lib/Support/MemoryBuffer.cpp

   1 //===--- MemoryBuffer.cpp - Memory Buffer implementation ------------------===//
   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 MemoryBuffer interface.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "llvm/Support/MemoryBuffer.h"
  15 #include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
  16 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  17 #include "llvm/Config/config.h"
  18 #include "llvm/Support/Errno.h"
  19 #include "llvm/Support/FileSystem.h"
  20 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  21 #include "llvm/Support/Path.h"
  22 #include "llvm/Support/Process.h"
  23 #include "llvm/Support/Program.h"
  24 #include "llvm/Support/system_error.h"
  25 #include <cassert>
  26 #include <cerrno>
  27 #include <cstdio>
  28 #include <cstring>
  29 #include <new>
  30 #include <sys/stat.h>
  31 #include <sys/types.h>
  32 #if !defined(_MSC_VER) && !defined(__MINGW32__)
  33 #include <unistd.h>
  34 #else
  35 #include <io.h>
  36 // Simplistic definitinos of these macros for use in getOpenFile.
  37 #ifndef S_ISREG
  38 #define S_ISREG(x) (1)
  39 #endif
  40 #ifndef S_ISBLK
  41 #define S_ISBLK(x) (0)
  42 #endif
  43 #endif
  44 #include <fcntl.h>
  45 using namespace llvm;
  46
  47 //===----------------------------------------------------------------------===//
  48 // MemoryBuffer implementation itself.
  49 //===----------------------------------------------------------------------===//
  50
  51 MemoryBuffer::~MemoryBuffer() { }
  52
  53 /// init - Initialize this MemoryBuffer as a reference to externally allocated
  54 /// memory, memory that we know is already null terminated.
  55 void MemoryBuffer::init(const char *BufStart, const char *BufEnd,
  56                         bool RequiresNullTerminator) {
  57   assert((!RequiresNullTerminator || BufEnd[0] == 0) &&
  58          "Buffer is not null terminated!");
  59   BufferStart = BufStart;
  60   BufferEnd = BufEnd;
  61 }
  62
  63 //===----------------------------------------------------------------------===//
  64 // MemoryBufferMem implementation.
  65 //===----------------------------------------------------------------------===//
  66
  67 /// CopyStringRef - Copies contents of a StringRef into a block of memory and
  68 /// null-terminates it.
  69 static void CopyStringRef(char *Memory, StringRef Data) {
  70   memcpy(Memory, Data.data(), Data.size());
  71   Memory[Data.size()] = 0; // Null terminate string.
  72 }
  73
  74 namespace {
  75 struct NamedBufferAlloc {
  76   StringRef Name;
  77   NamedBufferAlloc(StringRef Name) : Name(Name) {}
  78 };
  79 }
  80
  81 void *operator new(size_t N, const NamedBufferAlloc &Alloc) {
  82   char *Mem = static_cast<char *>(operator new(N + Alloc.Name.size() + 1));
  83   CopyStringRef(Mem + N, Alloc.Name);
  84   return Mem;
  85 }
  86
  87 namespace {
  88 /// MemoryBufferMem - Named MemoryBuffer pointing to a block of memory.
  89 class MemoryBufferMem : public MemoryBuffer {
  90 public:
  91   MemoryBufferMem(StringRef InputData, bool RequiresNullTerminator) {
  92     init(InputData.begin(), InputData.end(), RequiresNullTerminator);
  93   }
  94
  95   virtual const char *getBufferIdentifier() const LLVM_OVERRIDE {
  96      // The name is stored after the class itself.
  97     return reinterpret_cast<const char*>(this + 1);
  98   }
  99
 100   virtual BufferKind getBufferKind() const LLVM_OVERRIDE {
 101     return MemoryBuffer_Malloc;
 102   }
 103 };
 104 }
 105
 106 /// getMemBuffer - Open the specified memory range as a MemoryBuffer.  Note
 107 /// that InputData must be a null terminated if RequiresNullTerminator is true!
 108 MemoryBuffer *MemoryBuffer::getMemBuffer(StringRef InputData,
 109                                          StringRef BufferName,
 110                                          bool RequiresNullTerminator) {
 111   return new (NamedBufferAlloc(BufferName))
 112       MemoryBufferMem(InputData, RequiresNullTerminator);
 113 }
 114
 115 /// getMemBufferCopy - Open the specified memory range as a MemoryBuffer,
 116 /// copying the contents and taking ownership of it.  This has no requirements
 117 /// on EndPtr[0].
 118 MemoryBuffer *MemoryBuffer::getMemBufferCopy(StringRef InputData,
 119                                              StringRef BufferName) {
 120   MemoryBuffer *Buf = getNewUninitMemBuffer(InputData.size(), BufferName);
 121   if (!Buf) return 0;
 122   memcpy(const_cast<char*>(Buf->getBufferStart()), InputData.data(),
 123          InputData.size());
 124   return Buf;
 125 }
 126
 127 /// getNewUninitMemBuffer - Allocate a new MemoryBuffer of the specified size
 128 /// that is not initialized.  Note that the caller should initialize the
 129 /// memory allocated by this method.  The memory is owned by the MemoryBuffer
 130 /// object.
 131 MemoryBuffer *MemoryBuffer::getNewUninitMemBuffer(size_t Size,
 132                                                   StringRef BufferName) {
 133   // Allocate space for the MemoryBuffer, the data and the name. It is important
 134   // that MemoryBuffer and data are aligned so PointerIntPair works with them.
 135   size_t AlignedStringLen =
 136     RoundUpToAlignment(sizeof(MemoryBufferMem) + BufferName.size() + 1,
 137                        sizeof(void*)); // TODO: Is sizeof(void*) enough?
 138   size_t RealLen = AlignedStringLen + Size + 1;
 139   char *Mem = static_cast<char*>(operator new(RealLen, std::nothrow));
 140   if (!Mem) return 0;
 141
 142   // The name is stored after the class itself.
 143   CopyStringRef(Mem + sizeof(MemoryBufferMem), BufferName);
 144
 145   // The buffer begins after the name and must be aligned.
 146   char *Buf = Mem + AlignedStringLen;
 147   Buf[Size] = 0; // Null terminate buffer.
 148
 149   return new (Mem) MemoryBufferMem(StringRef(Buf, Size), true);
 150 }
 151
 152 /// getNewMemBuffer - Allocate a new MemoryBuffer of the specified size that
 153 /// is completely initialized to zeros.  Note that the caller should
 154 /// initialize the memory allocated by this method.  The memory is owned by
 155 /// the MemoryBuffer object.
 156 MemoryBuffer *MemoryBuffer::getNewMemBuffer(size_t Size, StringRef BufferName) {
 157   MemoryBuffer *SB = getNewUninitMemBuffer(Size, BufferName);
 158   if (!SB) return 0;
 159   memset(const_cast<char*>(SB->getBufferStart()), 0, Size);
 160   return SB;
 161 }
 162
 163
 164 /// getFileOrSTDIN - Open the specified file as a MemoryBuffer, or open stdin
 165 /// if the Filename is "-".  If an error occurs, this returns null and fills
 166 /// in *ErrStr with a reason.  If stdin is empty, this API (unlike getSTDIN)
 167 /// returns an empty buffer.
 168 error_code MemoryBuffer::getFileOrSTDIN(StringRef Filename,
 169                                         OwningPtr<MemoryBuffer> &result,
 170                                         int64_t FileSize) {
 171   if (Filename == "-")
 172     return getSTDIN(result);
 173   return getFile(Filename, result, FileSize);
 174 }
 175
 176 //===----------------------------------------------------------------------===//
 177 // MemoryBuffer::getFile implementation.
 178 //===----------------------------------------------------------------------===//
 179
 180 namespace {
 181 /// \brief Memorry maps a file descriptor using sys::fs::mapped_file_region.
 182 ///
 183 /// This handles converting the offset into a legal offset on the platform.
 184 class MemoryBufferMMapFile : public MemoryBuffer {
 185   sys::fs::mapped_file_region MFR;
 186
 187   static uint64_t getLegalMapOffset(uint64_t Offset) {
 188     return Offset & ~(sys::fs::mapped_file_region::alignment() - 1);
 189   }
 190
 191   static uint64_t getLegalMapSize(uint64_t Len, uint64_t Offset) {
 192     return Len + (Offset - getLegalMapOffset(Offset));
 193   }
 194
 195   const char *getStart(uint64_t Len, uint64_t Offset) {
 196     return MFR.const_data() + (Offset - getLegalMapOffset(Offset));
 197   }
 198
 199 public:
 200   MemoryBufferMMapFile(bool RequiresNullTerminator, int FD, uint64_t Len,
 201                        uint64_t Offset, error_code EC)
 202       : MFR(FD, false, sys::fs::mapped_file_region::readonly,
 203             getLegalMapSize(Len, Offset), getLegalMapOffset(Offset), EC) {
 204     if (!EC) {
 205       const char *Start = getStart(Len, Offset);
 206       init(Start, Start + Len, RequiresNullTerminator);
 207     }
 208   }
 209
 210   virtual const char *getBufferIdentifier() const LLVM_OVERRIDE {
 211     // The name is stored after the class itself.
 212     return reinterpret_cast<const char *>(this + 1);
 213   }
 214
 215   virtual BufferKind getBufferKind() const LLVM_OVERRIDE {
 216     return MemoryBuffer_MMap;
 217   }
 218 };
 219 }
 220
 221 static error_code getMemoryBufferForStream(int FD,
 222                                            StringRef BufferName,
 223                                            OwningPtr<MemoryBuffer> &result) {
 224   const ssize_t ChunkSize = 4096*4;
 225   SmallString<ChunkSize> Buffer;
 226   ssize_t ReadBytes;
 227   // Read into Buffer until we hit EOF.
 228   do {
 229     Buffer.reserve(Buffer.size() + ChunkSize);
 230     ReadBytes = read(FD, Buffer.end(), ChunkSize);
 231     if (ReadBytes == -1) {
 232       if (errno == EINTR) continue;
 233       return error_code(errno, posix_category());
 234     }
 235     Buffer.set_size(Buffer.size() + ReadBytes);
 236   } while (ReadBytes != 0);
 237
 238   result.reset(MemoryBuffer::getMemBufferCopy(Buffer, BufferName));
 239   return error_code::success();
 240 }
 241
 242 error_code MemoryBuffer::getFile(StringRef Filename,
 243                                  OwningPtr<MemoryBuffer> &result,
 244                                  int64_t FileSize,
 245                                  bool RequiresNullTerminator) {
 246   // Ensure the path is null terminated.
 247   SmallString<256> PathBuf(Filename.begin(), Filename.end());
 248   return MemoryBuffer::getFile(PathBuf.c_str(), result, FileSize,
 249                                RequiresNullTerminator);
 250 }
 251
 252 error_code MemoryBuffer::getFile(const char *Filename,
 253                                  OwningPtr<MemoryBuffer> &result,
 254                                  int64_t FileSize,
 255                                  bool RequiresNullTerminator) {
 256   int OpenFlags = O_RDONLY;
 257 #ifdef O_BINARY
 258   OpenFlags |= O_BINARY;  // Open input file in binary mode on win32.
 259 #endif
 260   int FD = ::open(Filename, OpenFlags);
 261   if (FD == -1)
 262     return error_code(errno, posix_category());
 263
 264   error_code ret = getOpenFile(FD, Filename, result, FileSize, FileSize,
 265                                0, RequiresNullTerminator);
 266   close(FD);
 267   return ret;
 268 }
 269
 270 static bool shouldUseMmap(int FD,
 271                           size_t FileSize,
 272                           size_t MapSize,
 273                           off_t Offset,
 274                           bool RequiresNullTerminator,
 275                           int PageSize) {
 276   // We don't use mmap for small files because this can severely fragment our
 277   // address space.
 278   if (MapSize < 4096*4)
 279     return false;
 280
 281   if (!RequiresNullTerminator)
 282     return true;
 283
 284
 285   // If we don't know the file size, use fstat to find out.  fstat on an open
 286   // file descriptor is cheaper than stat on a random path.
 287   // FIXME: this chunk of code is duplicated, but it avoids a fstat when
 288   // RequiresNullTerminator = false and MapSize != -1.
 289   if (FileSize == size_t(-1)) {
 290     struct stat FileInfo;
 291     // TODO: This should use fstat64 when available.
 292     if (fstat(FD, &FileInfo) == -1) {
 293       return error_code(errno, posix_category());
 294     }
 295     FileSize = FileInfo.st_size;
 296   }
 297
 298   // If we need a null terminator and the end of the map is inside the file,
 299   // we cannot use mmap.
 300   size_t End = Offset + MapSize;
 301   assert(End <= FileSize);
 302   if (End != FileSize)
 303     return false;
 304
 305   // Don't try to map files that are exactly a multiple of the system page size
 306   // if we need a null terminator.
 307   if ((FileSize & (PageSize -1)) == 0)
 308     return false;
 309
 310   return true;
 311 }
 312
 313 error_code MemoryBuffer::getOpenFile(int FD, const char *Filename,
 314                                      OwningPtr<MemoryBuffer> &result,
 315                                      uint64_t FileSize, uint64_t MapSize,
 316                                      int64_t Offset,
 317                                      bool RequiresNullTerminator) {
 318   static int PageSize = sys::process::get_self()->page_size();
 319
 320   // Default is to map the full file.
 321   if (MapSize == uint64_t(-1)) {
 322     // If we don't know the file size, use fstat to find out.  fstat on an open
 323     // file descriptor is cheaper than stat on a random path.
 324     if (FileSize == uint64_t(-1)) {
 325       struct stat FileInfo;
 326       // TODO: This should use fstat64 when available.
 327       if (fstat(FD, &FileInfo) == -1) {
 328         return error_code(errno, posix_category());
 329       }
 330
 331       // If this not a file or a block device (e.g. it's a named pipe
 332       // or character device), we can't trust the size. Create the memory
 333       // buffer by copying off the stream.
 334       if (!S_ISREG(FileInfo.st_mode) && !S_ISBLK(FileInfo.st_mode)) {
 335         return getMemoryBufferForStream(FD, Filename, result);
 336       }
 337
 338       FileSize = FileInfo.st_size;
 339     }
 340     MapSize = FileSize;
 341   }
 342
 343   if (shouldUseMmap(FD, FileSize, MapSize, Offset, RequiresNullTerminator,
 344                     PageSize)) {
 345     error_code EC;
 346     result.reset(new (NamedBufferAlloc(Filename)) MemoryBufferMMapFile(
 347         RequiresNullTerminator, FD, MapSize, Offset, EC));
 348     if (!EC)
 349       return error_code::success();
 350   }
 351
 352   MemoryBuffer *Buf = MemoryBuffer::getNewUninitMemBuffer(MapSize, Filename);
 353   if (!Buf) {
 354     // Failed to create a buffer. The only way it can fail is if
 355     // new(std::nothrow) returns 0.
 356     return make_error_code(errc::not_enough_memory);
 357   }
 358
 359   OwningPtr<MemoryBuffer> SB(Buf);
 360   char *BufPtr = const_cast<char*>(SB->getBufferStart());
 361
 362   size_t BytesLeft = MapSize;
 363 #ifndef HAVE_PREAD
 364   if (lseek(FD, Offset, SEEK_SET) == -1)
 365     return error_code(errno, posix_category());
 366 #endif
 367
 368   while (BytesLeft) {
 369 #ifdef HAVE_PREAD
 370     ssize_t NumRead = ::pread(FD, BufPtr, BytesLeft, MapSize-BytesLeft+Offset);
 371 #else
 372     ssize_t NumRead = ::read(FD, BufPtr, BytesLeft);
 373 #endif
 374     if (NumRead == -1) {
 375       if (errno == EINTR)
 376         continue;
 377       // Error while reading.
 378       return error_code(errno, posix_category());
 379     }
 380     if (NumRead == 0) {
 381       assert(0 && "We got inaccurate FileSize value or fstat reported an "
 382                    "invalid file size.");
 383       *BufPtr = '\0'; // null-terminate at the actual size.
 384       break;
 385     }
 386     BytesLeft -= NumRead;
 387     BufPtr += NumRead;
 388   }
 389
 390   result.swap(SB);
 391   return error_code::success();
 392 }
 393
 394 //===----------------------------------------------------------------------===//
 395 // MemoryBuffer::getSTDIN implementation.
 396 //===----------------------------------------------------------------------===//
 397
 398 error_code MemoryBuffer::getSTDIN(OwningPtr<MemoryBuffer> &result) {
 399   // Read in all of the data from stdin, we cannot mmap stdin.
 400   //
 401   // FIXME: That isn't necessarily true, we should try to mmap stdin and
 402   // fallback if it fails.
 403   sys::ChangeStdinToBinary();
 404
 405   return getMemoryBufferForStream(0, "<stdin>", result);
 406 }