lib/VMCore/SlotCalculator.cpp

   1 //===-- SlotCalculator.cpp - Calculate what slots values land in ------------=//
   2 //
   3 // This file implements a useful analysis step to figure out what numbered
   4 // slots values in a program will land in (keeping track of per plane
   5 // information as required.
   6 //
   7 // This is used primarily for when writing a file to disk, either in bytecode
   8 // or source format.
   9 //
  10 //===----------------------------------------------------------------------===//
  11
  12 #include "llvm/Analysis/SlotCalculator.h"
  13 #include "llvm/Analysis/ConstantsScanner.h"
  14 #include "llvm/Method.h"
  15 #include "llvm/GlobalVariable.h"
  16 #include "llvm/Module.h"
  17 #include "llvm/BasicBlock.h"
  18 #include "llvm/ConstantVals.h"
  19 #include "llvm/iOther.h"
  20 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  21 #include "llvm/SymbolTable.h"
  22 #include "Support/DepthFirstIterator.h"
  23 #include "Support/STLExtras.h"
  24 #include <algorithm>
  25
  26 #if 0
  27 #define SC_DEBUG(X) cerr << X
  28 #else
  29 #define SC_DEBUG(X)
  30 #endif
  31
  32 SlotCalculator::SlotCalculator(const Module *M, bool IgnoreNamed) {
  33   IgnoreNamedNodes = IgnoreNamed;
  34   TheModule = M;
  35
  36   // Preload table... Make sure that all of the primitive types are in the table
  37   // and that their Primitive ID is equal to their slot #
  38   //
  39   for (unsigned i = 0; i < Type::FirstDerivedTyID; ++i) {
  40     assert(Type::getPrimitiveType((Type::PrimitiveID)i));
  41     insertVal(Type::getPrimitiveType((Type::PrimitiveID)i), true);
  42   }
  43
  44   if (M == 0) return;   // Empty table...
  45   processModule();
  46 }
  47
  48 SlotCalculator::SlotCalculator(const Method *M, bool IgnoreNamed) {
  49   IgnoreNamedNodes = IgnoreNamed;
  50   TheModule = M ? M->getParent() : 0;
  51
  52   // Preload table... Make sure that all of the primitive types are in the table
  53   // and that their Primitive ID is equal to their slot #
  54   //
  55   for (unsigned i = 0; i < Type::FirstDerivedTyID; ++i) {
  56     assert(Type::getPrimitiveType((Type::PrimitiveID)i));
  57     insertVal(Type::getPrimitiveType((Type::PrimitiveID)i), true);
  58   }
  59
  60   if (TheModule == 0) return;   // Empty table...
  61
  62   processModule();              // Process module level stuff
  63   incorporateMethod(M);         // Start out in incorporated state
  64 }
  65
  66
  67 // processModule - Process all of the module level method declarations and
  68 // types that are available.
  69 //
  70 void SlotCalculator::processModule() {
  71   SC_DEBUG("begin processModule!\n");
  72
  73   // Add all of the constants that the global variables might refer to first.
  74   //
  75   for (Module::const_giterator I = TheModule->gbegin(), E = TheModule->gend();
  76        I != E; ++I) {
  77     if ((*I)->hasInitializer())
  78       insertValue((*I)->getInitializer());
  79   }
  80
  81   // Add all of the global variables to the value table...
  82   //
  83   for_each(TheModule->gbegin(), TheModule->gend(),
  84            bind_obj(this, &SlotCalculator::insertValue));
  85
  86   // Scavenge the types out of the methods, then add the methods themselves to
  87   // the value table...
  88   //
  89   for_each(TheModule->begin(), TheModule->end(),  // Insert methods...
  90            bind_obj(this, &SlotCalculator::insertValue));
  91
  92   // Insert constants that are named at module level into the slot pool so that
  93   // the module symbol table can refer to them...
  94   //
  95   if (TheModule->hasSymbolTable() && !IgnoreNamedNodes) {
  96     SC_DEBUG("Inserting SymbolTable values:\n");
  97     processSymbolTable(TheModule->getSymbolTable());
  98   }
  99
 100   SC_DEBUG("end processModule!\n");
 101 }
 102
 103 // processSymbolTable - Insert all of the values in the specified symbol table
 104 // into the values table...
 105 //
 106 void SlotCalculator::processSymbolTable(const SymbolTable *ST) {
 107   for (SymbolTable::const_iterator I = ST->begin(), E = ST->end(); I != E; ++I)
 108     for (SymbolTable::type_const_iterator TI = I->second.begin(),
 109            TE = I->second.end(); TI != TE; ++TI)
 110       insertValue(TI->second);
 111 }
 112
 113 void SlotCalculator::processSymbolTableConstants(const SymbolTable *ST) {
 114   for (SymbolTable::const_iterator I = ST->begin(), E = ST->end(); I != E; ++I)
 115     for (SymbolTable::type_const_iterator TI = I->second.begin(),
 116            TE = I->second.end(); TI != TE; ++TI)
 117       if (isa<Constant>(TI->second))
 118         insertValue(TI->second);
 119 }
 120
 121
 122 void SlotCalculator::incorporateMethod(const Method *M) {
 123   assert(ModuleLevel.size() == 0 && "Module already incorporated!");
 124
 125   SC_DEBUG("begin processMethod!\n");
 126
 127   // Save the Table state before we process the method...
 128   for (unsigned i = 0; i < Table.size(); ++i)
 129     ModuleLevel.push_back(Table[i].size());
 130
 131   SC_DEBUG("Inserting method arguments\n");
 132
 133   // Iterate over method arguments, adding them to the value table...
 134   for_each(M->getArgumentList().begin(), M->getArgumentList().end(),
 135            bind_obj(this, &SlotCalculator::insertValue));
 136
 137   // Iterate over all of the instructions in the method, looking for constant
 138   // values that are referenced.  Add these to the value pools before any
 139   // nonconstant values.  This will be turned into the constant pool for the
 140   // bytecode writer.
 141   //
 142   if (!IgnoreNamedNodes) {                // Assembly writer does not need this!
 143     SC_DEBUG("Inserting method constants:\n";
 144              for (constant_iterator I = constant_begin(M), E = constant_end(M);
 145                   I != E; ++I) {
 146                cerr << "  " << I->getType()->getDescription()
 147                     << " " << I->getStrValue() << endl;
 148              });
 149
 150     // Emit all of the constants that are being used by the instructions in the
 151     // method...
 152     for_each(constant_begin(M), constant_end(M),
 153              bind_obj(this, &SlotCalculator::insertValue));
 154
 155     // If there is a symbol table, it is possible that the user has names for
 156     // constants that are not being used.  In this case, we will have problems
 157     // if we don't emit the constants now, because otherwise we will get
 158     // symboltable references to constants not in the output.  Scan for these
 159     // constants now.
 160     //
 161     if (M->hasSymbolTable())
 162       processSymbolTableConstants(M->getSymbolTable());
 163   }
 164
 165   SC_DEBUG("Inserting Labels:\n");
 166
 167   // Iterate over basic blocks, adding them to the value table...
 168   for_each(M->begin(), M->end(),
 169            bind_obj(this, &SlotCalculator::insertValue));
 170
 171   SC_DEBUG("Inserting Instructions:\n");
 172
 173   // Add all of the instructions to the type planes...
 174   for_each(M->inst_begin(), M->inst_end(),
 175            bind_obj(this, &SlotCalculator::insertValue));
 176
 177   if (M->hasSymbolTable() && !IgnoreNamedNodes) {
 178     SC_DEBUG("Inserting SymbolTable values:\n");
 179     processSymbolTable(M->getSymbolTable());
 180   }
 181
 182   SC_DEBUG("end processMethod!\n");
 183 }
 184
 185 void SlotCalculator::purgeMethod() {
 186   assert(ModuleLevel.size() != 0 && "Module not incorporated!");
 187   unsigned NumModuleTypes = ModuleLevel.size();
 188
 189   SC_DEBUG("begin purgeMethod!\n");
 190
 191   // First, remove values from existing type planes
 192   for (unsigned i = 0; i < NumModuleTypes; ++i) {
 193     unsigned ModuleSize = ModuleLevel[i];  // Size of plane before method came
 194     TypePlane &CurPlane = Table[i];
 195     //SC_DEBUG("Processing Plane " <<i<< " of size " << CurPlane.size() <<endl);
 196
 197     while (CurPlane.size() != ModuleSize) {
 198       //SC_DEBUG("  Removing [" << i << "] Value=" << CurPlane.back() << "\n");
 199       std::map<const Value *, unsigned>::iterator NI =
 200         NodeMap.find(CurPlane.back());
 201       assert(NI != NodeMap.end() && "Node not in nodemap?");
 202       NodeMap.erase(NI);   // Erase from nodemap
 203       CurPlane.pop_back();                            // Shrink plane
 204     }
 205   }
 206
 207   // We don't need this state anymore, free it up.
 208   ModuleLevel.clear();
 209
 210   // Next, remove any type planes defined by the method...
 211   while (NumModuleTypes != Table.size()) {
 212     TypePlane &Plane = Table.back();
 213     SC_DEBUG("Removing Plane " << (Table.size()-1) << " of size "
 214              << Plane.size() << endl);
 215     while (Plane.size()) {
 216       NodeMap.erase(NodeMap.find(Plane.back()));   // Erase from nodemap
 217       Plane.pop_back();                            // Shrink plane
 218     }
 219
 220     Table.pop_back();                      // Nuke the plane, we don't like it.
 221   }
 222
 223   SC_DEBUG("end purgeMethod!\n");
 224 }
 225
 226 int SlotCalculator::getValSlot(const Value *D) const {
 227   std::map<const Value*, unsigned>::const_iterator I = NodeMap.find(D);
 228   if (I == NodeMap.end()) return -1;
 229
 230   return (int)I->second;
 231 }
 232
 233
 234 int SlotCalculator::insertValue(const Value *D) {
 235   if (isa<Constant>(D) || isa<GlobalVariable>(D)) {
 236     const User *U = cast<const User>(D);
 237     // This makes sure that if a constant has uses (for example an array
 238     // of const ints), that they are inserted also.  Same for global variable
 239     // initializers.
 240     //
 241     for(User::const_op_iterator I = U->op_begin(), E = U->op_end(); I != E; ++I)
 242       if (!isa<GlobalValue>(*I))  // Don't chain insert global values
 243         insertValue(*I);
 244   }
 245
 246   int SlotNo = getValSlot(D);        // Check to see if it's already in!
 247   if (SlotNo != -1) return SlotNo;
 248   return insertVal(D);
 249 }
 250
 251
 252 int SlotCalculator::insertVal(const Value *D, bool dontIgnore = false) {
 253   assert(D && "Can't insert a null value!");
 254   assert(getValSlot(D) == -1 && "Value is already in the table!");
 255
 256   // If this node does not contribute to a plane, or if the node has a
 257   // name and we don't want names, then ignore the silly node... Note that types
 258   // do need slot numbers so that we can keep track of where other values land.
 259   //
 260   if (!dontIgnore)                               // Don't ignore nonignorables!
 261     if (D->getType() == Type::VoidTy ||          // Ignore void type nodes
 262         (IgnoreNamedNodes &&                     // Ignore named and constants
 263          (D->hasName() || isa<Constant>(D)) && !isa<Type>(D))) {
 264       SC_DEBUG("ignored value " << D << endl);
 265       return -1;                  // We do need types unconditionally though
 266     }
 267
 268   // If it's a type, make sure that all subtypes of the type are included...
 269   if (const Type *TheTy = dyn_cast<const Type>(D)) {
 270
 271     // Insert the current type before any subtypes.  This is important because
 272     // recursive types elements are inserted in a bottom up order.  Changing
 273     // this here can break things.  For example:
 274     //
 275     //    global { \2 * } { { \2 }* null }
 276     //
 277     int ResultSlot;
 278     if ((ResultSlot = getValSlot(TheTy)) == -1) {
 279       ResultSlot = doInsertVal(TheTy);
 280       SC_DEBUG("  Inserted type: " << TheTy->getDescription() << " slot=" <<
 281                ResultSlot << endl);
 282     }
 283
 284     // Loop over any contained types in the definition... in reverse depth first
 285     // order.  This assures that all of the leafs of a type are output before
 286     // the type itself is. This also assures us that we will not hit infinite
 287     // recursion on recursive types...
 288     //
 289     for (df_iterator<const Type*> I = df_begin(TheTy, true),
 290                                   E = df_end(TheTy); I != E; ++I)
 291       if (*I != TheTy) {
 292         // If we haven't seen this sub type before, add it to our type table!
 293         const Type *SubTy = *I;
 294         if (getValSlot(SubTy) == -1) {
 295           SC_DEBUG("  Inserting subtype: " << SubTy->getDescription() << endl);
 296           int Slot = doInsertVal(SubTy);
 297           SC_DEBUG("  Inserted subtype: " << SubTy->getDescription() <<
 298                    " slot=" << Slot << endl);
 299         }
 300       }
 301     return ResultSlot;
 302   }
 303
 304   // Okay, everything is happy, actually insert the silly value now...
 305   return doInsertVal(D);
 306 }
 307
 308
 309 // doInsertVal - This is a small helper function to be called only be insertVal.
 310 //
 311 int SlotCalculator::doInsertVal(const Value *D) {
 312   const Type *Typ = D->getType();
 313   unsigned Ty;
 314
 315   // Used for debugging DefSlot=-1 assertion...
 316   //if (Typ == Type::TypeTy)
 317   //  cerr << "Inserting type '" << cast<Type>(D)->getDescription() << "'!\n";
 318
 319   if (Typ->isDerivedType()) {
 320     int DefSlot = getValSlot(Typ);
 321     if (DefSlot == -1) {                // Have we already entered this type?
 322       // Nope, this is the first we have seen the type, process it.
 323       DefSlot = insertVal(Typ, true);
 324       assert(DefSlot != -1 && "ProcessType returned -1 for a type?");
 325     }
 326     Ty = (unsigned)DefSlot;
 327   } else {
 328     Ty = Typ->getPrimitiveID();
 329   }
 330
 331   if (Table.size() <= Ty)    // Make sure we have the type plane allocated...
 332     Table.resize(Ty+1, TypePlane());
 333
 334   // Insert node into table and NodeMap...
 335   unsigned DestSlot = NodeMap[D] = Table[Ty].size();
 336   Table[Ty].push_back(D);
 337
 338   SC_DEBUG("  Inserting value [" << Ty << "] = " << D << " slot=" <<
 339            DestSlot << " [");
 340   // G = Global, C = Constant, T = Type, M = Method, o = other
 341   SC_DEBUG((isa<GlobalVariable>(D) ? "G" : (isa<Constant>(D) ? "C" :
 342            (isa<Type>(D) ? "T" : (isa<Method>(D) ? "M" : "o")))));
 343   SC_DEBUG("]\n");
 344   return (int)DestSlot;
 345 }