include/llvm/CodeGen/MachineFunction.h

   1 //===-- llvm/CodeGen/MachineFunction.h --------------------------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source 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/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
  22 #include "llvm/Support/Annotation.h"
  23
  24 namespace llvm {
  25
  26 class Function;
  27 class TargetMachine;
  28 class SSARegMap;
  29 class MachineFrameInfo;
  30 class MachineConstantPool;
  31
  32 // ilist_traits
  33 template <>
  34 struct ilist_traits<MachineBasicBlock> {
  35   // this is only set by the MachineFunction owning the ilist
  36   friend class MachineFunction;
  37   MachineFunction* Parent;
  38
  39 public:
  40   ilist_traits<MachineBasicBlock>() : Parent(0) { }
  41
  42   static MachineBasicBlock* getPrev(MachineBasicBlock* N) { return N->Prev; }
  43   static MachineBasicBlock* getNext(MachineBasicBlock* N) { return N->Next; }
  44
  45   static const MachineBasicBlock*
  46   getPrev(const MachineBasicBlock* N) { return N->Prev; }
  47
  48   static const MachineBasicBlock*
  49   getNext(const MachineBasicBlock* N) { return N->Next; }
  50
  51   static void setPrev(MachineBasicBlock* N, MachineBasicBlock* prev) {
  52     N->Prev = prev;
  53   }
  54   static void setNext(MachineBasicBlock* N, MachineBasicBlock* next) {
  55     N->Next = next;
  56   }
  57
  58   static MachineBasicBlock* createSentinel();
  59   static void destroySentinel(MachineBasicBlock *MBB) { delete MBB; }
  60   void addNodeToList(MachineBasicBlock* N);
  61   void removeNodeFromList(MachineBasicBlock* N);
  62   void transferNodesFromList(iplist<MachineBasicBlock,
  63                                     ilist_traits<MachineBasicBlock> > &toList,
  64                              ilist_iterator<MachineBasicBlock> first,
  65                              ilist_iterator<MachineBasicBlock> last);
  66 };
  67
  68 /// MachineFunctionInfo - This class can be derived from and used by targets to
  69 /// hold private target-specific information for each MachineFunction.  Objects
  70 /// of type are accessed/created with MF::getInfo and destroyed when the
  71 /// MachineFunction is destroyed.
  72 struct MachineFunctionInfo {
  73   virtual ~MachineFunctionInfo() {};
  74 };
  75
  76 class MachineFunction : private Annotation {
  77   const Function *Fn;
  78   const TargetMachine &Target;
  79
  80   // List of machine basic blocks in function
  81   ilist<MachineBasicBlock> BasicBlocks;
  82
  83   // Keeping track of mapping from SSA values to registers
  84   SSARegMap *SSARegMapping;
  85
  86   // Used to keep track of target-specific per-machine function information for
  87   // the target implementation.
  88   MachineFunctionInfo *MFInfo;
  89
  90   // Keep track of objects allocated on the stack.
  91   MachineFrameInfo *FrameInfo;
  92
  93   // Keep track of constants which are spilled to memory
  94   MachineConstantPool *ConstantPool;
  95
  96   // Function-level unique numbering for MachineBasicBlocks.  When a
  97   // MachineBasicBlock is inserted into a MachineFunction is it automatically
  98   // numbered and this vector keeps track of the mapping from ID's to MBB's.
  99   std::vector<MachineBasicBlock*> MBBNumbering;
 100
 101   /// UsedPhysRegs - This is a new[]'d array of bools that is computed and set
 102   /// by the register allocator, and must be kept up to date by passes that run
 103   /// after register allocation (though most don't modify this).  This is used
 104   /// so that the code generator knows which callee save registers to save and
 105   /// for other target specific uses.
 106   bool *UsedPhysRegs;
 107
 108   /// LiveIns/LiveOuts - Keep track of the physical registers that are
 109   /// livein/liveout of the function.  Live in values are typically arguments in
 110   /// registers, live out values are typically return values in registers.
 111   /// LiveIn values are allowed to have virtual registers associated with them,
 112   /// stored in the second element.
 113   std::vector<std::pair<unsigned, unsigned> > LiveIns;
 114   std::vector<unsigned> LiveOuts;
 115
 116 public:
 117   MachineFunction(const Function *Fn, const TargetMachine &TM);
 118   ~MachineFunction();
 119
 120   /// getFunction - Return the LLVM function that this machine code represents
 121   ///
 122   const 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   /// SSARegMap Interface... Keep track of information about each SSA virtual
 129   /// register, such as which register class it belongs to.
 130   ///
 131   SSARegMap *getSSARegMap() const { return SSARegMapping; }
 132   void clearSSARegMap();
 133
 134   /// getFrameInfo - Return the frame info object for the current function.
 135   /// This object contains information about objects allocated on the stack
 136   /// frame of the current function in an abstract way.
 137   ///
 138   MachineFrameInfo *getFrameInfo() const { return FrameInfo; }
 139
 140   /// getConstantPool - Return the constant pool object for the current
 141   /// function.
 142   ///
 143   MachineConstantPool *getConstantPool() const { return ConstantPool; }
 144
 145   /// MachineFunctionInfo - Keep track of various per-function pieces of
 146   /// information for backends that would like to do so. (Currently,
 147   /// SPARC and IA64.)
 148   ///
 149   template<typename Ty>
 150   Ty *getInfo() {
 151     if (!MFInfo) MFInfo = new Ty(*this);
 152
 153     assert((void*)dynamic_cast<Ty*>(MFInfo) == (void*)MFInfo &&
 154            "Invalid concrete type or multiple inheritence for getInfo");
 155     return static_cast<Ty*>(MFInfo);
 156   }
 157
 158   /// setUsedPhysRegs - The register allocator should call this to initialized
 159   /// the UsedPhysRegs set.  This should be passed a new[]'d array with entries
 160   /// for all of the physical registers that the target supports.  Each array
 161   /// entry should be set to true iff the physical register is used within the
 162   /// function.
 163   void setUsedPhysRegs(bool *UPR) { UsedPhysRegs = UPR; }
 164
 165   /// getUsedPhysregs - This returns the UsedPhysRegs array.  This returns null
 166   /// before register allocation.
 167   bool *getUsedPhysregs() { return UsedPhysRegs; }
 168   const bool *getUsedPhysregs() const { return UsedPhysRegs; }
 169
 170   /// isPhysRegUsed - Return true if the specified register is used in this
 171   /// function.  This only works after register allocation.
 172   bool isPhysRegUsed(unsigned Reg) { return UsedPhysRegs[Reg]; }
 173
 174   /// changePhyRegUsed - This method allows code that runs after register
 175   /// allocation to keep the PhysRegsUsed array up-to-date.
 176   void changePhyRegUsed(unsigned Reg, bool State) { UsedPhysRegs[Reg] = State; }
 177
 178
 179   // LiveIn/LiveOut management methods.
 180
 181   /// addLiveIn/Out - Add the specified register as a live in/out.  Note that it
 182   /// is an error to add the same register to the same set more than once.
 183   void addLiveIn(unsigned Reg, unsigned vreg = 0) {
 184     LiveIns.push_back(std::make_pair(Reg, vreg));
 185   }
 186   void addLiveOut(unsigned Reg) { LiveOuts.push_back(Reg); }
 187
 188   // Iteration support for live in/out sets.  These sets are kept in sorted
 189   // order by their register number.
 190   typedef std::vector<std::pair<unsigned,unsigned> >::const_iterator
 191   livein_iterator;
 192   typedef std::vector<unsigned>::const_iterator liveout_iterator;
 193   livein_iterator livein_begin() const { return LiveIns.begin(); }
 194   livein_iterator livein_end()   const { return LiveIns.end(); }
 195   liveout_iterator liveout_begin() const { return LiveOuts.begin(); }
 196   liveout_iterator liveout_end()   const { return LiveOuts.end(); }
 197
 198   /// getBlockNumbered - MachineBasicBlocks are automatically numbered when they
 199   /// are inserted into the machine function.  The block number for a machine
 200   /// basic block can be found by using the MBB::getBlockNumber method, this
 201   /// method provides the inverse mapping.
 202   ///
 203   MachineBasicBlock *getBlockNumbered(unsigned N) {
 204     assert(N < MBBNumbering.size() && "Illegal block number");
 205     assert(MBBNumbering[N] && "Block was removed from the machine function!");
 206     return MBBNumbering[N];
 207   }
 208
 209   /// getLastBlock - Returns the MachineBasicBlock with the greatest number
 210   MachineBasicBlock *getLastBlock() {
 211     return MBBNumbering.back();
 212   }
 213   const MachineBasicBlock *getLastBlock() const {
 214     return MBBNumbering.back();
 215   }
 216
 217   /// print - Print out the MachineFunction in a format suitable for debugging
 218   /// to the specified stream.
 219   ///
 220   void print(std::ostream &OS) const;
 221
 222   /// viewCFG - This function is meant for use from the debugger.  You can just
 223   /// say 'call F->viewCFG()' and a ghostview window should pop up from the
 224   /// program, displaying the CFG of the current function with the code for each
 225   /// basic block inside.  This depends on there being a 'dot' and 'gv' program
 226   /// in your path.
 227   ///
 228   void viewCFG() const;
 229
 230   /// viewCFGOnly - This function is meant for use from the debugger.  It works
 231   /// just like viewCFG, but it does not include the contents of basic blocks
 232   /// into the nodes, just the label.  If you are only interested in the CFG
 233   /// this can make the graph smaller.
 234   ///
 235   void viewCFGOnly() const;
 236
 237   /// dump - Print the current MachineFunction to cerr, useful for debugger use.
 238   ///
 239   void dump() const;
 240
 241   /// construct - Allocate and initialize a MachineFunction for a given Function
 242   /// and Target
 243   ///
 244   static MachineFunction& construct(const Function *F, const TargetMachine &TM);
 245
 246   /// destruct - Destroy the MachineFunction corresponding to a given Function
 247   ///
 248   static void destruct(const Function *F);
 249
 250   /// get - Return a handle to a MachineFunction corresponding to the given
 251   /// Function.  This should not be called before "construct()" for a given
 252   /// Function.
 253   ///
 254   static MachineFunction& get(const Function *F);
 255
 256   // Provide accessors for the MachineBasicBlock list...
 257   typedef ilist<MachineBasicBlock> BasicBlockListType;
 258   typedef BasicBlockListType::iterator iterator;
 259   typedef BasicBlockListType::const_iterator const_iterator;
 260   typedef std::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;
 261   typedef std::reverse_iterator<iterator>             reverse_iterator;
 262
 263   // Provide accessors for basic blocks...
 264   const BasicBlockListType &getBasicBlockList() const { return BasicBlocks; }
 265         BasicBlockListType &getBasicBlockList()       { return BasicBlocks; }
 266
 267   //===--------------------------------------------------------------------===//
 268   // BasicBlock iterator forwarding functions
 269   //
 270   iterator                 begin()       { return BasicBlocks.begin(); }
 271   const_iterator           begin() const { return BasicBlocks.begin(); }
 272   iterator                 end  ()       { return BasicBlocks.end();   }
 273   const_iterator           end  () const { return BasicBlocks.end();   }
 274
 275   reverse_iterator        rbegin()       { return BasicBlocks.rbegin(); }
 276   const_reverse_iterator  rbegin() const { return BasicBlocks.rbegin(); }
 277   reverse_iterator        rend  ()       { return BasicBlocks.rend();   }
 278   const_reverse_iterator  rend  () const { return BasicBlocks.rend();   }
 279
 280   unsigned                  size() const { return BasicBlocks.size(); }
 281   bool                     empty() const { return BasicBlocks.empty(); }
 282   const MachineBasicBlock &front() const { return BasicBlocks.front(); }
 283         MachineBasicBlock &front()       { return BasicBlocks.front(); }
 284   const MachineBasicBlock & back() const { return BasicBlocks.back(); }
 285         MachineBasicBlock & back()       { return BasicBlocks.back(); }
 286
 287   //===--------------------------------------------------------------------===//
 288   // Internal functions used to automatically number MachineBasicBlocks
 289   //
 290
 291   /// getNextMBBNumber - Returns the next unique number to be assigned
 292   /// to a MachineBasicBlock in this MachineFunction.
 293   ///
 294   unsigned addToMBBNumbering(MachineBasicBlock *MBB) {
 295     MBBNumbering.push_back(MBB);
 296     return MBBNumbering.size()-1;
 297   }
 298
 299   /// removeFromMBBNumbering - Remove the specific machine basic block from our
 300   /// tracker, this is only really to be used by the MachineBasicBlock
 301   /// implementation.
 302   void removeFromMBBNumbering(unsigned N) {
 303     assert(N < MBBNumbering.size() && "Illegal basic block #");
 304     MBBNumbering[N] = 0;
 305   }
 306 };
 307
 308 //===--------------------------------------------------------------------===//
 309 // GraphTraits specializations for function basic block graphs (CFGs)
 310 //===--------------------------------------------------------------------===//
 311
 312 // Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a
 313 // machine function as a graph of machine basic blocks... these are
 314 // the same as the machine basic block iterators, except that the root
 315 // node is implicitly the first node of the function.
 316 //
 317 template <> struct GraphTraits<MachineFunction*> :
 318   public GraphTraits<MachineBasicBlock*> {
 319   static NodeType *getEntryNode(MachineFunction *F) {
 320     return &F->front();
 321   }
 322
 323   // nodes_iterator/begin/end - Allow iteration over all nodes in the graph
 324   typedef MachineFunction::iterator nodes_iterator;
 325   static nodes_iterator nodes_begin(MachineFunction *F) { return F->begin(); }
 326   static nodes_iterator nodes_end  (MachineFunction *F) { return F->end(); }
 327 };
 328 template <> struct GraphTraits<const MachineFunction*> :
 329   public GraphTraits<const MachineBasicBlock*> {
 330   static NodeType *getEntryNode(const MachineFunction *F) {
 331     return &F->front();
 332   }
 333
 334   // nodes_iterator/begin/end - Allow iteration over all nodes in the graph
 335   typedef MachineFunction::const_iterator nodes_iterator;
 336   static nodes_iterator nodes_begin(const MachineFunction *F) { return F->begin(); }
 337   static nodes_iterator nodes_end  (const MachineFunction *F) { return F->end(); }
 338 };
 339
 340
 341 // Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a function as a
 342 // graph of basic blocks... and to walk it in inverse order.  Inverse order for
 343 // a function is considered to be when traversing the predecessor edges of a BB
 344 // instead of the successor edges.
 345 //
 346 template <> struct GraphTraits<Inverse<MachineFunction*> > :
 347   public GraphTraits<Inverse<MachineBasicBlock*> > {
 348   static NodeType *getEntryNode(Inverse<MachineFunction*> G) {
 349     return &G.Graph->front();
 350   }
 351 };
 352 template <> struct GraphTraits<Inverse<const MachineFunction*> > :
 353   public GraphTraits<Inverse<const MachineBasicBlock*> > {
 354   static NodeType *getEntryNode(Inverse<const MachineFunction *> G) {
 355     return &G.Graph->front();
 356   }
 357 };
 358
 359 } // End llvm namespace
 360
 361 #endif