include/llvm/IR/Function.h

   1 //===-- llvm/Function.h - Class to represent a single function --*- 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 // This file contains the declaration of the Function class, which represents a
  11 // single function/procedure in LLVM.
  12 //
  13 // A function basically consists of a list of basic blocks, a list of arguments,
  14 // and a symbol table.
  15 //
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 #ifndef LLVM_IR_FUNCTION_H
  19 #define LLVM_IR_FUNCTION_H
  20
  21 #include "llvm/ADT/iterator_range.h"
  22 #include "llvm/ADT/Optional.h"
  23 #include "llvm/IR/Argument.h"
  24 #include "llvm/IR/Attributes.h"
  25 #include "llvm/IR/BasicBlock.h"
  26 #include "llvm/IR/CallingConv.h"
  27 #include "llvm/IR/GlobalObject.h"
  28 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  29
  30 namespace llvm {
  31
  32 class FunctionType;
  33 class LLVMContext;
  34
  35 template<> struct ilist_traits<Argument>
  36   : public SymbolTableListTraits<Argument, Function> {
  37
  38   Argument *createSentinel() const {
  39     return static_cast<Argument*>(&Sentinel);
  40   }
  41   static void destroySentinel(Argument*) {}
  42
  43   Argument *provideInitialHead() const { return createSentinel(); }
  44   Argument *ensureHead(Argument*) const { return createSentinel(); }
  45   static void noteHead(Argument*, Argument*) {}
  46
  47   static ValueSymbolTable *getSymTab(Function *ItemParent);
  48 private:
  49   mutable ilist_half_node<Argument> Sentinel;
  50 };
  51
  52 class Function : public GlobalObject, public ilist_node<Function> {
  53 public:
  54   typedef iplist<Argument> ArgumentListType;
  55   typedef iplist<BasicBlock> BasicBlockListType;
  56
  57   // BasicBlock iterators...
  58   typedef BasicBlockListType::iterator iterator;
  59   typedef BasicBlockListType::const_iterator const_iterator;
  60
  61   typedef ArgumentListType::iterator arg_iterator;
  62   typedef ArgumentListType::const_iterator const_arg_iterator;
  63
  64 private:
  65   // Important things that make up a function!
  66   BasicBlockListType  BasicBlocks;        ///< The basic blocks
  67   mutable ArgumentListType ArgumentList;  ///< The formal arguments
  68   ValueSymbolTable *SymTab;               ///< Symbol table of args/instructions
  69   AttributeSet AttributeSets;             ///< Parameter attributes
  70   FunctionType *Ty;
  71
  72   /*
  73    * Value::SubclassData
  74    *
  75    * bit 0  : HasLazyArguments
  76    * bit 1  : HasPrefixData
  77    * bit 2  : HasPrologueData
  78    * bit 3-6: CallingConvention
  79    */
  80
  81   /// Bits from GlobalObject::GlobalObjectSubclassData.
  82   enum {
  83     /// Whether this function is materializable.
  84     IsMaterializableBit = 1 << 0,
  85     HasMetadataHashEntryBit = 1 << 1
  86   };
  87   void setGlobalObjectBit(unsigned Mask, bool Value) {
  88     setGlobalObjectSubClassData((~Mask & getGlobalObjectSubClassData()) |
  89                                 (Value ? Mask : 0u));
  90   }
  91
  92   friend class SymbolTableListTraits<Function, Module>;
  93
  94   void setParent(Module *parent);
  95
  96   /// hasLazyArguments/CheckLazyArguments - The argument list of a function is
  97   /// built on demand, so that the list isn't allocated until the first client
  98   /// needs it.  The hasLazyArguments predicate returns true if the arg list
  99   /// hasn't been set up yet.
 100   bool hasLazyArguments() const {
 101     return getSubclassDataFromValue() & (1<<0);
 102   }
 103   void CheckLazyArguments() const {
 104     if (hasLazyArguments())
 105       BuildLazyArguments();
 106   }
 107   void BuildLazyArguments() const;
 108
 109   Function(const Function&) = delete;
 110   void operator=(const Function&) = delete;
 111
 112   /// Function ctor - If the (optional) Module argument is specified, the
 113   /// function is automatically inserted into the end of the function list for
 114   /// the module.
 115   ///
 116   Function(FunctionType *Ty, LinkageTypes Linkage,
 117            const Twine &N = "", Module *M = nullptr);
 118
 119 public:
 120   static Function *Create(FunctionType *Ty, LinkageTypes Linkage,
 121                           const Twine &N = "", Module *M = nullptr) {
 122     return new(0) Function(Ty, Linkage, N, M);
 123   }
 124
 125   ~Function() override;
 126
 127   Type *getReturnType() const;           // Return the type of the ret val
 128   FunctionType *getFunctionType() const; // Return the FunctionType for me
 129
 130   /// getContext - Return a reference to the LLVMContext associated with this
 131   /// function.
 132   LLVMContext &getContext() const;
 133
 134   /// isVarArg - Return true if this function takes a variable number of
 135   /// arguments.
 136   bool isVarArg() const;
 137
 138   bool isMaterializable() const;
 139   void setIsMaterializable(bool V);
 140
 141   /// getIntrinsicID - This method returns the ID number of the specified
 142   /// function, or Intrinsic::not_intrinsic if the function is not an
 143   /// intrinsic, or if the pointer is null.  This value is always defined to be
 144   /// zero to allow easy checking for whether a function is intrinsic or not.
 145   /// The particular intrinsic functions which correspond to this value are
 146   /// defined in llvm/Intrinsics.h.
 147   Intrinsic::ID getIntrinsicID() const LLVM_READONLY { return IntID; }
 148   bool isIntrinsic() const { return getName().startswith("llvm."); }
 149
 150   /// \brief Recalculate the ID for this function if it is an Intrinsic defined
 151   /// in llvm/Intrinsics.h.  Sets the intrinsic ID to Intrinsic::not_intrinsic
 152   /// if the name of this function does not match an intrinsic in that header.
 153   /// Note, this method does not need to be called directly, as it is called
 154   /// from Value::setName() whenever the name of this function changes.
 155   void recalculateIntrinsicID();
 156
 157   /// getCallingConv()/setCallingConv(CC) - These method get and set the
 158   /// calling convention of this function.  The enum values for the known
 159   /// calling conventions are defined in CallingConv.h.
 160   CallingConv::ID getCallingConv() const {
 161     return static_cast<CallingConv::ID>(getSubclassDataFromValue() >> 3);
 162   }
 163   void setCallingConv(CallingConv::ID CC) {
 164     setValueSubclassData((getSubclassDataFromValue() & 7) |
 165                          (static_cast<unsigned>(CC) << 3));
 166   }
 167
 168   /// @brief Return the attribute list for this Function.
 169   AttributeSet getAttributes() const { return AttributeSets; }
 170
 171   /// @brief Set the attribute list for this Function.
 172   void setAttributes(AttributeSet attrs) { AttributeSets = attrs; }
 173
 174   /// @brief Add function attributes to this function.
 175   void addFnAttr(Attribute::AttrKind N) {
 176     setAttributes(AttributeSets.addAttribute(getContext(),
 177                                              AttributeSet::FunctionIndex, N));
 178   }
 179
 180   /// @brief Remove function attributes from this function.
 181   void removeFnAttr(Attribute::AttrKind N) {
 182     setAttributes(AttributeSets.removeAttribute(
 183         getContext(), AttributeSet::FunctionIndex, N));
 184   }
 185
 186   /// @brief Add function attributes to this function.
 187   void addFnAttr(StringRef Kind) {
 188     setAttributes(
 189       AttributeSets.addAttribute(getContext(),
 190                                  AttributeSet::FunctionIndex, Kind));
 191   }
 192   void addFnAttr(StringRef Kind, StringRef Value) {
 193     setAttributes(
 194       AttributeSets.addAttribute(getContext(),
 195                                  AttributeSet::FunctionIndex, Kind, Value));
 196   }
 197
 198   /// Set the entry count for this function.
 199   void setEntryCount(uint64_t Count);
 200
 201   /// Get the entry count for this function.
 202   Optional<uint64_t> getEntryCount() const;
 203
 204   /// @brief Return true if the function has the attribute.
 205   bool hasFnAttribute(Attribute::AttrKind Kind) const {
 206     return AttributeSets.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Kind);
 207   }
 208   bool hasFnAttribute(StringRef Kind) const {
 209     return AttributeSets.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Kind);
 210   }
 211
 212   /// @brief Return the attribute for the given attribute kind.
 213   Attribute getFnAttribute(Attribute::AttrKind Kind) const {
 214     return AttributeSets.getAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Kind);
 215   }
 216   Attribute getFnAttribute(StringRef Kind) const {
 217     return AttributeSets.getAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Kind);
 218   }
 219
 220   /// \brief Return the stack alignment for the function.
 221   unsigned getFnStackAlignment() const {
 222     return AttributeSets.getStackAlignment(AttributeSet::FunctionIndex);
 223   }
 224
 225   /// hasGC/getGC/setGC/clearGC - The name of the garbage collection algorithm
 226   ///                             to use during code generation.
 227   bool hasGC() const;
 228   const char *getGC() const;
 229   void setGC(const char *Str);
 230   void clearGC();
 231
 232   /// @brief adds the attribute to the list of attributes.
 233   void addAttribute(unsigned i, Attribute::AttrKind attr);
 234
 235   /// @brief adds the attributes to the list of attributes.
 236   void addAttributes(unsigned i, AttributeSet attrs);
 237
 238   /// @brief removes the attributes from the list of attributes.
 239   void removeAttributes(unsigned i, AttributeSet attr);
 240
 241   /// @brief adds the dereferenceable attribute to the list of attributes.
 242   void addDereferenceableAttr(unsigned i, uint64_t Bytes);
 243
 244   /// @brief adds the dereferenceable_or_null attribute to the list of
 245   /// attributes.
 246   void addDereferenceableOrNullAttr(unsigned i, uint64_t Bytes);
 247
 248   /// @brief Extract the alignment for a call or parameter (0=unknown).
 249   unsigned getParamAlignment(unsigned i) const {
 250     return AttributeSets.getParamAlignment(i);
 251   }
 252
 253   /// @brief Extract the number of dereferenceable bytes for a call or
 254   /// parameter (0=unknown).
 255   uint64_t getDereferenceableBytes(unsigned i) const {
 256     return AttributeSets.getDereferenceableBytes(i);
 257   }
 258
 259   /// @brief Extract the number of dereferenceable_or_null bytes for a call or
 260   /// parameter (0=unknown).
 261   uint64_t getDereferenceableOrNullBytes(unsigned i) const {
 262     return AttributeSets.getDereferenceableOrNullBytes(i);
 263   }
 264
 265   /// @brief Determine if the function does not access memory.
 266   bool doesNotAccessMemory() const {
 267     return AttributeSets.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
 268                                       Attribute::ReadNone);
 269   }
 270   void setDoesNotAccessMemory() {
 271     addFnAttr(Attribute::ReadNone);
 272   }
 273
 274   /// @brief Determine if the function does not access or only reads memory.
 275   bool onlyReadsMemory() const {
 276     return doesNotAccessMemory() ||
 277       AttributeSets.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
 278                                  Attribute::ReadOnly);
 279   }
 280   void setOnlyReadsMemory() {
 281     addFnAttr(Attribute::ReadOnly);
 282   }
 283
 284   /// @brief Determine if the function cannot return.
 285   bool doesNotReturn() const {
 286     return AttributeSets.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
 287                                       Attribute::NoReturn);
 288   }
 289   void setDoesNotReturn() {
 290     addFnAttr(Attribute::NoReturn);
 291   }
 292
 293   /// @brief Determine if the function cannot unwind.
 294   bool doesNotThrow() const {
 295     return AttributeSets.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
 296                                       Attribute::NoUnwind);
 297   }
 298   void setDoesNotThrow() {
 299     addFnAttr(Attribute::NoUnwind);
 300   }
 301
 302   /// @brief Determine if the call cannot be duplicated.
 303   bool cannotDuplicate() const {
 304     return AttributeSets.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
 305                                       Attribute::NoDuplicate);
 306   }
 307   void setCannotDuplicate() {
 308     addFnAttr(Attribute::NoDuplicate);
 309   }
 310
 311   /// @brief True if the ABI mandates (or the user requested) that this
 312   /// function be in a unwind table.
 313   bool hasUWTable() const {
 314     return AttributeSets.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
 315                                       Attribute::UWTable);
 316   }
 317   void setHasUWTable() {
 318     addFnAttr(Attribute::UWTable);
 319   }
 320
 321   /// @brief True if this function needs an unwind table.
 322   bool needsUnwindTableEntry() const {
 323     return hasUWTable() || !doesNotThrow();
 324   }
 325
 326   /// @brief Determine if the function returns a structure through first
 327   /// pointer argument.
 328   bool hasStructRetAttr() const {
 329     return AttributeSets.hasAttribute(1, Attribute::StructRet) ||
 330            AttributeSets.hasAttribute(2, Attribute::StructRet);
 331   }
 332
 333   /// @brief Determine if the parameter does not alias other parameters.
 334   /// @param n The parameter to check. 1 is the first parameter, 0 is the return
 335   bool doesNotAlias(unsigned n) const {
 336     return AttributeSets.hasAttribute(n, Attribute::NoAlias);
 337   }
 338   void setDoesNotAlias(unsigned n) {
 339     addAttribute(n, Attribute::NoAlias);
 340   }
 341
 342   /// @brief Determine if the parameter can be captured.
 343   /// @param n The parameter to check. 1 is the first parameter, 0 is the return
 344   bool doesNotCapture(unsigned n) const {
 345     return AttributeSets.hasAttribute(n, Attribute::NoCapture);
 346   }
 347   void setDoesNotCapture(unsigned n) {
 348     addAttribute(n, Attribute::NoCapture);
 349   }
 350
 351   bool doesNotAccessMemory(unsigned n) const {
 352     return AttributeSets.hasAttribute(n, Attribute::ReadNone);
 353   }
 354   void setDoesNotAccessMemory(unsigned n) {
 355     addAttribute(n, Attribute::ReadNone);
 356   }
 357
 358   bool onlyReadsMemory(unsigned n) const {
 359     return doesNotAccessMemory(n) ||
 360       AttributeSets.hasAttribute(n, Attribute::ReadOnly);
 361   }
 362   void setOnlyReadsMemory(unsigned n) {
 363     addAttribute(n, Attribute::ReadOnly);
 364   }
 365
 366   /// copyAttributesFrom - copy all additional attributes (those not needed to
 367   /// create a Function) from the Function Src to this one.
 368   void copyAttributesFrom(const GlobalValue *Src) override;
 369
 370   /// deleteBody - This method deletes the body of the function, and converts
 371   /// the linkage to external.
 372   ///
 373   void deleteBody() {
 374     dropAllReferences();
 375     setLinkage(ExternalLinkage);
 376   }
 377
 378   /// removeFromParent - This method unlinks 'this' from the containing module,
 379   /// but does not delete it.
 380   ///
 381   void removeFromParent() override;
 382
 383   /// eraseFromParent - This method unlinks 'this' from the containing module
 384   /// and deletes it.
 385   ///
 386   void eraseFromParent() override;
 387
 388
 389   /// Get the underlying elements of the Function... the basic block list is
 390   /// empty for external functions.
 391   ///
 392   const ArgumentListType &getArgumentList() const {
 393     CheckLazyArguments();
 394     return ArgumentList;
 395   }
 396   ArgumentListType &getArgumentList() {
 397     CheckLazyArguments();
 398     return ArgumentList;
 399   }
 400   static iplist<Argument> Function::*getSublistAccess(Argument*) {
 401     return &Function::ArgumentList;
 402   }
 403
 404   const BasicBlockListType &getBasicBlockList() const { return BasicBlocks; }
 405         BasicBlockListType &getBasicBlockList()       { return BasicBlocks; }
 406   static iplist<BasicBlock> Function::*getSublistAccess(BasicBlock*) {
 407     return &Function::BasicBlocks;
 408   }
 409
 410   const BasicBlock       &getEntryBlock() const   { return front(); }
 411         BasicBlock       &getEntryBlock()         { return front(); }
 412
 413   //===--------------------------------------------------------------------===//
 414   // Symbol Table Accessing functions...
 415
 416   /// getSymbolTable() - Return the symbol table...
 417   ///
 418   inline       ValueSymbolTable &getValueSymbolTable()       { return *SymTab; }
 419   inline const ValueSymbolTable &getValueSymbolTable() const { return *SymTab; }
 420
 421
 422   //===--------------------------------------------------------------------===//
 423   // BasicBlock iterator forwarding functions
 424   //
 425   iterator                begin()       { return BasicBlocks.begin(); }
 426   const_iterator          begin() const { return BasicBlocks.begin(); }
 427   iterator                end  ()       { return BasicBlocks.end();   }
 428   const_iterator          end  () const { return BasicBlocks.end();   }
 429
 430   size_t                   size() const { return BasicBlocks.size();  }
 431   bool                    empty() const { return BasicBlocks.empty(); }
 432   const BasicBlock       &front() const { return BasicBlocks.front(); }
 433         BasicBlock       &front()       { return BasicBlocks.front(); }
 434   const BasicBlock        &back() const { return BasicBlocks.back();  }
 435         BasicBlock        &back()       { return BasicBlocks.back();  }
 436
 437 /// @name Function Argument Iteration
 438 /// @{
 439
 440   arg_iterator arg_begin() {
 441     CheckLazyArguments();
 442     return ArgumentList.begin();
 443   }
 444   const_arg_iterator arg_begin() const {
 445     CheckLazyArguments();
 446     return ArgumentList.begin();
 447   }
 448   arg_iterator arg_end() {
 449     CheckLazyArguments();
 450     return ArgumentList.end();
 451   }
 452   const_arg_iterator arg_end() const {
 453     CheckLazyArguments();
 454     return ArgumentList.end();
 455   }
 456
 457   iterator_range<arg_iterator> args() {
 458     return iterator_range<arg_iterator>(arg_begin(), arg_end());
 459   }
 460
 461   iterator_range<const_arg_iterator> args() const {
 462     return iterator_range<const_arg_iterator>(arg_begin(), arg_end());
 463   }
 464
 465 /// @}
 466
 467   size_t arg_size() const;
 468   bool arg_empty() const;
 469
 470   bool hasPrefixData() const {
 471     return getSubclassDataFromValue() & (1<<1);
 472   }
 473
 474   Constant *getPrefixData() const;
 475   void setPrefixData(Constant *PrefixData);
 476
 477   bool hasPrologueData() const {
 478     return getSubclassDataFromValue() & (1<<2);
 479   }
 480
 481   Constant *getPrologueData() const;
 482   void setPrologueData(Constant *PrologueData);
 483
 484   /// Print the function to an output stream with an optional
 485   /// AssemblyAnnotationWriter.
 486   void print(raw_ostream &OS, AssemblyAnnotationWriter *AAW = nullptr) const;
 487
 488   /// viewCFG - This function is meant for use from the debugger.  You can just
 489   /// say 'call F->viewCFG()' and a ghostview window should pop up from the
 490   /// program, displaying the CFG of the current function with the code for each
 491   /// basic block inside.  This depends on there being a 'dot' and 'gv' program
 492   /// in your path.
 493   ///
 494   void viewCFG() const;
 495
 496   /// viewCFGOnly - This function is meant for use from the debugger.  It works
 497   /// just like viewCFG, but it does not include the contents of basic blocks
 498   /// into the nodes, just the label.  If you are only interested in the CFG
 499   /// this can make the graph smaller.
 500   ///
 501   void viewCFGOnly() const;
 502
 503   /// Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 504   static inline bool classof(const Value *V) {
 505     return V->getValueID() == Value::FunctionVal;
 506   }
 507
 508   /// dropAllReferences() - This method causes all the subinstructions to "let
 509   /// go" of all references that they are maintaining.  This allows one to
 510   /// 'delete' a whole module at a time, even though there may be circular
 511   /// references... first all references are dropped, and all use counts go to
 512   /// zero.  Then everything is deleted for real.  Note that no operations are
 513   /// valid on an object that has "dropped all references", except operator
 514   /// delete.
 515   ///
 516   /// Since no other object in the module can have references into the body of a
 517   /// function, dropping all references deletes the entire body of the function,
 518   /// including any contained basic blocks.
 519   ///
 520   void dropAllReferences();
 521
 522   /// hasAddressTaken - returns true if there are any uses of this function
 523   /// other than direct calls or invokes to it, or blockaddress expressions.
 524   /// Optionally passes back an offending user for diagnostic purposes.
 525   ///
 526   bool hasAddressTaken(const User** = nullptr) const;
 527
 528   /// isDefTriviallyDead - Return true if it is trivially safe to remove
 529   /// this function definition from the module (because it isn't externally
 530   /// visible, does not have its address taken, and has no callers).  To make
 531   /// this more accurate, call removeDeadConstantUsers first.
 532   bool isDefTriviallyDead() const;
 533
 534   /// callsFunctionThatReturnsTwice - Return true if the function has a call to
 535   /// setjmp or other function that gcc recognizes as "returning twice".
 536   bool callsFunctionThatReturnsTwice() const;
 537
 538   /// \brief Check if this has any metadata.
 539   bool hasMetadata() const { return hasMetadataHashEntry(); }
 540
 541   /// \brief Get the current metadata attachment, if any.
 542   ///
 543   /// Returns \c nullptr if such an attachment is missing.
 544   /// @{
 545   MDNode *getMetadata(unsigned KindID) const;
 546   MDNode *getMetadata(StringRef Kind) const;
 547   /// @}
 548
 549   /// \brief Set a particular kind of metadata attachment.
 550   ///
 551   /// Sets the given attachment to \c MD, erasing it if \c MD is \c nullptr or
 552   /// replacing it if it already exists.
 553   /// @{
 554   void setMetadata(unsigned KindID, MDNode *MD);
 555   void setMetadata(StringRef Kind, MDNode *MD);
 556   /// @}
 557
 558   /// \brief Get all current metadata attachments.
 559   void
 560   getAllMetadata(SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, MDNode *>> &MDs) const;
 561
 562   /// \brief Drop metadata not in the given list.
 563   ///
 564   /// Drop all metadata from \c this not included in \c KnownIDs.
 565   void dropUnknownMetadata(ArrayRef<unsigned> KnownIDs);
 566
 567 private:
 568   // Shadow Value::setValueSubclassData with a private forwarding method so that
 569   // subclasses cannot accidentally use it.
 570   void setValueSubclassData(unsigned short D) {
 571     Value::setValueSubclassData(D);
 572   }
 573
 574   bool hasMetadataHashEntry() const {
 575     return getGlobalObjectSubClassData() & HasMetadataHashEntryBit;
 576   }
 577   void setHasMetadataHashEntry(bool HasEntry) {
 578     setGlobalObjectBit(HasMetadataHashEntryBit, HasEntry);
 579   }
 580
 581   void clearMetadata();
 582 };
 583
 584 inline ValueSymbolTable *
 585 ilist_traits<BasicBlock>::getSymTab(Function *F) {
 586   return F ? &F->getValueSymbolTable() : nullptr;
 587 }
 588
 589 inline ValueSymbolTable *
 590 ilist_traits<Argument>::getSymTab(Function *F) {
 591   return F ? &F->getValueSymbolTable() : nullptr;
 592 }
 593
 594 } // End llvm namespace
 595
 596 #endif