This is the initial check-in for adding register scavenging to PPC. (Currently,
[oota-llvm.git] / lib / VMCore / Pass.cpp
index b4f837d0d8ab741e8943752fd1371e44d7ecfb36..fc92a95a929ba764801545589999562ceb53a3f9 100644 (file)
@@ -1,4 +1,11 @@
-//===- Pass.cpp - LLVM Pass Infrastructure Impementation ------------------===//
+//===- Pass.cpp - LLVM Pass Infrastructure Implementation -----------------===//
+//
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file implements the LLVM Pass infrastructure.  It is primarily
 // responsible with ensuring that passes are executed and batched together
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/PassManager.h"
-#include "PassManagerT.h"         // PassManagerT implementation
 #include "llvm/Module.h"
-#include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/BasicBlock.h"
-#include "Support/STLExtras.h"
-#include "Support/CommandLine.h"
-#include <typeinfo>
-#include <iostream>
-#include <sys/time.h>
-#include <stdio.h>
+#include "llvm/ModuleProvider.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
+#include <algorithm>
+#include <set>
+using namespace llvm;
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//   AnalysisID Class Implementation
+// Pass Implementation
 //
 
-static std::vector<AnalysisID> CFGOnlyAnalyses;
+// Force out-of-line virtual method.
+Pass::~Pass() { 
+  delete Resolver; 
+}
 
-// Source of unique analysis ID #'s.
-unsigned AnalysisID::NextID = 0;
+// Force out-of-line virtual method.
+ModulePass::~ModulePass() { }
 
-AnalysisID::AnalysisID(const AnalysisID &AID, bool DependsOnlyOnCFG) {
-  ID = AID.ID;                    // Implement the copy ctor part...
-  Constructor = AID.Constructor;
-  
-  // If this analysis only depends on the CFG of the function, add it to the CFG
-  // only list...
-  if (DependsOnlyOnCFG)
-    CFGOnlyAnalyses.push_back(AID);
+bool Pass::mustPreserveAnalysisID(const PassInfo *AnalysisID) const {
+  return Resolver->getAnalysisToUpdate(AnalysisID, true) != 0;
 }
 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-//   AnalysisResolver Class Implementation
-//
-
-void AnalysisResolver::setAnalysisResolver(Pass *P, AnalysisResolver *AR) {
-  assert(P->Resolver == 0 && "Pass already in a PassManager!");
-  P->Resolver = AR;
+// dumpPassStructure - Implement the -debug-passes=Structure option
+void Pass::dumpPassStructure(unsigned Offset) {
+  cerr << std::string(Offset*2, ' ') << getPassName() << "\n";
 }
 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-//   AnalysisUsage Class Implementation
+// getPassName - Use C++ RTTI to get a SOMEWHAT intelligible name for the pass.
 //
+const char *Pass::getPassName() const {
+  if (const PassInfo *PI = getPassInfo())
+    return PI->getPassName();
+  return "Unnamed pass: implement Pass::getPassName()";
+}
 
-// preservesCFG - This function should be called to by the pass, iff they do
-// not:
-//
-//  1. Add or remove basic blocks from the function
-//  2. Modify terminator instructions in any way.
-//
-// This function annotates the AnalysisUsage info object to say that analyses
-// that only depend on the CFG are preserved by this pass.
+// print - Print out the internal state of the pass.  This is called by Analyze
+// to print out the contents of an analysis.  Otherwise it is not necessary to
+// implement this method.
 //
-void AnalysisUsage::preservesCFG() {
-  // Since this transformation doesn't modify the CFG, it preserves all analyses
-  // that only depend on the CFG (like dominators, loop info, etc...)
-  //
-  Preserved.insert(Preserved.end(),
-                   CFGOnlyAnalyses.begin(), CFGOnlyAnalyses.end());
+void Pass::print(std::ostream &O,const Module*) const {
+  O << "Pass::print not implemented for pass: '" << getPassName() << "'!\n";
 }
 
+// dump - call print(cerr);
+void Pass::dump() const {
+  print(*cerr.stream(), 0);
+}
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// PassManager implementation - The PassManager class is a simple Pimpl class
-// that wraps the PassManagerT template.
+// ImmutablePass Implementation
 //
-PassManager::PassManager() : PM(new PassManagerT<Module>()) {}
-PassManager::~PassManager() { delete PM; }
-void PassManager::add(Pass *P) { PM->add(P); }
-bool PassManager::run(Module *M) { return PM->run(M); }
-
+// Force out-of-line virtual method.
+ImmutablePass::~ImmutablePass() { }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// TimingInfo Class - This class is used to calculate information about the
-// amount of time each pass takes to execute.  This only happens with
-// -time-passes is enabled on the command line.
+// FunctionPass Implementation
 //
-static cl::Flag EnableTiming("time-passes", "Time each pass, printing elapsed"
-                             " time for each on exit");
 
-static double getTime() {
-  struct timeval T;
-  gettimeofday(&T, 0);
-  return T.tv_sec + T.tv_usec/1000000.0;
+// run - On a module, we run this pass by initializing, runOnFunction'ing once
+// for every function in the module, then by finalizing.
+//
+bool FunctionPass::runOnModule(Module &M) {
+  bool Changed = doInitialization(M);
+
+  for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
+    if (!I->isDeclaration())      // Passes are not run on external functions!
+    Changed |= runOnFunction(*I);
+
+  return Changed | doFinalization(M);
 }
 
-// Create method.  If Timing is enabled, this creates and returns a new timing
-// object, otherwise it returns null.
+// run - On a function, we simply initialize, run the function, then finalize.
 //
-TimingInfo *TimingInfo::create() {
-  return EnableTiming ? new TimingInfo() : 0;
-}
+bool FunctionPass::run(Function &F) {
+  // Passes are not run on external functions!
+  if (F.isDeclaration()) return false;
 
-void TimingInfo::passStarted(Pass *P) { TimingData[P] -= getTime(); }
-void TimingInfo::passEnded(Pass *P) { TimingData[P] += getTime(); }
-
-// TimingDtor - Print out information about timing information
-TimingInfo::~TimingInfo() {
-  // Iterate over all of the data, converting it into the dual of the data map,
-  // so that the data is sorted by amount of time taken, instead of pointer.
-  //
-  std::vector<pair<double, Pass*> > Data;
-  double TotalTime = 0;
-  for (std::map<Pass*, double>::iterator I = TimingData.begin(),
-         E = TimingData.end(); I != E; ++I)
-    // Throw out results for "grouping" pass managers...
-    if (!dynamic_cast<AnalysisResolver*>(I->first)) {
-      Data.push_back(std::make_pair(I->second, I->first));
-      TotalTime += I->second;
-    }
-  
-  // Sort the data by time as the primary key, in reverse order...
-  std::sort(Data.begin(), Data.end(), greater<pair<double, Pass*> >());
-
-  // Print out timing header...
-  cerr << std::string(79, '=') << "\n"
-       << "                      ... Pass execution timing report ...\n"
-       << std::string(79, '=') << "\n  Total Execution Time: " << TotalTime
-       << " seconds\n\n  % Time: Seconds:\tPass Name:\n";
-
-  // Loop through all of the timing data, printing it out...
-  for (unsigned i = 0, e = Data.size(); i != e; ++i) {
-    fprintf(stderr, "  %6.2f%% %fs\t%s\n", Data[i].first*100 / TotalTime,
-            Data[i].first, Data[i].second->getPassName());
-  }
-  cerr << "  100.00% " << TotalTime << "s\tTOTAL\n"
-       << std::string(79, '=') << "\n";
+  bool Changed = doInitialization(*F.getParent());
+  Changed |= runOnFunction(F);
+  return Changed | doFinalization(*F.getParent());
 }
 
-
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// Pass debugging information.  Often it is useful to find out what pass is
-// running when a crash occurs in a utility.  When this library is compiled with
-// debugging on, a command line option (--debug-pass) is enabled that causes the
-// pass name to be printed before it executes.
+// BasicBlockPass Implementation
 //
 
-// Different debug levels that can be enabled...
-enum PassDebugLevel {
-  None, PassStructure, PassExecutions, PassDetails
-};
-
-static cl::Enum<enum PassDebugLevel> PassDebugging("debug-pass", cl::Hidden,
-  "Print PassManager debugging information",
-  clEnumVal(None          , "disable debug output"),
-  clEnumVal(PassStructure , "print pass structure before run()"),
-  clEnumVal(PassExecutions, "print pass name before it is executed"),
-  clEnumVal(PassDetails   , "print pass details when it is executed"), 0); 
+// To run this pass on a function, we simply call runOnBasicBlock once for each
+// function.
+//
+bool BasicBlockPass::runOnFunction(Function &F) {
+  bool Changed = doInitialization(F);
+  for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I)
+    Changed |= runOnBasicBlock(*I);
+  return Changed | doFinalization(F);
+}
 
-void PMDebug::PrintPassStructure(Pass *P) {
-  if (PassDebugging >= PassStructure)
-    P->dumpPassStructure();
+// To run directly on the basic block, we initialize, runOnBasicBlock, then
+// finalize.
+//
+bool BasicBlockPass::runPass(BasicBlock &BB) {
+  Function &F = *BB.getParent();
+  Module &M = *F.getParent();
+  bool Changed = doInitialization(M);
+  Changed |= doInitialization(F);
+  Changed |= runOnBasicBlock(BB);
+  Changed |= doFinalization(F);
+  Changed |= doFinalization(M);
+  return Changed;
 }
 
-void PMDebug::PrintPassInformation(unsigned Depth, const char *Action,
-                                   Pass *P, Annotable *V) {
-  if (PassDebugging >= PassExecutions) {
-    std::cerr << (void*)P << std::string(Depth*2+1, ' ') << Action << " '" 
-              << P->getPassName();
-    if (V) {
-      std::cerr << "' on ";
-
-      if (dynamic_cast<Module*>(V)) {
-        std::cerr << "Module\n"; return;
-      } else if (Function *F = dynamic_cast<Function*>(V))
-        std::cerr << "Function '" << F->getName();
-      else if (BasicBlock *BB = dynamic_cast<BasicBlock*>(V))
-        std::cerr << "BasicBlock '" << BB->getName();
-      else if (Value *Val = dynamic_cast<Value*>(V))
-        std::cerr << typeid(*Val).name() << " '" << Val->getName();
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// Pass Registration mechanism
+//
+namespace {
+class PassRegistrar {
+  /// PassInfoMap - Keep track of the passinfo object for each registered llvm
+  /// pass.
+  std::map<intptr_t, PassInfo*> PassInfoMap;
+  
+  /// AnalysisGroupInfo - Keep track of information for each analysis group.
+  struct AnalysisGroupInfo {
+    const PassInfo *DefaultImpl;
+    std::set<const PassInfo *> Implementations;
+    AnalysisGroupInfo() : DefaultImpl(0) {}
+  };
+  
+  /// AnalysisGroupInfoMap - Information for each analysis group.
+  std::map<const PassInfo *, AnalysisGroupInfo> AnalysisGroupInfoMap;
+
+public:
+  
+  const PassInfo *GetPassInfo(intptr_t TI) const {
+    std::map<intptr_t, PassInfo*>::const_iterator I = PassInfoMap.find(TI);
+    return I != PassInfoMap.end() ? I->second : 0;
+  }
+  
+  void RegisterPass(PassInfo &PI) {
+    bool Inserted =
+      PassInfoMap.insert(std::make_pair(PI.getTypeInfo(),&PI)).second;
+    assert(Inserted && "Pass registered multiple times!");
+  }
+  
+  void UnregisterPass(PassInfo &PI) {
+    std::map<intptr_t, PassInfo*>::iterator I =
+      PassInfoMap.find(PI.getTypeInfo());
+    assert(I != PassInfoMap.end() && "Pass registered but not in map!");
+    
+    // Remove pass from the map.
+    PassInfoMap.erase(I);
+  }
+  
+  void EnumerateWith(PassRegistrationListener *L) {
+    for (std::map<intptr_t, PassInfo*>::const_iterator I = PassInfoMap.begin(),
+         E = PassInfoMap.end(); I != E; ++I)
+      L->passEnumerate(I->second);
+  }
+  
+  
+  /// Analysis Group Mechanisms.
+  void RegisterAnalysisGroup(PassInfo *InterfaceInfo,
+                             const PassInfo *ImplementationInfo,
+                             bool isDefault) {
+    AnalysisGroupInfo &AGI = AnalysisGroupInfoMap[InterfaceInfo];
+    assert(AGI.Implementations.count(ImplementationInfo) == 0 &&
+           "Cannot add a pass to the same analysis group more than once!");
+    AGI.Implementations.insert(ImplementationInfo);
+    if (isDefault) {
+      assert(AGI.DefaultImpl == 0 && InterfaceInfo->getNormalCtor() == 0 &&
+             "Default implementation for analysis group already specified!");
+      assert(ImplementationInfo->getNormalCtor() &&
+           "Cannot specify pass as default if it does not have a default ctor");
+      AGI.DefaultImpl = ImplementationInfo;
+      InterfaceInfo->setNormalCtor(ImplementationInfo->getNormalCtor());
     }
-    std::cerr << "'...\n";
   }
+};
 }
 
-void PMDebug::PrintAnalysisSetInfo(unsigned Depth, const char *Msg,
-                                   Pass *P, const std::vector<AnalysisID> &Set){
-  if (PassDebugging >= PassDetails && !Set.empty()) {
-    std::cerr << (void*)P << std::string(Depth*2+3, ' ') << Msg << " Analyses:";
-    for (unsigned i = 0; i != Set.size(); ++i) {
-      Pass *P = Set[i].createPass();   // Good thing this is just debug code...
-      std::cerr << "  " << P->getPassName();
-      delete P;
-    }
-    std::cerr << "\n";
-  }
+static std::vector<PassRegistrationListener*> *Listeners = 0;
+
+// FIXME: This should use ManagedStatic to manage the pass registrar.
+// Unfortunately, we can't do this, because passes are registered with static
+// ctors, and having llvm_shutdown clear this map prevents successful
+// ressurection after llvm_shutdown is run.
+static PassRegistrar *getPassRegistrar() {
+  static PassRegistrar *PassRegistrarObj = 0;
+  if (!PassRegistrarObj)
+    PassRegistrarObj = new PassRegistrar();
+  return PassRegistrarObj;
 }
 
-// dumpPassStructure - Implement the -debug-passes=PassStructure option
-void Pass::dumpPassStructure(unsigned Offset = 0) {
-  std::cerr << std::string(Offset*2, ' ') << getPassName() << "\n";
+// getPassInfo - Return the PassInfo data structure that corresponds to this
+// pass...
+const PassInfo *Pass::getPassInfo() const {
+  return lookupPassInfo(PassID);
 }
 
+const PassInfo *Pass::lookupPassInfo(intptr_t TI) {
+  return getPassRegistrar()->GetPassInfo(TI);
+}
 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-// Pass Implementation
-//
+void RegisterPassBase::registerPass() {
+  getPassRegistrar()->RegisterPass(PIObj);
 
-void Pass::addToPassManager(PassManagerT<Module> *PM, AnalysisUsage &AU) {
-  PM->addPass(this, AU);
+  // Notify any listeners.
+  if (Listeners)
+    for (std::vector<PassRegistrationListener*>::iterator
+           I = Listeners->begin(), E = Listeners->end(); I != E; ++I)
+      (*I)->passRegistered(&PIObj);
 }
 
-
-// getPassName - Use C++ RTTI to get a SOMEWHAT intelligable name for the pass.
-//
-const char *Pass::getPassName() const { return typeid(*this).name(); }
+void RegisterPassBase::unregisterPass() {
+  getPassRegistrar()->UnregisterPass(PIObj);
+}
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// FunctionPass Implementation
-//
+//                  Analysis Group Implementation Code
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 
-// run - On a module, we run this pass by initializing, runOnFunction'ing once
-// for every function in the module, then by finalizing.
+// RegisterAGBase implementation
 //
-bool FunctionPass::run(Module *M) {
-  bool Changed = doInitialization(M);
-  
-  for (Module::iterator I = M->begin(), E = M->end(); I != E; ++I)
-    if (!(*I)->isExternal())      // Passes are not run on external functions!
-    Changed |= runOnFunction(*I);
-  
-  return Changed | doFinalization(M);
+RegisterAGBase::RegisterAGBase(intptr_t InterfaceID,
+                               intptr_t PassID, bool isDefault)
+  : RegisterPassBase(InterfaceID),
+    ImplementationInfo(0), isDefaultImplementation(isDefault) {
+
+  InterfaceInfo = const_cast<PassInfo*>(Pass::lookupPassInfo(InterfaceID));
+  if (InterfaceInfo == 0) {
+    // First reference to Interface, register it now.
+    registerPass();
+    InterfaceInfo = &PIObj;
+  }
+  assert(PIObj.isAnalysisGroup() &&
+         "Trying to join an analysis group that is a normal pass!");
+
+  if (PassID) {
+    ImplementationInfo = Pass::lookupPassInfo(PassID);
+    assert(ImplementationInfo &&
+           "Must register pass before adding to AnalysisGroup!");
+
+    // Make sure we keep track of the fact that the implementation implements
+    // the interface.
+    PassInfo *IIPI = const_cast<PassInfo*>(ImplementationInfo);
+    IIPI->addInterfaceImplemented(InterfaceInfo);
+    
+    getPassRegistrar()->RegisterAnalysisGroup(InterfaceInfo, IIPI, isDefault);
+  }
 }
 
-// run - On a function, we simply initialize, run the function, then finalize.
+void RegisterAGBase::setGroupName(const char *Name) {
+  assert(InterfaceInfo->getPassName()[0] == 0 && "Interface Name already set!");
+  InterfaceInfo->setPassName(Name);
+}
+
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// PassRegistrationListener implementation
 //
-bool FunctionPass::run(Function *F) {
-  if (F->isExternal()) return false;// Passes are not run on external functions!
 
-  return doInitialization(F->getParent()) | runOnFunction(F)
-       | doFinalization(F->getParent());
+// PassRegistrationListener ctor - Add the current object to the list of
+// PassRegistrationListeners...
+PassRegistrationListener::PassRegistrationListener() {
+  if (!Listeners) Listeners = new std::vector<PassRegistrationListener*>();
+  Listeners->push_back(this);
 }
 
-void FunctionPass::addToPassManager(PassManagerT<Module> *PM,
-                                    AnalysisUsage &AU) {
-  PM->addPass(this, AU);
+// dtor - Remove object from list of listeners...
+PassRegistrationListener::~PassRegistrationListener() {
+  std::vector<PassRegistrationListener*>::iterator I =
+    std::find(Listeners->begin(), Listeners->end(), this);
+  assert(Listeners && I != Listeners->end() &&
+         "PassRegistrationListener not registered!");
+  Listeners->erase(I);
+
+  if (Listeners->empty()) {
+    delete Listeners;
+    Listeners = 0;
+  }
 }
 
-void FunctionPass::addToPassManager(PassManagerT<Function> *PM,
-                                    AnalysisUsage &AU) {
-  PM->addPass(this, AU);
+// enumeratePasses - Iterate over the registered passes, calling the
+// passEnumerate callback on each PassInfo object.
+//
+void PassRegistrationListener::enumeratePasses() {
+  getPassRegistrar()->EnumerateWith(this);
 }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// BasicBlockPass Implementation
+//   AnalysisUsage Class Implementation
 //
 
-// To run this pass on a function, we simply call runOnBasicBlock once for each
-// function.
-//
-bool BasicBlockPass::runOnFunction(Function *F) {
-  bool Changed = false;
-  for (Function::iterator I = F->begin(), E = F->end(); I != E; ++I)
-    Changed |= runOnBasicBlock(*I);
-  return Changed;
+namespace {
+  struct GetCFGOnlyPasses : public PassRegistrationListener {
+    std::vector<AnalysisID> &CFGOnlyList;
+    GetCFGOnlyPasses(std::vector<AnalysisID> &L) : CFGOnlyList(L) {}
+    
+    void passEnumerate(const PassInfo *P) {
+      if (P->isCFGOnlyPass())
+        CFGOnlyList.push_back(P);
+    }
+  };
 }
 
-// To run directly on the basic block, we initialize, runOnBasicBlock, then
-// finalize.
+// setPreservesCFG - This function should be called to by the pass, iff they do
+// not:
 //
-bool BasicBlockPass::run(BasicBlock *BB) {
-  Module *M = BB->getParent()->getParent();
-  return doInitialization(M) | runOnBasicBlock(BB) | doFinalization(M);
-}
-
-void BasicBlockPass::addToPassManager(PassManagerT<Function> *PM,
-                                      AnalysisUsage &AU) {
-  PM->addPass(this, AU);
+//  1. Add or remove basic blocks from the function
+//  2. Modify terminator instructions in any way.
+//
+// This function annotates the AnalysisUsage info object to say that analyses
+// that only depend on the CFG are preserved by this pass.
+//
+void AnalysisUsage::setPreservesCFG() {
+  // Since this transformation doesn't modify the CFG, it preserves all analyses
+  // that only depend on the CFG (like dominators, loop info, etc...)
+  GetCFGOnlyPasses(Preserved).enumeratePasses();
 }
 
-void BasicBlockPass::addToPassManager(PassManagerT<BasicBlock> *PM,
-                                      AnalysisUsage &AU) {
-  PM->addPass(this, AU);
-}