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 "llvm/CodeGen/LexicalScopes.h"
  19 #include "llvm/MC/MachineLocation.h"
  20 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
  21 #include "DIE.h"
  22 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  23 #include "llvm/ADT/FoldingSet.h"
  24 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  25 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  26 #include "llvm/ADT/UniqueVector.h"
  27 #include "llvm/Support/Allocator.h"
  28 #include "llvm/Support/DebugLoc.h"
  29
  30 namespace llvm {
  31
  32 class CompileUnit;
  33 class DbgConcreteScope;
  34 class DbgVariable;
  35 class MachineFrameInfo;
  36 class MachineModuleInfo;
  37 class MachineOperand;
  38 class MCAsmInfo;
  39 class DIEAbbrev;
  40 class DIE;
  41 class DIEBlock;
  42 class DIEEntry;
  43
  44 //===----------------------------------------------------------------------===//
  45 /// SrcLineInfo - This class is used to record source line correspondence.
  46 ///
  47 class SrcLineInfo {
  48   unsigned Line;                     // Source line number.
  49   unsigned Column;                   // Source column.
  50   unsigned SourceID;                 // Source ID number.
  51   MCSymbol *Label;                   // Label in code ID number.
  52 public:
  53   SrcLineInfo(unsigned L, unsigned C, unsigned S, MCSymbol *label)
  54     : Line(L), Column(C), SourceID(S), Label(label) {}
  55
  56   // Accessors
  57   unsigned getLine() const { return Line; }
  58   unsigned getColumn() const { return Column; }
  59   unsigned getSourceID() const { return SourceID; }
  60   MCSymbol *getLabel() const { return Label; }
  61 };
  62
  63 /// DotDebugLocEntry - This struct describes location entries emitted in
  64 /// .debug_loc section.
  65 typedef struct DotDebugLocEntry {
  66   const MCSymbol *Begin;
  67   const MCSymbol *End;
  68   MachineLocation Loc;
  69   const MDNode *Variable;
  70   bool Merged;
  71   bool Constant;
  72   enum EntryType {
  73     E_Location,
  74     E_Integer,
  75     E_ConstantFP,
  76     E_ConstantInt
  77   };
  78   enum EntryType EntryKind;
  79
  80   union {
  81     int64_t Int;
  82     const ConstantFP *CFP;
  83     const ConstantInt *CIP;
  84   } Constants;
  85   DotDebugLocEntry()
  86     : Begin(0), End(0), Variable(0), Merged(false),
  87       Constant(false) { Constants.Int = 0;}
  88   DotDebugLocEntry(const MCSymbol *B, const MCSymbol *E, MachineLocation &L,
  89                    const MDNode *V)
  90     : Begin(B), End(E), Loc(L), Variable(V), Merged(false),
  91       Constant(false) { Constants.Int = 0; EntryKind = E_Location; }
  92   DotDebugLocEntry(const MCSymbol *B, const MCSymbol *E, int64_t i)
  93     : Begin(B), End(E), Variable(0), Merged(false),
  94       Constant(true) { Constants.Int = i; EntryKind = E_Integer; }
  95   DotDebugLocEntry(const MCSymbol *B, const MCSymbol *E, const ConstantFP *FPtr)
  96     : Begin(B), End(E), Variable(0), Merged(false),
  97       Constant(true) { Constants.CFP = FPtr; EntryKind = E_ConstantFP; }
  98   DotDebugLocEntry(const MCSymbol *B, const MCSymbol *E, const ConstantInt *IPtr)
  99     : Begin(B), End(E), Variable(0), Merged(false),
 100       Constant(true) { Constants.CIP = IPtr; EntryKind = E_ConstantInt; }
 101
 102   /// Empty entries are also used as a trigger to emit temp label. Such
 103   /// labels are referenced is used to find debug_loc offset for a given DIE.
 104   bool isEmpty() { return Begin == 0 && End == 0; }
 105   bool isMerged() { return Merged; }
 106   void Merge(DotDebugLocEntry *Next) {
 107     if (!(Begin && Loc == Next->Loc && End == Next->Begin))
 108       return;
 109     Next->Begin = Begin;
 110     Merged = true;
 111   }
 112   bool isLocation() const    { return EntryKind == E_Location; }
 113   bool isInt() const         { return EntryKind == E_Integer; }
 114   bool isConstantFP() const  { return EntryKind == E_ConstantFP; }
 115   bool isConstantInt() const { return EntryKind == E_ConstantInt; }
 116   int64_t getInt()                    { return Constants.Int; }
 117   const ConstantFP *getConstantFP()   { return Constants.CFP; }
 118   const ConstantInt *getConstantInt() { return Constants.CIP; }
 119 } DotDebugLocEntry;
 120
 121 //===----------------------------------------------------------------------===//
 122 /// DbgVariable - This class is used to track local variable information.
 123 ///
 124 class DbgVariable {
 125   DIVariable Var;                    // Variable Descriptor.
 126   DIE *TheDIE;                       // Variable DIE.
 127   unsigned DotDebugLocOffset;        // Offset in DotDebugLocEntries.
 128   DbgVariable *AbsVar;               // Corresponding Abstract variable, if any.
 129 public:
 130   // AbsVar may be NULL.
 131   DbgVariable(DIVariable V, DbgVariable *AV)
 132     : Var(V), TheDIE(0), DotDebugLocOffset(~0U), AbsVar(AV) {}
 133
 134   // Accessors.
 135   DIVariable getVariable()           const { return Var; }
 136   void setDIE(DIE *D)                      { TheDIE = D; }
 137   DIE *getDIE()                      const { return TheDIE; }
 138   void setDotDebugLocOffset(unsigned O)    { DotDebugLocOffset = O; }
 139   unsigned getDotDebugLocOffset()    const { return DotDebugLocOffset; }
 140   StringRef getName()                const { return Var.getName(); }
 141   DbgVariable *getAbstractVariable() const { return AbsVar; }
 142   // Translate tag to proper Dwarf tag.
 143   unsigned getTag()                  const {
 144     if (Var.getTag() == dwarf::DW_TAG_arg_variable)
 145       return dwarf::DW_TAG_formal_parameter;
 146
 147     return dwarf::DW_TAG_variable;
 148   }
 149   /// isArtificial - Return true if DbgVariable is artificial.
 150   bool isArtificial()                const {
 151     if (Var.isArtificial())
 152       return true;
 153     if (Var.getTag() == dwarf::DW_TAG_arg_variable
 154         && getType().isArtificial())
 155       return true;
 156     return false;
 157   }
 158   bool variableHasComplexAddress()   const {
 159     assert(Var.Verify() && "Invalid complex DbgVariable!");
 160     return Var.hasComplexAddress();
 161   }
 162   bool isBlockByrefVariable()        const {
 163     assert(Var.Verify() && "Invalid complex DbgVariable!");
 164     return Var.isBlockByrefVariable();
 165   }
 166   unsigned getNumAddrElements()      const {
 167     assert(Var.Verify() && "Invalid complex DbgVariable!");
 168     return Var.getNumAddrElements();
 169   }
 170   uint64_t getAddrElement(unsigned i) const {
 171     return Var.getAddrElement(i);
 172   }
 173   DIType getType() const;
 174 };
 175
 176 class DwarfDebug {
 177   /// Asm - Target of Dwarf emission.
 178   AsmPrinter *Asm;
 179
 180   /// MMI - Collected machine module information.
 181   MachineModuleInfo *MMI;
 182
 183   //===--------------------------------------------------------------------===//
 184   // Attributes used to construct specific Dwarf sections.
 185   //
 186
 187   CompileUnit *FirstCU;
 188   DenseMap <const MDNode *, CompileUnit *> CUMap;
 189
 190   /// AbbreviationsSet - Used to uniquely define abbreviations.
 191   ///
 192   FoldingSet<DIEAbbrev> AbbreviationsSet;
 193
 194   /// Abbreviations - A list of all the unique abbreviations in use.
 195   ///
 196   std::vector<DIEAbbrev *> Abbreviations;
 197
 198   /// SourceIdMap - Source id map, i.e. pair of directory id and source file
 199   /// id mapped to a unique id.
 200   StringMap<unsigned> SourceIdMap;
 201
 202   /// StringPool - A String->Symbol mapping of strings used by indirect
 203   /// references.
 204   StringMap<std::pair<MCSymbol*, unsigned> > StringPool;
 205   unsigned NextStringPoolNumber;
 206
 207   MCSymbol *getStringPoolEntry(StringRef Str);
 208
 209   /// SectionMap - Provides a unique id per text section.
 210   ///
 211   UniqueVector<const MCSection*> SectionMap;
 212
 213   /// CurrentFnArguments - List of Arguments (DbgValues) for current function.
 214   SmallVector<DbgVariable *, 8> CurrentFnArguments;
 215
 216   LexicalScopes LScopes;
 217
 218   /// AbstractSPDies - Collection of abstract subprogram DIEs.
 219   DenseMap<const MDNode *, DIE *> AbstractSPDies;
 220
 221   /// ScopeVariables - Collection of dbg variables of a scope.
 222   DenseMap<LexicalScope *, SmallVector<DbgVariable *, 8> > ScopeVariables;
 223
 224   /// AbstractVariables - Collection on abstract variables.
 225   DenseMap<const MDNode *, DbgVariable *> AbstractVariables;
 226
 227   /// DbgVariableToFrameIndexMap - Tracks frame index used to find
 228   /// variable's value.
 229   DenseMap<const DbgVariable *, int> DbgVariableToFrameIndexMap;
 230
 231   /// DbgVariableToDbgInstMap - Maps DbgVariable to corresponding DBG_VALUE
 232   /// machine instruction.
 233   DenseMap<const DbgVariable *, const MachineInstr *> DbgVariableToDbgInstMap;
 234
 235   /// DotDebugLocEntries - Collection of DotDebugLocEntry.
 236   SmallVector<DotDebugLocEntry, 4> DotDebugLocEntries;
 237
 238   /// UseDotDebugLocEntry - DW_AT_location attributes for the DIEs in this set
 239   /// idetifies corresponding .debug_loc entry offset.
 240   SmallPtrSet<const DIE *, 4> UseDotDebugLocEntry;
 241
 242   /// InliendSubprogramDIEs - Collection of subprgram DIEs that are marked
 243   /// (at the end of the module) as DW_AT_inline.
 244   SmallPtrSet<DIE *, 4> InlinedSubprogramDIEs;
 245
 246   /// InlineInfo - Keep track of inlined functions and their location.  This
 247   /// information is used to populate debug_inlined section.
 248   typedef std::pair<const MCSymbol *, DIE *> InlineInfoLabels;
 249   DenseMap<const MDNode *, SmallVector<InlineInfoLabels, 4> > InlineInfo;
 250   SmallVector<const MDNode *, 4> InlinedSPNodes;
 251
 252   // ProcessedSPNodes - This is a collection of subprogram MDNodes that
 253   // are processed to create DIEs.
 254   SmallPtrSet<const MDNode *, 16> ProcessedSPNodes;
 255
 256   /// LabelsBeforeInsn - Maps instruction with label emitted before
 257   /// instruction.
 258   DenseMap<const MachineInstr *, MCSymbol *> LabelsBeforeInsn;
 259
 260   /// LabelsAfterInsn - Maps instruction with label emitted after
 261   /// instruction.
 262   DenseMap<const MachineInstr *, MCSymbol *> LabelsAfterInsn;
 263
 264   /// UserVariables - Every user variable mentioned by a DBG_VALUE instruction
 265   /// in order of appearance.
 266   SmallVector<const MDNode*, 8> UserVariables;
 267
 268   /// DbgValues - For each user variable, keep a list of DBG_VALUE
 269   /// instructions in order. The list can also contain normal instructions that
 270   /// clobber the previous DBG_VALUE.
 271   typedef DenseMap<const MDNode*, SmallVector<const MachineInstr*, 4> >
 272     DbgValueHistoryMap;
 273   DbgValueHistoryMap DbgValues;
 274
 275   SmallVector<const MCSymbol *, 8> DebugRangeSymbols;
 276
 277   /// Previous instruction's location information. This is used to determine
 278   /// label location to indicate scope boundries in dwarf debug info.
 279   DebugLoc PrevInstLoc;
 280   MCSymbol *PrevLabel;
 281
 282   /// PrologEndLoc - This location indicates end of function prologue and
 283   /// beginning of function body.
 284   DebugLoc PrologEndLoc;
 285
 286   struct FunctionDebugFrameInfo {
 287     unsigned Number;
 288     std::vector<MachineMove> Moves;
 289
 290     FunctionDebugFrameInfo(unsigned Num, const std::vector<MachineMove> &M)
 291       : Number(Num), Moves(M) {}
 292   };
 293
 294   std::vector<FunctionDebugFrameInfo> DebugFrames;
 295
 296   // DIEValueAllocator - All DIEValues are allocated through this allocator.
 297   BumpPtrAllocator DIEValueAllocator;
 298
 299   // Section Symbols: these are assembler temporary labels that are emitted at
 300   // the beginning of each supported dwarf section.  These are used to form
 301   // section offsets and are created by EmitSectionLabels.
 302   MCSymbol *DwarfInfoSectionSym, *DwarfAbbrevSectionSym;
 303   MCSymbol *DwarfStrSectionSym, *TextSectionSym, *DwarfDebugRangeSectionSym;
 304   MCSymbol *DwarfDebugLocSectionSym;
 305   MCSymbol *FunctionBeginSym, *FunctionEndSym;
 306
 307 private:
 308
 309   /// assignAbbrevNumber - Define a unique number for the abbreviation.
 310   ///
 311   void assignAbbrevNumber(DIEAbbrev &Abbrev);
 312
 313   void addScopeVariable(LexicalScope *LS, DbgVariable *Var);
 314
 315   /// findAbstractVariable - Find abstract variable associated with Var.
 316   DbgVariable *findAbstractVariable(DIVariable &Var, DebugLoc Loc);
 317
 318   /// updateSubprogramScopeDIE - Find DIE for the given subprogram and
 319   /// attach appropriate DW_AT_low_pc and DW_AT_high_pc attributes.
 320   /// If there are global variables in this scope then create and insert
 321   /// DIEs for these variables.
 322   DIE *updateSubprogramScopeDIE(const MDNode *SPNode);
 323
 324   /// constructLexicalScope - Construct new DW_TAG_lexical_block
 325   /// for this scope and attach DW_AT_low_pc/DW_AT_high_pc labels.
 326   DIE *constructLexicalScopeDIE(LexicalScope *Scope);
 327
 328   /// constructInlinedScopeDIE - This scope represents inlined body of
 329   /// a function. Construct DIE to represent this concrete inlined copy
 330   /// of the function.
 331   DIE *constructInlinedScopeDIE(LexicalScope *Scope);
 332
 333   /// constructVariableDIE - Construct a DIE for the given DbgVariable.
 334   DIE *constructVariableDIE(DbgVariable *DV, LexicalScope *S);
 335
 336   /// constructScopeDIE - Construct a DIE for this scope.
 337   DIE *constructScopeDIE(LexicalScope *Scope);
 338
 339   /// EmitSectionLabels - Emit initial Dwarf sections with a label at
 340   /// the start of each one.
 341   void EmitSectionLabels();
 342
 343   /// emitDIE - Recusively Emits a debug information entry.
 344   ///
 345   void emitDIE(DIE *Die);
 346
 347   /// computeSizeAndOffset - Compute the size and offset of a DIE.
 348   ///
 349   unsigned computeSizeAndOffset(DIE *Die, unsigned Offset, bool Last);
 350
 351   /// computeSizeAndOffsets - Compute the size and offset of all the DIEs.
 352   ///
 353   void computeSizeAndOffsets();
 354
 355   /// EmitDebugInfo - Emit the debug info section.
 356   ///
 357   void emitDebugInfo();
 358
 359   /// emitAbbreviations - Emit the abbreviation section.
 360   ///
 361   void emitAbbreviations() const;
 362
 363   /// emitEndOfLineMatrix - Emit the last address of the section and the end of
 364   /// the line matrix.
 365   ///
 366   void emitEndOfLineMatrix(unsigned SectionEnd);
 367
 368   /// emitDebugPubNames - Emit visible names into a debug pubnames section.
 369   ///
 370   void emitDebugPubNames();
 371
 372   /// emitDebugPubTypes - Emit visible types into a debug pubtypes section.
 373   ///
 374   void emitDebugPubTypes();
 375
 376   /// emitDebugStr - Emit visible names into a debug str section.
 377   ///
 378   void emitDebugStr();
 379
 380   /// emitDebugLoc - Emit visible names into a debug loc section.
 381   ///
 382   void emitDebugLoc();
 383
 384   /// EmitDebugARanges - Emit visible names into a debug aranges section.
 385   ///
 386   void EmitDebugARanges();
 387
 388   /// emitDebugRanges - Emit visible names into a debug ranges section.
 389   ///
 390   void emitDebugRanges();
 391
 392   /// emitDebugMacInfo - Emit visible names into a debug macinfo section.
 393   ///
 394   void emitDebugMacInfo();
 395
 396   /// emitDebugInlineInfo - Emit inline info using following format.
 397   /// Section Header:
 398   /// 1. length of section
 399   /// 2. Dwarf version number
 400   /// 3. address size.
 401   ///
 402   /// Entries (one "entry" for each function that was inlined):
 403   ///
 404   /// 1. offset into __debug_str section for MIPS linkage name, if exists;
 405   ///   otherwise offset into __debug_str for regular function name.
 406   /// 2. offset into __debug_str section for regular function name.
 407   /// 3. an unsigned LEB128 number indicating the number of distinct inlining
 408   /// instances for the function.
 409   ///
 410   /// The rest of the entry consists of a {die_offset, low_pc}  pair for each
 411   /// inlined instance; the die_offset points to the inlined_subroutine die in
 412   /// the __debug_info section, and the low_pc is the starting address  for the
 413   ///  inlining instance.
 414   void emitDebugInlineInfo();
 415
 416   /// constructCompileUnit - Create new CompileUnit for the given
 417   /// metadata node with tag DW_TAG_compile_unit.
 418   void constructCompileUnit(const MDNode *N);
 419
 420   /// getCompielUnit - Get CompileUnit DIE.
 421   CompileUnit *getCompileUnit(const MDNode *N) const;
 422
 423   /// constructGlobalVariableDIE - Construct global variable DIE.
 424   void constructGlobalVariableDIE(const MDNode *N);
 425
 426   /// construct SubprogramDIE - Construct subprogram DIE.
 427   void constructSubprogramDIE(const MDNode *N);
 428
 429   /// recordSourceLine - Register a source line with debug info. Returns the
 430   /// unique label that was emitted and which provides correspondence to
 431   /// the source line list.
 432   void recordSourceLine(unsigned Line, unsigned Col, const MDNode *Scope,
 433                         unsigned Flags);
 434
 435   /// recordVariableFrameIndex - Record a variable's index.
 436   void recordVariableFrameIndex(const DbgVariable *V, int Index);
 437
 438   /// findVariableFrameIndex - Return true if frame index for the variable
 439   /// is found. Update FI to hold value of the index.
 440   bool findVariableFrameIndex(const DbgVariable *V, int *FI);
 441
 442   /// identifyScopeMarkers() - Indentify instructions that are marking
 443   /// beginning of or end of a scope.
 444   void identifyScopeMarkers();
 445
 446   /// addCurrentFnArgument - If Var is an current function argument that add
 447   /// it in CurrentFnArguments list.
 448   bool addCurrentFnArgument(const MachineFunction *MF,
 449                             DbgVariable *Var, LexicalScope *Scope);
 450
 451   /// collectVariableInfo - Populate LexicalScope entries with variables' info.
 452   void collectVariableInfo(const MachineFunction *,
 453                            SmallPtrSet<const MDNode *, 16> &ProcessedVars);
 454
 455   /// collectVariableInfoFromMMITable - Collect variable information from
 456   /// side table maintained by MMI.
 457   void collectVariableInfoFromMMITable(const MachineFunction * MF,
 458                                        SmallPtrSet<const MDNode *, 16> &P);
 459
 460   /// requestLabelBeforeInsn - Ensure that a label will be emitted before MI.
 461   void requestLabelBeforeInsn(const MachineInstr *MI) {
 462     LabelsBeforeInsn.insert(std::make_pair(MI, (MCSymbol*)0));
 463   }
 464
 465   /// getLabelBeforeInsn - Return Label preceding the instruction.
 466   const MCSymbol *getLabelBeforeInsn(const MachineInstr *MI);
 467
 468   /// requestLabelAfterInsn - Ensure that a label will be emitted after MI.
 469   void requestLabelAfterInsn(const MachineInstr *MI) {
 470     LabelsAfterInsn.insert(std::make_pair(MI, (MCSymbol*)0));
 471   }
 472
 473   /// getLabelAfterInsn - Return Label immediately following the instruction.
 474   const MCSymbol *getLabelAfterInsn(const MachineInstr *MI);
 475
 476 public:
 477   //===--------------------------------------------------------------------===//
 478   // Main entry points.
 479   //
 480   DwarfDebug(AsmPrinter *A, Module *M);
 481   ~DwarfDebug();
 482
 483   /// beginModule - Emit all Dwarf sections that should come prior to the
 484   /// content.
 485   void beginModule(Module *M);
 486
 487   /// endModule - Emit all Dwarf sections that should come after the content.
 488   ///
 489   void endModule();
 490
 491   /// beginFunction - Gather pre-function debug information.  Assumes being
 492   /// emitted immediately after the function entry point.
 493   void beginFunction(const MachineFunction *MF);
 494
 495   /// endFunction - Gather and emit post-function debug information.
 496   ///
 497   void endFunction(const MachineFunction *MF);
 498
 499   /// beginInstruction - Process beginning of an instruction.
 500   void beginInstruction(const MachineInstr *MI);
 501
 502   /// endInstruction - Prcess end of an instruction.
 503   void endInstruction(const MachineInstr *MI);
 504
 505   /// GetOrCreateSourceID - Look up the source id with the given directory and
 506   /// source file names. If none currently exists, create a new id and insert it
 507   /// in the SourceIds map.
 508   unsigned GetOrCreateSourceID(StringRef DirName, StringRef FullName);
 509
 510   /// createSubprogramDIE - Create new DIE using SP.
 511   DIE *createSubprogramDIE(DISubprogram SP);
 512 };
 513 } // End of namespace llvm
 514
 515 #endif