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 "llvm/CodeGen/AsmPrinter.h"
  18 #include "DIE.h"
  19 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  20 #include "llvm/ADT/FoldingSet.h"
  21 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  22 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  23 #include "llvm/ADT/UniqueVector.h"
  24 #include "llvm/Support/Allocator.h"
  25
  26 namespace llvm {
  27
  28 class CompileUnit;
  29 class DbgConcreteScope;
  30 class DbgScope;
  31 class DbgVariable;
  32 class MachineFrameInfo;
  33 class MachineLocation;
  34 class MachineModuleInfo;
  35 class MCAsmInfo;
  36 class DIEAbbrev;
  37 class DIE;
  38 class DIEBlock;
  39 class DIEEntry;
  40
  41 class DIEnumerator;
  42 class DIDescriptor;
  43 class DIVariable;
  44 class DIGlobal;
  45 class DIGlobalVariable;
  46 class DISubprogram;
  47 class DIBasicType;
  48 class DIDerivedType;
  49 class DIType;
  50 class DINameSpace;
  51 class DISubrange;
  52 class DICompositeType;
  53
  54 //===----------------------------------------------------------------------===//
  55 /// SrcLineInfo - This class is used to record source line correspondence.
  56 ///
  57 class SrcLineInfo {
  58   unsigned Line;                     // Source line number.
  59   unsigned Column;                   // Source column.
  60   unsigned SourceID;                 // Source ID number.
  61   MCSymbol *Label;                   // Label in code ID number.
  62 public:
  63   SrcLineInfo(unsigned L, unsigned C, unsigned S, MCSymbol *label)
  64     : Line(L), Column(C), SourceID(S), Label(label) {}
  65
  66   // Accessors
  67   unsigned getLine() const { return Line; }
  68   unsigned getColumn() const { return Column; }
  69   unsigned getSourceID() const { return SourceID; }
  70   MCSymbol *getLabel() const { return Label; }
  71 };
  72
  73 class DwarfDebug {
  74   /// Asm - Target of Dwarf emission.
  75   AsmPrinter *Asm;
  76
  77   /// MMI - Collected machine module information.
  78   MachineModuleInfo *MMI;
  79
  80   //===--------------------------------------------------------------------===//
  81   // Attributes used to construct specific Dwarf sections.
  82   //
  83
  84   /// ModuleCU - All DIEs are inserted in ModuleCU.
  85   CompileUnit *ModuleCU;
  86
  87   /// AbbreviationsSet - Used to uniquely define abbreviations.
  88   ///
  89   FoldingSet<DIEAbbrev> AbbreviationsSet;
  90
  91   /// Abbreviations - A list of all the unique abbreviations in use.
  92   ///
  93   std::vector<DIEAbbrev *> Abbreviations;
  94
  95   /// DirectoryIdMap - Directory name to directory id map.
  96   ///
  97   StringMap<unsigned> DirectoryIdMap;
  98
  99   /// DirectoryNames - A list of directory names.
 100   SmallVector<std::string, 8> DirectoryNames;
 101
 102   /// SourceFileIdMap - Source file name to source file id map.
 103   ///
 104   StringMap<unsigned> SourceFileIdMap;
 105
 106   /// SourceFileNames - A list of source file names.
 107   SmallVector<std::string, 8> SourceFileNames;
 108
 109   /// SourceIdMap - Source id map, i.e. pair of directory id and source file
 110   /// id mapped to a unique id.
 111   DenseMap<std::pair<unsigned, unsigned>, unsigned> SourceIdMap;
 112
 113   /// SourceIds - Reverse map from source id to directory id + file id pair.
 114   ///
 115   SmallVector<std::pair<unsigned, unsigned>, 8> SourceIds;
 116
 117   /// Lines - List of source line correspondence.
 118   std::vector<SrcLineInfo> Lines;
 119
 120   /// DIEBlocks - A list of all the DIEBlocks in use.
 121   std::vector<DIEBlock *> DIEBlocks;
 122
 123   // DIEValueAllocator - All DIEValues are allocated through this allocator.
 124   BumpPtrAllocator DIEValueAllocator;
 125
 126   /// StringPool - A String->Symbol mapping of strings used by indirect
 127   /// references.
 128   StringMap<std::pair<MCSymbol*, unsigned> > StringPool;
 129   unsigned NextStringPoolNumber;
 130
 131   MCSymbol *getStringPoolEntry(StringRef Str);
 132
 133   /// SectionMap - Provides a unique id per text section.
 134   ///
 135   UniqueVector<const MCSection*> SectionMap;
 136
 137   /// SectionSourceLines - Tracks line numbers per text section.
 138   ///
 139   std::vector<std::vector<SrcLineInfo> > SectionSourceLines;
 140
 141   // CurrentFnDbgScope - Top level scope for the current function.
 142   //
 143   DbgScope *CurrentFnDbgScope;
 144
 145   /// DbgScopeMap - Tracks the scopes in the current function.  Owns the
 146   /// contained DbgScope*s.
 147   ///
 148   DenseMap<MDNode *, DbgScope *> DbgScopeMap;
 149
 150   /// ConcreteScopes - Tracks the concrete scopees in the current function.
 151   /// These scopes are also included in DbgScopeMap.
 152   DenseMap<MDNode *, DbgScope *> ConcreteScopes;
 153
 154   /// AbstractScopes - Tracks the abstract scopes a module. These scopes are
 155   /// not included DbgScopeMap.  AbstractScopes owns its DbgScope*s.
 156   DenseMap<MDNode *, DbgScope *> AbstractScopes;
 157
 158   /// AbstractScopesList - Tracks abstract scopes constructed while processing
 159   /// a function. This list is cleared during endFunction().
 160   SmallVector<DbgScope *, 4>AbstractScopesList;
 161
 162   /// AbstractVariables - Collection on abstract variables.  Owned by the
 163   /// DbgScopes in AbstractScopes.
 164   DenseMap<MDNode *, DbgVariable *> AbstractVariables;
 165
 166   /// DbgValueStartMap - Tracks starting scope of variable DIEs.
 167   /// If the scope of an object begins sometime after the low pc value for the
 168   /// scope most closely enclosing the object, the object entry may have a
 169   /// DW_AT_start_scope attribute.
 170   DenseMap<const MachineInstr *, DbgVariable *> DbgValueStartMap;
 171
 172   /// InliendSubprogramDIEs - Collection of subprgram DIEs that are marked
 173   /// (at the end of the module) as DW_AT_inline.
 174   SmallPtrSet<DIE *, 4> InlinedSubprogramDIEs;
 175
 176   /// ContainingTypeMap - This map is used to keep track of subprogram DIEs that
 177   /// need DW_AT_containing_type attribute. This attribute points to a DIE that
 178   /// corresponds to the MDNode mapped with the subprogram DIE.
 179   DenseMap<DIE *, MDNode *> ContainingTypeMap;
 180
 181   typedef SmallVector<DbgScope *, 2> ScopeVector;
 182   SmallPtrSet<const MachineInstr *, 8> InsnsBeginScopeSet;
 183   SmallPtrSet<const MachineInstr *, 8> InsnsEndScopeSet;
 184
 185   /// InlineInfo - Keep track of inlined functions and their location.  This
 186   /// information is used to populate debug_inlined section.
 187   typedef std::pair<MCSymbol*, DIE *> InlineInfoLabels;
 188   DenseMap<MDNode*, SmallVector<InlineInfoLabels, 4> > InlineInfo;
 189   SmallVector<MDNode *, 4> InlinedSPNodes;
 190
 191   /// InsnBeforeLabelMap - Maps instruction with label emitted before
 192   /// instruction.
 193   DenseMap<const MachineInstr *, MCSymbol *> InsnBeforeLabelMap;
 194
 195   /// InsnAfterLabelMap - Maps instruction with label emitted after
 196   /// instruction.
 197   DenseMap<const MachineInstr *, MCSymbol *> InsnAfterLabelMap;
 198
 199   SmallVector<const MCSymbol *, 8> DebugRangeSymbols;
 200
 201   /// Previous instruction's location information. This is used to determine
 202   /// label location to indicate scope boundries in dwarf debug info.
 203   DebugLoc PrevInstLoc;
 204   MCSymbol *PrevLabel;
 205
 206   struct FunctionDebugFrameInfo {
 207     unsigned Number;
 208     std::vector<MachineMove> Moves;
 209
 210     FunctionDebugFrameInfo(unsigned Num, const std::vector<MachineMove> &M)
 211       : Number(Num), Moves(M) {}
 212   };
 213
 214   std::vector<FunctionDebugFrameInfo> DebugFrames;
 215
 216   // Section Symbols: these are assembler temporary labels that are emitted at
 217   // the beginning of each supported dwarf section.  These are used to form
 218   // section offsets and are created by EmitSectionLabels.
 219   MCSymbol *DwarfFrameSectionSym, *DwarfInfoSectionSym, *DwarfAbbrevSectionSym;
 220   MCSymbol *DwarfStrSectionSym, *TextSectionSym, *DwarfDebugRangeSectionSym;
 221
 222 private:
 223
 224   /// getSourceDirectoryAndFileIds - Return the directory and file ids that
 225   /// maps to the source id. Source id starts at 1.
 226   std::pair<unsigned, unsigned>
 227   getSourceDirectoryAndFileIds(unsigned SId) const {
 228     return SourceIds[SId-1];
 229   }
 230
 231   /// getNumSourceDirectories - Return the number of source directories in the
 232   /// debug info.
 233   unsigned getNumSourceDirectories() const {
 234     return DirectoryNames.size();
 235   }
 236
 237   /// getSourceDirectoryName - Return the name of the directory corresponding
 238   /// to the id.
 239   const std::string &getSourceDirectoryName(unsigned Id) const {
 240     return DirectoryNames[Id - 1];
 241   }
 242
 243   /// getSourceFileName - Return the name of the source file corresponding
 244   /// to the id.
 245   const std::string &getSourceFileName(unsigned Id) const {
 246     return SourceFileNames[Id - 1];
 247   }
 248
 249   /// getNumSourceIds - Return the number of unique source ids.
 250   unsigned getNumSourceIds() const {
 251     return SourceIds.size();
 252   }
 253
 254   /// assignAbbrevNumber - Define a unique number for the abbreviation.
 255   ///
 256   void assignAbbrevNumber(DIEAbbrev &Abbrev);
 257
 258   /// createDIEEntry - Creates a new DIEEntry to be a proxy for a debug
 259   /// information entry.
 260   DIEEntry *createDIEEntry(DIE *Entry);
 261
 262   /// addUInt - Add an unsigned integer attribute data and value.
 263   ///
 264   void addUInt(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, uint64_t Integer);
 265
 266   /// addSInt - Add an signed integer attribute data and value.
 267   ///
 268   void addSInt(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, int64_t Integer);
 269
 270   /// addString - Add a string attribute data and value.
 271   ///
 272   void addString(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form,
 273                  const StringRef Str);
 274
 275   /// addLabel - Add a Dwarf label attribute data and value.
 276   ///
 277   void addLabel(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form,
 278                 const MCSymbol *Label);
 279
 280   /// addDelta - Add a label delta attribute data and value.
 281   ///
 282   void addDelta(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form,
 283                 const MCSymbol *Hi, const MCSymbol *Lo);
 284
 285   /// addDIEEntry - Add a DIE attribute data and value.
 286   ///
 287   void addDIEEntry(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, DIE *Entry);
 288
 289   /// addBlock - Add block data.
 290   ///
 291   void addBlock(DIE *Die, unsigned Attribute, unsigned Form, DIEBlock *Block);
 292
 293   /// addSourceLine - Add location information to specified debug information
 294   /// entry.
 295   void addSourceLine(DIE *Die, const DIVariable *V);
 296   void addSourceLine(DIE *Die, const DIGlobal *G);
 297   void addSourceLine(DIE *Die, const DISubprogram *SP);
 298   void addSourceLine(DIE *Die, const DIType *Ty);
 299   void addSourceLine(DIE *Die, const DINameSpace *NS);
 300
 301   /// addAddress - Add an address attribute to a die based on the location
 302   /// provided.
 303   void addAddress(DIE *Die, unsigned Attribute,
 304                   const MachineLocation &Location);
 305
 306   /// addComplexAddress - Start with the address based on the location provided,
 307   /// and generate the DWARF information necessary to find the actual variable
 308   /// (navigating the extra location information encoded in the type) based on
 309   /// the starting location.  Add the DWARF information to the die.
 310   ///
 311   void addComplexAddress(DbgVariable *&DV, DIE *Die, unsigned Attribute,
 312                          const MachineLocation &Location);
 313
 314   // FIXME: Should be reformulated in terms of addComplexAddress.
 315   /// addBlockByrefAddress - Start with the address based on the location
 316   /// provided, and generate the DWARF information necessary to find the
 317   /// actual Block variable (navigating the Block struct) based on the
 318   /// starting location.  Add the DWARF information to the die.  Obsolete,
 319   /// please use addComplexAddress instead.
 320   ///
 321   void addBlockByrefAddress(DbgVariable *&DV, DIE *Die, unsigned Attribute,
 322                             const MachineLocation &Location);
 323
 324   /// addToContextOwner - Add Die into the list of its context owner's children.
 325   void addToContextOwner(DIE *Die, DIDescriptor Context);
 326
 327   /// addType - Add a new type attribute to the specified entity.
 328   void addType(DIE *Entity, DIType Ty);
 329
 330
 331   /// getOrCreateNameSpace - Create a DIE for DINameSpace.
 332   DIE *getOrCreateNameSpace(DINameSpace NS);
 333
 334   /// getOrCreateTypeDIE - Find existing DIE or create new DIE for the
 335   /// given DIType.
 336   DIE *getOrCreateTypeDIE(DIType Ty);
 337
 338   void addPubTypes(DISubprogram SP);
 339
 340   /// constructTypeDIE - Construct basic type die from DIBasicType.
 341   void constructTypeDIE(DIE &Buffer,
 342                         DIBasicType BTy);
 343
 344   /// constructTypeDIE - Construct derived type die from DIDerivedType.
 345   void constructTypeDIE(DIE &Buffer,
 346                         DIDerivedType DTy);
 347
 348   /// constructTypeDIE - Construct type DIE from DICompositeType.
 349   void constructTypeDIE(DIE &Buffer,
 350                         DICompositeType CTy);
 351
 352   /// constructSubrangeDIE - Construct subrange DIE from DISubrange.
 353   void constructSubrangeDIE(DIE &Buffer, DISubrange SR, DIE *IndexTy);
 354
 355   /// constructArrayTypeDIE - Construct array type DIE from DICompositeType.
 356   void constructArrayTypeDIE(DIE &Buffer,
 357                              DICompositeType *CTy);
 358
 359   /// constructEnumTypeDIE - Construct enum type DIE from DIEnumerator.
 360   DIE *constructEnumTypeDIE(DIEnumerator ETy);
 361
 362   /// createGlobalVariableDIE - Create new DIE using GV.
 363   DIE *createGlobalVariableDIE(const DIGlobalVariable &GV);
 364
 365   /// createMemberDIE - Create new member DIE.
 366   DIE *createMemberDIE(const DIDerivedType &DT);
 367
 368   /// createSubprogramDIE - Create new DIE using SP.
 369   DIE *createSubprogramDIE(const DISubprogram &SP, bool MakeDecl = false);
 370
 371   /// getUpdatedDbgScope - Find or create DbgScope assicated with
 372   /// the instruction. Initialize scope and update scope hierarchy.
 373   DbgScope *getUpdatedDbgScope(MDNode *N, const MachineInstr *MI,
 374                                MDNode *InlinedAt);
 375
 376   /// createDbgScope - Create DbgScope for the scope.
 377   void createDbgScope(MDNode *Scope, MDNode *InlinedAt);
 378
 379   DbgScope *getOrCreateAbstractScope(MDNode *N);
 380
 381   /// findAbstractVariable - Find abstract variable associated with Var.
 382   DbgVariable *findAbstractVariable(DIVariable &Var, unsigned FrameIdx,
 383                                     DebugLoc Loc);
 384   DbgVariable *findAbstractVariable(DIVariable &Var, const MachineInstr *MI,
 385                                     DebugLoc Loc);
 386
 387   /// updateSubprogramScopeDIE - Find DIE for the given subprogram and
 388   /// attach appropriate DW_AT_low_pc and DW_AT_high_pc attributes.
 389   /// If there are global variables in this scope then create and insert
 390   /// DIEs for these variables.
 391   DIE *updateSubprogramScopeDIE(MDNode *SPNode);
 392
 393   /// constructLexicalScope - Construct new DW_TAG_lexical_block
 394   /// for this scope and attach DW_AT_low_pc/DW_AT_high_pc labels.
 395   DIE *constructLexicalScopeDIE(DbgScope *Scope);
 396
 397   /// constructInlinedScopeDIE - This scope represents inlined body of
 398   /// a function. Construct DIE to represent this concrete inlined copy
 399   /// of the function.
 400   DIE *constructInlinedScopeDIE(DbgScope *Scope);
 401
 402   /// constructVariableDIE - Construct a DIE for the given DbgVariable.
 403   DIE *constructVariableDIE(DbgVariable *DV, DbgScope *S);
 404
 405   /// constructScopeDIE - Construct a DIE for this scope.
 406   DIE *constructScopeDIE(DbgScope *Scope);
 407
 408   /// EmitSectionLabels - Emit initial Dwarf sections with a label at
 409   /// the start of each one.
 410   void EmitSectionLabels();
 411
 412   /// emitDIE - Recusively Emits a debug information entry.
 413   ///
 414   void emitDIE(DIE *Die);
 415
 416   /// computeSizeAndOffset - Compute the size and offset of a DIE.
 417   ///
 418   unsigned computeSizeAndOffset(DIE *Die, unsigned Offset, bool Last);
 419
 420   /// computeSizeAndOffsets - Compute the size and offset of all the DIEs.
 421   ///
 422   void computeSizeAndOffsets();
 423
 424   /// EmitDebugInfo - Emit the debug info section.
 425   ///
 426   void emitDebugInfo();
 427
 428   /// emitAbbreviations - Emit the abbreviation section.
 429   ///
 430   void emitAbbreviations() const;
 431
 432   /// emitEndOfLineMatrix - Emit the last address of the section and the end of
 433   /// the line matrix.
 434   ///
 435   void emitEndOfLineMatrix(unsigned SectionEnd);
 436
 437   /// emitDebugLines - Emit source line information.
 438   ///
 439   void emitDebugLines();
 440
 441   /// emitCommonDebugFrame - Emit common frame info into a debug frame section.
 442   ///
 443   void emitCommonDebugFrame();
 444
 445   /// emitFunctionDebugFrame - Emit per function frame info into a debug frame
 446   /// section.
 447   void emitFunctionDebugFrame(const FunctionDebugFrameInfo &DebugFrameInfo);
 448
 449   /// emitDebugPubNames - Emit visible names into a debug pubnames section.
 450   ///
 451   void emitDebugPubNames();
 452
 453   /// emitDebugPubTypes - Emit visible types into a debug pubtypes section.
 454   ///
 455   void emitDebugPubTypes();
 456
 457   /// emitDebugStr - Emit visible names into a debug str section.
 458   ///
 459   void emitDebugStr();
 460
 461   /// emitDebugLoc - Emit visible names into a debug loc section.
 462   ///
 463   void emitDebugLoc();
 464
 465   /// EmitDebugARanges - Emit visible names into a debug aranges section.
 466   ///
 467   void EmitDebugARanges();
 468
 469   /// emitDebugRanges - Emit visible names into a debug ranges section.
 470   ///
 471   void emitDebugRanges();
 472
 473   /// emitDebugMacInfo - Emit visible names into a debug macinfo section.
 474   ///
 475   void emitDebugMacInfo();
 476
 477   /// emitDebugInlineInfo - Emit inline info using following format.
 478   /// Section Header:
 479   /// 1. length of section
 480   /// 2. Dwarf version number
 481   /// 3. address size.
 482   ///
 483   /// Entries (one "entry" for each function that was inlined):
 484   ///
 485   /// 1. offset into __debug_str section for MIPS linkage name, if exists;
 486   ///   otherwise offset into __debug_str for regular function name.
 487   /// 2. offset into __debug_str section for regular function name.
 488   /// 3. an unsigned LEB128 number indicating the number of distinct inlining
 489   /// instances for the function.
 490   ///
 491   /// The rest of the entry consists of a {die_offset, low_pc}  pair for each
 492   /// inlined instance; the die_offset points to the inlined_subroutine die in
 493   /// the __debug_info section, and the low_pc is the starting address  for the
 494   ///  inlining instance.
 495   void emitDebugInlineInfo();
 496
 497   /// GetOrCreateSourceID - Look up the source id with the given directory and
 498   /// source file names. If none currently exists, create a new id and insert it
 499   /// in the SourceIds map. This can update DirectoryNames and SourceFileNames
 500   /// maps as well.
 501   unsigned GetOrCreateSourceID(StringRef DirName, StringRef FileName);
 502
 503   void constructCompileUnit(MDNode *N);
 504
 505   void constructGlobalVariableDIE(MDNode *N);
 506
 507   void constructSubprogramDIE(MDNode *N);
 508
 509   // FIXME: This should go away in favor of complex addresses.
 510   /// Find the type the programmer originally declared the variable to be
 511   /// and return that type.  Obsolete, use GetComplexAddrType instead.
 512   ///
 513   DIType getBlockByrefType(DIType Ty, std::string Name);
 514
 515   /// recordSourceLine - Register a source line with debug info. Returns the
 516   /// unique label that was emitted and which provides correspondence to
 517   /// the source line list.
 518   MCSymbol *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   /// identifyScopeMarkers() - Indentify instructions that are marking
 527   /// beginning of or end of a scope.
 528   void identifyScopeMarkers();
 529
 530   /// extractScopeInformation - Scan machine instructions in this function
 531   /// and collect DbgScopes. Return true, if atleast one scope was found.
 532   bool extractScopeInformation();
 533
 534   /// collectVariableInfo - Populate DbgScope entries with variables' info.
 535   void collectVariableInfo();
 536
 537 public:
 538   //===--------------------------------------------------------------------===//
 539   // Main entry points.
 540   //
 541   DwarfDebug(AsmPrinter *A, Module *M);
 542   ~DwarfDebug();
 543
 544   /// beginModule - Emit all Dwarf sections that should come prior to the
 545   /// content.
 546   void beginModule(Module *M);
 547
 548   /// endModule - Emit all Dwarf sections that should come after the content.
 549   ///
 550   void endModule();
 551
 552   /// beginFunction - Gather pre-function debug information.  Assumes being
 553   /// emitted immediately after the function entry point.
 554   void beginFunction(const MachineFunction *MF);
 555
 556   /// endFunction - Gather and emit post-function debug information.
 557   ///
 558   void endFunction(const MachineFunction *MF);
 559
 560   /// beginScope - Process beginning of a scope.
 561   void beginScope(const MachineInstr *MI);
 562
 563   /// endScope - Prcess end of a scope.
 564   void endScope(const MachineInstr *MI);
 565 };
 566 } // End of namespace llvm
 567
 568 #endif