4a29091128a3f674d6d7aa3742a8d6a49579cf79
[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   MCSymbol *Label;                   // Label in code ID number.
49 public:
50   SrcLineInfo(unsigned L, unsigned C, unsigned S, MCSymbol *label)
51     : Line(L), Column(C), SourceID(S), Label(label) {}
52
53   // Accessors
54   unsigned getLine() const { return Line; }
55   unsigned getColumn() const { return Column; }
56   unsigned getSourceID() const { return SourceID; }
57   MCSymbol *getLabel() const { return Label; }
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 String->Symbol mapping of strings used by indirect
106   /// references.
107   StringMap<std::pair<MCSymbol*, unsigned> > StringPool;
108   unsigned NextStringPoolNumber;
109   
110   MCSymbol *getStringPoolEntry(StringRef Str);
111
112   /// SectionMap - Provides a unique id per text section.
113   ///
114   UniqueVector<const MCSection*> SectionMap;
115
116   /// SectionSourceLines - Tracks line numbers per text section.
117   ///
118   std::vector<std::vector<SrcLineInfo> > SectionSourceLines;
119
120   /// didInitial - Flag to indicate if initial emission has been done.
121   ///
122   bool didInitial;
123
124   /// shouldEmit - Flag to indicate if debug information should be emitted.
125   ///
126   bool shouldEmit;
127
128   // CurrentFnDbgScope - Top level scope for the current function.
129   //
130   DbgScope *CurrentFnDbgScope;
131   
132   /// DbgScopeMap - Tracks the scopes in the current function.  Owns the
133   /// contained DbgScope*s.
134   ///
135   DenseMap<MDNode *, DbgScope *> DbgScopeMap;
136
137   /// ConcreteScopes - Tracks the concrete scopees in the current function.
138   /// These scopes are also included in DbgScopeMap.
139   DenseMap<MDNode *, DbgScope *> ConcreteScopes;
140
141   /// AbstractScopes - Tracks the abstract scopes a module. These scopes are
142   /// not included DbgScopeMap.  AbstractScopes owns its DbgScope*s.
143   DenseMap<MDNode *, DbgScope *> AbstractScopes;
144
145   /// AbstractScopesList - Tracks abstract scopes constructed while processing
146   /// a function. This list is cleared during endFunction().
147   SmallVector<DbgScope *, 4>AbstractScopesList;
148
149   /// AbstractVariables - Collection on abstract variables.  Owned by the
150   /// DbgScopes in AbstractScopes.
151   DenseMap<MDNode *, DbgVariable *> AbstractVariables;
152
153   /// InliendSubprogramDIEs - Collection of subprgram DIEs that are marked
154   /// (at the end of the module) as DW_AT_inline.
155   SmallPtrSet<DIE *, 4> InlinedSubprogramDIEs;
156
157   DenseMap<DIE *, MDNode *> ContainingTypeMap;
158
159   /// AbstractSubprogramDIEs - Collection of abstruct subprogram DIEs.
160   SmallPtrSet<DIE *, 4> AbstractSubprogramDIEs;
161
162   /// TopLevelDIEs - Collection of top level DIEs. 
163   SmallPtrSet<DIE *, 4> TopLevelDIEs;
164   SmallVector<DIE *, 4> TopLevelDIEsVector;
165
166   typedef SmallVector<DbgScope *, 2> ScopeVector;
167   typedef DenseMap<const MachineInstr *, ScopeVector>
168     InsnToDbgScopeMapTy;
169
170   /// DbgScopeBeginMap - Maps instruction with a list of DbgScopes it starts.
171   InsnToDbgScopeMapTy DbgScopeBeginMap;
172
173   /// DbgScopeEndMap - Maps instruction with a list DbgScopes it ends.
174   InsnToDbgScopeMapTy DbgScopeEndMap;
175
176   /// InlineInfo - Keep track of inlined functions and their location.  This
177   /// information is used to populate debug_inlined section.
178   typedef std::pair<MCSymbol*, DIE *> InlineInfoLabels;
179   DenseMap<MDNode*, SmallVector<InlineInfoLabels, 4> > InlineInfo;
180   SmallVector<MDNode *, 4> InlinedSPNodes;
181
182   /// CompileUnitOffsets - A vector of the offsets of the compile units. This is
183   /// used when calculating the "origin" of a concrete instance of an inlined
184   /// function.
185   DenseMap<CompileUnit *, unsigned> CompileUnitOffsets;
186
187   /// Previous instruction's location information. This is used to determine
188   /// label location to indicate scope boundries in dwarf debug info.
189   mutable const MDNode *PrevDILoc;
190
191   /// DebugTimer - Timer for the Dwarf debug writer.
192   Timer *DebugTimer;
193   
194   struct FunctionDebugFrameInfo {
195     unsigned Number;
196     std::vector<MachineMove> Moves;
197
198     FunctionDebugFrameInfo(unsigned Num, const std::vector<MachineMove> &M)
199       : Number(Num), Moves(M) {}
200   };
201
202   std::vector<FunctionDebugFrameInfo> DebugFrames;
203
204   /// getSourceDirectoryAndFileIds - Return the directory and file ids that
205   /// maps to the source id. Source id starts at 1.
206   std::pair<unsigned, unsigned>
207   getSourceDirectoryAndFileIds(unsigned SId) const {
208     return SourceIds[SId-1];
209   }
210
211   /// getNumSourceDirectories - Return the number of source directories in the
212   /// debug info.
213   unsigned getNumSourceDirectories() const {
214     return DirectoryNames.size();
215   }
216
217   /// getSourceDirectoryName - Return the name of the directory corresponding
218   /// to the id.
219   const std::string &getSourceDirectoryName(unsigned Id) const {
220     return DirectoryNames[Id - 1];
221   }
222
223   /// getSourceFileName - Return the name of the source file corresponding
224   /// to the id.
225   const std::string &getSourceFileName(unsigned Id) const {
226     return SourceFileNames[Id - 1];
227   }
228
229   /// getNumSourceIds - Return the number of unique source ids.
230   unsigned getNumSourceIds() const {
231     return SourceIds.size();
232   }
233
234   /// assignAbbrevNumber - Define a unique number for the abbreviation.
235   ///
236   void assignAbbrevNumber(DIEAbbrev &Abbrev);
237
238   /// createDIEEntry - Creates a new DIEEntry to be a proxy for a debug
239   /// information entry.
240   DIEEntry *createDIEEntry(DIE *Entry);
241
242   /// addUInt - Add an unsigned integer attribute data and value.
243   ///
244   void addUInt(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, uint64_t Integer);
245
246   /// addSInt - Add an signed integer attribute data and value.
247   ///
248   void addSInt(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, int64_t Integer);
249
250   /// addString - Add a string attribute data and value.
251   ///
252   void addString(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form,
253                  const StringRef Str);
254
255   /// addLabel - Add a Dwarf label attribute data and value.
256   ///
257   void addLabel(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form,
258                 const MCSymbol *Label);
259
260   /// addDelta - Add a label delta attribute data and value.
261   ///
262   void addDelta(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form,
263                 const MCSymbol *Hi, const MCSymbol *Lo);
264
265   /// addDIEEntry - Add a DIE attribute data and value.
266   ///
267   void addDIEEntry(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, DIE *Entry) {
268     Die->addValue(Attribute, Form, createDIEEntry(Entry));
269   }
270
271   /// addBlock - Add block data.
272   ///
273   void addBlock(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, DIEBlock *Block);
274
275   /// addSourceLine - Add location information to specified debug information
276   /// entry.
277   void addSourceLine(DIE *Die, const DIVariable *V);
278   void addSourceLine(DIE *Die, const DIGlobal *G);
279   void addSourceLine(DIE *Die, const DISubprogram *SP);
280   void addSourceLine(DIE *Die, const DIType *Ty);
281   void addSourceLine(DIE *Die, const DINameSpace *NS);
282
283   /// addAddress - Add an address attribute to a die based on the location
284   /// provided.
285   void addAddress(DIE *Die, unsigned Attribute,
286                   const MachineLocation &Location);
287
288   /// addComplexAddress - Start with the address based on the location provided,
289   /// and generate the DWARF information necessary to find the actual variable
290   /// (navigating the extra location information encoded in the type) based on
291   /// the starting location.  Add the DWARF information to the die.
292   ///
293   void addComplexAddress(DbgVariable *&DV, DIE *Die, unsigned Attribute,
294                          const MachineLocation &Location);
295
296   // FIXME: Should be reformulated in terms of addComplexAddress.
297   /// addBlockByrefAddress - Start with the address based on the location
298   /// provided, and generate the DWARF information necessary to find the
299   /// actual Block variable (navigating the Block struct) based on the
300   /// starting location.  Add the DWARF information to the die.  Obsolete,
301   /// please use addComplexAddress instead.
302   ///
303   void addBlockByrefAddress(DbgVariable *&DV, DIE *Die, unsigned Attribute,
304                             const MachineLocation &Location);
305
306   /// addToContextOwner - Add Die into the list of its context owner's children.
307   void addToContextOwner(DIE *Die, DIDescriptor Context);
308
309   /// addType - Add a new type attribute to the specified entity.
310   void addType(DIE *Entity, DIType Ty);
311
312  
313   /// getOrCreateNameSpace - Create a DIE for DINameSpace.
314   DIE *getOrCreateNameSpace(DINameSpace NS);
315
316   /// getOrCreateTypeDIE - Find existing DIE or create new DIE for the
317   /// given DIType.
318   DIE *getOrCreateTypeDIE(DIType Ty);
319
320   void addPubTypes(DISubprogram SP);
321
322   /// constructTypeDIE - Construct basic type die from DIBasicType.
323   void constructTypeDIE(DIE &Buffer,
324                         DIBasicType BTy);
325
326   /// constructTypeDIE - Construct derived type die from DIDerivedType.
327   void constructTypeDIE(DIE &Buffer,
328                         DIDerivedType DTy);
329
330   /// constructTypeDIE - Construct type DIE from DICompositeType.
331   void constructTypeDIE(DIE &Buffer,
332                         DICompositeType CTy);
333
334   /// constructSubrangeDIE - Construct subrange DIE from DISubrange.
335   void constructSubrangeDIE(DIE &Buffer, DISubrange SR, DIE *IndexTy);
336
337   /// constructArrayTypeDIE - Construct array type DIE from DICompositeType.
338   void constructArrayTypeDIE(DIE &Buffer, 
339                              DICompositeType *CTy);
340
341   /// constructEnumTypeDIE - Construct enum type DIE from DIEnumerator.
342   DIE *constructEnumTypeDIE(DIEnumerator ETy);
343
344   /// createGlobalVariableDIE - Create new DIE using GV.
345   DIE *createGlobalVariableDIE(const DIGlobalVariable &GV);
346
347   /// createMemberDIE - Create new member DIE.
348   DIE *createMemberDIE(const DIDerivedType &DT);
349
350   /// createSubprogramDIE - Create new DIE using SP.
351   DIE *createSubprogramDIE(const DISubprogram &SP, bool MakeDecl = false);
352
353   /// getUpdatedDbgScope - Find or create DbgScope assicated with 
354   /// the instruction. Initialize scope and update scope hierarchy.
355   DbgScope *getUpdatedDbgScope(MDNode *N, const MachineInstr *MI, MDNode *InlinedAt);
356
357   /// createDbgScope - Create DbgScope for the scope.
358   void createDbgScope(MDNode *Scope, MDNode *InlinedAt);
359
360   DbgScope *getOrCreateAbstractScope(MDNode *N);
361
362   /// findAbstractVariable - Find abstract variable associated with Var.
363   DbgVariable *findAbstractVariable(DIVariable &Var, unsigned FrameIdx, 
364                                     DILocation &Loc);
365   DbgVariable *findAbstractVariable(DIVariable &Var, const MachineInstr *MI,
366                                     DILocation &Loc);
367
368   /// updateSubprogramScopeDIE - Find DIE for the given subprogram and 
369   /// attach appropriate DW_AT_low_pc and DW_AT_high_pc attributes.
370   /// If there are global variables in this scope then create and insert
371   /// DIEs for these variables.
372   DIE *updateSubprogramScopeDIE(MDNode *SPNode);
373
374   /// constructLexicalScope - Construct new DW_TAG_lexical_block 
375   /// for this scope and attach DW_AT_low_pc/DW_AT_high_pc labels.
376   DIE *constructLexicalScopeDIE(DbgScope *Scope);
377
378   /// constructInlinedScopeDIE - This scope represents inlined body of
379   /// a function. Construct DIE to represent this concrete inlined copy
380   /// of the function.
381   DIE *constructInlinedScopeDIE(DbgScope *Scope);
382
383   /// constructVariableDIE - Construct a DIE for the given DbgVariable.
384   DIE *constructVariableDIE(DbgVariable *DV, DbgScope *S);
385
386   /// constructScopeDIE - Construct a DIE for this scope.
387   DIE *constructScopeDIE(DbgScope *Scope);
388
389   /// emitInitial - Emit initial Dwarf declarations.  This is necessary for cc
390   /// tools to recognize the object file contains Dwarf information.
391   void emitInitial();
392
393   /// emitDIE - Recusively Emits a debug information entry.
394   ///
395   void emitDIE(DIE *Die);
396
397   /// computeSizeAndOffset - Compute the size and offset of a DIE.
398   ///
399   unsigned computeSizeAndOffset(DIE *Die, unsigned Offset, bool Last);
400
401   /// computeSizeAndOffsets - Compute the size and offset of all the DIEs.
402   ///
403   void computeSizeAndOffsets();
404
405   /// EmitDebugInfo - Emit the debug info section.
406   ///
407   void emitDebugInfo();
408
409   /// emitAbbreviations - Emit the abbreviation section.
410   ///
411   void emitAbbreviations() const;
412
413   /// emitEndOfLineMatrix - Emit the last address of the section and the end of
414   /// the line matrix.
415   ///
416   void emitEndOfLineMatrix(unsigned SectionEnd);
417
418   /// emitDebugLines - Emit source line information.
419   ///
420   void emitDebugLines();
421
422   /// emitCommonDebugFrame - Emit common frame info into a debug frame section.
423   ///
424   void emitCommonDebugFrame();
425
426   /// emitFunctionDebugFrame - Emit per function frame info into a debug frame
427   /// section.
428   void emitFunctionDebugFrame(const FunctionDebugFrameInfo &DebugFrameInfo);
429
430   /// emitDebugPubNames - Emit visible names into a debug pubnames section.
431   ///
432   void emitDebugPubNames();
433
434   /// emitDebugPubTypes - Emit visible types into a debug pubtypes section.
435   ///
436   void emitDebugPubTypes();
437
438   /// emitDebugStr - Emit visible names into a debug str section.
439   ///
440   void emitDebugStr();
441
442   /// emitDebugLoc - Emit visible names into a debug loc section.
443   ///
444   void emitDebugLoc();
445
446   /// EmitDebugARanges - Emit visible names into a debug aranges section.
447   ///
448   void EmitDebugARanges();
449
450   /// emitDebugRanges - Emit visible names into a debug ranges section.
451   ///
452   void emitDebugRanges();
453
454   /// emitDebugMacInfo - Emit visible names into a debug macinfo section.
455   ///
456   void emitDebugMacInfo();
457
458   /// emitDebugInlineInfo - Emit inline info using following format.
459   /// Section Header:
460   /// 1. length of section
461   /// 2. Dwarf version number
462   /// 3. address size.
463   ///
464   /// Entries (one "entry" for each function that was inlined):
465   ///
466   /// 1. offset into __debug_str section for MIPS linkage name, if exists; 
467   ///   otherwise offset into __debug_str for regular function name.
468   /// 2. offset into __debug_str section for regular function name.
469   /// 3. an unsigned LEB128 number indicating the number of distinct inlining 
470   /// instances for the function.
471   /// 
472   /// The rest of the entry consists of a {die_offset, low_pc}  pair for each 
473   /// inlined instance; the die_offset points to the inlined_subroutine die in
474   /// the __debug_info section, and the low_pc is the starting address  for the
475   ///  inlining instance.
476   void emitDebugInlineInfo();
477
478   /// GetOrCreateSourceID - Look up the source id with the given directory and
479   /// source file names. If none currently exists, create a new id and insert it
480   /// in the SourceIds map. This can update DirectoryNames and SourceFileNames maps
481   /// as well.
482   unsigned GetOrCreateSourceID(StringRef DirName, StringRef FileName);
483
484   void constructCompileUnit(MDNode *N);
485
486   void constructGlobalVariableDIE(MDNode *N);
487
488   void constructSubprogramDIE(MDNode *N);
489
490   // FIXME: This should go away in favor of complex addresses.
491   /// Find the type the programmer originally declared the variable to be
492   /// and return that type.  Obsolete, use GetComplexAddrType instead.
493   ///
494   DIType getBlockByrefType(DIType Ty, std::string Name);
495
496 public:
497   //===--------------------------------------------------------------------===//
498   // Main entry points.
499   //
500   DwarfDebug(raw_ostream &OS, AsmPrinter *A, const MCAsmInfo *T);
501   virtual ~DwarfDebug();
502
503   /// ShouldEmitDwarfDebug - Returns true if Dwarf debugging declarations should
504   /// be emitted.
505   bool ShouldEmitDwarfDebug() const { return shouldEmit; }
506
507   /// beginModule - Emit all Dwarf sections that should come prior to the
508   /// content.
509   void beginModule(Module *M, MachineModuleInfo *MMI);
510
511   /// endModule - Emit all Dwarf sections that should come after the content.
512   ///
513   void endModule();
514
515   /// beginFunction - Gather pre-function debug information.  Assumes being
516   /// emitted immediately after the function entry point.
517   void beginFunction(const MachineFunction *MF);
518
519   /// endFunction - Gather and emit post-function debug information.
520   ///
521   void endFunction(const MachineFunction *MF);
522
523   /// recordSourceLine - Register a source line with debug info. Returns the
524   /// unique label that was emitted and which provides correspondence to
525   /// the source line list.
526   MCSymbol *recordSourceLine(unsigned Line, unsigned Col, MDNode *Scope);
527
528   /// getSourceLineCount - Return the number of source lines in the debug
529   /// info.
530   unsigned getSourceLineCount() const {
531     return Lines.size();
532   }
533                             
534   /// getOrCreateSourceID - Public version of GetOrCreateSourceID. This can be
535   /// timed. Look up the source id with the given directory and source file
536   /// names. If none currently exists, create a new id and insert it in the
537   /// SourceIds map. This can update DirectoryNames and SourceFileNames maps as
538   /// well.
539   unsigned getOrCreateSourceID(const std::string &DirName,
540                                const std::string &FileName);
541
542   /// extractScopeInformation - Scan machine instructions in this function
543   /// and collect DbgScopes. Return true, if atleast one scope was found.
544   bool extractScopeInformation();
545
546   /// collectVariableInfo - Populate DbgScope entries with variables' info.
547   void collectVariableInfo();
548
549   /// beginScope - Process beginning of a scope.
550   void beginScope(const MachineInstr *MI);
551
552   /// endScope - Prcess end of a scope.
553   void endScope(const MachineInstr *MI);
554 };
555 } // End of namespace llvm
556
557 #endif