]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/include/llvm/Pass.h
Merge llvm, clang, compiler-rt, libc++, libunwind, lld, lldb, and openmp
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / include / llvm / Pass.h
1 //===- llvm/Pass.h - Base class for Passes ----------------------*- 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 defines a base class that indicates that a specified class is a
10 // transformation pass implementation.
11 //
12 // Passes are designed this way so that it is possible to run passes in a cache
13 // and organizationally optimal order without having to specify it at the front
14 // end.  This allows arbitrary passes to be strung together and have them
15 // executed as efficiently as possible.
16 //
17 // Passes should extend one of the classes below, depending on the guarantees
18 // that it can make about what will be modified as it is run.  For example, most
19 // global optimizations should derive from FunctionPass, because they do not add
20 // or delete functions, they operate on the internals of the function.
21 //
22 // Note that this file #includes PassSupport.h and PassAnalysisSupport.h (at the
23 // bottom), so the APIs exposed by these files are also automatically available
24 // to all users of this file.
25 //
26 //===----------------------------------------------------------------------===//
27
28 #ifndef LLVM_PASS_H
29 #define LLVM_PASS_H
30
31 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
32 #include <string>
33
34 namespace llvm {
35
36 class AnalysisResolver;
37 class AnalysisUsage;
38 class BasicBlock;
39 class Function;
40 class ImmutablePass;
41 class Module;
42 class PassInfo;
43 class PMDataManager;
44 class PMStack;
45 class raw_ostream;
46
47 // AnalysisID - Use the PassInfo to identify a pass...
48 using AnalysisID = const void *;
49
50 /// Different types of internal pass managers. External pass managers
51 /// (PassManager and FunctionPassManager) are not represented here.
52 /// Ordering of pass manager types is important here.
53 enum PassManagerType {
54   PMT_Unknown = 0,
55   PMT_ModulePassManager = 1, ///< MPPassManager
56   PMT_CallGraphPassManager,  ///< CGPassManager
57   PMT_FunctionPassManager,   ///< FPPassManager
58   PMT_LoopPassManager,       ///< LPPassManager
59   PMT_RegionPassManager,     ///< RGPassManager
60   PMT_BasicBlockPassManager, ///< BBPassManager
61   PMT_Last
62 };
63
64 // Different types of passes.
65 enum PassKind {
66   PT_BasicBlock,
67   PT_Region,
68   PT_Loop,
69   PT_Function,
70   PT_CallGraphSCC,
71   PT_Module,
72   PT_PassManager
73 };
74
75 //===----------------------------------------------------------------------===//
76 /// Pass interface - Implemented by all 'passes'.  Subclass this if you are an
77 /// interprocedural optimization or you do not fit into any of the more
78 /// constrained passes described below.
79 ///
80 class Pass {
81   AnalysisResolver *Resolver = nullptr;  // Used to resolve analysis
82   const void *PassID;
83   PassKind Kind;
84
85 public:
86   explicit Pass(PassKind K, char &pid) : PassID(&pid), Kind(K) {}
87   Pass(const Pass &) = delete;
88   Pass &operator=(const Pass &) = delete;
89   virtual ~Pass();
90
91   PassKind getPassKind() const { return Kind; }
92
93   /// getPassName - Return a nice clean name for a pass.  This usually
94   /// implemented in terms of the name that is registered by one of the
95   /// Registration templates, but can be overloaded directly.
96   virtual StringRef getPassName() const;
97
98   /// getPassID - Return the PassID number that corresponds to this pass.
99   AnalysisID getPassID() const {
100     return PassID;
101   }
102
103   /// doInitialization - Virtual method overridden by subclasses to do
104   /// any necessary initialization before any pass is run.
105   virtual bool doInitialization(Module &)  { return false; }
106
107   /// doFinalization - Virtual method overriden by subclasses to do any
108   /// necessary clean up after all passes have run.
109   virtual bool doFinalization(Module &) { return false; }
110
111   /// print - Print out the internal state of the pass.  This is called by
112   /// Analyze to print out the contents of an analysis.  Otherwise it is not
113   /// necessary to implement this method.  Beware that the module pointer MAY be
114   /// null.  This automatically forwards to a virtual function that does not
115   /// provide the Module* in case the analysis doesn't need it it can just be
116   /// ignored.
117   virtual void print(raw_ostream &OS, const Module *M) const;
118
119   void dump() const; // dump - Print to stderr.
120
121   /// createPrinterPass - Get a Pass appropriate to print the IR this
122   /// pass operates on (Module, Function or MachineFunction).
123   virtual Pass *createPrinterPass(raw_ostream &OS,
124                                   const std::string &Banner) const = 0;
125
126   /// Each pass is responsible for assigning a pass manager to itself.
127   /// PMS is the stack of available pass manager.
128   virtual void assignPassManager(PMStack &,
129                                  PassManagerType) {}
130
131   /// Check if available pass managers are suitable for this pass or not.
132   virtual void preparePassManager(PMStack &);
133
134   ///  Return what kind of Pass Manager can manage this pass.
135   virtual PassManagerType getPotentialPassManagerType() const;
136
137   // Access AnalysisResolver
138   void setResolver(AnalysisResolver *AR);
139   AnalysisResolver *getResolver() const { return Resolver; }
140
141   /// getAnalysisUsage - This function should be overriden by passes that need
142   /// analysis information to do their job.  If a pass specifies that it uses a
143   /// particular analysis result to this function, it can then use the
144   /// getAnalysis<AnalysisType>() function, below.
145   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &) const;
146
147   /// releaseMemory() - This member can be implemented by a pass if it wants to
148   /// be able to release its memory when it is no longer needed.  The default
149   /// behavior of passes is to hold onto memory for the entire duration of their
150   /// lifetime (which is the entire compile time).  For pipelined passes, this
151   /// is not a big deal because that memory gets recycled every time the pass is
152   /// invoked on another program unit.  For IP passes, it is more important to
153   /// free memory when it is unused.
154   ///
155   /// Optionally implement this function to release pass memory when it is no
156   /// longer used.
157   virtual void releaseMemory();
158
159   /// getAdjustedAnalysisPointer - This method is used when a pass implements
160   /// an analysis interface through multiple inheritance.  If needed, it should
161   /// override this to adjust the this pointer as needed for the specified pass
162   /// info.
163   virtual void *getAdjustedAnalysisPointer(AnalysisID ID);
164   virtual ImmutablePass *getAsImmutablePass();
165   virtual PMDataManager *getAsPMDataManager();
166
167   /// verifyAnalysis() - This member can be implemented by a analysis pass to
168   /// check state of analysis information.
169   virtual void verifyAnalysis() const;
170
171   // dumpPassStructure - Implement the -debug-passes=PassStructure option
172   virtual void dumpPassStructure(unsigned Offset = 0);
173
174   // lookupPassInfo - Return the pass info object for the specified pass class,
175   // or null if it is not known.
176   static const PassInfo *lookupPassInfo(const void *TI);
177
178   // lookupPassInfo - Return the pass info object for the pass with the given
179   // argument string, or null if it is not known.
180   static const PassInfo *lookupPassInfo(StringRef Arg);
181
182   // createPass - Create a object for the specified pass class,
183   // or null if it is not known.
184   static Pass *createPass(AnalysisID ID);
185
186   /// getAnalysisIfAvailable<AnalysisType>() - Subclasses use this function to
187   /// get analysis information that might be around, for example to update it.
188   /// This is different than getAnalysis in that it can fail (if the analysis
189   /// results haven't been computed), so should only be used if you can handle
190   /// the case when the analysis is not available.  This method is often used by
191   /// transformation APIs to update analysis results for a pass automatically as
192   /// the transform is performed.
193   template<typename AnalysisType> AnalysisType *
194     getAnalysisIfAvailable() const; // Defined in PassAnalysisSupport.h
195
196   /// mustPreserveAnalysisID - This method serves the same function as
197   /// getAnalysisIfAvailable, but works if you just have an AnalysisID.  This
198   /// obviously cannot give you a properly typed instance of the class if you
199   /// don't have the class name available (use getAnalysisIfAvailable if you
200   /// do), but it can tell you if you need to preserve the pass at least.
201   bool mustPreserveAnalysisID(char &AID) const;
202
203   /// getAnalysis<AnalysisType>() - This function is used by subclasses to get
204   /// to the analysis information that they claim to use by overriding the
205   /// getAnalysisUsage function.
206   template<typename AnalysisType>
207   AnalysisType &getAnalysis() const; // Defined in PassAnalysisSupport.h
208
209   template<typename AnalysisType>
210   AnalysisType &getAnalysis(Function &F); // Defined in PassAnalysisSupport.h
211
212   template<typename AnalysisType>
213   AnalysisType &getAnalysisID(AnalysisID PI) const;
214
215   template<typename AnalysisType>
216   AnalysisType &getAnalysisID(AnalysisID PI, Function &F);
217 };
218
219 //===----------------------------------------------------------------------===//
220 /// ModulePass class - This class is used to implement unstructured
221 /// interprocedural optimizations and analyses.  ModulePasses may do anything
222 /// they want to the program.
223 ///
224 class ModulePass : public Pass {
225 public:
226   explicit ModulePass(char &pid) : Pass(PT_Module, pid) {}
227
228   // Force out-of-line virtual method.
229   ~ModulePass() override;
230
231   /// createPrinterPass - Get a module printer pass.
232   Pass *createPrinterPass(raw_ostream &OS,
233                           const std::string &Banner) const override;
234
235   /// runOnModule - Virtual method overriden by subclasses to process the module
236   /// being operated on.
237   virtual bool runOnModule(Module &M) = 0;
238
239   void assignPassManager(PMStack &PMS, PassManagerType T) override;
240
241   ///  Return what kind of Pass Manager can manage this pass.
242   PassManagerType getPotentialPassManagerType() const override;
243
244 protected:
245   /// Optional passes call this function to check whether the pass should be
246   /// skipped. This is the case when optimization bisect is over the limit.
247   bool skipModule(Module &M) const;
248 };
249
250 //===----------------------------------------------------------------------===//
251 /// ImmutablePass class - This class is used to provide information that does
252 /// not need to be run.  This is useful for things like target information and
253 /// "basic" versions of AnalysisGroups.
254 ///
255 class ImmutablePass : public ModulePass {
256 public:
257   explicit ImmutablePass(char &pid) : ModulePass(pid) {}
258
259   // Force out-of-line virtual method.
260   ~ImmutablePass() override;
261
262   /// initializePass - This method may be overriden by immutable passes to allow
263   /// them to perform various initialization actions they require.  This is
264   /// primarily because an ImmutablePass can "require" another ImmutablePass,
265   /// and if it does, the overloaded version of initializePass may get access to
266   /// these passes with getAnalysis<>.
267   virtual void initializePass();
268
269   ImmutablePass *getAsImmutablePass() override { return this; }
270
271   /// ImmutablePasses are never run.
272   bool runOnModule(Module &) override { return false; }
273 };
274
275 //===----------------------------------------------------------------------===//
276 /// FunctionPass class - This class is used to implement most global
277 /// optimizations.  Optimizations should subclass this class if they meet the
278 /// following constraints:
279 ///
280 ///  1. Optimizations are organized globally, i.e., a function at a time
281 ///  2. Optimizing a function does not cause the addition or removal of any
282 ///     functions in the module
283 ///
284 class FunctionPass : public Pass {
285 public:
286   explicit FunctionPass(char &pid) : Pass(PT_Function, pid) {}
287
288   /// createPrinterPass - Get a function printer pass.
289   Pass *createPrinterPass(raw_ostream &OS,
290                           const std::string &Banner) const override;
291
292   /// runOnFunction - Virtual method overriden by subclasses to do the
293   /// per-function processing of the pass.
294   virtual bool runOnFunction(Function &F) = 0;
295
296   void assignPassManager(PMStack &PMS, PassManagerType T) override;
297
298   ///  Return what kind of Pass Manager can manage this pass.
299   PassManagerType getPotentialPassManagerType() const override;
300
301 protected:
302   /// Optional passes call this function to check whether the pass should be
303   /// skipped. This is the case when Attribute::OptimizeNone is set or when
304   /// optimization bisect is over the limit.
305   bool skipFunction(const Function &F) const;
306 };
307
308 //===----------------------------------------------------------------------===//
309 /// BasicBlockPass class - This class is used to implement most local
310 /// optimizations.  Optimizations should subclass this class if they
311 /// meet the following constraints:
312 ///   1. Optimizations are local, operating on either a basic block or
313 ///      instruction at a time.
314 ///   2. Optimizations do not modify the CFG of the contained function, or any
315 ///      other basic block in the function.
316 ///   3. Optimizations conform to all of the constraints of FunctionPasses.
317 ///
318 class BasicBlockPass : public Pass {
319 public:
320   explicit BasicBlockPass(char &pid) : Pass(PT_BasicBlock, pid) {}
321
322   /// createPrinterPass - Get a basic block printer pass.
323   Pass *createPrinterPass(raw_ostream &OS,
324                           const std::string &Banner) const override;
325
326   using llvm::Pass::doInitialization;
327   using llvm::Pass::doFinalization;
328
329   /// doInitialization - Virtual method overridden by BasicBlockPass subclasses
330   /// to do any necessary per-function initialization.
331   virtual bool doInitialization(Function &);
332
333   /// runOnBasicBlock - Virtual method overriden by subclasses to do the
334   /// per-basicblock processing of the pass.
335   virtual bool runOnBasicBlock(BasicBlock &BB) = 0;
336
337   /// doFinalization - Virtual method overriden by BasicBlockPass subclasses to
338   /// do any post processing needed after all passes have run.
339   virtual bool doFinalization(Function &);
340
341   void assignPassManager(PMStack &PMS, PassManagerType T) override;
342
343   ///  Return what kind of Pass Manager can manage this pass.
344   PassManagerType getPotentialPassManagerType() const override;
345
346 protected:
347   /// Optional passes call this function to check whether the pass should be
348   /// skipped. This is the case when Attribute::OptimizeNone is set or when
349   /// optimization bisect is over the limit.
350   bool skipBasicBlock(const BasicBlock &BB) const;
351 };
352
353 /// If the user specifies the -time-passes argument on an LLVM tool command line
354 /// then the value of this boolean will be true, otherwise false.
355 /// This is the storage for the -time-passes option.
356 extern bool TimePassesIsEnabled;
357
358 } // end namespace llvm
359
360 // Include support files that contain important APIs commonly used by Passes,
361 // but that we want to separate out to make it easier to read the header files.
362 #include "llvm/InitializePasses.h"
363 #include "llvm/PassAnalysisSupport.h"
364 #include "llvm/PassSupport.h"
365
366 #endif // LLVM_PASS_H