Fix grammar wrt apostrophe's
[oota-llvm.git] / include / llvm / Pass.h
index bd040b999356e60e2ca5f04dd0cd923956237b58..c583f84b42424124af2329009a05019dd21af057 100644 (file)
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-//===- llvm/Pass.h - Base class for XForm Passes -----------------*- C++ -*--=//
+//===- llvm/Pass.h - Base class for Passes ----------------------*- 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.
+// 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file defines a base class that indicates that a specified class is a
 // transformation pass implementation.
 //
-// Pass's are designed this way so that it is possible to run passes in a cache
+// Passes are designed this way so that it is possible to run passes in a cache
 // and organizationally optimal order without having to specify it at the front
 // end.  This allows arbitrary passes to be strung together and have them
 // executed as effeciently as possible.
 // global optimizations should derive from FunctionPass, because they do not add
 // or delete functions, they operate on the internals of the function.
 //
+// Note that this file #includes PassSupport.h and PassAnalysisSupport.h (at the
+// bottom), so the APIs exposed by these files are also automatically available
+// to all users of this file.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #ifndef LLVM_PASS_H
 
 #include <vector>
 #include <map>
+#include <iosfwd>
+#include <typeinfo>
+#include <cassert>
+
+namespace llvm {
+
 class Value;
 class BasicBlock;
 class Function;
 class Module;
 class AnalysisUsage;
-class AnalysisID;
+class PassInfo;
+class ImmutablePass;
 template<class UnitType> class PassManagerT;
 struct AnalysisResolver;
 
+// AnalysisID - Use the PassInfo to identify a pass...
+typedef const PassInfo* AnalysisID;
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// Pass interface - Implemented by all 'passes'.  Subclass this if you are an
-// interprocedural optimization or you do not fit into any of the more
-// constrained passes described below.
-//
+/// Pass interface - Implemented by all 'passes'.  Subclass this if you are an
+/// interprocedural optimization or you do not fit into any of the more
+/// constrained passes described below.
+///
 class Pass {
-  friend class AnalysisResolver;
+  friend struct AnalysisResolver;
   AnalysisResolver *Resolver;  // AnalysisResolver this pass is owned by...
-public:
-  inline Pass(AnalysisResolver *AR = 0) : Resolver(AR) {}
-  inline virtual ~Pass() {} // Destructor is virtual so we can be subclassed
-
+  const PassInfo *PassInfoCache;
 
-  // run - Run this pass, returning true if a modification was made to the
-  // module argument.  This should be implemented by all concrete subclasses.
+  // AnalysisImpls - This keeps track of which passes implement the interfaces
+  // that are required by the current pass (to implement getAnalysis()).
   //
-  virtual bool run(Module *M) = 0;
+  std::vector<std::pair<const PassInfo*, Pass*> > AnalysisImpls;
 
-  // getAnalysisUsage - This function should be overriden by passes that need
-  // analysis information to do their job.  If a pass specifies that it uses a
-  // particular analysis result to this function, it can then use the
-  // getAnalysis<AnalysisType>() function, below.
-  //
+  void operator=(const Pass&);  // DO NOT IMPLEMENT
+  Pass(const Pass &);           // DO NOT IMPLEMENT
+public:
+  Pass() : Resolver(0), PassInfoCache(0) {}
+  virtual ~Pass() {} // Destructor is virtual so we can be subclassed
+
+  /// getPassName - Return a nice clean name for a pass.  This usually
+  /// implemented in terms of the name that is registered by one of the
+  /// Registration templates, but can be overloaded directly, and if nothing
+  /// else is available, C++ RTTI will be consulted to get a SOMEWHAT
+  /// intelligible name for the pass.
+  ///
+  virtual const char *getPassName() const;
+
+  /// getPassInfo - Return the PassInfo data structure that corresponds to this
+  /// pass...  If the pass has not been registered, this will return null.
+  ///
+  const PassInfo *getPassInfo() const;
+
+  /// runPass - Run this pass, returning true if a modification was made to the
+  /// module argument.  This should be implemented by all concrete subclasses.
+  ///
+  virtual bool runPass(Module &M) { return false; }
+  virtual bool runPass(BasicBlock&) { return false; }
+
+  /// print - Print out the internal state of the pass.  This is called by
+  /// Analyze to print out the contents of an analysis.  Otherwise it is not
+  /// necessary to implement this method.  Beware that the module pointer MAY be
+  /// null.  This automatically forwards to a virtual function that does not
+  /// provide the Module* in case the analysis doesn't need it it can just be
+  /// ignored.
+  ///
+  virtual void print(std::ostream &O, const Module *M) const;
+  void dump() const; // dump - call print(std::cerr, 0);
+
+
+  /// getAnalysisUsage - This function should be overriden by passes that need
+  /// analysis information to do their job.  If a pass specifies that it uses a
+  /// particular analysis result to this function, it can then use the
+  /// getAnalysis<AnalysisType>() function, below.
+  ///
   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &Info) const {
     // By default, no analysis results are used, all are invalidated.
   }
 
-  // releaseMemory() - This member can be implemented by a pass if it wants to
-  // be able to release its memory when it is no longer needed.  The default
-  // behavior of passes is to hold onto memory for the entire duration of their
-  // lifetime (which is the entire compile time).  For pipelined passes, this
-  // is not a big deal because that memory gets recycled every time the pass is
-  // invoked on another program unit.  For IP passes, it is more important to
-  // free memory when it is unused.
-  //
-  // Optionally implement this function to release pass memory when it is no
-  // longer used.
-  //
+  /// releaseMemory() - This member can be implemented by a pass if it wants to
+  /// be able to release its memory when it is no longer needed.  The default
+  /// behavior of passes is to hold onto memory for the entire duration of their
+  /// lifetime (which is the entire compile time).  For pipelined passes, this
+  /// is not a big deal because that memory gets recycled every time the pass is
+  /// invoked on another program unit.  For IP passes, it is more important to
+  /// free memory when it is unused.
+  ///
+  /// Optionally implement this function to release pass memory when it is no
+  /// longer used.
+  ///
   virtual void releaseMemory() {}
 
   // dumpPassStructure - Implement the -debug-passes=PassStructure option
   virtual void dumpPassStructure(unsigned Offset = 0);
 
-protected:
-  // getAnalysis<AnalysisType>() - This function is used by subclasses to get to
-  // the analysis information that they claim to use by overriding the
-  // getAnalysisUsage function.
-  //
-  template<typename AnalysisType>
-  AnalysisType &getAnalysis(AnalysisID AID = AnalysisType::ID) {
-    assert(Resolver && "Pass not resident in a PassManager object!");
-    return *(AnalysisType*)Resolver->getAnalysis(AID);
+
+  // getPassInfo - Static method to get the pass information from a class name.
+  template<typename AnalysisClass>
+  static const PassInfo *getClassPassInfo() {
+    return lookupPassInfo(typeid(AnalysisClass));
   }
 
-  // getAnalysisToUpdate<AnalysisType>() - This function is used by subclasses
-  // to get to the analysis information that might be around that needs to be
-  // updated.  This is different than getAnalysis in that it can fail (ie the
-  // analysis results haven't been computed), so should only be used if you
-  // provide the capability to update an analysis that exists.
-  //
+  // lookupPassInfo - Return the pass info object for the specified pass class,
+  // or null if it is not known.
+  static const PassInfo *lookupPassInfo(const std::type_info &TI);
+
+  /// getAnalysisToUpdate<AnalysisType>() - This function is used by subclasses
+  /// to get to the analysis information that might be around that needs to be
+  /// updated.  This is different than getAnalysis in that it can fail (ie the
+  /// analysis results haven't been computed), so should only be used if you
+  /// provide the capability to update an analysis that exists.  This method is
+  /// often used by transformation APIs to update analysis results for a pass
+  /// automatically as the transform is performed.
+  ///
+  template<typename AnalysisType>
+  AnalysisType *getAnalysisToUpdate() const; // Defined in PassAnalysisSupport.h
+
+  /// mustPreserveAnalysisID - This method serves the same function as
+  /// getAnalysisToUpdate, but works if you just have an AnalysisID.  This
+  /// obviously cannot give you a properly typed instance of the class if you
+  /// don't have the class name available (use getAnalysisToUpdate if you do),
+  /// but it can tell you if you need to preserve the pass at least.
+  ///
+  bool mustPreserveAnalysisID(const PassInfo *AnalysisID) const;
+
+  /// getAnalysis<AnalysisType>() - This function is used by subclasses to get
+  /// to the analysis information that they claim to use by overriding the
+  /// getAnalysisUsage function.
+  ///
   template<typename AnalysisType>
-  AnalysisType *getAnalysisToUpdate(AnalysisID AID = AnalysisType::ID) {
-    assert(Resolver && "Pass not resident in a PassManager object!");
-    return (AnalysisType*)Resolver->getAnalysisToUpdate(AID);
+  AnalysisType &getAnalysis() const {
+    assert(Resolver && "Pass has not been inserted into a PassManager object!");
+    const PassInfo *PI = getClassPassInfo<AnalysisType>();
+    return getAnalysisID<AnalysisType>(PI);
   }
 
+  template<typename AnalysisType>
+  AnalysisType &getAnalysisID(const PassInfo *PI) const {
+    assert(Resolver && "Pass has not been inserted into a PassManager object!");
+    assert(PI && "getAnalysis for unregistered pass!");
+
+    // PI *must* appear in AnalysisImpls.  Because the number of passes used
+    // should be a small number, we just do a linear search over a (dense)
+    // vector.
+    Pass *ResultPass = 0;
+    for (unsigned i = 0; ; ++i) {
+      assert(i != AnalysisImpls.size() &&
+             "getAnalysis*() called on an analysis that was not "
+             "'required' by pass!");
+      if (AnalysisImpls[i].first == PI) {
+        ResultPass = AnalysisImpls[i].second;
+        break;
+      }
+    }
+
+    // Because the AnalysisType may not be a subclass of pass (for
+    // AnalysisGroups), we must use dynamic_cast here to potentially adjust the
+    // return pointer (because the class may multiply inherit, once from pass,
+    // once from AnalysisType).
+    //
+    AnalysisType *Result = dynamic_cast<AnalysisType*>(ResultPass);
+    assert(Result && "Pass does not implement interface required!");
+    return *Result;
+  }
 
 private:
   friend class PassManagerT<Module>;
   friend class PassManagerT<Function>;
   friend class PassManagerT<BasicBlock>;
-  virtual void addToPassManager(PassManagerT<Module> *PM, AnalysisUsage &AU);
 };
 
+inline std::ostream &operator<<(std::ostream &OS, const Pass &P) {
+  P.print(OS, 0); return OS;
+}
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// FunctionPass class - This class is used to implement most global
-// optimizations.  Optimizations should subclass this class if they meet the
-// following constraints:
-//
-//  1. Optimizations are organized globally, ie a function at a time
-//  2. Optimizing a function does not cause the addition or removal of any
-//     functions in the module
-//
-struct FunctionPass : public Pass {
-  // doInitialization - Virtual method overridden by subclasses to do
-  // any neccesary per-module initialization.
-  //
-  virtual bool doInitialization(Module *M) { return false; }
+/// ModulePass class - This class is used to implement unstructured
+/// interprocedural optimizations and analyses.  ModulePasses may do anything
+/// they want to the program.
+///
+class ModulePass : public Pass {
+public:
+  /// runOnModule - Virtual method overriden by subclasses to process the module
+  /// being operated on.
+  virtual bool runOnModule(Module &M) = 0;
 
-  // runOnFunction - Virtual method overriden by subclasses to do the
-  // per-function processing of the pass.
-  //
-  virtual bool runOnFunction(Function *F) = 0;
+  virtual bool runPass(Module &M) { return runOnModule(M); }
+  virtual bool runPass(BasicBlock&) { return false; }
 
-  // doFinalization - Virtual method overriden by subclasses to do any post
-  // processing needed after all passes have run.
-  //
-  virtual bool doFinalization(Module *M) { return false; }
+  virtual void addToPassManager(PassManagerT<Module> *PM, AnalysisUsage &AU);
+};
 
-  // run - On a module, we run this pass by initializing, ronOnFunction'ing once
-  // for every function in the module, then by finalizing.
-  //
-  virtual bool run(Module *M);
 
-  // run - On a function, we simply initialize, run the function, then finalize.
-  //
-  bool run(Function *F);
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+/// ImmutablePass class - This class is used to provide information that does
+/// not need to be run.  This is useful for things like target information and
+/// "basic" versions of AnalysisGroups.
+///
+class ImmutablePass : public ModulePass {
+public:
+  /// initializePass - This method may be overriden by immutable passes to allow
+  /// them to perform various initialization actions they require.  This is
+  /// primarily because an ImmutablePass can "require" another ImmutablePass,
+  /// and if it does, the overloaded version of initializePass may get access to
+  /// these passes with getAnalysis<>.
+  ///
+  virtual void initializePass() {}
+
+  /// ImmutablePasses are never run.
+  ///
+  virtual bool runOnModule(Module &M) { return false; }
 
 private:
   friend class PassManagerT<Module>;
-  friend class PassManagerT<Function>;
-  friend class PassManagerT<BasicBlock>;
   virtual void addToPassManager(PassManagerT<Module> *PM, AnalysisUsage &AU);
-  virtual void addToPassManager(PassManagerT<Function> *PM, AnalysisUsage &AU);
 };
 
-
-
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// BasicBlockPass class - This class is used to implement most local
-// optimizations.  Optimizations should subclass this class if they
-// meet the following constraints:
-//   1. Optimizations are local, operating on either a basic block or
-//      instruction at a time.
-//   2. Optimizations do not modify the CFG of the contained function, or any
-//      other basic block in the function.
-//   3. Optimizations conform to all of the contstraints of FunctionPass's.
-//
-struct BasicBlockPass : public FunctionPass {
-  // runOnBasicBlock - Virtual method overriden by subclasses to do the
-  // per-basicblock processing of the pass.
-  //
-  virtual bool runOnBasicBlock(BasicBlock *M) = 0;
-
-  // To run this pass on a function, we simply call runOnBasicBlock once for
-  // each function.
-  //
-  virtual bool runOnFunction(Function *F);
-
-  // To run directly on the basic block, we initialize, runOnBasicBlock, then
-  // finalize.
-  //
-  bool run(BasicBlock *BB);
+/// FunctionPass class - This class is used to implement most global
+/// optimizations.  Optimizations should subclass this class if they meet the
+/// following constraints:
+///
+///  1. Optimizations are organized globally, i.e., a function at a time
+///  2. Optimizing a function does not cause the addition or removal of any
+///     functions in the module
+///
+class FunctionPass : public ModulePass {
+public:
+  /// doInitialization - Virtual method overridden by subclasses to do
+  /// any necessary per-module initialization.
+  ///
+  virtual bool doInitialization(Module &M) { return false; }
+
+  /// runOnFunction - Virtual method overriden by subclasses to do the
+  /// per-function processing of the pass.
+  ///
+  virtual bool runOnFunction(Function &F) = 0;
+
+  /// doFinalization - Virtual method overriden by subclasses to do any post
+  /// processing needed after all passes have run.
+  ///
+  virtual bool doFinalization(Module &M) { return false; }
+
+  /// runOnModule - On a module, we run this pass by initializing,
+  /// ronOnFunction'ing once for every function in the module, then by
+  /// finalizing.
+  ///
+  virtual bool runOnModule(Module &M);
+
+  /// run - On a function, we simply initialize, run the function, then
+  /// finalize.
+  ///
+  bool run(Function &F);
 
 private:
+  friend class PassManagerT<Module>;
   friend class PassManagerT<Function>;
   friend class PassManagerT<BasicBlock>;
+  virtual void addToPassManager(PassManagerT<Module> *PM, AnalysisUsage &AU);
   virtual void addToPassManager(PassManagerT<Function> *PM, AnalysisUsage &AU);
-  virtual void addToPassManager(PassManagerT<BasicBlock> *PM,AnalysisUsage &AU);
 };
 
 
-// CreatePass - Helper template to invoke the constructor for the AnalysisID
-// class. Note that this should be a template internal to AnalysisID, but
-// GCC 2.95.3 crashes if we do that, doh.
-//
-template<class AnalysisType>
-static Pass *CreatePass(AnalysisID ID) { return new AnalysisType(ID); }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// AnalysisID - This class is used to uniquely identify an analysis pass that
-//              is referenced by a transformation.
-//
-class AnalysisID {
-  static unsigned NextID;               // Next ID # to deal out...
-  unsigned ID;                          // Unique ID for this analysis
-  Pass *(*Constructor)(AnalysisID);     // Constructor to return the Analysis
-
-  AnalysisID();                         // Disable default ctor
-  AnalysisID(unsigned id, Pass *(*Ct)(AnalysisID)) : ID(id), Constructor(Ct) {}
-public:
-  // create - the only way to define a new AnalysisID.  This static method is
-  // supposed to be used to define the class static AnalysisID's that are
-  // provided by analysis passes.  In the implementation (.cpp) file for the
-  // class, there should be a line that looks like this (using CallGraph as an
-  // example):
-  //
-  //  AnalysisID CallGraph::ID(AnalysisID::create<CallGraph>());
-  //
-  template<class AnalysisType>
-  static AnalysisID create() {
-    return AnalysisID(NextID++, CreatePass<AnalysisType>);
-  }
-
-  inline Pass *createPass() const { return Constructor(*this); }
+/// BasicBlockPass class - This class is used to implement most local
+/// optimizations.  Optimizations should subclass this class if they
+/// meet the following constraints:
+///   1. Optimizations are local, operating on either a basic block or
+///      instruction at a time.
+///   2. Optimizations do not modify the CFG of the contained function, or any
+///      other basic block in the function.
+///   3. Optimizations conform to all of the constraints of FunctionPasses.
+///
+struct BasicBlockPass : public FunctionPass {
+  /// doInitialization - Virtual method overridden by subclasses to do
+  /// any necessary per-module initialization.
+  ///
+  virtual bool doInitialization(Module &M) { return false; }
 
-  inline bool operator==(const AnalysisID &A) const {
-    return A.ID == ID;
-  }
-  inline bool operator!=(const AnalysisID &A) const {
-    return A.ID != ID;
-  }
-  inline bool operator<(const AnalysisID &A) const {
-    return ID < A.ID;
-  }
-};
+  /// doInitialization - Virtual method overridden by BasicBlockPass subclasses
+  /// to do any necessary per-function initialization.
+  ///
+  virtual bool doInitialization(Function &F) { return false; }
 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-// AnalysisUsage - Represent the analysis usage information of a pass.  This
-// tracks analyses that the pass REQUIRES (must available when the pass runs),
-// and analyses that the pass PRESERVES (the pass does not invalidate the
-// results of these analyses).  This information is provided by a pass to the
-// Pass infrastructure through the getAnalysisUsage virtual function.
-//
-class AnalysisUsage {
-  // Sets of analyses required and preserved by a pass
-  std::vector<AnalysisID> Required, Preserved, Provided;
-  bool PreservesAll;
-public:
-  AnalysisUsage() : PreservesAll(false) {}
-  
-  // addRequires - Add the specified ID to the required set of the usage info
-  // for a pass.
-  //
-  AnalysisUsage &addRequired(AnalysisID ID) {
-    Required.push_back(ID);
-    return *this;
-  }
+  /// runOnBasicBlock - Virtual method overriden by subclasses to do the
+  /// per-basicblock processing of the pass.
+  ///
+  virtual bool runOnBasicBlock(BasicBlock &BB) = 0;
 
-  // addPreserves - Add the specified ID to the set of analyses preserved by
-  // this pass
-  //
-  AnalysisUsage &addPreserved(AnalysisID ID) {
-    Preserved.push_back(ID);
-    return *this;
-  }
+  /// doFinalization - Virtual method overriden by BasicBlockPass subclasses to
+  /// do any post processing needed after all passes have run.
+  ///
+  virtual bool doFinalization(Function &F) { return false; }
 
-  void addProvided(AnalysisID ID) {
-    Provided.push_back(ID);
-  }
+  /// doFinalization - Virtual method overriden by subclasses to do any post
+  /// processing needed after all passes have run.
+  ///
+  virtual bool doFinalization(Module &M) { return false; }
 
-  // PreservesAll - Set by analyses that do not transform their input at all
-  void setPreservesAll() { PreservesAll = true; }
-  bool preservesAll() const { return PreservesAll; }
 
-  // preservesCFG - This function should be called to by the pass, iff they do
-  // not:
-  //
-  //  1. Add or remove basic blocks from the function
-  //  2. Modify terminator instructions in any way.
-  //
-  // This function annotates the AnalysisUsage info object to say that analyses
-  // that only depend on the CFG are preserved by this pass.
+  // To run this pass on a function, we simply call runOnBasicBlock once for
+  // each function.
   //
-  void preservesCFG();
+  bool runOnFunction(Function &F);
+
+  /// To run directly on the basic block, we initialize, runOnBasicBlock, then
+  /// finalize.
+  ///
+  virtual bool runPass(Module &M) { return false; }
+  virtual bool runPass(BasicBlock &BB);
 
-  const std::vector<AnalysisID> &getRequiredSet() const { return Required; }
-  const std::vector<AnalysisID> &getPreservedSet() const { return Preserved; }
-  const std::vector<AnalysisID> &getProvidedSet() const { return Provided; }
+private:
+  friend class PassManagerT<Function>;
+  friend class PassManagerT<BasicBlock>;
+  virtual void addToPassManager(PassManagerT<Function> *PM, AnalysisUsage &AU);
+  virtual void addToPassManager(PassManagerT<BasicBlock> *PM,AnalysisUsage &AU);
 };
 
+/// If the user specifies the -time-passes argument on an LLVM tool command line
+/// then the value of this boolean will be true, otherwise false.
+/// @brief This is the storage for the -time-passes option.
+extern bool TimePassesIsEnabled;
 
+} // End llvm namespace
 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-// AnalysisResolver - Simple interface implemented by PassManagers objects that
-// is used to pull analysis information out of them.
+// Include support files that contain important APIs commonly used by Passes,
+// but that we want to separate out to make it easier to read the header files.
 //
-struct AnalysisResolver {
-  virtual Pass *getAnalysisOrNullUp(AnalysisID ID) const = 0;
-  virtual Pass *getAnalysisOrNullDown(AnalysisID ID) const = 0;
-  Pass *getAnalysis(AnalysisID ID) {
-    Pass *Result = getAnalysisOrNullUp(ID);
-    assert(Result && "Pass has an incorrect analysis uses set!");
-    return Result;
-  }
-
-  // getAnalysisToUpdate - Return an analysis result or null if it doesn't exist
-  Pass *getAnalysisToUpdate(AnalysisID ID) {
-    Pass *Result = getAnalysisOrNullUp(ID);
-    return Result;
-  }
-
-  virtual unsigned getDepth() const = 0;
-
-  virtual void markPassUsed(AnalysisID P, Pass *User) = 0;
-
-  void startPass(Pass *P) {}
-  void endPass(Pass *P) {}
-protected:
-  void setAnalysisResolver(Pass *P, AnalysisResolver *AR);
-};
-
-
+#include "llvm/PassSupport.h"
+#include "llvm/PassAnalysisSupport.h"
 
 #endif