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[oota-llvm.git] / lib / Transforms / IPO / Internalize.cpp
index 20ae0d585766e404ecbcf5ddb3ac7f474734fc45..21bb5d000bc766c40817f697fae9ce54b1718165 100644 (file)
@@ -7,25 +7,35 @@
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
-// This pass loops over all of the functions in the input module, looking for a
-// main function.  If a main function is found, all other functions and all
-// global variables with initializers are marked as internal.
+// This pass loops over all of the functions and variables in the input module.
+// If the function or variable is not in the list of external names given to
+// the pass it is marked as internal.
+//
+// This transformation would not be legal in a regular compilation, but it gets
+// extra information from the linker about what is safe.
+//
+// For example: Internalizing a function with external linkage. Only if we are
+// told it is only used from within this module, it is safe to do it.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "internalize"
-#include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
+#include "llvm/IR/Module.h"
 #include "llvm/Pass.h"
-#include "llvm/Module.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/GlobalStatus.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/ModuleUtils.h"
 #include <fstream>
 #include <set>
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "internalize"
+
 STATISTIC(NumAliases  , "Number of aliases internalized");
 STATISTIC(NumFunctions, "Number of functions internalized");
 STATISTIC(NumGlobals  , "Number of global vars internalized");
@@ -45,39 +55,40 @@ APIList("internalize-public-api-list", cl::value_desc("list"),
 namespace {
   class InternalizePass : public ModulePass {
     std::set<std::string> ExternalNames;
-    /// If no api symbols were specified and a main function is defined,
-    /// assume the main function is the only API
-    bool AllButMain;
   public:
     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
-    explicit InternalizePass(bool AllButMain = true);
-    explicit InternalizePass(const std::vector <const char *>& exportList);
+    explicit InternalizePass();
+    explicit InternalizePass(ArrayRef<const char *> ExportList);
     void LoadFile(const char *Filename);
-    virtual bool runOnModule(Module &M);
+    bool maybeInternalize(GlobalValue &GV,
+                          const std::set<const Comdat *> &ExternalComdats);
+    void checkComdatVisibility(GlobalValue &GV,
+                               std::set<const Comdat *> &ExternalComdats);
+    bool runOnModule(Module &M) override;
 
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
       AU.setPreservesCFG();
-      AU.addPreserved<CallGraph>();
+      AU.addPreserved<CallGraphWrapperPass>();
     }
   };
 } // end anonymous namespace
 
 char InternalizePass::ID = 0;
-static RegisterPass<InternalizePass>
-X("internalize", "Internalize Global Symbols");
+INITIALIZE_PASS(InternalizePass, "internalize",
+                "Internalize Global Symbols", false, false)
 
-InternalizePass::InternalizePass(bool AllButMain)
-  : ModulePass(&ID), AllButMain(AllButMain){
+InternalizePass::InternalizePass() : ModulePass(ID) {
+  initializeInternalizePassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
   if (!APIFile.empty())           // If a filename is specified, use it.
     LoadFile(APIFile.c_str());
-  if (!APIList.empty())           // If a list is specified, use it as well.
-    ExternalNames.insert(APIList.begin(), APIList.end());
+  ExternalNames.insert(APIList.begin(), APIList.end());
 }
 
-InternalizePass::InternalizePass(const std::vector<const char *>&exportList)
-  : ModulePass(&ID), AllButMain(false){
-  for(std::vector<const char *>::const_iterator itr = exportList.begin();
-        itr != exportList.end(); itr++) {
+InternalizePass::InternalizePass(ArrayRef<const char *> ExportList)
+    : ModulePass(ID) {
+  initializeInternalizePassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+  for(ArrayRef<const char *>::const_iterator itr = ExportList.begin();
+        itr != ExportList.end(); itr++) {
     ExternalNames.insert(*itr);
   }
 }
@@ -98,41 +109,110 @@ void InternalizePass::LoadFile(const char *Filename) {
   }
 }
 
-bool InternalizePass::runOnModule(Module &M) {
-  CallGraph *CG = getAnalysisIfAvailable<CallGraph>();
-  CallGraphNode *ExternalNode = CG ? CG->getExternalCallingNode() : 0;
-  
-  if (ExternalNames.empty()) {
-    // Return if we're not in 'all but main' mode and have no external api
-    if (!AllButMain)
+static bool isExternallyVisible(const GlobalValue &GV,
+                                const std::set<std::string> &ExternalNames) {
+  // Function must be defined here
+  if (GV.isDeclaration())
+    return true;
+
+  // Available externally is really just a "declaration with a body".
+  if (GV.hasAvailableExternallyLinkage())
+    return true;
+
+  // Assume that dllexported symbols are referenced elsewhere
+  if (GV.hasDLLExportStorageClass())
+    return true;
+
+  // Marked to keep external?
+  if (!GV.hasLocalLinkage() && ExternalNames.count(GV.getName()))
+    return true;
+
+  return false;
+}
+
+// Internalize GV if it is possible to do so, i.e. it is not externally visible
+// and is not a member of an externally visible comdat.
+bool InternalizePass::maybeInternalize(
+    GlobalValue &GV, const std::set<const Comdat *> &ExternalComdats) {
+  if (Comdat *C = GV.getComdat()) {
+    if (ExternalComdats.count(C))
+      return false;
+
+    // If a comdat is not externally visible we can drop it.
+    if (auto GO = dyn_cast<GlobalObject>(&GV))
+      GO->setComdat(nullptr);
+
+    if (GV.hasLocalLinkage())
+      return false;
+  } else {
+    if (GV.hasLocalLinkage())
+      return false;
+
+    if (isExternallyVisible(GV, ExternalNames))
       return false;
-    // If no list or file of symbols was specified, check to see if there is a
-    // "main" symbol defined in the module.  If so, use it, otherwise do not
-    // internalize the module, it must be a library or something.
-    //
-    Function *MainFunc = M.getFunction("main");
-    if (MainFunc == 0 || MainFunc->isDeclaration())
-      return false;  // No main found, must be a library...
-
-    // Preserve main, internalize all else.
-    ExternalNames.insert(MainFunc->getName());
   }
 
-  bool Changed = false;
+  GV.setVisibility(GlobalValue::DefaultVisibility);
+  GV.setLinkage(GlobalValue::InternalLinkage);
+  return true;
+}
+
+// If GV is part of a comdat and is externally visible, keep track of its
+// comdat so that we don't internalize any of its members.
+void InternalizePass::checkComdatVisibility(
+    GlobalValue &GV, std::set<const Comdat *> &ExternalComdats) {
+  Comdat *C = GV.getComdat();
+  if (!C)
+    return;
+
+  if (isExternallyVisible(GV, ExternalNames))
+    ExternalComdats.insert(C);
+}
+
+bool InternalizePass::runOnModule(Module &M) {
+  CallGraphWrapperPass *CGPass = getAnalysisIfAvailable<CallGraphWrapperPass>();
+  CallGraph *CG = CGPass ? &CGPass->getCallGraph() : nullptr;
+  CallGraphNode *ExternalNode = CG ? CG->getExternalCallingNode() : nullptr;
+
+  SmallPtrSet<GlobalValue *, 8> Used;
+  collectUsedGlobalVariables(M, Used, false);
+
+  // Collect comdat visiblity information for the module.
+  std::set<const Comdat *> ExternalComdats;
+  if (!M.getComdatSymbolTable().empty()) {
+    for (Function &F : M)
+      checkComdatVisibility(F, ExternalComdats);
+    for (GlobalVariable &GV : M.globals())
+      checkComdatVisibility(GV, ExternalComdats);
+    for (GlobalAlias &GA : M.aliases())
+      checkComdatVisibility(GA, ExternalComdats);
+  }
+
+  // We must assume that globals in llvm.used have a reference that not even
+  // the linker can see, so we don't internalize them.
+  // For llvm.compiler.used the situation is a bit fuzzy. The assembler and
+  // linker can drop those symbols. If this pass is running as part of LTO,
+  // one might think that it could just drop llvm.compiler.used. The problem
+  // is that even in LTO llvm doesn't see every reference. For example,
+  // we don't see references from function local inline assembly. To be
+  // conservative, we internalize symbols in llvm.compiler.used, but we
+  // keep llvm.compiler.used so that the symbol is not deleted by llvm.
+  for (GlobalValue *V : Used) {
+    ExternalNames.insert(V->getName());
+  }
 
   // Mark all functions not in the api as internal.
-  // FIXME: maybe use private linkage?
-  for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
-    if (!I->isDeclaration() &&         // Function must be defined here
-        !I->hasLocalLinkage() &&  // Can't already have internal linkage
-        !ExternalNames.count(I->getName())) {// Not marked to keep external?
-      I->setLinkage(GlobalValue::InternalLinkage);
+  for (Function &I : M) {
+    if (!maybeInternalize(I, ExternalComdats))
+      continue;
+
+    if (ExternalNode)
       // Remove a callgraph edge from the external node to this function.
-      if (ExternalNode) ExternalNode->removeOneAbstractEdgeTo((*CG)[I]);
-      Changed = true;
-      ++NumFunctions;
-      DEBUG(errs() << "Internalizing func " << I->getName() << "\n");
-    }
+      ExternalNode->removeOneAbstractEdgeTo((*CG)[&I]);
+
+    ++NumFunctions;
+    DEBUG(dbgs() << "Internalizing func " << I.getName() << "\n");
+  }
 
   // Never internalize the llvm.used symbol.  It is used to implement
   // attribute((used)).
@@ -142,45 +222,48 @@ bool InternalizePass::runOnModule(Module &M) {
 
   // Never internalize anchors used by the machine module info, else the info
   // won't find them.  (see MachineModuleInfo.)
-  ExternalNames.insert("llvm.dbg.compile_units");
-  ExternalNames.insert("llvm.dbg.global_variables");
-  ExternalNames.insert("llvm.dbg.subprograms");
   ExternalNames.insert("llvm.global_ctors");
   ExternalNames.insert("llvm.global_dtors");
-  ExternalNames.insert("llvm.noinline");
   ExternalNames.insert("llvm.global.annotations");
 
+  // Never internalize symbols code-gen inserts.
+  // FIXME: We should probably add this (and the __stack_chk_guard) via some
+  // type of call-back in CodeGen.
+  ExternalNames.insert("__stack_chk_fail");
+  ExternalNames.insert("__stack_chk_guard");
+
   // Mark all global variables with initializers that are not in the api as
   // internal as well.
-  // FIXME: maybe use private linkage?
   for (Module::global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
-       I != E; ++I)
-    if (!I->isDeclaration() && !I->hasLocalLinkage() &&
-        !ExternalNames.count(I->getName())) {
-      I->setLinkage(GlobalValue::InternalLinkage);
-      Changed = true;
-      ++NumGlobals;
-      DEBUG(errs() << "Internalized gvar " << I->getName() << "\n");
-    }
+       I != E; ++I) {
+    if (!maybeInternalize(*I, ExternalComdats))
+      continue;
+
+    ++NumGlobals;
+    DEBUG(dbgs() << "Internalized gvar " << I->getName() << "\n");
+  }
 
   // Mark all aliases that are not in the api as internal as well.
   for (Module::alias_iterator I = M.alias_begin(), E = M.alias_end();
-       I != E; ++I)
-    if (!I->isDeclaration() && !I->hasInternalLinkage() &&
-        !ExternalNames.count(I->getName())) {
-      I->setLinkage(GlobalValue::InternalLinkage);
-      Changed = true;
-      ++NumAliases;
-      DEBUG(errs() << "Internalized alias " << I->getName() << "\n");
-    }
+       I != E; ++I) {
+    if (!maybeInternalize(*I, ExternalComdats))
+      continue;
 
-  return Changed;
-}
+    ++NumAliases;
+    DEBUG(dbgs() << "Internalized alias " << I->getName() << "\n");
+  }
 
-ModulePass *llvm::createInternalizePass(bool AllButMain) {
-  return new InternalizePass(AllButMain);
+  // We do not keep track of whether this pass changed the module because
+  // it adds unnecessary complexity:
+  // 1) This pass will generally be near the start of the pass pipeline, so
+  //    there will be no analyses to invalidate.
+  // 2) This pass will most likely end up changing the module and it isn't worth
+  //    worrying about optimizing the case where the module is unchanged.
+  return true;
 }
 
-ModulePass *llvm::createInternalizePass(const std::vector <const char *> &el) {
-  return new InternalizePass(el);
+ModulePass *llvm::createInternalizePass() { return new InternalizePass(); }
+
+ModulePass *llvm::createInternalizePass(ArrayRef<const char *> ExportList) {
+  return new InternalizePass(ExportList);
 }