Add #ifdef switch toggle between old and new pass manager. However,
[oota-llvm.git] / include / llvm / Pass.h
1 //===- llvm/Pass.h - Base class for Passes ----------------------*- 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 // This file defines a base class that indicates that a specified class is a
11 // transformation pass implementation.
12 //
13 // Passes are designed this way so that it is possible to run passes in a cache
14 // and organizationally optimal order without having to specify it at the front
15 // end.  This allows arbitrary passes to be strung together and have them
16 // executed as effeciently as possible.
17 //
18 // Passes should extend one of the classes below, depending on the guarantees
19 // that it can make about what will be modified as it is run.  For example, most
20 // global optimizations should derive from FunctionPass, because they do not add
21 // or delete functions, they operate on the internals of the function.
22 //
23 // Note that this file #includes PassSupport.h and PassAnalysisSupport.h (at the
24 // bottom), so the APIs exposed by these files are also automatically available
25 // to all users of this file.
26 //
27 //===----------------------------------------------------------------------===//
28
29 #ifndef LLVM_PASS_H
30 #define LLVM_PASS_H
31
32 #include "llvm/Support/Streams.h"
33 #include <vector>
34 #include <map>
35 #include <iosfwd>
36 #include <typeinfo>
37 #include <cassert>
38
39 #define USE_OLD_PASSMANAGER 1
40
41 namespace llvm {
42
43 class Value;
44 class BasicBlock;
45 class Function;
46 class Module;
47 class AnalysisUsage;
48 class PassInfo;
49 class ImmutablePass;
50 template<class Trait> class PassManagerT;
51 class BasicBlockPassManager;
52 class FunctionPassManagerT;
53 class ModulePassManager;
54 struct AnalysisResolver;
55 class AnalysisResolver_New;
56
57 // AnalysisID - Use the PassInfo to identify a pass...
58 typedef const PassInfo* AnalysisID;
59
60 //===----------------------------------------------------------------------===//
61 /// Pass interface - Implemented by all 'passes'.  Subclass this if you are an
62 /// interprocedural optimization or you do not fit into any of the more
63 /// constrained passes described below.
64 ///
65 class Pass {
66   friend struct AnalysisResolver;
67   AnalysisResolver *Resolver;  // AnalysisResolver this pass is owned by...
68   AnalysisResolver_New *Resolver_New;  // Used to resolve analysis
69   const PassInfo *PassInfoCache;
70
71   // AnalysisImpls - This keeps track of which passes implement the interfaces
72   // that are required by the current pass (to implement getAnalysis()).
73   //
74   std::vector<std::pair<const PassInfo*, Pass*> > AnalysisImpls;
75
76   void operator=(const Pass&);  // DO NOT IMPLEMENT
77   Pass(const Pass &);           // DO NOT IMPLEMENT
78 public:
79   Pass() : Resolver(0), Resolver_New(0), PassInfoCache(0) {}
80   virtual ~Pass() {} // Destructor is virtual so we can be subclassed
81
82   /// getPassName - Return a nice clean name for a pass.  This usually
83   /// implemented in terms of the name that is registered by one of the
84   /// Registration templates, but can be overloaded directly, and if nothing
85   /// else is available, C++ RTTI will be consulted to get a SOMEWHAT
86   /// intelligible name for the pass.
87   ///
88   virtual const char *getPassName() const;
89
90   /// getPassInfo - Return the PassInfo data structure that corresponds to this
91   /// pass...  If the pass has not been registered, this will return null.
92   ///
93   const PassInfo *getPassInfo() const;
94
95   /// runPass - Run this pass, returning true if a modification was made to the
96   /// module argument.  This should be implemented by all concrete subclasses.
97   ///
98   virtual bool runPass(Module &M) { return false; }
99   virtual bool runPass(BasicBlock&) { return false; }
100
101   /// print - Print out the internal state of the pass.  This is called by
102   /// Analyze to print out the contents of an analysis.  Otherwise it is not
103   /// necessary to implement this method.  Beware that the module pointer MAY be
104   /// null.  This automatically forwards to a virtual function that does not
105   /// provide the Module* in case the analysis doesn't need it it can just be
106   /// ignored.
107   ///
108   void print(OStream &O, const Module *M) const {
109     if (O.stream()) print(*O.stream(), M);
110   }
111   virtual void print(std::ostream &O, const Module *M) const;
112   void dump() const; // dump - call print(std::cerr, 0);
113
114   // Access AnalysisResolver_New
115   inline void setResolver(AnalysisResolver_New *AR) { Resolver_New = AR; }
116   inline AnalysisResolver_New *getResolver() { return Resolver_New; }
117
118   /// getAnalysisUsage - This function should be overriden by passes that need
119   /// analysis information to do their job.  If a pass specifies that it uses a
120   /// particular analysis result to this function, it can then use the
121   /// getAnalysis<AnalysisType>() function, below.
122   ///
123   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
124     // By default, no analysis results are used, all are invalidated.
125   }
126
127   /// releaseMemory() - This member can be implemented by a pass if it wants to
128   /// be able to release its memory when it is no longer needed.  The default
129   /// behavior of passes is to hold onto memory for the entire duration of their
130   /// lifetime (which is the entire compile time).  For pipelined passes, this
131   /// is not a big deal because that memory gets recycled every time the pass is
132   /// invoked on another program unit.  For IP passes, it is more important to
133   /// free memory when it is unused.
134   ///
135   /// Optionally implement this function to release pass memory when it is no
136   /// longer used.
137   ///
138   virtual void releaseMemory() {}
139
140   // dumpPassStructure - Implement the -debug-passes=PassStructure option
141   virtual void dumpPassStructure(unsigned Offset = 0);
142
143
144   // getPassInfo - Static method to get the pass information from a class name.
145   template<typename AnalysisClass>
146   static const PassInfo *getClassPassInfo() {
147     return lookupPassInfo(typeid(AnalysisClass));
148   }
149
150   // lookupPassInfo - Return the pass info object for the specified pass class,
151   // or null if it is not known.
152   static const PassInfo *lookupPassInfo(const std::type_info &TI);
153
154   /// getAnalysisToUpdate<AnalysisType>() - This function is used by subclasses
155   /// to get to the analysis information that might be around that needs to be
156   /// updated.  This is different than getAnalysis in that it can fail (ie the
157   /// analysis results haven't been computed), so should only be used if you
158   /// provide the capability to update an analysis that exists.  This method is
159   /// often used by transformation APIs to update analysis results for a pass
160   /// automatically as the transform is performed.
161   ///
162   template<typename AnalysisType>
163   AnalysisType *getAnalysisToUpdate() const; // Defined in PassAnalysisSupport.h
164
165   /// mustPreserveAnalysisID - This method serves the same function as
166   /// getAnalysisToUpdate, but works if you just have an AnalysisID.  This
167   /// obviously cannot give you a properly typed instance of the class if you
168   /// don't have the class name available (use getAnalysisToUpdate if you do),
169   /// but it can tell you if you need to preserve the pass at least.
170   ///
171   bool mustPreserveAnalysisID(const PassInfo *AnalysisID) const;
172
173   /// getAnalysis<AnalysisType>() - This function is used by subclasses to get
174   /// to the analysis information that they claim to use by overriding the
175   /// getAnalysisUsage function.
176   ///
177   template<typename AnalysisType>
178   AnalysisType &getAnalysis() const; // Defined in PassAnalysisSupport.h
179
180   template<typename AnalysisType>
181   AnalysisType &getAnalysisID(const PassInfo *PI) const;
182     
183 private:
184   template<typename Trait> friend class PassManagerT;
185   friend class ModulePassManager;
186   friend class FunctionPassManagerT;
187   friend class BasicBlockPassManager;
188 };
189
190 inline std::ostream &operator<<(std::ostream &OS, const Pass &P) {
191   P.print(OS, 0); return OS;
192 }
193
194 //===----------------------------------------------------------------------===//
195 /// ModulePass class - This class is used to implement unstructured
196 /// interprocedural optimizations and analyses.  ModulePasses may do anything
197 /// they want to the program.
198 ///
199 class ModulePass : public Pass {
200 public:
201   /// runOnModule - Virtual method overriden by subclasses to process the module
202   /// being operated on.
203   virtual bool runOnModule(Module &M) = 0;
204
205   virtual bool runPass(Module &M) { return runOnModule(M); }
206   virtual bool runPass(BasicBlock&) { return false; }
207
208 #ifdef USE_OLD_PASSMANAGER
209   virtual void addToPassManager(ModulePassManager *PM, AnalysisUsage &AU);
210 #endif
211 };
212
213
214 //===----------------------------------------------------------------------===//
215 /// ImmutablePass class - This class is used to provide information that does
216 /// not need to be run.  This is useful for things like target information and
217 /// "basic" versions of AnalysisGroups.
218 ///
219 class ImmutablePass : public ModulePass {
220 public:
221   /// initializePass - This method may be overriden by immutable passes to allow
222   /// them to perform various initialization actions they require.  This is
223   /// primarily because an ImmutablePass can "require" another ImmutablePass,
224   /// and if it does, the overloaded version of initializePass may get access to
225   /// these passes with getAnalysis<>.
226   ///
227   virtual void initializePass() {}
228
229   /// ImmutablePasses are never run.
230   ///
231   virtual bool runOnModule(Module &M) { return false; }
232
233 #ifdef USE_OLD_PASSMANAGER
234 private:
235   template<typename Trait> friend class PassManagerT;
236   friend class ModulePassManager;
237   virtual void addToPassManager(ModulePassManager *PM, AnalysisUsage &AU);
238 #endif
239 };
240
241 //===----------------------------------------------------------------------===//
242 /// FunctionPass class - This class is used to implement most global
243 /// optimizations.  Optimizations should subclass this class if they meet the
244 /// following constraints:
245 ///
246 ///  1. Optimizations are organized globally, i.e., a function at a time
247 ///  2. Optimizing a function does not cause the addition or removal of any
248 ///     functions in the module
249 ///
250 class FunctionPass : public ModulePass {
251 public:
252   /// doInitialization - Virtual method overridden by subclasses to do
253   /// any necessary per-module initialization.
254   ///
255   virtual bool doInitialization(Module &M) { return false; }
256
257   /// runOnFunction - Virtual method overriden by subclasses to do the
258   /// per-function processing of the pass.
259   ///
260   virtual bool runOnFunction(Function &F) = 0;
261
262   /// doFinalization - Virtual method overriden by subclasses to do any post
263   /// processing needed after all passes have run.
264   ///
265   virtual bool doFinalization(Module &M) { return false; }
266
267   /// runOnModule - On a module, we run this pass by initializing,
268   /// ronOnFunction'ing once for every function in the module, then by
269   /// finalizing.
270   ///
271   virtual bool runOnModule(Module &M);
272
273   /// run - On a function, we simply initialize, run the function, then
274   /// finalize.
275   ///
276   bool run(Function &F);
277
278 #ifdef USE_OLD_PASSMANAGER
279 protected:
280   template<typename Trait> friend class PassManagerT;
281   friend class ModulePassManager;
282   friend class FunctionPassManagerT;
283   friend class BasicBlockPassManager;
284   virtual void addToPassManager(ModulePassManager *PM, AnalysisUsage &AU);
285   virtual void addToPassManager(FunctionPassManagerT *PM, AnalysisUsage &AU);
286 #endif
287 };
288
289
290
291 //===----------------------------------------------------------------------===//
292 /// BasicBlockPass class - This class is used to implement most local
293 /// optimizations.  Optimizations should subclass this class if they
294 /// meet the following constraints:
295 ///   1. Optimizations are local, operating on either a basic block or
296 ///      instruction at a time.
297 ///   2. Optimizations do not modify the CFG of the contained function, or any
298 ///      other basic block in the function.
299 ///   3. Optimizations conform to all of the constraints of FunctionPasses.
300 ///
301 class BasicBlockPass : public FunctionPass {
302 public:
303   /// doInitialization - Virtual method overridden by subclasses to do
304   /// any necessary per-module initialization.
305   ///
306   virtual bool doInitialization(Module &M) { return false; }
307
308   /// doInitialization - Virtual method overridden by BasicBlockPass subclasses
309   /// to do any necessary per-function initialization.
310   ///
311   virtual bool doInitialization(Function &F) { return false; }
312
313   /// runOnBasicBlock - Virtual method overriden by subclasses to do the
314   /// per-basicblock processing of the pass.
315   ///
316   virtual bool runOnBasicBlock(BasicBlock &BB) = 0;
317
318   /// doFinalization - Virtual method overriden by BasicBlockPass subclasses to
319   /// do any post processing needed after all passes have run.
320   ///
321   virtual bool doFinalization(Function &F) { return false; }
322
323   /// doFinalization - Virtual method overriden by subclasses to do any post
324   /// processing needed after all passes have run.
325   ///
326   virtual bool doFinalization(Module &M) { return false; }
327
328
329   // To run this pass on a function, we simply call runOnBasicBlock once for
330   // each function.
331   //
332   bool runOnFunction(Function &F);
333
334   /// To run directly on the basic block, we initialize, runOnBasicBlock, then
335   /// finalize.
336   ///
337   virtual bool runPass(Module &M) { return false; }
338   virtual bool runPass(BasicBlock &BB);
339
340 #ifdef USE_OLD_PASSMANAGER
341 private:
342   template<typename Trait> friend class PassManagerT;
343   friend class FunctionPassManagerT;
344   friend class BasicBlockPassManager;
345   virtual void addToPassManager(ModulePassManager *PM, AnalysisUsage &AU) {
346     FunctionPass::addToPassManager(PM, AU);
347   }
348   virtual void addToPassManager(FunctionPassManagerT *PM, AnalysisUsage &AU);
349   virtual void addToPassManager(BasicBlockPassManager *PM,AnalysisUsage &AU);
350 #endif
351 };
352
353 /// If the user specifies the -time-passes argument on an LLVM tool command line
354 /// then the value of this boolean will be true, otherwise false.
355 /// @brief This is the storage for the -time-passes option.
356 extern bool TimePassesIsEnabled;
357
358 } // End llvm namespace
359
360 // Include support files that contain important APIs commonly used by Passes,
361 // but that we want to separate out to make it easier to read the header files.
362 //
363 #include "llvm/PassSupport.h"
364 #include "llvm/PassAnalysisSupport.h"
365
366 #endif