in builds without asserts we do not need to allocate the Next pointer in "ghostly...
[oota-llvm.git] / include / llvm / CodeGen / MachineFrameInfo.h
index 6720758e646b527495c9c0685588ab9f04ce3d4a..4c981f7caf027e25dad71905836e1ed06c2078b3 100644 (file)
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
-// The MachineFrameInfo class represents an abstract stack frame until
-// prolog/epilog code is inserted.  This class is key to allowing stack frame
-// representation optimizations, such as frame pointer elimination.  It also
-// allows more mundane (but still important) optimizations, such as reordering
-// of abstract objects on the stack frame.
-//
-// To support this, the class assigns unique integer identifiers to stack
-// objects requested clients.  These identifiers are negative integers for fixed
-// stack objects (such as arguments passed on the stack) or positive for objects
-// that may be reordered.  Instructions which refer to stack objects use a
-// special MO_FrameIndex operand to represent these frame indexes.
-//
-// Because this class keeps track of all references to the stack frame, it knows
-// when a variable sized object is allocated on the stack.  This is the sole
-// condition which prevents frame pointer elimination, which is an important
-// optimization on register-poor architectures.  Because original variable sized
-// alloca's in the source program are the only source of variable sized stack
-// objects, it is safe to decide whether there will be any variable sized
-// objects before all stack objects are known (for example, register allocator
-// spill code never needs variable sized objects).
-//
-// When prolog/epilog code emission is performed, the final stack frame is built
-// and the machine instructions are modified to refer to the actual stack
-// offsets of the object, eliminating all MO_FrameIndex operands from the
-// program.
+// The file defines the MachineFrameInfo class.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINEFRAMEINFO_H
 #define LLVM_CODEGEN_MACHINEFRAMEINFO_H
 
+#include "llvm/Support/DataTypes.h"
+#include <cassert>
+#include <iosfwd>
 #include <vector>
 
 namespace llvm {
 class TargetData;
 class TargetRegisterClass;
 class Type;
+class MachineModuleInfo;
 class MachineFunction;
+class TargetFrameInfo;
+
+/// The CalleeSavedInfo class tracks the information need to locate where a
+/// callee saved register in the current frame.  
+class CalleeSavedInfo {
+
+private:
+  unsigned Reg;
+  const TargetRegisterClass *RegClass;
+  int FrameIdx;
+  
+public:
+  CalleeSavedInfo(unsigned R, const TargetRegisterClass *RC, int FI = 0)
+  : Reg(R)
+  , RegClass(RC)
+  , FrameIdx(FI)
+  {}
+  
+  // Accessors.
+  unsigned getReg()                        const { return Reg; }
+  const TargetRegisterClass *getRegClass() const { return RegClass; }
+  int getFrameIdx()                        const { return FrameIdx; }
+  void setFrameIdx(int FI)                       { FrameIdx = FI; }
+};
 
+/// The MachineFrameInfo class represents an abstract stack frame until
+/// prolog/epilog code is inserted.  This class is key to allowing stack frame
+/// representation optimizations, such as frame pointer elimination.  It also
+/// allows more mundane (but still important) optimizations, such as reordering
+/// of abstract objects on the stack frame.
+///
+/// To support this, the class assigns unique integer identifiers to stack
+/// objects requested clients.  These identifiers are negative integers for
+/// fixed stack objects (such as arguments passed on the stack) or nonnegative
+/// for objects that may be reordered.  Instructions which refer to stack
+/// objects use a special MO_FrameIndex operand to represent these frame
+/// indexes.
+///
+/// Because this class keeps track of all references to the stack frame, it
+/// knows when a variable sized object is allocated on the stack.  This is the
+/// sole condition which prevents frame pointer elimination, which is an
+/// important optimization on register-poor architectures.  Because original
+/// variable sized alloca's in the source program are the only source of
+/// variable sized stack objects, it is safe to decide whether there will be
+/// any variable sized objects before all stack objects are known (for
+/// example, register allocator spill code never needs variable sized
+/// objects).
+///
+/// When prolog/epilog code emission is performed, the final stack frame is
+/// built and the machine instructions are modified to refer to the actual
+/// stack offsets of the object, eliminating all MO_FrameIndex operands from
+/// the program.
+///
+/// @brief Abstract Stack Frame Information
 class MachineFrameInfo {
 
   // StackObject - Represent a single object allocated on the stack.
   struct StackObject {
-    // The size of this object on the stack. 0 means a variable sized object
-    unsigned Size;
+    // The size of this object on the stack. 0 means a variable sized object,
+    // ~0ULL means a dead object.
+    uint64_t Size;
 
     // Alignment - The required alignment of this stack slot.
     unsigned Alignment;
 
+    // isImmutable - If true, the value of the stack object is set before
+    // entering the function and is not modified inside the function. By
+    // default, fixed objects are immutable unless marked otherwise.
+    bool isImmutable;
+
     // SPOffset - The offset of this object from the stack pointer on entry to
     // the function.  This field has no meaning for a variable sized element.
-    int SPOffset;
-
-    StackObject(unsigned Sz, unsigned Al, int SP)
-      : Size(Sz), Alignment(Al), SPOffset(SP) {}
+    int64_t SPOffset;
+    
+    StackObject(uint64_t Sz, unsigned Al, int64_t SP = 0, bool IM = false)
+      : Size(Sz), Alignment(Al), isImmutable(IM), SPOffset(SP) {}
   };
 
   /// Objects - The list of stack objects allocated...
@@ -79,17 +118,31 @@ class MachineFrameInfo {
   ///
   bool HasVarSizedObjects;
 
+  /// FrameAddressTaken - This boolean keeps track of whether there is a call
+  /// to builtin \@llvm.frameaddress.
+  bool FrameAddressTaken;
+
   /// StackSize - The prolog/epilog code inserter calculates the final stack
   /// offsets for all of the fixed size objects, updating the Objects list
   /// above.  It then updates StackSize to contain the number of bytes that need
   /// to be allocated on entry to the function.
   ///
-  unsigned StackSize;
+  uint64_t StackSize;
+  
+  /// OffsetAdjustment - The amount that a frame offset needs to be adjusted to
+  /// have the actual offset from the stack/frame pointer.  The calculation is 
+  /// MFI->getObjectOffset(Index) + StackSize - TFI.getOffsetOfLocalArea() +
+  /// OffsetAdjustment.  If OffsetAdjustment is zero (default) then offsets are
+  /// away from TOS. If OffsetAdjustment == StackSize then offsets are toward
+  /// TOS.
+  int OffsetAdjustment;
   
   /// MaxAlignment - The prolog/epilog code inserter may process objects 
   /// that require greater alignment than the default alignment the target
-  /// provides. In these cases, MaxAlignment is set to the new alignment 
-  /// necessary to easily calculate fixed offsets for each stack object.
+  /// provides. To handle this, MaxAlignment is set to the maximum alignment 
+  /// needed by the objects on the current frame.  If this is greater than the
+  /// native alignment maintained by the compiler, dynamic alignment code will
+  /// be needed.
   ///
   unsigned MaxAlignment;
 
@@ -97,6 +150,9 @@ class MachineFrameInfo {
   /// only valid during and after prolog/epilog code insertion.
   bool HasCalls;
 
+  /// StackProtectorIdx - The frame index for the stack protector.
+  int StackProtectorIdx;
+
   /// MaxCallFrameSize - This contains the size of the largest call frame if the
   /// target uses frame setup/destroy pseudo instructions (as defined in the
   /// TargetFrameInfo class).  This information is important for frame pointer
@@ -104,12 +160,32 @@ class MachineFrameInfo {
   /// insertion.
   ///
   unsigned MaxCallFrameSize;
+  
+  /// CSInfo - The prolog/epilog code inserter fills in this vector with each
+  /// callee saved register saved in the frame.  Beyond its use by the prolog/
+  /// epilog code inserter, this data used for debug info and exception
+  /// handling.
+  std::vector<CalleeSavedInfo> CSInfo;
+  
+  /// MMI - This field is set (via setMachineModuleInfo) by a module info
+  /// consumer (ex. DwarfWriter) to indicate that frame layout information
+  /// should be acquired.  Typically, it's the responsibility of the target's
+  /// TargetRegisterInfo prologue/epilogue emitting code to inform
+  /// MachineModuleInfo of frame layouts.
+  MachineModuleInfo *MMI;
+  
+  /// TargetFrameInfo - Target information about frame layout.
+  ///
+  const TargetFrameInfo &TFI;
 public:
-  MachineFrameInfo() {
-    NumFixedObjects = StackSize = MaxAlignment = 0;
+  explicit MachineFrameInfo(const TargetFrameInfo &tfi) : TFI(tfi) {
+    StackSize = NumFixedObjects = OffsetAdjustment = MaxAlignment = 0;
     HasVarSizedObjects = false;
+    FrameAddressTaken = false;
     HasCalls = false;
+    StackProtectorIdx = -1;
     MaxCallFrameSize = 0;
+    MMI = 0;
   }
 
   /// hasStackObjects - Return true if there are any stack objects in this
@@ -123,40 +199,81 @@ public:
   ///
   bool hasVarSizedObjects() const { return HasVarSizedObjects; }
 
-  /// getObjectIndexBegin - Return the minimum frame object index...
+  /// getStackProtectorIndex/setStackProtectorIndex - Return the index for the
+  /// stack protector object.
+  ///
+  int getStackProtectorIndex() const { return StackProtectorIdx; }
+  void setStackProtectorIndex(int I) { StackProtectorIdx = I; }
+
+  /// isFrameAddressTaken - This method may be called any time after instruction
+  /// selection is complete to determine if there is a call to
+  /// \@llvm.frameaddress in this function.
+  bool isFrameAddressTaken() const { return FrameAddressTaken; }
+  void setFrameAddressIsTaken(bool T) { FrameAddressTaken = T; }
+
+  /// getObjectIndexBegin - Return the minimum frame object index.
   ///
   int getObjectIndexBegin() const { return -NumFixedObjects; }
 
-  /// getObjectIndexEnd - Return one past the maximum frame object index...
+  /// getObjectIndexEnd - Return one past the maximum frame object index.
   ///
-  int getObjectIndexEnd() const { return Objects.size()-NumFixedObjects; }
+  int getObjectIndexEnd() const { return (int)Objects.size()-NumFixedObjects; }
 
-  /// getObjectSize - Return the size of the specified object
+  /// getNumFixedObjects() - Return the number of fixed objects.
+  unsigned getNumFixedObjects() const { return NumFixedObjects; }
+
+  /// getNumObjects() - Return the number of objects.
   ///
-  int getObjectSize(int ObjectIdx) const {
-    assert(ObjectIdx+NumFixedObjects < Objects.size() && "Invalid Object Idx!");
+  unsigned getNumObjects() const { return Objects.size(); }
+
+  /// getObjectSize - Return the size of the specified object.
+  ///
+  int64_t getObjectSize(int ObjectIdx) const {
+    assert(unsigned(ObjectIdx+NumFixedObjects) < Objects.size() &&
+           "Invalid Object Idx!");
     return Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].Size;
   }
 
-  /// getObjectAlignment - Return the alignment of the specified stack object...
-  int getObjectAlignment(int ObjectIdx) const {
-    assert(ObjectIdx+NumFixedObjects < Objects.size() && "Invalid Object Idx!");
+  /// setObjectSize - Change the size of the specified stack object.
+  void setObjectSize(int ObjectIdx, int64_t Size) {
+    assert(unsigned(ObjectIdx+NumFixedObjects) < Objects.size() &&
+           "Invalid Object Idx!");
+    Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].Size = Size;
+  }
+
+  /// getObjectAlignment - Return the alignment of the specified stack object.
+  unsigned getObjectAlignment(int ObjectIdx) const {
+    assert(unsigned(ObjectIdx+NumFixedObjects) < Objects.size() &&
+           "Invalid Object Idx!");
     return Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].Alignment;
   }
 
+  /// setObjectAlignment - Change the alignment of the specified stack object.
+  void setObjectAlignment(int ObjectIdx, unsigned Align) {
+    assert(unsigned(ObjectIdx+NumFixedObjects) < Objects.size() &&
+           "Invalid Object Idx!");
+    Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].Alignment = Align;
+  }
+
   /// getObjectOffset - Return the assigned stack offset of the specified object
   /// from the incoming stack pointer.
   ///
-  int getObjectOffset(int ObjectIdx) const {
-    assert(ObjectIdx+NumFixedObjects < Objects.size() && "Invalid Object Idx!");
+  int64_t getObjectOffset(int ObjectIdx) const {
+    assert(unsigned(ObjectIdx+NumFixedObjects) < Objects.size() &&
+           "Invalid Object Idx!");
+    assert(!isDeadObjectIndex(ObjectIdx) &&
+           "Getting frame offset for a dead object?");
     return Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].SPOffset;
   }
 
   /// setObjectOffset - Set the stack frame offset of the specified object.  The
   /// offset is relative to the stack pointer on entry to the function.
   ///
-  void setObjectOffset(int ObjectIdx, int SPOffset) {
-    assert(ObjectIdx+NumFixedObjects < Objects.size() && "Invalid Object Idx!");
+  void setObjectOffset(int ObjectIdx, int64_t SPOffset) {
+    assert(unsigned(ObjectIdx+NumFixedObjects) < Objects.size() &&
+           "Invalid Object Idx!");
+    assert(!isDeadObjectIndex(ObjectIdx) &&
+           "Setting frame offset for a dead object?");
     Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].SPOffset = SPOffset;
   }
 
@@ -164,11 +281,19 @@ public:
   /// all of the fixed size frame objects.  This is only valid after
   /// Prolog/Epilog code insertion has finalized the stack frame layout.
   ///
-  unsigned getStackSize() const { return StackSize; }
+  uint64_t getStackSize() const { return StackSize; }
 
   /// setStackSize - Set the size of the stack...
   ///
-  void setStackSize(unsigned Size) { StackSize = Size; }
+  void setStackSize(uint64_t Size) { StackSize = Size; }
+  
+  /// getOffsetAdjustment - Return the correction for frame offsets.
+  ///
+  int getOffsetAdjustment() const { return OffsetAdjustment; }
+  
+  /// setOffsetAdjustment - Set the correction for frame offsets.
+  ///
+  void setOffsetAdjustment(int Adj) { OffsetAdjustment = Adj; }
 
   /// getMaxAlignment - Return the alignment in bytes that this function must be 
   /// aligned to, which is greater than the default stack alignment provided by 
@@ -196,27 +321,50 @@ public:
 
   /// CreateFixedObject - Create a new object at a fixed location on the stack.
   /// All fixed objects should be created before other objects are created for
-  /// efficiency.  This returns an index with a negative value.
+  /// efficiency. By default, fixed objects are immutable. This returns an
+  /// index with a negative value.
   ///
-  int CreateFixedObject(unsigned Size, int SPOffset) {
-    assert(Size != 0 && "Cannot allocate zero size fixed stack objects!");
-    Objects.insert(Objects.begin(), StackObject(Size, 1, SPOffset));
-    return -++NumFixedObjects;
+  int CreateFixedObject(uint64_t Size, int64_t SPOffset,
+                        bool Immutable = true);
+  
+  
+  /// isFixedObjectIndex - Returns true if the specified index corresponds to a
+  /// fixed stack object.
+  bool isFixedObjectIndex(int ObjectIdx) const {
+    return ObjectIdx < 0 && (ObjectIdx >= -(int)NumFixedObjects);
+  }
+
+  /// isImmutableObjectIndex - Returns true if the specified index corresponds
+  /// to an immutable object.
+  bool isImmutableObjectIndex(int ObjectIdx) const {
+    assert(unsigned(ObjectIdx+NumFixedObjects) < Objects.size() &&
+           "Invalid Object Idx!");
+    return Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].isImmutable;
+  }
+
+  /// isDeadObjectIndex - Returns true if the specified index corresponds to
+  /// a dead object.
+  bool isDeadObjectIndex(int ObjectIdx) const {
+    assert(unsigned(ObjectIdx+NumFixedObjects) < Objects.size() &&
+           "Invalid Object Idx!");
+    return Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].Size == ~0ULL;
   }
 
   /// CreateStackObject - Create a new statically sized stack object, returning
-  /// a postive identifier to represent it.
+  /// a nonnegative identifier to represent it.
   ///
-  int CreateStackObject(unsigned Size, unsigned Alignment) {
+  int CreateStackObject(uint64_t Size, unsigned Alignment) {
     assert(Size != 0 && "Cannot allocate zero size stack objects!");
-    Objects.push_back(StackObject(Size, Alignment, -1));
-    return Objects.size()-NumFixedObjects-1;
+    Objects.push_back(StackObject(Size, Alignment));
+    return (int)Objects.size()-NumFixedObjects-1;
   }
 
-  /// CreateStackObject - Create a stack object for a value of the specified
-  /// LLVM type.
+  /// RemoveStackObject - Remove or mark dead a statically sized stack object.
   ///
-  int CreateStackObject(const Type *Ty, const TargetData &TD);
+  void RemoveStackObject(int ObjectIdx) {
+    // Mark it dead.
+    Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].Size = ~0ULL;
+  }
 
   /// CreateVariableSizedObject - Notify the MachineFrameInfo object that a
   /// variable sized object has been created.  This must be created whenever a
@@ -225,9 +373,29 @@ public:
   ///
   int CreateVariableSizedObject() {
     HasVarSizedObjects = true;
-    Objects.push_back(StackObject(0, 1, -1));
-    return Objects.size()-NumFixedObjects-1;
+    Objects.push_back(StackObject(0, 1));
+    return (int)Objects.size()-NumFixedObjects-1;
   }
+  
+  /// getCalleeSavedInfo - Returns a reference to call saved info vector for the
+  /// current function.
+  const std::vector<CalleeSavedInfo> &getCalleeSavedInfo() const {
+    return CSInfo;
+  }
+
+  /// setCalleeSavedInfo - Used by prolog/epilog inserter to set the function's
+  /// callee saved information.
+  void  setCalleeSavedInfo(const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) {
+    CSInfo = CSI;
+  }
+
+  /// getMachineModuleInfo - Used by a prologue/epilogue
+  /// emitter (TargetRegisterInfo) to provide frame layout information. 
+  MachineModuleInfo *getMachineModuleInfo() const { return MMI; }
+
+  /// setMachineModuleInfo - Used by a meta info consumer (DwarfWriter) to
+  /// indicate that frame layout information should be gathered.
+  void setMachineModuleInfo(MachineModuleInfo *mmi) { MMI = mmi; }
 
   /// print - Used by the MachineFunction printer to print information about
   /// stack objects.  Implemented in MachineFunction.cpp