lib/CodeGen/AsmPrinter/DwarfDebug.h

   1 //===-- llvm/CodeGen/DwarfDebug.h - Dwarf Debug Framework ------*- 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 contains support for writing dwarf debug info into asm files.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef CODEGEN_ASMPRINTER_DWARFDEBUG_H__
  15 #define CODEGEN_ASMPRINTER_DWARFDEBUG_H__
  16
  17 #include "llvm/CodeGen/AsmPrinter.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/LexicalScopes.h"
  19 #include "llvm/MC/MachineLocation.h"
  20 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
  21 #include "DIE.h"
  22 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  23 #include "llvm/ADT/FoldingSet.h"
  24 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  25 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  26 #include "llvm/ADT/UniqueVector.h"
  27 #include "llvm/Support/Allocator.h"
  28 #include "llvm/Support/DebugLoc.h"
  29
  30 namespace llvm {
  31
  32 class CompileUnit;
  33 class DbgConcreteScope;
  34 class DbgVariable;
  35 class MachineFrameInfo;
  36 class MachineModuleInfo;
  37 class MachineOperand;
  38 class MCAsmInfo;
  39 class DIEAbbrev;
  40 class DIE;
  41 class DIEBlock;
  42 class DIEEntry;
  43
  44 //===----------------------------------------------------------------------===//
  45 /// SrcLineInfo - This class is used to record source line correspondence.
  46 ///
  47 class SrcLineInfo {
  48   unsigned Line;                     // Source line number.
  49   unsigned Column;                   // Source column.
  50   unsigned SourceID;                 // Source ID number.
  51   MCSymbol *Label;                   // Label in code ID number.
  52 public:
  53   SrcLineInfo(unsigned L, unsigned C, unsigned S, MCSymbol *label)
  54     : Line(L), Column(C), SourceID(S), Label(label) {}
  55
  56   // Accessors
  57   unsigned getLine() const { return Line; }
  58   unsigned getColumn() const { return Column; }
  59   unsigned getSourceID() const { return SourceID; }
  60   MCSymbol *getLabel() const { return Label; }
  61 };
  62
  63 /// DotDebugLocEntry - This struct describes location entries emitted in
  64 /// .debug_loc section.
  65 typedef struct DotDebugLocEntry {
  66   const MCSymbol *Begin;
  67   const MCSymbol *End;
  68   MachineLocation Loc;
  69   const MDNode *Variable;
  70   bool Merged;
  71   bool Constant;
  72   enum EntryType {
  73     E_Location,
  74     E_Integer,
  75     E_ConstantFP,
  76     E_ConstantInt
  77   };
  78   enum EntryType EntryKind;
  79
  80   union {
  81     int64_t Int;
  82     const ConstantFP *CFP;
  83     const ConstantInt *CIP;
  84   } Constants;
  85   DotDebugLocEntry()
  86     : Begin(0), End(0), Variable(0), Merged(false),
  87       Constant(false) { Constants.Int = 0;}
  88   DotDebugLocEntry(const MCSymbol *B, const MCSymbol *E, MachineLocation &L,
  89                    const MDNode *V)
  90     : Begin(B), End(E), Loc(L), Variable(V), Merged(false),
  91       Constant(false) { Constants.Int = 0; EntryKind = E_Location; }
  92   DotDebugLocEntry(const MCSymbol *B, const MCSymbol *E, int64_t i)
  93     : Begin(B), End(E), Variable(0), Merged(false),
  94       Constant(true) { Constants.Int = i; EntryKind = E_Integer; }
  95   DotDebugLocEntry(const MCSymbol *B, const MCSymbol *E, const ConstantFP *FPtr)
  96     : Begin(B), End(E), Variable(0), Merged(false),
  97       Constant(true) { Constants.CFP = FPtr; EntryKind = E_ConstantFP; }
  98   DotDebugLocEntry(const MCSymbol *B, const MCSymbol *E, const ConstantInt *IPtr)
  99     : Begin(B), End(E), Variable(0), Merged(false),
 100       Constant(true) { Constants.CIP = IPtr; EntryKind = E_ConstantInt; }
 101
 102   /// Empty entries are also used as a trigger to emit temp label. Such
 103   /// labels are referenced is used to find debug_loc offset for a given DIE.
 104   bool isEmpty() { return Begin == 0 && End == 0; }
 105   bool isMerged() { return Merged; }
 106   void Merge(DotDebugLocEntry *Next) {
 107     if (!(Begin && Loc == Next->Loc && End == Next->Begin))
 108       return;
 109     Next->Begin = Begin;
 110     Merged = true;
 111   }
 112   bool isLocation() const    { return EntryKind == E_Location; }
 113   bool isInt() const         { return EntryKind == E_Integer; }
 114   bool isConstantFP() const  { return EntryKind == E_ConstantFP; }
 115   bool isConstantInt() const { return EntryKind == E_ConstantInt; }
 116   int64_t getInt()                    { return Constants.Int; }
 117   const ConstantFP *getConstantFP()   { return Constants.CFP; }
 118   const ConstantInt *getConstantInt() { return Constants.CIP; }
 119 } DotDebugLocEntry;
 120
 121 //===----------------------------------------------------------------------===//
 122 /// DbgVariable - This class is used to track local variable information.
 123 ///
 124 class DbgVariable {
 125   DIVariable Var;                    // Variable Descriptor.
 126   DIE *TheDIE;                       // Variable DIE.
 127   unsigned DotDebugLocOffset;        // Offset in DotDebugLocEntries.
 128   DbgVariable *AbsVar;               // Corresponding Abstract variable, if any.
 129   const MachineInstr *MInsn;         // DBG_VALUE instruction of the variable.
 130   int FrameIndex;
 131 public:
 132   // AbsVar may be NULL.
 133   DbgVariable(DIVariable V, DbgVariable *AV)
 134     : Var(V), TheDIE(0), DotDebugLocOffset(~0U), AbsVar(AV), MInsn(0),
 135       FrameIndex(~0) {}
 136
 137   // Accessors.
 138   DIVariable getVariable()           const { return Var; }
 139   void setDIE(DIE *D)                      { TheDIE = D; }
 140   DIE *getDIE()                      const { return TheDIE; }
 141   void setDotDebugLocOffset(unsigned O)    { DotDebugLocOffset = O; }
 142   unsigned getDotDebugLocOffset()    const { return DotDebugLocOffset; }
 143   StringRef getName()                const { return Var.getName(); }
 144   DbgVariable *getAbstractVariable() const { return AbsVar; }
 145   const MachineInstr *getMInsn()     const { return MInsn; }
 146   void setMInsn(const MachineInstr *M)     { MInsn = M; }
 147   int getFrameIndex()                const { return FrameIndex; }
 148   void setFrameIndex(int FI)               { FrameIndex = FI; }
 149   // Translate tag to proper Dwarf tag.
 150   unsigned getTag()                  const {
 151     if (Var.getTag() == dwarf::DW_TAG_arg_variable)
 152       return dwarf::DW_TAG_formal_parameter;
 153
 154     return dwarf::DW_TAG_variable;
 155   }
 156   /// isArtificial - Return true if DbgVariable is artificial.
 157   bool isArtificial()                const {
 158     if (Var.isArtificial())
 159       return true;
 160     if (Var.getTag() == dwarf::DW_TAG_arg_variable
 161         && getType().isArtificial())
 162       return true;
 163     return false;
 164   }
 165   bool variableHasComplexAddress()   const {
 166     assert(Var.Verify() && "Invalid complex DbgVariable!");
 167     return Var.hasComplexAddress();
 168   }
 169   bool isBlockByrefVariable()        const {
 170     assert(Var.Verify() && "Invalid complex DbgVariable!");
 171     return Var.isBlockByrefVariable();
 172   }
 173   unsigned getNumAddrElements()      const {
 174     assert(Var.Verify() && "Invalid complex DbgVariable!");
 175     return Var.getNumAddrElements();
 176   }
 177   uint64_t getAddrElement(unsigned i) const {
 178     return Var.getAddrElement(i);
 179   }
 180   DIType getType() const;
 181 };
 182
 183 class DwarfDebug {
 184   /// Asm - Target of Dwarf emission.
 185   AsmPrinter *Asm;
 186
 187   /// MMI - Collected machine module information.
 188   MachineModuleInfo *MMI;
 189
 190   //===--------------------------------------------------------------------===//
 191   // Attributes used to construct specific Dwarf sections.
 192   //
 193
 194   CompileUnit *FirstCU;
 195   DenseMap <const MDNode *, CompileUnit *> CUMap;
 196
 197   /// AbbreviationsSet - Used to uniquely define abbreviations.
 198   ///
 199   FoldingSet<DIEAbbrev> AbbreviationsSet;
 200
 201   /// Abbreviations - A list of all the unique abbreviations in use.
 202   ///
 203   std::vector<DIEAbbrev *> Abbreviations;
 204
 205   /// SourceIdMap - Source id map, i.e. pair of directory id and source file
 206   /// id mapped to a unique id.
 207   StringMap<unsigned> SourceIdMap;
 208
 209   /// StringPool - A String->Symbol mapping of strings used by indirect
 210   /// references.
 211   StringMap<std::pair<MCSymbol*, unsigned> > StringPool;
 212   unsigned NextStringPoolNumber;
 213
 214   MCSymbol *getStringPoolEntry(StringRef Str);
 215
 216   /// SectionMap - Provides a unique id per text section.
 217   ///
 218   UniqueVector<const MCSection*> SectionMap;
 219
 220   /// CurrentFnArguments - List of Arguments (DbgValues) for current function.
 221   SmallVector<DbgVariable *, 8> CurrentFnArguments;
 222
 223   LexicalScopes LScopes;
 224
 225   /// AbstractSPDies - Collection of abstract subprogram DIEs.
 226   DenseMap<const MDNode *, DIE *> AbstractSPDies;
 227
 228   /// ScopeVariables - Collection of dbg variables of a scope.
 229   DenseMap<LexicalScope *, SmallVector<DbgVariable *, 8> > ScopeVariables;
 230
 231   /// AbstractVariables - Collection on abstract variables.
 232   DenseMap<const MDNode *, DbgVariable *> AbstractVariables;
 233
 234   /// DotDebugLocEntries - Collection of DotDebugLocEntry.
 235   SmallVector<DotDebugLocEntry, 4> DotDebugLocEntries;
 236
 237   /// InliendSubprogramDIEs - Collection of subprgram DIEs that are marked
 238   /// (at the end of the module) as DW_AT_inline.
 239   SmallPtrSet<DIE *, 4> InlinedSubprogramDIEs;
 240
 241   /// InlineInfo - Keep track of inlined functions and their location.  This
 242   /// information is used to populate debug_inlined section.
 243   typedef std::pair<const MCSymbol *, DIE *> InlineInfoLabels;
 244   DenseMap<const MDNode *, SmallVector<InlineInfoLabels, 4> > InlineInfo;
 245   SmallVector<const MDNode *, 4> InlinedSPNodes;
 246
 247   // ProcessedSPNodes - This is a collection of subprogram MDNodes that
 248   // are processed to create DIEs.
 249   SmallPtrSet<const MDNode *, 16> ProcessedSPNodes;
 250
 251   /// LabelsBeforeInsn - Maps instruction with label emitted before
 252   /// instruction.
 253   DenseMap<const MachineInstr *, MCSymbol *> LabelsBeforeInsn;
 254
 255   /// LabelsAfterInsn - Maps instruction with label emitted after
 256   /// instruction.
 257   DenseMap<const MachineInstr *, MCSymbol *> LabelsAfterInsn;
 258
 259   /// UserVariables - Every user variable mentioned by a DBG_VALUE instruction
 260   /// in order of appearance.
 261   SmallVector<const MDNode*, 8> UserVariables;
 262
 263   /// DbgValues - For each user variable, keep a list of DBG_VALUE
 264   /// instructions in order. The list can also contain normal instructions that
 265   /// clobber the previous DBG_VALUE.
 266   typedef DenseMap<const MDNode*, SmallVector<const MachineInstr*, 4> >
 267     DbgValueHistoryMap;
 268   DbgValueHistoryMap DbgValues;
 269
 270   SmallVector<const MCSymbol *, 8> DebugRangeSymbols;
 271
 272   /// Previous instruction's location information. This is used to determine
 273   /// label location to indicate scope boundries in dwarf debug info.
 274   DebugLoc PrevInstLoc;
 275   MCSymbol *PrevLabel;
 276
 277   /// PrologEndLoc - This location indicates end of function prologue and
 278   /// beginning of function body.
 279   DebugLoc PrologEndLoc;
 280
 281   struct FunctionDebugFrameInfo {
 282     unsigned Number;
 283     std::vector<MachineMove> Moves;
 284
 285     FunctionDebugFrameInfo(unsigned Num, const std::vector<MachineMove> &M)
 286       : Number(Num), Moves(M) {}
 287   };
 288
 289   std::vector<FunctionDebugFrameInfo> DebugFrames;
 290
 291   // DIEValueAllocator - All DIEValues are allocated through this allocator.
 292   BumpPtrAllocator DIEValueAllocator;
 293
 294   // Section Symbols: these are assembler temporary labels that are emitted at
 295   // the beginning of each supported dwarf section.  These are used to form
 296   // section offsets and are created by EmitSectionLabels.
 297   MCSymbol *DwarfInfoSectionSym, *DwarfAbbrevSectionSym;
 298   MCSymbol *DwarfStrSectionSym, *TextSectionSym, *DwarfDebugRangeSectionSym;
 299   MCSymbol *DwarfDebugLocSectionSym;
 300   MCSymbol *FunctionBeginSym, *FunctionEndSym;
 301
 302 private:
 303
 304   /// assignAbbrevNumber - Define a unique number for the abbreviation.
 305   ///
 306   void assignAbbrevNumber(DIEAbbrev &Abbrev);
 307
 308   void addScopeVariable(LexicalScope *LS, DbgVariable *Var);
 309
 310   /// findAbstractVariable - Find abstract variable associated with Var.
 311   DbgVariable *findAbstractVariable(DIVariable &Var, DebugLoc Loc);
 312
 313   /// updateSubprogramScopeDIE - Find DIE for the given subprogram and
 314   /// attach appropriate DW_AT_low_pc and DW_AT_high_pc attributes.
 315   /// If there are global variables in this scope then create and insert
 316   /// DIEs for these variables.
 317   DIE *updateSubprogramScopeDIE(CompileUnit *SPCU, const MDNode *SPNode);
 318
 319   /// constructLexicalScope - Construct new DW_TAG_lexical_block
 320   /// for this scope and attach DW_AT_low_pc/DW_AT_high_pc labels.
 321   DIE *constructLexicalScopeDIE(CompileUnit *TheCU, LexicalScope *Scope);
 322
 323   /// constructInlinedScopeDIE - This scope represents inlined body of
 324   /// a function. Construct DIE to represent this concrete inlined copy
 325   /// of the function.
 326   DIE *constructInlinedScopeDIE(CompileUnit *TheCU, LexicalScope *Scope);
 327
 328   /// constructVariableDIE - Construct a DIE for the given DbgVariable.
 329   DIE *constructVariableDIE(DbgVariable *DV, LexicalScope *S);
 330
 331   /// constructScopeDIE - Construct a DIE for this scope.
 332   DIE *constructScopeDIE(CompileUnit *TheCU, LexicalScope *Scope);
 333
 334   /// EmitSectionLabels - Emit initial Dwarf sections with a label at
 335   /// the start of each one.
 336   void EmitSectionLabels();
 337
 338   /// emitDIE - Recusively Emits a debug information entry.
 339   ///
 340   void emitDIE(DIE *Die);
 341
 342   /// computeSizeAndOffset - Compute the size and offset of a DIE.
 343   ///
 344   unsigned computeSizeAndOffset(DIE *Die, unsigned Offset, bool Last);
 345
 346   /// computeSizeAndOffsets - Compute the size and offset of all the DIEs.
 347   ///
 348   void computeSizeAndOffsets();
 349
 350   /// EmitDebugInfo - Emit the debug info section.
 351   ///
 352   void emitDebugInfo();
 353
 354   /// emitAbbreviations - Emit the abbreviation section.
 355   ///
 356   void emitAbbreviations() const;
 357
 358   /// emitEndOfLineMatrix - Emit the last address of the section and the end of
 359   /// the line matrix.
 360   ///
 361   void emitEndOfLineMatrix(unsigned SectionEnd);
 362
 363   /// emitDebugPubNames - Emit visible names into a debug pubnames section.
 364   ///
 365   void emitDebugPubNames();
 366
 367   /// emitDebugPubTypes - Emit visible types into a debug pubtypes section.
 368   ///
 369   void emitDebugPubTypes();
 370
 371   /// emitDebugStr - Emit visible names into a debug str section.
 372   ///
 373   void emitDebugStr();
 374
 375   /// emitDebugLoc - Emit visible names into a debug loc section.
 376   ///
 377   void emitDebugLoc();
 378
 379   /// EmitDebugARanges - Emit visible names into a debug aranges section.
 380   ///
 381   void EmitDebugARanges();
 382
 383   /// emitDebugRanges - Emit visible names into a debug ranges section.
 384   ///
 385   void emitDebugRanges();
 386
 387   /// emitDebugMacInfo - Emit visible names into a debug macinfo section.
 388   ///
 389   void emitDebugMacInfo();
 390
 391   /// emitDebugInlineInfo - Emit inline info using following format.
 392   /// Section Header:
 393   /// 1. length of section
 394   /// 2. Dwarf version number
 395   /// 3. address size.
 396   ///
 397   /// Entries (one "entry" for each function that was inlined):
 398   ///
 399   /// 1. offset into __debug_str section for MIPS linkage name, if exists;
 400   ///   otherwise offset into __debug_str for regular function name.
 401   /// 2. offset into __debug_str section for regular function name.
 402   /// 3. an unsigned LEB128 number indicating the number of distinct inlining
 403   /// instances for the function.
 404   ///
 405   /// The rest of the entry consists of a {die_offset, low_pc}  pair for each
 406   /// inlined instance; the die_offset points to the inlined_subroutine die in
 407   /// the __debug_info section, and the low_pc is the starting address  for the
 408   ///  inlining instance.
 409   void emitDebugInlineInfo();
 410
 411   /// constructCompileUnit - Create new CompileUnit for the given
 412   /// metadata node with tag DW_TAG_compile_unit.
 413   void constructCompileUnit(const MDNode *N);
 414
 415   /// getCompielUnit - Get CompileUnit DIE.
 416   CompileUnit *getCompileUnit(const MDNode *N) const;
 417
 418   /// constructGlobalVariableDIE - Construct global variable DIE.
 419   void constructGlobalVariableDIE(CompileUnit *TheCU, const MDNode *N);
 420
 421   /// construct SubprogramDIE - Construct subprogram DIE.
 422   void constructSubprogramDIE(CompileUnit *TheCU, const MDNode *N);
 423
 424   /// recordSourceLine - Register a source line with debug info. Returns the
 425   /// unique label that was emitted and which provides correspondence to
 426   /// the source line list.
 427   void recordSourceLine(unsigned Line, unsigned Col, const MDNode *Scope,
 428                         unsigned Flags);
 429
 430   /// identifyScopeMarkers() - Indentify instructions that are marking
 431   /// beginning of or end of a scope.
 432   void identifyScopeMarkers();
 433
 434   /// addCurrentFnArgument - If Var is an current function argument that add
 435   /// it in CurrentFnArguments list.
 436   bool addCurrentFnArgument(const MachineFunction *MF,
 437                             DbgVariable *Var, LexicalScope *Scope);
 438
 439   /// collectVariableInfo - Populate LexicalScope entries with variables' info.
 440   void collectVariableInfo(const MachineFunction *,
 441                            SmallPtrSet<const MDNode *, 16> &ProcessedVars);
 442
 443   /// collectVariableInfoFromMMITable - Collect variable information from
 444   /// side table maintained by MMI.
 445   void collectVariableInfoFromMMITable(const MachineFunction * MF,
 446                                        SmallPtrSet<const MDNode *, 16> &P);
 447
 448   /// requestLabelBeforeInsn - Ensure that a label will be emitted before MI.
 449   void requestLabelBeforeInsn(const MachineInstr *MI) {
 450     LabelsBeforeInsn.insert(std::make_pair(MI, (MCSymbol*)0));
 451   }
 452
 453   /// getLabelBeforeInsn - Return Label preceding the instruction.
 454   const MCSymbol *getLabelBeforeInsn(const MachineInstr *MI);
 455
 456   /// requestLabelAfterInsn - Ensure that a label will be emitted after MI.
 457   void requestLabelAfterInsn(const MachineInstr *MI) {
 458     LabelsAfterInsn.insert(std::make_pair(MI, (MCSymbol*)0));
 459   }
 460
 461   /// getLabelAfterInsn - Return Label immediately following the instruction.
 462   const MCSymbol *getLabelAfterInsn(const MachineInstr *MI);
 463
 464 public:
 465   //===--------------------------------------------------------------------===//
 466   // Main entry points.
 467   //
 468   DwarfDebug(AsmPrinter *A, Module *M);
 469   ~DwarfDebug();
 470
 471   /// collectInfoFromNamedMDNodes - Collect debug info from named mdnodes such
 472   /// as llvm.dbg.enum and llvm.dbg.ty
 473   void collectInfoFromNamedMDNodes(Module *M);
 474
 475   /// collectLegacyDebugInfo - Collect debug info using DebugInfoFinder.
 476   /// FIXME - Remove this when dragon-egg and llvm-gcc switch to DIBuilder.
 477   bool collectLegacyDebugInfo(Module *M);
 478
 479   /// beginModule - Emit all Dwarf sections that should come prior to the
 480   /// content.
 481   void beginModule(Module *M);
 482
 483   /// endModule - Emit all Dwarf sections that should come after the content.
 484   ///
 485   void endModule();
 486
 487   /// beginFunction - Gather pre-function debug information.  Assumes being
 488   /// emitted immediately after the function entry point.
 489   void beginFunction(const MachineFunction *MF);
 490
 491   /// endFunction - Gather and emit post-function debug information.
 492   ///
 493   void endFunction(const MachineFunction *MF);
 494
 495   /// beginInstruction - Process beginning of an instruction.
 496   void beginInstruction(const MachineInstr *MI);
 497
 498   /// endInstruction - Prcess end of an instruction.
 499   void endInstruction(const MachineInstr *MI);
 500
 501   /// GetOrCreateSourceID - Look up the source id with the given directory and
 502   /// source file names. If none currently exists, create a new id and insert it
 503   /// in the SourceIds map.
 504   unsigned GetOrCreateSourceID(StringRef DirName, StringRef FullName);
 505
 506   /// createSubprogramDIE - Create new DIE using SP.
 507   DIE *createSubprogramDIE(DISubprogram SP);
 508 };
 509 } // End of namespace llvm
 510
 511 #endif