include/llvm/PassSupport.h

   1 //===- llvm/PassSupport.h - Pass Support code -------------------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 // This file defines stuff that is used to define and "use" Passes.  This file
   4 // is automatically #included by Pass.h, so:
   5 //
   6 //           NO .CPP FILES SHOULD INCLUDE THIS FILE DIRECTLY
   7 //
   8 // Instead, #include Pass.h.
   9 //
  10 // This file defines Pass registration code and classes used for it.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_PASS_SUPPORT_H
  15 #define LLVM_PASS_SUPPORT_H
  16
  17 // No need to include Pass.h, we are being included by it!
  18
  19 class TargetData;
  20 class TargetMachine;
  21
  22 //===---------------------------------------------------------------------------
  23 /// PassInfo class - An instance of this class exists for every pass known by
  24 /// the system, and can be obtained from a live Pass by calling its
  25 /// getPassInfo() method.  These objects are set up by the RegisterPass<>
  26 /// template, defined below.
  27 ///
  28 class PassInfo {
  29   const char           *PassName;      // Nice name for Pass
  30   const char           *PassArgument;  // Command Line argument to run this pass
  31   const std::type_info &TypeInfo;      // type_info object for this Pass class
  32   unsigned char PassType;              // Set of enums values below...
  33   std::vector<const PassInfo*> ItfImpl;// Interfaces implemented by this pass
  34
  35   Pass *(*NormalCtor)();               // No argument ctor
  36   Pass *(*DataCtor)(const TargetData&);// Ctor taking const TargetData object...
  37   Pass *(*TargetCtor)(TargetMachine&);   // Ctor taking TargetMachine object...
  38
  39 public:
  40   /// PassType - Define symbolic constants that can be used to test to see if
  41   /// this pass should be listed by analyze or opt.  Passes can use none, one or
  42   /// many of these flags or'd together.  It is not legal to combine the
  43   /// AnalysisGroup flag with others.
  44   ///
  45   enum {
  46     Analysis = 1, Optimization = 2, LLC = 4, AnalysisGroup = 8
  47   };
  48
  49   /// PassInfo ctor - Do not call this directly, this should only be invoked
  50   /// through RegisterPass.
  51   PassInfo(const char *name, const char *arg, const std::type_info &ti,
  52            unsigned pt, Pass *(*normal)() = 0,
  53            Pass *(*datactor)(const TargetData &) = 0,
  54            Pass *(*targetctor)(TargetMachine &) = 0)
  55     : PassName(name), PassArgument(arg), TypeInfo(ti), PassType(pt),
  56       NormalCtor(normal), DataCtor(datactor), TargetCtor(targetctor)  {
  57   }
  58
  59   /// getPassName - Return the friendly name for the pass, never returns null
  60   ///
  61   const char *getPassName() const { return PassName; }
  62   void setPassName(const char *Name) { PassName = Name; }
  63
  64   /// getPassArgument - Return the command line option that may be passed to
  65   /// 'opt' that will cause this pass to be run.  This will return null if there
  66   /// is no argument.
  67   ///
  68   const char *getPassArgument() const { return PassArgument; }
  69
  70   /// getTypeInfo - Return the type_info object for the pass...
  71   ///
  72   const std::type_info &getTypeInfo() const { return TypeInfo; }
  73
  74   /// getPassType - Return the PassType of a pass.  Note that this can be
  75   /// several different types or'd together.  This is _strictly_ for use by opt,
  76   /// analyze and llc for deciding which passes to use as command line options.
  77   ///
  78   unsigned getPassType() const { return PassType; }
  79
  80   /// getNormalCtor - Return a pointer to a function, that when called, creates
  81   /// an instance of the pass and returns it.  This pointer may be null if there
  82   /// is no default constructor for the pass.
  83   ///
  84   Pass *(*getNormalCtor() const)() {
  85     return NormalCtor;
  86   }
  87   void setNormalCtor(Pass *(*Ctor)()) {
  88     NormalCtor = Ctor;
  89   }
  90
  91   /// createPass() - Use this method to create an instance of this pass.
  92   Pass *createPass() const {
  93     assert((PassType != AnalysisGroup || NormalCtor) &&
  94            "No default implementation found for analysis group!");
  95     assert(NormalCtor &&
  96            "Cannot call createPass on PassInfo without default ctor!");
  97     return NormalCtor();
  98   }
  99
 100   /// getDataCtor - Return a pointer to a function that creates an instance of
 101   /// the pass and returns it.  This returns a constructor for a version of the
 102   /// pass that takes a TargetData object as a parameter.
 103   ///
 104   Pass *(*getDataCtor() const)(const TargetData &) {
 105     return DataCtor;
 106   }
 107
 108   /// getTargetCtor - Return a pointer to a function that creates an instance of
 109   /// the pass and returns it.  This returns a constructor for a version of the
 110   /// pass that takes a TargetMachine object as a parameter.
 111   ///
 112   Pass *(*getTargetCtor() const)(TargetMachine &) {
 113     return TargetCtor;
 114   }
 115
 116   /// addInterfaceImplemented - This method is called when this pass is
 117   /// registered as a member of an analysis group with the RegisterAnalysisGroup
 118   /// template.
 119   ///
 120   void addInterfaceImplemented(const PassInfo *ItfPI) {
 121     ItfImpl.push_back(ItfPI);
 122   }
 123
 124   /// getInterfacesImplemented - Return a list of all of the analysis group
 125   /// interfaces implemented by this pass.
 126   ///
 127   const std::vector<const PassInfo*> &getInterfacesImplemented() const {
 128     return ItfImpl;
 129   }
 130 };
 131
 132
 133 //===---------------------------------------------------------------------------
 134 /// RegisterPass<t> template - This template class is used to notify the system
 135 /// that a Pass is available for use, and registers it into the internal
 136 /// database maintained by the PassManager.  Unless this template is used, opt,
 137 /// for example will not be able to see the pass and attempts to create the pass
 138 /// will fail. This template is used in the follow manner (at global scope, in
 139 /// your .cpp file):
 140 ///
 141 /// static RegisterPass<YourPassClassName> tmp("passopt", "My Pass Name");
 142 ///
 143 /// This statement will cause your pass to be created by calling the default
 144 /// constructor exposed by the pass.  If you have a different constructor that
 145 /// must be called, create a global constructor function (which takes the
 146 /// arguments you need and returns a Pass*) and register your pass like this:
 147 ///
 148 /// Pass *createMyPass(foo &opt) { return new MyPass(opt); }
 149 /// static RegisterPass<PassClassName> tmp("passopt", "My Name", createMyPass);
 150 ///
 151 struct RegisterPassBase {
 152   /// getPassInfo - Get the pass info for the registered class...
 153   ///
 154   const PassInfo *getPassInfo() const { return PIObj; }
 155
 156   RegisterPassBase() : PIObj(0) {}
 157   ~RegisterPassBase() {   // Intentionally non-virtual...
 158     if (PIObj) unregisterPass(PIObj);
 159   }
 160
 161 protected:
 162   PassInfo *PIObj;       // The PassInfo object for this pass
 163   void registerPass(PassInfo *);
 164   void unregisterPass(PassInfo *);
 165
 166   /// setPreservesCFG - Notice that this pass only depends on the CFG, so
 167   /// transformations that do not modify the CFG do not invalidate this pass.
 168   ///
 169   void setPreservesCFG();
 170 };
 171
 172 template<typename PassName>
 173 Pass *callDefaultCtor() { return new PassName(); }
 174 template<typename PassName>
 175 Pass *callTargetDataCtor(const TargetData &TD) { return new PassName(TD); }
 176
 177 template<typename PassName>
 178 struct RegisterPass : public RegisterPassBase {
 179
 180   // Register Pass using default constructor...
 181   RegisterPass(const char *PassArg, const char *Name, unsigned PassTy = 0) {
 182     registerPass(new PassInfo(Name, PassArg, typeid(PassName), PassTy,
 183                               callDefaultCtor<PassName>));
 184   }
 185
 186   // Register Pass using default constructor explicitly...
 187   RegisterPass(const char *PassArg, const char *Name, unsigned PassTy,
 188                Pass *(*ctor)()) {
 189     registerPass(new PassInfo(Name, PassArg, typeid(PassName), PassTy, ctor));
 190   }
 191
 192   // Register Pass using TargetData constructor...
 193   RegisterPass(const char *PassArg, const char *Name, unsigned PassTy,
 194                Pass *(*datactor)(const TargetData &)) {
 195     registerPass(new PassInfo(Name, PassArg, typeid(PassName), PassTy,
 196                               0, datactor));
 197   }
 198
 199   // Register Pass using TargetMachine constructor...
 200   RegisterPass(const char *PassArg, const char *Name, unsigned PassTy,
 201                Pass *(*targetctor)(TargetMachine &)) {
 202     registerPass(new PassInfo(Name, PassArg, typeid(PassName), PassTy,
 203                               0, 0, targetctor));
 204   }
 205
 206   // Generic constructor version that has an unknown ctor type...
 207   template<typename CtorType>
 208   RegisterPass(const char *PassArg, const char *Name, unsigned PassTy,
 209                CtorType *Fn) {
 210     registerPass(new PassInfo(Name, PassArg, typeid(PassName), PassTy, 0));
 211   }
 212 };
 213
 214 /// RegisterOpt - Register something that is to show up in Opt, this is just a
 215 /// shortcut for specifying RegisterPass...
 216 ///
 217 template<typename PassName>
 218 struct RegisterOpt : public RegisterPassBase {
 219   RegisterOpt(const char *PassArg, const char *Name) {
 220     registerPass(new PassInfo(Name, PassArg, typeid(PassName),
 221                               PassInfo::Optimization,
 222                               callDefaultCtor<PassName>));
 223   }
 224
 225   /// Register Pass using default constructor explicitly...
 226   ///
 227   RegisterOpt(const char *PassArg, const char *Name, Pass *(*ctor)()) {
 228     registerPass(new PassInfo(Name, PassArg, typeid(PassName),
 229                               PassInfo::Optimization, ctor));
 230   }
 231
 232   /// Register Pass using TargetData constructor...
 233   ///
 234   RegisterOpt(const char *PassArg, const char *Name,
 235                Pass *(*datactor)(const TargetData &)) {
 236     registerPass(new PassInfo(Name, PassArg, typeid(PassName),
 237                               PassInfo::Optimization, 0, datactor));
 238   }
 239
 240   /// Register Pass using TargetMachine constructor...
 241   ///
 242   RegisterOpt(const char *PassArg, const char *Name,
 243                Pass *(*targetctor)(TargetMachine &)) {
 244     registerPass(new PassInfo(Name, PassArg, typeid(PassName),
 245                               PassInfo::Optimization, 0, 0, targetctor));
 246   }
 247 };
 248
 249 /// RegisterAnalysis - Register something that is to show up in Analysis, this
 250 /// is just a shortcut for specifying RegisterPass...  Analyses take a special
 251 /// argument that, when set to true, tells the system that the analysis ONLY
 252 /// depends on the shape of the CFG, so if a transformation preserves the CFG
 253 /// that the analysis is not invalidated.
 254 ///
 255 template<typename PassName>
 256 struct RegisterAnalysis : public RegisterPassBase {
 257   RegisterAnalysis(const char *PassArg, const char *Name,
 258                    bool CFGOnly = false) {
 259     registerPass(new PassInfo(Name, PassArg, typeid(PassName),
 260                               PassInfo::Analysis,
 261                               callDefaultCtor<PassName>));
 262     if (CFGOnly)
 263       setPreservesCFG();
 264   }
 265 };
 266
 267 /// RegisterLLC - Register something that is to show up in LLC, this is just a
 268 /// shortcut for specifying RegisterPass...
 269 ///
 270 template<typename PassName>
 271 struct RegisterLLC : public RegisterPassBase {
 272   RegisterLLC(const char *PassArg, const char *Name) {
 273     registerPass(new PassInfo(Name, PassArg, typeid(PassName),
 274                               PassInfo::LLC,
 275                               callDefaultCtor<PassName>));
 276   }
 277
 278   /// Register Pass using default constructor explicitly...
 279   ///
 280   RegisterLLC(const char *PassArg, const char *Name, Pass *(*ctor)()) {
 281     registerPass(new PassInfo(Name, PassArg, typeid(PassName),
 282                               PassInfo::LLC, ctor));
 283   }
 284
 285   /// Register Pass using TargetData constructor...
 286   ///
 287   RegisterLLC(const char *PassArg, const char *Name,
 288                Pass *(*datactor)(const TargetData &)) {
 289     registerPass(new PassInfo(Name, PassArg, typeid(PassName),
 290                               PassInfo::LLC, 0, datactor));
 291   }
 292
 293   /// Register Pass using TargetMachine constructor...
 294   ///
 295   RegisterLLC(const char *PassArg, const char *Name,
 296                Pass *(*datactor)(TargetMachine &)) {
 297     registerPass(new PassInfo(Name, PassArg, typeid(PassName),
 298                               PassInfo::LLC));
 299   }
 300 };
 301
 302
 303 /// RegisterAnalysisGroup - Register a Pass as a member of an analysis _group_.
 304 /// Analysis groups are used to define an interface (which need not derive from
 305 /// Pass) that is required by passes to do their job.  Analysis Groups differ
 306 /// from normal analyses because any available implementation of the group will
 307 /// be used if it is available.
 308 ///
 309 /// If no analysis implementing the interface is available, a default
 310 /// implementation is created and added.  A pass registers itself as the default
 311 /// implementation by specifying 'true' as the third template argument of this
 312 /// class.
 313 ///
 314 /// In addition to registering itself as an analysis group member, a pass must
 315 /// register itself normally as well.  Passes may be members of multiple groups
 316 /// and may still be "required" specifically by name.
 317 ///
 318 /// The actual interface may also be registered as well (by not specifying the
 319 /// second template argument).  The interface should be registered to associate
 320 /// a nice name with the interface.
 321 ///
 322 class RegisterAGBase : public RegisterPassBase {
 323   PassInfo *InterfaceInfo;
 324   const PassInfo *ImplementationInfo;
 325   bool isDefaultImplementation;
 326 protected:
 327   RegisterAGBase(const std::type_info &Interface,
 328                  const std::type_info *Pass = 0,
 329                  bool isDefault = false);
 330   void setGroupName(const char *Name);
 331 public:
 332   ~RegisterAGBase();
 333 };
 334
 335
 336 template<typename Interface, typename DefaultImplementationPass = void,
 337          bool Default = false>
 338 struct RegisterAnalysisGroup : public RegisterAGBase {
 339   RegisterAnalysisGroup() : RegisterAGBase(typeid(Interface),
 340                                            &typeid(DefaultImplementationPass),
 341                                            Default) {
 342   }
 343 };
 344
 345 /// Define a specialization of RegisterAnalysisGroup that is used to set the
 346 /// name for the analysis group.
 347 ///
 348 template<typename Interface>
 349 struct RegisterAnalysisGroup<Interface, void, false> : public RegisterAGBase {
 350   RegisterAnalysisGroup(const char *Name)
 351     : RegisterAGBase(typeid(Interface)) {
 352     setGroupName(Name);
 353   }
 354 };
 355
 356
 357
 358 //===---------------------------------------------------------------------------
 359 /// PassRegistrationListener class - This class is meant to be derived from by
 360 /// clients that are interested in which passes get registered and unregistered
 361 /// at runtime (which can be because of the RegisterPass constructors being run
 362 /// as the program starts up, or may be because a shared object just got
 363 /// loaded).  Deriving from the PassRegistationListener class automatically
 364 /// registers your object to receive callbacks indicating when passes are loaded
 365 /// and removed.
 366 ///
 367 struct PassRegistrationListener {
 368
 369   /// PassRegistrationListener ctor - Add the current object to the list of
 370   /// PassRegistrationListeners...
 371   PassRegistrationListener();
 372
 373   /// dtor - Remove object from list of listeners...
 374   ///
 375   virtual ~PassRegistrationListener();
 376
 377   /// Callback functions - These functions are invoked whenever a pass is loaded
 378   /// or removed from the current executable.
 379   ///
 380   virtual void passRegistered(const PassInfo *P) {}
 381   virtual void passUnregistered(const PassInfo *P) {}
 382
 383   /// enumeratePasses - Iterate over the registered passes, calling the
 384   /// passEnumerate callback on each PassInfo object.
 385   ///
 386   void enumeratePasses();
 387
 388   /// passEnumerate - Callback function invoked when someone calls
 389   /// enumeratePasses on this PassRegistrationListener object.
 390   ///
 391   virtual void passEnumerate(const PassInfo *P) {}
 392 };
 393
 394
 395 //===---------------------------------------------------------------------------
 396 /// IncludeFile class - This class is used as a hack to make sure that the
 397 /// implementation of a header file is included into a tool that uses the
 398 /// header.  This is solely to overcome problems linking .a files and not
 399 /// getting the implementation of passes we need.
 400 ///
 401 struct IncludeFile {
 402   IncludeFile(void *);
 403 };
 404 #endif