minor cleanups. Add provisions for a new standard BLOCKINFO_BLOCK
[oota-llvm.git] / include / llvm / CodeGen / MachineFunction.h
index d8f3339e1709bf6b647c9aa1816d4a849cf41979..00a1fe884071e735ee5f8e6ab5dd8625a07bca95 100644 (file)
-//===-- llvm/CodeGen/MachineCodeForMethod.h ----------------------*- C++ -*--=//
-// 
-// Purpose:
-//   Collect native machine code information for a method.
-//   This allows target-specific information about the generated code
-//   to be stored with each method.
+//===-- llvm/CodeGen/MachineFunction.h --------------------------*- C++ -*-===//
+//
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
+// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
+//
+// Collect native machine code for a function.  This class contains a list of
+// MachineBasicBlock instances that make up the current compiled function.
+//
+// This class also contains pointers to various classes which hold
+// target-specific information about the generated code.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+#ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINEFUNCTION_H
+#define LLVM_CODEGEN_MACHINEFUNCTION_H
+
+#include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
+#include "llvm/Support/Annotation.h"
+#include "llvm/ADT/BitVector.h"
 
-#ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINECODEFORMETHOD_H
-#define LLVM_CODEGEN_MACHINECODEFORMETHOD_H
+namespace llvm {
 
-#include "llvm/Annotation.h"
-#include "Support/NonCopyable.h"
-#include "Support/HashExtras.h"
-#include <ext/hash_set>
-class Value;
 class Function;
-class Constant;
-class Type;
 class TargetMachine;
+class SSARegMap;
+class MachineFrameInfo;
+class MachineConstantPool;
+class MachineJumpTableInfo;
 
+// ilist_traits
+template <>
+struct ilist_traits<MachineBasicBlock> {
+  // this is only set by the MachineFunction owning the ilist
+  friend class MachineFunction;
+  MachineFunction* Parent;
 
-class MachineCodeForMethod : private Annotation {
-  const Function* method;
-  bool          compiledAsLeaf;
-  unsigned     staticStackSize;
-  unsigned     automaticVarsSize;
-  unsigned     regSpillsSize;
-  unsigned     currentOptionalArgsSize;
-  unsigned     maxOptionalArgsSize;
-  unsigned     currentTmpValuesSize;
-  std::hash_set<const Constant*> constantsForConstPool;
-  std::hash_map<const Value*, int> offsets;
-  
 public:
-  /*ctor*/      MachineCodeForMethod(const Function* function,
-                                     const TargetMachine& target);
-  
-  // The next two methods are used to construct and to retrieve
-  // the MachineCodeForMethod object for the given method.
-  // construct() -- Allocates and initializes for a given method and target
-  // get()       -- Returns a handle to the object.
-  //                This should not be called before "construct()"
-  //                for a given Method.
-  // 
-  static MachineCodeForMethod& construct(const Function *method,
-                                         const TargetMachine &target);
-  static void destruct(const Function *F);
-  static MachineCodeForMethod& get(const Function* function);
-  
-  //
-  // Accessors for global information about generated code for a method.
-  // 
-  inline bool     isCompiledAsLeafMethod() const { return compiledAsLeaf; }
-  inline unsigned getStaticStackSize()     const { return staticStackSize; }
-  inline unsigned getAutomaticVarsSize()   const { return automaticVarsSize; }
-  inline unsigned getRegSpillsSize()       const { return regSpillsSize; }
-  inline unsigned getMaxOptionalArgsSize() const { return maxOptionalArgsSize;}
-  inline unsigned getCurrentOptionalArgsSize() const
-                                             { return currentOptionalArgsSize;}
-  inline const std::hash_set<const Constant*>&
-                  getConstantPoolValues() const {return constantsForConstPool;}
-  
-  //
-  // Modifiers used during code generation
-  // 
-  void            initializeFrameLayout    (const TargetMachine& target);
-  
-  void            addToConstantPool        (const Constant* constVal)
-                                    { constantsForConstPool.insert(constVal); }
-  
-  inline void     markAsLeafMethod()              { compiledAsLeaf = true; }
-  
-  int             computeOffsetforLocalVar (const TargetMachine& target,
-                                            const Value* local,
-                                            unsigned int& getPaddedSize,
-                                            unsigned int  sizeToUse = 0);
-  
-  int             allocateLocalVar         (const TargetMachine& target,
-                                            const Value* local,
-                                            unsigned int sizeToUse = 0);
-  
-  int             allocateSpilledValue     (const TargetMachine& target,
-                                            const Type* type);
-  
-  int             allocateOptionalArg      (const TargetMachine& target,
-                                            const Type* type);
-  
-  void            resetOptionalArgs        (const TargetMachine& target);
+  ilist_traits<MachineBasicBlock>() : Parent(0) { }
+
+  static MachineBasicBlock* getPrev(MachineBasicBlock* N) { return N->Prev; }
+  static MachineBasicBlock* getNext(MachineBasicBlock* N) { return N->Next; }
+
+  static const MachineBasicBlock*
+  getPrev(const MachineBasicBlock* N) { return N->Prev; }
+
+  static const MachineBasicBlock*
+  getNext(const MachineBasicBlock* N) { return N->Next; }
+
+  static void setPrev(MachineBasicBlock* N, MachineBasicBlock* prev) {
+    N->Prev = prev;
+  }
+  static void setNext(MachineBasicBlock* N, MachineBasicBlock* next) {
+    N->Next = next;
+  }
+
+  static MachineBasicBlock* createSentinel();
+  static void destroySentinel(MachineBasicBlock *MBB) { delete MBB; }
+  void addNodeToList(MachineBasicBlock* N);
+  void removeNodeFromList(MachineBasicBlock* N);
+  void transferNodesFromList(iplist<MachineBasicBlock,
+                                    ilist_traits<MachineBasicBlock> > &toList,
+                             ilist_iterator<MachineBasicBlock> first,
+                             ilist_iterator<MachineBasicBlock> last);
+};
+
+/// MachineFunctionInfo - This class can be derived from and used by targets to
+/// hold private target-specific information for each MachineFunction.  Objects
+/// of type are accessed/created with MF::getInfo and destroyed when the
+/// MachineFunction is destroyed.
+struct MachineFunctionInfo {
+  virtual ~MachineFunctionInfo() {};
+};
+
+class MachineFunction : private Annotation {
+  const Function *Fn;
+  const TargetMachine &Target;
+
+  // List of machine basic blocks in function
+  ilist<MachineBasicBlock> BasicBlocks;
+
+  // Keeping track of mapping from SSA values to registers
+  SSARegMap *SSARegMapping;
+
+  // Used to keep track of target-specific per-machine function information for
+  // the target implementation.
+  MachineFunctionInfo *MFInfo;
+
+  // Keep track of objects allocated on the stack.
+  MachineFrameInfo *FrameInfo;
+
+  // Keep track of constants which are spilled to memory
+  MachineConstantPool *ConstantPool;
   
-  int             pushTempValue            (const TargetMachine& target,
-                                            unsigned int size);
+  // Keep track of jump tables for switch instructions
+  MachineJumpTableInfo *JumpTableInfo;
+
+  // Function-level unique numbering for MachineBasicBlocks.  When a
+  // MachineBasicBlock is inserted into a MachineFunction is it automatically
+  // numbered and this vector keeps track of the mapping from ID's to MBB's.
+  std::vector<MachineBasicBlock*> MBBNumbering;
+
+  /// UsedPhysRegs - This is a bit vector that is computed and set by the
+  /// register allocator, and must be kept up to date by passes that run after
+  /// register allocation (though most don't modify this).  This is used
+  /// so that the code generator knows which callee save registers to save and
+  /// for other target specific uses.
+  BitVector UsedPhysRegs;
+
+  /// LiveIns/LiveOuts - Keep track of the physical registers that are
+  /// livein/liveout of the function.  Live in values are typically arguments in
+  /// registers, live out values are typically return values in registers.
+  /// LiveIn values are allowed to have virtual registers associated with them,
+  /// stored in the second element.
+  std::vector<std::pair<unsigned, unsigned> > LiveIns;
+  std::vector<unsigned> LiveOuts;
   
-  void            popAllTempValues         (const TargetMachine& target);
+public:
+  MachineFunction(const Function *Fn, const TargetMachine &TM);
+  ~MachineFunction();
+
+  /// getFunction - Return the LLVM function that this machine code represents
+  ///
+  const Function *getFunction() const { return Fn; }
+
+  /// getTarget - Return the target machine this machine code is compiled with
+  ///
+  const TargetMachine &getTarget() const { return Target; }
+
+  /// SSARegMap Interface... Keep track of information about each SSA virtual
+  /// register, such as which register class it belongs to.
+  ///
+  SSARegMap *getSSARegMap() const { return SSARegMapping; }
+  void clearSSARegMap();
+
+  /// getFrameInfo - Return the frame info object for the current function.
+  /// This object contains information about objects allocated on the stack
+  /// frame of the current function in an abstract way.
+  ///
+  MachineFrameInfo *getFrameInfo() const { return FrameInfo; }
+
+  /// getJumpTableInfo - Return the jump table info object for the current 
+  /// function.  This object contains information about jump tables for switch
+  /// instructions in the current function.
+  ///
+  MachineJumpTableInfo *getJumpTableInfo() const { return JumpTableInfo; }
   
-  int             getOffset                (const Value* val) const;
+  /// getConstantPool - Return the constant pool object for the current
+  /// function.
+  ///
+  MachineConstantPool *getConstantPool() const { return ConstantPool; }
+
+  /// MachineFunctionInfo - Keep track of various per-function pieces of
+  /// information for backends that would like to do so.
+  ///
+  template<typename Ty>
+  Ty *getInfo() {
+    if (!MFInfo) MFInfo = new Ty(*this);
+
+    assert((void*)dynamic_cast<Ty*>(MFInfo) == (void*)MFInfo &&
+           "Invalid concrete type or multiple inheritence for getInfo");
+    return static_cast<Ty*>(MFInfo);
+  }
+
+  template<typename Ty>
+  const Ty *getInfo() const {
+     return const_cast<MachineFunction*>(this)->getInfo<Ty>();
+  }
+
+  /// isPhysRegUsed - Return true if the specified register is used in this
+  /// function.  This only works after register allocation.
+  bool isPhysRegUsed(unsigned Reg) const { return UsedPhysRegs[Reg]; }
+
+  /// setPhysRegUsed - Mark the specified register used in this function.
+  /// This should only be called during and after register allocation.
+  void setPhysRegUsed(unsigned Reg) { UsedPhysRegs[Reg] = true; }
+
+  /// setPhysRegUnused - Mark the specified register unused in this function.
+  /// This should only be called during and after register allocation.
+  void setPhysRegUnused(unsigned Reg) { UsedPhysRegs[Reg] = false; }
+
+  // LiveIn/LiveOut management methods.
+
+  /// addLiveIn/Out - Add the specified register as a live in/out.  Note that it
+  /// is an error to add the same register to the same set more than once.
+  void addLiveIn(unsigned Reg, unsigned vreg = 0) {
+    LiveIns.push_back(std::make_pair(Reg, vreg));
+  }
+  void addLiveOut(unsigned Reg) { LiveOuts.push_back(Reg); }
+
+  // Iteration support for live in/out sets.  These sets are kept in sorted
+  // order by their register number.
+  typedef std::vector<std::pair<unsigned,unsigned> >::const_iterator
+  livein_iterator;
+  typedef std::vector<unsigned>::const_iterator liveout_iterator;
+  livein_iterator livein_begin() const { return LiveIns.begin(); }
+  livein_iterator livein_end()   const { return LiveIns.end(); }
+  bool            livein_empty() const { return LiveIns.empty(); }
+  liveout_iterator liveout_begin() const { return LiveOuts.begin(); }
+  liveout_iterator liveout_end()   const { return LiveOuts.end(); }
+  bool             liveout_empty() const { return LiveOuts.empty(); }
+
+  /// getBlockNumbered - MachineBasicBlocks are automatically numbered when they
+  /// are inserted into the machine function.  The block number for a machine
+  /// basic block can be found by using the MBB::getBlockNumber method, this
+  /// method provides the inverse mapping.
+  ///
+  MachineBasicBlock *getBlockNumbered(unsigned N) {
+    assert(N < MBBNumbering.size() && "Illegal block number");
+    assert(MBBNumbering[N] && "Block was removed from the machine function!");
+    return MBBNumbering[N];
+  }
+
+  /// getNumBlockIDs - Return the number of MBB ID's allocated.
+  ///
+  unsigned getNumBlockIDs() const { return MBBNumbering.size(); }
   
-  // int          getOffsetFromFP       (const Value* val) const;
+  /// RenumberBlocks - This discards all of the MachineBasicBlock numbers and
+  /// recomputes them.  This guarantees that the MBB numbers are sequential,
+  /// dense, and match the ordering of the blocks within the function.  If a
+  /// specific MachineBasicBlock is specified, only that block and those after
+  /// it are renumbered.
+  void RenumberBlocks(MachineBasicBlock *MBBFrom = 0);
   
-  void            dump                     () const;
+  /// print - Print out the MachineFunction in a format suitable for debugging
+  /// to the specified stream.
+  ///
+  void print(std::ostream &OS) const;
+  void print(std::ostream *OS) const { if (OS) print(*OS); }
+
+  /// viewCFG - This function is meant for use from the debugger.  You can just
+  /// say 'call F->viewCFG()' and a ghostview window should pop up from the
+  /// program, displaying the CFG of the current function with the code for each
+  /// basic block inside.  This depends on there being a 'dot' and 'gv' program
+  /// in your path.
+  ///
+  void viewCFG() const;
+
+  /// viewCFGOnly - This function is meant for use from the debugger.  It works
+  /// just like viewCFG, but it does not include the contents of basic blocks
+  /// into the nodes, just the label.  If you are only interested in the CFG
+  /// this can make the graph smaller.
+  ///
+  void viewCFGOnly() const;
+
+  /// dump - Print the current MachineFunction to cerr, useful for debugger use.
+  ///
+  void dump() const;
+
+  /// construct - Allocate and initialize a MachineFunction for a given Function
+  /// and Target
+  ///
+  static MachineFunction& construct(const Function *F, const TargetMachine &TM);
+
+  /// destruct - Destroy the MachineFunction corresponding to a given Function
+  ///
+  static void destruct(const Function *F);
+
+  /// get - Return a handle to a MachineFunction corresponding to the given
+  /// Function.  This should not be called before "construct()" for a given
+  /// Function.
+  ///
+  static MachineFunction& get(const Function *F);
+
+  // Provide accessors for the MachineBasicBlock list...
+  typedef ilist<MachineBasicBlock> BasicBlockListType;
+  typedef BasicBlockListType::iterator iterator;
+  typedef BasicBlockListType::const_iterator const_iterator;
+  typedef std::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;
+  typedef std::reverse_iterator<iterator>             reverse_iterator;
+
+  // Provide accessors for basic blocks...
+  const BasicBlockListType &getBasicBlockList() const { return BasicBlocks; }
+        BasicBlockListType &getBasicBlockList()       { return BasicBlocks; }
 
-private:
-  inline void     incrementAutomaticVarsSize(int incr) {
-    automaticVarsSize+= incr;
-    staticStackSize += incr;
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // BasicBlock iterator forwarding functions
+  //
+  iterator                 begin()       { return BasicBlocks.begin(); }
+  const_iterator           begin() const { return BasicBlocks.begin(); }
+  iterator                 end  ()       { return BasicBlocks.end();   }
+  const_iterator           end  () const { return BasicBlocks.end();   }
+
+  reverse_iterator        rbegin()       { return BasicBlocks.rbegin(); }
+  const_reverse_iterator  rbegin() const { return BasicBlocks.rbegin(); }
+  reverse_iterator        rend  ()       { return BasicBlocks.rend();   }
+  const_reverse_iterator  rend  () const { return BasicBlocks.rend();   }
+
+  unsigned                  size() const { return BasicBlocks.size(); }
+  bool                     empty() const { return BasicBlocks.empty(); }
+  const MachineBasicBlock &front() const { return BasicBlocks.front(); }
+        MachineBasicBlock &front()       { return BasicBlocks.front(); }
+  const MachineBasicBlock & back() const { return BasicBlocks.back(); }
+        MachineBasicBlock & back()       { return BasicBlocks.back(); }
+
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // Internal functions used to automatically number MachineBasicBlocks
+  //
+
+  /// getNextMBBNumber - Returns the next unique number to be assigned
+  /// to a MachineBasicBlock in this MachineFunction.
+  ///
+  unsigned addToMBBNumbering(MachineBasicBlock *MBB) {
+    MBBNumbering.push_back(MBB);
+    return MBBNumbering.size()-1;
   }
-  inline void     incrementRegSpillsSize(int incr) {
-    regSpillsSize+= incr;
-    staticStackSize += incr;
+
+  /// removeFromMBBNumbering - Remove the specific machine basic block from our
+  /// tracker, this is only really to be used by the MachineBasicBlock
+  /// implementation.
+  void removeFromMBBNumbering(unsigned N) {
+    assert(N < MBBNumbering.size() && "Illegal basic block #");
+    MBBNumbering[N] = 0;
   }
-  inline void     incrementCurrentOptionalArgsSize(int incr) {
-    currentOptionalArgsSize+= incr;     // stack size already includes this!
+};
+
+//===--------------------------------------------------------------------===//
+// GraphTraits specializations for function basic block graphs (CFGs)
+//===--------------------------------------------------------------------===//
+
+// Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a
+// machine function as a graph of machine basic blocks... these are
+// the same as the machine basic block iterators, except that the root
+// node is implicitly the first node of the function.
+//
+template <> struct GraphTraits<MachineFunction*> :
+  public GraphTraits<MachineBasicBlock*> {
+  static NodeType *getEntryNode(MachineFunction *F) {
+    return &F->front();
   }
+
+  // nodes_iterator/begin/end - Allow iteration over all nodes in the graph
+  typedef MachineFunction::iterator nodes_iterator;
+  static nodes_iterator nodes_begin(MachineFunction *F) { return F->begin(); }
+  static nodes_iterator nodes_end  (MachineFunction *F) { return F->end(); }
 };
+template <> struct GraphTraits<const MachineFunction*> :
+  public GraphTraits<const MachineBasicBlock*> {
+  static NodeType *getEntryNode(const MachineFunction *F) {
+    return &F->front();
+  }
+
+  // nodes_iterator/begin/end - Allow iteration over all nodes in the graph
+  typedef MachineFunction::const_iterator nodes_iterator;
+  static nodes_iterator nodes_begin(const MachineFunction *F) { return F->begin(); }
+  static nodes_iterator nodes_end  (const MachineFunction *F) { return F->end(); }
+};
+
+
+// Provide specializations of GraphTraits to be able to treat a function as a
+// graph of basic blocks... and to walk it in inverse order.  Inverse order for
+// a function is considered to be when traversing the predecessor edges of a BB
+// instead of the successor edges.
+//
+template <> struct GraphTraits<Inverse<MachineFunction*> > :
+  public GraphTraits<Inverse<MachineBasicBlock*> > {
+  static NodeType *getEntryNode(Inverse<MachineFunction*> G) {
+    return &G.Graph->front();
+  }
+};
+template <> struct GraphTraits<Inverse<const MachineFunction*> > :
+  public GraphTraits<Inverse<const MachineBasicBlock*> > {
+  static NodeType *getEntryNode(Inverse<const MachineFunction *> G) {
+    return &G.Graph->front();
+  }
+};
+
+} // End llvm namespace
 
 #endif