include/llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h

   1 //===-- llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h ------------------------*- C++ -*-===//
   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 // Collect the sequence of machine instructions for a basic block.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINEBASICBLOCK_H
  15 #define LLVM_CODEGEN_MACHINEBASICBLOCK_H
  16
  17 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  18 #include "llvm/ADT/GraphTraits.h"
  19
  20 namespace llvm {
  21
  22 class Pass;
  23 class BasicBlock;
  24 class MachineFunction;
  25 class MCSymbol;
  26 class SlotIndexes;
  27 class StringRef;
  28 class raw_ostream;
  29
  30 template <>
  31 struct ilist_traits<MachineInstr> : public ilist_default_traits<MachineInstr> {
  32 private:
  33   mutable ilist_half_node<MachineInstr> Sentinel;
  34
  35   // this is only set by the MachineBasicBlock owning the LiveList
  36   friend class MachineBasicBlock;
  37   MachineBasicBlock* Parent;
  38
  39 public:
  40   MachineInstr *createSentinel() const {
  41     return static_cast<MachineInstr*>(&Sentinel);
  42   }
  43   void destroySentinel(MachineInstr *) const {}
  44
  45   MachineInstr *provideInitialHead() const { return createSentinel(); }
  46   MachineInstr *ensureHead(MachineInstr*) const { return createSentinel(); }
  47   static void noteHead(MachineInstr*, MachineInstr*) {}
  48
  49   void addNodeToList(MachineInstr* N);
  50   void removeNodeFromList(MachineInstr* N);
  51   void transferNodesFromList(ilist_traits &SrcTraits,
  52                              ilist_iterator<MachineInstr> first,
  53                              ilist_iterator<MachineInstr> last);
  54   void deleteNode(MachineInstr *N);
  55 private:
  56   void createNode(const MachineInstr &);
  57 };
  58
  59 class MachineBasicBlock : public ilist_node<MachineBasicBlock> {
  60   typedef ilist<MachineInstr> Instructions;
  61   Instructions Insts;
  62   const BasicBlock *BB;
  63   int Number;
  64   MachineFunction *xParent;
  65
  66   /// Predecessors/Successors - Keep track of the predecessor / successor
  67   /// basicblocks.
  68   std::vector<MachineBasicBlock *> Predecessors;
  69   std::vector<MachineBasicBlock *> Successors;
  70
  71   /// LiveIns - Keep track of the physical registers that are livein of
  72   /// the basicblock.
  73   std::vector<unsigned> LiveIns;
  74
  75   /// Alignment - Alignment of the basic block. Zero if the basic block does
  76   /// not need to be aligned.
  77   unsigned Alignment;
  78
  79   /// IsLandingPad - Indicate that this basic block is entered via an
  80   /// exception handler.
  81   bool IsLandingPad;
  82
  83   /// AddressTaken - Indicate that this basic block is potentially the
  84   /// target of an indirect branch.
  85   bool AddressTaken;
  86
  87   // Intrusive list support
  88   MachineBasicBlock() {}
  89
  90   explicit MachineBasicBlock(MachineFunction &mf, const BasicBlock *bb);
  91
  92   ~MachineBasicBlock();
  93
  94   // MachineBasicBlocks are allocated and owned by MachineFunction.
  95   friend class MachineFunction;
  96
  97 public:
  98   /// getBasicBlock - Return the LLVM basic block that this instance
  99   /// corresponded to originally. Note that this may be NULL if this instance
 100   /// does not correspond directly to an LLVM basic block.
 101   ///
 102   const BasicBlock *getBasicBlock() const { return BB; }
 103
 104   /// getName - Return the name of the corresponding LLVM basic block, or
 105   /// "(null)".
 106   StringRef getName() const;
 107
 108   /// hasAddressTaken - Test whether this block is potentially the target
 109   /// of an indirect branch.
 110   bool hasAddressTaken() const { return AddressTaken; }
 111
 112   /// setHasAddressTaken - Set this block to reflect that it potentially
 113   /// is the target of an indirect branch.
 114   void setHasAddressTaken() { AddressTaken = true; }
 115
 116   /// getParent - Return the MachineFunction containing this basic block.
 117   ///
 118   const MachineFunction *getParent() const { return xParent; }
 119   MachineFunction *getParent() { return xParent; }
 120
 121   typedef Instructions::iterator                              iterator;
 122   typedef Instructions::const_iterator                  const_iterator;
 123   typedef std::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;
 124   typedef std::reverse_iterator<iterator>             reverse_iterator;
 125
 126   unsigned size() const { return (unsigned)Insts.size(); }
 127   bool empty() const { return Insts.empty(); }
 128
 129   MachineInstr& front() { return Insts.front(); }
 130   MachineInstr& back()  { return Insts.back(); }
 131   const MachineInstr& front() const { return Insts.front(); }
 132   const MachineInstr& back()  const { return Insts.back(); }
 133
 134   iterator                begin()       { return Insts.begin();  }
 135   const_iterator          begin() const { return Insts.begin();  }
 136   iterator                  end()       { return Insts.end();    }
 137   const_iterator            end() const { return Insts.end();    }
 138   reverse_iterator       rbegin()       { return Insts.rbegin(); }
 139   const_reverse_iterator rbegin() const { return Insts.rbegin(); }
 140   reverse_iterator       rend  ()       { return Insts.rend();   }
 141   const_reverse_iterator rend  () const { return Insts.rend();   }
 142
 143   // Machine-CFG iterators
 144   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::iterator       pred_iterator;
 145   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::const_iterator const_pred_iterator;
 146   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::iterator       succ_iterator;
 147   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::const_iterator const_succ_iterator;
 148   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::reverse_iterator
 149                                                          pred_reverse_iterator;
 150   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::const_reverse_iterator
 151                                                    const_pred_reverse_iterator;
 152   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::reverse_iterator
 153                                                          succ_reverse_iterator;
 154   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::const_reverse_iterator
 155                                                    const_succ_reverse_iterator;
 156
 157   pred_iterator        pred_begin()       { return Predecessors.begin(); }
 158   const_pred_iterator  pred_begin() const { return Predecessors.begin(); }
 159   pred_iterator        pred_end()         { return Predecessors.end();   }
 160   const_pred_iterator  pred_end()   const { return Predecessors.end();   }
 161   pred_reverse_iterator        pred_rbegin()
 162                                           { return Predecessors.rbegin();}
 163   const_pred_reverse_iterator  pred_rbegin() const
 164                                           { return Predecessors.rbegin();}
 165   pred_reverse_iterator        pred_rend()
 166                                           { return Predecessors.rend();  }
 167   const_pred_reverse_iterator  pred_rend()   const
 168                                           { return Predecessors.rend();  }
 169   unsigned             pred_size()  const {
 170     return (unsigned)Predecessors.size();
 171   }
 172   bool                 pred_empty() const { return Predecessors.empty(); }
 173   succ_iterator        succ_begin()       { return Successors.begin();   }
 174   const_succ_iterator  succ_begin() const { return Successors.begin();   }
 175   succ_iterator        succ_end()         { return Successors.end();     }
 176   const_succ_iterator  succ_end()   const { return Successors.end();     }
 177   succ_reverse_iterator        succ_rbegin()
 178                                           { return Successors.rbegin();  }
 179   const_succ_reverse_iterator  succ_rbegin() const
 180                                           { return Successors.rbegin();  }
 181   succ_reverse_iterator        succ_rend()
 182                                           { return Successors.rend();    }
 183   const_succ_reverse_iterator  succ_rend()   const
 184                                           { return Successors.rend();    }
 185   unsigned             succ_size()  const {
 186     return (unsigned)Successors.size();
 187   }
 188   bool                 succ_empty() const { return Successors.empty();   }
 189
 190   // LiveIn management methods.
 191
 192   /// addLiveIn - Add the specified register as a live in.  Note that it
 193   /// is an error to add the same register to the same set more than once.
 194   void addLiveIn(unsigned Reg)  { LiveIns.push_back(Reg); }
 195
 196   /// removeLiveIn - Remove the specified register from the live in set.
 197   ///
 198   void removeLiveIn(unsigned Reg);
 199
 200   /// isLiveIn - Return true if the specified register is in the live in set.
 201   ///
 202   bool isLiveIn(unsigned Reg) const;
 203
 204   // Iteration support for live in sets.  These sets are kept in sorted
 205   // order by their register number.
 206   typedef std::vector<unsigned>::const_iterator livein_iterator;
 207   livein_iterator livein_begin() const { return LiveIns.begin(); }
 208   livein_iterator livein_end()   const { return LiveIns.end(); }
 209   bool            livein_empty() const { return LiveIns.empty(); }
 210
 211   /// getAlignment - Return alignment of the basic block.
 212   ///
 213   unsigned getAlignment() const { return Alignment; }
 214
 215   /// setAlignment - Set alignment of the basic block.
 216   ///
 217   void setAlignment(unsigned Align) { Alignment = Align; }
 218
 219   /// isLandingPad - Returns true if the block is a landing pad. That is
 220   /// this basic block is entered via an exception handler.
 221   bool isLandingPad() const { return IsLandingPad; }
 222
 223   /// setIsLandingPad - Indicates the block is a landing pad.  That is
 224   /// this basic block is entered via an exception handler.
 225   void setIsLandingPad() { IsLandingPad = true; }
 226
 227   /// getLandingPadSuccessor - If this block has a successor that is a landing
 228   /// pad, return it. Otherwise return NULL.
 229   const MachineBasicBlock *getLandingPadSuccessor() const;
 230
 231   // Code Layout methods.
 232
 233   /// moveBefore/moveAfter - move 'this' block before or after the specified
 234   /// block.  This only moves the block, it does not modify the CFG or adjust
 235   /// potential fall-throughs at the end of the block.
 236   void moveBefore(MachineBasicBlock *NewAfter);
 237   void moveAfter(MachineBasicBlock *NewBefore);
 238
 239   /// updateTerminator - Update the terminator instructions in block to account
 240   /// for changes to the layout. If the block previously used a fallthrough,
 241   /// it may now need a branch, and if it previously used branching it may now
 242   /// be able to use a fallthrough.
 243   void updateTerminator();
 244
 245   // Machine-CFG mutators
 246
 247   /// addSuccessor - Add succ as a successor of this MachineBasicBlock.
 248   /// The Predecessors list of succ is automatically updated.
 249   ///
 250   void addSuccessor(MachineBasicBlock *succ);
 251
 252   /// removeSuccessor - Remove successor from the successors list of this
 253   /// MachineBasicBlock. The Predecessors list of succ is automatically updated.
 254   ///
 255   void removeSuccessor(MachineBasicBlock *succ);
 256
 257   /// removeSuccessor - Remove specified successor from the successors list of
 258   /// this MachineBasicBlock. The Predecessors list of succ is automatically
 259   /// updated.  Return the iterator to the element after the one removed.
 260   ///
 261   succ_iterator removeSuccessor(succ_iterator I);
 262
 263   /// transferSuccessors - Transfers all the successors from MBB to this
 264   /// machine basic block (i.e., copies all the successors fromMBB and
 265   /// remove all the successors from fromMBB).
 266   void transferSuccessors(MachineBasicBlock *fromMBB);
 267
 268   /// transferSuccessorsAndUpdatePHIs - Transfers all the successors, as
 269   /// in transferSuccessors, and update PHI operands in the successor blocks
 270   /// which refer to fromMBB to refer to this.
 271   void transferSuccessorsAndUpdatePHIs(MachineBasicBlock *fromMBB);
 272
 273   /// isSuccessor - Return true if the specified MBB is a successor of this
 274   /// block.
 275   bool isSuccessor(const MachineBasicBlock *MBB) const;
 276
 277   /// isLayoutSuccessor - Return true if the specified MBB will be emitted
 278   /// immediately after this block, such that if this block exits by
 279   /// falling through, control will transfer to the specified MBB. Note
 280   /// that MBB need not be a successor at all, for example if this block
 281   /// ends with an unconditional branch to some other block.
 282   bool isLayoutSuccessor(const MachineBasicBlock *MBB) const;
 283
 284   /// canFallThrough - Return true if the block can implicitly transfer
 285   /// control to the block after it by falling off the end of it.  This should
 286   /// return false if it can reach the block after it, but it uses an explicit
 287   /// branch to do so (e.g., a table jump).  True is a conservative answer.
 288   bool canFallThrough();
 289
 290   /// Returns a pointer to the first instructon in this block that is not a
 291   /// PHINode instruction. When adding instruction to the beginning of the
 292   /// basic block, they should be added before the returned value, not before
 293   /// the first instruction, which might be PHI.
 294   /// Returns end() is there's no non-PHI instruction.
 295   iterator getFirstNonPHI();
 296
 297   /// SkipPHIsAndLabels - Return the first instruction in MBB after I that is
 298   /// not a PHI or a label. This is the correct point to insert copies at the
 299   /// beginning of a basic block.
 300   iterator SkipPHIsAndLabels(iterator I);
 301
 302   /// getFirstTerminator - returns an iterator to the first terminator
 303   /// instruction of this basic block. If a terminator does not exist,
 304   /// it returns end()
 305   iterator getFirstTerminator();
 306
 307   /// getLastNonDebugInstr - returns an iterator to the last non-debug
 308   /// instruction in the basic block, or end()
 309   iterator getLastNonDebugInstr();
 310
 311   /// SplitCriticalEdge - Split the critical edge from this block to the
 312   /// given successor block, and return the newly created block, or null
 313   /// if splitting is not possible.
 314   ///
 315   /// This function updates LiveVariables, MachineDominatorTree, and
 316   /// MachineLoopInfo, as applicable.
 317   MachineBasicBlock *SplitCriticalEdge(MachineBasicBlock *Succ, Pass *P);
 318
 319   void pop_front() { Insts.pop_front(); }
 320   void pop_back() { Insts.pop_back(); }
 321   void push_back(MachineInstr *MI) { Insts.push_back(MI); }
 322   template<typename IT>
 323   void insert(iterator I, IT S, IT E) { Insts.insert(I, S, E); }
 324   iterator insert(iterator I, MachineInstr *M) { return Insts.insert(I, M); }
 325   iterator insertAfter(iterator I, MachineInstr *M) {
 326     return Insts.insertAfter(I, M);
 327   }
 328
 329   // erase - Remove the specified element or range from the instruction list.
 330   // These functions delete any instructions removed.
 331   //
 332   iterator erase(iterator I)             { return Insts.erase(I); }
 333   iterator erase(iterator I, iterator E) { return Insts.erase(I, E); }
 334   MachineInstr *remove(MachineInstr *I)  { return Insts.remove(I); }
 335   void clear()                           { Insts.clear(); }
 336
 337   /// splice - Take an instruction from MBB 'Other' at the position From,
 338   /// and insert it into this MBB right before 'where'.
 339   void splice(iterator where, MachineBasicBlock *Other, iterator From) {
 340     Insts.splice(where, Other->Insts, From);
 341   }
 342
 343   /// splice - Take a block of instructions from MBB 'Other' in the range [From,
 344   /// To), and insert them into this MBB right before 'where'.
 345   void splice(iterator where, MachineBasicBlock *Other, iterator From,
 346               iterator To) {
 347     Insts.splice(where, Other->Insts, From, To);
 348   }
 349
 350   /// removeFromParent - This method unlinks 'this' from the containing
 351   /// function, and returns it, but does not delete it.
 352   MachineBasicBlock *removeFromParent();
 353
 354   /// eraseFromParent - This method unlinks 'this' from the containing
 355   /// function and deletes it.
 356   void eraseFromParent();
 357
 358   /// ReplaceUsesOfBlockWith - Given a machine basic block that branched to
 359   /// 'Old', change the code and CFG so that it branches to 'New' instead.
 360   void ReplaceUsesOfBlockWith(MachineBasicBlock *Old, MachineBasicBlock *New);
 361
 362   /// CorrectExtraCFGEdges - Various pieces of code can cause excess edges in
 363   /// the CFG to be inserted.  If we have proven that MBB can only branch to
 364   /// DestA and DestB, remove any other MBB successors from the CFG. DestA and
 365   /// DestB can be null. Besides DestA and DestB, retain other edges leading
 366   /// to LandingPads (currently there can be only one; we don't check or require
 367   /// that here). Note it is possible that DestA and/or DestB are LandingPads.
 368   bool CorrectExtraCFGEdges(MachineBasicBlock *DestA,
 369                             MachineBasicBlock *DestB,
 370                             bool isCond);
 371
 372   /// findDebugLoc - find the next valid DebugLoc starting at MBBI, skipping
 373   /// any DBG_VALUE instructions.  Return UnknownLoc if there is none.
 374   DebugLoc findDebugLoc(MachineBasicBlock::iterator &MBBI);
 375
 376   // Debugging methods.
 377   void dump() const;
 378   void print(raw_ostream &OS, SlotIndexes* = 0) const;
 379
 380   /// getNumber - MachineBasicBlocks are uniquely numbered at the function
 381   /// level, unless they're not in a MachineFunction yet, in which case this
 382   /// will return -1.
 383   ///
 384   int getNumber() const { return Number; }
 385   void setNumber(int N) { Number = N; }
 386
 387   /// getSymbol - Return the MCSymbol for this basic block.
 388   ///
 389   MCSymbol *getSymbol() const;
 390
 391 private:   // Methods used to maintain doubly linked list of blocks...
 392   friend struct ilist_traits<MachineBasicBlock>;
 393
 394   // Machine-CFG mutators
 395
 396   /// addPredecessor - Remove pred as a predecessor of this MachineBasicBlock.
 397   /// Don't do this unless you know what you're doing, because it doesn't
 398   /// update pred's successors list. Use pred->addSuccessor instead.
 399   ///
 400   void addPredecessor(MachineBasicBlock *pred);
 401
 402   /// removePredecessor - Remove pred as a predecessor of this
 403   /// MachineBasicBlock. Don't do this unless you know what you're
 404   /// doing, because it doesn't update pred's successors list. Use
 405   /// pred->removeSuccessor instead.
 406   ///
 407   void removePredecessor(MachineBasicBlock *pred);
 408 };
 409
 410 raw_ostream& operator<<(raw_ostream &OS, const MachineBasicBlock &MBB);
 411
 412 void WriteAsOperand(raw_ostream &, const MachineBasicBlock*, bool t);
 413
 414 //===--------------------------------------------------------------------===//
 415 // GraphTraits specializations for machine basic block graphs (machine-CFGs)
 416 //===--------------------------------------------------------------------===//
 417
 418 // Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a
 419 // MachineFunction as a graph of MachineBasicBlocks...
 420 //
 421
 422 template <> struct GraphTraits<MachineBasicBlock *> {
 423   typedef MachineBasicBlock NodeType;
 424   typedef MachineBasicBlock::succ_iterator ChildIteratorType;
 425
 426   static NodeType *getEntryNode(MachineBasicBlock *BB) { return BB; }
 427   static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) {
 428     return N->succ_begin();
 429   }
 430   static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) {
 431     return N->succ_end();
 432   }
 433 };
 434
 435 template <> struct GraphTraits<const MachineBasicBlock *> {
 436   typedef const MachineBasicBlock NodeType;
 437   typedef MachineBasicBlock::const_succ_iterator ChildIteratorType;
 438
 439   static NodeType *getEntryNode(const MachineBasicBlock *BB) { return BB; }
 440   static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) {
 441     return N->succ_begin();
 442   }
 443   static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) {
 444     return N->succ_end();
 445   }
 446 };
 447
 448 // Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a
 449 // MachineFunction as a graph of MachineBasicBlocks... and to walk it
 450 // in inverse order.  Inverse order for a function is considered
 451 // to be when traversing the predecessor edges of a MBB
 452 // instead of the successor edges.
 453 //
 454 template <> struct GraphTraits<Inverse<MachineBasicBlock*> > {
 455   typedef MachineBasicBlock NodeType;
 456   typedef MachineBasicBlock::pred_iterator ChildIteratorType;
 457   static NodeType *getEntryNode(Inverse<MachineBasicBlock *> G) {
 458     return G.Graph;
 459   }
 460   static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) {
 461     return N->pred_begin();
 462   }
 463   static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) {
 464     return N->pred_end();
 465   }
 466 };
 467
 468 template <> struct GraphTraits<Inverse<const MachineBasicBlock*> > {
 469   typedef const MachineBasicBlock NodeType;
 470   typedef MachineBasicBlock::const_pred_iterator ChildIteratorType;
 471   static NodeType *getEntryNode(Inverse<const MachineBasicBlock*> G) {
 472     return G.Graph;
 473   }
 474   static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) {
 475     return N->pred_begin();
 476   }
 477   static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) {
 478     return N->pred_end();
 479   }
 480 };
 481
 482 } // End llvm namespace
 483
 484 #endif