include/llvm/Support/InstVisitor.h

   1 //===- llvm/Support/InstVisitor.h - Define instruction visitors --*- C++ -*--=//
   2 //
   3 // This template class is used to define instruction visitors in a typesafe
   4 // manner without having to use lots of casts and a big switch statement (in
   5 // your code that is).  The win here is that if instructions are added in the
   6 // future, they will be added to the InstVisitor<T> class, allowing you to
   7 // automatically support them (if you handle on of their superclasses).
   8 //
   9 // Note that this library is specifically designed as a template to avoid
  10 // virtual function call overhead.  Defining and using an InstVisitor is just as
  11 // efficient as having your own switch statement over the instruction opcode.
  12 //
  13 // InstVisitor Usage:
  14 //   You define InstVisitors from inheriting from the InstVisitor base class
  15 // and "overriding" functions in your class.  I say "overriding" because this
  16 // class is defined in terms of statically resolved overloading, not virtual
  17 // functions.  As an example, here is a visitor that counts the number of malloc
  18 // instructions processed:
  19 //
  20 //  // Declare the class.  Note that we derive from InstVisitor instantiated
  21 //  // with _our new subclasses_ type.
  22 //  //
  23 //  struct CountMallocVisitor : public InstVisitor<CountMallocVisitor> {
  24 //    unsigned Count;
  25 //    CountMallocVisitor() : Count(0) {}
  26 //
  27 //    void visitMallocInst(MallocInst *MI) { ++Count; }
  28 //  };
  29 //
  30 //  And this class would be used like this:
  31 //    CountMallocVistor CMV;
  32 //    CMV.visit(function);
  33 //    NumMallocs = CMV.Count;
  34 //
  35 // Returning a value from the visitation function:
  36 //   The InstVisitor class takes an optional second template argument that
  37 // specifies what type the instruction visitation functions should return.  If
  38 // you specify this, you *MUST* provide an implementation of visitInstruction
  39 // though!.
  40 //
  41 //===----------------------------------------------------------------------===//
  42
  43 #ifndef LLVM_SUPPORT_INSTVISITOR_H
  44 #define LLVM_SUPPORT_INSTVISITOR_H
  45
  46 #include "llvm/Instruction.h"
  47
  48 class Module;
  49
  50 // We operate on opaque instruction classes, so forward declare all instruction
  51 // types now...
  52 //
  53 #define HANDLE_INST(NUM, OPCODE, CLASS)   class CLASS;
  54 #include "llvm/Instruction.def"
  55
  56 // Forward declare the intermediate types...
  57 class TerminatorInst; class BinaryOperator;
  58 class AllocationInst;
  59
  60
  61 #define DELEGATE(CLASS_TO_VISIT) \
  62   return ((SubClass*)this)->visit##CLASS_TO_VISIT((CLASS_TO_VISIT&)I)
  63
  64
  65 template<typename SubClass, typename RetTy=void>
  66 struct InstVisitor {
  67   virtual ~InstVisitor() {}           // We are meant to be derived from
  68
  69   //===--------------------------------------------------------------------===//
  70   // Interface code - This is the public interface of the InstVisitor that you
  71   // use to visit instructions...
  72   //
  73
  74   // Generic visit method - Allow visitation to all instructions in a range
  75   template<class Iterator>
  76   void visit(Iterator Start, Iterator End) {
  77     while (Start != End)
  78       ((SubClass*)this)->visit(*Start++);
  79   }
  80
  81   // Define visitors for modules, functions and basic blocks...
  82   //
  83   void visit(Module &M) {
  84     ((SubClass*)this)->visitModule(M);
  85     visit(M.begin(), M.end());
  86   }
  87   void visit(Function &F) {
  88     ((SubClass*)this)->visitFunction(F);
  89     visit(F.begin(), F.end());
  90   }
  91   void visit(BasicBlock &BB) {
  92     ((SubClass*)this)->visitBasicBlock(BB);
  93     visit(BB.begin(), BB.end());
  94   }
  95
  96   // Forwarding functions so that the user can visit with pointers AND refs.
  97   void visit(Module       *M)  { visit(*M); }
  98   void visit(Function     *F)  { visit(*F); }
  99   void visit(BasicBlock   *BB) { visit(*BB); }
 100   RetTy visit(Instruction *I)  { return visit(*I); }
 101
 102   // visit - Finally, code to visit an instruction...
 103   //
 104   RetTy visit(Instruction &I) {
 105     switch (I.getOpcode()) {
 106     default: assert(0 && "Unknown instruction type encountered!");
 107              abort();
 108       // Build the switch statement using the Instruction.def file...
 109 #define HANDLE_INST(NUM, OPCODE, CLASS) \
 110     case Instruction::OPCODE:return ((SubClass*)this)->visit##OPCODE((CLASS&)I);
 111 #include "llvm/Instruction.def"
 112     }
 113   }
 114
 115   //===--------------------------------------------------------------------===//
 116   // Visitation functions... these functions provide default fallbacks in case
 117   // the user does not specify what to do for a particular instruction type.
 118   // The default behavior is to generalize the instruction type to its subtype
 119   // and try visiting the subtype.  All of this should be inlined perfectly,
 120   // because there are no virtual functions to get in the way.
 121   //
 122
 123   // When visiting a module, function or basic block directly, these methods get
 124   // called to indicate when transitioning into a new unit.
 125   //
 126   void visitModule    (Module &M) {}
 127   void visitFunction  (Function &F) {}
 128   void visitBasicBlock(BasicBlock &BB) {}
 129
 130
 131   // Define instruction specific visitor functions that can be overridden to
 132   // handle SPECIFIC instructions.  These functions automatically define
 133   // visitMul to proxy to visitBinaryOperator for instance in case the user does
 134   // not need this generality.
 135   //
 136   // The one problem case we have to handle here though is that the PHINode
 137   // class and opcode name are the exact same.  Because of this, we cannot
 138   // define visitPHINode (the inst version) to forward to visitPHINode (the
 139   // generic version) without multiply defined symbols and recursion.  To handle
 140   // this, we do not autoexpand "Other" instructions, we do it manually.
 141   //
 142 #define HANDLE_INST(NUM, OPCODE, CLASS) \
 143     RetTy visit##OPCODE(CLASS &I) { DELEGATE(CLASS); }
 144 #define HANDLE_OTHER_INST(NUM, OPCODE, CLASS)   // Ignore "other" instructions
 145 #include "llvm/Instruction.def"
 146
 147   // Implement all "other" instructions, except for PHINode
 148   RetTy visitCast(CastInst &I)       { DELEGATE(CastInst);    }
 149   RetTy visitCall(CallInst &I)       { DELEGATE(CallInst);    }
 150   RetTy visitShr(ShiftInst &I)       { DELEGATE(ShiftInst);   }
 151   RetTy visitShl(ShiftInst &I)       { DELEGATE(ShiftInst);   }
 152   RetTy visitVarArg(VarArgInst &I)   { DELEGATE(VarArgInst);  }
 153   RetTy visitUserOp1(Instruction &I) { DELEGATE(Instruction); }
 154   RetTy visitUserOp2(Instruction &I) { DELEGATE(Instruction); }
 155
 156
 157   // Specific Instruction type classes... note that all of the casts are
 158   // neccesary because we use the instruction classes as opaque types...
 159   //
 160   RetTy visitReturnInst(ReturnInst &I)              { DELEGATE(TerminatorInst);}
 161   RetTy visitBranchInst(BranchInst &I)              { DELEGATE(TerminatorInst);}
 162   RetTy visitSwitchInst(SwitchInst &I)              { DELEGATE(TerminatorInst);}
 163   RetTy visitInvokeInst(InvokeInst &I)              { DELEGATE(TerminatorInst);}
 164   RetTy visitSetCondInst(SetCondInst &I)            { DELEGATE(BinaryOperator);}
 165   RetTy visitMallocInst(MallocInst &I)              { DELEGATE(AllocationInst);}
 166   RetTy visitAllocaInst(AllocaInst &I)              { DELEGATE(AllocationInst);}
 167   RetTy visitFreeInst(FreeInst     &I)              { DELEGATE(Instruction); }
 168   RetTy visitLoadInst(LoadInst     &I)              { DELEGATE(Instruction); }
 169   RetTy visitStoreInst(StoreInst   &I)              { DELEGATE(Instruction); }
 170   RetTy visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I){ DELEGATE(Instruction); }
 171   RetTy visitPHINode(PHINode       &I)              { DELEGATE(Instruction); }
 172   RetTy visitCastInst(CastInst     &I)              { DELEGATE(Instruction); }
 173   RetTy visitCallInst(CallInst     &I)              { DELEGATE(Instruction); }
 174   RetTy visitShiftInst(ShiftInst   &I)              { DELEGATE(Instruction); }
 175   RetTy visitVarArgInst(VarArgInst &I)              { DELEGATE(Instruction); }
 176
 177   // Next level propagators... if the user does not overload a specific
 178   // instruction type, they can overload one of these to get the whole class
 179   // of instructions...
 180   //
 181   RetTy visitTerminatorInst(TerminatorInst &I) { DELEGATE(Instruction); }
 182   RetTy visitBinaryOperator(BinaryOperator &I) { DELEGATE(Instruction); }
 183   RetTy visitAllocationInst(AllocationInst &I) { DELEGATE(Instruction); }
 184
 185   // If the user wants a 'default' case, they can choose to override this
 186   // function.  If this function is not overloaded in the users subclass, then
 187   // this instruction just gets ignored.
 188   //
 189   // Note that you MUST override this function if your return type is not void.
 190   //
 191   void visitInstruction(Instruction &I) {}  // Ignore unhandled instructions
 192 };
 193
 194 #undef DELEGATE
 195
 196 #endif