include/llvm/Analysis/DebugInfo.h

   1 //===--- llvm/Analysis/DebugInfo.h - Debug Information Helpers --*- 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 a bunch of datatypes that are useful for creating and
  11 // walking debug info in LLVM IR form.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #ifndef LLVM_ANALYSIS_DEBUGINFO_H
  16 #define LLVM_ANALYSIS_DEBUGINFO_H
  17
  18 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  19 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  20 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  21 #include "llvm/Support/Dwarf.h"
  22
  23 namespace llvm {
  24   class BasicBlock;
  25   class Constant;
  26   class Function;
  27   class GlobalVariable;
  28   class Module;
  29   class Type;
  30   class Value;
  31   struct DbgStopPointInst;
  32   struct DbgDeclareInst;
  33   class Instruction;
  34
  35   class DIDescriptor {
  36   protected:
  37     GlobalVariable *GV;
  38
  39     /// DIDescriptor constructor.  If the specified GV is non-null, this checks
  40     /// to make sure that the tag in the descriptor matches 'RequiredTag'.  If
  41     /// not, the debug info is corrupt and we ignore it.
  42     DIDescriptor(GlobalVariable *GV, unsigned RequiredTag);
  43
  44     const std::string &getStringField(unsigned Elt, std::string &Result) const;
  45     unsigned getUnsignedField(unsigned Elt) const {
  46       return (unsigned)getUInt64Field(Elt);
  47     }
  48     uint64_t getUInt64Field(unsigned Elt) const;
  49     DIDescriptor getDescriptorField(unsigned Elt) const;
  50
  51     template <typename DescTy>
  52     DescTy getFieldAs(unsigned Elt) const {
  53       return DescTy(getDescriptorField(Elt).getGV());
  54     }
  55
  56     GlobalVariable *getGlobalVariableField(unsigned Elt) const;
  57
  58   public:
  59     explicit DIDescriptor() : GV(0) {}
  60     explicit DIDescriptor(GlobalVariable *gv) : GV(gv) {}
  61
  62     bool isNull() const { return GV == 0; }
  63
  64     GlobalVariable *getGV() const { return GV; }
  65
  66     unsigned getVersion() const {
  67       return getUnsignedField(0) & LLVMDebugVersionMask;
  68     }
  69
  70     unsigned getTag() const {
  71       return getUnsignedField(0) & ~LLVMDebugVersionMask;
  72     }
  73
  74     /// ValidDebugInfo - Return true if V represents valid debug info value.
  75     static bool ValidDebugInfo(Value *V, CodeGenOpt::Level OptLevel);
  76
  77     /// dump - print descriptor.
  78     void dump() const;
  79   };
  80
  81   /// DIAnchor - A wrapper for various anchor descriptors.
  82   class DIAnchor : public DIDescriptor {
  83   public:
  84     explicit DIAnchor(GlobalVariable *GV = 0);
  85
  86     unsigned getAnchorTag() const { return getUnsignedField(1); }
  87   };
  88
  89   /// DISubrange - This is used to represent ranges, for array bounds.
  90   class DISubrange : public DIDescriptor {
  91   public:
  92     explicit DISubrange(GlobalVariable *GV = 0);
  93
  94     int64_t getLo() const { return (int64_t)getUInt64Field(1); }
  95     int64_t getHi() const { return (int64_t)getUInt64Field(2); }
  96   };
  97
  98   /// DIArray - This descriptor holds an array of descriptors.
  99   class DIArray : public DIDescriptor {
 100   public:
 101     explicit DIArray(GlobalVariable *GV = 0) : DIDescriptor(GV) {}
 102
 103     unsigned getNumElements() const;
 104     DIDescriptor getElement(unsigned Idx) const {
 105       return getDescriptorField(Idx);
 106     }
 107   };
 108
 109   /// DICompileUnit - A wrapper for a compile unit.
 110   class DICompileUnit : public DIDescriptor {
 111   public:
 112     explicit DICompileUnit(GlobalVariable *GV = 0);
 113
 114     unsigned getLanguage() const     { return getUnsignedField(2); }
 115     const std::string &getFilename(std::string &F) const {
 116       return getStringField(3, F);
 117     }
 118     const std::string &getDirectory(std::string &F) const {
 119       return getStringField(4, F);
 120     }
 121     const std::string &getProducer(std::string &F) const {
 122       return getStringField(5, F);
 123     }
 124
 125     /// isMain - Each input file is encoded as a separate compile unit in LLVM
 126     /// debugging information output. However, many target specific tool chains
 127     /// prefer to encode only one compile unit in an object file. In this
 128     /// situation, the LLVM code generator will include  debugging information
 129     /// entities in the compile unit that is marked as main compile unit. The
 130     /// code generator accepts maximum one main compile unit per module. If a
 131     /// module does not contain any main compile unit then the code generator
 132     /// will emit multiple compile units in the output object file.
 133
 134     bool isMain() const                { return getUnsignedField(6); }
 135     bool isOptimized() const           { return getUnsignedField(7); }
 136     const std::string &getFlags(std::string &F) const {
 137       return getStringField(8, F);
 138     }
 139     unsigned getRunTimeVersion() const { return getUnsignedField(9); }
 140
 141     /// Verify - Verify that a compile unit is well formed.
 142     bool Verify() const;
 143
 144     /// dump - print compile unit.
 145     void dump() const;
 146   };
 147
 148   /// DIEnumerator - A wrapper for an enumerator (e.g. X and Y in 'enum {X,Y}').
 149   /// FIXME: it seems strange that this doesn't have either a reference to the
 150   /// type/precision or a file/line pair for location info.
 151   class DIEnumerator : public DIDescriptor {
 152   public:
 153     explicit DIEnumerator(GlobalVariable *GV = 0);
 154
 155     const std::string &getName(std::string &F) const {
 156       return getStringField(1, F);
 157     }
 158     uint64_t getEnumValue() const { return getUInt64Field(2); }
 159   };
 160
 161   /// DIType - This is a wrapper for a type.
 162   /// FIXME: Types should be factored much better so that CV qualifiers and
 163   /// others do not require a huge and empty descriptor full of zeros.
 164   class DIType : public DIDescriptor {
 165   public:
 166     enum {
 167       FlagPrivate   = 1 << 0,
 168       FlagProtected = 1 << 1,
 169       FlagFwdDecl   = 1 << 2
 170     };
 171
 172   protected:
 173     DIType(GlobalVariable *GV, unsigned Tag) : DIDescriptor(GV, Tag) {}
 174     // This ctor is used when the Tag has already been validated by a derived
 175     // ctor.
 176     DIType(GlobalVariable *GV, bool, bool) : DIDescriptor(GV) {}
 177
 178   public:
 179     /// isDerivedType - Return true if the specified tag is legal for
 180     /// DIDerivedType.
 181     static bool isDerivedType(unsigned TAG);
 182
 183     /// isCompositeType - Return true if the specified tag is legal for
 184     /// DICompositeType.
 185     static bool isCompositeType(unsigned TAG);
 186
 187     /// isBasicType - Return true if the specified tag is legal for
 188     /// DIBasicType.
 189     static bool isBasicType(unsigned TAG) {
 190       return TAG == dwarf::DW_TAG_base_type;
 191     }
 192
 193     /// Verify - Verify that a type descriptor is well formed.
 194     bool Verify() const;
 195   public:
 196     explicit DIType(GlobalVariable *GV);
 197     explicit DIType() {}
 198     virtual ~DIType() {}
 199
 200     DIDescriptor getContext() const     { return getDescriptorField(1); }
 201     const std::string &getName(std::string &F) const {
 202       return getStringField(2, F);
 203     }
 204     DICompileUnit getCompileUnit() const{ return getFieldAs<DICompileUnit>(3); }
 205     unsigned getLineNumber() const      { return getUnsignedField(4); }
 206     uint64_t getSizeInBits() const      { return getUInt64Field(5); }
 207     uint64_t getAlignInBits() const     { return getUInt64Field(6); }
 208     // FIXME: Offset is only used for DW_TAG_member nodes.  Making every type
 209     // carry this is just plain insane.
 210     uint64_t getOffsetInBits() const    { return getUInt64Field(7); }
 211     unsigned getFlags() const           { return getUnsignedField(8); }
 212     bool isPrivate() const              { return (getFlags() & FlagPrivate) != 0; }
 213     bool isProtected() const            { return (getFlags() & FlagProtected) != 0; }
 214     bool isForwardDecl() const          { return (getFlags() & FlagFwdDecl) != 0; }
 215
 216     /// dump - print type.
 217     void dump() const;
 218   };
 219
 220   /// DIBasicType - A basic type, like 'int' or 'float'.
 221   class DIBasicType : public DIType {
 222   public:
 223     explicit DIBasicType(GlobalVariable *GV);
 224     unsigned getEncoding() const { return getUnsignedField(9); }
 225
 226     /// dump - print basic type.
 227     void dump() const;
 228   };
 229
 230   /// DIDerivedType - A simple derived type, like a const qualified type,
 231   /// a typedef, a pointer or reference, etc.
 232   class DIDerivedType : public DIType {
 233   protected:
 234     explicit DIDerivedType(GlobalVariable *GV, bool, bool)
 235       : DIType(GV, true, true) {}
 236   public:
 237     explicit DIDerivedType(GlobalVariable *GV);
 238     DIType getTypeDerivedFrom() const { return getFieldAs<DIType>(9); }
 239
 240     /// getOriginalTypeSize - If this type is derived from a base type then
 241     /// return base type size.
 242     uint64_t getOriginalTypeSize() const;
 243     /// dump - print derived type.
 244     void dump() const;
 245   };
 246
 247   /// DICompositeType - This descriptor holds a type that can refer to multiple
 248   /// other types, like a function or struct.
 249   /// FIXME: Why is this a DIDerivedType??
 250   class DICompositeType : public DIDerivedType {
 251   public:
 252     explicit DICompositeType(GlobalVariable *GV);
 253     DIArray getTypeArray() const { return getFieldAs<DIArray>(10); }
 254     unsigned getRunTimeLang() const { return getUnsignedField(11); }
 255
 256     /// Verify - Verify that a composite type descriptor is well formed.
 257     bool Verify() const;
 258
 259     /// dump - print composite type.
 260     void dump() const;
 261   };
 262
 263   /// DIGlobal - This is a common class for global variables and subprograms.
 264   class DIGlobal : public DIDescriptor {
 265   protected:
 266     explicit DIGlobal(GlobalVariable *GV, unsigned RequiredTag)
 267       : DIDescriptor(GV, RequiredTag) {}
 268
 269     /// isSubprogram - Return true if the specified tag is legal for
 270     /// DISubprogram.
 271     static bool isSubprogram(unsigned TAG) {
 272       return TAG == dwarf::DW_TAG_subprogram;
 273     }
 274
 275     /// isGlobalVariable - Return true if the specified tag is legal for
 276     /// DIGlobalVariable.
 277     static bool isGlobalVariable(unsigned TAG) {
 278       return TAG == dwarf::DW_TAG_variable;
 279     }
 280
 281   public:
 282     virtual ~DIGlobal() {}
 283
 284     DIDescriptor getContext() const     { return getDescriptorField(2); }
 285     const std::string &getName(std::string &F) const {
 286       return getStringField(3, F);
 287     }
 288     const std::string &getDisplayName(std::string &F) const {
 289       return getStringField(4, F);
 290     }
 291     const std::string &getLinkageName(std::string &F) const {
 292       return getStringField(5, F);
 293     }
 294     DICompileUnit getCompileUnit() const{ return getFieldAs<DICompileUnit>(6); }
 295     unsigned getLineNumber() const      { return getUnsignedField(7); }
 296     DIType getType() const              { return getFieldAs<DIType>(8); }
 297
 298     /// isLocalToUnit - Return true if this subprogram is local to the current
 299     /// compile unit, like 'static' in C.
 300     unsigned isLocalToUnit() const      { return getUnsignedField(9); }
 301     unsigned isDefinition() const       { return getUnsignedField(10); }
 302
 303     /// dump - print global.
 304     void dump() const;
 305   };
 306
 307   /// DISubprogram - This is a wrapper for a subprogram (e.g. a function).
 308   class DISubprogram : public DIGlobal {
 309   public:
 310     explicit DISubprogram(GlobalVariable *GV = 0);
 311     DICompositeType getType() const { return getFieldAs<DICompositeType>(8); }
 312
 313     /// Verify - Verify that a subprogram descriptor is well formed.
 314     bool Verify() const;
 315
 316     /// dump - print subprogram.
 317     void dump() const;
 318
 319     /// describes - Return true if this subprogram provides debugging
 320     /// information for the function F.
 321     bool describes(const Function *F);
 322   };
 323
 324   /// DIInlinedSubprogram - This is a wrapper for an inlined subprogram.
 325   class DIInlinedSubprogram : public DIGlobal {
 326   public:
 327     explicit DIInlinedSubprogram(GlobalVariable *GV = 0);
 328     DICompositeType getType() const { return getFieldAs<DICompositeType>(8); }
 329
 330     /// Verify - Verify that an inlined subprogram descriptor is well formed.
 331     bool Verify() const;
 332
 333     /// dump - print inlined subprogram.
 334     void dump() const;
 335   };
 336
 337   /// DIGlobalVariable - This is a wrapper for a global variable.
 338   class DIGlobalVariable : public DIGlobal {
 339   public:
 340     explicit DIGlobalVariable(GlobalVariable *GV = 0);
 341     GlobalVariable *getGlobal() const { return getGlobalVariableField(11); }
 342
 343     /// Verify - Verify that a global variable descriptor is well formed.
 344     bool Verify() const;
 345
 346     /// dump - print global variable.
 347     void dump() const;
 348   };
 349
 350   /// DIVariable - This is a wrapper for a variable (e.g. parameter, local,
 351   /// global etc).
 352   class DIVariable : public DIDescriptor {
 353   public:
 354     explicit DIVariable(GlobalVariable *GV = 0);
 355
 356     DIDescriptor getContext() const { return getDescriptorField(1); }
 357     const std::string &getName(std::string &F) const {
 358       return getStringField(2, F);
 359     }
 360     DICompileUnit getCompileUnit() const{ return getFieldAs<DICompileUnit>(3); }
 361     unsigned getLineNumber() const      { return getUnsignedField(4); }
 362     DIType getType() const              { return getFieldAs<DIType>(5); }
 363
 364     /// isVariable - Return true if the specified tag is legal for DIVariable.
 365     static bool isVariable(unsigned Tag);
 366
 367     /// Verify - Verify that a variable descriptor is well formed.
 368     bool Verify() const;
 369
 370     /// dump - print variable.
 371     void dump() const;
 372   };
 373
 374   /// DIBlock - This is a wrapper for a block (e.g. a function, scope, etc).
 375   class DIBlock : public DIDescriptor {
 376   public:
 377     explicit DIBlock(GlobalVariable *GV = 0);
 378
 379     DICompileUnit getCompileUnit() const{ return getFieldAs<DICompileUnit>(1); }
 380     DIDescriptor getContext() const { return getDescriptorField(1); }
 381   };
 382
 383   /// DIFactory - This object assists with the construction of the various
 384   /// descriptors.
 385   class DIFactory {
 386     Module &M;
 387     // Cached values for uniquing and faster lookups.
 388     DIAnchor CompileUnitAnchor, SubProgramAnchor, GlobalVariableAnchor;
 389     const Type *EmptyStructPtr; // "{}*".
 390     Function *StopPointFn;   // llvm.dbg.stoppoint
 391     Function *FuncStartFn;   // llvm.dbg.func.start
 392     Function *RegionStartFn; // llvm.dbg.region.start
 393     Function *RegionEndFn;   // llvm.dbg.region.end
 394     Function *DeclareFn;     // llvm.dbg.declare
 395     StringMap<Constant*> StringCache;
 396     DenseMap<Constant*, DIDescriptor> SimpleConstantCache;
 397
 398     DIFactory(const DIFactory &);     // DO NOT IMPLEMENT
 399     void operator=(const DIFactory&); // DO NOT IMPLEMENT
 400   public:
 401     explicit DIFactory(Module &m);
 402
 403     /// GetOrCreateCompileUnitAnchor - Return the anchor for compile units,
 404     /// creating a new one if there isn't already one in the module.
 405     DIAnchor GetOrCreateCompileUnitAnchor();
 406
 407     /// GetOrCreateSubprogramAnchor - Return the anchor for subprograms,
 408     /// creating a new one if there isn't already one in the module.
 409     DIAnchor GetOrCreateSubprogramAnchor();
 410
 411     /// GetOrCreateGlobalVariableAnchor - Return the anchor for globals,
 412     /// creating a new one if there isn't already one in the module.
 413     DIAnchor GetOrCreateGlobalVariableAnchor();
 414
 415     /// GetOrCreateArray - Create an descriptor for an array of descriptors.
 416     /// This implicitly uniques the arrays created.
 417     DIArray GetOrCreateArray(DIDescriptor *Tys, unsigned NumTys);
 418
 419     /// GetOrCreateSubrange - Create a descriptor for a value range.  This
 420     /// implicitly uniques the values returned.
 421     DISubrange GetOrCreateSubrange(int64_t Lo, int64_t Hi);
 422
 423     /// CreateCompileUnit - Create a new descriptor for the specified compile
 424     /// unit.
 425     DICompileUnit CreateCompileUnit(unsigned LangID,
 426                                     const std::string &Filename,
 427                                     const std::string &Directory,
 428                                     const std::string &Producer,
 429                                     bool isMain = false,
 430                                     bool isOptimized = false,
 431                                     const char *Flags = "",
 432                                     unsigned RunTimeVer = 0);
 433
 434     /// CreateEnumerator - Create a single enumerator value.
 435     DIEnumerator CreateEnumerator(const std::string &Name, uint64_t Val);
 436
 437     /// CreateBasicType - Create a basic type like int, float, etc.
 438     DIBasicType CreateBasicType(DIDescriptor Context, const std::string &Name,
 439                                 DICompileUnit CompileUnit, unsigned LineNumber,
 440                                 uint64_t SizeInBits, uint64_t AlignInBits,
 441                                 uint64_t OffsetInBits, unsigned Flags,
 442                                 unsigned Encoding);
 443
 444     /// CreateDerivedType - Create a derived type like const qualified type,
 445     /// pointer, typedef, etc.
 446     DIDerivedType CreateDerivedType(unsigned Tag, DIDescriptor Context,
 447                                     const std::string &Name,
 448                                     DICompileUnit CompileUnit,
 449                                     unsigned LineNumber,
 450                                     uint64_t SizeInBits, uint64_t AlignInBits,
 451                                     uint64_t OffsetInBits, unsigned Flags,
 452                                     DIType DerivedFrom);
 453
 454     /// CreateCompositeType - Create a composite type like array, struct, etc.
 455     DICompositeType CreateCompositeType(unsigned Tag, DIDescriptor Context,
 456                                         const std::string &Name,
 457                                         DICompileUnit CompileUnit,
 458                                         unsigned LineNumber,
 459                                         uint64_t SizeInBits,
 460                                         uint64_t AlignInBits,
 461                                         uint64_t OffsetInBits, unsigned Flags,
 462                                         DIType DerivedFrom,
 463                                         DIArray Elements,
 464                                         unsigned RunTimeLang = 0);
 465
 466     /// CreateSubprogram - Create a new descriptor for the specified subprogram.
 467     /// See comments in DISubprogram for descriptions of these fields.
 468     DISubprogram CreateSubprogram(DIDescriptor Context, const std::string &Name,
 469                                   const std::string &DisplayName,
 470                                   const std::string &LinkageName,
 471                                   DICompileUnit CompileUnit, unsigned LineNo,
 472                                   DIType Type, bool isLocalToUnit,
 473                                   bool isDefinition);
 474
 475     /// CreateGlobalVariable - Create a new descriptor for the specified global.
 476     DIGlobalVariable
 477     CreateGlobalVariable(DIDescriptor Context, const std::string &Name,
 478                          const std::string &DisplayName,
 479                          const std::string &LinkageName,
 480                          DICompileUnit CompileUnit,
 481                          unsigned LineNo, DIType Type, bool isLocalToUnit,
 482                          bool isDefinition, llvm::GlobalVariable *GV);
 483
 484     /// CreateVariable - Create a new descriptor for the specified variable.
 485     DIVariable CreateVariable(unsigned Tag, DIDescriptor Context,
 486                               const std::string &Name,
 487                               DICompileUnit CompileUnit, unsigned LineNo,
 488                               DIType Type);
 489
 490     /// CreateBlock - This creates a descriptor for a lexical block with the
 491     /// specified parent context.
 492     DIBlock CreateBlock(DIDescriptor Context);
 493
 494     /// InsertStopPoint - Create a new llvm.dbg.stoppoint intrinsic invocation,
 495     /// inserting it at the end of the specified basic block.
 496     void InsertStopPoint(DICompileUnit CU, unsigned LineNo, unsigned ColNo,
 497                          BasicBlock *BB);
 498
 499     /// InsertSubprogramStart - Create a new llvm.dbg.func.start intrinsic to
 500     /// mark the start of the specified subprogram.
 501     void InsertSubprogramStart(DISubprogram SP, BasicBlock *BB);
 502
 503     /// InsertRegionStart - Insert a new llvm.dbg.region.start intrinsic call to
 504     /// mark the start of a region for the specified scoping descriptor.
 505     void InsertRegionStart(DIDescriptor D, BasicBlock *BB);
 506
 507     /// InsertRegionEnd - Insert a new llvm.dbg.region.end intrinsic call to
 508     /// mark the end of a region for the specified scoping descriptor.
 509     void InsertRegionEnd(DIDescriptor D, BasicBlock *BB);
 510
 511     /// InsertDeclare - Insert a new llvm.dbg.declare intrinsic call.
 512     void InsertDeclare(llvm::Value *Storage, DIVariable D, BasicBlock *BB);
 513
 514   private:
 515     Constant *GetTagConstant(unsigned TAG);
 516     Constant *GetStringConstant(const std::string &String);
 517     DIAnchor GetOrCreateAnchor(unsigned TAG, const char *Name);
 518
 519     /// getCastToEmpty - Return the descriptor as a Constant* with type '{}*'.
 520     Constant *getCastToEmpty(DIDescriptor D);
 521   };
 522
 523   /// Finds the stoppoint coressponding to this instruction, that is the
 524   /// stoppoint that dominates this instruction
 525   const DbgStopPointInst *findStopPoint(const Instruction *Inst);
 526
 527   /// Finds the stoppoint corresponding to first real (non-debug intrinsic)
 528   /// instruction in this Basic Block, and returns the stoppoint for it.
 529   const DbgStopPointInst *findBBStopPoint(const BasicBlock *BB);
 530
 531   /// Finds the dbg.declare intrinsic corresponding to this value if any.
 532   /// It looks through pointer casts too.
 533   const DbgDeclareInst *findDbgDeclare(const Value *V, bool stripCasts = true);
 534
 535   /// Find the debug info descriptor corresponding to this global variable.
 536   Value *findDbgGlobalDeclare(GlobalVariable *V);
 537
 538   bool getLocationInfo(const Value *V, std::string &DisplayName, std::string &Type,
 539                        unsigned &LineNo, std::string &File, std::string &Dir);
 540 } // end namespace llvm
 541
 542 #endif