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/MC/SubtargetFeature.h"
  25 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  26 #include "llvm/Support/Debug.h"
  27 #include "llvm/Support/FormattedStream.h"
  28 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
  29 #include "llvm/Support/PluginLoader.h"
  30 #include "llvm/Support/PrettyStackTrace.h"
  31 #include "llvm/Support/ToolOutputFile.h"
  32 #include "llvm/Support/Host.h"
  33 #include "llvm/Support/Signals.h"
  34 #include "llvm/Support/TargetRegistry.h"
  35 #include "llvm/Support/TargetSelect.h"
  36 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  37 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  38 #include <memory>
  39 using namespace llvm;
  40
  41 // General options for llc.  Other pass-specific options are specified
  42 // within the corresponding llc passes, and target-specific options
  43 // and back-end code generation options are specified with the target machine.
  44 //
  45 static cl::opt<std::string>
  46 InputFilename(cl::Positional, cl::desc("<input bitcode>"), cl::init("-"));
  47
  48 static cl::opt<std::string>
  49 OutputFilename("o", cl::desc("Output filename"), cl::value_desc("filename"));
  50
  51 // Determine optimization level.
  52 static cl::opt<char>
  53 OptLevel("O",
  54          cl::desc("Optimization level. [-O0, -O1, -O2, or -O3] "
  55                   "(default = '-O2')"),
  56          cl::Prefix,
  57          cl::ZeroOrMore,
  58          cl::init(' '));
  59
  60 static cl::opt<std::string>
  61 TargetTriple("mtriple", cl::desc("Override target triple for module"));
  62
  63 static cl::opt<std::string>
  64 MArch("march", cl::desc("Architecture to generate code for (see --version)"));
  65
  66 static cl::opt<std::string>
  67 MCPU("mcpu",
  68   cl::desc("Target a specific cpu type (-mcpu=help for details)"),
  69   cl::value_desc("cpu-name"),
  70   cl::init(""));
  71
  72 static cl::list<std::string>
  73 MAttrs("mattr",
  74   cl::CommaSeparated,
  75   cl::desc("Target specific attributes (-mattr=help for details)"),
  76   cl::value_desc("a1,+a2,-a3,..."));
  77
  78 static cl::opt<Reloc::Model>
  79 RelocModel("relocation-model",
  80              cl::desc("Choose relocation model"),
  81              cl::init(Reloc::Default),
  82              cl::values(
  83             clEnumValN(Reloc::Default, "default",
  84                        "Target default relocation model"),
  85             clEnumValN(Reloc::Static, "static",
  86                        "Non-relocatable code"),
  87             clEnumValN(Reloc::PIC_, "pic",
  88                        "Fully relocatable, position independent code"),
  89             clEnumValN(Reloc::DynamicNoPIC, "dynamic-no-pic",
  90                        "Relocatable external references, non-relocatable code"),
  91             clEnumValEnd));
  92
  93 static cl::opt<llvm::CodeModel::Model>
  94 CMModel("code-model",
  95         cl::desc("Choose code model"),
  96         cl::init(CodeModel::Default),
  97         cl::values(clEnumValN(CodeModel::Default, "default",
  98                               "Target default code model"),
  99                    clEnumValN(CodeModel::Small, "small",
 100                               "Small code model"),
 101                    clEnumValN(CodeModel::Kernel, "kernel",
 102                               "Kernel code model"),
 103                    clEnumValN(CodeModel::Medium, "medium",
 104                               "Medium code model"),
 105                    clEnumValN(CodeModel::Large, "large",
 106                               "Large code model"),
 107                    clEnumValEnd));
 108
 109 static cl::opt<bool>
 110 RelaxAll("mc-relax-all",
 111   cl::desc("When used with filetype=obj, "
 112            "relax all fixups in the emitted object file"));
 113
 114 cl::opt<TargetMachine::CodeGenFileType>
 115 FileType("filetype", cl::init(TargetMachine::CGFT_AssemblyFile),
 116   cl::desc("Choose a file type (not all types are supported by all targets):"),
 117   cl::values(
 118        clEnumValN(TargetMachine::CGFT_AssemblyFile, "asm",
 119                   "Emit an assembly ('.s') file"),
 120        clEnumValN(TargetMachine::CGFT_ObjectFile, "obj",
 121                   "Emit a native object ('.o') file"),
 122        clEnumValN(TargetMachine::CGFT_Null, "null",
 123                   "Emit nothing, for performance testing"),
 124        clEnumValEnd));
 125
 126 cl::opt<bool> NoVerify("disable-verify", cl::Hidden,
 127                        cl::desc("Do not verify input module"));
 128
 129 cl::opt<bool> DisableDotLoc("disable-dot-loc", cl::Hidden,
 130                             cl::desc("Do not use .loc entries"));
 131
 132 cl::opt<bool> DisableCFI("disable-cfi", cl::Hidden,
 133                          cl::desc("Do not use .cfi_* directives"));
 134
 135 cl::opt<bool> EnableDwarfDirectory("enable-dwarf-directory", cl::Hidden,
 136     cl::desc("Use .file directives with an explicit directory."));
 137
 138 static cl::opt<bool>
 139 DisableRedZone("disable-red-zone",
 140   cl::desc("Do not emit code that uses the red zone."),
 141   cl::init(false));
 142
 143 static cl::opt<bool>
 144 EnableFPMAD("enable-fp-mad",
 145   cl::desc("Enable less precise MAD instructions to be generated"),
 146   cl::init(false));
 147
 148 static cl::opt<bool>
 149 DisableFPElim("disable-fp-elim",
 150   cl::desc("Disable frame pointer elimination optimization"),
 151   cl::init(false));
 152
 153 static cl::opt<bool>
 154 DisableFPElimNonLeaf("disable-non-leaf-fp-elim",
 155   cl::desc("Disable frame pointer elimination optimization for non-leaf funcs"),
 156   cl::init(false));
 157
 158 static cl::opt<bool>
 159 DisableExcessPrecision("disable-excess-fp-precision",
 160   cl::desc("Disable optimizations that may increase FP precision"),
 161   cl::init(false));
 162
 163 static cl::opt<bool>
 164 EnableUnsafeFPMath("enable-unsafe-fp-math",
 165   cl::desc("Enable optimizations that may decrease FP precision"),
 166   cl::init(false));
 167
 168 static cl::opt<bool>
 169 EnableNoInfsFPMath("enable-no-infs-fp-math",
 170   cl::desc("Enable FP math optimizations that assume no +-Infs"),
 171   cl::init(false));
 172
 173 static cl::opt<bool>
 174 EnableNoNaNsFPMath("enable-no-nans-fp-math",
 175   cl::desc("Enable FP math optimizations that assume no NaNs"),
 176   cl::init(false));
 177
 178 static cl::opt<bool>
 179 EnableHonorSignDependentRoundingFPMath("enable-sign-dependent-rounding-fp-math",
 180   cl::Hidden,
 181   cl::desc("Force codegen to assume rounding mode can change dynamically"),
 182   cl::init(false));
 183
 184 static cl::opt<bool>
 185 GenerateSoftFloatCalls("soft-float",
 186   cl::desc("Generate software floating point library calls"),
 187   cl::init(false));
 188
 189 static cl::opt<llvm::FloatABI::ABIType>
 190 FloatABIForCalls("float-abi",
 191   cl::desc("Choose float ABI type"),
 192   cl::init(FloatABI::Default),
 193   cl::values(
 194     clEnumValN(FloatABI::Default, "default",
 195                "Target default float ABI type"),
 196     clEnumValN(FloatABI::Soft, "soft",
 197                "Soft float ABI (implied by -soft-float)"),
 198     clEnumValN(FloatABI::Hard, "hard",
 199                "Hard float ABI (uses FP registers)"),
 200     clEnumValEnd));
 201
 202 static cl::opt<bool>
 203 DontPlaceZerosInBSS("nozero-initialized-in-bss",
 204   cl::desc("Don't place zero-initialized symbols into bss section"),
 205   cl::init(false));
 206
 207 static cl::opt<bool>
 208 EnableGuaranteedTailCallOpt("tailcallopt",
 209   cl::desc("Turn fastcc calls into tail calls by (potentially) changing ABI."),
 210   cl::init(false));
 211
 212 static cl::opt<bool>
 213 DisableTailCalls("disable-tail-calls",
 214   cl::desc("Never emit tail calls"),
 215   cl::init(false));
 216
 217 static cl::opt<unsigned>
 218 OverrideStackAlignment("stack-alignment",
 219   cl::desc("Override default stack alignment"),
 220   cl::init(0));
 221
 222 static cl::opt<bool>
 223 EnableRealignStack("realign-stack",
 224   cl::desc("Realign stack if needed"),
 225   cl::init(true));
 226
 227 static cl::opt<bool>
 228 DisableSwitchTables(cl::Hidden, "disable-jump-tables",
 229   cl::desc("Do not generate jump tables."),
 230   cl::init(false));
 231
 232 static cl::opt<std::string>
 233 TrapFuncName("trap-func", cl::Hidden,
 234   cl::desc("Emit a call to trap function rather than a trap instruction"),
 235   cl::init(""));
 236
 237 static cl::opt<bool>
 238 EnablePIE("enable-pie",
 239   cl::desc("Assume the creation of a position independent executable."),
 240   cl::init(false));
 241
 242 static cl::opt<bool>
 243 SegmentedStacks("segmented-stacks",
 244   cl::desc("Use segmented stacks if possible."),
 245   cl::init(false));
 246
 247 static cl::opt<bool>
 248 UseInitArray("use-init-array",
 249   cl::desc("Use .init_array instead of .ctors."),
 250   cl::init(false));
 251
 252 // GetFileNameRoot - Helper function to get the basename of a filename.
 253 static inline std::string
 254 GetFileNameRoot(const std::string &InputFilename) {
 255   std::string IFN = InputFilename;
 256   std::string outputFilename;
 257   int Len = IFN.length();
 258   if ((Len > 2) &&
 259       IFN[Len-3] == '.' &&
 260       ((IFN[Len-2] == 'b' && IFN[Len-1] == 'c') ||
 261        (IFN[Len-2] == 'l' && IFN[Len-1] == 'l'))) {
 262     outputFilename = std::string(IFN.begin(), IFN.end()-3); // s/.bc/.s/
 263   } else {
 264     outputFilename = IFN;
 265   }
 266   return outputFilename;
 267 }
 268
 269 static tool_output_file *GetOutputStream(const char *TargetName,
 270                                          Triple::OSType OS,
 271                                          const char *ProgName) {
 272   // If we don't yet have an output filename, make one.
 273   if (OutputFilename.empty()) {
 274     if (InputFilename == "-")
 275       OutputFilename = "-";
 276     else {
 277       OutputFilename = GetFileNameRoot(InputFilename);
 278
 279       switch (FileType) {
 280       case TargetMachine::CGFT_AssemblyFile:
 281         if (TargetName[0] == 'c') {
 282           if (TargetName[1] == 0)
 283             OutputFilename += ".cbe.c";
 284           else if (TargetName[1] == 'p' && TargetName[2] == 'p')
 285             OutputFilename += ".cpp";
 286           else
 287             OutputFilename += ".s";
 288         } else
 289           OutputFilename += ".s";
 290         break;
 291       case TargetMachine::CGFT_ObjectFile:
 292         if (OS == Triple::Win32)
 293           OutputFilename += ".obj";
 294         else
 295           OutputFilename += ".o";
 296         break;
 297       case TargetMachine::CGFT_Null:
 298         OutputFilename += ".null";
 299         break;
 300       }
 301     }
 302   }
 303
 304   // Decide if we need "binary" output.
 305   bool Binary = false;
 306   switch (FileType) {
 307   case TargetMachine::CGFT_AssemblyFile:
 308     break;
 309   case TargetMachine::CGFT_ObjectFile:
 310   case TargetMachine::CGFT_Null:
 311     Binary = true;
 312     break;
 313   }
 314
 315   // Open the file.
 316   std::string error;
 317   unsigned OpenFlags = 0;
 318   if (Binary) OpenFlags |= raw_fd_ostream::F_Binary;
 319   tool_output_file *FDOut = new tool_output_file(OutputFilename.c_str(), error,
 320                                                  OpenFlags);
 321   if (!error.empty()) {
 322     errs() << error << '\n';
 323     delete FDOut;
 324     return 0;
 325   }
 326
 327   return FDOut;
 328 }
 329
 330 // main - Entry point for the llc compiler.
 331 //
 332 int main(int argc, char **argv) {
 333   sys::PrintStackTraceOnErrorSignal();
 334   PrettyStackTraceProgram X(argc, argv);
 335
 336   // Enable debug stream buffering.
 337   EnableDebugBuffering = true;
 338
 339   LLVMContext &Context = getGlobalContext();
 340   llvm_shutdown_obj Y;  // Call llvm_shutdown() on exit.
 341
 342   // Initialize targets first, so that --version shows registered targets.
 343   InitializeAllTargets();
 344   InitializeAllTargetMCs();
 345   InitializeAllAsmPrinters();
 346   InitializeAllAsmParsers();
 347
 348   // Register the target printer for --version.
 349   cl::AddExtraVersionPrinter(TargetRegistry::printRegisteredTargetsForVersion);
 350
 351   cl::ParseCommandLineOptions(argc, argv, "llvm system compiler\n");
 352
 353   // Load the module to be compiled...
 354   SMDiagnostic Err;
 355   std::auto_ptr<Module> M;
 356
 357   M.reset(ParseIRFile(InputFilename, Err, Context));
 358   if (M.get() == 0) {
 359     Err.print(argv[0], errs());
 360     return 1;
 361   }
 362   Module &mod = *M.get();
 363
 364   // If we are supposed to override the target triple, do so now.
 365   if (!TargetTriple.empty())
 366     mod.setTargetTriple(Triple::normalize(TargetTriple));
 367
 368   // Figure out the target triple.
 369   Triple TheTriple(mod.getTargetTriple());
 370   if (TheTriple.getTriple().empty())
 371     TheTriple.setTriple(sys::getDefaultTargetTriple());
 372
 373   // Get the target specific parser.
 374   std::string Error;
 375   const Target *TheTarget = TargetRegistry::lookupTarget(MArch, TheTriple,
 376                                                          Error);
 377   if (!TheTarget) {
 378     errs() << argv[0] << ": " << Error;
 379     return 1;
 380   }
 381
 382   // Package up features to be passed to target/subtarget
 383   std::string FeaturesStr;
 384   if (MAttrs.size()) {
 385     SubtargetFeatures Features;
 386     for (unsigned i = 0; i != MAttrs.size(); ++i)
 387       Features.AddFeature(MAttrs[i]);
 388     FeaturesStr = Features.getString();
 389   }
 390
 391   CodeGenOpt::Level OLvl = CodeGenOpt::Default;
 392   switch (OptLevel) {
 393   default:
 394     errs() << argv[0] << ": invalid optimization level.\n";
 395     return 1;
 396   case ' ': break;
 397   case '0': OLvl = CodeGenOpt::None; break;
 398   case '1': OLvl = CodeGenOpt::Less; break;
 399   case '2': OLvl = CodeGenOpt::Default; break;
 400   case '3': OLvl = CodeGenOpt::Aggressive; break;
 401   }
 402
 403   TargetOptions Options;
 404   Options.LessPreciseFPMADOption = EnableFPMAD;
 405   Options.NoFramePointerElim = DisableFPElim;
 406   Options.NoFramePointerElimNonLeaf = DisableFPElimNonLeaf;
 407   Options.NoExcessFPPrecision = DisableExcessPrecision;
 408   Options.UnsafeFPMath = EnableUnsafeFPMath;
 409   Options.NoInfsFPMath = EnableNoInfsFPMath;
 410   Options.NoNaNsFPMath = EnableNoNaNsFPMath;
 411   Options.HonorSignDependentRoundingFPMathOption =
 412       EnableHonorSignDependentRoundingFPMath;
 413   Options.UseSoftFloat = GenerateSoftFloatCalls;
 414   if (FloatABIForCalls != FloatABI::Default)
 415     Options.FloatABIType = FloatABIForCalls;
 416   Options.NoZerosInBSS = DontPlaceZerosInBSS;
 417   Options.GuaranteedTailCallOpt = EnableGuaranteedTailCallOpt;
 418   Options.DisableTailCalls = DisableTailCalls;
 419   Options.StackAlignmentOverride = OverrideStackAlignment;
 420   Options.RealignStack = EnableRealignStack;
 421   Options.DisableJumpTables = DisableSwitchTables;
 422   Options.TrapFuncName = TrapFuncName;
 423   Options.PositionIndependentExecutable = EnablePIE;
 424   Options.EnableSegmentedStacks = SegmentedStacks;
 425   Options.UseInitArray = UseInitArray;
 426
 427   std::auto_ptr<TargetMachine>
 428     target(TheTarget->createTargetMachine(TheTriple.getTriple(),
 429                                           MCPU, FeaturesStr, Options,
 430                                           RelocModel, CMModel, OLvl));
 431   assert(target.get() && "Could not allocate target machine!");
 432   TargetMachine &Target = *target.get();
 433
 434   if (DisableDotLoc)
 435     Target.setMCUseLoc(false);
 436
 437   if (DisableCFI)
 438     Target.setMCUseCFI(false);
 439
 440   if (EnableDwarfDirectory)
 441     Target.setMCUseDwarfDirectory(true);
 442
 443   if (GenerateSoftFloatCalls)
 444     FloatABIForCalls = FloatABI::Soft;
 445
 446   // Disable .loc support for older OS X versions.
 447   if (TheTriple.isMacOSX() &&
 448       TheTriple.isMacOSXVersionLT(10, 6))
 449     Target.setMCUseLoc(false);
 450
 451   // Figure out where we are going to send the output...
 452   OwningPtr<tool_output_file> Out
 453     (GetOutputStream(TheTarget->getName(), TheTriple.getOS(), argv[0]));
 454   if (!Out) return 1;
 455
 456   // Build up all of the passes that we want to do to the module.
 457   PassManager PM;
 458
 459   // Add the target data from the target machine, if it exists, or the module.
 460   if (const TargetData *TD = Target.getTargetData())
 461     PM.add(new TargetData(*TD));
 462   else
 463     PM.add(new TargetData(&mod));
 464
 465   // Override default to generate verbose assembly.
 466   Target.setAsmVerbosityDefault(true);
 467
 468   if (RelaxAll) {
 469     if (FileType != TargetMachine::CGFT_ObjectFile)
 470       errs() << argv[0]
 471              << ": warning: ignoring -mc-relax-all because filetype != obj";
 472     else
 473       Target.setMCRelaxAll(true);
 474   }
 475
 476   {
 477     formatted_raw_ostream FOS(Out->os());
 478
 479     // Ask the target to add backend passes as necessary.
 480     if (Target.addPassesToEmitFile(PM, FOS, FileType, NoVerify)) {
 481       errs() << argv[0] << ": target does not support generation of this"
 482              << " file type!\n";
 483       return 1;
 484     }
 485
 486     // Before executing passes, print the final values of the LLVM options.
 487     cl::PrintOptionValues();
 488
 489     PM.run(mod);
 490   }
 491
 492   // Declare success.
 493   Out->keep();
 494
 495   return 0;
 496 }