Twines should be passed by const ref.
[oota-llvm.git] / include / llvm / CodeGen / GCStrategy.h
index dea0785ef8729904860db977e78c59bd883e4408..869f8888d010785b0ed30d5c6dc97387b57b232d 100644 (file)
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-//===-- llvm/CodeGen/Collector.h - Garbage collection -----------*- C++ -*-===//
+//===-- llvm/CodeGen/GCStrategy.h - Garbage collection ----------*- C++ -*-===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
-// Collector records sufficient information about a machine function to enable
-// accurate garbage collectors. Specifically:
-// 
+// GCStrategy coordinates code generation algorithms and implements some itself
+// in order to generate code compatible with a target code generator as
+// specified in a function's 'gc' attribute. Algorithms are enabled by setting
+// flags in a subclass's constructor, and some virtual methods can be
+// overridden.
+//
+// GCStrategy is relevant for implementations using either gc.root or
+// gc.statepoint based lowering strategies, but is currently focused mostly on
+// options for gc.root.  This will change over time.
+//
+// When requested by a subclass of GCStrategy, the gc.root implementation will
+// populate GCModuleInfo and GCFunctionInfo with that about each Function in
+// the Module that opts in to garbage collection.  Specifically:
+//
 // - Safe points
-//   Garbage collection is only possible at certain points in code. Code
-//   generators should record points:
+//   Garbage collection is generally only possible at certain points in code.
+//   GCStrategy can request that the collector insert such points:
 //
 //     - At and after any call to a subroutine
 //     - Before returning from the current function
 //     - Before backwards branches (loops)
-// 
+//
 // - Roots
 //   When a reference to a GC-allocated object exists on the stack, it must be
 //   stored in an alloca registered with llvm.gcoot.
 //
-// This generic information should used by ABI-specific passes to emit support
-// tables for the runtime garbage collector.
+// This information can used to emit the metadata tables which are required by
+// the target garbage collector runtime.
+//
+// When used with gc.statepoint, information about safepoint and roots can be
+// found in the binary StackMap section after code generation.  Safepoint
+// placement is currently the responsibility of the frontend, though late
+// insertion support is planned.  gc.statepoint does not currently support
+// custom stack map formats; such can be generated by parsing the standard
+// stack map section if desired.
 //
-// MachineCodeAnalysis identifies the GC safe points in the machine code. (Roots
-// are identified in SelectionDAGISel.)
+// The read and write barrier support can be used with either implementation.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#ifndef LLVM_CODEGEN_COLLECTOR_H
-#define LLVM_CODEGEN_COLLECTOR_H
+#ifndef LLVM_IR_GCSTRATEGY_H
+#define LLVM_IR_GCSTRATEGY_H
 
-#include "llvm/CodeGen/GCMetadata.h"
-#include <iosfwd>
+#include "llvm/ADT/Optional.h"
+#include "llvm/IR/Function.h"
+#include "llvm/IR/Module.h"
+#include "llvm/IR/Value.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/Registry.h"
 #include <string>
 
 namespace llvm {
-  
-  /// Collector describes a garbage collector's code generation requirements,
-  /// and provides overridable hooks for those needs which cannot be abstractly
-  /// described.
-  class Collector {
-  public:
-    typedef std::vector<CollectorMetadata*> list_type;
-    typedef list_type::iterator iterator;
-    
-  private:
-    friend class CollectorModuleMetadata;
-    const Module *M;
-    std::string Name;
-    
-    list_type Functions;
-    
-  protected:
-    unsigned NeededSafePoints; //< Bitmask of required safe points.
-    bool CustomReadBarriers;   //< Default is to insert loads.
-    bool CustomWriteBarriers;  //< Default is to insert stores.
-    bool CustomRoots;          //< Default is to pass through to backend.
-    bool InitRoots;            //< If set, roots are nulled during lowering.
-    bool UsesMetadata;         //< If set, backend must emit metadata tables.
-    
-  public:
-    Collector();
-    
-    virtual ~Collector();
-    
-    
-    /// getName - The name of the collector, for debugging.
-    /// 
-    const std::string &getName() const { return Name; }
-
-    /// getModule - The module upon which the collector is operating.
-    /// 
-    const Module &getModule() const { return *M; }
-
-    /// True if this collector requires safe points of any kind. By default,
-    /// none are recorded.
-    bool needsSafePoints() const { return NeededSafePoints != 0; }
-    
-    /// True if the collector requires the given kind of safe point. By default,
-    /// none are recorded.
-    bool needsSafePoint(GC::PointKind Kind) const {
-      return (NeededSafePoints & 1 << Kind) != 0;
-    }
-    
-    /// By default, write barriers are replaced with simple store instructions.
-    /// If true, then addPassesToCustomLowerIntrinsics must instead process
-    /// them.
-    bool customWriteBarrier() const { return CustomWriteBarriers; }
-    
-    /// By default, read barriers are replaced with simple load instructions.
-    /// If true, then addPassesToCustomLowerIntrinsics must instead process
-    /// them.
-    bool customReadBarrier() const { return CustomReadBarriers; }
-    
-    /// By default, roots are left for the code generator. If Custom, then 
-    /// addPassesToCustomLowerIntrinsics must add passes to delete them.
-    bool customRoots() const { return CustomRoots; }
-    
-    /// If set, gcroot intrinsics should initialize their allocas to null. This
-    /// is necessary for most collectors.
-    bool initializeRoots() const { return InitRoots; }
-    
-    /// If set, appropriate metadata tables must be emitted by the back-end
-    /// (assembler, JIT, or otherwise).
-    bool usesMetadata() const { return UsesMetadata; }
-    
-    /// begin/end - Iterators for function metadata.
-    /// 
-    iterator begin() { return Functions.begin(); }
-    iterator end()   { return Functions.end();   }
-
-    /// insertFunctionMetadata - Creates metadata for a function.
-    /// 
-    CollectorMetadata *insertFunctionMetadata(const Function &F);
-
-    /// initializeCustomLowering/performCustomLowering - If any of the actions
-    /// are set to custom, performCustomLowering must be overriden to create a
-    /// transform to lower those actions to LLVM IR. initializeCustomLowering
-    /// is optional to override. These are the only Collector methods through
-    /// which the LLVM IR can be modified.
-    virtual bool initializeCustomLowering(Module &F);
-    virtual bool performCustomLowering(Function &F);
-  };
-  
-  // GCMetadataPrinter - Emits GC metadata as assembly code.
-  class GCMetadataPrinter {
-  public:
-    typedef Collector::list_type list_type;
-    typedef Collector::iterator iterator;
-    
-  private:
-    Collector *Coll;
-    
-    friend class AsmPrinter;
-    
-  protected:
-    // May only be subclassed.
-    GCMetadataPrinter();
-    
-    // Do not implement.
-    GCMetadataPrinter(const GCMetadataPrinter &);
-    GCMetadataPrinter &operator=(const GCMetadataPrinter &);
-    
-  public:
-    Collector &getCollector() { return *Coll; }
-    const Module &getModule() const { return Coll->getModule(); }
-    
-    iterator begin() { return Coll->begin(); }
-    iterator end()   { return Coll->end();   }
-    
-    /// beginAssembly/finishAssembly - Emit module metadata as assembly code.
-    virtual void beginAssembly(std::ostream &OS, AsmPrinter &AP,
-                               const TargetAsmInfo &TAI);
-    
-    virtual void finishAssembly(std::ostream &OS, AsmPrinter &AP,
-                                const TargetAsmInfo &TAI);
-    
-    virtual ~GCMetadataPrinter();
-  };
-  
+namespace GC {
+/// PointKind - The type of a collector-safe point.
+///
+enum PointKind {
+  Loop,    ///< Instr is a loop (backwards branch).
+  Return,  ///< Instr is a return instruction.
+  PreCall, ///< Instr is a call instruction.
+  PostCall ///< Instr is the return address of a call.
+};
+}
+
+/// GCStrategy describes a garbage collector algorithm's code generation
+/// requirements, and provides overridable hooks for those needs which cannot
+/// be abstractly described.  GCStrategy objects must be looked up through
+/// the Function.  The objects themselves are owned by the Context and must
+/// be immutable.
+class GCStrategy {
+private:
+  std::string Name;
+  friend class GCModuleInfo;
+
+protected:
+  bool UseStatepoints; /// Uses gc.statepoints as opposed to gc.roots,
+                       /// if set, none of the other options can be
+                       /// anything but their default values.
+
+  unsigned NeededSafePoints; ///< Bitmask of required safe points.
+  bool CustomReadBarriers;   ///< Default is to insert loads.
+  bool CustomWriteBarriers;  ///< Default is to insert stores.
+  bool CustomRoots;          ///< Default is to pass through to backend.
+  bool InitRoots;            ///< If set, roots are nulled during lowering.
+  bool UsesMetadata;         ///< If set, backend must emit metadata tables.
+
+public:
+  GCStrategy();
+  virtual ~GCStrategy() {}
+
+  /// Return the name of the GC strategy.  This is the value of the collector
+  /// name string specified on functions which use this strategy.
+  const std::string &getName() const { return Name; }
+
+  /// By default, write barriers are replaced with simple store
+  /// instructions. If true, you must provide a custom pass to lower 
+  /// calls to @llvm.gcwrite.
+  bool customWriteBarrier() const { return CustomWriteBarriers; }
+
+  /// By default, read barriers are replaced with simple load
+  /// instructions. If true, you must provide a custom pass to lower 
+  /// calls to @llvm.gcread.
+  bool customReadBarrier() const { return CustomReadBarriers; }
+
+  /// Returns true if this strategy is expecting the use of gc.statepoints,
+  /// and false otherwise.
+  bool useStatepoints() const { return UseStatepoints; }
+
+  /** @name Statepoint Specific Properties */
+  ///@{
+
+  /// If the value specified can be reliably distinguished, returns true for
+  /// pointers to GC managed locations and false for pointers to non-GC
+  /// managed locations.  Note a GCStrategy can always return 'None' (i.e. an
+  /// empty optional indicating it can't reliably distinguish.
+  virtual Optional<bool> isGCManagedPointer(const Value *V) const {
+    return None;
+  }
+  ///@}
+
+  /** @name GCRoot Specific Properties
+   * These properties and overrides only apply to collector strategies using
+   * GCRoot.
+   */
+  ///@{
+
+  /// True if safe points of any kind are required. By default, none are
+  /// recorded.
+  bool needsSafePoints() const { return NeededSafePoints != 0; }
+
+  /// True if the given kind of safe point is required. By default, none are
+  /// recorded.
+  bool needsSafePoint(GC::PointKind Kind) const {
+    return (NeededSafePoints & 1 << Kind) != 0;
+  }
+
+  /// By default, roots are left for the code generator so it can generate a
+  /// stack map. If true, you must provide a custom pass to lower 
+  /// calls to @llvm.gcroot.
+  bool customRoots() const { return CustomRoots; }
+
+  /// If set, gcroot intrinsics should initialize their allocas to null
+  /// before the first use. This is necessary for most GCs and is enabled by
+  /// default.
+  bool initializeRoots() const { return InitRoots; }
+
+  /// If set, appropriate metadata tables must be emitted by the back-end
+  /// (assembler, JIT, or otherwise). For statepoint, this method is
+  /// currently unsupported.  The stackmap information can be found in the
+  /// StackMap section as described in the documentation.
+  bool usesMetadata() const { return UsesMetadata; }
+
+  ///@}
+};
+
+/// Subclasses of GCStrategy are made available for use during compilation by
+/// adding them to the global GCRegistry.  This can done either within the
+/// LLVM source tree or via a loadable plugin.  An example registeration
+/// would be:
+/// static GCRegistry::Add<CustomGC> X("custom-name",
+///        "my custom supper fancy gc strategy");
+///
+/// Note that to use a custom GCMetadataPrinter w/gc.roots, you must also
+/// register your GCMetadataPrinter subclass with the
+/// GCMetadataPrinterRegistery as well.
+typedef Registry<GCStrategy> GCRegistry;
 }
 
 #endif