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 to allow files to be read with
  37 // MapInFilePages.
  38 #ifndef S_ISREG
  39 #define S_ISREG(x) (1)
  40 #endif
  41 #ifndef S_ISBLK
  42 #define S_ISBLK(x) (0)
  43 #endif
  44 #endif
  45 #include <fcntl.h>
  46 using namespace llvm;
  47
  48 //===----------------------------------------------------------------------===//
  49 // MemoryBuffer implementation itself.
  50 //===----------------------------------------------------------------------===//
  51
  52 MemoryBuffer::~MemoryBuffer() { }
  53
  54 /// init - Initialize this MemoryBuffer as a reference to externally allocated
  55 /// memory, memory that we know is already null terminated.
  56 void MemoryBuffer::init(const char *BufStart, const char *BufEnd,
  57                         bool RequiresNullTerminator) {
  58   assert((!RequiresNullTerminator || BufEnd[0] == 0) &&
  59          "Buffer is not null terminated!");
  60   BufferStart = BufStart;
  61   BufferEnd = BufEnd;
  62 }
  63
  64 //===----------------------------------------------------------------------===//
  65 // MemoryBufferMem implementation.
  66 //===----------------------------------------------------------------------===//
  67
  68 /// CopyStringRef - Copies contents of a StringRef into a block of memory and
  69 /// null-terminates it.
  70 static void CopyStringRef(char *Memory, StringRef Data) {
  71   memcpy(Memory, Data.data(), Data.size());
  72   Memory[Data.size()] = 0; // Null terminate string.
  73 }
  74
  75 /// GetNamedBuffer - Allocates a new MemoryBuffer with Name copied after it.
  76 template <typename T>
  77 static T *GetNamedBuffer(StringRef Buffer, StringRef Name,
  78                          bool RequiresNullTerminator) {
  79   char *Mem = static_cast<char*>(operator new(sizeof(T) + Name.size() + 1));
  80   CopyStringRef(Mem + sizeof(T), Name);
  81   return new (Mem) T(Buffer, RequiresNullTerminator);
  82 }
  83
  84 namespace {
  85 /// MemoryBufferMem - Named MemoryBuffer pointing to a block of memory.
  86 class MemoryBufferMem : public MemoryBuffer {
  87 public:
  88   MemoryBufferMem(StringRef InputData, bool RequiresNullTerminator) {
  89     init(InputData.begin(), InputData.end(), RequiresNullTerminator);
  90   }
  91
  92   virtual const char *getBufferIdentifier() const LLVM_OVERRIDE {
  93      // The name is stored after the class itself.
  94     return reinterpret_cast<const char*>(this + 1);
  95   }
  96
  97   virtual BufferKind getBufferKind() const LLVM_OVERRIDE {
  98     return MemoryBuffer_Malloc;
  99   }
 100 };
 101 }
 102
 103 /// getMemBuffer - Open the specified memory range as a MemoryBuffer.  Note
 104 /// that InputData must be a null terminated if RequiresNullTerminator is true!
 105 MemoryBuffer *MemoryBuffer::getMemBuffer(StringRef InputData,
 106                                          StringRef BufferName,
 107                                          bool RequiresNullTerminator) {
 108   return GetNamedBuffer<MemoryBufferMem>(InputData, BufferName,
 109                                          RequiresNullTerminator);
 110 }
 111
 112 /// getMemBufferCopy - Open the specified memory range as a MemoryBuffer,
 113 /// copying the contents and taking ownership of it.  This has no requirements
 114 /// on EndPtr[0].
 115 MemoryBuffer *MemoryBuffer::getMemBufferCopy(StringRef InputData,
 116                                              StringRef BufferName) {
 117   MemoryBuffer *Buf = getNewUninitMemBuffer(InputData.size(), BufferName);
 118   if (!Buf) return 0;
 119   memcpy(const_cast<char*>(Buf->getBufferStart()), InputData.data(),
 120          InputData.size());
 121   return Buf;
 122 }
 123
 124 /// getNewUninitMemBuffer - Allocate a new MemoryBuffer of the specified size
 125 /// that is not initialized.  Note that the caller should initialize the
 126 /// memory allocated by this method.  The memory is owned by the MemoryBuffer
 127 /// object.
 128 MemoryBuffer *MemoryBuffer::getNewUninitMemBuffer(size_t Size,
 129                                                   StringRef BufferName) {
 130   // Allocate space for the MemoryBuffer, the data and the name. It is important
 131   // that MemoryBuffer and data are aligned so PointerIntPair works with them.
 132   size_t AlignedStringLen =
 133     RoundUpToAlignment(sizeof(MemoryBufferMem) + BufferName.size() + 1,
 134                        sizeof(void*)); // TODO: Is sizeof(void*) enough?
 135   size_t RealLen = AlignedStringLen + Size + 1;
 136   char *Mem = static_cast<char*>(operator new(RealLen, std::nothrow));
 137   if (!Mem) return 0;
 138
 139   // The name is stored after the class itself.
 140   CopyStringRef(Mem + sizeof(MemoryBufferMem), BufferName);
 141
 142   // The buffer begins after the name and must be aligned.
 143   char *Buf = Mem + AlignedStringLen;
 144   Buf[Size] = 0; // Null terminate buffer.
 145
 146   return new (Mem) MemoryBufferMem(StringRef(Buf, Size), true);
 147 }
 148
 149 /// getNewMemBuffer - Allocate a new MemoryBuffer of the specified size that
 150 /// is completely initialized to zeros.  Note that the caller should
 151 /// initialize the memory allocated by this method.  The memory is owned by
 152 /// the MemoryBuffer object.
 153 MemoryBuffer *MemoryBuffer::getNewMemBuffer(size_t Size, StringRef BufferName) {
 154   MemoryBuffer *SB = getNewUninitMemBuffer(Size, BufferName);
 155   if (!SB) return 0;
 156   memset(const_cast<char*>(SB->getBufferStart()), 0, Size);
 157   return SB;
 158 }
 159
 160
 161 /// getFileOrSTDIN - Open the specified file as a MemoryBuffer, or open stdin
 162 /// if the Filename is "-".  If an error occurs, this returns null and fills
 163 /// in *ErrStr with a reason.  If stdin is empty, this API (unlike getSTDIN)
 164 /// returns an empty buffer.
 165 error_code MemoryBuffer::getFileOrSTDIN(StringRef Filename,
 166                                         OwningPtr<MemoryBuffer> &result,
 167                                         int64_t FileSize) {
 168   if (Filename == "-")
 169     return getSTDIN(result);
 170   return getFile(Filename, result, FileSize);
 171 }
 172
 173 error_code MemoryBuffer::getFileOrSTDIN(const char *Filename,
 174                                         OwningPtr<MemoryBuffer> &result,
 175                                         int64_t FileSize) {
 176   if (strcmp(Filename, "-") == 0)
 177     return getSTDIN(result);
 178   return getFile(Filename, result, FileSize);
 179 }
 180
 181 //===----------------------------------------------------------------------===//
 182 // MemoryBuffer::getFile implementation.
 183 //===----------------------------------------------------------------------===//
 184
 185 namespace {
 186 /// MemoryBufferMMapFile - This represents a file that was mapped in with the
 187 /// sys::Path::MapInFilePages method.  When destroyed, it calls the
 188 /// sys::Path::UnMapFilePages method.
 189 class MemoryBufferMMapFile : public MemoryBufferMem {
 190 public:
 191   MemoryBufferMMapFile(StringRef Buffer, bool RequiresNullTerminator)
 192     : MemoryBufferMem(Buffer, RequiresNullTerminator) { }
 193
 194   ~MemoryBufferMMapFile() {
 195     static int PageSize = sys::process::get_self()->page_size();
 196
 197     uintptr_t Start = reinterpret_cast<uintptr_t>(getBufferStart());
 198     size_t Size = getBufferSize();
 199     uintptr_t RealStart = Start & ~(PageSize - 1);
 200     size_t RealSize = Size + (Start - RealStart);
 201
 202     sys::Path::UnMapFilePages(reinterpret_cast<const char*>(RealStart),
 203                               RealSize);
 204   }
 205
 206   virtual BufferKind getBufferKind() const LLVM_OVERRIDE {
 207     return MemoryBuffer_MMap;
 208   }
 209 };
 210 }
 211
 212 static error_code getMemoryBufferForStream(int FD,
 213                                            StringRef BufferName,
 214                                            OwningPtr<MemoryBuffer> &result) {
 215   const ssize_t ChunkSize = 4096*4;
 216   SmallString<ChunkSize> Buffer;
 217   ssize_t ReadBytes;
 218   // Read into Buffer until we hit EOF.
 219   do {
 220     Buffer.reserve(Buffer.size() + ChunkSize);
 221     ReadBytes = read(FD, Buffer.end(), ChunkSize);
 222     if (ReadBytes == -1) {
 223       if (errno == EINTR) continue;
 224       return error_code(errno, posix_category());
 225     }
 226     Buffer.set_size(Buffer.size() + ReadBytes);
 227   } while (ReadBytes != 0);
 228
 229   result.reset(MemoryBuffer::getMemBufferCopy(Buffer, BufferName));
 230   return error_code::success();
 231 }
 232
 233 error_code MemoryBuffer::getFile(StringRef Filename,
 234                                  OwningPtr<MemoryBuffer> &result,
 235                                  int64_t FileSize,
 236                                  bool RequiresNullTerminator) {
 237   // Ensure the path is null terminated.
 238   SmallString<256> PathBuf(Filename.begin(), Filename.end());
 239   return MemoryBuffer::getFile(PathBuf.c_str(), result, FileSize,
 240                                RequiresNullTerminator);
 241 }
 242
 243 error_code MemoryBuffer::getFile(const char *Filename,
 244                                  OwningPtr<MemoryBuffer> &result,
 245                                  int64_t FileSize,
 246                                  bool RequiresNullTerminator) {
 247   // First check that the "file" is not a directory
 248   bool is_dir = false;
 249   error_code err = sys::fs::is_directory(Filename, is_dir);
 250   if (err)
 251     return err;
 252   if (is_dir)
 253     return make_error_code(errc::is_a_directory);
 254
 255   int OpenFlags = O_RDONLY;
 256 #ifdef O_BINARY
 257   OpenFlags |= O_BINARY;  // Open input file in binary mode on win32.
 258 #endif
 259   int FD = ::open(Filename, OpenFlags);
 260   if (FD == -1)
 261     return error_code(errno, posix_category());
 262
 263   error_code ret = getOpenFile(FD, Filename, result, FileSize, FileSize,
 264                                0, RequiresNullTerminator);
 265   close(FD);
 266   return ret;
 267 }
 268
 269 static bool shouldUseMmap(int FD,
 270                           size_t FileSize,
 271                           size_t MapSize,
 272                           off_t Offset,
 273                           bool RequiresNullTerminator,
 274                           int PageSize) {
 275   // We don't use mmap for small files because this can severely fragment our
 276   // address space.
 277   if (MapSize < 4096*4)
 278     return false;
 279
 280   if (!RequiresNullTerminator)
 281     return true;
 282
 283
 284   // If we don't know the file size, use fstat to find out.  fstat on an open
 285   // file descriptor is cheaper than stat on a random path.
 286   // FIXME: this chunk of code is duplicated, but it avoids a fstat when
 287   // RequiresNullTerminator = false and MapSize != -1.
 288   if (FileSize == size_t(-1)) {
 289     struct stat FileInfo;
 290     // TODO: This should use fstat64 when available.
 291     if (fstat(FD, &FileInfo) == -1) {
 292       return error_code(errno, posix_category());
 293     }
 294     FileSize = FileInfo.st_size;
 295   }
 296
 297   // If we need a null terminator and the end of the map is inside the file,
 298   // we cannot use mmap.
 299   size_t End = Offset + MapSize;
 300   assert(End <= FileSize);
 301   if (End != FileSize)
 302     return false;
 303
 304   // Don't try to map files that are exactly a multiple of the system page size
 305   // if we need a null terminator.
 306   if ((FileSize & (PageSize -1)) == 0)
 307     return false;
 308
 309   return true;
 310 }
 311
 312 error_code MemoryBuffer::getOpenFile(int FD, const char *Filename,
 313                                      OwningPtr<MemoryBuffer> &result,
 314                                      uint64_t FileSize, uint64_t MapSize,
 315                                      int64_t Offset,
 316                                      bool RequiresNullTerminator) {
 317   static int PageSize = sys::process::get_self()->page_size();
 318
 319   // Default is to map the full file.
 320   if (MapSize == uint64_t(-1)) {
 321     // If we don't know the file size, use fstat to find out.  fstat on an open
 322     // file descriptor is cheaper than stat on a random path.
 323     if (FileSize == uint64_t(-1)) {
 324       struct stat FileInfo;
 325       // TODO: This should use fstat64 when available.
 326       if (fstat(FD, &FileInfo) == -1) {
 327         return error_code(errno, posix_category());
 328       }
 329
 330       // If this not a file or a block device (e.g. it's a named pipe
 331       // or character device), we can't trust the size. Create the memory
 332       // buffer by copying off the stream.
 333       if (!S_ISREG(FileInfo.st_mode) && !S_ISBLK(FileInfo.st_mode)) {
 334         return getMemoryBufferForStream(FD, Filename, result);
 335       }
 336
 337       FileSize = FileInfo.st_size;
 338     }
 339     MapSize = FileSize;
 340   }
 341
 342   if (shouldUseMmap(FD, FileSize, MapSize, Offset, RequiresNullTerminator,
 343                     PageSize)) {
 344     off_t RealMapOffset = Offset & ~(PageSize - 1);
 345     off_t Delta = Offset - RealMapOffset;
 346     size_t RealMapSize = MapSize + Delta;
 347
 348     if (const char *Pages = sys::Path::MapInFilePages(FD,
 349                                                       RealMapSize,
 350                                                       RealMapOffset)) {
 351       result.reset(GetNamedBuffer<MemoryBufferMMapFile>(
 352           StringRef(Pages + Delta, MapSize), Filename, RequiresNullTerminator));
 353       return error_code::success();
 354     }
 355   }
 356
 357   MemoryBuffer *Buf = MemoryBuffer::getNewUninitMemBuffer(MapSize, Filename);
 358   if (!Buf) {
 359     // Failed to create a buffer. The only way it can fail is if
 360     // new(std::nothrow) returns 0.
 361     return make_error_code(errc::not_enough_memory);
 362   }
 363
 364   OwningPtr<MemoryBuffer> SB(Buf);
 365   char *BufPtr = const_cast<char*>(SB->getBufferStart());
 366
 367   size_t BytesLeft = MapSize;
 368 #ifndef HAVE_PREAD
 369   if (lseek(FD, Offset, SEEK_SET) == -1)
 370     return error_code(errno, posix_category());
 371 #endif
 372
 373   while (BytesLeft) {
 374 #ifdef HAVE_PREAD
 375     ssize_t NumRead = ::pread(FD, BufPtr, BytesLeft, MapSize-BytesLeft+Offset);
 376 #else
 377     ssize_t NumRead = ::read(FD, BufPtr, BytesLeft);
 378 #endif
 379     if (NumRead == -1) {
 380       if (errno == EINTR)
 381         continue;
 382       // Error while reading.
 383       return error_code(errno, posix_category());
 384     }
 385     if (NumRead == 0) {
 386       assert(0 && "We got inaccurate FileSize value or fstat reported an "
 387                    "invalid file size.");
 388       *BufPtr = '\0'; // null-terminate at the actual size.
 389       break;
 390     }
 391     BytesLeft -= NumRead;
 392     BufPtr += NumRead;
 393   }
 394
 395   result.swap(SB);
 396   return error_code::success();
 397 }
 398
 399 //===----------------------------------------------------------------------===//
 400 // MemoryBuffer::getSTDIN implementation.
 401 //===----------------------------------------------------------------------===//
 402
 403 error_code MemoryBuffer::getSTDIN(OwningPtr<MemoryBuffer> &result) {
 404   // Read in all of the data from stdin, we cannot mmap stdin.
 405   //
 406   // FIXME: That isn't necessarily true, we should try to mmap stdin and
 407   // fallback if it fails.
 408   sys::Program::ChangeStdinToBinary();
 409
 410   return getMemoryBufferForStream(0, "<stdin>", result);
 411 }