]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - tools/lto/LTOCodeGenerator.cpp
Update LLVM to r96341.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / tools / lto / LTOCodeGenerator.cpp
1 //===-LTOCodeGenerator.cpp - LLVM Link Time Optimizer ---------------------===//
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 implements the Link Time Optimization library. This library is 
11 // intended to be used by linker to optimize code at link time.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "LTOModule.h"
16 #include "LTOCodeGenerator.h"
17
18 #include "llvm/Constants.h"
19 #include "llvm/DerivedTypes.h"
20 #include "llvm/Linker.h"
21 #include "llvm/LLVMContext.h"
22 #include "llvm/Module.h"
23 #include "llvm/PassManager.h"
24 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
25 #include "llvm/ADT/Triple.h"
26 #include "llvm/Analysis/Passes.h"
27 #include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
28 #include "llvm/Analysis/Verifier.h"
29 #include "llvm/Bitcode/ReaderWriter.h"
30 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
31 #include "llvm/Support/FormattedStream.h"
32 #include "llvm/Support/MemoryBuffer.h"
33 #include "llvm/Support/StandardPasses.h"
34 #include "llvm/Support/SystemUtils.h"
35 #include "llvm/System/Host.h"
36 #include "llvm/System/Program.h"
37 #include "llvm/System/Signals.h"
38 #include "llvm/Target/Mangler.h"
39 #include "llvm/Target/SubtargetFeature.h"
40 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
41 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
42 #include "llvm/Target/TargetData.h"
43 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
44 #include "llvm/Target/TargetRegistry.h"
45 #include "llvm/Target/TargetSelect.h"
46 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
47 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
48 #include "llvm/Config/config.h"
49 #include <cstdlib>
50 #include <unistd.h>
51 #include <fcntl.h>
52
53
54 using namespace llvm;
55
56 static cl::opt<bool> DisableInline("disable-inlining",
57   cl::desc("Do not run the inliner pass"));
58
59
60 const char* LTOCodeGenerator::getVersionString()
61 {
62 #ifdef LLVM_VERSION_INFO
63     return PACKAGE_NAME " version " PACKAGE_VERSION ", " LLVM_VERSION_INFO;
64 #else
65     return PACKAGE_NAME " version " PACKAGE_VERSION;
66 #endif
67 }
68
69
70 LTOCodeGenerator::LTOCodeGenerator() 
71     : _context(getGlobalContext()),
72       _linker("LinkTimeOptimizer", "ld-temp.o", _context), _target(NULL),
73       _emitDwarfDebugInfo(false), _scopeRestrictionsDone(false),
74       _codeModel(LTO_CODEGEN_PIC_MODEL_DYNAMIC),
75       _nativeObjectFile(NULL), _assemblerPath(NULL)
76 {
77     InitializeAllTargets();
78     InitializeAllAsmPrinters();
79 }
80
81 LTOCodeGenerator::~LTOCodeGenerator()
82 {
83     delete _target;
84     delete _nativeObjectFile;
85 }
86
87
88
89 bool LTOCodeGenerator::addModule(LTOModule* mod, std::string& errMsg)
90 {
91     return _linker.LinkInModule(mod->getLLVVMModule(), &errMsg);
92 }
93     
94
95 bool LTOCodeGenerator::setDebugInfo(lto_debug_model debug, std::string& errMsg)
96 {
97     switch (debug) {
98         case LTO_DEBUG_MODEL_NONE:
99             _emitDwarfDebugInfo = false;
100             return false;
101             
102         case LTO_DEBUG_MODEL_DWARF:
103             _emitDwarfDebugInfo = true;
104             return false;
105     }
106     errMsg = "unknown debug format";
107     return true;
108 }
109
110
111 bool LTOCodeGenerator::setCodePICModel(lto_codegen_model model, 
112                                        std::string& errMsg)
113 {
114     switch (model) {
115         case LTO_CODEGEN_PIC_MODEL_STATIC:
116         case LTO_CODEGEN_PIC_MODEL_DYNAMIC:
117         case LTO_CODEGEN_PIC_MODEL_DYNAMIC_NO_PIC:
118             _codeModel = model;
119             return false;
120     }
121     errMsg = "unknown pic model";
122     return true;
123 }
124
125 void LTOCodeGenerator::setAssemblerPath(const char* path)
126 {
127     if ( _assemblerPath )
128         delete _assemblerPath;
129     _assemblerPath = new sys::Path(path);
130 }
131
132 void LTOCodeGenerator::addMustPreserveSymbol(const char* sym)
133 {
134     _mustPreserveSymbols[sym] = 1;
135 }
136
137
138 bool LTOCodeGenerator::writeMergedModules(const char *path,
139                                           std::string &errMsg) {
140   if (determineTarget(errMsg))
141     return true;
142
143   // mark which symbols can not be internalized 
144   applyScopeRestrictions();
145
146   // create output file
147   std::string ErrInfo;
148   raw_fd_ostream Out(path, ErrInfo,
149                      raw_fd_ostream::F_Binary);
150   if (!ErrInfo.empty()) {
151     errMsg = "could not open bitcode file for writing: ";
152     errMsg += path;
153     return true;
154   }
155     
156   // write bitcode to it
157   WriteBitcodeToFile(_linker.getModule(), Out);
158   
159   if (Out.has_error()) {
160     errMsg = "could not write bitcode file: ";
161     errMsg += path;
162     return true;
163   }
164   
165   return false;
166 }
167
168
169 const void* LTOCodeGenerator::compile(size_t* length, std::string& errMsg)
170 {
171     // make unique temp .s file to put generated assembly code
172     sys::Path uniqueAsmPath("lto-llvm.s");
173     if ( uniqueAsmPath.createTemporaryFileOnDisk(true, &errMsg) )
174         return NULL;
175     sys::RemoveFileOnSignal(uniqueAsmPath);
176        
177     // generate assembly code
178     bool genResult = false;
179     {
180       raw_fd_ostream asmFD(uniqueAsmPath.c_str(), errMsg);
181       formatted_raw_ostream asmFile(asmFD);
182       if (!errMsg.empty())
183         return NULL;
184       genResult = this->generateAssemblyCode(asmFile, errMsg);
185     }
186     if ( genResult ) {
187         if ( uniqueAsmPath.exists() )
188             uniqueAsmPath.eraseFromDisk();
189         return NULL;
190     }
191     
192     // make unique temp .o file to put generated object file
193     sys::PathWithStatus uniqueObjPath("lto-llvm.o");
194     if ( uniqueObjPath.createTemporaryFileOnDisk(true, &errMsg) ) {
195         if ( uniqueAsmPath.exists() )
196             uniqueAsmPath.eraseFromDisk();
197         return NULL;
198     }
199     sys::RemoveFileOnSignal(uniqueObjPath);
200
201     // assemble the assembly code
202     const std::string& uniqueObjStr = uniqueObjPath.str();
203     bool asmResult = this->assemble(uniqueAsmPath.str(), uniqueObjStr, errMsg);
204     if ( !asmResult ) {
205         // remove old buffer if compile() called twice
206         delete _nativeObjectFile;
207         
208         // read .o file into memory buffer
209         _nativeObjectFile = MemoryBuffer::getFile(uniqueObjStr.c_str(),&errMsg);
210     }
211
212     // remove temp files
213     uniqueAsmPath.eraseFromDisk();
214     uniqueObjPath.eraseFromDisk();
215
216     // return buffer, unless error
217     if ( _nativeObjectFile == NULL )
218         return NULL;
219     *length = _nativeObjectFile->getBufferSize();
220     return _nativeObjectFile->getBufferStart();
221 }
222
223
224 bool LTOCodeGenerator::assemble(const std::string& asmPath, 
225                                 const std::string& objPath, std::string& errMsg)
226 {
227     sys::Path tool;
228     bool needsCompilerOptions = true;
229     if ( _assemblerPath ) {
230         tool = *_assemblerPath;
231         needsCompilerOptions = false;
232     } else {
233         // find compiler driver
234         tool = sys::Program::FindProgramByName("gcc");
235         if ( tool.isEmpty() ) {
236             errMsg = "can't locate gcc";
237             return true;
238         }
239     }
240
241     // build argument list
242     std::vector<const char*> args;
243     llvm::Triple targetTriple(_linker.getModule()->getTargetTriple());
244     const char *arch = targetTriple.getArchNameForAssembler();
245
246     args.push_back(tool.c_str());
247
248     if (targetTriple.getOS() == Triple::Darwin) {
249         // darwin specific command line options
250         if (arch != NULL) {
251             args.push_back("-arch");
252             args.push_back(arch);
253         }
254         // add -static to assembler command line when code model requires
255         if ( (_assemblerPath != NULL) && (_codeModel == LTO_CODEGEN_PIC_MODEL_STATIC) )
256             args.push_back("-static");
257     }
258     if ( needsCompilerOptions ) {
259         args.push_back("-c");
260         args.push_back("-x");
261         args.push_back("assembler");
262     }
263     args.push_back("-o");
264     args.push_back(objPath.c_str());
265     args.push_back(asmPath.c_str());
266     args.push_back(0);
267
268     // invoke assembler
269     if ( sys::Program::ExecuteAndWait(tool, &args[0], 0, 0, 0, 0, &errMsg) ) {
270         errMsg = "error in assembly";    
271         return true;
272     }
273     return false; // success
274 }
275
276
277
278 bool LTOCodeGenerator::determineTarget(std::string& errMsg)
279 {
280     if ( _target == NULL ) {
281         std::string Triple = _linker.getModule()->getTargetTriple();
282         if (Triple.empty())
283           Triple = sys::getHostTriple();
284
285         // create target machine from info for merged modules
286         const Target *march = TargetRegistry::lookupTarget(Triple, errMsg);
287         if ( march == NULL )
288             return true;
289
290         // The relocation model is actually a static member of TargetMachine
291         // and needs to be set before the TargetMachine is instantiated.
292         switch( _codeModel ) {
293         case LTO_CODEGEN_PIC_MODEL_STATIC:
294             TargetMachine::setRelocationModel(Reloc::Static);
295             break;
296         case LTO_CODEGEN_PIC_MODEL_DYNAMIC:
297             TargetMachine::setRelocationModel(Reloc::PIC_);
298             break;
299         case LTO_CODEGEN_PIC_MODEL_DYNAMIC_NO_PIC:
300             TargetMachine::setRelocationModel(Reloc::DynamicNoPIC);
301             break;
302         }
303
304         // construct LTModule, hand over ownership of module and target
305         const std::string FeatureStr =
306             SubtargetFeatures::getDefaultSubtargetFeatures(llvm::Triple(Triple));
307         _target = march->createTargetMachine(Triple, FeatureStr);
308     }
309     return false;
310 }
311
312 void LTOCodeGenerator::applyScopeRestrictions()
313 {
314     if ( !_scopeRestrictionsDone ) {
315         Module* mergedModule = _linker.getModule();
316
317         // Start off with a verification pass.
318         PassManager passes;
319         passes.add(createVerifierPass());
320
321         // mark which symbols can not be internalized 
322         if ( !_mustPreserveSymbols.empty() ) {
323             Mangler mangler(*_target->getMCAsmInfo());
324             std::vector<const char*> mustPreserveList;
325             for (Module::iterator f = mergedModule->begin(), 
326                                         e = mergedModule->end(); f != e; ++f) {
327                 if ( !f->isDeclaration() 
328                   && _mustPreserveSymbols.count(mangler.getNameWithPrefix(f)) )
329                   mustPreserveList.push_back(::strdup(f->getNameStr().c_str()));
330             }
331             for (Module::global_iterator v = mergedModule->global_begin(), 
332                                  e = mergedModule->global_end(); v !=  e; ++v) {
333                 if ( !v->isDeclaration()
334                   && _mustPreserveSymbols.count(mangler.getNameWithPrefix(v)) )
335                   mustPreserveList.push_back(::strdup(v->getNameStr().c_str()));
336             }
337             passes.add(createInternalizePass(mustPreserveList));
338         }
339         // apply scope restrictions
340         passes.run(*mergedModule);
341         
342         _scopeRestrictionsDone = true;
343     }
344 }
345
346 /// Optimize merged modules using various IPO passes
347 bool LTOCodeGenerator::generateAssemblyCode(formatted_raw_ostream& out,
348                                             std::string& errMsg)
349 {
350     if ( this->determineTarget(errMsg) ) 
351         return true;
352
353     // mark which symbols can not be internalized 
354     this->applyScopeRestrictions();
355
356     Module* mergedModule = _linker.getModule();
357
358     // If target supports exception handling then enable it now.
359     switch (_target->getMCAsmInfo()->getExceptionHandlingType()) {
360     case ExceptionHandling::Dwarf:
361       llvm::DwarfExceptionHandling = true;
362       break;
363     case ExceptionHandling::SjLj:
364       llvm::SjLjExceptionHandling = true;
365       break;
366     case ExceptionHandling::None:
367       break;
368     default:
369       assert (0 && "Unknown exception handling model!");
370     }
371
372     // if options were requested, set them
373     if ( !_codegenOptions.empty() )
374         cl::ParseCommandLineOptions(_codegenOptions.size(), 
375                                                 (char**)&_codegenOptions[0]);
376
377     // Instantiate the pass manager to organize the passes.
378     PassManager passes;
379
380     // Start off with a verification pass.
381     passes.add(createVerifierPass());
382
383     // Add an appropriate TargetData instance for this module...
384     passes.add(new TargetData(*_target->getTargetData()));
385     
386     createStandardLTOPasses(&passes, /*Internalize=*/ false, !DisableInline,
387                             /*VerifyEach=*/ false);
388
389     // Make sure everything is still good.
390     passes.add(createVerifierPass());
391
392     FunctionPassManager* codeGenPasses = new FunctionPassManager(mergedModule);
393
394     codeGenPasses->add(new TargetData(*_target->getTargetData()));
395
396     if (_target->addPassesToEmitFile(*codeGenPasses, out,
397                                      TargetMachine::CGFT_AssemblyFile,
398                                      CodeGenOpt::Aggressive)) {
399       errMsg = "target file type not supported";
400       return true;
401     }
402
403     // Run our queue of passes all at once now, efficiently.
404     passes.run(*mergedModule);
405
406     // Run the code generator, and write assembly file
407     codeGenPasses->doInitialization();
408
409     for (Module::iterator
410            it = mergedModule->begin(), e = mergedModule->end(); it != e; ++it)
411       if (!it->isDeclaration())
412         codeGenPasses->run(*it);
413
414     codeGenPasses->doFinalization();
415
416     return false; // success
417 }
418
419
420 /// Optimize merged modules using various IPO passes
421 void LTOCodeGenerator::setCodeGenDebugOptions(const char* options)
422 {
423     for (std::pair<StringRef, StringRef> o = getToken(options);
424          !o.first.empty(); o = getToken(o.second)) {
425         // ParseCommandLineOptions() expects argv[0] to be program name.
426         // Lazily add that.
427         if ( _codegenOptions.empty() ) 
428             _codegenOptions.push_back("libLTO");
429         _codegenOptions.push_back(strdup(o.first.str().c_str()));
430     }
431 }