2abad8aac2cb79f4975ef60a14ad5417cc8da946
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / AsmPrinter / DwarfDebug.h
1 //===-- llvm/CodeGen/DwarfDebug.h - Dwarf Debug Framework ------*- 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 contains support for writing dwarf debug info into asm files.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #ifndef CODEGEN_ASMPRINTER_DWARFDEBUG_H__
15 #define CODEGEN_ASMPRINTER_DWARFDEBUG_H__
16
17 #include "DIE.h"
18 #include "DwarfPrinter.h"
19 #include "llvm/CodeGen/AsmPrinter.h"
20 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
21 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
22 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
23 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
24 #include "llvm/ADT/FoldingSet.h"
25 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
26 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
27 #include "llvm/ADT/UniqueVector.h"
28 #include <string>
29
30 namespace llvm {
31
32 class CompileUnit;
33 class DbgConcreteScope;
34 class DbgScope;
35 class DbgVariable;
36 class MachineFrameInfo;
37 class MachineModuleInfo;
38 class MCAsmInfo;
39 class Timer;
40
41 //===----------------------------------------------------------------------===//
42 /// SrcLineInfo - This class is used to record source line correspondence.
43 ///
44 class SrcLineInfo {
45   unsigned Line;                     // Source line number.
46   unsigned Column;                   // Source column.
47   unsigned SourceID;                 // Source ID number.
48   unsigned LabelID;                  // Label in code ID number.
49 public:
50   SrcLineInfo(unsigned L, unsigned C, unsigned S, unsigned I)
51     : Line(L), Column(C), SourceID(S), LabelID(I) {}
52
53   // Accessors
54   unsigned getLine() const { return Line; }
55   unsigned getColumn() const { return Column; }
56   unsigned getSourceID() const { return SourceID; }
57   unsigned getLabelID() const { return LabelID; }
58 };
59
60 class DwarfDebug : public DwarfPrinter {
61   //===--------------------------------------------------------------------===//
62   // Attributes used to construct specific Dwarf sections.
63   //
64
65   /// ModuleCU - All DIEs are inserted in ModuleCU.
66   CompileUnit *ModuleCU;
67
68   /// AbbreviationsSet - Used to uniquely define abbreviations.
69   ///
70   FoldingSet<DIEAbbrev> AbbreviationsSet;
71
72   /// Abbreviations - A list of all the unique abbreviations in use.
73   ///
74   std::vector<DIEAbbrev *> Abbreviations;
75
76   /// DirectoryIdMap - Directory name to directory id map.
77   ///
78   StringMap<unsigned> DirectoryIdMap;
79
80   /// DirectoryNames - A list of directory names.
81   SmallVector<std::string, 8> DirectoryNames;
82
83   /// SourceFileIdMap - Source file name to source file id map.
84   ///
85   StringMap<unsigned> SourceFileIdMap;
86
87   /// SourceFileNames - A list of source file names.
88   SmallVector<std::string, 8> SourceFileNames;
89
90   /// SourceIdMap - Source id map, i.e. pair of directory id and source file
91   /// id mapped to a unique id.
92   DenseMap<std::pair<unsigned, unsigned>, unsigned> SourceIdMap;
93
94   /// SourceIds - Reverse map from source id to directory id + file id pair.
95   ///
96   SmallVector<std::pair<unsigned, unsigned>, 8> SourceIds;
97
98   /// Lines - List of source line correspondence.
99   std::vector<SrcLineInfo> Lines;
100
101   /// DIEValues - A list of all the unique values in use.
102   ///
103   std::vector<DIEValue *> DIEValues;
104
105   /// StringPool - A UniqueVector of strings used by indirect references.
106   ///
107   UniqueVector<std::string> StringPool;
108
109   /// SectionMap - Provides a unique id per text section.
110   ///
111   UniqueVector<const MCSection*> SectionMap;
112
113   /// SectionSourceLines - Tracks line numbers per text section.
114   ///
115   std::vector<std::vector<SrcLineInfo> > SectionSourceLines;
116
117   /// didInitial - Flag to indicate if initial emission has been done.
118   ///
119   bool didInitial;
120
121   /// shouldEmit - Flag to indicate if debug information should be emitted.
122   ///
123   bool shouldEmit;
124
125   // CurrentFnDbgScope - Top level scope for the current function.
126   //
127   DbgScope *CurrentFnDbgScope;
128   
129   /// DbgScopeMap - Tracks the scopes in the current function.
130   ///
131   DenseMap<MDNode *, DbgScope *> DbgScopeMap;
132
133   /// ConcreteScopes - Tracks the concrete scopees in the current function.
134   /// These scopes are also included in DbgScopeMap.
135   DenseMap<MDNode *, DbgScope *> ConcreteScopes;
136
137   /// AbstractScopes - Tracks the abstract scopes a module. These scopes are
138   /// not included DbgScopeMap.
139   DenseMap<MDNode *, DbgScope *> AbstractScopes;
140   SmallVector<DbgScope *, 4>AbstractScopesList;
141
142   /// AbstractVariables - Collection on abstract variables.
143   DenseMap<MDNode *, DbgVariable *> AbstractVariables;
144
145   /// InliendSubprogramDIEs - Collection of subprgram DIEs that are marked
146   /// (at the end of the module) as DW_AT_inline.
147   SmallPtrSet<DIE *, 4> InlinedSubprogramDIEs;
148
149   DenseMap<DIE *, MDNode *> ContainingTypeMap;
150
151   /// AbstractSubprogramDIEs - Collection of abstruct subprogram DIEs.
152   SmallPtrSet<DIE *, 4> AbstractSubprogramDIEs;
153
154   /// TopLevelDIEs - Collection of top level DIEs. 
155   SmallPtrSet<DIE *, 4> TopLevelDIEs;
156   SmallVector<DIE *, 4> TopLevelDIEsVector;
157
158   typedef SmallVector<DbgScope *, 2> ScopeVector;
159   typedef DenseMap<const MachineInstr *, ScopeVector>
160     InsnToDbgScopeMapTy;
161
162   /// DbgScopeBeginMap - Maps instruction with a list of DbgScopes it starts.
163   InsnToDbgScopeMapTy DbgScopeBeginMap;
164
165   /// DbgScopeEndMap - Maps instruction with a list DbgScopes it ends.
166   InsnToDbgScopeMapTy DbgScopeEndMap;
167
168   /// InlineInfo - Keep track of inlined functions and their location.  This
169   /// information is used to populate debug_inlined section.
170   typedef std::pair<unsigned, DIE *> InlineInfoLabels;
171   DenseMap<MDNode *, SmallVector<InlineInfoLabels, 4> > InlineInfo;
172   SmallVector<MDNode *, 4> InlinedSPNodes;
173
174   /// CompileUnitOffsets - A vector of the offsets of the compile units. This is
175   /// used when calculating the "origin" of a concrete instance of an inlined
176   /// function.
177   DenseMap<CompileUnit *, unsigned> CompileUnitOffsets;
178
179   /// DebugTimer - Timer for the Dwarf debug writer.
180   Timer *DebugTimer;
181   
182   struct FunctionDebugFrameInfo {
183     unsigned Number;
184     std::vector<MachineMove> Moves;
185
186     FunctionDebugFrameInfo(unsigned Num, const std::vector<MachineMove> &M)
187       : Number(Num), Moves(M) {}
188   };
189
190   std::vector<FunctionDebugFrameInfo> DebugFrames;
191
192   /// getSourceDirectoryAndFileIds - Return the directory and file ids that
193   /// maps to the source id. Source id starts at 1.
194   std::pair<unsigned, unsigned>
195   getSourceDirectoryAndFileIds(unsigned SId) const {
196     return SourceIds[SId-1];
197   }
198
199   /// getNumSourceDirectories - Return the number of source directories in the
200   /// debug info.
201   unsigned getNumSourceDirectories() const {
202     return DirectoryNames.size();
203   }
204
205   /// getSourceDirectoryName - Return the name of the directory corresponding
206   /// to the id.
207   const std::string &getSourceDirectoryName(unsigned Id) const {
208     return DirectoryNames[Id - 1];
209   }
210
211   /// getSourceFileName - Return the name of the source file corresponding
212   /// to the id.
213   const std::string &getSourceFileName(unsigned Id) const {
214     return SourceFileNames[Id - 1];
215   }
216
217   /// getNumSourceIds - Return the number of unique source ids.
218   unsigned getNumSourceIds() const {
219     return SourceIds.size();
220   }
221
222   /// assignAbbrevNumber - Define a unique number for the abbreviation.
223   ///
224   void assignAbbrevNumber(DIEAbbrev &Abbrev);
225
226   /// createDIEEntry - Creates a new DIEEntry to be a proxy for a debug
227   /// information entry.
228   DIEEntry *createDIEEntry(DIE *Entry = NULL);
229
230   /// addUInt - Add an unsigned integer attribute data and value.
231   ///
232   void addUInt(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, uint64_t Integer);
233
234   /// addSInt - Add an signed integer attribute data and value.
235   ///
236   void addSInt(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, int64_t Integer);
237
238   /// addString - Add a string attribute data and value.
239   ///
240   void addString(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form,
241                  const StringRef Str);
242
243   /// addLabel - Add a Dwarf label attribute data and value.
244   ///
245   void addLabel(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form,
246                 const MCSymbol *Label);
247
248   /// addSectionOffset - Add a section offset label attribute data and value.
249   ///
250   void addSectionOffset(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form,
251                         const MCSymbol *Label, const MCSymbol *Section,
252                         bool isEH = false);
253
254   /// addDelta - Add a label delta attribute data and value.
255   ///
256   void addDelta(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form,
257                 const MCSymbol *Hi, const MCSymbol *Lo);
258
259   /// addDIEEntry - Add a DIE attribute data and value.
260   ///
261   void addDIEEntry(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, DIE *Entry) {
262     Die->addValue(Attribute, Form, createDIEEntry(Entry));
263   }
264
265   /// addBlock - Add block data.
266   ///
267   void addBlock(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, DIEBlock *Block);
268
269   /// addSourceLine - Add location information to specified debug information
270   /// entry.
271   void addSourceLine(DIE *Die, const DIVariable *V);
272   void addSourceLine(DIE *Die, const DIGlobal *G);
273   void addSourceLine(DIE *Die, const DISubprogram *SP);
274   void addSourceLine(DIE *Die, const DIType *Ty);
275   void addSourceLine(DIE *Die, const DINameSpace *NS);
276
277   /// addAddress - Add an address attribute to a die based on the location
278   /// provided.
279   void addAddress(DIE *Die, unsigned Attribute,
280                   const MachineLocation &Location);
281
282   /// addComplexAddress - Start with the address based on the location provided,
283   /// and generate the DWARF information necessary to find the actual variable
284   /// (navigating the extra location information encoded in the type) based on
285   /// the starting location.  Add the DWARF information to the die.
286   ///
287   void addComplexAddress(DbgVariable *&DV, DIE *Die, unsigned Attribute,
288                          const MachineLocation &Location);
289
290   // FIXME: Should be reformulated in terms of addComplexAddress.
291   /// addBlockByrefAddress - Start with the address based on the location
292   /// provided, and generate the DWARF information necessary to find the
293   /// actual Block variable (navigating the Block struct) based on the
294   /// starting location.  Add the DWARF information to the die.  Obsolete,
295   /// please use addComplexAddress instead.
296   ///
297   void addBlockByrefAddress(DbgVariable *&DV, DIE *Die, unsigned Attribute,
298                             const MachineLocation &Location);
299
300   /// addToContextOwner - Add Die into the list of its context owner's children.
301   void addToContextOwner(DIE *Die, DIDescriptor Context);
302
303   /// addType - Add a new type attribute to the specified entity.
304   void addType(DIE *Entity, DIType Ty);
305
306  
307   /// getOrCreateNameSpace - Create a DIE for DINameSpace.
308   DIE *getOrCreateNameSpace(DINameSpace NS);
309
310   /// getOrCreateTypeDIE - Find existing DIE or create new DIE for the
311   /// given DIType.
312   DIE *getOrCreateTypeDIE(DIType Ty);
313
314   void addPubTypes(DISubprogram SP);
315
316   /// constructTypeDIE - Construct basic type die from DIBasicType.
317   void constructTypeDIE(DIE &Buffer,
318                         DIBasicType BTy);
319
320   /// constructTypeDIE - Construct derived type die from DIDerivedType.
321   void constructTypeDIE(DIE &Buffer,
322                         DIDerivedType DTy);
323
324   /// constructTypeDIE - Construct type DIE from DICompositeType.
325   void constructTypeDIE(DIE &Buffer,
326                         DICompositeType CTy);
327
328   /// constructSubrangeDIE - Construct subrange DIE from DISubrange.
329   void constructSubrangeDIE(DIE &Buffer, DISubrange SR, DIE *IndexTy);
330
331   /// constructArrayTypeDIE - Construct array type DIE from DICompositeType.
332   void constructArrayTypeDIE(DIE &Buffer, 
333                              DICompositeType *CTy);
334
335   /// constructEnumTypeDIE - Construct enum type DIE from DIEnumerator.
336   DIE *constructEnumTypeDIE(DIEnumerator ETy);
337
338   /// createGlobalVariableDIE - Create new DIE using GV.
339   DIE *createGlobalVariableDIE(const DIGlobalVariable &GV);
340
341   /// createMemberDIE - Create new member DIE.
342   DIE *createMemberDIE(const DIDerivedType &DT);
343
344   /// createSubprogramDIE - Create new DIE using SP.
345   DIE *createSubprogramDIE(const DISubprogram &SP, bool MakeDecl = false);
346
347   /// getUpdatedDbgScope - Find or create DbgScope assicated with 
348   /// the instruction. Initialize scope and update scope hierarchy.
349   DbgScope *getUpdatedDbgScope(MDNode *N, const MachineInstr *MI, MDNode *InlinedAt);
350
351   /// createDbgScope - Create DbgScope for the scope.
352   void createDbgScope(MDNode *Scope, MDNode *InlinedAt);
353
354   DbgScope *getOrCreateAbstractScope(MDNode *N);
355
356   /// findAbstractVariable - Find abstract variable associated with Var.
357   DbgVariable *findAbstractVariable(DIVariable &Var, unsigned FrameIdx, 
358                                     DILocation &Loc);
359
360   /// updateSubprogramScopeDIE - Find DIE for the given subprogram and 
361   /// attach appropriate DW_AT_low_pc and DW_AT_high_pc attributes.
362   /// If there are global variables in this scope then create and insert
363   /// DIEs for these variables.
364   DIE *updateSubprogramScopeDIE(MDNode *SPNode);
365
366   /// constructLexicalScope - Construct new DW_TAG_lexical_block 
367   /// for this scope and attach DW_AT_low_pc/DW_AT_high_pc labels.
368   DIE *constructLexicalScopeDIE(DbgScope *Scope);
369
370   /// constructInlinedScopeDIE - This scope represents inlined body of
371   /// a function. Construct DIE to represent this concrete inlined copy
372   /// of the function.
373   DIE *constructInlinedScopeDIE(DbgScope *Scope);
374
375   /// constructVariableDIE - Construct a DIE for the given DbgVariable.
376   DIE *constructVariableDIE(DbgVariable *DV, DbgScope *S);
377
378   /// constructScopeDIE - Construct a DIE for this scope.
379   DIE *constructScopeDIE(DbgScope *Scope);
380
381   /// emitInitial - Emit initial Dwarf declarations.  This is necessary for cc
382   /// tools to recognize the object file contains Dwarf information.
383   void emitInitial();
384
385   /// emitDIE - Recusively Emits a debug information entry.
386   ///
387   void emitDIE(DIE *Die);
388
389   /// computeSizeAndOffset - Compute the size and offset of a DIE.
390   ///
391   unsigned computeSizeAndOffset(DIE *Die, unsigned Offset, bool Last);
392
393   /// computeSizeAndOffsets - Compute the size and offset of all the DIEs.
394   ///
395   void computeSizeAndOffsets();
396
397   /// EmitDebugInfo - Emit the debug info section.
398   ///
399   void emitDebugInfo();
400
401   /// emitAbbreviations - Emit the abbreviation section.
402   ///
403   void emitAbbreviations() const;
404
405   /// emitEndOfLineMatrix - Emit the last address of the section and the end of
406   /// the line matrix.
407   ///
408   void emitEndOfLineMatrix(unsigned SectionEnd);
409
410   /// emitDebugLines - Emit source line information.
411   ///
412   void emitDebugLines();
413
414   /// emitCommonDebugFrame - Emit common frame info into a debug frame section.
415   ///
416   void emitCommonDebugFrame();
417
418   /// emitFunctionDebugFrame - Emit per function frame info into a debug frame
419   /// section.
420   void emitFunctionDebugFrame(const FunctionDebugFrameInfo &DebugFrameInfo);
421
422   /// emitDebugPubNames - Emit visible names into a debug pubnames section.
423   ///
424   void emitDebugPubNames();
425
426   /// emitDebugPubTypes - Emit visible types into a debug pubtypes section.
427   ///
428   void emitDebugPubTypes();
429
430   /// emitDebugStr - Emit visible names into a debug str section.
431   ///
432   void emitDebugStr();
433
434   /// emitDebugLoc - Emit visible names into a debug loc section.
435   ///
436   void emitDebugLoc();
437
438   /// EmitDebugARanges - Emit visible names into a debug aranges section.
439   ///
440   void EmitDebugARanges();
441
442   /// emitDebugRanges - Emit visible names into a debug ranges section.
443   ///
444   void emitDebugRanges();
445
446   /// emitDebugMacInfo - Emit visible names into a debug macinfo section.
447   ///
448   void emitDebugMacInfo();
449
450   /// emitDebugInlineInfo - Emit inline info using following format.
451   /// Section Header:
452   /// 1. length of section
453   /// 2. Dwarf version number
454   /// 3. address size.
455   ///
456   /// Entries (one "entry" for each function that was inlined):
457   ///
458   /// 1. offset into __debug_str section for MIPS linkage name, if exists; 
459   ///   otherwise offset into __debug_str for regular function name.
460   /// 2. offset into __debug_str section for regular function name.
461   /// 3. an unsigned LEB128 number indicating the number of distinct inlining 
462   /// instances for the function.
463   /// 
464   /// The rest of the entry consists of a {die_offset, low_pc}  pair for each 
465   /// inlined instance; the die_offset points to the inlined_subroutine die in
466   /// the __debug_info section, and the low_pc is the starting address  for the
467   ///  inlining instance.
468   void emitDebugInlineInfo();
469
470   /// GetOrCreateSourceID - Look up the source id with the given directory and
471   /// source file names. If none currently exists, create a new id and insert it
472   /// in the SourceIds map. This can update DirectoryNames and SourceFileNames maps
473   /// as well.
474   unsigned GetOrCreateSourceID(StringRef DirName, StringRef FileName);
475
476   CompileUnit *constructCompileUnit(MDNode *N);
477
478   void constructGlobalVariableDIE(MDNode *N);
479
480   void constructSubprogramDIE(MDNode *N);
481
482   // FIXME: This should go away in favor of complex addresses.
483   /// Find the type the programmer originally declared the variable to be
484   /// and return that type.  Obsolete, use GetComplexAddrType instead.
485   ///
486   DIType getBlockByrefType(DIType Ty, std::string Name);
487
488 public:
489   //===--------------------------------------------------------------------===//
490   // Main entry points.
491   //
492   DwarfDebug(raw_ostream &OS, AsmPrinter *A, const MCAsmInfo *T);
493   virtual ~DwarfDebug();
494
495   /// ShouldEmitDwarfDebug - Returns true if Dwarf debugging declarations should
496   /// be emitted.
497   bool ShouldEmitDwarfDebug() const { return shouldEmit; }
498
499   /// beginModule - Emit all Dwarf sections that should come prior to the
500   /// content.
501   void beginModule(Module *M, MachineModuleInfo *MMI);
502
503   /// endModule - Emit all Dwarf sections that should come after the content.
504   ///
505   void endModule();
506
507   /// beginFunction - Gather pre-function debug information.  Assumes being
508   /// emitted immediately after the function entry point.
509   void beginFunction(const MachineFunction *MF);
510
511   /// endFunction - Gather and emit post-function debug information.
512   ///
513   void endFunction(const MachineFunction *MF);
514
515   /// recordSourceLine - Records location information and associates it with a 
516   /// label. Returns a unique label ID used to generate a label and provide
517   /// correspondence to the source line list.
518   unsigned recordSourceLine(unsigned Line, unsigned Col, MDNode *Scope);
519
520   /// getSourceLineCount - Return the number of source lines in the debug
521   /// info.
522   unsigned getSourceLineCount() const {
523     return Lines.size();
524   }
525                             
526   /// getOrCreateSourceID - Public version of GetOrCreateSourceID. This can be
527   /// timed. Look up the source id with the given directory and source file
528   /// names. If none currently exists, create a new id and insert it in the
529   /// SourceIds map. This can update DirectoryNames and SourceFileNames maps as
530   /// well.
531   unsigned getOrCreateSourceID(const std::string &DirName,
532                                const std::string &FileName);
533
534   /// extractScopeInformation - Scan machine instructions in this function
535   /// and collect DbgScopes. Return true, if atleast one scope was found.
536   bool extractScopeInformation();
537
538   /// collectVariableInfo - Populate DbgScope entries with variables' info.
539   void collectVariableInfo();
540
541   /// beginScope - Process beginning of a scope starting at Label.
542   void beginScope(const MachineInstr *MI, unsigned Label);
543
544   /// endScope - Prcess end of a scope.
545   void endScope(const MachineInstr *MI);
546 };
547 } // End of namespace llvm
548
549 #endif