]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.2.git/blob - contrib/llvm/tools/clang/lib/Frontend/CacheTokens.cpp
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[FreeBSD/releng/10.2.git] / contrib / llvm / tools / clang / lib / Frontend / CacheTokens.cpp
1 //===--- CacheTokens.cpp - Caching of lexer tokens for PTH support --------===//
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 provides a possible implementation of PTH support for Clang that is
11 // based on caching lexed tokens and identifiers.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "clang/Frontend/Utils.h"
16 #include "clang/Basic/Diagnostic.h"
17 #include "clang/Basic/FileManager.h"
18 #include "clang/Basic/FileSystemStatCache.h"
19 #include "clang/Basic/IdentifierTable.h"
20 #include "clang/Basic/OnDiskHashTable.h"
21 #include "clang/Basic/SourceManager.h"
22 #include "clang/Lex/Lexer.h"
23 #include "clang/Lex/Preprocessor.h"
24 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
25 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
26 #include "llvm/Support/FileSystem.h"
27 #include "llvm/Support/MemoryBuffer.h"
28 #include "llvm/Support/Path.h"
29 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
30
31 // FIXME: put this somewhere else?
32 #ifndef S_ISDIR
33 #define S_ISDIR(x) (((x)&_S_IFDIR)!=0)
34 #endif
35
36 using namespace clang;
37 using namespace clang::io;
38
39 //===----------------------------------------------------------------------===//
40 // PTH-specific stuff.
41 //===----------------------------------------------------------------------===//
42
43 namespace {
44 class PTHEntry {
45   Offset TokenData, PPCondData;
46
47 public:
48   PTHEntry() {}
49
50   PTHEntry(Offset td, Offset ppcd)
51     : TokenData(td), PPCondData(ppcd) {}
52
53   Offset getTokenOffset() const { return TokenData; }
54   Offset getPPCondTableOffset() const { return PPCondData; }
55 };
56
57
58 class PTHEntryKeyVariant {
59   union { const FileEntry* FE; const char* Path; };
60   enum { IsFE = 0x1, IsDE = 0x2, IsNoExist = 0x0 } Kind;
61   FileData *Data;
62
63 public:
64   PTHEntryKeyVariant(const FileEntry *fe) : FE(fe), Kind(IsFE), Data(0) {}
65
66   PTHEntryKeyVariant(FileData *Data, const char *path)
67       : Path(path), Kind(IsDE), Data(new FileData(*Data)) {}
68
69   explicit PTHEntryKeyVariant(const char *path)
70       : Path(path), Kind(IsNoExist), Data(0) {}
71
72   bool isFile() const { return Kind == IsFE; }
73
74   StringRef getString() const {
75     return Kind == IsFE ? FE->getName() : Path;
76   }
77
78   unsigned getKind() const { return (unsigned) Kind; }
79
80   void EmitData(raw_ostream& Out) {
81     switch (Kind) {
82     case IsFE: {
83       // Emit stat information.
84       llvm::sys::fs::UniqueID UID = FE->getUniqueID();
85       ::Emit64(Out, UID.getFile());
86       ::Emit64(Out, UID.getDevice());
87       ::Emit64(Out, FE->getModificationTime());
88       ::Emit64(Out, FE->getSize());
89     } break;
90     case IsDE:
91       // Emit stat information.
92       ::Emit64(Out, Data->UniqueID.getFile());
93       ::Emit64(Out, Data->UniqueID.getDevice());
94       ::Emit64(Out, Data->ModTime);
95       ::Emit64(Out, Data->Size);
96       delete Data;
97       break;
98     default:
99       break;
100     }
101   }
102
103   unsigned getRepresentationLength() const {
104     return Kind == IsNoExist ? 0 : 4 + 4 + 2 + 8 + 8;
105   }
106 };
107
108 class FileEntryPTHEntryInfo {
109 public:
110   typedef PTHEntryKeyVariant key_type;
111   typedef key_type key_type_ref;
112
113   typedef PTHEntry data_type;
114   typedef const PTHEntry& data_type_ref;
115
116   static unsigned ComputeHash(PTHEntryKeyVariant V) {
117     return llvm::HashString(V.getString());
118   }
119
120   static std::pair<unsigned,unsigned>
121   EmitKeyDataLength(raw_ostream& Out, PTHEntryKeyVariant V,
122                     const PTHEntry& E) {
123
124     unsigned n = V.getString().size() + 1 + 1;
125     ::Emit16(Out, n);
126
127     unsigned m = V.getRepresentationLength() + (V.isFile() ? 4 + 4 : 0);
128     ::Emit8(Out, m);
129
130     return std::make_pair(n, m);
131   }
132
133   static void EmitKey(raw_ostream& Out, PTHEntryKeyVariant V, unsigned n){
134     // Emit the entry kind.
135     ::Emit8(Out, (unsigned) V.getKind());
136     // Emit the string.
137     Out.write(V.getString().data(), n - 1);
138   }
139
140   static void EmitData(raw_ostream& Out, PTHEntryKeyVariant V,
141                        const PTHEntry& E, unsigned) {
142
143
144     // For file entries emit the offsets into the PTH file for token data
145     // and the preprocessor blocks table.
146     if (V.isFile()) {
147       ::Emit32(Out, E.getTokenOffset());
148       ::Emit32(Out, E.getPPCondTableOffset());
149     }
150
151     // Emit any other data associated with the key (i.e., stat information).
152     V.EmitData(Out);
153   }
154 };
155
156 class OffsetOpt {
157   bool valid;
158   Offset off;
159 public:
160   OffsetOpt() : valid(false) {}
161   bool hasOffset() const { return valid; }
162   Offset getOffset() const { assert(valid); return off; }
163   void setOffset(Offset o) { off = o; valid = true; }
164 };
165 } // end anonymous namespace
166
167 typedef OnDiskChainedHashTableGenerator<FileEntryPTHEntryInfo> PTHMap;
168
169 namespace {
170 class PTHWriter {
171   typedef llvm::DenseMap<const IdentifierInfo*,uint32_t> IDMap;
172   typedef llvm::StringMap<OffsetOpt, llvm::BumpPtrAllocator> CachedStrsTy;
173
174   IDMap IM;
175   llvm::raw_fd_ostream& Out;
176   Preprocessor& PP;
177   uint32_t idcount;
178   PTHMap PM;
179   CachedStrsTy CachedStrs;
180   Offset CurStrOffset;
181   std::vector<llvm::StringMapEntry<OffsetOpt>*> StrEntries;
182
183   //// Get the persistent id for the given IdentifierInfo*.
184   uint32_t ResolveID(const IdentifierInfo* II);
185
186   /// Emit a token to the PTH file.
187   void EmitToken(const Token& T);
188
189   void Emit8(uint32_t V) { ::Emit8(Out, V); }
190
191   void Emit16(uint32_t V) { ::Emit16(Out, V); }
192
193   void Emit32(uint32_t V) { ::Emit32(Out, V); }
194
195   void EmitBuf(const char *Ptr, unsigned NumBytes) {
196     Out.write(Ptr, NumBytes);
197   }
198
199   void EmitString(StringRef V) {
200     ::Emit16(Out, V.size());
201     EmitBuf(V.data(), V.size());
202   }
203
204   /// EmitIdentifierTable - Emits two tables to the PTH file.  The first is
205   ///  a hashtable mapping from identifier strings to persistent IDs.
206   ///  The second is a straight table mapping from persistent IDs to string data
207   ///  (the keys of the first table).
208   std::pair<Offset, Offset> EmitIdentifierTable();
209
210   /// EmitFileTable - Emit a table mapping from file name strings to PTH
211   /// token data.
212   Offset EmitFileTable() { return PM.Emit(Out); }
213
214   PTHEntry LexTokens(Lexer& L);
215   Offset EmitCachedSpellings();
216
217 public:
218   PTHWriter(llvm::raw_fd_ostream& out, Preprocessor& pp)
219     : Out(out), PP(pp), idcount(0), CurStrOffset(0) {}
220
221   PTHMap &getPM() { return PM; }
222   void GeneratePTH(const std::string &MainFile);
223 };
224 } // end anonymous namespace
225
226 uint32_t PTHWriter::ResolveID(const IdentifierInfo* II) {
227   // Null IdentifierInfo's map to the persistent ID 0.
228   if (!II)
229     return 0;
230
231   IDMap::iterator I = IM.find(II);
232   if (I != IM.end())
233     return I->second; // We've already added 1.
234
235   IM[II] = ++idcount; // Pre-increment since '0' is reserved for NULL.
236   return idcount;
237 }
238
239 void PTHWriter::EmitToken(const Token& T) {
240   // Emit the token kind, flags, and length.
241   Emit32(((uint32_t) T.getKind()) | ((((uint32_t) T.getFlags())) << 8)|
242          (((uint32_t) T.getLength()) << 16));
243
244   if (!T.isLiteral()) {
245     Emit32(ResolveID(T.getIdentifierInfo()));
246   } else {
247     // We cache *un-cleaned* spellings. This gives us 100% fidelity with the
248     // source code.
249     StringRef s(T.getLiteralData(), T.getLength());
250
251     // Get the string entry.
252     llvm::StringMapEntry<OffsetOpt> *E = &CachedStrs.GetOrCreateValue(s);
253
254     // If this is a new string entry, bump the PTH offset.
255     if (!E->getValue().hasOffset()) {
256       E->getValue().setOffset(CurStrOffset);
257       StrEntries.push_back(E);
258       CurStrOffset += s.size() + 1;
259     }
260
261     // Emit the relative offset into the PTH file for the spelling string.
262     Emit32(E->getValue().getOffset());
263   }
264
265   // Emit the offset into the original source file of this token so that we
266   // can reconstruct its SourceLocation.
267   Emit32(PP.getSourceManager().getFileOffset(T.getLocation()));
268 }
269
270 PTHEntry PTHWriter::LexTokens(Lexer& L) {
271   // Pad 0's so that we emit tokens to a 4-byte alignment.
272   // This speed up reading them back in.
273   Pad(Out, 4);
274   Offset TokenOff = (Offset) Out.tell();
275
276   // Keep track of matching '#if' ... '#endif'.
277   typedef std::vector<std::pair<Offset, unsigned> > PPCondTable;
278   PPCondTable PPCond;
279   std::vector<unsigned> PPStartCond;
280   bool ParsingPreprocessorDirective = false;
281   Token Tok;
282
283   do {
284     L.LexFromRawLexer(Tok);
285   NextToken:
286
287     if ((Tok.isAtStartOfLine() || Tok.is(tok::eof)) &&
288         ParsingPreprocessorDirective) {
289       // Insert an eod token into the token cache.  It has the same
290       // position as the next token that is not on the same line as the
291       // preprocessor directive.  Observe that we continue processing
292       // 'Tok' when we exit this branch.
293       Token Tmp = Tok;
294       Tmp.setKind(tok::eod);
295       Tmp.clearFlag(Token::StartOfLine);
296       Tmp.setIdentifierInfo(0);
297       EmitToken(Tmp);
298       ParsingPreprocessorDirective = false;
299     }
300
301     if (Tok.is(tok::raw_identifier)) {
302       PP.LookUpIdentifierInfo(Tok);
303       EmitToken(Tok);
304       continue;
305     }
306
307     if (Tok.is(tok::hash) && Tok.isAtStartOfLine()) {
308       // Special processing for #include.  Store the '#' token and lex
309       // the next token.
310       assert(!ParsingPreprocessorDirective);
311       Offset HashOff = (Offset) Out.tell();
312
313       // Get the next token.
314       Token NextTok;
315       L.LexFromRawLexer(NextTok);
316
317       // If we see the start of line, then we had a null directive "#".  In
318       // this case, discard both tokens.
319       if (NextTok.isAtStartOfLine())
320         goto NextToken;
321
322       // The token is the start of a directive.  Emit it.
323       EmitToken(Tok);
324       Tok = NextTok;
325
326       // Did we see 'include'/'import'/'include_next'?
327       if (Tok.isNot(tok::raw_identifier)) {
328         EmitToken(Tok);
329         continue;
330       }
331
332       IdentifierInfo* II = PP.LookUpIdentifierInfo(Tok);
333       tok::PPKeywordKind K = II->getPPKeywordID();
334
335       ParsingPreprocessorDirective = true;
336
337       switch (K) {
338       case tok::pp_not_keyword:
339         // Invalid directives "#foo" can occur in #if 0 blocks etc, just pass
340         // them through.
341       default:
342         break;
343
344       case tok::pp_include:
345       case tok::pp_import:
346       case tok::pp_include_next: {
347         // Save the 'include' token.
348         EmitToken(Tok);
349         // Lex the next token as an include string.
350         L.setParsingPreprocessorDirective(true);
351         L.LexIncludeFilename(Tok);
352         L.setParsingPreprocessorDirective(false);
353         assert(!Tok.isAtStartOfLine());
354         if (Tok.is(tok::raw_identifier))
355           PP.LookUpIdentifierInfo(Tok);
356
357         break;
358       }
359       case tok::pp_if:
360       case tok::pp_ifdef:
361       case tok::pp_ifndef: {
362         // Add an entry for '#if' and friends.  We initially set the target
363         // index to 0.  This will get backpatched when we hit #endif.
364         PPStartCond.push_back(PPCond.size());
365         PPCond.push_back(std::make_pair(HashOff, 0U));
366         break;
367       }
368       case tok::pp_endif: {
369         // Add an entry for '#endif'.  We set the target table index to itself.
370         // This will later be set to zero when emitting to the PTH file.  We
371         // use 0 for uninitialized indices because that is easier to debug.
372         unsigned index = PPCond.size();
373         // Backpatch the opening '#if' entry.
374         assert(!PPStartCond.empty());
375         assert(PPCond.size() > PPStartCond.back());
376         assert(PPCond[PPStartCond.back()].second == 0);
377         PPCond[PPStartCond.back()].second = index;
378         PPStartCond.pop_back();
379         // Add the new entry to PPCond.
380         PPCond.push_back(std::make_pair(HashOff, index));
381         EmitToken(Tok);
382
383         // Some files have gibberish on the same line as '#endif'.
384         // Discard these tokens.
385         do
386           L.LexFromRawLexer(Tok);
387         while (Tok.isNot(tok::eof) && !Tok.isAtStartOfLine());
388         // We have the next token in hand.
389         // Don't immediately lex the next one.
390         goto NextToken;
391       }
392       case tok::pp_elif:
393       case tok::pp_else: {
394         // Add an entry for #elif or #else.
395         // This serves as both a closing and opening of a conditional block.
396         // This means that its entry will get backpatched later.
397         unsigned index = PPCond.size();
398         // Backpatch the previous '#if' entry.
399         assert(!PPStartCond.empty());
400         assert(PPCond.size() > PPStartCond.back());
401         assert(PPCond[PPStartCond.back()].second == 0);
402         PPCond[PPStartCond.back()].second = index;
403         PPStartCond.pop_back();
404         // Now add '#elif' as a new block opening.
405         PPCond.push_back(std::make_pair(HashOff, 0U));
406         PPStartCond.push_back(index);
407         break;
408       }
409       }
410     }
411
412     EmitToken(Tok);
413   }
414   while (Tok.isNot(tok::eof));
415
416   assert(PPStartCond.empty() && "Error: imblanced preprocessor conditionals.");
417
418   // Next write out PPCond.
419   Offset PPCondOff = (Offset) Out.tell();
420
421   // Write out the size of PPCond so that clients can identifer empty tables.
422   Emit32(PPCond.size());
423
424   for (unsigned i = 0, e = PPCond.size(); i!=e; ++i) {
425     Emit32(PPCond[i].first - TokenOff);
426     uint32_t x = PPCond[i].second;
427     assert(x != 0 && "PPCond entry not backpatched.");
428     // Emit zero for #endifs.  This allows us to do checking when
429     // we read the PTH file back in.
430     Emit32(x == i ? 0 : x);
431   }
432
433   return PTHEntry(TokenOff, PPCondOff);
434 }
435
436 Offset PTHWriter::EmitCachedSpellings() {
437   // Write each cached strings to the PTH file.
438   Offset SpellingsOff = Out.tell();
439
440   for (std::vector<llvm::StringMapEntry<OffsetOpt>*>::iterator
441        I = StrEntries.begin(), E = StrEntries.end(); I!=E; ++I)
442     EmitBuf((*I)->getKeyData(), (*I)->getKeyLength()+1 /*nul included*/);
443
444   return SpellingsOff;
445 }
446
447 void PTHWriter::GeneratePTH(const std::string &MainFile) {
448   // Generate the prologue.
449   Out << "cfe-pth" << '\0';
450   Emit32(PTHManager::Version);
451
452   // Leave 4 words for the prologue.
453   Offset PrologueOffset = Out.tell();
454   for (unsigned i = 0; i < 4; ++i)
455     Emit32(0);
456
457   // Write the name of the MainFile.
458   if (!MainFile.empty()) {
459     EmitString(MainFile);
460   } else {
461     // String with 0 bytes.
462     Emit16(0);
463   }
464   Emit8(0);
465
466   // Iterate over all the files in SourceManager.  Create a lexer
467   // for each file and cache the tokens.
468   SourceManager &SM = PP.getSourceManager();
469   const LangOptions &LOpts = PP.getLangOpts();
470
471   for (SourceManager::fileinfo_iterator I = SM.fileinfo_begin(),
472        E = SM.fileinfo_end(); I != E; ++I) {
473     const SrcMgr::ContentCache &C = *I->second;
474     const FileEntry *FE = C.OrigEntry;
475
476     // FIXME: Handle files with non-absolute paths.
477     if (llvm::sys::path::is_relative(FE->getName()))
478       continue;
479
480     const llvm::MemoryBuffer *B = C.getBuffer(PP.getDiagnostics(), SM);
481     if (!B) continue;
482
483     FileID FID = SM.createFileID(FE, SourceLocation(), SrcMgr::C_User);
484     const llvm::MemoryBuffer *FromFile = SM.getBuffer(FID);
485     Lexer L(FID, FromFile, SM, LOpts);
486     PM.insert(FE, LexTokens(L));
487   }
488
489   // Write out the identifier table.
490   const std::pair<Offset,Offset> &IdTableOff = EmitIdentifierTable();
491
492   // Write out the cached strings table.
493   Offset SpellingOff = EmitCachedSpellings();
494
495   // Write out the file table.
496   Offset FileTableOff = EmitFileTable();
497
498   // Finally, write the prologue.
499   Out.seek(PrologueOffset);
500   Emit32(IdTableOff.first);
501   Emit32(IdTableOff.second);
502   Emit32(FileTableOff);
503   Emit32(SpellingOff);
504 }
505
506 namespace {
507 /// StatListener - A simple "interpose" object used to monitor stat calls
508 /// invoked by FileManager while processing the original sources used
509 /// as input to PTH generation.  StatListener populates the PTHWriter's
510 /// file map with stat information for directories as well as negative stats.
511 /// Stat information for files are populated elsewhere.
512 class StatListener : public FileSystemStatCache {
513   PTHMap &PM;
514 public:
515   StatListener(PTHMap &pm) : PM(pm) {}
516   ~StatListener() {}
517
518   LookupResult getStat(const char *Path, FileData &Data, bool isFile,
519                        int *FileDescriptor) {
520     LookupResult Result = statChained(Path, Data, isFile, FileDescriptor);
521
522     if (Result == CacheMissing) // Failed 'stat'.
523       PM.insert(PTHEntryKeyVariant(Path), PTHEntry());
524     else if (Data.IsDirectory) {
525       // Only cache directories with absolute paths.
526       if (llvm::sys::path::is_relative(Path))
527         return Result;
528
529       PM.insert(PTHEntryKeyVariant(&Data, Path), PTHEntry());
530     }
531
532     return Result;
533   }
534 };
535 } // end anonymous namespace
536
537
538 void clang::CacheTokens(Preprocessor &PP, llvm::raw_fd_ostream* OS) {
539   // Get the name of the main file.
540   const SourceManager &SrcMgr = PP.getSourceManager();
541   const FileEntry *MainFile = SrcMgr.getFileEntryForID(SrcMgr.getMainFileID());
542   SmallString<128> MainFilePath(MainFile->getName());
543
544   llvm::sys::fs::make_absolute(MainFilePath);
545
546   // Create the PTHWriter.
547   PTHWriter PW(*OS, PP);
548
549   // Install the 'stat' system call listener in the FileManager.
550   StatListener *StatCache = new StatListener(PW.getPM());
551   PP.getFileManager().addStatCache(StatCache, /*AtBeginning=*/true);
552
553   // Lex through the entire file.  This will populate SourceManager with
554   // all of the header information.
555   Token Tok;
556   PP.EnterMainSourceFile();
557   do { PP.Lex(Tok); } while (Tok.isNot(tok::eof));
558
559   // Generate the PTH file.
560   PP.getFileManager().removeStatCache(StatCache);
561   PW.GeneratePTH(MainFilePath.str());
562 }
563
564 //===----------------------------------------------------------------------===//
565
566 namespace {
567 class PTHIdKey {
568 public:
569   const IdentifierInfo* II;
570   uint32_t FileOffset;
571 };
572
573 class PTHIdentifierTableTrait {
574 public:
575   typedef PTHIdKey* key_type;
576   typedef key_type  key_type_ref;
577
578   typedef uint32_t  data_type;
579   typedef data_type data_type_ref;
580
581   static unsigned ComputeHash(PTHIdKey* key) {
582     return llvm::HashString(key->II->getName());
583   }
584
585   static std::pair<unsigned,unsigned>
586   EmitKeyDataLength(raw_ostream& Out, const PTHIdKey* key, uint32_t) {
587     unsigned n = key->II->getLength() + 1;
588     ::Emit16(Out, n);
589     return std::make_pair(n, sizeof(uint32_t));
590   }
591
592   static void EmitKey(raw_ostream& Out, PTHIdKey* key, unsigned n) {
593     // Record the location of the key data.  This is used when generating
594     // the mapping from persistent IDs to strings.
595     key->FileOffset = Out.tell();
596     Out.write(key->II->getNameStart(), n);
597   }
598
599   static void EmitData(raw_ostream& Out, PTHIdKey*, uint32_t pID,
600                        unsigned) {
601     ::Emit32(Out, pID);
602   }
603 };
604 } // end anonymous namespace
605
606 /// EmitIdentifierTable - Emits two tables to the PTH file.  The first is
607 ///  a hashtable mapping from identifier strings to persistent IDs.  The second
608 ///  is a straight table mapping from persistent IDs to string data (the
609 ///  keys of the first table).
610 ///
611 std::pair<Offset,Offset> PTHWriter::EmitIdentifierTable() {
612   // Build two maps:
613   //  (1) an inverse map from persistent IDs -> (IdentifierInfo*,Offset)
614   //  (2) a map from (IdentifierInfo*, Offset)* -> persistent IDs
615
616   // Note that we use 'calloc', so all the bytes are 0.
617   PTHIdKey *IIDMap = (PTHIdKey*)calloc(idcount, sizeof(PTHIdKey));
618
619   // Create the hashtable.
620   OnDiskChainedHashTableGenerator<PTHIdentifierTableTrait> IIOffMap;
621
622   // Generate mapping from persistent IDs -> IdentifierInfo*.
623   for (IDMap::iterator I = IM.begin(), E = IM.end(); I != E; ++I) {
624     // Decrement by 1 because we are using a vector for the lookup and
625     // 0 is reserved for NULL.
626     assert(I->second > 0);
627     assert(I->second-1 < idcount);
628     unsigned idx = I->second-1;
629
630     // Store the mapping from persistent ID to IdentifierInfo*
631     IIDMap[idx].II = I->first;
632
633     // Store the reverse mapping in a hashtable.
634     IIOffMap.insert(&IIDMap[idx], I->second);
635   }
636
637   // Write out the inverse map first.  This causes the PCIDKey entries to
638   // record PTH file offsets for the string data.  This is used to write
639   // the second table.
640   Offset StringTableOffset = IIOffMap.Emit(Out);
641
642   // Now emit the table mapping from persistent IDs to PTH file offsets.
643   Offset IDOff = Out.tell();
644   Emit32(idcount);  // Emit the number of identifiers.
645   for (unsigned i = 0 ; i < idcount; ++i)
646     Emit32(IIDMap[i].FileOffset);
647
648   // Finally, release the inverse map.
649   free(IIDMap);
650
651   return std::make_pair(IDOff, StringTableOffset);
652 }