Fix counting of Post-RA scheduling stalls. Improve debug output.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / StackProtector.cpp
index 4bbb357bc55fc705afc68d7582c185d14d7afcf3..9043b89e354e8650265295defe23e23d055bddc0 100644 (file)
 
 #define DEBUG_TYPE "stack-protector"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
+#include "llvm/Attributes.h"
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Function.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
+#include "llvm/Intrinsics.h"
 #include "llvm/Module.h"
 #include "llvm/Pass.h"
-#include "llvm/ADT/APInt.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Target/TargetData.h"
 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
 using namespace llvm;
 
-// Enable stack protectors.
+// SSPBufferSize - The lower bound for a buffer to be considered for stack
+// smashing protection.
 static cl::opt<unsigned>
 SSPBufferSize("stack-protector-buffer-size", cl::init(8),
-              cl::desc("The lower bound for a buffer to be considered for "
-                       "stack smashing protection."));
+              cl::desc("Lower bound for a buffer to be considered for "
+                       "stack protection"));
 
 namespace {
   class VISIBILITY_HIDDEN StackProtector : public FunctionPass {
-    /// Level - The level of stack protection.
-    SSP::StackProtectorLevel Level;
-
     /// TLI - Keep a pointer of a TargetLowering to consult for determining
     /// target type sizes.
     const TargetLowering *TLI;
 
-    /// FailBB - Holds the basic block to jump to when the stack protector check
-    /// fails.
-    BasicBlock *FailBB;
-
-    /// StackProtFrameSlot - The place on the stack that the stack protector
-    /// guard is kept.
-    AllocaInst *StackProtFrameSlot;
-
-    /// StackGuardVar - The global variable for the stack guard.
-    GlobalVariable *StackGuardVar;
-
     Function *F;
     Module *M;
 
-    /// InsertStackProtectorPrologue - Insert code into the entry block that
-    /// stores the __stack_chk_guard variable onto the stack.
-    void InsertStackProtectorPrologue();
-
-    /// InsertStackProtectorEpilogue - Insert code before the return
-    /// instructions checking the stack value that was stored in the
-    /// prologue. If it isn't the same as the original value, then call a
-    /// "failure" function.
-    void InsertStackProtectorEpilogue();
+    /// InsertStackProtectors - Insert code into the prologue and epilogue of
+    /// the function.
+    ///
+    ///  - The prologue code loads and stores the stack guard onto the stack.
+    ///  - The epilogue checks the value stored in the prologue against the
+    ///    original value. It calls __stack_chk_fail if they differ.
+    bool InsertStackProtectors();
 
     /// CreateFailBB - Create a basic block to jump to when the stack protector
     /// check fails.
-    void CreateFailBB();
+    BasicBlock *CreateFailBB();
 
     /// RequiresStackProtector - Check whether or not this function needs a
     /// stack protector based upon the stack protector level.
     bool RequiresStackProtector() const;
   public:
     static char ID;             // Pass identification, replacement for typeid.
-    StackProtector() : FunctionPass(&ID), Level(SSP::OFF), TLI(0), FailBB(0) {}
-    StackProtector(SSP::StackProtectorLevel lvl, const TargetLowering *tli)
-      : FunctionPass(&ID), Level(lvl), TLI(tli), FailBB(0) {}
+    StackProtector() : FunctionPass(&ID), TLI(0) {}
+    StackProtector(const TargetLowering *tli)
+      : FunctionPass(&ID), TLI(tli) {}
 
     virtual bool runOnFunction(Function &Fn);
   };
@@ -88,9 +74,8 @@ char StackProtector::ID = 0;
 static RegisterPass<StackProtector>
 X("stack-protector", "Insert stack protectors");
 
-FunctionPass *llvm::createStackProtectorPass(SSP::StackProtectorLevel lvl,
-                                             const TargetLowering *tli) {
-  return new StackProtector(lvl, tli);
+FunctionPass *llvm::createStackProtectorPass(const TargetLowering *tli) {
+  return new StackProtector(tli);
 }
 
 bool StackProtector::runOnFunction(Function &Fn) {
@@ -99,136 +84,141 @@ bool StackProtector::runOnFunction(Function &Fn) {
 
   if (!RequiresStackProtector()) return false;
   
-  InsertStackProtectorPrologue();
-  InsertStackProtectorEpilogue();
-
-  // Cleanup.
-  FailBB = 0;
-  StackProtFrameSlot = 0;
-  StackGuardVar = 0;
-  return true;
+  return InsertStackProtectors();
 }
 
-/// InsertStackProtectorPrologue - Insert code into the entry block that stores
-/// the __stack_chk_guard variable onto the stack.
-void StackProtector::InsertStackProtectorPrologue() {
-  BasicBlock &Entry = F->getEntryBlock();
-  Instruction &InsertPt = Entry.front();
+/// RequiresStackProtector - Check whether or not this function needs a stack
+/// protector based upon the stack protector level. The heuristic we use is to
+/// add a guard variable to functions that call alloca, and functions with
+/// buffers larger than SSPBufferSize bytes.
+bool StackProtector::RequiresStackProtector() const {
+  if (F->hasFnAttr(Attribute::StackProtectReq))
+    return true;
 
-  const char *StackGuardStr = "__stack_chk_guard";
-  StackGuardVar = M->getNamedGlobal(StackGuardStr);
+  if (!F->hasFnAttr(Attribute::StackProtect))
+    return false;
 
-  if (!StackGuardVar)
-    StackGuardVar = new GlobalVariable(PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
-                                       false, GlobalValue::ExternalLinkage,
-                                       0, StackGuardStr, M);
+  const TargetData *TD = TLI->getTargetData();
+
+  for (Function::iterator I = F->begin(), E = F->end(); I != E; ++I) {
+    BasicBlock *BB = I;
+
+    for (BasicBlock::iterator
+           II = BB->begin(), IE = BB->end(); II != IE; ++II)
+      if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(II)) {
+        if (AI->isArrayAllocation())
+          // This is a call to alloca with a variable size. Emit stack
+          // protectors.
+          return true;
+
+        if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(AI->getAllocatedType()))
+          // If an array has more than SSPBufferSize bytes of allocated space,
+          // then we emit stack protectors.
+          if (SSPBufferSize <= TD->getTypeAllocSize(AT))
+            return true;
+      }
+  }
 
-  StackProtFrameSlot = new AllocaInst(PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
-                                      "StackProt_Frame", &InsertPt);
-  LoadInst *LI = new LoadInst(StackGuardVar, "StackGuard", false, &InsertPt);
-  new StoreInst(LI, StackProtFrameSlot, false, &InsertPt);
+  return false;
 }
 
-/// InsertStackProtectorEpilogue - Insert code before the return instructions
-/// checking the stack value that was stored in the prologue. If it isn't the
-/// same as the original value, then call a "failure" function.
-void StackProtector::InsertStackProtectorEpilogue() {
-  // Create the basic block to jump to when the guard check fails.
-  CreateFailBB();
-
-  Function::iterator I = F->begin(), E = F->end();
-  std::vector<BasicBlock*> ReturnBBs;
-  ReturnBBs.reserve(F->size());
-
-  for (; I != E; ++I)
-    if (isa<ReturnInst>(I->getTerminator()))
-      ReturnBBs.push_back(I);
-
-  if (ReturnBBs.empty()) return; // Odd, but could happen. . .
-
-  // Loop through the basic blocks that have return instructions. Convert this:
-  //
-  //   return:
-  //     ...
-  //     ret ...
-  //
-  // into this:
-  //
-  //   return:
-  //     ...
-  //     %1 = load __stack_chk_guard
-  //     %2 = load <stored stack guard>
-  //     %3 = cmp i1 %1, %2
-  //     br i1 %3, label %SPRet, label %CallStackCheckFailBlk
-  //
-  //   SPRet:
-  //     ret ...
-  //
-  //   CallStackCheckFailBlk:
-  //     call void @__stack_chk_fail()
-  //     unreachable
-  //
-  for (std::vector<BasicBlock*>::iterator
-         II = ReturnBBs.begin(), IE = ReturnBBs.end(); II != IE; ++II) {
-    BasicBlock *BB = *II;
-    ReturnInst *RI = cast<ReturnInst>(BB->getTerminator());
-    Function::iterator InsPt = BB; ++InsPt; // Insertion point for new BB.
-
-    BasicBlock *NewBB = BasicBlock::Create("SPRet", F, InsPt);
-
-    // Move the return instruction into the new basic block.
-    RI->removeFromParent();
-    NewBB->getInstList().insert(NewBB->begin(), RI);
-
-    LoadInst *LI2 = new LoadInst(StackGuardVar, "", false, BB);
-    LoadInst *LI1 = new LoadInst(StackProtFrameSlot, "", true, BB);
-    ICmpInst *Cmp = new ICmpInst(CmpInst::ICMP_EQ, LI1, LI2, "", BB);
+/// InsertStackProtectors - Insert code into the prologue and epilogue of the
+/// function.
+///
+///  - The prologue code loads and stores the stack guard onto the stack.
+///  - The epilogue checks the value stored in the prologue against the original
+///    value. It calls __stack_chk_fail if they differ.
+bool StackProtector::InsertStackProtectors() {
+  BasicBlock *FailBB = 0;       // The basic block to jump to if check fails.
+  AllocaInst *AI = 0;           // Place on stack that stores the stack guard.
+  Constant *StackGuardVar = 0;  // The stack guard variable.
+
+  for (Function::iterator I = F->begin(), E = F->end(); I != E; ) {
+    BasicBlock *BB = I++;
+
+    ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator());
+    if (!RI) continue;
+
+    if (!FailBB) {
+      // Insert code into the entry block that stores the __stack_chk_guard
+      // variable onto the stack:
+      //
+      //   entry:
+      //     StackGuardSlot = alloca i8*
+      //     StackGuard = load __stack_chk_guard
+      //     call void @llvm.stackprotect.create(StackGuard, StackGuardSlot)
+      // 
+      PointerType *PtrTy = PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty);
+      StackGuardVar = M->getOrInsertGlobal("__stack_chk_guard", PtrTy);
+
+      BasicBlock &Entry = F->getEntryBlock();
+      Instruction *InsPt = &Entry.front();
+
+      AI = new AllocaInst(PtrTy, "StackGuardSlot", InsPt);
+      LoadInst *LI = new LoadInst(StackGuardVar, "StackGuard", false, InsPt);
+
+      Value *Args[] = { LI, AI };
+      CallInst::
+        Create(Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::stackprotector),
+               &Args[0], array_endof(Args), "", InsPt);
+
+      // Create the basic block to jump to when the guard check fails.
+      FailBB = CreateFailBB();
+    }
+
+    // For each block with a return instruction, convert this:
+    //
+    //   return:
+    //     ...
+    //     ret ...
+    //
+    // into this:
+    //
+    //   return:
+    //     ...
+    //     %1 = load __stack_chk_guard
+    //     %2 = load StackGuardSlot
+    //     %3 = cmp i1 %1, %2
+    //     br i1 %3, label %SP_return, label %CallStackCheckFailBlk
+    //
+    //   SP_return:
+    //     ret ...
+    //
+    //   CallStackCheckFailBlk:
+    //     call void @__stack_chk_fail()
+    //     unreachable
+
+    // Split the basic block before the return instruction.
+    BasicBlock *NewBB = BB->splitBasicBlock(RI, "SP_return");
+
+    // Remove default branch instruction to the new BB.
+    BB->getTerminator()->eraseFromParent();
+
+    // Move the newly created basic block to the point right after the old basic
+    // block so that it's in the "fall through" position.
+    NewBB->moveAfter(BB);
+
+    // Generate the stack protector instructions in the old basic block.
+    LoadInst *LI1 = new LoadInst(StackGuardVar, "", false, BB);
+    LoadInst *LI2 = new LoadInst(AI, "", true, BB);
+    ICmpInst *Cmp = new ICmpInst(*BB, CmpInst::ICMP_EQ, LI1, LI2, "");
     BranchInst::Create(NewBB, FailBB, Cmp, BB);
   }
+
+  // Return if we didn't modify any basic blocks. I.e., there are no return
+  // statements in the function.
+  if (!FailBB) return false;
+
+  return true;
 }
 
 /// CreateFailBB - Create a basic block to jump to when the stack protector
 /// check fails.
-void StackProtector::CreateFailBB() {
-  assert(!FailBB && "Failure basic block already created?!");
-  FailBB = BasicBlock::Create("CallStackCheckFailBlk", F);
-  std::vector<const Type*> Params;
+BasicBlock *StackProtector::CreateFailBB() {
+  BasicBlock *FailBB = BasicBlock::Create("CallStackCheckFailBlk", F);
   Constant *StackChkFail =
     M->getOrInsertFunction("__stack_chk_fail", Type::VoidTy, NULL);
   CallInst::Create(StackChkFail, "", FailBB);
   new UnreachableInst(FailBB);
-}
-
-/// RequiresStackProtector - Check whether or not this function needs a stack
-/// protector based upon the stack protector level.
-bool StackProtector::RequiresStackProtector() const {
-  switch (Level) {
-  default: return false;
-  case SSP::ALL: return true;
-  case SSP::SOME: {
-    // If the size of the local variables allocated on the stack is greater than
-    // SSPBufferSize, then we require a stack protector.
-    uint64_t StackSize = 0;
-    const TargetData *TD = TLI->getTargetData();
-
-    for (Function::iterator I = F->begin(), E = F->end(); I != E; ++I) {
-      BasicBlock *BB = I;
-
-      for (BasicBlock::iterator
-             II = BB->begin(), IE = BB->end(); II != IE; ++II)
-        if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(II)) {
-          if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(AI->getArraySize())) {
-            uint64_t Bytes = TD->getTypeSizeInBits(AI->getAllocatedType()) / 8;
-            const APInt &Size = CI->getValue();
-            StackSize += Bytes * Size.getZExtValue();
-
-            if (SSPBufferSize <= StackSize)
-              return true;
-          }
-        }
-    }
-
-    return false;
-  }
-  }
+  return FailBB;
 }