Now that we have atomics support properly detected by configure,
[oota-llvm.git] / include / llvm / Pass.h
index edd7e738c8d657a5d29824f81b44bfe1856766b5..923de658c3b95e33006fcb33dbf187322d9cbef6 100644 (file)
@@ -1,9 +1,16 @@
-//===- llvm/Pass.h - Base class for XForm Passes -----------------*- C++ -*--=//
+//===- llvm/Pass.h - Base class for Passes ----------------------*- C++ -*-===//
+//
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file defines a base class that indicates that a specified class is a
 // transformation pass implementation.
 //
-// Pass's are designed this way so that it is possible to run passes in a cache
+// Passes are designed this way so that it is possible to run passes in a cache
 // and organizationally optimal order without having to specify it at the front
 // end.  This allows arbitrary passes to be strung together and have them
 // executed as effeciently as possible.
 #ifndef LLVM_PASS_H
 #define LLVM_PASS_H
 
-#include <vector>
-#include <map>
+#include "llvm/Support/DataTypes.h"
+#include "llvm/Support/Streams.h"
+#include <cassert>
 #include <iosfwd>
-class Value;
+#include <utility>
+#include <vector>
+
+namespace llvm {
+
 class BasicBlock;
 class Function;
 class Module;
 class AnalysisUsage;
 class PassInfo;
-template<class UnitType> class PassManagerT;
-struct AnalysisResolver;
+class ImmutablePass;
+class PMStack;
+class AnalysisResolver;
+class PMDataManager;
 
 // AnalysisID - Use the PassInfo to identify a pass...
 typedef const PassInfo* AnalysisID;
 
+/// Different types of internal pass managers. External pass managers
+/// (PassManager and FunctionPassManager) are not represented here.
+/// Ordering of pass manager types is important here.
+enum PassManagerType {
+  PMT_Unknown = 0,
+  PMT_ModulePassManager = 1, /// MPPassManager 
+  PMT_CallGraphPassManager,  /// CGPassManager
+  PMT_FunctionPassManager,   /// FPPassManager
+  PMT_LoopPassManager,       /// LPPassManager
+  PMT_BasicBlockPassManager, /// BBPassManager
+  PMT_Last
+};
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// Pass interface - Implemented by all 'passes'.  Subclass this if you are an
-// interprocedural optimization or you do not fit into any of the more
-// constrained passes described below.
-//
+/// Pass interface - Implemented by all 'passes'.  Subclass this if you are an
+/// interprocedural optimization or you do not fit into any of the more
+/// constrained passes described below.
+///
 class Pass {
-  friend class AnalysisResolver;
-  AnalysisResolver *Resolver;  // AnalysisResolver this pass is owned by...
-  const PassInfo *PassInfoCache;
+  AnalysisResolver *Resolver;  // Used to resolve analysis
+  intptr_t PassID;
+
   void operator=(const Pass&);  // DO NOT IMPLEMENT
   Pass(const Pass &);           // DO NOT IMPLEMENT
 public:
-  Pass() : Resolver(0), PassInfoCache(0) {}
-  virtual ~Pass() {} // Destructor is virtual so we can be subclassed
-
-  // getPassName - Return a nice clean name for a pass.  This usually
-  // implemented in terms of the name that is registered by one of the
-  // Registration templates, but can be overloaded directly, and if nothing else
-  // is available, C++ RTTI will be consulted to get a SOMEWHAT intelligable
-  // name for the pass.
-  //
+  explicit Pass(intptr_t pid) : Resolver(0), PassID(pid) {
+    assert(pid && "pid cannot be 0");
+  }
+  explicit Pass(const void *pid) : Resolver(0), PassID((intptr_t)pid) {
+    assert(pid && "pid cannot be 0"); 
+  }
+  virtual ~Pass();
+
+  /// getPassName - Return a nice clean name for a pass.  This usually
+  /// implemented in terms of the name that is registered by one of the
+  /// Registration templates, but can be overloaded directly.
+  ///
   virtual const char *getPassName() const;
 
-  // getPassInfo - Return the PassInfo data structure that corresponds to this
-  // pass...  If the pass has not been registered, this will return null.
-  //
+  /// getPassInfo - Return the PassInfo data structure that corresponds to this
+  /// pass...  If the pass has not been registered, this will return null.
+  ///
   const PassInfo *getPassInfo() const;
 
-  // run - Run this pass, returning true if a modification was made to the
-  // module argument.  This should be implemented by all concrete subclasses.
-  //
-  virtual bool run(Module &M) = 0;
-
-  // print - Print out the internal state of the pass.  This is called by
-  // Analyze to print out the contents of an analysis.  Otherwise it is not
-  // neccesary to implement this method.  Beware that the module pointer MAY be
-  // null.  This automatically forwards to a virtual function that does not
-  // provide the Module* in case the analysis doesn't need it it can just be
-  // ignored.
-  //
-  virtual void print(std::ostream &O, const Module *M) const { print(O); }
-  virtual void print(std::ostream &O) const;
+  /// print - Print out the internal state of the pass.  This is called by
+  /// Analyze to print out the contents of an analysis.  Otherwise it is not
+  /// necessary to implement this method.  Beware that the module pointer MAY be
+  /// null.  This automatically forwards to a virtual function that does not
+  /// provide the Module* in case the analysis doesn't need it it can just be
+  /// ignored.
+  ///
+  virtual void print(std::ostream &O, const Module *M) const;
+  void print(std::ostream *O, const Module *M) const { if (O) print(*O, M); }
   void dump() const; // dump - call print(std::cerr, 0);
 
+  /// Each pass is responsible for assigning a pass manager to itself.
+  /// PMS is the stack of available pass manager. 
+  virtual void assignPassManager(PMStack &, 
+                                 PassManagerType = PMT_Unknown) {}
+  /// Check if available pass managers are suitable for this pass or not.
+  virtual void preparePassManager(PMStack &) {}
+  
+  ///  Return what kind of Pass Manager can manage this pass.
+  virtual PassManagerType getPotentialPassManagerType() const {
+    return PMT_Unknown; 
+  }
 
-  // getAnalysisUsage - This function should be overriden by passes that need
-  // analysis information to do their job.  If a pass specifies that it uses a
-  // particular analysis result to this function, it can then use the
-  // getAnalysis<AnalysisType>() function, below.
-  //
-  virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
+  // Access AnalysisResolver
+  inline void setResolver(AnalysisResolver *AR) { 
+    assert (!Resolver && "Resolver is already set");
+    Resolver = AR; 
+  }
+  inline AnalysisResolver *getResolver() { 
+    return Resolver; 
+  }
+
+  /// getAnalysisUsage - This function should be overriden by passes that need
+  /// analysis information to do their job.  If a pass specifies that it uses a
+  /// particular analysis result to this function, it can then use the
+  /// getAnalysis<AnalysisType>() function, below.
+  ///
+  virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &) const {
     // By default, no analysis results are used, all are invalidated.
   }
 
-  // releaseMemory() - This member can be implemented by a pass if it wants to
-  // be able to release its memory when it is no longer needed.  The default
-  // behavior of passes is to hold onto memory for the entire duration of their
-  // lifetime (which is the entire compile time).  For pipelined passes, this
-  // is not a big deal because that memory gets recycled every time the pass is
-  // invoked on another program unit.  For IP passes, it is more important to
-  // free memory when it is unused.
-  //
-  // Optionally implement this function to release pass memory when it is no
-  // longer used.
-  //
+  /// releaseMemory() - This member can be implemented by a pass if it wants to
+  /// be able to release its memory when it is no longer needed.  The default
+  /// behavior of passes is to hold onto memory for the entire duration of their
+  /// lifetime (which is the entire compile time).  For pipelined passes, this
+  /// is not a big deal because that memory gets recycled every time the pass is
+  /// invoked on another program unit.  For IP passes, it is more important to
+  /// free memory when it is unused.
+  ///
+  /// Optionally implement this function to release pass memory when it is no
+  /// longer used.
+  ///
   virtual void releaseMemory() {}
 
+  /// verifyAnalysis() - This member can be implemented by a analysis pass to
+  /// check state of analysis information. 
+  virtual void verifyAnalysis() const {}
+
   // dumpPassStructure - Implement the -debug-passes=PassStructure option
   virtual void dumpPassStructure(unsigned Offset = 0);
 
-protected:
-  // getAnalysis<AnalysisType>() - This function is used by subclasses to get to
-  // the analysis information that they claim to use by overriding the
-  // getAnalysisUsage function.
-  //
-  template<typename AnalysisType>
-  AnalysisType &getAnalysis() {
-    assert(Resolver && "Pass not resident in a PassManager object!");
-    return *(AnalysisType*)Resolver->getAnalysis(AnalysisType::ID);
+  template<typename AnalysisClass>
+  static const PassInfo *getClassPassInfo() {
+    return lookupPassInfo(intptr_t(&AnalysisClass::ID));
   }
 
+  // lookupPassInfo - Return the pass info object for the specified pass class,
+  // or null if it is not known.
+  static const PassInfo *lookupPassInfo(intptr_t TI);
+
+  /// getAnalysisIfAvailable<AnalysisType>() - Subclasses use this function to
+  /// get analysis information that might be around, for example to update it.
+  /// This is different than getAnalysis in that it can fail (if the analysis
+  /// results haven't been computed), so should only be used if you can handle
+  /// the case when the analysis is not available.  This method is often used by
+  /// transformation APIs to update analysis results for a pass automatically as
+  /// the transform is performed.
+  ///
+  template<typename AnalysisType> AnalysisType *
+    getAnalysisIfAvailable() const; // Defined in PassAnalysisSupport.h
+
+  /// mustPreserveAnalysisID - This method serves the same function as
+  /// getAnalysisIfAvailable, but works if you just have an AnalysisID.  This
+  /// obviously cannot give you a properly typed instance of the class if you
+  /// don't have the class name available (use getAnalysisIfAvailable if you
+  /// do), but it can tell you if you need to preserve the pass at least.
+  ///
+  bool mustPreserveAnalysisID(const PassInfo *AnalysisID) const;
+
+  /// getAnalysis<AnalysisType>() - This function is used by subclasses to get
+  /// to the analysis information that they claim to use by overriding the
+  /// getAnalysisUsage function.
+  ///
   template<typename AnalysisType>
-  AnalysisType &getAnalysisID(const PassInfo *PI) {
-    assert(Resolver && "Pass not resident in a PassManager object!");
-    return *(AnalysisType*)Resolver->getAnalysis(PI);
-  }
+  AnalysisType &getAnalysis() const; // Defined in PassAnalysisSupport.h
 
-  // getAnalysisToUpdate<AnalysisType>() - This function is used by subclasses
-  // to get to the analysis information that might be around that needs to be
-  // updated.  This is different than getAnalysis in that it can fail (ie the
-  // analysis results haven't been computed), so should only be used if you
-  // provide the capability to update an analysis that exists.
-  //
   template<typename AnalysisType>
-  AnalysisType *getAnalysisToUpdate() {
-    assert(Resolver && "Pass not resident in a PassManager object!");
-    return (AnalysisType*)Resolver->getAnalysisToUpdate(AnalysisType::ID);
-  }
+  AnalysisType &getAnalysis(Function &F); // Defined in PassanalysisSupport.h
 
+  template<typename AnalysisType>
+  AnalysisType &getAnalysisID(const PassInfo *PI) const;
 
-private:
-  friend class PassManagerT<Module>;
-  friend class PassManagerT<Function>;
-  friend class PassManagerT<BasicBlock>;
-  virtual void addToPassManager(PassManagerT<Module> *PM, AnalysisUsage &AU);
+  template<typename AnalysisType>
+  AnalysisType &getAnalysisID(const PassInfo *PI, Function &F);
 };
 
 inline std::ostream &operator<<(std::ostream &OS, const Pass &P) {
@@ -150,84 +206,173 @@ inline std::ostream &operator<<(std::ostream &OS, const Pass &P) {
 }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// FunctionPass class - This class is used to implement most global
-// optimizations.  Optimizations should subclass this class if they meet the
-// following constraints:
-//
-//  1. Optimizations are organized globally, ie a function at a time
-//  2. Optimizing a function does not cause the addition or removal of any
-//     functions in the module
-//
-struct FunctionPass : public Pass {
-  // doInitialization - Virtual method overridden by subclasses to do
-  // any neccesary per-module initialization.
-  //
-  virtual bool doInitialization(Module &M) { return false; }
+/// ModulePass class - This class is used to implement unstructured
+/// interprocedural optimizations and analyses.  ModulePasses may do anything
+/// they want to the program.
+///
+class ModulePass : public Pass {
+public:
+  /// runOnModule - Virtual method overriden by subclasses to process the module
+  /// being operated on.
+  virtual bool runOnModule(Module &M) = 0;
 
-  // runOnFunction - Virtual method overriden by subclasses to do the
-  // per-function processing of the pass.
-  //
+  virtual void assignPassManager(PMStack &PMS, 
+                                 PassManagerType T = PMT_ModulePassManager);
+
+  ///  Return what kind of Pass Manager can manage this pass.
+  virtual PassManagerType getPotentialPassManagerType() const {
+    return PMT_ModulePassManager;
+  }
+
+  explicit ModulePass(intptr_t pid) : Pass(pid) {}
+  explicit ModulePass(const void *pid) : Pass(pid) {}
+  // Force out-of-line virtual method.
+  virtual ~ModulePass();
+};
+
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+/// ImmutablePass class - This class is used to provide information that does
+/// not need to be run.  This is useful for things like target information and
+/// "basic" versions of AnalysisGroups.
+///
+class ImmutablePass : public ModulePass {
+public:
+  /// initializePass - This method may be overriden by immutable passes to allow
+  /// them to perform various initialization actions they require.  This is
+  /// primarily because an ImmutablePass can "require" another ImmutablePass,
+  /// and if it does, the overloaded version of initializePass may get access to
+  /// these passes with getAnalysis<>.
+  ///
+  virtual void initializePass() {}
+
+  /// ImmutablePasses are never run.
+  ///
+  bool runOnModule(Module &) { return false; }
+
+  explicit ImmutablePass(intptr_t pid) : ModulePass(pid) {}
+  explicit ImmutablePass(const void *pid) 
+  : ModulePass(pid) {}
+  
+  // Force out-of-line virtual method.
+  virtual ~ImmutablePass();
+};
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+/// FunctionPass class - This class is used to implement most global
+/// optimizations.  Optimizations should subclass this class if they meet the
+/// following constraints:
+///
+///  1. Optimizations are organized globally, i.e., a function at a time
+///  2. Optimizing a function does not cause the addition or removal of any
+///     functions in the module
+///
+class FunctionPass : public Pass {
+public:
+  explicit FunctionPass(intptr_t pid) : Pass(pid) {}
+  explicit FunctionPass(const void *pid) : Pass(pid) {}
+
+  /// doInitialization - Virtual method overridden by subclasses to do
+  /// any necessary per-module initialization.
+  ///
+  virtual bool doInitialization(Module &) { return false; }
+
+  /// runOnFunction - Virtual method overriden by subclasses to do the
+  /// per-function processing of the pass.
+  ///
   virtual bool runOnFunction(Function &F) = 0;
 
-  // doFinalization - Virtual method overriden by subclasses to do any post
-  // processing needed after all passes have run.
-  //
-  virtual bool doFinalization(Module &M) { return false; }
+  /// doFinalization - Virtual method overriden by subclasses to do any post
+  /// processing needed after all passes have run.
+  ///
+  virtual bool doFinalization(Module &) { return false; }
 
-  // run - On a module, we run this pass by initializing, ronOnFunction'ing once
-  // for every function in the module, then by finalizing.
-  //
-  virtual bool run(Module &M);
+  /// runOnModule - On a module, we run this pass by initializing,
+  /// ronOnFunction'ing once for every function in the module, then by
+  /// finalizing.
+  ///
+  virtual bool runOnModule(Module &M);
 
-  // run - On a function, we simply initialize, run the function, then finalize.
-  //
+  /// run - On a function, we simply initialize, run the function, then
+  /// finalize.
+  ///
   bool run(Function &F);
 
-private:
-  friend class PassManagerT<Module>;
-  friend class PassManagerT<Function>;
-  friend class PassManagerT<BasicBlock>;
-  virtual void addToPassManager(PassManagerT<Module> *PM, AnalysisUsage &AU);
-  virtual void addToPassManager(PassManagerT<Function> *PM, AnalysisUsage &AU);
+  virtual void assignPassManager(PMStack &PMS, 
+                                 PassManagerType T = PMT_FunctionPassManager);
+
+  ///  Return what kind of Pass Manager can manage this pass.
+  virtual PassManagerType getPotentialPassManagerType() const {
+    return PMT_FunctionPassManager;
+  }
 };
 
 
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// BasicBlockPass class - This class is used to implement most local
-// optimizations.  Optimizations should subclass this class if they
-// meet the following constraints:
-//   1. Optimizations are local, operating on either a basic block or
-//      instruction at a time.
-//   2. Optimizations do not modify the CFG of the contained function, or any
-//      other basic block in the function.
-//   3. Optimizations conform to all of the contstraints of FunctionPass's.
-//
-struct BasicBlockPass : public FunctionPass {
-  // runOnBasicBlock - Virtual method overriden by subclasses to do the
-  // per-basicblock processing of the pass.
-  //
+/// BasicBlockPass class - This class is used to implement most local
+/// optimizations.  Optimizations should subclass this class if they
+/// meet the following constraints:
+///   1. Optimizations are local, operating on either a basic block or
+///      instruction at a time.
+///   2. Optimizations do not modify the CFG of the contained function, or any
+///      other basic block in the function.
+///   3. Optimizations conform to all of the constraints of FunctionPasses.
+///
+class BasicBlockPass : public Pass {
+public:
+  explicit BasicBlockPass(intptr_t pid) : Pass(pid) {}
+  explicit BasicBlockPass(const void *pid) : Pass(pid) {}
+
+  /// doInitialization - Virtual method overridden by subclasses to do
+  /// any necessary per-module initialization.
+  ///
+  virtual bool doInitialization(Module &) { return false; }
+
+  /// doInitialization - Virtual method overridden by BasicBlockPass subclasses
+  /// to do any necessary per-function initialization.
+  ///
+  virtual bool doInitialization(Function &) { return false; }
+
+  /// runOnBasicBlock - Virtual method overriden by subclasses to do the
+  /// per-basicblock processing of the pass.
+  ///
   virtual bool runOnBasicBlock(BasicBlock &BB) = 0;
 
+  /// doFinalization - Virtual method overriden by BasicBlockPass subclasses to
+  /// do any post processing needed after all passes have run.
+  ///
+  virtual bool doFinalization(Function &) { return false; }
+
+  /// doFinalization - Virtual method overriden by subclasses to do any post
+  /// processing needed after all passes have run.
+  ///
+  virtual bool doFinalization(Module &) { return false; }
+
+
   // To run this pass on a function, we simply call runOnBasicBlock once for
   // each function.
   //
-  virtual bool runOnFunction(Function &F);
+  bool runOnFunction(Function &F);
 
-  // To run directly on the basic block, we initialize, runOnBasicBlock, then
-  // finalize.
-  //
-  bool run(BasicBlock &BB);
+  virtual void assignPassManager(PMStack &PMS, 
+                                 PassManagerType T = PMT_BasicBlockPassManager);
 
-private:
-  friend class PassManagerT<Function>;
-  friend class PassManagerT<BasicBlock>;
-  virtual void addToPassManager(PassManagerT<Function> *PM, AnalysisUsage &AU);
-  virtual void addToPassManager(PassManagerT<BasicBlock> *PM,AnalysisUsage &AU);
+  ///  Return what kind of Pass Manager can manage this pass.
+  virtual PassManagerType getPotentialPassManagerType() const {
+    return PMT_BasicBlockPassManager; 
+  }
 };
 
+/// If the user specifies the -time-passes argument on an LLVM tool command line
+/// then the value of this boolean will be true, otherwise false.
+/// @brief This is the storage for the -time-passes option.
+extern bool TimePassesIsEnabled;
+
+} // End llvm namespace
+
 // Include support files that contain important APIs commonly used by Passes,
-// but that we want to seperate out to make it easier to read the header files.
+// but that we want to separate out to make it easier to read the header files.
 //
 #include "llvm/PassSupport.h"
 #include "llvm/PassAnalysisSupport.h"