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