contrib/llvm/tools/clang/include/clang/Lex/ModuleMap.h

   1 //===--- ModuleMap.h - Describe the layout of modules -----------*- 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 defines the ModuleMap interface, which describes the layout of a
  11 // module as it relates to headers.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #ifndef LLVM_CLANG_LEX_MODULEMAP_H
  16 #define LLVM_CLANG_LEX_MODULEMAP_H
  17
  18 #include "clang/Basic/LangOptions.h"
  19 #include "clang/Basic/Module.h"
  20 #include "clang/Basic/SourceLocation.h"
  21 #include "clang/Basic/SourceManager.h"
  22 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  23 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  24 #include "llvm/ADT/PointerIntPair.h"
  25 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  26 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  27 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  28 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
  29 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  30 #include <algorithm>
  31 #include <memory>
  32 #include <string>
  33 #include <utility>
  34
  35 namespace clang {
  36
  37 class DirectoryEntry;
  38 class FileEntry;
  39 class FileManager;
  40 class DiagnosticConsumer;
  41 class DiagnosticsEngine;
  42 class HeaderSearch;
  43 class ModuleMapParser;
  44
  45 /// \brief A mechanism to observe the actions of the module map parser as it
  46 /// reads module map files.
  47 class ModuleMapCallbacks {
  48 public:
  49   virtual ~ModuleMapCallbacks() = default;
  50
  51   /// \brief Called when a module map file has been read.
  52   ///
  53   /// \param FileStart A SourceLocation referring to the start of the file's
  54   /// contents.
  55   /// \param File The file itself.
  56   /// \param IsSystem Whether this is a module map from a system include path.
  57   virtual void moduleMapFileRead(SourceLocation FileStart,
  58                                  const FileEntry &File, bool IsSystem) {}
  59
  60   /// \brief Called when a header is added during module map parsing.
  61   ///
  62   /// \param Filename The header file itself.
  63   virtual void moduleMapAddHeader(StringRef Filename) {}
  64
  65   /// \brief Called when an umbrella header is added during module map parsing.
  66   ///
  67   /// \param FileMgr FileManager instance
  68   /// \param Header The umbrella header to collect.
  69   virtual void moduleMapAddUmbrellaHeader(FileManager *FileMgr,
  70                                           const FileEntry *Header) {}
  71 };
  72
  73 class ModuleMap {
  74   SourceManager &SourceMgr;
  75   DiagnosticsEngine &Diags;
  76   const LangOptions &LangOpts;
  77   const TargetInfo *Target;
  78   HeaderSearch &HeaderInfo;
  79
  80   llvm::SmallVector<std::unique_ptr<ModuleMapCallbacks>, 1> Callbacks;
  81
  82   /// \brief The directory used for Clang-supplied, builtin include headers,
  83   /// such as "stdint.h".
  84   const DirectoryEntry *BuiltinIncludeDir;
  85
  86   /// \brief Language options used to parse the module map itself.
  87   ///
  88   /// These are always simple C language options.
  89   LangOptions MMapLangOpts;
  90
  91   // The module that the main source file is associated with (the module
  92   // named LangOpts::CurrentModule, if we've loaded it).
  93   Module *SourceModule;
  94
  95   /// \brief The top-level modules that are known.
  96   llvm::StringMap<Module *> Modules;
  97
  98   /// \brief The number of modules we have created in total.
  99   unsigned NumCreatedModules;
 100
 101 public:
 102   /// \brief Flags describing the role of a module header.
 103   enum ModuleHeaderRole {
 104     /// \brief This header is normally included in the module.
 105     NormalHeader  = 0x0,
 106     /// \brief This header is included but private.
 107     PrivateHeader = 0x1,
 108     /// \brief This header is part of the module (for layering purposes) but
 109     /// should be textually included.
 110     TextualHeader = 0x2,
 111     // Caution: Adding an enumerator needs other changes.
 112     // Adjust the number of bits for KnownHeader::Storage.
 113     // Adjust the bitfield HeaderFileInfo::HeaderRole size.
 114     // Adjust the HeaderFileInfoTrait::ReadData streaming.
 115     // Adjust the HeaderFileInfoTrait::EmitData streaming.
 116     // Adjust ModuleMap::addHeader.
 117   };
 118
 119   /// \brief A header that is known to reside within a given module,
 120   /// whether it was included or excluded.
 121   class KnownHeader {
 122     llvm::PointerIntPair<Module *, 2, ModuleHeaderRole> Storage;
 123
 124   public:
 125     KnownHeader() : Storage(nullptr, NormalHeader) { }
 126     KnownHeader(Module *M, ModuleHeaderRole Role) : Storage(M, Role) { }
 127
 128     friend bool operator==(const KnownHeader &A, const KnownHeader &B) {
 129       return A.Storage == B.Storage;
 130     }
 131     friend bool operator!=(const KnownHeader &A, const KnownHeader &B) {
 132       return A.Storage != B.Storage;
 133     }
 134
 135     /// \brief Retrieve the module the header is stored in.
 136     Module *getModule() const { return Storage.getPointer(); }
 137
 138     /// \brief The role of this header within the module.
 139     ModuleHeaderRole getRole() const { return Storage.getInt(); }
 140
 141     /// \brief Whether this header is available in the module.
 142     bool isAvailable() const {
 143       return getModule()->isAvailable();
 144     }
 145
 146     /// \brief Whether this header is accessible from the specified module.
 147     bool isAccessibleFrom(Module *M) const {
 148       return !(getRole() & PrivateHeader) ||
 149              (M && M->getTopLevelModule() == getModule()->getTopLevelModule());
 150     }
 151
 152     // \brief Whether this known header is valid (i.e., it has an
 153     // associated module).
 154     explicit operator bool() const {
 155       return Storage.getPointer() != nullptr;
 156     }
 157   };
 158
 159   typedef llvm::SmallPtrSet<const FileEntry *, 1> AdditionalModMapsSet;
 160
 161 private:
 162   typedef llvm::DenseMap<const FileEntry *, SmallVector<KnownHeader, 1>>
 163   HeadersMap;
 164
 165   /// \brief Mapping from each header to the module that owns the contents of
 166   /// that header.
 167   HeadersMap Headers;
 168
 169   /// \brief Mapping from directories with umbrella headers to the module
 170   /// that is generated from the umbrella header.
 171   ///
 172   /// This mapping is used to map headers that haven't explicitly been named
 173   /// in the module map over to the module that includes them via its umbrella
 174   /// header.
 175   llvm::DenseMap<const DirectoryEntry *, Module *> UmbrellaDirs;
 176
 177   /// \brief The set of attributes that can be attached to a module.
 178   struct Attributes {
 179     Attributes()
 180         : IsSystem(), IsExternC(), IsExhaustive(), NoUndeclaredIncludes() {}
 181
 182     /// \brief Whether this is a system module.
 183     unsigned IsSystem : 1;
 184
 185     /// \brief Whether this is an extern "C" module.
 186     unsigned IsExternC : 1;
 187
 188     /// \brief Whether this is an exhaustive set of configuration macros.
 189     unsigned IsExhaustive : 1;
 190
 191     /// \brief Whether files in this module can only include non-modular headers
 192     /// and headers from used modules.
 193     unsigned NoUndeclaredIncludes : 1;
 194   };
 195
 196   /// \brief A directory for which framework modules can be inferred.
 197   struct InferredDirectory {
 198     InferredDirectory() : InferModules() {}
 199
 200     /// \brief Whether to infer modules from this directory.
 201     unsigned InferModules : 1;
 202
 203     /// \brief The attributes to use for inferred modules.
 204     Attributes Attrs;
 205
 206     /// \brief If \c InferModules is non-zero, the module map file that allowed
 207     /// inferred modules.  Otherwise, nullptr.
 208     const FileEntry *ModuleMapFile;
 209
 210     /// \brief The names of modules that cannot be inferred within this
 211     /// directory.
 212     SmallVector<std::string, 2> ExcludedModules;
 213   };
 214
 215   /// \brief A mapping from directories to information about inferring
 216   /// framework modules from within those directories.
 217   llvm::DenseMap<const DirectoryEntry *, InferredDirectory> InferredDirectories;
 218
 219   /// A mapping from an inferred module to the module map that allowed the
 220   /// inference.
 221   llvm::DenseMap<const Module *, const FileEntry *> InferredModuleAllowedBy;
 222
 223   llvm::DenseMap<const Module *, AdditionalModMapsSet> AdditionalModMaps;
 224
 225   /// \brief Describes whether we haved parsed a particular file as a module
 226   /// map.
 227   llvm::DenseMap<const FileEntry *, bool> ParsedModuleMap;
 228
 229   friend class ModuleMapParser;
 230
 231   /// \brief Resolve the given export declaration into an actual export
 232   /// declaration.
 233   ///
 234   /// \param Mod The module in which we're resolving the export declaration.
 235   ///
 236   /// \param Unresolved The export declaration to resolve.
 237   ///
 238   /// \param Complain Whether this routine should complain about unresolvable
 239   /// exports.
 240   ///
 241   /// \returns The resolved export declaration, which will have a NULL pointer
 242   /// if the export could not be resolved.
 243   Module::ExportDecl
 244   resolveExport(Module *Mod, const Module::UnresolvedExportDecl &Unresolved,
 245                 bool Complain) const;
 246
 247   /// \brief Resolve the given module id to an actual module.
 248   ///
 249   /// \param Id The module-id to resolve.
 250   ///
 251   /// \param Mod The module in which we're resolving the module-id.
 252   ///
 253   /// \param Complain Whether this routine should complain about unresolvable
 254   /// module-ids.
 255   ///
 256   /// \returns The resolved module, or null if the module-id could not be
 257   /// resolved.
 258   Module *resolveModuleId(const ModuleId &Id, Module *Mod, bool Complain) const;
 259
 260   /// \brief Looks up the modules that \p File corresponds to.
 261   ///
 262   /// If \p File represents a builtin header within Clang's builtin include
 263   /// directory, this also loads all of the module maps to see if it will get
 264   /// associated with a specific module (e.g. in /usr/include).
 265   HeadersMap::iterator findKnownHeader(const FileEntry *File);
 266
 267   /// \brief Searches for a module whose umbrella directory contains \p File.
 268   ///
 269   /// \param File The header to search for.
 270   ///
 271   /// \param IntermediateDirs On success, contains the set of directories
 272   /// searched before finding \p File.
 273   KnownHeader findHeaderInUmbrellaDirs(const FileEntry *File,
 274                     SmallVectorImpl<const DirectoryEntry *> &IntermediateDirs);
 275
 276   /// \brief Given that \p File is not in the Headers map, look it up within
 277   /// umbrella directories and find or create a module for it.
 278   KnownHeader findOrCreateModuleForHeaderInUmbrellaDir(const FileEntry *File);
 279
 280   /// \brief A convenience method to determine if \p File is (possibly nested)
 281   /// in an umbrella directory.
 282   bool isHeaderInUmbrellaDirs(const FileEntry *File) {
 283     SmallVector<const DirectoryEntry *, 2> IntermediateDirs;
 284     return static_cast<bool>(findHeaderInUmbrellaDirs(File, IntermediateDirs));
 285   }
 286
 287   Module *inferFrameworkModule(const DirectoryEntry *FrameworkDir,
 288                                Attributes Attrs, Module *Parent);
 289
 290 public:
 291   /// \brief Construct a new module map.
 292   ///
 293   /// \param SourceMgr The source manager used to find module files and headers.
 294   /// This source manager should be shared with the header-search mechanism,
 295   /// since they will refer to the same headers.
 296   ///
 297   /// \param Diags A diagnostic engine used for diagnostics.
 298   ///
 299   /// \param LangOpts Language options for this translation unit.
 300   ///
 301   /// \param Target The target for this translation unit.
 302   ModuleMap(SourceManager &SourceMgr, DiagnosticsEngine &Diags,
 303             const LangOptions &LangOpts, const TargetInfo *Target,
 304             HeaderSearch &HeaderInfo);
 305
 306   /// \brief Destroy the module map.
 307   ///
 308   ~ModuleMap();
 309
 310   /// \brief Set the target information.
 311   void setTarget(const TargetInfo &Target);
 312
 313   /// \brief Set the directory that contains Clang-supplied include
 314   /// files, such as our stdarg.h or tgmath.h.
 315   void setBuiltinIncludeDir(const DirectoryEntry *Dir) {
 316     BuiltinIncludeDir = Dir;
 317   }
 318
 319   /// \brief Get the directory that contains Clang-supplied include files.
 320   const DirectoryEntry *getBuiltinDir() const {
 321     return BuiltinIncludeDir;
 322   }
 323
 324   /// \brief Is this a compiler builtin header?
 325   static bool isBuiltinHeader(StringRef FileName);
 326
 327   /// \brief Add a module map callback.
 328   void addModuleMapCallbacks(std::unique_ptr<ModuleMapCallbacks> Callback) {
 329     Callbacks.push_back(std::move(Callback));
 330   }
 331
 332   /// \brief Retrieve the module that owns the given header file, if any.
 333   ///
 334   /// \param File The header file that is likely to be included.
 335   ///
 336   /// \param AllowTextual If \c true and \p File is a textual header, return
 337   /// its owning module. Otherwise, no KnownHeader will be returned if the
 338   /// file is only known as a textual header.
 339   ///
 340   /// \returns The module KnownHeader, which provides the module that owns the
 341   /// given header file.  The KnownHeader is default constructed to indicate
 342   /// that no module owns this header file.
 343   KnownHeader findModuleForHeader(const FileEntry *File,
 344                                   bool AllowTextual = false);
 345
 346   /// \brief Retrieve all the modules that contain the given header file. This
 347   /// may not include umbrella modules, nor information from external sources,
 348   /// if they have not yet been inferred / loaded.
 349   ///
 350   /// Typically, \ref findModuleForHeader should be used instead, as it picks
 351   /// the preferred module for the header.
 352   ArrayRef<KnownHeader> findAllModulesForHeader(const FileEntry *File) const;
 353
 354   /// \brief Reports errors if a module must not include a specific file.
 355   ///
 356   /// \param RequestingModule The module including a file.
 357   ///
 358   /// \param RequestingModuleIsModuleInterface \c true if the inclusion is in
 359   ///        the interface of RequestingModule, \c false if it's in the
 360   ///        implementation of RequestingModule. Value is ignored and
 361   ///        meaningless if RequestingModule is nullptr.
 362   ///
 363   /// \param FilenameLoc The location of the inclusion's filename.
 364   ///
 365   /// \param Filename The included filename as written.
 366   ///
 367   /// \param File The included file.
 368   void diagnoseHeaderInclusion(Module *RequestingModule,
 369                                bool RequestingModuleIsModuleInterface,
 370                                SourceLocation FilenameLoc, StringRef Filename,
 371                                const FileEntry *File);
 372
 373   /// \brief Determine whether the given header is part of a module
 374   /// marked 'unavailable'.
 375   bool isHeaderInUnavailableModule(const FileEntry *Header) const;
 376
 377   /// \brief Determine whether the given header is unavailable as part
 378   /// of the specified module.
 379   bool isHeaderUnavailableInModule(const FileEntry *Header,
 380                                    const Module *RequestingModule) const;
 381
 382   /// \brief Retrieve a module with the given name.
 383   ///
 384   /// \param Name The name of the module to look up.
 385   ///
 386   /// \returns The named module, if known; otherwise, returns null.
 387   Module *findModule(StringRef Name) const;
 388
 389   /// \brief Retrieve a module with the given name using lexical name lookup,
 390   /// starting at the given context.
 391   ///
 392   /// \param Name The name of the module to look up.
 393   ///
 394   /// \param Context The module context, from which we will perform lexical
 395   /// name lookup.
 396   ///
 397   /// \returns The named module, if known; otherwise, returns null.
 398   Module *lookupModuleUnqualified(StringRef Name, Module *Context) const;
 399
 400   /// \brief Retrieve a module with the given name within the given context,
 401   /// using direct (qualified) name lookup.
 402   ///
 403   /// \param Name The name of the module to look up.
 404   ///
 405   /// \param Context The module for which we will look for a submodule. If
 406   /// null, we will look for a top-level module.
 407   ///
 408   /// \returns The named submodule, if known; otherwose, returns null.
 409   Module *lookupModuleQualified(StringRef Name, Module *Context) const;
 410
 411   /// \brief Find a new module or submodule, or create it if it does not already
 412   /// exist.
 413   ///
 414   /// \param Name The name of the module to find or create.
 415   ///
 416   /// \param Parent The module that will act as the parent of this submodule,
 417   /// or NULL to indicate that this is a top-level module.
 418   ///
 419   /// \param IsFramework Whether this is a framework module.
 420   ///
 421   /// \param IsExplicit Whether this is an explicit submodule.
 422   ///
 423   /// \returns The found or newly-created module, along with a boolean value
 424   /// that will be true if the module is newly-created.
 425   std::pair<Module *, bool> findOrCreateModule(StringRef Name, Module *Parent,
 426                                                bool IsFramework,
 427                                                bool IsExplicit);
 428
 429   /// \brief Create a new module for a C++ Modules TS module interface unit.
 430   /// The module must not already exist, and will be configured for the current
 431   /// compilation.
 432   ///
 433   /// Note that this also sets the current module to the newly-created module.
 434   ///
 435   /// \returns The newly-created module.
 436   Module *createModuleForInterfaceUnit(SourceLocation Loc, StringRef Name);
 437
 438   /// \brief Infer the contents of a framework module map from the given
 439   /// framework directory.
 440   Module *inferFrameworkModule(const DirectoryEntry *FrameworkDir,
 441                                bool IsSystem, Module *Parent);
 442
 443   /// \brief Retrieve the module map file containing the definition of the given
 444   /// module.
 445   ///
 446   /// \param Module The module whose module map file will be returned, if known.
 447   ///
 448   /// \returns The file entry for the module map file containing the given
 449   /// module, or NULL if the module definition was inferred.
 450   const FileEntry *getContainingModuleMapFile(const Module *Module) const;
 451
 452   /// \brief Get the module map file that (along with the module name) uniquely
 453   /// identifies this module.
 454   ///
 455   /// The particular module that \c Name refers to may depend on how the module
 456   /// was found in header search. However, the combination of \c Name and
 457   /// this module map will be globally unique for top-level modules. In the case
 458   /// of inferred modules, returns the module map that allowed the inference
 459   /// (e.g. contained 'module *'). Otherwise, returns
 460   /// getContainingModuleMapFile().
 461   const FileEntry *getModuleMapFileForUniquing(const Module *M) const;
 462
 463   void setInferredModuleAllowedBy(Module *M, const FileEntry *ModuleMap);
 464
 465   /// \brief Get any module map files other than getModuleMapFileForUniquing(M)
 466   /// that define submodules of a top-level module \p M. This is cheaper than
 467   /// getting the module map file for each submodule individually, since the
 468   /// expected number of results is very small.
 469   AdditionalModMapsSet *getAdditionalModuleMapFiles(const Module *M) {
 470     auto I = AdditionalModMaps.find(M);
 471     if (I == AdditionalModMaps.end())
 472       return nullptr;
 473     return &I->second;
 474   }
 475
 476   void addAdditionalModuleMapFile(const Module *M, const FileEntry *ModuleMap) {
 477     AdditionalModMaps[M].insert(ModuleMap);
 478   }
 479
 480   /// \brief Resolve all of the unresolved exports in the given module.
 481   ///
 482   /// \param Mod The module whose exports should be resolved.
 483   ///
 484   /// \param Complain Whether to emit diagnostics for failures.
 485   ///
 486   /// \returns true if any errors were encountered while resolving exports,
 487   /// false otherwise.
 488   bool resolveExports(Module *Mod, bool Complain);
 489
 490   /// \brief Resolve all of the unresolved uses in the given module.
 491   ///
 492   /// \param Mod The module whose uses should be resolved.
 493   ///
 494   /// \param Complain Whether to emit diagnostics for failures.
 495   ///
 496   /// \returns true if any errors were encountered while resolving uses,
 497   /// false otherwise.
 498   bool resolveUses(Module *Mod, bool Complain);
 499
 500   /// \brief Resolve all of the unresolved conflicts in the given module.
 501   ///
 502   /// \param Mod The module whose conflicts should be resolved.
 503   ///
 504   /// \param Complain Whether to emit diagnostics for failures.
 505   ///
 506   /// \returns true if any errors were encountered while resolving conflicts,
 507   /// false otherwise.
 508   bool resolveConflicts(Module *Mod, bool Complain);
 509
 510   /// \brief Infers the (sub)module based on the given source location and
 511   /// source manager.
 512   ///
 513   /// \param Loc The location within the source that we are querying, along
 514   /// with its source manager.
 515   ///
 516   /// \returns The module that owns this source location, or null if no
 517   /// module owns this source location.
 518   Module *inferModuleFromLocation(FullSourceLoc Loc);
 519
 520   /// \brief Sets the umbrella header of the given module to the given
 521   /// header.
 522   void setUmbrellaHeader(Module *Mod, const FileEntry *UmbrellaHeader,
 523                          Twine NameAsWritten);
 524
 525   /// \brief Sets the umbrella directory of the given module to the given
 526   /// directory.
 527   void setUmbrellaDir(Module *Mod, const DirectoryEntry *UmbrellaDir,
 528                       Twine NameAsWritten);
 529
 530   /// \brief Adds this header to the given module.
 531   /// \param Role The role of the header wrt the module.
 532   void addHeader(Module *Mod, Module::Header Header,
 533                  ModuleHeaderRole Role, bool Imported = false);
 534
 535   /// \brief Marks this header as being excluded from the given module.
 536   void excludeHeader(Module *Mod, Module::Header Header);
 537
 538   /// \brief Parse the given module map file, and record any modules we
 539   /// encounter.
 540   ///
 541   /// \param File The file to be parsed.
 542   ///
 543   /// \param IsSystem Whether this module map file is in a system header
 544   /// directory, and therefore should be considered a system module.
 545   ///
 546   /// \param HomeDir The directory in which relative paths within this module
 547   ///        map file will be resolved.
 548   ///
 549   /// \param ExternModuleLoc The location of the "extern module" declaration
 550   ///        that caused us to load this module map file, if any.
 551   ///
 552   /// \returns true if an error occurred, false otherwise.
 553   bool parseModuleMapFile(const FileEntry *File, bool IsSystem,
 554                           const DirectoryEntry *HomeDir,
 555                           SourceLocation ExternModuleLoc = SourceLocation());
 556
 557   /// \brief Dump the contents of the module map, for debugging purposes.
 558   void dump();
 559
 560   typedef llvm::StringMap<Module *>::const_iterator module_iterator;
 561   module_iterator module_begin() const { return Modules.begin(); }
 562   module_iterator module_end()   const { return Modules.end(); }
 563 };
 564
 565 } // end namespace clang
 566
 567 #endif // LLVM_CLANG_LEX_MODULEMAP_H