include/llvm/PassSupport.h

   1 //===- llvm/PassSupport.h - Pass Support code -------------------*- 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 defines stuff that is used to define and "use" Passes.  This file
  11 // is automatically #included by Pass.h, so:
  12 //
  13 //           NO .CPP FILES SHOULD INCLUDE THIS FILE DIRECTLY
  14 //
  15 // Instead, #include Pass.h.
  16 //
  17 // This file defines Pass registration code and classes used for it.
  18 //
  19 //===----------------------------------------------------------------------===//
  20
  21 #ifndef LLVM_PASSSUPPORT_H
  22 #define LLVM_PASSSUPPORT_H
  23
  24 #include "Pass.h"
  25 #include "llvm/InitializePasses.h"
  26 #include "llvm/PassRegistry.h"
  27 #include "llvm/Support/Atomic.h"
  28 #include "llvm/Support/Valgrind.h"
  29 #include <vector>
  30
  31 namespace llvm {
  32
  33 class TargetMachine;
  34 //===---------------------------------------------------------------------------
  35 /// PassInfo class - An instance of this class exists for every pass known by
  36 /// the system, and can be obtained from a live Pass by calling its
  37 /// getPassInfo() method.  These objects are set up by the RegisterPass<>
  38 /// template, defined below.
  39 ///
  40 class PassInfo {
  41 public:
  42   typedef Pass* (*NormalCtor_t)();
  43   typedef Pass *(*TargetMachineCtor_t)(TargetMachine *);
  44
  45 private:
  46   const char      *const PassName;     // Nice name for Pass
  47   const char      *const PassArgument; // Command Line argument to run this pass
  48   const void *PassID;
  49   const bool IsCFGOnlyPass;            // Pass only looks at the CFG.
  50   const bool IsAnalysis;               // True if an analysis pass.
  51   const bool IsAnalysisGroup;          // True if an analysis group.
  52   std::vector<const PassInfo*> ItfImpl;// Interfaces implemented by this pass
  53
  54   NormalCtor_t NormalCtor;
  55   TargetMachineCtor_t TargetMachineCtor;
  56
  57 public:
  58   /// PassInfo ctor - Do not call this directly, this should only be invoked
  59   /// through RegisterPass.
  60   PassInfo(const char *name, const char *arg, const void *pi,
  61            NormalCtor_t normal, bool isCFGOnly, bool is_analysis,
  62            TargetMachineCtor_t machine = nullptr)
  63     : PassName(name), PassArgument(arg), PassID(pi),
  64       IsCFGOnlyPass(isCFGOnly),
  65       IsAnalysis(is_analysis), IsAnalysisGroup(false), NormalCtor(normal),
  66       TargetMachineCtor(machine) {}
  67   /// PassInfo ctor - Do not call this directly, this should only be invoked
  68   /// through RegisterPass. This version is for use by analysis groups; it
  69   /// does not auto-register the pass.
  70   PassInfo(const char *name, const void *pi)
  71     : PassName(name), PassArgument(""), PassID(pi),
  72       IsCFGOnlyPass(false),
  73       IsAnalysis(false), IsAnalysisGroup(true), NormalCtor(nullptr),
  74       TargetMachineCtor(nullptr) {}
  75
  76   /// getPassName - Return the friendly name for the pass, never returns null
  77   ///
  78   const char *getPassName() const { return PassName; }
  79
  80   /// getPassArgument - Return the command line option that may be passed to
  81   /// 'opt' that will cause this pass to be run.  This will return null if there
  82   /// is no argument.
  83   ///
  84   const char *getPassArgument() const { return PassArgument; }
  85
  86   /// getTypeInfo - Return the id object for the pass...
  87   /// TODO : Rename
  88   const void *getTypeInfo() const { return PassID; }
  89
  90   /// Return true if this PassID implements the specified ID pointer.
  91   bool isPassID(const void *IDPtr) const {
  92     return PassID == IDPtr;
  93   }
  94
  95   /// isAnalysisGroup - Return true if this is an analysis group, not a normal
  96   /// pass.
  97   ///
  98   bool isAnalysisGroup() const { return IsAnalysisGroup; }
  99   bool isAnalysis() const { return IsAnalysis; }
 100
 101   /// isCFGOnlyPass - return true if this pass only looks at the CFG for the
 102   /// function.
 103   bool isCFGOnlyPass() const { return IsCFGOnlyPass; }
 104
 105   /// getNormalCtor - Return a pointer to a function, that when called, creates
 106   /// an instance of the pass and returns it.  This pointer may be null if there
 107   /// is no default constructor for the pass.
 108   ///
 109   NormalCtor_t getNormalCtor() const {
 110     return NormalCtor;
 111   }
 112   void setNormalCtor(NormalCtor_t Ctor) {
 113     NormalCtor = Ctor;
 114   }
 115
 116   /// getTargetMachineCtor - Return a pointer to a function, that when called
 117   /// with a TargetMachine, creates an instance of the pass and returns it.
 118   /// This pointer may be null if there is no constructor with a TargetMachine
 119   /// for the pass.
 120   ///
 121   TargetMachineCtor_t getTargetMachineCtor() const { return TargetMachineCtor; }
 122   void setTargetMachineCtor(TargetMachineCtor_t Ctor) {
 123     TargetMachineCtor = Ctor;
 124   }
 125
 126   /// createPass() - Use this method to create an instance of this pass.
 127   Pass *createPass() const;
 128
 129   /// addInterfaceImplemented - This method is called when this pass is
 130   /// registered as a member of an analysis group with the RegisterAnalysisGroup
 131   /// template.
 132   ///
 133   void addInterfaceImplemented(const PassInfo *ItfPI) {
 134     ItfImpl.push_back(ItfPI);
 135   }
 136
 137   /// getInterfacesImplemented - Return a list of all of the analysis group
 138   /// interfaces implemented by this pass.
 139   ///
 140   const std::vector<const PassInfo*> &getInterfacesImplemented() const {
 141     return ItfImpl;
 142   }
 143
 144 private:
 145   void operator=(const PassInfo &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 146   PassInfo(const PassInfo &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 147 };
 148
 149 #define CALL_ONCE_INITIALIZATION(function) \
 150   static volatile sys::cas_flag initialized = 0; \
 151   sys::cas_flag old_val = sys::CompareAndSwap(&initialized, 1, 0); \
 152   if (old_val == 0) { \
 153     function(Registry); \
 154     sys::MemoryFence(); \
 155     TsanIgnoreWritesBegin(); \
 156     TsanHappensBefore(&initialized); \
 157     initialized = 2; \
 158     TsanIgnoreWritesEnd(); \
 159   } else { \
 160     sys::cas_flag tmp = initialized; \
 161     sys::MemoryFence(); \
 162     while (tmp != 2) { \
 163       tmp = initialized; \
 164       sys::MemoryFence(); \
 165     } \
 166   } \
 167   TsanHappensAfter(&initialized);
 168
 169 #define INITIALIZE_TM_PASS(passName, arg, name, cfg, analysis) \
 170   static void* initialize##passName##PassOnce(PassRegistry &Registry) { \
 171     PassInfo *PI = new PassInfo(name, arg, & passName ::ID, \
 172       PassInfo::NormalCtor_t(callDefaultCtor< passName >), cfg, analysis, \
 173       PassInfo::TargetMachineCtor_t(callTargetMachineCtor< passName >)); \
 174     Registry.registerPass(*PI, true); \
 175     return PI; \
 176   } \
 177   void llvm::initialize##passName##Pass(PassRegistry &Registry) { \
 178     CALL_ONCE_INITIALIZATION(initialize##passName##PassOnce) \
 179   }
 180
 181 #define INITIALIZE_PASS(passName, arg, name, cfg, analysis) \
 182   static void* initialize##passName##PassOnce(PassRegistry &Registry) { \
 183     PassInfo *PI = new PassInfo(name, arg, & passName ::ID, \
 184       PassInfo::NormalCtor_t(callDefaultCtor< passName >), cfg, analysis); \
 185     Registry.registerPass(*PI, true); \
 186     return PI; \
 187   } \
 188   void llvm::initialize##passName##Pass(PassRegistry &Registry) { \
 189     CALL_ONCE_INITIALIZATION(initialize##passName##PassOnce) \
 190   }
 191
 192 #define INITIALIZE_PASS_BEGIN(passName, arg, name, cfg, analysis) \
 193   static void* initialize##passName##PassOnce(PassRegistry &Registry) {
 194
 195 #define INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(depName) \
 196     initialize##depName##Pass(Registry);
 197 #define INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(depName) \
 198     initialize##depName##AnalysisGroup(Registry);
 199
 200 #define INITIALIZE_PASS_END(passName, arg, name, cfg, analysis) \
 201     PassInfo *PI = new PassInfo(name, arg, & passName ::ID, \
 202       PassInfo::NormalCtor_t(callDefaultCtor< passName >), cfg, analysis); \
 203     Registry.registerPass(*PI, true); \
 204     return PI; \
 205   } \
 206   void llvm::initialize##passName##Pass(PassRegistry &Registry) { \
 207     CALL_ONCE_INITIALIZATION(initialize##passName##PassOnce) \
 208   }
 209
 210 template<typename PassName>
 211 Pass *callDefaultCtor() { return new PassName(); }
 212
 213 template <typename PassName> Pass *callTargetMachineCtor(TargetMachine *TM) {
 214   return new PassName(TM);
 215 }
 216
 217 //===---------------------------------------------------------------------------
 218 /// RegisterPass<t> template - This template class is used to notify the system
 219 /// that a Pass is available for use, and registers it into the internal
 220 /// database maintained by the PassManager.  Unless this template is used, opt,
 221 /// for example will not be able to see the pass and attempts to create the pass
 222 /// will fail. This template is used in the follow manner (at global scope, in
 223 /// your .cpp file):
 224 ///
 225 /// static RegisterPass<YourPassClassName> tmp("passopt", "My Pass Name");
 226 ///
 227 /// This statement will cause your pass to be created by calling the default
 228 /// constructor exposed by the pass.  If you have a different constructor that
 229 /// must be called, create a global constructor function (which takes the
 230 /// arguments you need and returns a Pass*) and register your pass like this:
 231 ///
 232 /// static RegisterPass<PassClassName> tmp("passopt", "My Name");
 233 ///
 234 template<typename passName>
 235 struct RegisterPass : public PassInfo {
 236
 237   // Register Pass using default constructor...
 238   RegisterPass(const char *PassArg, const char *Name, bool CFGOnly = false,
 239                bool is_analysis = false)
 240     : PassInfo(Name, PassArg, &passName::ID,
 241                PassInfo::NormalCtor_t(callDefaultCtor<passName>),
 242                CFGOnly, is_analysis) {
 243     PassRegistry::getPassRegistry()->registerPass(*this);
 244   }
 245 };
 246
 247
 248 /// RegisterAnalysisGroup - Register a Pass as a member of an analysis _group_.
 249 /// Analysis groups are used to define an interface (which need not derive from
 250 /// Pass) that is required by passes to do their job.  Analysis Groups differ
 251 /// from normal analyses because any available implementation of the group will
 252 /// be used if it is available.
 253 ///
 254 /// If no analysis implementing the interface is available, a default
 255 /// implementation is created and added.  A pass registers itself as the default
 256 /// implementation by specifying 'true' as the second template argument of this
 257 /// class.
 258 ///
 259 /// In addition to registering itself as an analysis group member, a pass must
 260 /// register itself normally as well.  Passes may be members of multiple groups
 261 /// and may still be "required" specifically by name.
 262 ///
 263 /// The actual interface may also be registered as well (by not specifying the
 264 /// second template argument).  The interface should be registered to associate
 265 /// a nice name with the interface.
 266 ///
 267 class RegisterAGBase : public PassInfo {
 268 public:
 269   RegisterAGBase(const char *Name,
 270                  const void *InterfaceID,
 271                  const void *PassID = nullptr,
 272                  bool isDefault = false);
 273 };
 274
 275 template<typename Interface, bool Default = false>
 276 struct RegisterAnalysisGroup : public RegisterAGBase {
 277   explicit RegisterAnalysisGroup(PassInfo &RPB)
 278     : RegisterAGBase(RPB.getPassName(),
 279                      &Interface::ID, RPB.getTypeInfo(),
 280                      Default) {
 281   }
 282
 283   explicit RegisterAnalysisGroup(const char *Name)
 284     : RegisterAGBase(Name, &Interface::ID) {
 285   }
 286 };
 287
 288 #define INITIALIZE_ANALYSIS_GROUP(agName, name, defaultPass) \
 289   static void* initialize##agName##AnalysisGroupOnce(PassRegistry &Registry) { \
 290     initialize##defaultPass##Pass(Registry); \
 291     PassInfo *AI = new PassInfo(name, & agName :: ID); \
 292     Registry.registerAnalysisGroup(& agName ::ID, 0, *AI, false, true); \
 293     return AI; \
 294   } \
 295   void llvm::initialize##agName##AnalysisGroup(PassRegistry &Registry) { \
 296     CALL_ONCE_INITIALIZATION(initialize##agName##AnalysisGroupOnce) \
 297   }
 298
 299
 300 #define INITIALIZE_AG_PASS(passName, agName, arg, name, cfg, analysis, def) \
 301   static void* initialize##passName##PassOnce(PassRegistry &Registry) { \
 302     if (!def) initialize##agName##AnalysisGroup(Registry); \
 303     PassInfo *PI = new PassInfo(name, arg, & passName ::ID, \
 304       PassInfo::NormalCtor_t(callDefaultCtor< passName >), cfg, analysis); \
 305     Registry.registerPass(*PI, true); \
 306     \
 307     PassInfo *AI = new PassInfo(name, & agName :: ID); \
 308     Registry.registerAnalysisGroup(& agName ::ID, & passName ::ID, \
 309                                    *AI, def, true); \
 310     return AI; \
 311   } \
 312   void llvm::initialize##passName##Pass(PassRegistry &Registry) { \
 313     CALL_ONCE_INITIALIZATION(initialize##passName##PassOnce) \
 314   }
 315
 316
 317 #define INITIALIZE_AG_PASS_BEGIN(passName, agName, arg, n, cfg, analysis, def) \
 318   static void* initialize##passName##PassOnce(PassRegistry &Registry) { \
 319     if (!def) initialize##agName##AnalysisGroup(Registry);
 320
 321 #define INITIALIZE_AG_PASS_END(passName, agName, arg, n, cfg, analysis, def) \
 322     PassInfo *PI = new PassInfo(n, arg, & passName ::ID, \
 323       PassInfo::NormalCtor_t(callDefaultCtor< passName >), cfg, analysis); \
 324     Registry.registerPass(*PI, true); \
 325     \
 326     PassInfo *AI = new PassInfo(n, & agName :: ID); \
 327     Registry.registerAnalysisGroup(& agName ::ID, & passName ::ID, \
 328                                    *AI, def, true); \
 329     return AI; \
 330   } \
 331   void llvm::initialize##passName##Pass(PassRegistry &Registry) { \
 332     CALL_ONCE_INITIALIZATION(initialize##passName##PassOnce) \
 333   }
 334
 335 //===---------------------------------------------------------------------------
 336 /// PassRegistrationListener class - This class is meant to be derived from by
 337 /// clients that are interested in which passes get registered and unregistered
 338 /// at runtime (which can be because of the RegisterPass constructors being run
 339 /// as the program starts up, or may be because a shared object just got
 340 /// loaded).
 341 ///
 342 struct PassRegistrationListener {
 343
 344   PassRegistrationListener() {}
 345   virtual ~PassRegistrationListener() {}
 346
 347   /// Callback functions - These functions are invoked whenever a pass is loaded
 348   /// or removed from the current executable.
 349   ///
 350   virtual void passRegistered(const PassInfo *) {}
 351
 352   /// enumeratePasses - Iterate over the registered passes, calling the
 353   /// passEnumerate callback on each PassInfo object.
 354   ///
 355   void enumeratePasses();
 356
 357   /// passEnumerate - Callback function invoked when someone calls
 358   /// enumeratePasses on this PassRegistrationListener object.
 359   ///
 360   virtual void passEnumerate(const PassInfo *) {}
 361 };
 362
 363
 364 } // End llvm namespace
 365
 366 #endif