include/llvm/CodeGen/MachineFunction.h

   1 //===-- llvm/CodeGen/MachineFunction.h --------------------------*- 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 // Collect native machine code for a function.  This class contains a list of
  11 // MachineBasicBlock instances that make up the current compiled function.
  12 //
  13 // This class also contains pointers to various classes which hold
  14 // target-specific information about the generated code.
  15 //
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 #ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINEFUNCTION_H
  19 #define LLVM_CODEGEN_MACHINEFUNCTION_H
  20
  21 #include "llvm/ADT/ilist.h"
  22 #include "llvm/Support/DebugLoc.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
  24 #include "llvm/Support/Allocator.h"
  25 #include "llvm/Support/Recycler.h"
  26
  27 namespace llvm {
  28
  29 class Function;
  30 class MachineRegisterInfo;
  31 class MachineFrameInfo;
  32 class MachineConstantPool;
  33 class MachineJumpTableInfo;
  34 class TargetMachine;
  35 class TargetRegisterClass;
  36
  37 template <>
  38 struct ilist_traits<MachineBasicBlock>
  39     : public ilist_default_traits<MachineBasicBlock> {
  40   mutable ilist_node<MachineBasicBlock> Sentinel;
  41 public:
  42   MachineBasicBlock *createSentinel() const {
  43     return static_cast<MachineBasicBlock*>(&Sentinel);
  44   }
  45   void destroySentinel(MachineBasicBlock *) const {}
  46
  47   MachineBasicBlock *provideInitialHead() const { return createSentinel(); }
  48   MachineBasicBlock *ensureHead(MachineBasicBlock*) const {
  49     return createSentinel();
  50   }
  51   static void noteHead(MachineBasicBlock*, MachineBasicBlock*) {}
  52
  53   void addNodeToList(MachineBasicBlock* MBB);
  54   void removeNodeFromList(MachineBasicBlock* MBB);
  55   void deleteNode(MachineBasicBlock *MBB);
  56 private:
  57   void createNode(const MachineBasicBlock &);
  58 };
  59
  60 /// MachineFunctionInfo - This class can be derived from and used by targets to
  61 /// hold private target-specific information for each MachineFunction.  Objects
  62 /// of type are accessed/created with MF::getInfo and destroyed when the
  63 /// MachineFunction is destroyed.
  64 struct MachineFunctionInfo {
  65   virtual ~MachineFunctionInfo() {}
  66 };
  67
  68 class MachineFunction {
  69   Function *Fn;
  70   const TargetMachine &Target;
  71
  72   // RegInfo - Information about each register in use in the function.
  73   MachineRegisterInfo *RegInfo;
  74
  75   // Used to keep track of target-specific per-machine function information for
  76   // the target implementation.
  77   MachineFunctionInfo *MFInfo;
  78
  79   // Keep track of objects allocated on the stack.
  80   MachineFrameInfo *FrameInfo;
  81
  82   // Keep track of constants which are spilled to memory
  83   MachineConstantPool *ConstantPool;
  84
  85   // Keep track of jump tables for switch instructions
  86   MachineJumpTableInfo *JumpTableInfo;
  87
  88   // Function-level unique numbering for MachineBasicBlocks.  When a
  89   // MachineBasicBlock is inserted into a MachineFunction is it automatically
  90   // numbered and this vector keeps track of the mapping from ID's to MBB's.
  91   std::vector<MachineBasicBlock*> MBBNumbering;
  92
  93   // Pool-allocate MachineFunction-lifetime and IR objects.
  94   BumpPtrAllocator Allocator;
  95
  96   // Allocation management for instructions in function.
  97   Recycler<MachineInstr> InstructionRecycler;
  98
  99   // Allocation management for basic blocks in function.
 100   Recycler<MachineBasicBlock> BasicBlockRecycler;
 101
 102   // List of machine basic blocks in function
 103   typedef ilist<MachineBasicBlock> BasicBlockListType;
 104   BasicBlockListType BasicBlocks;
 105
 106   // Default debug location. Used to print out the debug label at the beginning
 107   // of a function.
 108   DebugLoc DefaultDebugLoc;
 109
 110   // Tracks debug locations.
 111   DebugLocTracker DebugLocInfo;
 112
 113   // The alignment of the function.
 114   unsigned Alignment;
 115
 116 public:
 117   MachineFunction(Function *Fn, const TargetMachine &TM);
 118   ~MachineFunction();
 119
 120   /// getFunction - Return the LLVM function that this machine code represents
 121   ///
 122   Function *getFunction() const { return Fn; }
 123
 124   /// getTarget - Return the target machine this machine code is compiled with
 125   ///
 126   const TargetMachine &getTarget() const { return Target; }
 127
 128   /// getRegInfo - Return information about the registers currently in use.
 129   ///
 130   MachineRegisterInfo &getRegInfo() { return *RegInfo; }
 131   const MachineRegisterInfo &getRegInfo() const { return *RegInfo; }
 132
 133   /// getFrameInfo - Return the frame info object for the current function.
 134   /// This object contains information about objects allocated on the stack
 135   /// frame of the current function in an abstract way.
 136   ///
 137   MachineFrameInfo *getFrameInfo() { return FrameInfo; }
 138   const MachineFrameInfo *getFrameInfo() const { return FrameInfo; }
 139
 140   /// getJumpTableInfo - Return the jump table info object for the current
 141   /// function.  This object contains information about jump tables for switch
 142   /// instructions in the current function.
 143   ///
 144   MachineJumpTableInfo *getJumpTableInfo() { return JumpTableInfo; }
 145   const MachineJumpTableInfo *getJumpTableInfo() const { return JumpTableInfo; }
 146
 147   /// getConstantPool - Return the constant pool object for the current
 148   /// function.
 149   ///
 150   MachineConstantPool *getConstantPool() { return ConstantPool; }
 151   const MachineConstantPool *getConstantPool() const { return ConstantPool; }
 152
 153   /// getAlignment - Return the alignment (log2, not bytes) of the function.
 154   ///
 155   unsigned getAlignment() const { return Alignment; }
 156
 157   /// setAlignment - Set the alignment (log2, not bytes) of the function.
 158   ///
 159   void setAlignment(unsigned A) { Alignment = A; }
 160
 161   /// MachineFunctionInfo - Keep track of various per-function pieces of
 162   /// information for backends that would like to do so.
 163   ///
 164   template<typename Ty>
 165   Ty *getInfo() {
 166     if (!MFInfo) {
 167         // This should be just `new (Allocator.Allocate<Ty>()) Ty(*this)', but
 168         // that apparently breaks GCC 3.3.
 169         Ty *Loc = static_cast<Ty*>(Allocator.Allocate(sizeof(Ty),
 170                                                       AlignOf<Ty>::Alignment));
 171         MFInfo = new (Loc) Ty(*this);
 172     }
 173
 174     assert((void*)dynamic_cast<Ty*>(MFInfo) == (void*)MFInfo &&
 175            "Invalid concrete type or multiple inheritence for getInfo");
 176     return static_cast<Ty*>(MFInfo);
 177   }
 178
 179   template<typename Ty>
 180   const Ty *getInfo() const {
 181      return const_cast<MachineFunction*>(this)->getInfo<Ty>();
 182   }
 183
 184   /// getBlockNumbered - MachineBasicBlocks are automatically numbered when they
 185   /// are inserted into the machine function.  The block number for a machine
 186   /// basic block can be found by using the MBB::getBlockNumber method, this
 187   /// method provides the inverse mapping.
 188   ///
 189   MachineBasicBlock *getBlockNumbered(unsigned N) const {
 190     assert(N < MBBNumbering.size() && "Illegal block number");
 191     assert(MBBNumbering[N] && "Block was removed from the machine function!");
 192     return MBBNumbering[N];
 193   }
 194
 195   /// getNumBlockIDs - Return the number of MBB ID's allocated.
 196   ///
 197   unsigned getNumBlockIDs() const { return (unsigned)MBBNumbering.size(); }
 198
 199   /// RenumberBlocks - This discards all of the MachineBasicBlock numbers and
 200   /// recomputes them.  This guarantees that the MBB numbers are sequential,
 201   /// dense, and match the ordering of the blocks within the function.  If a
 202   /// specific MachineBasicBlock is specified, only that block and those after
 203   /// it are renumbered.
 204   void RenumberBlocks(MachineBasicBlock *MBBFrom = 0);
 205
 206   /// print - Print out the MachineFunction in a format suitable for debugging
 207   /// to the specified stream.
 208   ///
 209   void print(std::ostream &OS) const;
 210   void print(std::ostream *OS) const { if (OS) print(*OS); }
 211
 212   /// viewCFG - This function is meant for use from the debugger.  You can just
 213   /// say 'call F->viewCFG()' and a ghostview window should pop up from the
 214   /// program, displaying the CFG of the current function with the code for each
 215   /// basic block inside.  This depends on there being a 'dot' and 'gv' program
 216   /// in your path.
 217   ///
 218   void viewCFG() const;
 219
 220   /// viewCFGOnly - This function is meant for use from the debugger.  It works
 221   /// just like viewCFG, but it does not include the contents of basic blocks
 222   /// into the nodes, just the label.  If you are only interested in the CFG
 223   /// this can make the graph smaller.
 224   ///
 225   void viewCFGOnly() const;
 226
 227   /// dump - Print the current MachineFunction to cerr, useful for debugger use.
 228   ///
 229   void dump() const;
 230
 231   // Provide accessors for the MachineBasicBlock list...
 232   typedef BasicBlockListType::iterator iterator;
 233   typedef BasicBlockListType::const_iterator const_iterator;
 234   typedef std::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;
 235   typedef std::reverse_iterator<iterator>             reverse_iterator;
 236
 237   /// addLiveIn - Add the specified physical register as a live-in value and
 238   /// create a corresponding virtual register for it.
 239   unsigned addLiveIn(unsigned PReg, const TargetRegisterClass *RC);
 240
 241   //===--------------------------------------------------------------------===//
 242   // BasicBlock accessor functions.
 243   //
 244   iterator                 begin()       { return BasicBlocks.begin(); }
 245   const_iterator           begin() const { return BasicBlocks.begin(); }
 246   iterator                 end  ()       { return BasicBlocks.end();   }
 247   const_iterator           end  () const { return BasicBlocks.end();   }
 248
 249   reverse_iterator        rbegin()       { return BasicBlocks.rbegin(); }
 250   const_reverse_iterator  rbegin() const { return BasicBlocks.rbegin(); }
 251   reverse_iterator        rend  ()       { return BasicBlocks.rend();   }
 252   const_reverse_iterator  rend  () const { return BasicBlocks.rend();   }
 253
 254   unsigned                  size() const { return (unsigned)BasicBlocks.size();}
 255   bool                     empty() const { return BasicBlocks.empty(); }
 256   const MachineBasicBlock &front() const { return BasicBlocks.front(); }
 257         MachineBasicBlock &front()       { return BasicBlocks.front(); }
 258   const MachineBasicBlock & back() const { return BasicBlocks.back(); }
 259         MachineBasicBlock & back()       { return BasicBlocks.back(); }
 260
 261   void push_back (MachineBasicBlock *MBB) { BasicBlocks.push_back (MBB); }
 262   void push_front(MachineBasicBlock *MBB) { BasicBlocks.push_front(MBB); }
 263   void insert(iterator MBBI, MachineBasicBlock *MBB) {
 264     BasicBlocks.insert(MBBI, MBB);
 265   }
 266   void splice(iterator InsertPt, iterator MBBI) {
 267     BasicBlocks.splice(InsertPt, BasicBlocks, MBBI);
 268   }
 269
 270   void remove(iterator MBBI) {
 271     BasicBlocks.remove(MBBI);
 272   }
 273   void erase(iterator MBBI) {
 274     BasicBlocks.erase(MBBI);
 275   }
 276
 277   //===--------------------------------------------------------------------===//
 278   // Internal functions used to automatically number MachineBasicBlocks
 279   //
 280
 281   /// getNextMBBNumber - Returns the next unique number to be assigned
 282   /// to a MachineBasicBlock in this MachineFunction.
 283   ///
 284   unsigned addToMBBNumbering(MachineBasicBlock *MBB) {
 285     MBBNumbering.push_back(MBB);
 286     return (unsigned)MBBNumbering.size()-1;
 287   }
 288
 289   /// removeFromMBBNumbering - Remove the specific machine basic block from our
 290   /// tracker, this is only really to be used by the MachineBasicBlock
 291   /// implementation.
 292   void removeFromMBBNumbering(unsigned N) {
 293     assert(N < MBBNumbering.size() && "Illegal basic block #");
 294     MBBNumbering[N] = 0;
 295   }
 296
 297   /// CreateMachineInstr - Allocate a new MachineInstr. Use this instead
 298   /// of `new MachineInstr'.
 299   ///
 300   MachineInstr *CreateMachineInstr(const TargetInstrDesc &TID,
 301                                    DebugLoc DL,
 302                                    bool NoImp = false);
 303
 304   /// CloneMachineInstr - Create a new MachineInstr which is a copy of the
 305   /// 'Orig' instruction, identical in all ways except the the instruction
 306   /// has no parent, prev, or next.
 307   ///
 308   MachineInstr *CloneMachineInstr(const MachineInstr *Orig);
 309
 310   /// DeleteMachineInstr - Delete the given MachineInstr.
 311   ///
 312   void DeleteMachineInstr(MachineInstr *MI);
 313
 314   /// CreateMachineBasicBlock - Allocate a new MachineBasicBlock. Use this
 315   /// instead of `new MachineBasicBlock'.
 316   ///
 317   MachineBasicBlock *CreateMachineBasicBlock(const BasicBlock *bb = 0);
 318
 319   /// DeleteMachineBasicBlock - Delete the given MachineBasicBlock.
 320   ///
 321   void DeleteMachineBasicBlock(MachineBasicBlock *MBB);
 322
 323   //===--------------------------------------------------------------------===//
 324   // Debug location.
 325   //
 326
 327   /// getOrCreateDebugLocID - Look up the DebugLocTuple index with the given
 328   /// source file, line, and column. If none currently exists, create a new
 329   /// DebugLocTuple, and insert it into the DebugIdMap.
 330   unsigned getOrCreateDebugLocID(GlobalVariable *CompileUnit,
 331                                  unsigned Line, unsigned Col);
 332
 333   /// getDebugLocTuple - Get the DebugLocTuple for a given DebugLoc object.
 334   DebugLocTuple getDebugLocTuple(DebugLoc DL) const;
 335
 336   /// getDefaultDebugLoc - Get the default debug location for the machine
 337   /// function.
 338   DebugLoc getDefaultDebugLoc() const { return DefaultDebugLoc; }
 339
 340   /// setDefaultDebugLoc - Get the default debug location for the machine
 341   /// function.
 342   void setDefaultDebugLoc(DebugLoc DL) { DefaultDebugLoc = DL; }
 343
 344   /// getDebugLocInfo - Get the debug info location tracker.
 345   DebugLocTracker &getDebugLocInfo() { return DebugLocInfo; }
 346 };
 347
 348 //===--------------------------------------------------------------------===//
 349 // GraphTraits specializations for function basic block graphs (CFGs)
 350 //===--------------------------------------------------------------------===//
 351
 352 // Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a
 353 // machine function as a graph of machine basic blocks... these are
 354 // the same as the machine basic block iterators, except that the root
 355 // node is implicitly the first node of the function.
 356 //
 357 template <> struct GraphTraits<MachineFunction*> :
 358   public GraphTraits<MachineBasicBlock*> {
 359   static NodeType *getEntryNode(MachineFunction *F) {
 360     return &F->front();
 361   }
 362
 363   // nodes_iterator/begin/end - Allow iteration over all nodes in the graph
 364   typedef MachineFunction::iterator nodes_iterator;
 365   static nodes_iterator nodes_begin(MachineFunction *F) { return F->begin(); }
 366   static nodes_iterator nodes_end  (MachineFunction *F) { return F->end(); }
 367 };
 368 template <> struct GraphTraits<const MachineFunction*> :
 369   public GraphTraits<const MachineBasicBlock*> {
 370   static NodeType *getEntryNode(const MachineFunction *F) {
 371     return &F->front();
 372   }
 373
 374   // nodes_iterator/begin/end - Allow iteration over all nodes in the graph
 375   typedef MachineFunction::const_iterator nodes_iterator;
 376   static nodes_iterator nodes_begin(const MachineFunction *F) {
 377     return F->begin();
 378   }
 379   static nodes_iterator nodes_end  (const MachineFunction *F) {
 380     return F->end();
 381   }
 382 };
 383
 384
 385 // Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a function as a
 386 // graph of basic blocks... and to walk it in inverse order.  Inverse order for
 387 // a function is considered to be when traversing the predecessor edges of a BB
 388 // instead of the successor edges.
 389 //
 390 template <> struct GraphTraits<Inverse<MachineFunction*> > :
 391   public GraphTraits<Inverse<MachineBasicBlock*> > {
 392   static NodeType *getEntryNode(Inverse<MachineFunction*> G) {
 393     return &G.Graph->front();
 394   }
 395 };
 396 template <> struct GraphTraits<Inverse<const MachineFunction*> > :
 397   public GraphTraits<Inverse<const MachineBasicBlock*> > {
 398   static NodeType *getEntryNode(Inverse<const MachineFunction *> G) {
 399     return &G.Graph->front();
 400   }
 401 };
 402
 403 } // End llvm namespace
 404
 405 #endif