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/Support/IRReader.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/LinkAllAsmWriterComponents.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/LinkAllCodegenComponents.h"
  24 #include "llvm/Config/config.h"
  25 #include "llvm/MC/SubtargetFeature.h"
  26 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  27 #include "llvm/Support/Debug.h"
  28 #include "llvm/Support/FormattedStream.h"
  29 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
  30 #include "llvm/Support/PluginLoader.h"
  31 #include "llvm/Support/PrettyStackTrace.h"
  32 #include "llvm/Support/ToolOutputFile.h"
  33 #include "llvm/Support/Host.h"
  34 #include "llvm/Support/Signals.h"
  35 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  36 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  37 #include "llvm/Target/TargetRegistry.h"
  38 #include "llvm/Target/TargetSelect.h"
  39 #include <memory>
  40 using namespace llvm;
  41
  42 // General options for llc.  Other pass-specific options are specified
  43 // within the corresponding llc passes, and target-specific options
  44 // and back-end code generation options are specified with the target machine.
  45 //
  46 static cl::opt<std::string>
  47 InputFilename(cl::Positional, cl::desc("<input bitcode>"), cl::init("-"));
  48
  49 static cl::opt<std::string>
  50 OutputFilename("o", cl::desc("Output filename"), cl::value_desc("filename"));
  51
  52 // Determine optimization level.
  53 static cl::opt<char>
  54 OptLevel("O",
  55          cl::desc("Optimization level. [-O0, -O1, -O2, or -O3] "
  56                   "(default = '-O2')"),
  57          cl::Prefix,
  58          cl::ZeroOrMore,
  59          cl::init(' '));
  60
  61 static cl::opt<std::string>
  62 TargetTriple("mtriple", cl::desc("Override target triple for module"));
  63
  64 static cl::opt<std::string>
  65 MArch("march", cl::desc("Architecture to generate code for (see --version)"));
  66
  67 static cl::opt<std::string>
  68 MCPU("mcpu",
  69   cl::desc("Target a specific cpu type (-mcpu=help for details)"),
  70   cl::value_desc("cpu-name"),
  71   cl::init(""));
  72
  73 static cl::list<std::string>
  74 MAttrs("mattr",
  75   cl::CommaSeparated,
  76   cl::desc("Target specific attributes (-mattr=help for details)"),
  77   cl::value_desc("a1,+a2,-a3,..."));
  78
  79 static cl::opt<Reloc::Model>
  80 RelocModel("relocation-model",
  81              cl::desc("Choose relocation model"),
  82              cl::init(Reloc::Default),
  83              cl::values(
  84             clEnumValN(Reloc::Default, "default",
  85                        "Target default relocation model"),
  86             clEnumValN(Reloc::Static, "static",
  87                        "Non-relocatable code"),
  88             clEnumValN(Reloc::PIC_, "pic",
  89                        "Fully relocatable, position independent code"),
  90             clEnumValN(Reloc::DynamicNoPIC, "dynamic-no-pic",
  91                        "Relocatable external references, non-relocatable code"),
  92             clEnumValEnd));
  93
  94 static cl::opt<llvm::CodeModel::Model>
  95 CMModel("code-model",
  96         cl::desc("Choose code model"),
  97         cl::init(CodeModel::Default),
  98         cl::values(clEnumValN(CodeModel::Default, "default",
  99                               "Target default code model"),
 100                    clEnumValN(CodeModel::Small, "small",
 101                               "Small code model"),
 102                    clEnumValN(CodeModel::Kernel, "kernel",
 103                               "Kernel code model"),
 104                    clEnumValN(CodeModel::Medium, "medium",
 105                               "Medium code model"),
 106                    clEnumValN(CodeModel::Large, "large",
 107                               "Large code model"),
 108                    clEnumValEnd));
 109
 110 static cl::opt<bool>
 111 RelaxAll("mc-relax-all",
 112   cl::desc("When used with filetype=obj, "
 113            "relax all fixups in the emitted object file"));
 114
 115 cl::opt<TargetMachine::CodeGenFileType>
 116 FileType("filetype", cl::init(TargetMachine::CGFT_AssemblyFile),
 117   cl::desc("Choose a file type (not all types are supported by all targets):"),
 118   cl::values(
 119        clEnumValN(TargetMachine::CGFT_AssemblyFile, "asm",
 120                   "Emit an assembly ('.s') file"),
 121        clEnumValN(TargetMachine::CGFT_ObjectFile, "obj",
 122                   "Emit a native object ('.o') file [experimental]"),
 123        clEnumValN(TargetMachine::CGFT_Null, "null",
 124                   "Emit nothing, for performance testing"),
 125        clEnumValEnd));
 126
 127 cl::opt<bool> NoVerify("disable-verify", cl::Hidden,
 128                        cl::desc("Do not verify input module"));
 129
 130 cl::opt<bool> DisableDotLoc("disable-dot-loc", cl::Hidden,
 131                             cl::desc("Do not use .loc entries"));
 132
 133 cl::opt<bool> DisableCFI("disable-cfi", cl::Hidden,
 134                          cl::desc("Do not use .cfi_* directives"));
 135
 136 static cl::opt<bool>
 137 DisableRedZone("disable-red-zone",
 138   cl::desc("Do not emit code that uses the red zone."),
 139   cl::init(false));
 140
 141 // GetFileNameRoot - Helper function to get the basename of a filename.
 142 static inline std::string
 143 GetFileNameRoot(const std::string &InputFilename) {
 144   std::string IFN = InputFilename;
 145   std::string outputFilename;
 146   int Len = IFN.length();
 147   if ((Len > 2) &&
 148       IFN[Len-3] == '.' &&
 149       ((IFN[Len-2] == 'b' && IFN[Len-1] == 'c') ||
 150        (IFN[Len-2] == 'l' && IFN[Len-1] == 'l'))) {
 151     outputFilename = std::string(IFN.begin(), IFN.end()-3); // s/.bc/.s/
 152   } else {
 153     outputFilename = IFN;
 154   }
 155   return outputFilename;
 156 }
 157
 158 static tool_output_file *GetOutputStream(const char *TargetName,
 159                                          Triple::OSType OS,
 160                                          const char *ProgName) {
 161   // If we don't yet have an output filename, make one.
 162   if (OutputFilename.empty()) {
 163     if (InputFilename == "-")
 164       OutputFilename = "-";
 165     else {
 166       OutputFilename = GetFileNameRoot(InputFilename);
 167
 168       switch (FileType) {
 169       default: assert(0 && "Unknown file type");
 170       case TargetMachine::CGFT_AssemblyFile:
 171         if (TargetName[0] == 'c') {
 172           if (TargetName[1] == 0)
 173             OutputFilename += ".cbe.c";
 174           else if (TargetName[1] == 'p' && TargetName[2] == 'p')
 175             OutputFilename += ".cpp";
 176           else
 177             OutputFilename += ".s";
 178         } else
 179           OutputFilename += ".s";
 180         break;
 181       case TargetMachine::CGFT_ObjectFile:
 182         if (OS == Triple::Win32)
 183           OutputFilename += ".obj";
 184         else
 185           OutputFilename += ".o";
 186         break;
 187       case TargetMachine::CGFT_Null:
 188         OutputFilename += ".null";
 189         break;
 190       }
 191     }
 192   }
 193
 194   // Decide if we need "binary" output.
 195   bool Binary = false;
 196   switch (FileType) {
 197   default: assert(0 && "Unknown file type");
 198   case TargetMachine::CGFT_AssemblyFile:
 199     break;
 200   case TargetMachine::CGFT_ObjectFile:
 201   case TargetMachine::CGFT_Null:
 202     Binary = true;
 203     break;
 204   }
 205
 206   // Open the file.
 207   std::string error;
 208   unsigned OpenFlags = 0;
 209   if (Binary) OpenFlags |= raw_fd_ostream::F_Binary;
 210   tool_output_file *FDOut = new tool_output_file(OutputFilename.c_str(), error,
 211                                                  OpenFlags);
 212   if (!error.empty()) {
 213     errs() << error << '\n';
 214     delete FDOut;
 215     return 0;
 216   }
 217
 218   return FDOut;
 219 }
 220
 221 // main - Entry point for the llc compiler.
 222 //
 223 int main(int argc, char **argv) {
 224   sys::PrintStackTraceOnErrorSignal();
 225   PrettyStackTraceProgram X(argc, argv);
 226
 227   // Enable debug stream buffering.
 228   EnableDebugBuffering = true;
 229
 230   LLVMContext &Context = getGlobalContext();
 231   llvm_shutdown_obj Y;  // Call llvm_shutdown() on exit.
 232
 233   // Initialize targets first, so that --version shows registered targets.
 234   InitializeAllTargets();
 235   InitializeAllMCAsmInfos();
 236   InitializeAllMCCodeGenInfos();
 237   InitializeAllMCSubtargetInfos();
 238   InitializeAllAsmPrinters();
 239   InitializeAllAsmParsers();
 240
 241   cl::ParseCommandLineOptions(argc, argv, "llvm system compiler\n");
 242
 243   // Load the module to be compiled...
 244   SMDiagnostic Err;
 245   std::auto_ptr<Module> M;
 246
 247   M.reset(ParseIRFile(InputFilename, Err, Context));
 248   if (M.get() == 0) {
 249     Err.Print(argv[0], errs());
 250     return 1;
 251   }
 252   Module &mod = *M.get();
 253
 254   // If we are supposed to override the target triple, do so now.
 255   if (!TargetTriple.empty())
 256     mod.setTargetTriple(Triple::normalize(TargetTriple));
 257
 258   Triple TheTriple(mod.getTargetTriple());
 259   if (TheTriple.getTriple().empty())
 260     TheTriple.setTriple(sys::getHostTriple());
 261
 262   // Allocate target machine.  First, check whether the user has explicitly
 263   // specified an architecture to compile for. If so we have to look it up by
 264   // name, because it might be a backend that has no mapping to a target triple.
 265   const Target *TheTarget = 0;
 266   if (!MArch.empty()) {
 267     for (TargetRegistry::iterator it = TargetRegistry::begin(),
 268            ie = TargetRegistry::end(); it != ie; ++it) {
 269       if (MArch == it->getName()) {
 270         TheTarget = &*it;
 271         break;
 272       }
 273     }
 274
 275     if (!TheTarget) {
 276       errs() << argv[0] << ": error: invalid target '" << MArch << "'.\n";
 277       return 1;
 278     }
 279
 280     // Adjust the triple to match (if known), otherwise stick with the
 281     // module/host triple.
 282     Triple::ArchType Type = Triple::getArchTypeForLLVMName(MArch);
 283     if (Type != Triple::UnknownArch)
 284       TheTriple.setArch(Type);
 285   } else {
 286     std::string Err;
 287     TheTarget = TargetRegistry::lookupTarget(TheTriple.getTriple(), Err);
 288     if (TheTarget == 0) {
 289       errs() << argv[0] << ": error auto-selecting target for module '"
 290              << Err << "'.  Please use the -march option to explicitly "
 291              << "pick a target.\n";
 292       return 1;
 293     }
 294   }
 295
 296   // Package up features to be passed to target/subtarget
 297   std::string FeaturesStr;
 298   if (MAttrs.size()) {
 299     SubtargetFeatures Features;
 300     for (unsigned i = 0; i != MAttrs.size(); ++i)
 301       Features.AddFeature(MAttrs[i]);
 302     FeaturesStr = Features.getString();
 303   }
 304
 305   std::auto_ptr<TargetMachine>
 306     target(TheTarget->createTargetMachine(TheTriple.getTriple(),
 307                                           MCPU, FeaturesStr,
 308                                           RelocModel, CMModel));
 309   assert(target.get() && "Could not allocate target machine!");
 310   TargetMachine &Target = *target.get();
 311
 312   if (DisableDotLoc)
 313     Target.setMCUseLoc(false);
 314
 315   if (DisableCFI)
 316     Target.setMCUseCFI(false);
 317
 318   // Disable .loc support for older OS X versions.
 319   if (TheTriple.isMacOSX() &&
 320       TheTriple.isMacOSXVersionLT(10, 6))
 321     Target.setMCUseLoc(false);
 322
 323   // Figure out where we are going to send the output...
 324   OwningPtr<tool_output_file> Out
 325     (GetOutputStream(TheTarget->getName(), TheTriple.getOS(), argv[0]));
 326   if (!Out) return 1;
 327
 328   CodeGenOpt::Level OLvl = CodeGenOpt::Default;
 329   switch (OptLevel) {
 330   default:
 331     errs() << argv[0] << ": invalid optimization level.\n";
 332     return 1;
 333   case ' ': break;
 334   case '0': OLvl = CodeGenOpt::None; break;
 335   case '1': OLvl = CodeGenOpt::Less; break;
 336   case '2': OLvl = CodeGenOpt::Default; break;
 337   case '3': OLvl = CodeGenOpt::Aggressive; break;
 338   }
 339
 340   // Build up all of the passes that we want to do to the module.
 341   PassManager PM;
 342
 343   // Add the target data from the target machine, if it exists, or the module.
 344   if (const TargetData *TD = Target.getTargetData())
 345     PM.add(new TargetData(*TD));
 346   else
 347     PM.add(new TargetData(&mod));
 348
 349   // Override default to generate verbose assembly.
 350   Target.setAsmVerbosityDefault(true);
 351
 352   if (RelaxAll) {
 353     if (FileType != TargetMachine::CGFT_ObjectFile)
 354       errs() << argv[0]
 355              << ": warning: ignoring -mc-relax-all because filetype != obj";
 356     else
 357       Target.setMCRelaxAll(true);
 358   }
 359
 360   {
 361     formatted_raw_ostream FOS(Out->os());
 362
 363     // Ask the target to add backend passes as necessary.
 364     if (Target.addPassesToEmitFile(PM, FOS, FileType, OLvl, NoVerify)) {
 365       errs() << argv[0] << ": target does not support generation of this"
 366              << " file type!\n";
 367       return 1;
 368     }
 369
 370     // Before executing passes, print the final values of the LLVM options.
 371     cl::PrintOptionValues();
 372
 373     PM.run(mod);
 374   }
 375
 376   // Declare success.
 377   Out->keep();
 378
 379   return 0;
 380 }