tools/llc/llc.cpp

   1 //===-- llc.cpp - Implement the LLVM Native Code Generator ----------------===//
   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 is the llc code generator driver. It provides a convenient
  11 // command-line interface for generating native assembly-language code
  12 // or C code, given LLVM bitcode.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #include "llvm/LLVMContext.h"
  17 #include "llvm/Module.h"
  18 #include "llvm/PassManager.h"
  19 #include "llvm/Pass.h"
  20 #include "llvm/ADT/Triple.h"
  21 #include "llvm/Analysis/Verifier.h"
  22 #include "llvm/Support/IRReader.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/LinkAllAsmWriterComponents.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/LinkAllCodegenComponents.h"
  25 #include "llvm/Config/config.h"
  26 #include "llvm/LinkAllVMCore.h"
  27 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  28 #include "llvm/Support/Debug.h"
  29 #include "llvm/Support/FileUtilities.h"
  30 #include "llvm/Support/FormattedStream.h"
  31 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
  32 #include "llvm/Support/MemoryBuffer.h"
  33 #include "llvm/Support/PluginLoader.h"
  34 #include "llvm/Support/PrettyStackTrace.h"
  35 #include "llvm/System/Host.h"
  36 #include "llvm/System/Signals.h"
  37 #include "llvm/Target/SubtargetFeature.h"
  38 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  39 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  40 #include "llvm/Target/TargetRegistry.h"
  41 #include "llvm/Target/TargetSelect.h"
  42 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  43 #include <memory>
  44 using namespace llvm;
  45
  46 // General options for llc.  Other pass-specific options are specified
  47 // within the corresponding llc passes, and target-specific options
  48 // and back-end code generation options are specified with the target machine.
  49 //
  50 static cl::opt<std::string>
  51 InputFilename(cl::Positional, cl::desc("<input bitcode>"), cl::init("-"));
  52
  53 static cl::opt<std::string>
  54 OutputFilename("o", cl::desc("Output filename"), cl::value_desc("filename"));
  55
  56 static cl::opt<bool>
  57 Force("f", cl::desc("Enable binary output on terminals"));
  58
  59 // Determine optimization level.
  60 static cl::opt<char>
  61 OptLevel("O",
  62          cl::desc("Optimization level. [-O0, -O1, -O2, or -O3] "
  63                   "(default = '-O2')"),
  64          cl::Prefix,
  65          cl::ZeroOrMore,
  66          cl::init(' '));
  67
  68 static cl::opt<std::string>
  69 TargetTriple("mtriple", cl::desc("Override target triple for module"));
  70
  71 static cl::opt<std::string>
  72 MArch("march", cl::desc("Architecture to generate code for (see --version)"));
  73
  74 static cl::opt<std::string>
  75 MCPU("mcpu",
  76   cl::desc("Target a specific cpu type (-mcpu=help for details)"),
  77   cl::value_desc("cpu-name"),
  78   cl::init(""));
  79
  80 static cl::list<std::string>
  81 MAttrs("mattr",
  82   cl::CommaSeparated,
  83   cl::desc("Target specific attributes (-mattr=help for details)"),
  84   cl::value_desc("a1,+a2,-a3,..."));
  85
  86 cl::opt<TargetMachine::CodeGenFileType>
  87 FileType("filetype", cl::init(TargetMachine::CGFT_AssemblyFile),
  88   cl::desc("Choose a file type (not all types are supported by all targets):"),
  89   cl::values(
  90        clEnumValN(TargetMachine::CGFT_AssemblyFile, "asm",
  91                   "Emit an assembly ('.s') file"),
  92        clEnumValN(TargetMachine::CGFT_ObjectFile, "obj",
  93                   "Emit a native object ('.o') file [experimental]"),
  94        clEnumValN(TargetMachine::CGFT_Null, "null",
  95                   "Emit nothing, for performance testing"),
  96        clEnumValEnd));
  97
  98 cl::opt<bool> NoVerify("disable-verify", cl::Hidden,
  99                        cl::desc("Do not verify input module"));
 100
 101
 102 static cl::opt<bool>
 103 DisableRedZone("disable-red-zone",
 104   cl::desc("Do not emit code that uses the red zone."),
 105   cl::init(false));
 106
 107 static cl::opt<bool>
 108 NoImplicitFloats("no-implicit-float",
 109   cl::desc("Don't generate implicit floating point instructions (x86-only)"),
 110   cl::init(false));
 111
 112 // GetFileNameRoot - Helper function to get the basename of a filename.
 113 static inline std::string
 114 GetFileNameRoot(const std::string &InputFilename) {
 115   std::string IFN = InputFilename;
 116   std::string outputFilename;
 117   int Len = IFN.length();
 118   if ((Len > 2) &&
 119       IFN[Len-3] == '.' &&
 120       ((IFN[Len-2] == 'b' && IFN[Len-1] == 'c') ||
 121        (IFN[Len-2] == 'l' && IFN[Len-1] == 'l'))) {
 122     outputFilename = std::string(IFN.begin(), IFN.end()-3); // s/.bc/.s/
 123   } else {
 124     outputFilename = IFN;
 125   }
 126   return outputFilename;
 127 }
 128
 129 static formatted_raw_ostream *GetOutputStream(const char *TargetName,
 130                                               const char *ProgName) {
 131   if (OutputFilename != "") {
 132     if (OutputFilename == "-")
 133       return &fouts();
 134
 135     // Make sure that the Out file gets unlinked from the disk if we get a
 136     // SIGINT
 137     sys::RemoveFileOnSignal(sys::Path(OutputFilename));
 138
 139     std::string error;
 140     raw_fd_ostream *FDOut =
 141       new raw_fd_ostream(OutputFilename.c_str(), error,
 142                          raw_fd_ostream::F_Binary);
 143     if (!error.empty()) {
 144       errs() << error << '\n';
 145       delete FDOut;
 146       return 0;
 147     }
 148     formatted_raw_ostream *Out =
 149       new formatted_raw_ostream(*FDOut, formatted_raw_ostream::DELETE_STREAM);
 150
 151     return Out;
 152   }
 153
 154   if (InputFilename == "-") {
 155     OutputFilename = "-";
 156     return &fouts();
 157   }
 158
 159   OutputFilename = GetFileNameRoot(InputFilename);
 160
 161   bool Binary = false;
 162   switch (FileType) {
 163   default: assert(0 && "Unknown file type");
 164   case TargetMachine::CGFT_AssemblyFile:
 165     if (TargetName[0] == 'c') {
 166       if (TargetName[1] == 0)
 167         OutputFilename += ".cbe.c";
 168       else if (TargetName[1] == 'p' && TargetName[2] == 'p')
 169         OutputFilename += ".cpp";
 170       else
 171         OutputFilename += ".s";
 172     } else
 173       OutputFilename += ".s";
 174     break;
 175   case TargetMachine::CGFT_ObjectFile:
 176     OutputFilename += ".o";
 177     Binary = true;
 178     break;
 179   case TargetMachine::CGFT_Null:
 180     OutputFilename += ".null";
 181     Binary = true;
 182     break;
 183   }
 184
 185   // Make sure that the Out file gets unlinked from the disk if we get a
 186   // SIGINT
 187   sys::RemoveFileOnSignal(sys::Path(OutputFilename));
 188
 189   std::string error;
 190   unsigned OpenFlags = 0;
 191   if (Binary) OpenFlags |= raw_fd_ostream::F_Binary;
 192   raw_fd_ostream *FDOut = new raw_fd_ostream(OutputFilename.c_str(), error,
 193                                              OpenFlags);
 194   if (!error.empty()) {
 195     errs() << error << '\n';
 196     delete FDOut;
 197     return 0;
 198   }
 199
 200   formatted_raw_ostream *Out =
 201     new formatted_raw_ostream(*FDOut, formatted_raw_ostream::DELETE_STREAM);
 202
 203   return Out;
 204 }
 205
 206 // main - Entry point for the llc compiler.
 207 //
 208 int main(int argc, char **argv) {
 209   sys::PrintStackTraceOnErrorSignal();
 210   PrettyStackTraceProgram X(argc, argv);
 211
 212   // Enable debug stream buffering.
 213   EnableDebugBuffering = true;
 214
 215   LLVMContext &Context = getGlobalContext();
 216   llvm_shutdown_obj Y;  // Call llvm_shutdown() on exit.
 217
 218   // Initialize targets first, so that --version shows registered targets.
 219   InitializeAllTargets();
 220   InitializeAllAsmPrinters();
 221
 222   cl::ParseCommandLineOptions(argc, argv, "llvm system compiler\n");
 223
 224   // Load the module to be compiled...
 225   SMDiagnostic Err;
 226   std::auto_ptr<Module> M;
 227
 228   M.reset(ParseIRFile(InputFilename, Err, Context));
 229   if (M.get() == 0) {
 230     Err.Print(argv[0], errs());
 231     return 1;
 232   }
 233   Module &mod = *M.get();
 234
 235   // If we are supposed to override the target triple, do so now.
 236   if (!TargetTriple.empty())
 237     mod.setTargetTriple(TargetTriple);
 238
 239   Triple TheTriple(mod.getTargetTriple());
 240   if (TheTriple.getTriple().empty())
 241     TheTriple.setTriple(sys::getHostTriple());
 242
 243   // Allocate target machine.  First, check whether the user has explicitly
 244   // specified an architecture to compile for. If so we have to look it up by
 245   // name, because it might be a backend that has no mapping to a target triple.
 246   const Target *TheTarget = 0;
 247   if (!MArch.empty()) {
 248     for (TargetRegistry::iterator it = TargetRegistry::begin(),
 249            ie = TargetRegistry::end(); it != ie; ++it) {
 250       if (MArch == it->getName()) {
 251         TheTarget = &*it;
 252         break;
 253       }
 254     }
 255
 256     if (!TheTarget) {
 257       errs() << argv[0] << ": error: invalid target '" << MArch << "'.\n";
 258       return 1;
 259     }
 260
 261     // Adjust the triple to match (if known), otherwise stick with the
 262     // module/host triple.
 263     Triple::ArchType Type = Triple::getArchTypeForLLVMName(MArch);
 264     if (Type != Triple::UnknownArch)
 265       TheTriple.setArch(Type);
 266   } else {
 267     std::string Err;
 268     TheTarget = TargetRegistry::lookupTarget(TheTriple.getTriple(), Err);
 269     if (TheTarget == 0) {
 270       errs() << argv[0] << ": error auto-selecting target for module '"
 271              << Err << "'.  Please use the -march option to explicitly "
 272              << "pick a target.\n";
 273       return 1;
 274     }
 275   }
 276
 277   // Package up features to be passed to target/subtarget
 278   std::string FeaturesStr;
 279   if (MCPU.size() || MAttrs.size()) {
 280     SubtargetFeatures Features;
 281     Features.setCPU(MCPU);
 282     for (unsigned i = 0; i != MAttrs.size(); ++i)
 283       Features.AddFeature(MAttrs[i]);
 284     FeaturesStr = Features.getString();
 285   }
 286
 287   std::auto_ptr<TargetMachine>
 288     target(TheTarget->createTargetMachine(TheTriple.getTriple(), FeaturesStr));
 289   assert(target.get() && "Could not allocate target machine!");
 290   TargetMachine &Target = *target.get();
 291
 292   // Figure out where we are going to send the output...
 293   formatted_raw_ostream *Out = GetOutputStream(TheTarget->getName(), argv[0]);
 294   if (Out == 0) return 1;
 295
 296   CodeGenOpt::Level OLvl = CodeGenOpt::Default;
 297   switch (OptLevel) {
 298   default:
 299     errs() << argv[0] << ": invalid optimization level.\n";
 300     return 1;
 301   case ' ': break;
 302   case '0': OLvl = CodeGenOpt::None; break;
 303   case '1': OLvl = CodeGenOpt::Less; break;
 304   case '2': OLvl = CodeGenOpt::Default; break;
 305   case '3': OLvl = CodeGenOpt::Aggressive; break;
 306   }
 307
 308   // If this target requires addPassesToEmitWholeFile, do it now.  This is
 309   // used by strange things like the C backend.
 310   if (Target.WantsWholeFile()) {
 311     PassManager PM;
 312
 313     // Add the target data from the target machine, if it exists, or the module.
 314     if (const TargetData *TD = Target.getTargetData())
 315       PM.add(new TargetData(*TD));
 316     else
 317       PM.add(new TargetData(&mod));
 318
 319     if (!NoVerify)
 320       PM.add(createVerifierPass());
 321
 322     // Ask the target to add backend passes as necessary.
 323     if (Target.addPassesToEmitWholeFile(PM, *Out, FileType, OLvl)) {
 324       errs() << argv[0] << ": target does not support generation of this"
 325              << " file type!\n";
 326       if (Out != &fouts()) delete Out;
 327       // And the Out file is empty and useless, so remove it now.
 328       sys::Path(OutputFilename).eraseFromDisk();
 329       return 1;
 330     }
 331     PM.run(mod);
 332   } else {
 333     // Build up all of the passes that we want to do to the module.
 334     FunctionPassManager Passes(M.get());
 335
 336     // Add the target data from the target machine, if it exists, or the module.
 337     if (const TargetData *TD = Target.getTargetData())
 338       Passes.add(new TargetData(*TD));
 339     else
 340       Passes.add(new TargetData(&mod));
 341
 342 #ifndef NDEBUG
 343     if (!NoVerify)
 344       Passes.add(createVerifierPass());
 345 #endif
 346
 347     // Override default to generate verbose assembly.
 348     Target.setAsmVerbosityDefault(true);
 349
 350     if (Target.addPassesToEmitFile(Passes, *Out, FileType, OLvl)) {
 351       errs() << argv[0] << ": target does not support generation of this"
 352              << " file type!\n";
 353       if (Out != &fouts()) delete Out;
 354       // And the Out file is empty and useless, so remove it now.
 355       sys::Path(OutputFilename).eraseFromDisk();
 356       return 1;
 357     }
 358
 359     Passes.doInitialization();
 360
 361     // Run our queue of passes all at once now, efficiently.
 362     // TODO: this could lazily stream functions out of the module.
 363     for (Module::iterator I = mod.begin(), E = mod.end(); I != E; ++I)
 364       if (!I->isDeclaration()) {
 365         if (DisableRedZone)
 366           I->addFnAttr(Attribute::NoRedZone);
 367         if (NoImplicitFloats)
 368           I->addFnAttr(Attribute::NoImplicitFloat);
 369         Passes.run(*I);
 370       }
 371
 372     Passes.doFinalization();
 373   }
 374
 375   // Delete the ostream if it's not a stdout stream
 376   if (Out != &fouts()) delete Out;
 377
 378   return 0;
 379 }