301   case Instruction::Call:
 302     return !cast<CallInst>(this)->onlyReadsMemory();
 303   case Instruction::Invoke:
 304     return !cast<InvokeInst>(this)->onlyReadsMemory();
 305   case Instruction::Load:
 306     return cast<LoadInst>(this)->isVolatile();
 307   }
 308 }
 309
 310 /// mayThrow - Return true if this instruction may throw an exception.
 311 ///
 312 bool Instruction::mayThrow() const {
 313   if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(this))
 314     return !CI->doesNotThrow();
 315   return false;
 316 }
 317
 318 /// isAssociative - Return true if the instruction is associative:
 319 ///
 320 ///   Associative operators satisfy:  x op (y op z) === (x op y) op z
 321 ///
 322 /// In LLVM, the Add, Mul, And, Or, and Xor operators are associative.
 323 ///
 324 bool Instruction::isAssociative(unsigned Opcode) {
 325   return Opcode == And || Opcode == Or || Opcode == Xor ||
 326          Opcode == Add || Opcode == Mul;
 327 }
 328
 329 /// isCommutative - Return true if the instruction is commutative:
 330 ///
 331 ///   Commutative operators satisfy: (x op y) === (y op x)
 332 ///
 333 /// In LLVM, these are the associative operators, plus SetEQ and SetNE, when
 334 /// applied to any type.
 335 ///
 336 bool Instruction::isCommutative(unsigned op) {
 337   switch (op) {
 338   case Add:
 339   case FAdd:
 340   case Mul:
 341   case FMul:
 342   case And:
 343   case Or:
 344   case Xor:
 345     return true;
 346   default:
 347     return false;
 348   }
 349 }
 350
 351 bool Instruction::isSafeToSpeculativelyExecute() const {
 352   for (unsigned i = 0, e = getNumOperands(); i != e; ++i)
 353     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(getOperand(i)))
 354       if (C->canTrap())
 355         return false;
 356
 357   switch (getOpcode()) {
 358   default:
 359     return true;
 360   case UDiv:
 361   case URem: {
 362     // x / y is undefined if y == 0, but calcuations like x / 3 are safe.
 363     ConstantInt *Op = dyn_cast<ConstantInt>(getOperand(1));
 364     return Op && !Op->isNullValue();
 365   }
 366   case SDiv:
 367   case SRem: {
 368     // x / y is undefined if y == 0, and might be undefined if y == -1,
 369     // but calcuations like x / 3 are safe.
 370     ConstantInt *Op = dyn_cast<ConstantInt>(getOperand(1));
 371     return Op && !Op->isNullValue() && !Op->isAllOnesValue();
 372   }
 373   case Load: {
 374     const LoadInst *LI = cast<LoadInst>(this);
 375     if (LI->isVolatile())
 376       return false;
 377     return LI->getPointerOperand()->isDereferenceablePointer();
 378   }
 379   case Call:
 380     return false; // The called function could have undefined behavior or
 381                   // side-effects.
 382                   // FIXME: We should special-case some intrinsics (bswap,
 383                   // overflow-checking arithmetic, etc.)
 384   case VAArg:
 385   case Alloca:
 386   case Invoke:
 387   case PHI:
 388   case Store:
 389   case Ret:
 390   case Br:
 391   case IndirectBr:
 392   case Switch:
 393   case Unwind:
 394   case Unreachable:
 395     return false; // Misc instructions which have effects
 396   }
 397 }
 398
 399 Instruction *Instruction::clone() const {
 400   Instruction *New = clone_impl();
 401   New->SubclassOptionalData = SubclassOptionalData;
 402   if (!hasMetadata())
 403     return New;
 404
 405   // Otherwise, enumerate and copy over metadata from the old instruction to the
 406   // new one.
 407   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode*>, 4> TheMDs;
 408   getAllMetadataOtherThanDebugLoc(TheMDs);
 409   for (unsigned i = 0, e = TheMDs.size(); i != e; ++i)
 410     New->setMetadata(TheMDs[i].first, TheMDs[i].second);
 411
 412   New->setDebugLoc(getDebugLoc());
 413   return New;
 414 }