include/llvm/Module.h

   1 //===-- llvm/Module.h - C++ class to represent a VM module ------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 /// @file This file contains the declarations for the Module class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_MODULE_H
  15 #define LLVM_MODULE_H
  16
  17 #include "llvm/Function.h"
  18 #include "llvm/GlobalVariable.h"
  19 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
  20
  21 namespace llvm {
  22
  23 class GlobalVariable;
  24 class GlobalValueRefMap;   // Used by ConstantVals.cpp
  25 class FunctionType;
  26
  27 template<> struct ilist_traits<Function>
  28   : public SymbolTableListTraits<Function, Module, Module> {
  29   // createSentinel is used to create a node that marks the end of the list.
  30   static Function *createSentinel();
  31   static void destroySentinel(Function *F) { delete F; }
  32   static iplist<Function> &getList(Module *M);
  33 };
  34 template<> struct ilist_traits<GlobalVariable>
  35   : public SymbolTableListTraits<GlobalVariable, Module, Module> {
  36   // createSentinel is used to create a node that marks the end of the list.
  37   static GlobalVariable *createSentinel();
  38   static void destroySentinel(GlobalVariable *GV) { delete GV; }
  39   static iplist<GlobalVariable> &getList(Module *M);
  40 };
  41
  42 /// A Module instance is used to store all the information related to an
  43 /// LLVM module. Modules are the top level container of all other LLVM
  44 /// Intermediate Representation (IR) objects. Each module directly contains a
  45 /// list of globals variables, a list of functions, a list of libraries (or
  46 /// other modules) this module depends on, a symbol table, and various data
  47 /// about the target's characteristics.
  48 ///
  49 /// A module maintains a GlobalValRefMap object that is used to hold all
  50 /// constant references to global variables in the module.  When a global
  51 /// variable is destroyed, it should have no entries in the GlobalValueRefMap.
  52 /// @brief The main container class for the LLVM Intermediate Representation.
  53 class Module {
  54 /// @name Types And Enumerations
  55 /// @{
  56 public:
  57   /// The type for the list of global variables.
  58   typedef iplist<GlobalVariable> GlobalListType;
  59   /// The type for the list of functions.
  60   typedef iplist<Function> FunctionListType;
  61
  62   /// The type for the list of dependent libraries.
  63   typedef std::vector<std::string> LibraryListType;
  64
  65   /// The Global Variable iterator.
  66   typedef GlobalListType::iterator                     global_iterator;
  67   /// The Global Variable constant iterator.
  68   typedef GlobalListType::const_iterator         const_global_iterator;
  69
  70   /// The Function iterators.
  71   typedef FunctionListType::iterator                          iterator;
  72   /// The Function constant iterator
  73   typedef FunctionListType::const_iterator              const_iterator;
  74
  75   /// The Library list iterator.
  76   typedef LibraryListType::const_iterator lib_iterator;
  77
  78   /// An enumeration for describing the endianess of the target machine.
  79   enum Endianness  { AnyEndianness, LittleEndian, BigEndian };
  80
  81   /// An enumeration for describing the size of a pointer on the target machine.
  82   enum PointerSize { AnyPointerSize, Pointer32, Pointer64 };
  83
  84 /// @}
  85 /// @name Member Variables
  86 /// @{
  87 private:
  88   GlobalListType GlobalList;     ///< The Global Variables in the module
  89   FunctionListType FunctionList; ///< The Functions in the module
  90   LibraryListType LibraryList;   ///< The Libraries needed by the module
  91   std::string GlobalScopeAsm;    ///< Inline Asm at global scope.
  92   ValueSymbolTable *ValSymTab;   ///< Symbol table for values
  93   TypeSymbolTable *TypeSymTab;   ///< Symbol table for types
  94   std::string ModuleID;          ///< Human readable identifier for the module
  95   std::string TargetTriple;      ///< Platform target triple Module compiled on
  96   std::string DataLayout;        ///< Target data description
  97
  98   friend class Constant;
  99
 100 /// @}
 101 /// @name Constructors
 102 /// @{
 103 public:
 104   /// The Module constructor. Note that there is no default constructor. You
 105   /// must provide a name for the module upon construction.
 106   Module(const std::string &ModuleID);
 107   /// The module destructor. This will dropAllReferences.
 108   ~Module();
 109
 110 /// @}
 111 /// @name Module Level Accessors
 112 /// @{
 113 public:
 114   /// Get the module identifier which is, essentially, the name of the module.
 115   /// @returns the module identifier as a string
 116   const std::string &getModuleIdentifier() const { return ModuleID; }
 117
 118   /// Get the data layout string for the module's target platform.  This encodes
 119   /// the type sizes and alignments expected by this module.
 120   /// @returns the data layout as a string
 121   const std::string& getDataLayout() const { return DataLayout; }
 122
 123   /// Get the target triple which is a string describing the target host.
 124   /// @returns a string containing the target triple.
 125   const std::string &getTargetTriple() const { return TargetTriple; }
 126
 127   /// Get the target endian information.
 128   /// @returns Endianess - an enumeration for the endianess of the target
 129   Endianness getEndianness() const;
 130
 131   /// Get the target pointer size.
 132   /// @returns PointerSize - an enumeration for the size of the target's pointer
 133   PointerSize getPointerSize() const;
 134
 135   /// Get any module-scope inline assembly blocks.
 136   /// @returns a string containing the module-scope inline assembly blocks.
 137   const std::string &getModuleInlineAsm() const { return GlobalScopeAsm; }
 138 /// @}
 139 /// @name Module Level Mutators
 140 /// @{
 141 public:
 142
 143   /// Set the module identifier.
 144   void setModuleIdentifier(const std::string &ID) { ModuleID = ID; }
 145
 146   /// Set the data layout
 147   void setDataLayout(const std::string& DL) { DataLayout = DL; }
 148
 149   /// Set the target triple.
 150   void setTargetTriple(const std::string &T) { TargetTriple = T; }
 151
 152   /// Set the module-scope inline assembly blocks.
 153   void setModuleInlineAsm(const std::string &Asm) { GlobalScopeAsm = Asm; }
 154
 155 /// @}
 156 /// @name Function Accessors
 157 /// @{
 158 public:
 159   /// getOrInsertFunction - Look up the specified function in the module symbol
 160   /// table.  Four possibilities:
 161   ///   1. If it does not exist, add a prototype for the function and return it.
 162   ///   2. If it exists, and has internal linkage, the existing function is
 163   ///      renamed and a new one is inserted.
 164   ///   3. Otherwise, if the existing function has the correct prototype, return
 165   ///      the existing function.
 166   ///   4. Finally, the function exists but has the wrong prototype: return the
 167   ///      function with a constantexpr cast to the right prototype.
 168   Constant *getOrInsertFunction(const std::string &Name, const FunctionType *T);
 169
 170   /// getOrInsertFunction - Look up the specified function in the module symbol
 171   /// table.  If it does not exist, add a prototype for the function and return
 172   /// it.  This version of the method takes a null terminated list of function
 173   /// arguments, which makes it easier for clients to use.
 174   Constant *getOrInsertFunction(const std::string &Name, const Type *RetTy,...)
 175     END_WITH_NULL;
 176
 177   /// getFunction - Look up the specified function in the module symbol table.
 178   /// If it does not exist, return null.
 179   Function *getFunction(const std::string &Name) const;
 180
 181   /// getMainFunction - This function looks up main efficiently.  This is such a
 182   /// common case, that it is a method in Module.  If main cannot be found, a
 183   /// null pointer is returned.
 184   Function *getMainFunction() { return getFunction("main"); }
 185
 186   /// getNamedFunction - Return the first function in the module with the
 187   /// specified name, of arbitrary type.  This method returns null if a function
 188   /// with the specified name is not found.
 189   Function *getNamedFunction(const std::string &Name) const {
 190     return getFunction(Name);
 191   }
 192
 193 /// @}
 194 /// @name Global Variable Accessors
 195 /// @{
 196 public:
 197   /// getGlobalVariable - Look up the specified global variable in the module
 198   /// symbol table.  If it does not exist, return null.  The type argument
 199   /// should be the underlying type of the global, i.e., it should not have
 200   /// the top-level PointerType, which represents the address of the global.
 201   /// If AllowInternal is set to true, this function will return types that
 202   /// have InternalLinkage. By default, these types are not returned.
 203   GlobalVariable *getGlobalVariable(const std::string &Name,
 204                                     bool AllowInternal = false) const;
 205
 206   /// getNamedGlobal - Return the first global variable in the module with the
 207   /// specified name, of arbitrary type.  This method returns null if a global
 208   /// with the specified name is not found.
 209   GlobalVariable *getNamedGlobal(const std::string &Name) const {
 210     return getGlobalVariable(Name, true);
 211   }
 212
 213 /// @}
 214 /// @name Type Accessors
 215 /// @{
 216 public:
 217   /// addTypeName - Insert an entry in the symbol table mapping Str to Type.  If
 218   /// there is already an entry for this name, true is returned and the symbol
 219   /// table is not modified.
 220   bool addTypeName(const std::string &Name, const Type *Ty);
 221
 222   /// getTypeName - If there is at least one entry in the symbol table for the
 223   /// specified type, return it.
 224   std::string getTypeName(const Type *Ty) const;
 225
 226   /// getTypeByName - Return the type with the specified name in this module, or
 227   /// null if there is none by that name.
 228   const Type *getTypeByName(const std::string &Name) const;
 229
 230 /// @}
 231 /// @name Direct access to the globals list, functions list, and symbol table
 232 /// @{
 233 public:
 234   /// Get the Module's list of global variables (constant).
 235   const GlobalListType   &getGlobalList() const       { return GlobalList; }
 236   /// Get the Module's list of global variables.
 237   GlobalListType         &getGlobalList()             { return GlobalList; }
 238   /// Get the Module's list of functions (constant).
 239   const FunctionListType &getFunctionList() const     { return FunctionList; }
 240   /// Get the Module's list of functions.
 241   FunctionListType       &getFunctionList()           { return FunctionList; }
 242   /// Get the symbol table of global variable and function identifiers
 243   const ValueSymbolTable &getValueSymbolTable() const { return *ValSymTab; }
 244   /// Get the Module's symbol table of global variable and function identifiers.
 245   ValueSymbolTable       &getValueSymbolTable()       { return *ValSymTab; }
 246   /// Get the symbol table of types
 247   const TypeSymbolTable   &getTypeSymbolTable() const { return *TypeSymTab; }
 248   /// Get the Module's symbol table of types
 249   TypeSymbolTable         &getTypeSymbolTable()       { return *TypeSymTab; }
 250
 251 /// @}
 252 /// @name Global Variable Iteration
 253 /// @{
 254 public:
 255   /// Get an iterator to the first global variable
 256   global_iterator       global_begin()       { return GlobalList.begin(); }
 257   /// Get a constant iterator to the first global variable
 258   const_global_iterator global_begin() const { return GlobalList.begin(); }
 259   /// Get an iterator to the last global variable
 260   global_iterator       global_end  ()       { return GlobalList.end(); }
 261   /// Get a constant iterator to the last global variable
 262   const_global_iterator global_end  () const { return GlobalList.end(); }
 263   /// Determine if the list of globals is empty.
 264   bool                  global_empty() const { return GlobalList.empty(); }
 265
 266 /// @}
 267 /// @name Function Iteration
 268 /// @{
 269 public:
 270   /// Get an iterator to the first function.
 271   iterator                begin()       { return FunctionList.begin(); }
 272   /// Get a constant iterator to the first function.
 273   const_iterator          begin() const { return FunctionList.begin(); }
 274   /// Get an iterator to the last function.
 275   iterator                end  ()       { return FunctionList.end();   }
 276   /// Get a constant iterator to the last function.
 277   const_iterator          end  () const { return FunctionList.end();   }
 278   /// Determine how many functions are in the Module's list of functions.
 279   size_t                   size() const { return FunctionList.size(); }
 280   /// Determine if the list of functions is empty.
 281   bool                    empty() const { return FunctionList.empty(); }
 282
 283 /// @}
 284 /// @name Dependent Library Iteration
 285 /// @{
 286 public:
 287   /// @brief Get a constant iterator to beginning of dependent library list.
 288   inline lib_iterator lib_begin() const { return LibraryList.begin(); }
 289   /// @brief Get a constant iterator to end of dependent library list.
 290   inline lib_iterator lib_end() const { return LibraryList.end(); }
 291   /// @brief Returns the number of items in the list of libraries.
 292   inline size_t lib_size() const { return LibraryList.size(); }
 293   /// @brief Add a library to the list of dependent libraries
 294   void addLibrary(const std::string& Lib);
 295   /// @brief Remove a library from the list of dependent libraries
 296   void removeLibrary(const std::string& Lib);
 297   /// @brief Get all the libraries
 298   inline const LibraryListType& getLibraries() const { return LibraryList; }
 299
 300 /// @}
 301 /// @name Utility functions for printing and dumping Module objects
 302 /// @{
 303 public:
 304   /// Print the module to an output stream
 305   void print(std::ostream &OS) const { print(OS, 0); }
 306   void print(std::ostream *OS) const { if (OS) print(*OS); }
 307   /// Print the module to an output stream with AssemblyAnnotationWriter.
 308   void print(std::ostream &OS, AssemblyAnnotationWriter *AAW) const;
 309   void print(std::ostream *OS, AssemblyAnnotationWriter *AAW) const {
 310     if (OS) print(*OS, AAW);
 311   }
 312   /// Dump the module to std::cerr (for debugging).
 313   void dump() const;
 314   /// This function causes all the subinstructions to "let go" of all references
 315   /// that they are maintaining.  This allows one to 'delete' a whole class at
 316   /// a time, even though there may be circular references... first all
 317   /// references are dropped, and all use counts go to zero.  Then everything
 318   /// is delete'd for real.  Note that no operations are valid on an object
 319   /// that has "dropped all references", except operator delete.
 320   void dropAllReferences();
 321 /// @}
 322 };
 323
 324 /// An iostream inserter for modules.
 325 inline std::ostream &operator<<(std::ostream &O, const Module &M) {
 326   M.print(O);
 327   return O;
 328 }
 329
 330 } // End llvm namespace
 331
 332 #endif