remove std::ostream versions of printing stuff for MBB and MF,
[oota-llvm.git] / include / llvm / CodeGen / MachineFunction.h
index 5e0fa6187c3180b26d11962f6d9604f5ccb6586b..51200cb2bbefc498b57a1ab83e74633ddbad6359 100644 (file)
 //===-- llvm/CodeGen/MachineFunction.h --------------------------*- C++ -*-===//
-// 
-// Collect native machine code information for a method.  This allows
-// target-specific information about the generated code to be stored with each
-// method.
-//   
+//
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//
+// Collect native machine code for a function.  This class contains a list of
+// MachineBasicBlock instances that make up the current compiled function.
+//
+// This class also contains pointers to various classes which hold
+// target-specific information about the generated code.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINEFUNCTION_H
 #define LLVM_CODEGEN_MACHINEFUNCTION_H
 
 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
-#include "llvm/Annotation.h"
-#include "Support/HashExtras.h"
-#include "Support/hash_set"
-#include "Support/ilist"
+#include "llvm/ADT/ilist.h"
+#include "llvm/Support/DebugLoc.h"
+#include "llvm/Support/Allocator.h"
+#include "llvm/Support/Recycler.h"
+#include <map>
+
+namespace llvm {
 
-class Value;
 class Function;
-class Constant;
-class Type;
+class MachineRegisterInfo;
+class MachineFrameInfo;
+class MachineConstantPool;
+class MachineJumpTableInfo;
 class TargetMachine;
-class Pass;
+class TargetRegisterClass;
+
+template <>
+struct ilist_traits<MachineBasicBlock>
+    : public ilist_default_traits<MachineBasicBlock> {
+  mutable ilist_node<MachineBasicBlock> Sentinel;
+public:
+  MachineBasicBlock *createSentinel() const {
+    return static_cast<MachineBasicBlock*>(&Sentinel);
+  }
+  void destroySentinel(MachineBasicBlock *) const {}
 
-Pass *createMachineCodeConstructionPass(TargetMachine &Target);
-Pass *createMachineCodeDestructionPass();
+  MachineBasicBlock *provideInitialHead() const { return createSentinel(); }
+  MachineBasicBlock *ensureHead(MachineBasicBlock*) const {
+    return createSentinel();
+  }
+  static void noteHead(MachineBasicBlock*, MachineBasicBlock*) {}
 
-class MachineFunction : private Annotation {
-  const Function *Fn;
+  void addNodeToList(MachineBasicBlock* MBB);
+  void removeNodeFromList(MachineBasicBlock* MBB);
+  void deleteNode(MachineBasicBlock *MBB);
+private:
+  void createNode(const MachineBasicBlock &);
+};
+
+/// MachineFunctionInfo - This class can be derived from and used by targets to
+/// hold private target-specific information for each MachineFunction.  Objects
+/// of type are accessed/created with MF::getInfo and destroyed when the
+/// MachineFunction is destroyed.
+struct MachineFunctionInfo {
+  virtual ~MachineFunctionInfo() {}
+};
+
+class MachineFunction {
+  Function *Fn;
   const TargetMachine &Target;
 
-  // List of machine basic blocks in function
-  iplist<MachineBasicBlock> BasicBlocks;
-
-  // FIXME: State should be held elsewhere...
-  hash_set<const Constant*> constantsForConstPool;
-  hash_map<const Value*, int> offsets;
-  unsigned     staticStackSize;
-  unsigned     automaticVarsSize;
-  unsigned     regSpillsSize;
-  unsigned     maxOptionalArgsSize;
-  unsigned     maxOptionalNumArgs;
-  unsigned     currentTmpValuesSize;
-  unsigned     maxTmpValuesSize;
-  bool          compiledAsLeaf;
-  bool          spillsAreaFrozen;
-  bool          automaticVarsAreaFrozen;
+  // RegInfo - Information about each register in use in the function.
+  MachineRegisterInfo *RegInfo;
+
+  // Used to keep track of target-specific per-machine function information for
+  // the target implementation.
+  MachineFunctionInfo *MFInfo;
+
+  // Keep track of objects allocated on the stack.
+  MachineFrameInfo *FrameInfo;
+
+  // Keep track of constants which are spilled to memory
+  MachineConstantPool *ConstantPool;
   
+  // Keep track of jump tables for switch instructions
+  MachineJumpTableInfo *JumpTableInfo;
+
+  // Function-level unique numbering for MachineBasicBlocks.  When a
+  // MachineBasicBlock is inserted into a MachineFunction is it automatically
+  // numbered and this vector keeps track of the mapping from ID's to MBB's.
+  std::vector<MachineBasicBlock*> MBBNumbering;
+
+  // Pool-allocate MachineFunction-lifetime and IR objects.
+  BumpPtrAllocator Allocator;
+
+  // Allocation management for instructions in function.
+  Recycler<MachineInstr> InstructionRecycler;
+
+  // Allocation management for basic blocks in function.
+  Recycler<MachineBasicBlock> BasicBlockRecycler;
+
+  // List of machine basic blocks in function
+  typedef ilist<MachineBasicBlock> BasicBlockListType;
+  BasicBlockListType BasicBlocks;
+
+  // Default debug location. Used to print out the debug label at the beginning
+  // of a function.
+  DebugLoc DefaultDebugLoc;
+
+  // Tracks debug locations.
+  DebugLocTracker DebugLocInfo;
+
+  // The alignment of the function.
+  unsigned Alignment;
+
 public:
-  MachineFunction(const Function *Fn, const TargetMachine& target);
+  MachineFunction(Function *Fn, const TargetMachine &TM);
+  ~MachineFunction();
 
   /// getFunction - Return the LLVM function that this machine code represents
   ///
-  const Function *getFunction() const { return Fn; }
+  Function *getFunction() const { return Fn; }
 
   /// getTarget - Return the target machine this machine code is compiled with
   ///
   const TargetMachine &getTarget() const { return Target; }
+
+  /// getRegInfo - Return information about the registers currently in use.
+  ///
+  MachineRegisterInfo &getRegInfo() { return *RegInfo; }
+  const MachineRegisterInfo &getRegInfo() const { return *RegInfo; }
+
+  /// getFrameInfo - Return the frame info object for the current function.
+  /// This object contains information about objects allocated on the stack
+  /// frame of the current function in an abstract way.
+  ///
+  MachineFrameInfo *getFrameInfo() { return FrameInfo; }
+  const MachineFrameInfo *getFrameInfo() const { return FrameInfo; }
+
+  /// getJumpTableInfo - Return the jump table info object for the current 
+  /// function.  This object contains information about jump tables for switch
+  /// instructions in the current function.
+  ///
+  MachineJumpTableInfo *getJumpTableInfo() { return JumpTableInfo; }
+  const MachineJumpTableInfo *getJumpTableInfo() const { return JumpTableInfo; }
+  
+  /// getConstantPool - Return the constant pool object for the current
+  /// function.
+  ///
+  MachineConstantPool *getConstantPool() { return ConstantPool; }
+  const MachineConstantPool *getConstantPool() const { return ConstantPool; }
+
+  /// getAlignment - Return the alignment (log2, not bytes) of the function.
+  ///
+  unsigned getAlignment() const { return Alignment; }
+
+  /// setAlignment - Set the alignment (log2, not bytes) of the function.
+  ///
+  void setAlignment(unsigned A) { Alignment = A; }
+
+  /// MachineFunctionInfo - Keep track of various per-function pieces of
+  /// information for backends that would like to do so.
+  ///
+  template<typename Ty>
+  Ty *getInfo() {
+    if (!MFInfo) {
+        // This should be just `new (Allocator.Allocate<Ty>()) Ty(*this)', but
+        // that apparently breaks GCC 3.3.
+        Ty *Loc = static_cast<Ty*>(Allocator.Allocate(sizeof(Ty),
+                                                      AlignOf<Ty>::Alignment));
+        MFInfo = new (Loc) Ty(*this);
+    }
+
+    assert((void*)dynamic_cast<Ty*>(MFInfo) == (void*)MFInfo &&
+           "Invalid concrete type or multiple inheritence for getInfo");
+    return static_cast<Ty*>(MFInfo);
+  }
+
+  template<typename Ty>
+  const Ty *getInfo() const {
+     return const_cast<MachineFunction*>(this)->getInfo<Ty>();
+  }
+
+  /// getBlockNumbered - MachineBasicBlocks are automatically numbered when they
+  /// are inserted into the machine function.  The block number for a machine
+  /// basic block can be found by using the MBB::getBlockNumber method, this
+  /// method provides the inverse mapping.
+  ///
+  MachineBasicBlock *getBlockNumbered(unsigned N) const {
+    assert(N < MBBNumbering.size() && "Illegal block number");
+    assert(MBBNumbering[N] && "Block was removed from the machine function!");
+    return MBBNumbering[N];
+  }
+
+  /// getNumBlockIDs - Return the number of MBB ID's allocated.
+  ///
+  unsigned getNumBlockIDs() const { return (unsigned)MBBNumbering.size(); }
+  
+  /// RenumberBlocks - This discards all of the MachineBasicBlock numbers and
+  /// recomputes them.  This guarantees that the MBB numbers are sequential,
+  /// dense, and match the ordering of the blocks within the function.  If a
+  /// specific MachineBasicBlock is specified, only that block and those after
+  /// it are renumbered.
+  void RenumberBlocks(MachineBasicBlock *MBBFrom = 0);
   
-  // The next two methods are used to construct and to retrieve
-  // the MachineFunction object for the given method.
-  // construct() -- Allocates and initializes for a given method and target
-  // get()       -- Returns a handle to the object.
-  //                This should not be called before "construct()"
-  //                for a given Method.
-  // 
-  static MachineFunction& construct(const Function *Fn,
-                                    const TargetMachine &target);
-  static void destruct(const Function *F);
-  static MachineFunction& get(const Function *F);
+  /// print - Print out the MachineFunction in a format suitable for debugging
+  /// to the specified stream.
+  ///
+  void print(raw_ostream &OS) const;
+
+  /// viewCFG - This function is meant for use from the debugger.  You can just
+  /// say 'call F->viewCFG()' and a ghostview window should pop up from the
+  /// program, displaying the CFG of the current function with the code for each
+  /// basic block inside.  This depends on there being a 'dot' and 'gv' program
+  /// in your path.
+  ///
+  void viewCFG() const;
+
+  /// viewCFGOnly - This function is meant for use from the debugger.  It works
+  /// just like viewCFG, but it does not include the contents of basic blocks
+  /// into the nodes, just the label.  If you are only interested in the CFG
+  /// this can make the graph smaller.
+  ///
+  void viewCFGOnly() const;
+
+  /// dump - Print the current MachineFunction to cerr, useful for debugger use.
+  ///
+  void dump() const;
 
   // Provide accessors for the MachineBasicBlock list...
-  typedef iplist<MachineBasicBlock> BasicBlockListType;
   typedef BasicBlockListType::iterator iterator;
   typedef BasicBlockListType::const_iterator const_iterator;
   typedef std::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;
   typedef std::reverse_iterator<iterator>             reverse_iterator;
 
-  // Provide accessors for basic blocks...
-  const BasicBlockListType &getBasicBlockList() const { return BasicBlocks; }
-        BasicBlockListType &getBasicBlockList()       { return BasicBlocks; }
+  /// addLiveIn - Add the specified physical register as a live-in value and
+  /// create a corresponding virtual register for it.
+  unsigned addLiveIn(unsigned PReg, const TargetRegisterClass *RC);
+
   //===--------------------------------------------------------------------===//
-  // BasicBlock iterator forwarding functions
+  // BasicBlock accessor functions.
   //
   iterator                 begin()       { return BasicBlocks.begin(); }
   const_iterator           begin() const { return BasicBlocks.begin(); }
@@ -93,88 +251,155 @@ public:
   reverse_iterator        rend  ()       { return BasicBlocks.rend();   }
   const_reverse_iterator  rend  () const { return BasicBlocks.rend();   }
 
-  unsigned                  size() const { return BasicBlocks.size(); }
+  unsigned                  size() const { return (unsigned)BasicBlocks.size();}
   bool                     empty() const { return BasicBlocks.empty(); }
   const MachineBasicBlock &front() const { return BasicBlocks.front(); }
         MachineBasicBlock &front()       { return BasicBlocks.front(); }
   const MachineBasicBlock & back() const { return BasicBlocks.back(); }
         MachineBasicBlock & back()       { return BasicBlocks.back(); }
 
+  void push_back (MachineBasicBlock *MBB) { BasicBlocks.push_back (MBB); }
+  void push_front(MachineBasicBlock *MBB) { BasicBlocks.push_front(MBB); }
+  void insert(iterator MBBI, MachineBasicBlock *MBB) {
+    BasicBlocks.insert(MBBI, MBB);
+  }
+  void splice(iterator InsertPt, iterator MBBI) {
+    BasicBlocks.splice(InsertPt, BasicBlocks, MBBI);
+  }
+
+  void remove(iterator MBBI) {
+    BasicBlocks.remove(MBBI);
+  }
+  void erase(iterator MBBI) {
+    BasicBlocks.erase(MBBI);
+  }
+
   //===--------------------------------------------------------------------===//
-  //
-  // FIXME: Most of the following state should be moved out to passes that use
-  // it, instead of being put here.
+  // Internal functions used to automatically number MachineBasicBlocks
   //
 
+  /// getNextMBBNumber - Returns the next unique number to be assigned
+  /// to a MachineBasicBlock in this MachineFunction.
+  ///
+  unsigned addToMBBNumbering(MachineBasicBlock *MBB) {
+    MBBNumbering.push_back(MBB);
+    return (unsigned)MBBNumbering.size()-1;
+  }
+
+  /// removeFromMBBNumbering - Remove the specific machine basic block from our
+  /// tracker, this is only really to be used by the MachineBasicBlock
+  /// implementation.
+  void removeFromMBBNumbering(unsigned N) {
+    assert(N < MBBNumbering.size() && "Illegal basic block #");
+    MBBNumbering[N] = 0;
+  }
+
+  /// CreateMachineInstr - Allocate a new MachineInstr. Use this instead
+  /// of `new MachineInstr'.
+  ///
+  MachineInstr *CreateMachineInstr(const TargetInstrDesc &TID,
+                                   DebugLoc DL,
+                                   bool NoImp = false);
+
+  /// CloneMachineInstr - Create a new MachineInstr which is a copy of the
+  /// 'Orig' instruction, identical in all ways except the the instruction
+  /// has no parent, prev, or next.
+  ///
+  MachineInstr *CloneMachineInstr(const MachineInstr *Orig);
+
+  /// DeleteMachineInstr - Delete the given MachineInstr.
+  ///
+  void DeleteMachineInstr(MachineInstr *MI);
+
+  /// CreateMachineBasicBlock - Allocate a new MachineBasicBlock. Use this
+  /// instead of `new MachineBasicBlock'.
+  ///
+  MachineBasicBlock *CreateMachineBasicBlock(const BasicBlock *bb = 0);
+
+  /// DeleteMachineBasicBlock - Delete the given MachineBasicBlock.
+  ///
+  void DeleteMachineBasicBlock(MachineBasicBlock *MBB);
+
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // Debug location.
   //
-  // Accessors for global information about generated code for a method.
-  // 
-  inline bool     isCompiledAsLeafMethod() const { return compiledAsLeaf; }
-  inline unsigned getStaticStackSize()     const { return staticStackSize; }
-  inline unsigned getAutomaticVarsSize()   const { return automaticVarsSize; }
-  inline unsigned getRegSpillsSize()       const { return regSpillsSize; }
-  inline unsigned getMaxOptionalArgsSize() const { return maxOptionalArgsSize;}
-  inline unsigned getMaxOptionalNumArgs()  const { return maxOptionalNumArgs;}
-  inline const hash_set<const Constant*>&
-                  getConstantPoolValues() const {return constantsForConstPool;}
-  
-  //
-  // Modifiers used during code generation
-  // 
-  void            initializeFrameLayout    (const TargetMachine& target);
-  
-  void            addToConstantPool        (const Constant* constVal)
-                                    { constantsForConstPool.insert(constVal); }
-  
-  inline void     markAsLeafMethod()              { compiledAsLeaf = true; }
-  
-  int             computeOffsetforLocalVar (const TargetMachine& target,
-                                            const Value*  local,
-                                            unsigned int& getPaddedSize,
-                                            unsigned int  sizeToUse = 0);
-  int             allocateLocalVar         (const TargetMachine& target,
-                                            const Value* local,
-                                            unsigned int sizeToUse = 0);
-  
-  int             allocateSpilledValue     (const TargetMachine& target,
-                                            const Type* type);
-  
-  int             pushTempValue            (const TargetMachine& target,
-                                            unsigned int size);
-  
-  void            popAllTempValues         (const TargetMachine& target);
-  
-  void            freezeSpillsArea         () { spillsAreaFrozen = true; } 
-  void            freezeAutomaticVarsArea  () { automaticVarsAreaFrozen=true; }
-  
-  int             getOffset                (const Value* val) const;
-  
-  // int          getOffsetFromFP       (const Value* val) const;
-  
-  void            dump                     () const;
 
-private:
-  inline void     incrementAutomaticVarsSize(int incr) {
-    automaticVarsSize+= incr;
-    staticStackSize += incr;
-  }
-  inline void     incrementRegSpillsSize(int incr) {
-    regSpillsSize+= incr;
-    staticStackSize += incr;
-  }
-  inline void     incrementTmpAreaSize(int incr) {
-    currentTmpValuesSize += incr;
-    if (maxTmpValuesSize < currentTmpValuesSize)
-      {
-        staticStackSize += currentTmpValuesSize - maxTmpValuesSize;
-        maxTmpValuesSize = currentTmpValuesSize;
-      }
-  }
-  inline void     resetTmpAreaSize() {
-    currentTmpValuesSize = 0;
-  }
-  int             allocateOptionalArg      (const TargetMachine& target,
-                                            const Type* type);
+  /// getOrCreateDebugLocID - Look up the DebugLocTuple index with the given
+  /// source file, line, and column. If none currently exists, create a new
+  /// DebugLocTuple, and insert it into the DebugIdMap.
+  unsigned getOrCreateDebugLocID(GlobalVariable *CompileUnit,
+                                 unsigned Line, unsigned Col);
+
+  /// getDebugLocTuple - Get the DebugLocTuple for a given DebugLoc object.
+  DebugLocTuple getDebugLocTuple(DebugLoc DL) const;
+
+  /// getDefaultDebugLoc - Get the default debug location for the machine
+  /// function.
+  DebugLoc getDefaultDebugLoc() const { return DefaultDebugLoc; }
+
+  /// setDefaultDebugLoc - Get the default debug location for the machine
+  /// function.
+  void setDefaultDebugLoc(DebugLoc DL) { DefaultDebugLoc = DL; }
+
+  /// getDebugLocInfo - Get the debug info location tracker.
+  DebugLocTracker &getDebugLocInfo() { return DebugLocInfo; }
+};
+
+//===--------------------------------------------------------------------===//
+// GraphTraits specializations for function basic block graphs (CFGs)
+//===--------------------------------------------------------------------===//
+
+// Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a
+// machine function as a graph of machine basic blocks... these are
+// the same as the machine basic block iterators, except that the root
+// node is implicitly the first node of the function.
+//
+template <> struct GraphTraits<MachineFunction*> :
+  public GraphTraits<MachineBasicBlock*> {
+  static NodeType *getEntryNode(MachineFunction *F) {
+    return &F->front();
+  }
+
+  // nodes_iterator/begin/end - Allow iteration over all nodes in the graph
+  typedef MachineFunction::iterator nodes_iterator;
+  static nodes_iterator nodes_begin(MachineFunction *F) { return F->begin(); }
+  static nodes_iterator nodes_end  (MachineFunction *F) { return F->end(); }
+};
+template <> struct GraphTraits<const MachineFunction*> :
+  public GraphTraits<const MachineBasicBlock*> {
+  static NodeType *getEntryNode(const MachineFunction *F) {
+    return &F->front();
+  }
+
+  // nodes_iterator/begin/end - Allow iteration over all nodes in the graph
+  typedef MachineFunction::const_iterator nodes_iterator;
+  static nodes_iterator nodes_begin(const MachineFunction *F) {
+    return F->begin();
+  }
+  static nodes_iterator nodes_end  (const MachineFunction *F) {
+    return F->end();
+  }
 };
 
+
+// Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a function as a
+// graph of basic blocks... and to walk it in inverse order.  Inverse order for
+// a function is considered to be when traversing the predecessor edges of a BB
+// instead of the successor edges.
+//
+template <> struct GraphTraits<Inverse<MachineFunction*> > :
+  public GraphTraits<Inverse<MachineBasicBlock*> > {
+  static NodeType *getEntryNode(Inverse<MachineFunction*> G) {
+    return &G.Graph->front();
+  }
+};
+template <> struct GraphTraits<Inverse<const MachineFunction*> > :
+  public GraphTraits<Inverse<const MachineBasicBlock*> > {
+  static NodeType *getEntryNode(Inverse<const MachineFunction *> G) {
+    return &G.Graph->front();
+  }
+};
+
+} // End llvm namespace
+
 #endif