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