include/llvm/CodeGen/MachineFunction.h

   1 //===-- llvm/CodeGen/MachineFunction.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 native machine code for a function.  This class contains a list of
  11 // MachineBasicBlock instances that make up the current compiled function.
  12 //
  13 // This class also contains pointers to various classes which hold
  14 // target-specific information about the generated code.
  15 //
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 #ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINEFUNCTION_H
  19 #define LLVM_CODEGEN_MACHINEFUNCTION_H
  20
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
  22 #include "llvm/ADT/ilist.h"
  23 #include "llvm/Support/DebugLoc.h"
  24 #include "llvm/Support/Allocator.h"
  25 #include "llvm/Support/Recycler.h"
  26
  27 namespace llvm {
  28
  29 class Value;
  30 class Function;
  31 class MachineRegisterInfo;
  32 class MachineFrameInfo;
  33 class MachineConstantPool;
  34 class MachineJumpTableInfo;
  35 class MachineModuleInfo;
  36 class MCContext;
  37 class Pass;
  38 class TargetMachine;
  39 class TargetRegisterClass;
  40
  41 template <>
  42 struct ilist_traits<MachineBasicBlock>
  43     : public ilist_default_traits<MachineBasicBlock> {
  44   mutable ilist_half_node<MachineBasicBlock> Sentinel;
  45 public:
  46   MachineBasicBlock *createSentinel() const {
  47     return static_cast<MachineBasicBlock*>(&Sentinel);
  48   }
  49   void destroySentinel(MachineBasicBlock *) const {}
  50
  51   MachineBasicBlock *provideInitialHead() const { return createSentinel(); }
  52   MachineBasicBlock *ensureHead(MachineBasicBlock*) const {
  53     return createSentinel();
  54   }
  55   static void noteHead(MachineBasicBlock*, MachineBasicBlock*) {}
  56
  57   void addNodeToList(MachineBasicBlock* MBB);
  58   void removeNodeFromList(MachineBasicBlock* MBB);
  59   void deleteNode(MachineBasicBlock *MBB);
  60 private:
  61   void createNode(const MachineBasicBlock &);
  62 };
  63
  64 /// MachineFunctionInfo - This class can be derived from and used by targets to
  65 /// hold private target-specific information for each MachineFunction.  Objects
  66 /// of type are accessed/created with MF::getInfo and destroyed when the
  67 /// MachineFunction is destroyed.
  68 struct MachineFunctionInfo {
  69   virtual ~MachineFunctionInfo();
  70 };
  71
  72 class MachineFunction {
  73   const Function *Fn;
  74   const TargetMachine &Target;
  75   MCContext &Ctx;
  76   MachineModuleInfo &MMI;
  77
  78   // RegInfo - Information about each register in use in the function.
  79   MachineRegisterInfo *RegInfo;
  80
  81   // Used to keep track of target-specific per-machine function information for
  82   // the target implementation.
  83   MachineFunctionInfo *MFInfo;
  84
  85   // Keep track of objects allocated on the stack.
  86   MachineFrameInfo *FrameInfo;
  87
  88   // Keep track of constants which are spilled to memory
  89   MachineConstantPool *ConstantPool;
  90
  91   // Keep track of jump tables for switch instructions
  92   MachineJumpTableInfo *JumpTableInfo;
  93
  94   // Function-level unique numbering for MachineBasicBlocks.  When a
  95   // MachineBasicBlock is inserted into a MachineFunction is it automatically
  96   // numbered and this vector keeps track of the mapping from ID's to MBB's.
  97   std::vector<MachineBasicBlock*> MBBNumbering;
  98
  99   // Pool-allocate MachineFunction-lifetime and IR objects.
 100   BumpPtrAllocator Allocator;
 101
 102   // Allocation management for instructions in function.
 103   Recycler<MachineInstr> InstructionRecycler;
 104
 105   // Allocation management for basic blocks in function.
 106   Recycler<MachineBasicBlock> BasicBlockRecycler;
 107
 108   // List of machine basic blocks in function
 109   typedef ilist<MachineBasicBlock> BasicBlockListType;
 110   BasicBlockListType BasicBlocks;
 111
 112   /// FunctionNumber - This provides a unique ID for each function emitted in
 113   /// this translation unit.
 114   ///
 115   unsigned FunctionNumber;
 116
 117   /// The alignment of the function.
 118   unsigned Alignment;
 119
 120   MachineFunction(const MachineFunction &); // DO NOT IMPLEMENT
 121   void operator=(const MachineFunction&);   // DO NOT IMPLEMENT
 122 public:
 123   MachineFunction(const Function *Fn, const TargetMachine &TM,
 124                   unsigned FunctionNum, MachineModuleInfo &MMI);
 125   ~MachineFunction();
 126
 127   MachineModuleInfo &getMMI() const { return MMI; }
 128   MCContext &getContext() const { return Ctx; }
 129
 130   /// getFunction - Return the LLVM function that this machine code represents
 131   ///
 132   const Function *getFunction() const { return Fn; }
 133
 134   /// getFunctionNumber - Return a unique ID for the current function.
 135   ///
 136   unsigned getFunctionNumber() const { return FunctionNumber; }
 137
 138   /// getTarget - Return the target machine this machine code is compiled with
 139   ///
 140   const TargetMachine &getTarget() const { return Target; }
 141
 142   /// getRegInfo - Return information about the registers currently in use.
 143   ///
 144   MachineRegisterInfo &getRegInfo() { return *RegInfo; }
 145   const MachineRegisterInfo &getRegInfo() const { return *RegInfo; }
 146
 147   /// getFrameInfo - Return the frame info object for the current function.
 148   /// This object contains information about objects allocated on the stack
 149   /// frame of the current function in an abstract way.
 150   ///
 151   MachineFrameInfo *getFrameInfo() { return FrameInfo; }
 152   const MachineFrameInfo *getFrameInfo() const { return FrameInfo; }
 153
 154   /// getJumpTableInfo - Return the jump table info object for the current
 155   /// function.  This object contains information about jump tables in the
 156   /// current function.  If the current function has no jump tables, this will
 157   /// return null.
 158   const MachineJumpTableInfo *getJumpTableInfo() const { return JumpTableInfo; }
 159   MachineJumpTableInfo *getJumpTableInfo() { return JumpTableInfo; }
 160
 161   /// getOrCreateJumpTableInfo - Get the JumpTableInfo for this function, if it
 162   /// does already exist, allocate one.
 163   MachineJumpTableInfo *getOrCreateJumpTableInfo(unsigned JTEntryKind);
 164
 165
 166   /// getConstantPool - Return the constant pool object for the current
 167   /// function.
 168   ///
 169   MachineConstantPool *getConstantPool() { return ConstantPool; }
 170   const MachineConstantPool *getConstantPool() const { return ConstantPool; }
 171
 172   /// getAlignment - Return the alignment (log2, not bytes) of the function.
 173   ///
 174   unsigned getAlignment() const { return Alignment; }
 175
 176   /// setAlignment - Set the alignment (log2, not bytes) of the function.
 177   ///
 178   void setAlignment(unsigned A) { Alignment = A; }
 179
 180   /// EnsureAlignment - Make sure the function is at least 'A' bits aligned.
 181   void EnsureAlignment(unsigned A) {
 182     if (Alignment < A) Alignment = A;
 183   }
 184
 185   /// getInfo - Keep track of various per-function pieces of information for
 186   /// backends that would like to do so.
 187   ///
 188   template<typename Ty>
 189   Ty *getInfo() {
 190     if (!MFInfo) {
 191         // This should be just `new (Allocator.Allocate<Ty>()) Ty(*this)', but
 192         // that apparently breaks GCC 3.3.
 193         Ty *Loc = static_cast<Ty*>(Allocator.Allocate(sizeof(Ty),
 194                                                       AlignOf<Ty>::Alignment));
 195         MFInfo = new (Loc) Ty(*this);
 196     }
 197     return static_cast<Ty*>(MFInfo);
 198   }
 199
 200   template<typename Ty>
 201   const Ty *getInfo() const {
 202      return const_cast<MachineFunction*>(this)->getInfo<Ty>();
 203   }
 204
 205   /// getBlockNumbered - MachineBasicBlocks are automatically numbered when they
 206   /// are inserted into the machine function.  The block number for a machine
 207   /// basic block can be found by using the MBB::getBlockNumber method, this
 208   /// method provides the inverse mapping.
 209   ///
 210   MachineBasicBlock *getBlockNumbered(unsigned N) const {
 211     assert(N < MBBNumbering.size() && "Illegal block number");
 212     assert(MBBNumbering[N] && "Block was removed from the machine function!");
 213     return MBBNumbering[N];
 214   }
 215
 216   /// getNumBlockIDs - Return the number of MBB ID's allocated.
 217   ///
 218   unsigned getNumBlockIDs() const { return (unsigned)MBBNumbering.size(); }
 219
 220   /// RenumberBlocks - This discards all of the MachineBasicBlock numbers and
 221   /// recomputes them.  This guarantees that the MBB numbers are sequential,
 222   /// dense, and match the ordering of the blocks within the function.  If a
 223   /// specific MachineBasicBlock is specified, only that block and those after
 224   /// it are renumbered.
 225   void RenumberBlocks(MachineBasicBlock *MBBFrom = 0);
 226
 227   /// print - Print out the MachineFunction in a format suitable for debugging
 228   /// to the specified stream.
 229   ///
 230   void print(raw_ostream &OS) const;
 231
 232   /// viewCFG - This function is meant for use from the debugger.  You can just
 233   /// say 'call F->viewCFG()' and a ghostview window should pop up from the
 234   /// program, displaying the CFG of the current function with the code for each
 235   /// basic block inside.  This depends on there being a 'dot' and 'gv' program
 236   /// in your path.
 237   ///
 238   void viewCFG() const;
 239
 240   /// viewCFGOnly - This function is meant for use from the debugger.  It works
 241   /// just like viewCFG, but it does not include the contents of basic blocks
 242   /// into the nodes, just the label.  If you are only interested in the CFG
 243   /// this can make the graph smaller.
 244   ///
 245   void viewCFGOnly() const;
 246
 247   /// dump - Print the current MachineFunction to cerr, useful for debugger use.
 248   ///
 249   void dump() const;
 250
 251   /// verify - Run the current MachineFunction through the machine code
 252   /// verifier, useful for debugger use.
 253   void verify(Pass *p=NULL, bool allowDoubleDefs=false) const;
 254
 255   // Provide accessors for the MachineBasicBlock list...
 256   typedef BasicBlockListType::iterator iterator;
 257   typedef BasicBlockListType::const_iterator const_iterator;
 258   typedef std::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;
 259   typedef std::reverse_iterator<iterator>             reverse_iterator;
 260
 261   /// addLiveIn - Add the specified physical register as a live-in value and
 262   /// create a corresponding virtual register for it.
 263   unsigned addLiveIn(unsigned PReg, const TargetRegisterClass *RC);
 264
 265   //===--------------------------------------------------------------------===//
 266   // BasicBlock accessor functions.
 267   //
 268   iterator                 begin()       { return BasicBlocks.begin(); }
 269   const_iterator           begin() const { return BasicBlocks.begin(); }
 270   iterator                 end  ()       { return BasicBlocks.end();   }
 271   const_iterator           end  () const { return BasicBlocks.end();   }
 272
 273   reverse_iterator        rbegin()       { return BasicBlocks.rbegin(); }
 274   const_reverse_iterator  rbegin() const { return BasicBlocks.rbegin(); }
 275   reverse_iterator        rend  ()       { return BasicBlocks.rend();   }
 276   const_reverse_iterator  rend  () const { return BasicBlocks.rend();   }
 277
 278   unsigned                  size() const { return (unsigned)BasicBlocks.size();}
 279   bool                     empty() const { return BasicBlocks.empty(); }
 280   const MachineBasicBlock &front() const { return BasicBlocks.front(); }
 281         MachineBasicBlock &front()       { return BasicBlocks.front(); }
 282   const MachineBasicBlock & back() const { return BasicBlocks.back(); }
 283         MachineBasicBlock & back()       { return BasicBlocks.back(); }
 284
 285   void push_back (MachineBasicBlock *MBB) { BasicBlocks.push_back (MBB); }
 286   void push_front(MachineBasicBlock *MBB) { BasicBlocks.push_front(MBB); }
 287   void insert(iterator MBBI, MachineBasicBlock *MBB) {
 288     BasicBlocks.insert(MBBI, MBB);
 289   }
 290   void splice(iterator InsertPt, iterator MBBI) {
 291     BasicBlocks.splice(InsertPt, BasicBlocks, MBBI);
 292   }
 293   void splice(iterator InsertPt, iterator MBBI, iterator MBBE) {
 294     BasicBlocks.splice(InsertPt, BasicBlocks, MBBI, MBBE);
 295   }
 296
 297   void remove(iterator MBBI) {
 298     BasicBlocks.remove(MBBI);
 299   }
 300   void erase(iterator MBBI) {
 301     BasicBlocks.erase(MBBI);
 302   }
 303
 304   //===--------------------------------------------------------------------===//
 305   // Internal functions used to automatically number MachineBasicBlocks
 306   //
 307
 308   /// getNextMBBNumber - Returns the next unique number to be assigned
 309   /// to a MachineBasicBlock in this MachineFunction.
 310   ///
 311   unsigned addToMBBNumbering(MachineBasicBlock *MBB) {
 312     MBBNumbering.push_back(MBB);
 313     return (unsigned)MBBNumbering.size()-1;
 314   }
 315
 316   /// removeFromMBBNumbering - Remove the specific machine basic block from our
 317   /// tracker, this is only really to be used by the MachineBasicBlock
 318   /// implementation.
 319   void removeFromMBBNumbering(unsigned N) {
 320     assert(N < MBBNumbering.size() && "Illegal basic block #");
 321     MBBNumbering[N] = 0;
 322   }
 323
 324   /// CreateMachineInstr - Allocate a new MachineInstr. Use this instead
 325   /// of `new MachineInstr'.
 326   ///
 327   MachineInstr *CreateMachineInstr(const TargetInstrDesc &TID,
 328                                    DebugLoc DL,
 329                                    bool NoImp = false);
 330
 331   /// CloneMachineInstr - Create a new MachineInstr which is a copy of the
 332   /// 'Orig' instruction, identical in all ways except the instruction
 333   /// has no parent, prev, or next.
 334   ///
 335   /// See also TargetInstrInfo::duplicate() for target-specific fixes to cloned
 336   /// instructions.
 337   MachineInstr *CloneMachineInstr(const MachineInstr *Orig);
 338
 339   /// DeleteMachineInstr - Delete the given MachineInstr.
 340   ///
 341   void DeleteMachineInstr(MachineInstr *MI);
 342
 343   /// CreateMachineBasicBlock - Allocate a new MachineBasicBlock. Use this
 344   /// instead of `new MachineBasicBlock'.
 345   ///
 346   MachineBasicBlock *CreateMachineBasicBlock(const BasicBlock *bb = 0);
 347
 348   /// DeleteMachineBasicBlock - Delete the given MachineBasicBlock.
 349   ///
 350   void DeleteMachineBasicBlock(MachineBasicBlock *MBB);
 351
 352   /// getMachineMemOperand - Allocate a new MachineMemOperand.
 353   /// MachineMemOperands are owned by the MachineFunction and need not be
 354   /// explicitly deallocated.
 355   MachineMemOperand *getMachineMemOperand(const Value *v, unsigned f,
 356                                           int64_t o, uint64_t s,
 357                                           unsigned base_alignment);
 358
 359   /// getMachineMemOperand - Allocate a new MachineMemOperand by copying
 360   /// an existing one, adjusting by an offset and using the given size.
 361   /// MachineMemOperands are owned by the MachineFunction and need not be
 362   /// explicitly deallocated.
 363   MachineMemOperand *getMachineMemOperand(const MachineMemOperand *MMO,
 364                                           int64_t Offset, uint64_t Size);
 365
 366   /// allocateMemRefsArray - Allocate an array to hold MachineMemOperand
 367   /// pointers.  This array is owned by the MachineFunction.
 368   MachineInstr::mmo_iterator allocateMemRefsArray(unsigned long Num);
 369
 370   /// extractLoadMemRefs - Allocate an array and populate it with just the
 371   /// load information from the given MachineMemOperand sequence.
 372   std::pair<MachineInstr::mmo_iterator,
 373             MachineInstr::mmo_iterator>
 374     extractLoadMemRefs(MachineInstr::mmo_iterator Begin,
 375                        MachineInstr::mmo_iterator End);
 376
 377   /// extractStoreMemRefs - Allocate an array and populate it with just the
 378   /// store information from the given MachineMemOperand sequence.
 379   std::pair<MachineInstr::mmo_iterator,
 380             MachineInstr::mmo_iterator>
 381     extractStoreMemRefs(MachineInstr::mmo_iterator Begin,
 382                         MachineInstr::mmo_iterator End);
 383
 384   //===--------------------------------------------------------------------===//
 385   // Label Manipulation.
 386   //
 387
 388   /// getJTISymbol - Return the MCSymbol for the specified non-empty jump table.
 389   /// If isLinkerPrivate is specified, an 'l' label is returned, otherwise a
 390   /// normal 'L' label is returned.
 391   MCSymbol *getJTISymbol(unsigned JTI, MCContext &Ctx,
 392                          bool isLinkerPrivate = false) const;
 393 };
 394
 395 //===--------------------------------------------------------------------===//
 396 // GraphTraits specializations for function basic block graphs (CFGs)
 397 //===--------------------------------------------------------------------===//
 398
 399 // Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a
 400 // machine function as a graph of machine basic blocks... these are
 401 // the same as the machine basic block iterators, except that the root
 402 // node is implicitly the first node of the function.
 403 //
 404 template <> struct GraphTraits<MachineFunction*> :
 405   public GraphTraits<MachineBasicBlock*> {
 406   static NodeType *getEntryNode(MachineFunction *F) {
 407     return &F->front();
 408   }
 409
 410   // nodes_iterator/begin/end - Allow iteration over all nodes in the graph
 411   typedef MachineFunction::iterator nodes_iterator;
 412   static nodes_iterator nodes_begin(MachineFunction *F) { return F->begin(); }
 413   static nodes_iterator nodes_end  (MachineFunction *F) { return F->end(); }
 414 };
 415 template <> struct GraphTraits<const MachineFunction*> :
 416   public GraphTraits<const MachineBasicBlock*> {
 417   static NodeType *getEntryNode(const MachineFunction *F) {
 418     return &F->front();
 419   }
 420
 421   // nodes_iterator/begin/end - Allow iteration over all nodes in the graph
 422   typedef MachineFunction::const_iterator nodes_iterator;
 423   static nodes_iterator nodes_begin(const MachineFunction *F) {
 424     return F->begin();
 425   }
 426   static nodes_iterator nodes_end  (const MachineFunction *F) {
 427     return F->end();
 428   }
 429 };
 430
 431
 432 // Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a function as a
 433 // graph of basic blocks... and to walk it in inverse order.  Inverse order for
 434 // a function is considered to be when traversing the predecessor edges of a BB
 435 // instead of the successor edges.
 436 //
 437 template <> struct GraphTraits<Inverse<MachineFunction*> > :
 438   public GraphTraits<Inverse<MachineBasicBlock*> > {
 439   static NodeType *getEntryNode(Inverse<MachineFunction*> G) {
 440     return &G.Graph->front();
 441   }
 442 };
 443 template <> struct GraphTraits<Inverse<const MachineFunction*> > :
 444   public GraphTraits<Inverse<const MachineBasicBlock*> > {
 445   static NodeType *getEntryNode(Inverse<const MachineFunction *> G) {
 446     return &G.Graph->front();
 447   }
 448 };
 449
 450 } // End llvm namespace
 451
 452 #endif