include/llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h

   1 //===-- llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h ------------------------*- 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 // Collect the sequence of machine instructions for a basic block.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINEBASICBLOCK_H
  15 #define LLVM_CODEGEN_MACHINEBASICBLOCK_H
  16
  17 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  18 #include "llvm/ADT/GraphTraits.h"
  19
  20 namespace llvm {
  21
  22 class BasicBlock;
  23 class MachineFunction;
  24 class raw_ostream;
  25
  26 template <>
  27 struct ilist_traits<MachineInstr> : public ilist_default_traits<MachineInstr> {
  28 private:
  29   mutable ilist_half_node<MachineInstr> Sentinel;
  30
  31   // this is only set by the MachineBasicBlock owning the LiveList
  32   friend class MachineBasicBlock;
  33   MachineBasicBlock* Parent;
  34
  35 public:
  36   MachineInstr *createSentinel() const {
  37     return static_cast<MachineInstr*>(&Sentinel);
  38   }
  39   void destroySentinel(MachineInstr *) const {}
  40
  41   MachineInstr *provideInitialHead() const { return createSentinel(); }
  42   MachineInstr *ensureHead(MachineInstr*) const { return createSentinel(); }
  43   static void noteHead(MachineInstr*, MachineInstr*) {}
  44
  45   void addNodeToList(MachineInstr* N);
  46   void removeNodeFromList(MachineInstr* N);
  47   void transferNodesFromList(ilist_traits &SrcTraits,
  48                              ilist_iterator<MachineInstr> first,
  49                              ilist_iterator<MachineInstr> last);
  50   void deleteNode(MachineInstr *N);
  51 private:
  52   void createNode(const MachineInstr &);
  53 };
  54
  55 class MachineBasicBlock : public ilist_node<MachineBasicBlock> {
  56   typedef ilist<MachineInstr> Instructions;
  57   Instructions Insts;
  58   const BasicBlock *BB;
  59   int Number;
  60   MachineFunction *xParent;
  61
  62   /// Predecessors/Successors - Keep track of the predecessor / successor
  63   /// basicblocks.
  64   std::vector<MachineBasicBlock *> Predecessors;
  65   std::vector<MachineBasicBlock *> Successors;
  66
  67   /// LiveIns - Keep track of the physical registers that are livein of
  68   /// the basicblock.
  69   std::vector<unsigned> LiveIns;
  70
  71   /// Alignment - Alignment of the basic block. Zero if the basic block does
  72   /// not need to be aligned.
  73   unsigned Alignment;
  74
  75   /// IsLandingPad - Indicate that this basic block is entered via an
  76   /// exception handler.
  77   bool IsLandingPad;
  78
  79   // Intrusive list support
  80   MachineBasicBlock() {}
  81
  82   explicit MachineBasicBlock(MachineFunction &mf, const BasicBlock *bb);
  83
  84   ~MachineBasicBlock();
  85
  86   // MachineBasicBlocks are allocated and owned by MachineFunction.
  87   friend class MachineFunction;
  88
  89 public:
  90   /// getBasicBlock - Return the LLVM basic block that this instance
  91   /// corresponded to originally.
  92   ///
  93   const BasicBlock *getBasicBlock() const { return BB; }
  94
  95   /// getParent - Return the MachineFunction containing this basic block.
  96   ///
  97   const MachineFunction *getParent() const { return xParent; }
  98   MachineFunction *getParent() { return xParent; }
  99
 100   typedef Instructions::iterator                              iterator;
 101   typedef Instructions::const_iterator                  const_iterator;
 102   typedef std::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;
 103   typedef std::reverse_iterator<iterator>             reverse_iterator;
 104
 105   unsigned size() const { return (unsigned)Insts.size(); }
 106   bool empty() const { return Insts.empty(); }
 107
 108   MachineInstr& front() { return Insts.front(); }
 109   MachineInstr& back()  { return Insts.back(); }
 110   const MachineInstr& front() const { return Insts.front(); }
 111   const MachineInstr& back()  const { return Insts.back(); }
 112
 113   iterator                begin()       { return Insts.begin();  }
 114   const_iterator          begin() const { return Insts.begin();  }
 115   iterator                  end()       { return Insts.end();    }
 116   const_iterator            end() const { return Insts.end();    }
 117   reverse_iterator       rbegin()       { return Insts.rbegin(); }
 118   const_reverse_iterator rbegin() const { return Insts.rbegin(); }
 119   reverse_iterator       rend  ()       { return Insts.rend();   }
 120   const_reverse_iterator rend  () const { return Insts.rend();   }
 121
 122   // Machine-CFG iterators
 123   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::iterator       pred_iterator;
 124   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::const_iterator const_pred_iterator;
 125   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::iterator       succ_iterator;
 126   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::const_iterator const_succ_iterator;
 127   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::reverse_iterator
 128                                                          pred_reverse_iterator;
 129   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::const_reverse_iterator
 130                                                    const_pred_reverse_iterator;
 131   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::reverse_iterator
 132                                                          succ_reverse_iterator;
 133   typedef std::vector<MachineBasicBlock *>::const_reverse_iterator
 134                                                    const_succ_reverse_iterator;
 135
 136   pred_iterator        pred_begin()       { return Predecessors.begin(); }
 137   const_pred_iterator  pred_begin() const { return Predecessors.begin(); }
 138   pred_iterator        pred_end()         { return Predecessors.end();   }
 139   const_pred_iterator  pred_end()   const { return Predecessors.end();   }
 140   pred_reverse_iterator        pred_rbegin()
 141                                           { return Predecessors.rbegin();}
 142   const_pred_reverse_iterator  pred_rbegin() const
 143                                           { return Predecessors.rbegin();}
 144   pred_reverse_iterator        pred_rend()
 145                                           { return Predecessors.rend();  }
 146   const_pred_reverse_iterator  pred_rend()   const
 147                                           { return Predecessors.rend();  }
 148   unsigned             pred_size()  const {
 149     return (unsigned)Predecessors.size();
 150   }
 151   bool                 pred_empty() const { return Predecessors.empty(); }
 152   succ_iterator        succ_begin()       { return Successors.begin();   }
 153   const_succ_iterator  succ_begin() const { return Successors.begin();   }
 154   succ_iterator        succ_end()         { return Successors.end();     }
 155   const_succ_iterator  succ_end()   const { return Successors.end();     }
 156   succ_reverse_iterator        succ_rbegin()
 157                                           { return Successors.rbegin();  }
 158   const_succ_reverse_iterator  succ_rbegin() const
 159                                           { return Successors.rbegin();  }
 160   succ_reverse_iterator        succ_rend()
 161                                           { return Successors.rend();    }
 162   const_succ_reverse_iterator  succ_rend()   const
 163                                           { return Successors.rend();    }
 164   unsigned             succ_size()  const {
 165     return (unsigned)Successors.size();
 166   }
 167   bool                 succ_empty() const { return Successors.empty();   }
 168
 169   // LiveIn management methods.
 170
 171   /// addLiveIn - Add the specified register as a live in.  Note that it
 172   /// is an error to add the same register to the same set more than once.
 173   void addLiveIn(unsigned Reg)  { LiveIns.push_back(Reg); }
 174
 175   /// removeLiveIn - Remove the specified register from the live in set.
 176   ///
 177   void removeLiveIn(unsigned Reg);
 178
 179   /// isLiveIn - Return true if the specified register is in the live in set.
 180   ///
 181   bool isLiveIn(unsigned Reg) const;
 182
 183   // Iteration support for live in sets.  These sets are kept in sorted
 184   // order by their register number.
 185   typedef std::vector<unsigned>::iterator       livein_iterator;
 186   typedef std::vector<unsigned>::const_iterator const_livein_iterator;
 187   livein_iterator       livein_begin()       { return LiveIns.begin(); }
 188   const_livein_iterator livein_begin() const { return LiveIns.begin(); }
 189   livein_iterator       livein_end()         { return LiveIns.end(); }
 190   const_livein_iterator livein_end()   const { return LiveIns.end(); }
 191   bool            livein_empty() const { return LiveIns.empty(); }
 192
 193   /// getAlignment - Return alignment of the basic block.
 194   ///
 195   unsigned getAlignment() const { return Alignment; }
 196
 197   /// setAlignment - Set alignment of the basic block.
 198   ///
 199   void setAlignment(unsigned Align) { Alignment = Align; }
 200
 201   /// isLandingPad - Returns true if the block is a landing pad. That is
 202   /// this basic block is entered via an exception handler.
 203   bool isLandingPad() const { return IsLandingPad; }
 204
 205   /// setIsLandingPad - Indicates the block is a landing pad.  That is
 206   /// this basic block is entered via an exception handler.
 207   void setIsLandingPad() { IsLandingPad = true; }
 208
 209   // Code Layout methods.
 210
 211   /// moveBefore/moveAfter - move 'this' block before or after the specified
 212   /// block.  This only moves the block, it does not modify the CFG or adjust
 213   /// potential fall-throughs at the end of the block.
 214   void moveBefore(MachineBasicBlock *NewAfter);
 215   void moveAfter(MachineBasicBlock *NewBefore);
 216
 217   // Machine-CFG mutators
 218
 219   /// addSuccessor - Add succ as a successor of this MachineBasicBlock.
 220   /// The Predecessors list of succ is automatically updated.
 221   ///
 222   void addSuccessor(MachineBasicBlock *succ);
 223
 224   /// removeSuccessor - Remove successor from the successors list of this
 225   /// MachineBasicBlock. The Predecessors list of succ is automatically updated.
 226   ///
 227   void removeSuccessor(MachineBasicBlock *succ);
 228
 229   /// removeSuccessor - Remove specified successor from the successors list of
 230   /// this MachineBasicBlock. The Predecessors list of succ is automatically
 231   /// updated.  Return the iterator to the element after the one removed.
 232   ///
 233   succ_iterator removeSuccessor(succ_iterator I);
 234
 235   /// transferSuccessors - Transfers all the successors from MBB to this
 236   /// machine basic block (i.e., copies all the successors fromMBB and
 237   /// remove all the successors fromBB).
 238   void transferSuccessors(MachineBasicBlock *fromMBB);
 239
 240   /// isSuccessor - Return true if the specified MBB is a successor of this
 241   /// block.
 242   bool isSuccessor(const MachineBasicBlock *MBB) const;
 243
 244   /// isLayoutSuccessor - Return true if the specified MBB will be emitted
 245   /// immediately after this block, such that if this block exits by
 246   /// falling through, control will transfer to the specified MBB. Note
 247   /// that MBB need not be a successor at all, for example if this block
 248   /// ends with an unconditional branch to some other block.
 249   bool isLayoutSuccessor(const MachineBasicBlock *MBB) const;
 250
 251   /// getFirstTerminator - returns an iterator to the first terminator
 252   /// instruction of this basic block. If a terminator does not exist,
 253   /// it returns end()
 254   iterator getFirstTerminator();
 255
 256   /// isOnlyReachableViaFallthough - Return true if this basic block has
 257   /// exactly one predecessor and the control transfer mechanism between
 258   /// the predecessor and this block is a fall-through.
 259   bool isOnlyReachableByFallthrough() const;
 260
 261   void pop_front() { Insts.pop_front(); }
 262   void pop_back() { Insts.pop_back(); }
 263   void push_back(MachineInstr *MI) { Insts.push_back(MI); }
 264   template<typename IT>
 265   void insert(iterator I, IT S, IT E) { Insts.insert(I, S, E); }
 266   iterator insert(iterator I, MachineInstr *M) { return Insts.insert(I, M); }
 267
 268   // erase - Remove the specified element or range from the instruction list.
 269   // These functions delete any instructions removed.
 270   //
 271   iterator erase(iterator I)             { return Insts.erase(I); }
 272   iterator erase(iterator I, iterator E) { return Insts.erase(I, E); }
 273   MachineInstr *remove(MachineInstr *I)  { return Insts.remove(I); }
 274   void clear()                           { Insts.clear(); }
 275
 276   /// splice - Take an instruction from MBB 'Other' at the position From,
 277   /// and insert it into this MBB right before 'where'.
 278   void splice(iterator where, MachineBasicBlock *Other, iterator From) {
 279     Insts.splice(where, Other->Insts, From);
 280   }
 281
 282   /// splice - Take a block of instructions from MBB 'Other' in the range [From,
 283   /// To), and insert them into this MBB right before 'where'.
 284   void splice(iterator where, MachineBasicBlock *Other, iterator From,
 285               iterator To) {
 286     Insts.splice(where, Other->Insts, From, To);
 287   }
 288
 289   /// removeFromParent - This method unlinks 'this' from the containing
 290   /// function, and returns it, but does not delete it.
 291   MachineBasicBlock *removeFromParent();
 292
 293   /// eraseFromParent - This method unlinks 'this' from the containing
 294   /// function and deletes it.
 295   void eraseFromParent();
 296
 297   /// ReplaceUsesOfBlockWith - Given a machine basic block that branched to
 298   /// 'Old', change the code and CFG so that it branches to 'New' instead.
 299   void ReplaceUsesOfBlockWith(MachineBasicBlock *Old, MachineBasicBlock *New);
 300
 301   /// CorrectExtraCFGEdges - Various pieces of code can cause excess edges in
 302   /// the CFG to be inserted.  If we have proven that MBB can only branch to
 303   /// DestA and DestB, remove any other MBB successors from the CFG. DestA and
 304   /// DestB can be null. Besides DestA and DestB, retain other edges leading
 305   /// to LandingPads (currently there can be only one; we don't check or require
 306   /// that here). Note it is possible that DestA and/or DestB are LandingPads.
 307   bool CorrectExtraCFGEdges(MachineBasicBlock *DestA,
 308                             MachineBasicBlock *DestB,
 309                             bool isCond);
 310
 311   // Debugging methods.
 312   void dump() const;
 313   void print(raw_ostream &OS) const;
 314
 315   /// getNumber - MachineBasicBlocks are uniquely numbered at the function
 316   /// level, unless they're not in a MachineFunction yet, in which case this
 317   /// will return -1.
 318   ///
 319   int getNumber() const { return Number; }
 320   void setNumber(int N) { Number = N; }
 321
 322 private:   // Methods used to maintain doubly linked list of blocks...
 323   friend struct ilist_traits<MachineBasicBlock>;
 324
 325   // Machine-CFG mutators
 326
 327   /// addPredecessor - Remove pred as a predecessor of this MachineBasicBlock.
 328   /// Don't do this unless you know what you're doing, because it doesn't
 329   /// update pred's successors list. Use pred->addSuccessor instead.
 330   ///
 331   void addPredecessor(MachineBasicBlock *pred);
 332
 333   /// removePredecessor - Remove pred as a predecessor of this
 334   /// MachineBasicBlock. Don't do this unless you know what you're
 335   /// doing, because it doesn't update pred's successors list. Use
 336   /// pred->removeSuccessor instead.
 337   ///
 338   void removePredecessor(MachineBasicBlock *pred);
 339 };
 340
 341 raw_ostream& operator<<(raw_ostream &OS, const MachineBasicBlock &MBB);
 342
 343 //===--------------------------------------------------------------------===//
 344 // GraphTraits specializations for machine basic block graphs (machine-CFGs)
 345 //===--------------------------------------------------------------------===//
 346
 347 // Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a
 348 // MachineFunction as a graph of MachineBasicBlocks...
 349 //
 350
 351 template <> struct GraphTraits<MachineBasicBlock *> {
 352   typedef MachineBasicBlock NodeType;
 353   typedef MachineBasicBlock::succ_iterator ChildIteratorType;
 354
 355   static NodeType *getEntryNode(MachineBasicBlock *BB) { return BB; }
 356   static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) {
 357     return N->succ_begin();
 358   }
 359   static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) {
 360     return N->succ_end();
 361   }
 362 };
 363
 364 template <> struct GraphTraits<const MachineBasicBlock *> {
 365   typedef const MachineBasicBlock NodeType;
 366   typedef MachineBasicBlock::const_succ_iterator ChildIteratorType;
 367
 368   static NodeType *getEntryNode(const MachineBasicBlock *BB) { return BB; }
 369   static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) {
 370     return N->succ_begin();
 371   }
 372   static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) {
 373     return N->succ_end();
 374   }
 375 };
 376
 377 // Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a
 378 // MachineFunction as a graph of MachineBasicBlocks... and to walk it
 379 // in inverse order.  Inverse order for a function is considered
 380 // to be when traversing the predecessor edges of a MBB
 381 // instead of the successor edges.
 382 //
 383 template <> struct GraphTraits<Inverse<MachineBasicBlock*> > {
 384   typedef MachineBasicBlock NodeType;
 385   typedef MachineBasicBlock::pred_iterator ChildIteratorType;
 386   static NodeType *getEntryNode(Inverse<MachineBasicBlock *> G) {
 387     return G.Graph;
 388   }
 389   static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) {
 390     return N->pred_begin();
 391   }
 392   static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) {
 393     return N->pred_end();
 394   }
 395 };
 396
 397 template <> struct GraphTraits<Inverse<const MachineBasicBlock*> > {
 398   typedef const MachineBasicBlock NodeType;
 399   typedef MachineBasicBlock::const_pred_iterator ChildIteratorType;
 400   static NodeType *getEntryNode(Inverse<const MachineBasicBlock*> G) {
 401     return G.Graph;
 402   }
 403   static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) {
 404     return N->pred_begin();
 405   }
 406   static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) {
 407     return N->pred_end();
 408   }
 409 };
 410
 411 } // End llvm namespace
 412
 413 #endif