12ad322b6853a257d616f583a2a9e667f2b77c12
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / AsmPrinter / DwarfDebug.h
1 //===-- llvm/CodeGen/DwarfDebug.h - Dwarf Debug Framework ------*- 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 // This file contains support for writing dwarf debug info into asm files.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #ifndef CODEGEN_ASMPRINTER_DWARFDEBUG_H__
15 #define CODEGEN_ASMPRINTER_DWARFDEBUG_H__
16
17 #include "DIE.h"
18 #include "DwarfPrinter.h"
19 #include "llvm/CodeGen/AsmPrinter.h"
20 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
21 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
22 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
23 #include "llvm/ADT/ValueMap.h"
24 #include "llvm/ADT/FoldingSet.h"
25 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
26 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
27 #include "llvm/ADT/UniqueVector.h"
28 #include <string>
29
30 namespace llvm {
31
32 class CompileUnit;
33 class DbgConcreteScope;
34 class DbgScope;
35 class DbgVariable;
36 class MachineFrameInfo;
37 class MachineModuleInfo;
38 class MCAsmInfo;
39 class Timer;
40
41 //===----------------------------------------------------------------------===//
42 /// SrcLineInfo - This class is used to record source line correspondence.
43 ///
44 class SrcLineInfo {
45   unsigned Line;                     // Source line number.
46   unsigned Column;                   // Source column.
47   unsigned SourceID;                 // Source ID number.
48   unsigned LabelID;                  // Label in code ID number.
49 public:
50   SrcLineInfo(unsigned L, unsigned C, unsigned S, unsigned I)
51     : Line(L), Column(C), SourceID(S), LabelID(I) {}
52
53   // Accessors
54   unsigned getLine() const { return Line; }
55   unsigned getColumn() const { return Column; }
56   unsigned getSourceID() const { return SourceID; }
57   unsigned getLabelID() const { return LabelID; }
58 };
59
60 class DwarfDebug : public Dwarf {
61   //===--------------------------------------------------------------------===//
62   // Attributes used to construct specific Dwarf sections.
63   //
64
65   /// CompileUnitMap - A map of global variables representing compile units to
66   /// compile units.
67   DenseMap<Value *, CompileUnit *> CompileUnitMap;
68
69   /// CompileUnits - All the compile units in this module.
70   ///
71   SmallVector<CompileUnit *, 8> CompileUnits;
72
73   /// ModuleCU - All DIEs are inserted in ModuleCU.
74   CompileUnit *ModuleCU;
75
76   /// AbbreviationsSet - Used to uniquely define abbreviations.
77   ///
78   FoldingSet<DIEAbbrev> AbbreviationsSet;
79
80   /// Abbreviations - A list of all the unique abbreviations in use.
81   ///
82   std::vector<DIEAbbrev *> Abbreviations;
83
84   /// DirectoryIdMap - Directory name to directory id map.
85   ///
86   StringMap<unsigned> DirectoryIdMap;
87
88   /// DirectoryNames - A list of directory names.
89   SmallVector<std::string, 8> DirectoryNames;
90
91   /// SourceFileIdMap - Source file name to source file id map.
92   ///
93   StringMap<unsigned> SourceFileIdMap;
94
95   /// SourceFileNames - A list of source file names.
96   SmallVector<std::string, 8> SourceFileNames;
97
98   /// SourceIdMap - Source id map, i.e. pair of directory id and source file
99   /// id mapped to a unique id.
100   DenseMap<std::pair<unsigned, unsigned>, unsigned> SourceIdMap;
101
102   /// SourceIds - Reverse map from source id to directory id + file id pair.
103   ///
104   SmallVector<std::pair<unsigned, unsigned>, 8> SourceIds;
105
106   /// Lines - List of of source line correspondence.
107   std::vector<SrcLineInfo> Lines;
108
109   /// DIEValues - A list of all the unique values in use.
110   ///
111   std::vector<DIEValue *> DIEValues;
112
113   /// StringPool - A UniqueVector of strings used by indirect references.
114   ///
115   UniqueVector<std::string> StringPool;
116
117   /// SectionMap - Provides a unique id per text section.
118   ///
119   UniqueVector<const MCSection*> SectionMap;
120
121   /// SectionSourceLines - Tracks line numbers per text section.
122   ///
123   std::vector<std::vector<SrcLineInfo> > SectionSourceLines;
124
125   /// didInitial - Flag to indicate if initial emission has been done.
126   ///
127   bool didInitial;
128
129   /// shouldEmit - Flag to indicate if debug information should be emitted.
130   ///
131   bool shouldEmit;
132
133   // CurrentFnDbgScope - Top level scope for the current function.
134   //
135   DbgScope *CurrentFnDbgScope;
136   
137   /// DbgScopeMap - Tracks the scopes in the current function.
138   ///
139   ValueMap<MDNode *, DbgScope *> DbgScopeMap;
140
141   /// ConcreteScopes - Tracks the concrete scopees in the current function.
142   /// These scopes are also included in DbgScopeMap.
143   ValueMap<MDNode *, DbgScope *> ConcreteScopes;
144
145   /// AbstractScopes - Tracks the abstract scopes a module. These scopes are
146   /// not included DbgScopeMap.
147   ValueMap<MDNode *, DbgScope *> AbstractScopes;
148   SmallVector<DbgScope *, 4>AbstractScopesList;
149
150   /// AbstractVariables - Collection on abstract variables.
151   ValueMap<MDNode *, DbgVariable *> AbstractVariables;
152
153   /// InliendSubprogramDIEs - Collection of subprgram DIEs that are marked
154   /// (at the end of the module) as DW_AT_inline.
155   SmallPtrSet<DIE *, 4> InlinedSubprogramDIEs;
156
157   DenseMap<DIE *, WeakVH> ContainingTypeMap;
158
159   /// AbstractSubprogramDIEs - Collection of abstruct subprogram DIEs.
160   SmallPtrSet<DIE *, 4> AbstractSubprogramDIEs;
161
162   /// TopLevelDIEs - Collection of top level DIEs. 
163   SmallPtrSet<DIE *, 4> TopLevelDIEs;
164   SmallVector<DIE *, 4> TopLevelDIEsVector;
165
166   typedef SmallVector<DbgScope *, 2> ScopeVector;
167   typedef DenseMap<const MachineInstr *, ScopeVector>
168     InsnToDbgScopeMapTy;
169
170   /// DbgScopeBeginMap - Maps instruction with a list of DbgScopes it starts.
171   InsnToDbgScopeMapTy DbgScopeBeginMap;
172
173   /// DbgScopeEndMap - Maps instruction with a list DbgScopes it ends.
174   InsnToDbgScopeMapTy DbgScopeEndMap;
175
176   /// InlineInfo - Keep track of inlined functions and their location.  This
177   /// information is used to populate debug_inlined section.
178   typedef std::pair<unsigned, DIE *> InlineInfoLabels;
179   ValueMap<MDNode *, SmallVector<InlineInfoLabels, 4> > InlineInfo;
180   SmallVector<MDNode *, 4> InlinedSPNodes;
181
182   /// CompileUnitOffsets - A vector of the offsets of the compile units. This is
183   /// used when calculating the "origin" of a concrete instance of an inlined
184   /// function.
185   DenseMap<CompileUnit *, unsigned> CompileUnitOffsets;
186
187   /// DebugTimer - Timer for the Dwarf debug writer.
188   Timer *DebugTimer;
189   
190   struct FunctionDebugFrameInfo {
191     unsigned Number;
192     std::vector<MachineMove> Moves;
193
194     FunctionDebugFrameInfo(unsigned Num, const std::vector<MachineMove> &M)
195       : Number(Num), Moves(M) {}
196   };
197
198   std::vector<FunctionDebugFrameInfo> DebugFrames;
199
200   /// getSourceDirectoryAndFileIds - Return the directory and file ids that
201   /// maps to the source id. Source id starts at 1.
202   std::pair<unsigned, unsigned>
203   getSourceDirectoryAndFileIds(unsigned SId) const {
204     return SourceIds[SId-1];
205   }
206
207   /// getNumSourceDirectories - Return the number of source directories in the
208   /// debug info.
209   unsigned getNumSourceDirectories() const {
210     return DirectoryNames.size();
211   }
212
213   /// getSourceDirectoryName - Return the name of the directory corresponding
214   /// to the id.
215   const std::string &getSourceDirectoryName(unsigned Id) const {
216     return DirectoryNames[Id - 1];
217   }
218
219   /// getSourceFileName - Return the name of the source file corresponding
220   /// to the id.
221   const std::string &getSourceFileName(unsigned Id) const {
222     return SourceFileNames[Id - 1];
223   }
224
225   /// getNumSourceIds - Return the number of unique source ids.
226   unsigned getNumSourceIds() const {
227     return SourceIds.size();
228   }
229
230   /// assignAbbrevNumber - Define a unique number for the abbreviation.
231   ///
232   void assignAbbrevNumber(DIEAbbrev &Abbrev);
233
234   /// createDIEEntry - Creates a new DIEEntry to be a proxy for a debug
235   /// information entry.
236   DIEEntry *createDIEEntry(DIE *Entry = NULL);
237
238   /// addUInt - Add an unsigned integer attribute data and value.
239   ///
240   void addUInt(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, uint64_t Integer);
241
242   /// addSInt - Add an signed integer attribute data and value.
243   ///
244   void addSInt(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, int64_t Integer);
245
246   /// addString - Add a string attribute data and value.
247   ///
248   void addString(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form,
249                  const StringRef Str);
250
251   /// addLabel - Add a Dwarf label attribute data and value.
252   ///
253   void addLabel(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form,
254                 const DWLabel &Label);
255
256   /// addObjectLabel - Add an non-Dwarf label attribute data and value.
257   ///
258   void addObjectLabel(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form,
259                       const std::string &Label);
260
261   /// addSectionOffset - Add a section offset label attribute data and value.
262   ///
263   void addSectionOffset(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form,
264                         const DWLabel &Label, const DWLabel &Section,
265                         bool isEH = false, bool useSet = true);
266
267   /// addDelta - Add a label delta attribute data and value.
268   ///
269   void addDelta(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form,
270                 const DWLabel &Hi, const DWLabel &Lo);
271
272   /// addDIEEntry - Add a DIE attribute data and value.
273   ///
274   void addDIEEntry(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, DIE *Entry) {
275     Die->addValue(Attribute, Form, createDIEEntry(Entry));
276   }
277
278   /// addBlock - Add block data.
279   ///
280   void addBlock(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, DIEBlock *Block);
281
282   /// addSourceLine - Add location information to specified debug information
283   /// entry.
284   void addSourceLine(DIE *Die, const DIVariable *V);
285   void addSourceLine(DIE *Die, const DIGlobal *G);
286   void addSourceLine(DIE *Die, const DISubprogram *SP);
287   void addSourceLine(DIE *Die, const DIType *Ty);
288
289   /// addAddress - Add an address attribute to a die based on the location
290   /// provided.
291   void addAddress(DIE *Die, unsigned Attribute,
292                   const MachineLocation &Location);
293
294   /// addComplexAddress - Start with the address based on the location provided,
295   /// and generate the DWARF information necessary to find the actual variable
296   /// (navigating the extra location information encoded in the type) based on
297   /// the starting location.  Add the DWARF information to the die.
298   ///
299   void addComplexAddress(DbgVariable *&DV, DIE *Die, unsigned Attribute,
300                          const MachineLocation &Location);
301
302   // FIXME: Should be reformulated in terms of addComplexAddress.
303   /// addBlockByrefAddress - Start with the address based on the location
304   /// provided, and generate the DWARF information necessary to find the
305   /// actual Block variable (navigating the Block struct) based on the
306   /// starting location.  Add the DWARF information to the die.  Obsolete,
307   /// please use addComplexAddress instead.
308   ///
309   void addBlockByrefAddress(DbgVariable *&DV, DIE *Die, unsigned Attribute,
310                             const MachineLocation &Location);
311
312   /// addToContextOwner - Add Die into the list of its context owner's children.
313   void addToContextOwner(DIE *Die, DIDescriptor Context);
314
315   /// addType - Add a new type attribute to the specified entity.
316   void addType(DIE *Entity, DIType Ty);
317
318   /// getOrCreateTypeDIE - Find existing DIE or create new DIE for the
319   /// given DIType.
320   DIE *getOrCreateTypeDIE(DIType Ty);
321
322   void addPubTypes(DISubprogram SP);
323
324   /// constructTypeDIE - Construct basic type die from DIBasicType.
325   void constructTypeDIE(DIE &Buffer,
326                         DIBasicType BTy);
327
328   /// constructTypeDIE - Construct derived type die from DIDerivedType.
329   void constructTypeDIE(DIE &Buffer,
330                         DIDerivedType DTy);
331
332   /// constructTypeDIE - Construct type DIE from DICompositeType.
333   void constructTypeDIE(DIE &Buffer,
334                         DICompositeType CTy);
335
336   /// constructSubrangeDIE - Construct subrange DIE from DISubrange.
337   void constructSubrangeDIE(DIE &Buffer, DISubrange SR, DIE *IndexTy);
338
339   /// constructArrayTypeDIE - Construct array type DIE from DICompositeType.
340   void constructArrayTypeDIE(DIE &Buffer, 
341                              DICompositeType *CTy);
342
343   /// constructEnumTypeDIE - Construct enum type DIE from DIEnumerator.
344   DIE *constructEnumTypeDIE(DIEnumerator *ETy);
345
346   /// createGlobalVariableDIE - Create new DIE using GV.
347   DIE *createGlobalVariableDIE(const DIGlobalVariable &GV);
348
349   /// createMemberDIE - Create new member DIE.
350   DIE *createMemberDIE(const DIDerivedType &DT);
351
352   /// createSubprogramDIE - Create new DIE using SP.
353   DIE *createSubprogramDIE(const DISubprogram &SP, bool MakeDecl = false);
354
355   /// findCompileUnit - Get the compile unit for the given descriptor. 
356   ///
357   CompileUnit *findCompileUnit(DICompileUnit Unit);
358
359   /// getUpdatedDbgScope - Find or create DbgScope assicated with 
360   /// the instruction. Initialize scope and update scope hierarchy.
361   DbgScope *getUpdatedDbgScope(MDNode *N, const MachineInstr *MI, MDNode *InlinedAt);
362
363   /// createDbgScope - Create DbgScope for the scope.
364   void createDbgScope(MDNode *Scope, MDNode *InlinedAt);
365
366   DbgScope *getOrCreateAbstractScope(MDNode *N);
367
368   /// findAbstractVariable - Find abstract variable associated with Var.
369   DbgVariable *findAbstractVariable(DIVariable &Var, unsigned FrameIdx, 
370                                     DILocation &Loc);
371
372   /// updateSubprogramScopeDIE - Find DIE for the given subprogram and 
373   /// attach appropriate DW_AT_low_pc and DW_AT_high_pc attributes.
374   /// If there are global variables in this scope then create and insert
375   /// DIEs for these variables.
376   DIE *updateSubprogramScopeDIE(MDNode *SPNode);
377
378   /// constructLexicalScope - Construct new DW_TAG_lexical_block 
379   /// for this scope and attach DW_AT_low_pc/DW_AT_high_pc labels.
380   DIE *constructLexicalScopeDIE(DbgScope *Scope);
381
382   /// constructInlinedScopeDIE - This scope represents inlined body of
383   /// a function. Construct DIE to represent this concrete inlined copy
384   /// of the function.
385   DIE *constructInlinedScopeDIE(DbgScope *Scope);
386
387   /// constructVariableDIE - Construct a DIE for the given DbgVariable.
388   DIE *constructVariableDIE(DbgVariable *DV, DbgScope *S);
389
390   /// constructScopeDIE - Construct a DIE for this scope.
391   DIE *constructScopeDIE(DbgScope *Scope);
392
393   /// emitInitial - Emit initial Dwarf declarations.  This is necessary for cc
394   /// tools to recognize the object file contains Dwarf information.
395   void emitInitial();
396
397   /// emitDIE - Recusively Emits a debug information entry.
398   ///
399   void emitDIE(DIE *Die);
400
401   /// computeSizeAndOffset - Compute the size and offset of a DIE.
402   ///
403   unsigned computeSizeAndOffset(DIE *Die, unsigned Offset, bool Last);
404
405   /// computeSizeAndOffsets - Compute the size and offset of all the DIEs.
406   ///
407   void computeSizeAndOffsets();
408
409   /// EmitDebugInfo - Emit the debug info section.
410   ///
411   void emitDebugInfo();
412
413   /// emitAbbreviations - Emit the abbreviation section.
414   ///
415   void emitAbbreviations() const;
416
417   /// emitEndOfLineMatrix - Emit the last address of the section and the end of
418   /// the line matrix.
419   ///
420   void emitEndOfLineMatrix(unsigned SectionEnd);
421
422   /// emitDebugLines - Emit source line information.
423   ///
424   void emitDebugLines();
425
426   /// emitCommonDebugFrame - Emit common frame info into a debug frame section.
427   ///
428   void emitCommonDebugFrame();
429
430   /// emitFunctionDebugFrame - Emit per function frame info into a debug frame
431   /// section.
432   void emitFunctionDebugFrame(const FunctionDebugFrameInfo &DebugFrameInfo);
433
434   /// emitDebugPubNames - Emit visible names into a debug pubnames section.
435   ///
436   void emitDebugPubNames();
437
438   /// emitDebugPubTypes - Emit visible types into a debug pubtypes section.
439   ///
440   void emitDebugPubTypes();
441
442   /// emitDebugStr - Emit visible names into a debug str section.
443   ///
444   void emitDebugStr();
445
446   /// emitDebugLoc - Emit visible names into a debug loc section.
447   ///
448   void emitDebugLoc();
449
450   /// EmitDebugARanges - Emit visible names into a debug aranges section.
451   ///
452   void EmitDebugARanges();
453
454   /// emitDebugRanges - Emit visible names into a debug ranges section.
455   ///
456   void emitDebugRanges();
457
458   /// emitDebugMacInfo - Emit visible names into a debug macinfo section.
459   ///
460   void emitDebugMacInfo();
461
462   /// emitDebugInlineInfo - Emit inline info using following format.
463   /// Section Header:
464   /// 1. length of section
465   /// 2. Dwarf version number
466   /// 3. address size.
467   ///
468   /// Entries (one "entry" for each function that was inlined):
469   ///
470   /// 1. offset into __debug_str section for MIPS linkage name, if exists; 
471   ///   otherwise offset into __debug_str for regular function name.
472   /// 2. offset into __debug_str section for regular function name.
473   /// 3. an unsigned LEB128 number indicating the number of distinct inlining 
474   /// instances for the function.
475   /// 
476   /// The rest of the entry consists of a {die_offset, low_pc}  pair for each 
477   /// inlined instance; the die_offset points to the inlined_subroutine die in
478   /// the __debug_info section, and the low_pc is the starting address  for the
479   ///  inlining instance.
480   void emitDebugInlineInfo();
481
482   /// GetOrCreateSourceID - Look up the source id with the given directory and
483   /// source file names. If none currently exists, create a new id and insert it
484   /// in the SourceIds map. This can update DirectoryNames and SourceFileNames maps
485   /// as well.
486   unsigned GetOrCreateSourceID(StringRef DirName, StringRef FileName);
487
488   CompileUnit *constructCompileUnit(MDNode *N);
489
490   void constructGlobalVariableDIE(MDNode *N);
491
492   void constructSubprogramDIE(MDNode *N);
493
494   // FIXME: This should go away in favor of complex addresses.
495   /// Find the type the programmer originally declared the variable to be
496   /// and return that type.  Obsolete, use GetComplexAddrType instead.
497   ///
498   DIType getBlockByrefType(DIType Ty, std::string Name);
499
500 public:
501   //===--------------------------------------------------------------------===//
502   // Main entry points.
503   //
504   DwarfDebug(raw_ostream &OS, AsmPrinter *A, const MCAsmInfo *T);
505   virtual ~DwarfDebug();
506
507   /// ShouldEmitDwarfDebug - Returns true if Dwarf debugging declarations should
508   /// be emitted.
509   bool ShouldEmitDwarfDebug() const { return shouldEmit; }
510
511   /// beginModule - Emit all Dwarf sections that should come prior to the
512   /// content.
513   void beginModule(Module *M, MachineModuleInfo *MMI);
514
515   /// endModule - Emit all Dwarf sections that should come after the content.
516   ///
517   void endModule();
518
519   /// beginFunction - Gather pre-function debug information.  Assumes being
520   /// emitted immediately after the function entry point.
521   void beginFunction(MachineFunction *MF);
522
523   /// endFunction - Gather and emit post-function debug information.
524   ///
525   void endFunction(MachineFunction *MF);
526
527   /// recordSourceLine - Records location information and associates it with a 
528   /// label. Returns a unique label ID used to generate a label and provide
529   /// correspondence to the source line list.
530   unsigned recordSourceLine(unsigned Line, unsigned Col, MDNode *Scope);
531
532   /// getSourceLineCount - Return the number of source lines in the debug
533   /// info.
534   unsigned getSourceLineCount() const {
535     return Lines.size();
536   }
537                             
538   /// getOrCreateSourceID - Public version of GetOrCreateSourceID. This can be
539   /// timed. Look up the source id with the given directory and source file
540   /// names. If none currently exists, create a new id and insert it in the
541   /// SourceIds map. This can update DirectoryNames and SourceFileNames maps as
542   /// well.
543   unsigned getOrCreateSourceID(const std::string &DirName,
544                                const std::string &FileName);
545
546   /// extractScopeInformation - Scan machine instructions in this function
547   /// and collect DbgScopes. Return true, if atleast one scope was found.
548   bool extractScopeInformation(MachineFunction *MF);
549
550   /// collectVariableInfo - Populate DbgScope entries with variables' info.
551   void collectVariableInfo();
552
553   /// beginScope - Process beginning of a scope starting at Label.
554   void beginScope(const MachineInstr *MI, unsigned Label);
555
556   /// endScope - Prcess end of a scope.
557   void endScope(const MachineInstr *MI);
558 };
559 } // End of namespace llvm
560
561 #endif