include/llvm/Module.h

   1 //===-- llvm/Module.h - C++ class to represent a VM module ------*- 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 /// @file This file contains the declarations for the Module class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_MODULE_H
  15 #define LLVM_MODULE_H
  16
  17 #include "llvm/Function.h"
  18 #include "llvm/GlobalVariable.h"
  19 #include "llvm/GlobalAlias.h"
  20 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
  21 #include <vector>
  22
  23 namespace llvm {
  24
  25 class GlobalValueRefMap;   // Used by ConstantVals.cpp
  26 class FunctionType;
  27
  28 template<> struct ilist_traits<Function>
  29   : public SymbolTableListTraits<Function, Module> {
  30   // createSentinel is used to create a node that marks the end of the list.
  31   static Function *createSentinel();
  32   static void destroySentinel(Function *F) { delete F; }
  33   static iplist<Function> &getList(Module *M);
  34   static inline ValueSymbolTable *getSymTab(Module *M);
  35   static int getListOffset();
  36 };
  37 template<> struct ilist_traits<GlobalVariable>
  38   : public SymbolTableListTraits<GlobalVariable, Module> {
  39   // createSentinel is used to create a node that marks the end of the list.
  40   static GlobalVariable *createSentinel();
  41   static void destroySentinel(GlobalVariable *GV) { delete GV; }
  42   static iplist<GlobalVariable> &getList(Module *M);
  43   static inline ValueSymbolTable *getSymTab(Module *M);
  44   static int getListOffset();
  45 };
  46 template<> struct ilist_traits<GlobalAlias>
  47   : public SymbolTableListTraits<GlobalAlias, Module> {
  48   // createSentinel is used to create a node that marks the end of the list.
  49   static GlobalAlias *createSentinel();
  50   static void destroySentinel(GlobalAlias *GA) { delete GA; }
  51   static iplist<GlobalAlias> &getList(Module *M);
  52   static inline ValueSymbolTable *getSymTab(Module *M);
  53   static int getListOffset();
  54 };
  55
  56 /// A Module instance is used to store all the information related to an
  57 /// LLVM module. Modules are the top level container of all other LLVM
  58 /// Intermediate Representation (IR) objects. Each module directly contains a
  59 /// list of globals variables, a list of functions, a list of libraries (or
  60 /// other modules) this module depends on, a symbol table, and various data
  61 /// about the target's characteristics.
  62 ///
  63 /// A module maintains a GlobalValRefMap object that is used to hold all
  64 /// constant references to global variables in the module.  When a global
  65 /// variable is destroyed, it should have no entries in the GlobalValueRefMap.
  66 /// @brief The main container class for the LLVM Intermediate Representation.
  67 class Module {
  68 /// @name Types And Enumerations
  69 /// @{
  70 public:
  71   /// The type for the list of global variables.
  72   typedef iplist<GlobalVariable> GlobalListType;
  73   /// The type for the list of functions.
  74   typedef iplist<Function> FunctionListType;
  75   /// The type for the list of aliases.
  76   typedef iplist<GlobalAlias> AliasListType;
  77
  78   /// The type for the list of dependent libraries.
  79   typedef std::vector<std::string> LibraryListType;
  80
  81   /// The Global Variable iterator.
  82   typedef GlobalListType::iterator                     global_iterator;
  83   /// The Global Variable constant iterator.
  84   typedef GlobalListType::const_iterator         const_global_iterator;
  85
  86   /// The Function iterators.
  87   typedef FunctionListType::iterator                          iterator;
  88   /// The Function constant iterator
  89   typedef FunctionListType::const_iterator              const_iterator;
  90
  91   /// The Global Alias iterators.
  92   typedef AliasListType::iterator                       alias_iterator;
  93   /// The Global Alias constant iterator
  94   typedef AliasListType::const_iterator           const_alias_iterator;
  95
  96   /// The Library list iterator.
  97   typedef LibraryListType::const_iterator lib_iterator;
  98
  99   /// An enumeration for describing the endianess of the target machine.
 100   enum Endianness  { AnyEndianness, LittleEndian, BigEndian };
 101
 102   /// An enumeration for describing the size of a pointer on the target machine.
 103   enum PointerSize { AnyPointerSize, Pointer32, Pointer64 };
 104
 105 /// @}
 106 /// @name Member Variables
 107 /// @{
 108 private:
 109   GlobalListType GlobalList;     ///< The Global Variables in the module
 110   FunctionListType FunctionList; ///< The Functions in the module
 111   AliasListType AliasList;       ///< The Aliases in the module
 112   LibraryListType LibraryList;   ///< The Libraries needed by the module
 113   std::string GlobalScopeAsm;    ///< Inline Asm at global scope.
 114   ValueSymbolTable *ValSymTab;   ///< Symbol table for values
 115   TypeSymbolTable *TypeSymTab;   ///< Symbol table for types
 116   std::string ModuleID;          ///< Human readable identifier for the module
 117   std::string TargetTriple;      ///< Platform target triple Module compiled on
 118   std::string DataLayout;        ///< Target data description
 119
 120   friend class Constant;
 121
 122 /// @}
 123 /// @name Constructors
 124 /// @{
 125 public:
 126   /// The Module constructor. Note that there is no default constructor. You
 127   /// must provide a name for the module upon construction.
 128   explicit Module(const std::string &ModuleID);
 129   /// The module destructor. This will dropAllReferences.
 130   ~Module();
 131
 132 /// @}
 133 /// @name Module Level Accessors
 134 /// @{
 135 public:
 136   /// Get the module identifier which is, essentially, the name of the module.
 137   /// @returns the module identifier as a string
 138   const std::string &getModuleIdentifier() const { return ModuleID; }
 139
 140   /// Get the data layout string for the module's target platform.  This encodes
 141   /// the type sizes and alignments expected by this module.
 142   /// @returns the data layout as a string
 143   const std::string& getDataLayout() const { return DataLayout; }
 144
 145   /// Get the target triple which is a string describing the target host.
 146   /// @returns a string containing the target triple.
 147   const std::string &getTargetTriple() const { return TargetTriple; }
 148
 149   /// Get the target endian information.
 150   /// @returns Endianess - an enumeration for the endianess of the target
 151   Endianness getEndianness() const;
 152
 153   /// Get the target pointer size.
 154   /// @returns PointerSize - an enumeration for the size of the target's pointer
 155   PointerSize getPointerSize() const;
 156
 157   /// Get any module-scope inline assembly blocks.
 158   /// @returns a string containing the module-scope inline assembly blocks.
 159   const std::string &getModuleInlineAsm() const { return GlobalScopeAsm; }
 160 /// @}
 161 /// @name Module Level Mutators
 162 /// @{
 163 public:
 164
 165   /// Set the module identifier.
 166   void setModuleIdentifier(const std::string &ID) { ModuleID = ID; }
 167
 168   /// Set the data layout
 169   void setDataLayout(const std::string& DL) { DataLayout = DL; }
 170
 171   /// Set the target triple.
 172   void setTargetTriple(const std::string &T) { TargetTriple = T; }
 173
 174   /// Set the module-scope inline assembly blocks.
 175   void setModuleInlineAsm(const std::string &Asm) { GlobalScopeAsm = Asm; }
 176
 177   /// Append to the module-scope inline assembly blocks, automatically
 178   /// appending a newline to the end.
 179   void appendModuleInlineAsm(const std::string &Asm) {
 180     GlobalScopeAsm += Asm;
 181     GlobalScopeAsm += '\n';
 182   }
 183
 184 /// @}
 185 /// @name Function Accessors
 186 /// @{
 187 public:
 188   /// getOrInsertFunction - Look up the specified function in the module symbol
 189   /// table.  Four possibilities:
 190   ///   1. If it does not exist, add a prototype for the function and return it.
 191   ///   2. If it exists, and has internal linkage, the existing function is
 192   ///      renamed and a new one is inserted.
 193   ///   3. Otherwise, if the existing function has the correct prototype, return
 194   ///      the existing function.
 195   ///   4. Finally, the function exists but has the wrong prototype: return the
 196   ///      function with a constantexpr cast to the right prototype.
 197   Constant *getOrInsertFunction(const std::string &Name, const FunctionType *T);
 198
 199   /// getOrInsertFunction - Look up the specified function in the module symbol
 200   /// table.  If it does not exist, add a prototype for the function and return
 201   /// it.  This function guarantees to return a constant of pointer to the
 202   /// specified function type or a ConstantExpr BitCast of that type if the
 203   /// named function has a different type.  This version of the method takes a
 204   /// null terminated list of function arguments, which makes it easier for
 205   /// clients to use.
 206   Constant *getOrInsertFunction(const std::string &Name, const Type *RetTy,...)
 207     END_WITH_NULL;
 208
 209   /// getFunction - Look up the specified function in the module symbol table.
 210   /// If it does not exist, return null.
 211   Function *getFunction(const std::string &Name) const;
 212   Function *getFunction(const char *Name) const;
 213
 214 /// @}
 215 /// @name Global Variable Accessors
 216 /// @{
 217 public:
 218   /// getGlobalVariable - Look up the specified global variable in the module
 219   /// symbol table.  If it does not exist, return null. If AllowInternal is set
 220   /// to true, this function will return types that have InternalLinkage. By
 221   /// default, these types are not returned.
 222   GlobalVariable *getGlobalVariable(const std::string &Name,
 223                                     bool AllowInternal = false) const;
 224
 225   /// getNamedGlobal - Return the first global variable in the module with the
 226   /// specified name, of arbitrary type.  This method returns null if a global
 227   /// with the specified name is not found.
 228   GlobalVariable *getNamedGlobal(const std::string &Name) const {
 229     return getGlobalVariable(Name, true);
 230   }
 231
 232   /// getOrInsertGlobal - Look up the specified global in the module symbol
 233   /// table.
 234   ///   1. If it does not exist, add a declaration of the global and return it.
 235   ///   2. Else, the global exists but has the wrong type: return the function
 236   ///      with a constantexpr cast to the right type.
 237   ///   3. Finally, if the existing global is the correct delclaration, return
 238   ///      the existing global.
 239   Constant *getOrInsertGlobal(const std::string &Name, const Type *Ty);
 240
 241 /// @}
 242 /// @name Global Alias Accessors
 243 /// @{
 244 public:
 245   /// getNamedAlias - Return the first global alias in the module with the
 246   /// specified name, of arbitrary type.  This method returns null if a global
 247   /// with the specified name is not found.
 248   GlobalAlias *getNamedAlias(const std::string &Name) const;
 249
 250 /// @}
 251 /// @name Type Accessors
 252 /// @{
 253 public:
 254   /// addTypeName - Insert an entry in the symbol table mapping Str to Type.  If
 255   /// there is already an entry for this name, true is returned and the symbol
 256   /// table is not modified.
 257   bool addTypeName(const std::string &Name, const Type *Ty);
 258
 259   /// getTypeName - If there is at least one entry in the symbol table for the
 260   /// specified type, return it.
 261   std::string getTypeName(const Type *Ty) const;
 262
 263   /// getTypeByName - Return the type with the specified name in this module, or
 264   /// null if there is none by that name.
 265   const Type *getTypeByName(const std::string &Name) const;
 266
 267 /// @}
 268 /// @name Direct access to the globals list, functions list, and symbol table
 269 /// @{
 270 public:
 271   /// Get the Module's list of global variables (constant).
 272   const GlobalListType   &getGlobalList() const       { return GlobalList; }
 273   /// Get the Module's list of global variables.
 274   GlobalListType         &getGlobalList()             { return GlobalList; }
 275   /// Get the Module's list of functions (constant).
 276   const FunctionListType &getFunctionList() const     { return FunctionList; }
 277   /// Get the Module's list of functions.
 278   FunctionListType       &getFunctionList()           { return FunctionList; }
 279   /// Get the Module's list of aliases (constant).
 280   const AliasListType    &getAliasList() const        { return AliasList; }
 281   /// Get the Module's list of aliases.
 282   AliasListType          &getAliasList()              { return AliasList; }
 283   /// Get the symbol table of global variable and function identifiers
 284   const ValueSymbolTable &getValueSymbolTable() const { return *ValSymTab; }
 285   /// Get the Module's symbol table of global variable and function identifiers.
 286   ValueSymbolTable       &getValueSymbolTable()       { return *ValSymTab; }
 287   /// Get the symbol table of types
 288   const TypeSymbolTable  &getTypeSymbolTable() const  { return *TypeSymTab; }
 289   /// Get the Module's symbol table of types
 290   TypeSymbolTable        &getTypeSymbolTable()        { return *TypeSymTab; }
 291
 292 /// @}
 293 /// @name Global Variable Iteration
 294 /// @{
 295 public:
 296   /// Get an iterator to the first global variable
 297   global_iterator       global_begin()       { return GlobalList.begin(); }
 298   /// Get a constant iterator to the first global variable
 299   const_global_iterator global_begin() const { return GlobalList.begin(); }
 300   /// Get an iterator to the last global variable
 301   global_iterator       global_end  ()       { return GlobalList.end(); }
 302   /// Get a constant iterator to the last global variable
 303   const_global_iterator global_end  () const { return GlobalList.end(); }
 304   /// Determine if the list of globals is empty.
 305   bool                  global_empty() const { return GlobalList.empty(); }
 306
 307 /// @}
 308 /// @name Function Iteration
 309 /// @{
 310 public:
 311   /// Get an iterator to the first function.
 312   iterator                begin()       { return FunctionList.begin(); }
 313   /// Get a constant iterator to the first function.
 314   const_iterator          begin() const { return FunctionList.begin(); }
 315   /// Get an iterator to the last function.
 316   iterator                end  ()       { return FunctionList.end();   }
 317   /// Get a constant iterator to the last function.
 318   const_iterator          end  () const { return FunctionList.end();   }
 319   /// Determine how many functions are in the Module's list of functions.
 320   size_t                  size() const  { return FunctionList.size(); }
 321   /// Determine if the list of functions is empty.
 322   bool                    empty() const { return FunctionList.empty(); }
 323
 324 /// @}
 325 /// @name Dependent Library Iteration
 326 /// @{
 327 public:
 328   /// @brief Get a constant iterator to beginning of dependent library list.
 329   inline lib_iterator lib_begin() const { return LibraryList.begin(); }
 330   /// @brief Get a constant iterator to end of dependent library list.
 331   inline lib_iterator lib_end()   const { return LibraryList.end();   }
 332   /// @brief Returns the number of items in the list of libraries.
 333   inline size_t       lib_size()  const { return LibraryList.size();  }
 334   /// @brief Add a library to the list of dependent libraries
 335   void addLibrary(const std::string& Lib);
 336   /// @brief Remove a library from the list of dependent libraries
 337   void removeLibrary(const std::string& Lib);
 338   /// @brief Get all the libraries
 339   inline const LibraryListType& getLibraries() const { return LibraryList; }
 340
 341 /// @}
 342 /// @name Alias Iteration
 343 /// @{
 344 public:
 345   /// Get an iterator to the first alias.
 346   alias_iterator       alias_begin()            { return AliasList.begin(); }
 347   /// Get a constant iterator to the first alias.
 348   const_alias_iterator alias_begin() const      { return AliasList.begin(); }
 349   /// Get an iterator to the last alias.
 350   alias_iterator       alias_end  ()            { return AliasList.end();   }
 351   /// Get a constant iterator to the last alias.
 352   const_alias_iterator alias_end  () const      { return AliasList.end();   }
 353   /// Determine how many functions are in the Module's list of aliases.
 354   size_t               alias_size () const      { return AliasList.size();  }
 355   /// Determine if the list of aliases is empty.
 356   bool                 alias_empty() const      { return AliasList.empty(); }
 357
 358 /// @}
 359 /// @name Utility functions for printing and dumping Module objects
 360 /// @{
 361 public:
 362   /// Print the module to an output stream with AssemblyAnnotationWriter.
 363   void print(raw_ostream &OS, AssemblyAnnotationWriter *AAW) const;
 364   void print(std::ostream &OS, AssemblyAnnotationWriter *AAW) const;
 365
 366   /// Dump the module to stderr (for debugging).
 367   void dump() const;
 368   /// This function causes all the subinstructions to "let go" of all references
 369   /// that they are maintaining.  This allows one to 'delete' a whole class at
 370   /// a time, even though there may be circular references... first all
 371   /// references are dropped, and all use counts go to zero.  Then everything
 372   /// is delete'd for real.  Note that no operations are valid on an object
 373   /// that has "dropped all references", except operator delete.
 374   void dropAllReferences();
 375 /// @}
 376
 377   static unsigned getFunctionListOffset() {
 378     Module *Obj = 0;
 379     return unsigned(reinterpret_cast<uintptr_t>(&Obj->FunctionList));
 380   }
 381   static unsigned getGlobalVariableListOffset() {
 382     Module *Obj = 0;
 383     return unsigned(reinterpret_cast<uintptr_t>(&Obj->GlobalList));
 384   }
 385   static unsigned getAliasListOffset() {
 386     Module *Obj = 0;
 387     return unsigned(reinterpret_cast<uintptr_t>(&Obj->AliasList));
 388   }
 389 };
 390
 391 /// An iostream inserter for modules.
 392 inline std::ostream &operator<<(std::ostream &O, const Module &M) {
 393   M.print(O, 0);
 394   return O;
 395 }
 396 inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &O, const Module &M) {
 397   M.print(O, 0);
 398   return O;
 399 }
 400
 401
 402 inline ValueSymbolTable *
 403 ilist_traits<Function>::getSymTab(Module *M) {
 404   return M ? &M->getValueSymbolTable() : 0;
 405 }
 406
 407 inline ValueSymbolTable *
 408 ilist_traits<GlobalVariable>::getSymTab(Module *M) {
 409   return M ? &M->getValueSymbolTable() : 0;
 410 }
 411
 412 inline ValueSymbolTable *
 413 ilist_traits<GlobalAlias>::getSymTab(Module *M) {
 414   return M ? &M->getValueSymbolTable() : 0;
 415 }
 416
 417 inline int
 418 ilist_traits<Function>::getListOffset() {
 419   return Module::getFunctionListOffset();
 420 }
 421
 422 inline int
 423 ilist_traits<GlobalVariable>::getListOffset() {
 424   return Module::getGlobalVariableListOffset();
 425 }
 426
 427 inline int
 428 ilist_traits<GlobalAlias>::getListOffset() {
 429   return Module::getAliasListOffset();
 430 }
 431
 432 } // End llvm namespace
 433
 434 #endif