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