tools/llvmc2/CompilationGraph.cpp

   1 //===--- CompilationGraph.cpp - The LLVM Compiler Driver --------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open
   6 // Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 //  Compilation graph - implementation.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "CompilationGraph.h"
  15
  16 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  17 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  18 #include "llvm/Support/DOTGraphTraits.h"
  19 #include "llvm/Support/GraphWriter.h"
  20
  21 #include <algorithm>
  22 #include <iterator>
  23 #include <limits>
  24 #include <queue>
  25 #include <stdexcept>
  26
  27 using namespace llvm;
  28 using namespace llvmc;
  29
  30 extern cl::list<std::string> InputFilenames;
  31 extern cl::opt<std::string> OutputFilename;
  32 extern cl::list<std::string> Languages;
  33
  34 namespace {
  35
  36   // Return the edge with the maximum weight.
  37   template <class C>
  38   const Edge* ChooseEdge(const C& EdgesContainer,
  39                          const InputLanguagesSet& InLangs,
  40                          const std::string& NodeName = "root") {
  41     const Edge* MaxEdge = 0;
  42     unsigned MaxWeight = 0;
  43     bool SingleMax = true;
  44
  45     for (typename C::const_iterator B = EdgesContainer.begin(),
  46            E = EdgesContainer.end(); B != E; ++B) {
  47       const Edge* E = B->getPtr();
  48       unsigned EW = E->Weight(InLangs);
  49       if (EW > MaxWeight) {
  50         MaxEdge = E;
  51         MaxWeight = EW;
  52         SingleMax = true;
  53       }
  54       else if (EW == MaxWeight) {
  55         SingleMax = false;
  56       }
  57     }
  58
  59     if (!SingleMax)
  60       throw std::runtime_error("Node " + NodeName +
  61                                ": multiple maximal outward edges found!"
  62                                " Most probably a specification error.");
  63     if (!MaxEdge)
  64       throw std::runtime_error("Node " + NodeName +
  65                                ": no maximal outward edge found!"
  66                                " Most probably a specification error.");
  67     return MaxEdge;
  68   }
  69
  70 }
  71
  72 CompilationGraph::CompilationGraph() {
  73   NodesMap["root"] = Node(this);
  74 }
  75
  76 Node& CompilationGraph::getNode(const std::string& ToolName) {
  77   nodes_map_type::iterator I = NodesMap.find(ToolName);
  78   if (I == NodesMap.end())
  79     throw std::runtime_error("Node " + ToolName + " is not in the graph");
  80   return I->second;
  81 }
  82
  83 const Node& CompilationGraph::getNode(const std::string& ToolName) const {
  84   nodes_map_type::const_iterator I = NodesMap.find(ToolName);
  85   if (I == NodesMap.end())
  86     throw std::runtime_error("Node " + ToolName + " is not in the graph!");
  87   return I->second;
  88 }
  89
  90 // Find the language name corresponding to the given file.
  91 const std::string& CompilationGraph::getLanguage(const sys::Path& File) const {
  92   LanguageMap::const_iterator Lang = ExtsToLangs.find(File.getSuffix());
  93   if (Lang == ExtsToLangs.end())
  94     throw std::runtime_error("Unknown suffix: " + File.getSuffix() + '!');
  95   return Lang->second;
  96 }
  97
  98 // Find the tools list corresponding to the given language name.
  99 const CompilationGraph::tools_vector_type&
 100 CompilationGraph::getToolsVector(const std::string& LangName) const
 101 {
 102   tools_map_type::const_iterator I = ToolsMap.find(LangName);
 103   if (I == ToolsMap.end())
 104     throw std::runtime_error("No tool corresponding to the language "
 105                              + LangName + "found!");
 106   return I->second;
 107 }
 108
 109 void CompilationGraph::insertNode(Tool* V) {
 110   if (NodesMap.count(V->Name()) == 0) {
 111     Node N;
 112     N.OwningGraph = this;
 113     N.ToolPtr = V;
 114     NodesMap[V->Name()] = N;
 115   }
 116 }
 117
 118 void CompilationGraph::insertEdge(const std::string& A, Edge* E) {
 119   Node& B = getNode(E->ToolName());
 120   if (A == "root") {
 121     const std::string& InputLanguage = B.ToolPtr->InputLanguage();
 122     ToolsMap[InputLanguage].push_back(IntrusiveRefCntPtr<Edge>(E));
 123     NodesMap["root"].AddEdge(E);
 124   }
 125   else {
 126     Node& N = getNode(A);
 127     N.AddEdge(E);
 128   }
 129   // Increase the inward edge counter.
 130   B.IncrInEdges();
 131 }
 132
 133 namespace {
 134   sys::Path MakeTempFile(const sys::Path& TempDir, const std::string& BaseName,
 135                          const std::string& Suffix) {
 136     sys::Path Out = TempDir;
 137     Out.appendComponent(BaseName);
 138     Out.appendSuffix(Suffix);
 139     Out.makeUnique(true, NULL);
 140     return Out;
 141   }
 142 }
 143
 144 // Pass input file through the chain until we bump into a Join node or
 145 // a node that says that it is the last.
 146 void CompilationGraph::PassThroughGraph (const sys::Path& InFile,
 147                                          const Node* StartNode,
 148                                          const InputLanguagesSet& InLangs,
 149                                          const sys::Path& TempDir) const {
 150   bool Last = false;
 151   sys::Path In = InFile;
 152   const Node* CurNode = StartNode;
 153
 154   while(!Last) {
 155     sys::Path Out;
 156     Tool* CurTool = CurNode->ToolPtr.getPtr();
 157
 158     if (CurTool->IsJoin()) {
 159       JoinTool& JT = dynamic_cast<JoinTool&>(*CurTool);
 160       JT.AddToJoinList(In);
 161       break;
 162     }
 163
 164     // Since toolchains do not have to end with a Join node, we should
 165     // check if this Node is the last.
 166     if (!CurNode->HasChildren() || CurTool->IsLast()) {
 167       if (!OutputFilename.empty()) {
 168         Out.set(OutputFilename);
 169       }
 170       else {
 171         Out.set(In.getBasename());
 172         Out.appendSuffix(CurTool->OutputSuffix());
 173       }
 174       Last = true;
 175     }
 176     else {
 177       Out = MakeTempFile(TempDir, In.getBasename(), CurTool->OutputSuffix());
 178     }
 179
 180     if (CurTool->GenerateAction(In, Out).Execute() != 0)
 181       throw std::runtime_error("Tool returned error code!");
 182
 183     if (Last)
 184       return;
 185
 186     CurNode = &getNode(ChooseEdge(CurNode->OutEdges,
 187                                   InLangs,
 188                                   CurNode->Name())->ToolName());
 189     In = Out; Out.clear();
 190   }
 191 }
 192
 193 // Find the head of the toolchain corresponding to the given file.
 194 // Also, insert an input language into InLangs.
 195 const Node* CompilationGraph::
 196 FindToolChain(const sys::Path& In, const std::string* forceLanguage,
 197               InputLanguagesSet& InLangs) const {
 198
 199   // Determine the input language.
 200   const std::string& InLanguage =
 201     forceLanguage ? *forceLanguage : getLanguage(In);
 202
 203   // Add the current input language to the input language set.
 204   InLangs.insert(InLanguage);
 205
 206   // Find the toolchain for the input language.
 207   const tools_vector_type& TV = getToolsVector(InLanguage);
 208   if (TV.empty())
 209     throw std::runtime_error("No toolchain corresponding to language"
 210                              + InLanguage + " found!");
 211   return &getNode(ChooseEdge(TV, InLangs)->ToolName());
 212 }
 213
 214 // Helper function used by Build().
 215 // Traverses initial portions of the toolchains (up to the first Join node).
 216 // This function is also responsible for handling the -x option.
 217 void CompilationGraph::BuildInitial (InputLanguagesSet& InLangs,
 218                                      const sys::Path& TempDir) {
 219   // This is related to -x option handling.
 220   cl::list<std::string>::const_iterator xIter = Languages.begin(),
 221     xBegin = xIter, xEnd = Languages.end();
 222   bool xEmpty = true;
 223   const std::string* xLanguage = 0;
 224   unsigned xPos = 0, xPosNext = 0, filePos = 0;
 225
 226   if (xIter != xEnd) {
 227     xEmpty = false;
 228     xPos = Languages.getPosition(xIter - xBegin);
 229     cl::list<std::string>::const_iterator xNext = llvm::next(xIter);
 230     xPosNext = (xNext == xEnd) ? std::numeric_limits<unsigned>::max()
 231       : Languages.getPosition(xNext - xBegin);
 232     xLanguage = (*xIter == "none") ? 0 : &(*xIter);
 233   }
 234
 235   // For each input file:
 236   for (cl::list<std::string>::const_iterator B = InputFilenames.begin(),
 237          CB = B, E = InputFilenames.end(); B != E; ++B) {
 238     sys::Path In = sys::Path(*B);
 239
 240     // Code for handling the -x option.
 241     // Output: std::string* xLanguage (can be NULL).
 242     if (!xEmpty) {
 243       filePos = InputFilenames.getPosition(B - CB);
 244
 245       if (xPos < filePos) {
 246         if (filePos < xPosNext) {
 247           xLanguage = (*xIter == "none") ? 0 : &(*xIter);
 248         }
 249         else { // filePos >= xPosNext
 250           // Skip xIters while filePos > xPosNext
 251           while (filePos > xPosNext) {
 252             ++xIter;
 253             xPos = xPosNext;
 254
 255             cl::list<std::string>::const_iterator xNext = llvm::next(xIter);
 256             if (xNext == xEnd)
 257               xPosNext = std::numeric_limits<unsigned>::max();
 258             else
 259               xPosNext = Languages.getPosition(xNext - xBegin);
 260             xLanguage = (*xIter == "none") ? 0 : &(*xIter);
 261           }
 262         }
 263       }
 264     }
 265
 266     // Find the toolchain corresponding to this file.
 267     const Node* N = FindToolChain(In, xLanguage, InLangs);
 268     // Pass file through the chain starting at head.
 269     PassThroughGraph(In, N, InLangs, TempDir);
 270   }
 271 }
 272
 273 // Sort the nodes in topological order.
 274 void CompilationGraph::TopologicalSort(std::vector<const Node*>& Out) {
 275   std::queue<const Node*> Q;
 276   Q.push(&getNode("root"));
 277
 278   while (!Q.empty()) {
 279     const Node* A = Q.front();
 280     Q.pop();
 281     Out.push_back(A);
 282     for (Node::const_iterator EB = A->EdgesBegin(), EE = A->EdgesEnd();
 283          EB != EE; ++EB) {
 284       Node* B = &getNode((*EB)->ToolName());
 285       B->DecrInEdges();
 286       if (B->HasNoInEdges())
 287         Q.push(B);
 288     }
 289   }
 290 }
 291
 292 namespace {
 293   bool NotJoinNode(const Node* N) {
 294     return N->ToolPtr ? !N->ToolPtr->IsJoin() : true;
 295   }
 296 }
 297
 298 // Call TopologicalSort and filter the resulting list to include
 299 // only Join nodes.
 300 void CompilationGraph::
 301 TopologicalSortFilterJoinNodes(std::vector<const Node*>& Out) {
 302   std::vector<const Node*> TopSorted;
 303   TopologicalSort(TopSorted);
 304   std::remove_copy_if(TopSorted.begin(), TopSorted.end(),
 305                       std::back_inserter(Out), NotJoinNode);
 306 }
 307
 308 // Build the targets. Command-line options are accessed through global
 309 // variables.
 310 int CompilationGraph::Build (const sys::Path& TempDir) {
 311
 312   InputLanguagesSet InLangs;
 313
 314   // Traverse initial parts of the toolchains and fill in InLangs.
 315   BuildInitial(InLangs, TempDir);
 316
 317   std::vector<const Node*> JTV;
 318   TopologicalSortFilterJoinNodes(JTV);
 319
 320   // For all join nodes in topological order:
 321   for (std::vector<const Node*>::iterator B = JTV.begin(), E = JTV.end();
 322        B != E; ++B) {
 323
 324     sys::Path Out;
 325     const Node* CurNode = *B;
 326     JoinTool* JT = &dynamic_cast<JoinTool&>(*CurNode->ToolPtr.getPtr());
 327     bool IsLast = false;
 328
 329     // Are there any files in the join list?
 330     if (JT->JoinListEmpty())
 331       continue;
 332
 333     // Is this the last tool in the toolchain?
 334     // NOTE: we can process several toolchains in parallel.
 335     if (!CurNode->HasChildren() || JT->IsLast()) {
 336       if (OutputFilename.empty()) {
 337         Out.set("a");
 338         Out.appendSuffix(JT->OutputSuffix());
 339       }
 340       else
 341         Out.set(OutputFilename);
 342       IsLast = true;
 343     }
 344     else {
 345       Out = MakeTempFile(TempDir, "tmp", JT->OutputSuffix());
 346     }
 347
 348     if (JT->GenerateAction(Out).Execute() != 0)
 349       throw std::runtime_error("Tool returned error code!");
 350
 351     if (!IsLast) {
 352       const Node* NextNode =
 353         &getNode(ChooseEdge(CurNode->OutEdges, InLangs,
 354                             CurNode->Name())->ToolName());
 355       PassThroughGraph(Out, NextNode, InLangs, TempDir);
 356     }
 357   }
 358
 359   return 0;
 360 }
 361
 362 // Code related to graph visualization.
 363
 364 namespace llvm {
 365   template <>
 366   struct DOTGraphTraits<llvmc::CompilationGraph*>
 367     : public DefaultDOTGraphTraits
 368   {
 369
 370     template<typename GraphType>
 371     static std::string getNodeLabel(const Node* N, const GraphType&)
 372     {
 373       if (N->ToolPtr)
 374         if (N->ToolPtr->IsJoin())
 375           return N->Name() + "\n (join" +
 376             (N->HasChildren() ? ")"
 377              : std::string(": ") + N->ToolPtr->OutputLanguage() + ')');
 378         else
 379           return N->Name();
 380       else
 381         return "root";
 382     }
 383
 384     template<typename EdgeIter>
 385     static std::string getEdgeSourceLabel(const Node* N, EdgeIter I) {
 386       if (N->ToolPtr)
 387         return N->ToolPtr->OutputLanguage();
 388       else
 389         return I->ToolPtr->InputLanguage();
 390     }
 391   };
 392
 393 }
 394
 395 void CompilationGraph::writeGraph() {
 396   std::ofstream O("CompilationGraph.dot");
 397
 398   if (O.good()) {
 399     llvm::WriteGraph(this, "compilation-graph");
 400     O.close();
 401   }
 402   else {
 403     throw std::runtime_error("");
 404   }
 405 }
 406
 407 void CompilationGraph::viewGraph() {
 408   llvm::ViewGraph(this, "compilation-graph");
 409 }