include/llvm/CodeGen/MachineFunction.h

   1 //===-- llvm/CodeGen/MachineFunction.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 native machine code for a function.  This class contains a list of
  11 // MachineBasicBlock instances that make up the current compiled function.
  12 //
  13 // This class also contains pointers to various classes which hold
  14 // target-specific information about the generated code.
  15 //
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 #ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINEFUNCTION_H
  19 #define LLVM_CODEGEN_MACHINEFUNCTION_H
  20
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
  22 #include "llvm/ADT/ilist.h"
  23 #include "llvm/Support/DebugLoc.h"
  24 #include "llvm/Support/Allocator.h"
  25 #include "llvm/Support/Recycler.h"
  26
  27 namespace llvm {
  28
  29 class Value;
  30 class Function;
  31 class MachineRegisterInfo;
  32 class MachineFrameInfo;
  33 class MachineConstantPool;
  34 class MachineJumpTableInfo;
  35 class TargetMachine;
  36 class TargetRegisterClass;
  37
  38 template <>
  39 struct ilist_traits<MachineBasicBlock>
  40     : public ilist_default_traits<MachineBasicBlock> {
  41   mutable ilist_half_node<MachineBasicBlock> Sentinel;
  42 public:
  43   MachineBasicBlock *createSentinel() const {
  44     return static_cast<MachineBasicBlock*>(&Sentinel);
  45   }
  46   void destroySentinel(MachineBasicBlock *) const {}
  47
  48   MachineBasicBlock *provideInitialHead() const { return createSentinel(); }
  49   MachineBasicBlock *ensureHead(MachineBasicBlock*) const {
  50     return createSentinel();
  51   }
  52   static void noteHead(MachineBasicBlock*, MachineBasicBlock*) {}
  53
  54   void addNodeToList(MachineBasicBlock* MBB);
  55   void removeNodeFromList(MachineBasicBlock* MBB);
  56   void deleteNode(MachineBasicBlock *MBB);
  57 private:
  58   void createNode(const MachineBasicBlock &);
  59 };
  60
  61 /// MachineFunctionInfo - This class can be derived from and used by targets to
  62 /// hold private target-specific information for each MachineFunction.  Objects
  63 /// of type are accessed/created with MF::getInfo and destroyed when the
  64 /// MachineFunction is destroyed.
  65 struct MachineFunctionInfo {
  66   virtual ~MachineFunctionInfo();
  67 };
  68
  69 class MachineFunction {
  70   Function *Fn;
  71   const TargetMachine &Target;
  72
  73   // RegInfo - Information about each register in use in the function.
  74   MachineRegisterInfo *RegInfo;
  75
  76   // Used to keep track of target-specific per-machine function information for
  77   // the target implementation.
  78   MachineFunctionInfo *MFInfo;
  79
  80   // Keep track of objects allocated on the stack.
  81   MachineFrameInfo *FrameInfo;
  82
  83   // Keep track of constants which are spilled to memory
  84   MachineConstantPool *ConstantPool;
  85
  86   // Keep track of jump tables for switch instructions
  87   MachineJumpTableInfo *JumpTableInfo;
  88
  89   // Function-level unique numbering for MachineBasicBlocks.  When a
  90   // MachineBasicBlock is inserted into a MachineFunction is it automatically
  91   // numbered and this vector keeps track of the mapping from ID's to MBB's.
  92   std::vector<MachineBasicBlock*> MBBNumbering;
  93
  94   // Pool-allocate MachineFunction-lifetime and IR objects.
  95   BumpPtrAllocator Allocator;
  96
  97   // Allocation management for instructions in function.
  98   Recycler<MachineInstr> InstructionRecycler;
  99
 100   // Allocation management for basic blocks in function.
 101   Recycler<MachineBasicBlock> BasicBlockRecycler;
 102
 103   // List of machine basic blocks in function
 104   typedef ilist<MachineBasicBlock> BasicBlockListType;
 105   BasicBlockListType BasicBlocks;
 106
 107   // Default debug location. Used to print out the debug label at the beginning
 108   // of a function.
 109   DebugLoc DefaultDebugLoc;
 110
 111   // Tracks debug locations.
 112   DebugLocTracker DebugLocInfo;
 113
 114   // The alignment of the function.
 115   unsigned Alignment;
 116
 117   MachineFunction(const MachineFunction &); // intentionally unimplemented
 118   void operator=(const MachineFunction&);   // intentionally unimplemented
 119
 120 public:
 121   MachineFunction(Function *Fn, const TargetMachine &TM);
 122   ~MachineFunction();
 123
 124   /// getFunction - Return the LLVM function that this machine code represents
 125   ///
 126   Function *getFunction() const { return Fn; }
 127
 128   /// getTarget - Return the target machine this machine code is compiled with
 129   ///
 130   const TargetMachine &getTarget() const { return Target; }
 131
 132   /// getRegInfo - Return information about the registers currently in use.
 133   ///
 134   MachineRegisterInfo &getRegInfo() { return *RegInfo; }
 135   const MachineRegisterInfo &getRegInfo() const { return *RegInfo; }
 136
 137   /// getFrameInfo - Return the frame info object for the current function.
 138   /// This object contains information about objects allocated on the stack
 139   /// frame of the current function in an abstract way.
 140   ///
 141   MachineFrameInfo *getFrameInfo() { return FrameInfo; }
 142   const MachineFrameInfo *getFrameInfo() const { return FrameInfo; }
 143
 144   /// getJumpTableInfo - Return the jump table info object for the current
 145   /// function.  This object contains information about jump tables for switch
 146   /// instructions in the current function.
 147   ///
 148   MachineJumpTableInfo *getJumpTableInfo() { return JumpTableInfo; }
 149   const MachineJumpTableInfo *getJumpTableInfo() const { return JumpTableInfo; }
 150
 151   /// getConstantPool - Return the constant pool object for the current
 152   /// function.
 153   ///
 154   MachineConstantPool *getConstantPool() { return ConstantPool; }
 155   const MachineConstantPool *getConstantPool() const { return ConstantPool; }
 156
 157   /// getAlignment - Return the alignment (log2, not bytes) of the function.
 158   ///
 159   unsigned getAlignment() const { return Alignment; }
 160
 161   /// setAlignment - Set the alignment (log2, not bytes) of the function.
 162   ///
 163   void setAlignment(unsigned A) { Alignment = A; }
 164
 165   /// getInfo - Keep track of various per-function pieces of information for
 166   /// backends that would like to do so.
 167   ///
 168   template<typename Ty>
 169   Ty *getInfo() {
 170     if (!MFInfo) {
 171         // This should be just `new (Allocator.Allocate<Ty>()) Ty(*this)', but
 172         // that apparently breaks GCC 3.3.
 173         Ty *Loc = static_cast<Ty*>(Allocator.Allocate(sizeof(Ty),
 174                                                       AlignOf<Ty>::Alignment));
 175         MFInfo = new (Loc) Ty(*this);
 176     }
 177
 178     assert((void*)dynamic_cast<Ty*>(MFInfo) == (void*)MFInfo &&
 179            "Invalid concrete type or multiple inheritence for getInfo");
 180     return static_cast<Ty*>(MFInfo);
 181   }
 182
 183   template<typename Ty>
 184   const Ty *getInfo() const {
 185      return const_cast<MachineFunction*>(this)->getInfo<Ty>();
 186   }
 187
 188   /// getBlockNumbered - MachineBasicBlocks are automatically numbered when they
 189   /// are inserted into the machine function.  The block number for a machine
 190   /// basic block can be found by using the MBB::getBlockNumber method, this
 191   /// method provides the inverse mapping.
 192   ///
 193   MachineBasicBlock *getBlockNumbered(unsigned N) const {
 194     assert(N < MBBNumbering.size() && "Illegal block number");
 195     assert(MBBNumbering[N] && "Block was removed from the machine function!");
 196     return MBBNumbering[N];
 197   }
 198
 199   /// getNumBlockIDs - Return the number of MBB ID's allocated.
 200   ///
 201   unsigned getNumBlockIDs() const { return (unsigned)MBBNumbering.size(); }
 202
 203   /// RenumberBlocks - This discards all of the MachineBasicBlock numbers and
 204   /// recomputes them.  This guarantees that the MBB numbers are sequential,
 205   /// dense, and match the ordering of the blocks within the function.  If a
 206   /// specific MachineBasicBlock is specified, only that block and those after
 207   /// it are renumbered.
 208   void RenumberBlocks(MachineBasicBlock *MBBFrom = 0);
 209
 210   /// print - Print out the MachineFunction in a format suitable for debugging
 211   /// to the specified stream.
 212   ///
 213   void print(raw_ostream &OS) const;
 214
 215   /// viewCFG - This function is meant for use from the debugger.  You can just
 216   /// say 'call F->viewCFG()' and a ghostview window should pop up from the
 217   /// program, displaying the CFG of the current function with the code for each
 218   /// basic block inside.  This depends on there being a 'dot' and 'gv' program
 219   /// in your path.
 220   ///
 221   void viewCFG() const;
 222
 223   /// viewCFGOnly - This function is meant for use from the debugger.  It works
 224   /// just like viewCFG, but it does not include the contents of basic blocks
 225   /// into the nodes, just the label.  If you are only interested in the CFG
 226   /// this can make the graph smaller.
 227   ///
 228   void viewCFGOnly() const;
 229
 230   /// dump - Print the current MachineFunction to cerr, useful for debugger use.
 231   ///
 232   void dump() const;
 233
 234   /// verify - Run the current MachineFunction through the machine code
 235   /// verifier, useful for debugger use.
 236   void verify(Pass *p=NULL, bool allowDoubleDefs=false) const;
 237
 238   // Provide accessors for the MachineBasicBlock list...
 239   typedef BasicBlockListType::iterator iterator;
 240   typedef BasicBlockListType::const_iterator const_iterator;
 241   typedef std::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;
 242   typedef std::reverse_iterator<iterator>             reverse_iterator;
 243
 244   /// addLiveIn - Add the specified physical register as a live-in value and
 245   /// create a corresponding virtual register for it.
 246   unsigned addLiveIn(unsigned PReg, const TargetRegisterClass *RC);
 247
 248   //===--------------------------------------------------------------------===//
 249   // BasicBlock accessor functions.
 250   //
 251   iterator                 begin()       { return BasicBlocks.begin(); }
 252   const_iterator           begin() const { return BasicBlocks.begin(); }
 253   iterator                 end  ()       { return BasicBlocks.end();   }
 254   const_iterator           end  () const { return BasicBlocks.end();   }
 255
 256   reverse_iterator        rbegin()       { return BasicBlocks.rbegin(); }
 257   const_reverse_iterator  rbegin() const { return BasicBlocks.rbegin(); }
 258   reverse_iterator        rend  ()       { return BasicBlocks.rend();   }
 259   const_reverse_iterator  rend  () const { return BasicBlocks.rend();   }
 260
 261   unsigned                  size() const { return (unsigned)BasicBlocks.size();}
 262   bool                     empty() const { return BasicBlocks.empty(); }
 263   const MachineBasicBlock &front() const { return BasicBlocks.front(); }
 264         MachineBasicBlock &front()       { return BasicBlocks.front(); }
 265   const MachineBasicBlock & back() const { return BasicBlocks.back(); }
 266         MachineBasicBlock & back()       { return BasicBlocks.back(); }
 267
 268   void push_back (MachineBasicBlock *MBB) { BasicBlocks.push_back (MBB); }
 269   void push_front(MachineBasicBlock *MBB) { BasicBlocks.push_front(MBB); }
 270   void insert(iterator MBBI, MachineBasicBlock *MBB) {
 271     BasicBlocks.insert(MBBI, MBB);
 272   }
 273   void splice(iterator InsertPt, iterator MBBI) {
 274     BasicBlocks.splice(InsertPt, BasicBlocks, MBBI);
 275   }
 276   void splice(iterator InsertPt, iterator MBBI, iterator MBBE) {
 277     BasicBlocks.splice(InsertPt, BasicBlocks, MBBI, MBBE);
 278   }
 279
 280   void remove(iterator MBBI) {
 281     BasicBlocks.remove(MBBI);
 282   }
 283   void erase(iterator MBBI) {
 284     BasicBlocks.erase(MBBI);
 285   }
 286
 287   //===--------------------------------------------------------------------===//
 288   // Internal functions used to automatically number MachineBasicBlocks
 289   //
 290
 291   /// getNextMBBNumber - Returns the next unique number to be assigned
 292   /// to a MachineBasicBlock in this MachineFunction.
 293   ///
 294   unsigned addToMBBNumbering(MachineBasicBlock *MBB) {
 295     MBBNumbering.push_back(MBB);
 296     return (unsigned)MBBNumbering.size()-1;
 297   }
 298
 299   /// removeFromMBBNumbering - Remove the specific machine basic block from our
 300   /// tracker, this is only really to be used by the MachineBasicBlock
 301   /// implementation.
 302   void removeFromMBBNumbering(unsigned N) {
 303     assert(N < MBBNumbering.size() && "Illegal basic block #");
 304     MBBNumbering[N] = 0;
 305   }
 306
 307   /// CreateMachineInstr - Allocate a new MachineInstr. Use this instead
 308   /// of `new MachineInstr'.
 309   ///
 310   MachineInstr *CreateMachineInstr(const TargetInstrDesc &TID,
 311                                    DebugLoc DL,
 312                                    bool NoImp = false);
 313
 314   /// CloneMachineInstr - Create a new MachineInstr which is a copy of the
 315   /// 'Orig' instruction, identical in all ways except the the instruction
 316   /// has no parent, prev, or next.
 317   ///
 318   /// See also TargetInstrInfo::duplicate() for target-specific fixes to cloned
 319   /// instructions.
 320   MachineInstr *CloneMachineInstr(const MachineInstr *Orig);
 321
 322   /// DeleteMachineInstr - Delete the given MachineInstr.
 323   ///
 324   void DeleteMachineInstr(MachineInstr *MI);
 325
 326   /// CreateMachineBasicBlock - Allocate a new MachineBasicBlock. Use this
 327   /// instead of `new MachineBasicBlock'.
 328   ///
 329   MachineBasicBlock *CreateMachineBasicBlock(const BasicBlock *bb = 0);
 330
 331   /// DeleteMachineBasicBlock - Delete the given MachineBasicBlock.
 332   ///
 333   void DeleteMachineBasicBlock(MachineBasicBlock *MBB);
 334
 335   /// getMachineMemOperand - Allocate a new MachineMemOperand.
 336   /// MachineMemOperands are owned by the MachineFunction and need not be
 337   /// explicitly deallocated.
 338   MachineMemOperand *getMachineMemOperand(const Value *v, unsigned f,
 339                                           int64_t o, uint64_t s,
 340                                           unsigned base_alignment);
 341
 342   /// getMachineMemOperand - Allocate a new MachineMemOperand by copying
 343   /// an existing one, adjusting by an offset and using the given size.
 344   /// MachineMemOperands are owned by the MachineFunction and need not be
 345   /// explicitly deallocated.
 346   MachineMemOperand *getMachineMemOperand(const MachineMemOperand *MMO,
 347                                           int64_t Offset, uint64_t Size);
 348
 349   /// allocateMemRefsArray - Allocate an array to hold MachineMemOperand
 350   /// pointers.  This array is owned by the MachineFunction.
 351   MachineInstr::mmo_iterator allocateMemRefsArray(unsigned long Num);
 352
 353   /// extractLoadMemRefs - Allocate an array and populate it with just the
 354   /// load information from the given MachineMemOperand sequence.
 355   std::pair<MachineInstr::mmo_iterator,
 356             MachineInstr::mmo_iterator>
 357     extractLoadMemRefs(MachineInstr::mmo_iterator Begin,
 358                        MachineInstr::mmo_iterator End);
 359
 360   /// extractStoreMemRefs - Allocate an array and populate it with just the
 361   /// store information from the given MachineMemOperand sequence.
 362   std::pair<MachineInstr::mmo_iterator,
 363             MachineInstr::mmo_iterator>
 364     extractStoreMemRefs(MachineInstr::mmo_iterator Begin,
 365                         MachineInstr::mmo_iterator End);
 366
 367   //===--------------------------------------------------------------------===//
 368   // Debug location.
 369   //
 370
 371   /// getDebugLocTuple - Get the DebugLocTuple for a given DebugLoc object.
 372   DebugLocTuple getDebugLocTuple(DebugLoc DL) const;
 373
 374   /// getDefaultDebugLoc - Get the default debug location for the machine
 375   /// function.
 376   DebugLoc getDefaultDebugLoc() const { return DefaultDebugLoc; }
 377
 378   /// setDefaultDebugLoc - Get the default debug location for the machine
 379   /// function.
 380   void setDefaultDebugLoc(DebugLoc DL) { DefaultDebugLoc = DL; }
 381
 382   /// getDebugLocInfo - Get the debug info location tracker.
 383   DebugLocTracker &getDebugLocInfo() { return DebugLocInfo; }
 384 };
 385
 386 //===--------------------------------------------------------------------===//
 387 // GraphTraits specializations for function basic block graphs (CFGs)
 388 //===--------------------------------------------------------------------===//
 389
 390 // Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a
 391 // machine function as a graph of machine basic blocks... these are
 392 // the same as the machine basic block iterators, except that the root
 393 // node is implicitly the first node of the function.
 394 //
 395 template <> struct GraphTraits<MachineFunction*> :
 396   public GraphTraits<MachineBasicBlock*> {
 397   static NodeType *getEntryNode(MachineFunction *F) {
 398     return &F->front();
 399   }
 400
 401   // nodes_iterator/begin/end - Allow iteration over all nodes in the graph
 402   typedef MachineFunction::iterator nodes_iterator;
 403   static nodes_iterator nodes_begin(MachineFunction *F) { return F->begin(); }
 404   static nodes_iterator nodes_end  (MachineFunction *F) { return F->end(); }
 405 };
 406 template <> struct GraphTraits<const MachineFunction*> :
 407   public GraphTraits<const MachineBasicBlock*> {
 408   static NodeType *getEntryNode(const MachineFunction *F) {
 409     return &F->front();
 410   }
 411
 412   // nodes_iterator/begin/end - Allow iteration over all nodes in the graph
 413   typedef MachineFunction::const_iterator nodes_iterator;
 414   static nodes_iterator nodes_begin(const MachineFunction *F) {
 415     return F->begin();
 416   }
 417   static nodes_iterator nodes_end  (const MachineFunction *F) {
 418     return F->end();
 419   }
 420 };
 421
 422
 423 // Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a function as a
 424 // graph of basic blocks... and to walk it in inverse order.  Inverse order for
 425 // a function is considered to be when traversing the predecessor edges of a BB
 426 // instead of the successor edges.
 427 //
 428 template <> struct GraphTraits<Inverse<MachineFunction*> > :
 429   public GraphTraits<Inverse<MachineBasicBlock*> > {
 430   static NodeType *getEntryNode(Inverse<MachineFunction*> G) {
 431     return &G.Graph->front();
 432   }
 433 };
 434 template <> struct GraphTraits<Inverse<const MachineFunction*> > :
 435   public GraphTraits<Inverse<const MachineBasicBlock*> > {
 436   static NodeType *getEntryNode(Inverse<const MachineFunction *> G) {
 437     return &G.Graph->front();
 438   }
 439 };
 440
 441 } // End llvm namespace
 442
 443 #endif