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