src/librustc_trans/back/write.rs

   1 // Copyright 2013-2015 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
   2 // file at the top-level directory of this distribution and at
   3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
   4 //
   5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
   6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
   7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
   8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
   9 // except according to those terms.
  10
  11 use back::lto;
  12 use back::link::{get_linker, remove};
  13 use rustc_incremental::{save_trans_partition, in_incr_comp_dir};
  14 use session::config::{OutputFilenames, OutputTypes, Passes, SomePasses, AllPasses};
  15 use session::Session;
  16 use session::config::{self, OutputType};
  17 use llvm;
  18 use llvm::{ModuleRef, TargetMachineRef, PassManagerRef, DiagnosticInfoRef, ContextRef};
  19 use llvm::SMDiagnosticRef;
  20 use {CrateTranslation, ModuleLlvm, ModuleSource, ModuleTranslation};
  21 use util::common::time;
  22 use util::common::path2cstr;
  23 use util::fs::link_or_copy;
  24 use errors::{self, Handler, Level, DiagnosticBuilder};
  25 use errors::emitter::Emitter;
  26 use syntax_pos::MultiSpan;
  27 use context::{is_pie_binary, get_reloc_model};
  28
  29 use std::ffi::{CStr, CString};
  30 use std::fs;
  31 use std::path::{Path, PathBuf};
  32 use std::str;
  33 use std::sync::{Arc, Mutex};
  34 use std::sync::mpsc::channel;
  35 use std::thread;
  36 use libc::{c_uint, c_void};
  37
  38 pub const RELOC_MODEL_ARGS : [(&'static str, llvm::RelocMode); 4] = [
  39     ("pic", llvm::RelocMode::PIC),
  40     ("static", llvm::RelocMode::Static),
  41     ("default", llvm::RelocMode::Default),
  42     ("dynamic-no-pic", llvm::RelocMode::DynamicNoPic),
  43 ];
  44
  45 pub const CODE_GEN_MODEL_ARGS : [(&'static str, llvm::CodeModel); 5] = [
  46     ("default", llvm::CodeModel::Default),
  47     ("small", llvm::CodeModel::Small),
  48     ("kernel", llvm::CodeModel::Kernel),
  49     ("medium", llvm::CodeModel::Medium),
  50     ("large", llvm::CodeModel::Large),
  51 ];
  52
  53 pub fn llvm_err(handler: &errors::Handler, msg: String) -> ! {
  54     match llvm::last_error() {
  55         Some(err) => panic!(handler.fatal(&format!("{}: {}", msg, err))),
  56         None => panic!(handler.fatal(&msg)),
  57     }
  58 }
  59
  60 pub fn write_output_file(
  61         handler: &errors::Handler,
  62         target: llvm::TargetMachineRef,
  63         pm: llvm::PassManagerRef,
  64         m: ModuleRef,
  65         output: &Path,
  66         file_type: llvm::FileType) {
  67     unsafe {
  68         let output_c = path2cstr(output);
  69         let result = llvm::LLVMRustWriteOutputFile(
  70                 target, pm, m, output_c.as_ptr(), file_type);
  71         if result.into_result().is_err() {
  72             llvm_err(handler, format!("could not write output to {}", output.display()));
  73         }
  74     }
  75 }
  76
  77
  78 struct Diagnostic {
  79     msg: String,
  80     code: Option<String>,
  81     lvl: Level,
  82 }
  83
  84 // We use an Arc instead of just returning a list of diagnostics from the
  85 // child thread because we need to make sure that the messages are seen even
  86 // if the child thread panics (for example, when `fatal` is called).
  87 #[derive(Clone)]
  88 struct SharedEmitter {
  89     buffer: Arc<Mutex<Vec<Diagnostic>>>,
  90 }
  91
  92 impl SharedEmitter {
  93     fn new() -> SharedEmitter {
  94         SharedEmitter {
  95             buffer: Arc::new(Mutex::new(Vec::new())),
  96         }
  97     }
  98
  99     fn dump(&mut self, handler: &Handler) {
 100         let mut buffer = self.buffer.lock().unwrap();
 101         for diag in &*buffer {
 102             match diag.code {
 103                 Some(ref code) => {
 104                     handler.emit_with_code(&MultiSpan::new(),
 105                                            &diag.msg,
 106                                            &code[..],
 107                                            diag.lvl);
 108                 },
 109                 None => {
 110                     handler.emit(&MultiSpan::new(),
 111                                  &diag.msg,
 112                                  diag.lvl);
 113                 },
 114             }
 115         }
 116         buffer.clear();
 117     }
 118 }
 119
 120 impl Emitter for SharedEmitter {
 121     fn emit(&mut self, db: &DiagnosticBuilder) {
 122         self.buffer.lock().unwrap().push(Diagnostic {
 123             msg: db.message.to_string(),
 124             code: db.code.clone(),
 125             lvl: db.level,
 126         });
 127         for child in &db.children {
 128             self.buffer.lock().unwrap().push(Diagnostic {
 129                 msg: child.message.to_string(),
 130                 code: None,
 131                 lvl: child.level,
 132             });
 133         }
 134     }
 135 }
 136
 137 // On android, we by default compile for armv7 processors. This enables
 138 // things like double word CAS instructions (rather than emulating them)
 139 // which are *far* more efficient. This is obviously undesirable in some
 140 // cases, so if any sort of target feature is specified we don't append v7
 141 // to the feature list.
 142 //
 143 // On iOS only armv7 and newer are supported. So it is useful to
 144 // get all hardware potential via VFP3 (hardware floating point)
 145 // and NEON (SIMD) instructions supported by LLVM.
 146 // Note that without those flags various linking errors might
 147 // arise as some of intrinsics are converted into function calls
 148 // and nobody provides implementations those functions
 149 fn target_feature(sess: &Session) -> String {
 150     let rustc_features = [
 151         "crt-static",
 152     ];
 153     let requested_features = sess.opts.cg.target_feature.split(',');
 154     let llvm_features = requested_features.filter(|f| {
 155         !rustc_features.iter().any(|s| f.contains(s))
 156     });
 157     format!("{},{}",
 158             sess.target.target.options.features,
 159             llvm_features.collect::<Vec<_>>().join(","))
 160 }
 161
 162 fn get_llvm_opt_level(optimize: config::OptLevel) -> llvm::CodeGenOptLevel {
 163     match optimize {
 164       config::OptLevel::No => llvm::CodeGenOptLevel::None,
 165       config::OptLevel::Less => llvm::CodeGenOptLevel::Less,
 166       config::OptLevel::Default => llvm::CodeGenOptLevel::Default,
 167       config::OptLevel::Aggressive => llvm::CodeGenOptLevel::Aggressive,
 168       _ => llvm::CodeGenOptLevel::Default,
 169     }
 170 }
 171
 172 fn get_llvm_opt_size(optimize: config::OptLevel) -> llvm::CodeGenOptSize {
 173     match optimize {
 174       config::OptLevel::Size => llvm::CodeGenOptSizeDefault,
 175       config::OptLevel::SizeMin => llvm::CodeGenOptSizeAggressive,
 176       _ => llvm::CodeGenOptSizeNone,
 177     }
 178 }
 179
 180 pub fn create_target_machine(sess: &Session) -> TargetMachineRef {
 181     let reloc_model = get_reloc_model(sess);
 182
 183     let opt_level = get_llvm_opt_level(sess.opts.optimize);
 184     let use_softfp = sess.opts.cg.soft_float;
 185
 186     let ffunction_sections = sess.target.target.options.function_sections;
 187     let fdata_sections = ffunction_sections;
 188
 189     let code_model_arg = match sess.opts.cg.code_model {
 190         Some(ref s) => &s[..],
 191         None => &sess.target.target.options.code_model[..],
 192     };
 193
 194     let code_model = match CODE_GEN_MODEL_ARGS.iter().find(
 195         |&&arg| arg.0 == code_model_arg) {
 196         Some(x) => x.1,
 197         _ => {
 198             sess.err(&format!("{:?} is not a valid code model",
 199                              sess.opts
 200                                  .cg
 201                                  .code_model));
 202             sess.abort_if_errors();
 203             bug!();
 204         }
 205     };
 206
 207     let triple = &sess.target.target.llvm_target;
 208
 209     let tm = unsafe {
 210         let triple = CString::new(triple.as_bytes()).unwrap();
 211         let cpu = match sess.opts.cg.target_cpu {
 212             Some(ref s) => &**s,
 213             None => &*sess.target.target.options.cpu
 214         };
 215         let cpu = CString::new(cpu.as_bytes()).unwrap();
 216         let features = CString::new(target_feature(sess).as_bytes()).unwrap();
 217         llvm::LLVMRustCreateTargetMachine(
 218             triple.as_ptr(), cpu.as_ptr(), features.as_ptr(),
 219             code_model,
 220             reloc_model,
 221             opt_level,
 222             use_softfp,
 223             is_pie_binary(sess),
 224             ffunction_sections,
 225             fdata_sections,
 226         )
 227     };
 228
 229     if tm.is_null() {
 230         llvm_err(sess.diagnostic(),
 231                  format!("Could not create LLVM TargetMachine for triple: {}",
 232                          triple).to_string());
 233     } else {
 234         return tm;
 235     };
 236 }
 237
 238
 239 /// Module-specific configuration for `optimize_and_codegen`.
 240 #[derive(Clone)]
 241 pub struct ModuleConfig {
 242     /// LLVM TargetMachine to use for codegen.
 243     tm: TargetMachineRef,
 244     /// Names of additional optimization passes to run.
 245     passes: Vec<String>,
 246     /// Some(level) to optimize at a certain level, or None to run
 247     /// absolutely no optimizations (used for the metadata module).
 248     opt_level: Option<llvm::CodeGenOptLevel>,
 249
 250     /// Some(level) to optimize binary size, or None to not affect program size.
 251     opt_size: Option<llvm::CodeGenOptSize>,
 252
 253     // Flags indicating which outputs to produce.
 254     emit_no_opt_bc: bool,
 255     emit_bc: bool,
 256     emit_lto_bc: bool,
 257     emit_ir: bool,
 258     emit_asm: bool,
 259     emit_obj: bool,
 260     // Miscellaneous flags.  These are mostly copied from command-line
 261     // options.
 262     no_verify: bool,
 263     no_prepopulate_passes: bool,
 264     no_builtins: bool,
 265     time_passes: bool,
 266     vectorize_loop: bool,
 267     vectorize_slp: bool,
 268     merge_functions: bool,
 269     inline_threshold: Option<usize>,
 270     // Instead of creating an object file by doing LLVM codegen, just
 271     // make the object file bitcode. Provides easy compatibility with
 272     // emscripten's ecc compiler, when used as the linker.
 273     obj_is_bitcode: bool,
 274 }
 275
 276 unsafe impl Send for ModuleConfig { }
 277
 278 impl ModuleConfig {
 279     fn new(tm: TargetMachineRef, passes: Vec<String>) -> ModuleConfig {
 280         ModuleConfig {
 281             tm: tm,
 282             passes: passes,
 283             opt_level: None,
 284             opt_size: None,
 285
 286             emit_no_opt_bc: false,
 287             emit_bc: false,
 288             emit_lto_bc: false,
 289             emit_ir: false,
 290             emit_asm: false,
 291             emit_obj: false,
 292             obj_is_bitcode: false,
 293
 294             no_verify: false,
 295             no_prepopulate_passes: false,
 296             no_builtins: false,
 297             time_passes: false,
 298             vectorize_loop: false,
 299             vectorize_slp: false,
 300             merge_functions: false,
 301             inline_threshold: None
 302         }
 303     }
 304
 305     fn set_flags(&mut self, sess: &Session, trans: &CrateTranslation) {
 306         self.no_verify = sess.no_verify();
 307         self.no_prepopulate_passes = sess.opts.cg.no_prepopulate_passes;
 308         self.no_builtins = trans.no_builtins;
 309         self.time_passes = sess.time_passes();
 310         self.inline_threshold = sess.opts.cg.inline_threshold;
 311         self.obj_is_bitcode = sess.target.target.options.obj_is_bitcode;
 312
 313         // Copy what clang does by turning on loop vectorization at O2 and
 314         // slp vectorization at O3. Otherwise configure other optimization aspects
 315         // of this pass manager builder.
 316         self.vectorize_loop = !sess.opts.cg.no_vectorize_loops &&
 317                              (sess.opts.optimize == config::OptLevel::Default ||
 318                               sess.opts.optimize == config::OptLevel::Aggressive);
 319         self.vectorize_slp = !sess.opts.cg.no_vectorize_slp &&
 320                             sess.opts.optimize == config::OptLevel::Aggressive;
 321
 322         self.merge_functions = sess.opts.optimize == config::OptLevel::Default ||
 323                                sess.opts.optimize == config::OptLevel::Aggressive;
 324     }
 325 }
 326
 327 /// Additional resources used by optimize_and_codegen (not module specific)
 328 struct CodegenContext<'a> {
 329     // Extra resources used for LTO: (sess, reachable).  This will be `None`
 330     // when running in a worker thread.
 331     lto_ctxt: Option<(&'a Session, &'a [String])>,
 332     // Handler to use for diagnostics produced during codegen.
 333     handler: &'a Handler,
 334     // LLVM passes added by plugins.
 335     plugin_passes: Vec<String>,
 336     // LLVM optimizations for which we want to print remarks.
 337     remark: Passes,
 338     // Worker thread number
 339     worker: usize,
 340     // The incremental compilation session directory, or None if we are not
 341     // compiling incrementally
 342     incr_comp_session_dir: Option<PathBuf>
 343 }
 344
 345 impl<'a> CodegenContext<'a> {
 346     fn new_with_session(sess: &'a Session, reachable: &'a [String]) -> CodegenContext<'a> {
 347         CodegenContext {
 348             lto_ctxt: Some((sess, reachable)),
 349             handler: sess.diagnostic(),
 350             plugin_passes: sess.plugin_llvm_passes.borrow().clone(),
 351             remark: sess.opts.cg.remark.clone(),
 352             worker: 0,
 353             incr_comp_session_dir: sess.incr_comp_session_dir_opt().map(|r| r.clone())
 354         }
 355     }
 356 }
 357
 358 struct HandlerFreeVars<'a> {
 359     llcx: ContextRef,
 360     cgcx: &'a CodegenContext<'a>,
 361 }
 362
 363 unsafe extern "C" fn report_inline_asm<'a, 'b>(cgcx: &'a CodegenContext<'a>,
 364                                                msg: &'b str,
 365                                                cookie: c_uint) {
 366     use syntax_pos::ExpnId;
 367
 368     match cgcx.lto_ctxt {
 369         Some((sess, _)) => {
 370             sess.codemap().with_expn_info(ExpnId::from_u32(cookie), |info| match info {
 371                 Some(ei) => sess.span_err(ei.call_site, msg),
 372                 None     => sess.err(msg),
 373             });
 374         }
 375
 376         None => {
 377             cgcx.handler.struct_err(msg)
 378                         .note("build without -C codegen-units for more exact errors")
 379                         .emit();
 380         }
 381     }
 382 }
 383
 384 unsafe extern "C" fn inline_asm_handler(diag: SMDiagnosticRef,
 385                                         user: *const c_void,
 386                                         cookie: c_uint) {
 387     let HandlerFreeVars { cgcx, .. } = *(user as *const HandlerFreeVars);
 388
 389     let msg = llvm::build_string(|s| llvm::LLVMRustWriteSMDiagnosticToString(diag, s))
 390         .expect("non-UTF8 SMDiagnostic");
 391
 392     report_inline_asm(cgcx, &msg[..], cookie);
 393 }
 394
 395 unsafe extern "C" fn diagnostic_handler(info: DiagnosticInfoRef, user: *mut c_void) {
 396     let HandlerFreeVars { llcx, cgcx } = *(user as *const HandlerFreeVars);
 397
 398     match llvm::diagnostic::Diagnostic::unpack(info) {
 399         llvm::diagnostic::InlineAsm(inline) => {
 400             report_inline_asm(cgcx,
 401                               &llvm::twine_to_string(inline.message),
 402                               inline.cookie);
 403         }
 404
 405         llvm::diagnostic::Optimization(opt) => {
 406             let pass_name = str::from_utf8(CStr::from_ptr(opt.pass_name).to_bytes())
 407                                 .ok()
 408                                 .expect("got a non-UTF8 pass name from LLVM");
 409             let enabled = match cgcx.remark {
 410                 AllPasses => true,
 411                 SomePasses(ref v) => v.iter().any(|s| *s == pass_name),
 412             };
 413
 414             if enabled {
 415                 let loc = llvm::debug_loc_to_string(llcx, opt.debug_loc);
 416                 cgcx.handler.note_without_error(&format!("optimization {} for {} at {}: {}",
 417                                                 opt.kind.describe(),
 418                                                 pass_name,
 419                                                 if loc.is_empty() { "[unknown]" } else { &*loc },
 420                                                 llvm::twine_to_string(opt.message)));
 421             }
 422         }
 423
 424         _ => (),
 425     }
 426 }
 427
 428 // Unsafe due to LLVM calls.
 429 unsafe fn optimize_and_codegen(cgcx: &CodegenContext,
 430                                mtrans: ModuleTranslation,
 431                                mllvm: ModuleLlvm,
 432                                config: ModuleConfig,
 433                                output_names: OutputFilenames) {
 434     let llmod = mllvm.llmod;
 435     let llcx = mllvm.llcx;
 436     let tm = config.tm;
 437
 438     // llcx doesn't outlive this function, so we can put this on the stack.
 439     let fv = HandlerFreeVars {
 440         llcx: llcx,
 441         cgcx: cgcx,
 442     };
 443     let fv = &fv as *const HandlerFreeVars as *mut c_void;
 444
 445     llvm::LLVMRustSetInlineAsmDiagnosticHandler(llcx, inline_asm_handler, fv);
 446     llvm::LLVMContextSetDiagnosticHandler(llcx, diagnostic_handler, fv);
 447
 448     let module_name = Some(&mtrans.name[..]);
 449
 450     if config.emit_no_opt_bc {
 451         let out = output_names.temp_path_ext("no-opt.bc", module_name);
 452         let out = path2cstr(&out);
 453         llvm::LLVMWriteBitcodeToFile(llmod, out.as_ptr());
 454     }
 455
 456     if config.opt_level.is_some() {
 457         // Create the two optimizing pass managers. These mirror what clang
 458         // does, and are by populated by LLVM's default PassManagerBuilder.
 459         // Each manager has a different set of passes, but they also share
 460         // some common passes.
 461         let fpm = llvm::LLVMCreateFunctionPassManagerForModule(llmod);
 462         let mpm = llvm::LLVMCreatePassManager();
 463
 464         // If we're verifying or linting, add them to the function pass
 465         // manager.
 466         let addpass = |pass_name: &str| {
 467             let pass_name = CString::new(pass_name).unwrap();
 468             let pass = llvm::LLVMRustFindAndCreatePass(pass_name.as_ptr());
 469             if pass.is_null() {
 470                 return false;
 471             }
 472             let pass_manager = match llvm::LLVMRustPassKind(pass) {
 473                 llvm::PassKind::Function => fpm,
 474                 llvm::PassKind::Module => mpm,
 475                 llvm::PassKind::Other => {
 476                     cgcx.handler.err("Encountered LLVM pass kind we can't handle");
 477                     return true
 478                 },
 479             };
 480             llvm::LLVMRustAddPass(pass_manager, pass);
 481             true
 482         };
 483
 484         if !config.no_verify { assert!(addpass("verify")); }
 485         if !config.no_prepopulate_passes {
 486             llvm::LLVMRustAddAnalysisPasses(tm, fpm, llmod);
 487             llvm::LLVMRustAddAnalysisPasses(tm, mpm, llmod);
 488             with_llvm_pmb(llmod, &config, &mut |b| {
 489                 llvm::LLVMPassManagerBuilderPopulateFunctionPassManager(b, fpm);
 490                 llvm::LLVMPassManagerBuilderPopulateModulePassManager(b, mpm);
 491             })
 492         }
 493
 494         for pass in &config.passes {
 495             if !addpass(pass) {
 496                 cgcx.handler.warn(&format!("unknown pass `{}`, ignoring",
 497                                            pass));
 498             }
 499         }
 500
 501         for pass in &cgcx.plugin_passes {
 502             if !addpass(pass) {
 503                 cgcx.handler.err(&format!("a plugin asked for LLVM pass \
 504                                            `{}` but LLVM does not \
 505                                            recognize it", pass));
 506             }
 507         }
 508
 509         cgcx.handler.abort_if_errors();
 510
 511         // Finally, run the actual optimization passes
 512         time(config.time_passes, &format!("llvm function passes [{}]", cgcx.worker), ||
 513              llvm::LLVMRustRunFunctionPassManager(fpm, llmod));
 514         time(config.time_passes, &format!("llvm module passes [{}]", cgcx.worker), ||
 515              llvm::LLVMRunPassManager(mpm, llmod));
 516
 517         // Deallocate managers that we're now done with
 518         llvm::LLVMDisposePassManager(fpm);
 519         llvm::LLVMDisposePassManager(mpm);
 520
 521         match cgcx.lto_ctxt {
 522             Some((sess, reachable)) if sess.lto() =>  {
 523                 time(sess.time_passes(), "all lto passes", || {
 524                     let temp_no_opt_bc_filename =
 525                         output_names.temp_path_ext("no-opt.lto.bc", module_name);
 526                     lto::run(sess,
 527                              llmod,
 528                              tm,
 529                              reachable,
 530                              &config,
 531                              &temp_no_opt_bc_filename);
 532                 });
 533                 if config.emit_lto_bc {
 534                     let out = output_names.temp_path_ext("lto.bc", module_name);
 535                     let out = path2cstr(&out);
 536                     llvm::LLVMWriteBitcodeToFile(llmod, out.as_ptr());
 537                 }
 538             },
 539             _ => {},
 540         }
 541     }
 542
 543     // A codegen-specific pass manager is used to generate object
 544     // files for an LLVM module.
 545     //
 546     // Apparently each of these pass managers is a one-shot kind of
 547     // thing, so we create a new one for each type of output. The
 548     // pass manager passed to the closure should be ensured to not
 549     // escape the closure itself, and the manager should only be
 550     // used once.
 551     unsafe fn with_codegen<F>(tm: TargetMachineRef,
 552                               llmod: ModuleRef,
 553                               no_builtins: bool,
 554                               f: F) where
 555         F: FnOnce(PassManagerRef),
 556     {
 557         let cpm = llvm::LLVMCreatePassManager();
 558         llvm::LLVMRustAddAnalysisPasses(tm, cpm, llmod);
 559         llvm::LLVMRustAddLibraryInfo(cpm, llmod, no_builtins);
 560         f(cpm);
 561     }
 562
 563     // Change what we write and cleanup based on whether obj files are
 564     // just llvm bitcode. In that case write bitcode, and possibly
 565     // delete the bitcode if it wasn't requested. Don't generate the
 566     // machine code, instead copy the .o file from the .bc
 567     let write_bc = config.emit_bc || config.obj_is_bitcode;
 568     let rm_bc = !config.emit_bc && config.obj_is_bitcode;
 569     let write_obj = config.emit_obj && !config.obj_is_bitcode;
 570     let copy_bc_to_obj = config.emit_obj && config.obj_is_bitcode;
 571
 572     let bc_out = output_names.temp_path(OutputType::Bitcode, module_name);
 573     let obj_out = output_names.temp_path(OutputType::Object, module_name);
 574
 575     if write_bc {
 576         let bc_out_c = path2cstr(&bc_out);
 577         llvm::LLVMWriteBitcodeToFile(llmod, bc_out_c.as_ptr());
 578     }
 579
 580     time(config.time_passes, &format!("codegen passes [{}]", cgcx.worker), || {
 581         if config.emit_ir {
 582             let out = output_names.temp_path(OutputType::LlvmAssembly, module_name);
 583             let out = path2cstr(&out);
 584             with_codegen(tm, llmod, config.no_builtins, |cpm| {
 585                 llvm::LLVMRustPrintModule(cpm, llmod, out.as_ptr());
 586                 llvm::LLVMDisposePassManager(cpm);
 587             })
 588         }
 589
 590         if config.emit_asm {
 591             let path = output_names.temp_path(OutputType::Assembly, module_name);
 592
 593             // We can't use the same module for asm and binary output, because that triggers
 594             // various errors like invalid IR or broken binaries, so we might have to clone the
 595             // module to produce the asm output
 596             let llmod = if config.emit_obj {
 597                 llvm::LLVMCloneModule(llmod)
 598             } else {
 599                 llmod
 600             };
 601             with_codegen(tm, llmod, config.no_builtins, |cpm| {
 602                 write_output_file(cgcx.handler, tm, cpm, llmod, &path,
 603                                   llvm::FileType::AssemblyFile);
 604             });
 605             if config.emit_obj {
 606                 llvm::LLVMDisposeModule(llmod);
 607             }
 608         }
 609
 610         if write_obj {
 611             with_codegen(tm, llmod, config.no_builtins, |cpm| {
 612                 write_output_file(cgcx.handler, tm, cpm, llmod, &obj_out,
 613                                   llvm::FileType::ObjectFile);
 614             });
 615         }
 616     });
 617
 618     if copy_bc_to_obj {
 619         debug!("copying bitcode {:?} to obj {:?}", bc_out, obj_out);
 620         if let Err(e) = link_or_copy(&bc_out, &obj_out) {
 621             cgcx.handler.err(&format!("failed to copy bitcode to object file: {}", e));
 622         }
 623     }
 624
 625     if rm_bc {
 626         debug!("removing_bitcode {:?}", bc_out);
 627         if let Err(e) = fs::remove_file(&bc_out) {
 628             cgcx.handler.err(&format!("failed to remove bitcode: {}", e));
 629         }
 630     }
 631
 632     llvm::LLVMRustDisposeTargetMachine(tm);
 633 }
 634
 635
 636 pub fn cleanup_llvm(trans: &CrateTranslation) {
 637     for module in trans.modules.iter() {
 638         unsafe {
 639             match module.source {
 640                 ModuleSource::Translated(llvm) => {
 641                     llvm::LLVMDisposeModule(llvm.llmod);
 642                     llvm::LLVMContextDispose(llvm.llcx);
 643                 }
 644                 ModuleSource::Preexisting(_) => {
 645                 }
 646             }
 647         }
 648     }
 649 }
 650
 651 pub fn run_passes(sess: &Session,
 652                   trans: &CrateTranslation,
 653                   output_types: &OutputTypes,
 654                   crate_output: &OutputFilenames) {
 655     // It's possible that we have `codegen_units > 1` but only one item in
 656     // `trans.modules`.  We could theoretically proceed and do LTO in that
 657     // case, but it would be confusing to have the validity of
 658     // `-Z lto -C codegen-units=2` depend on details of the crate being
 659     // compiled, so we complain regardless.
 660     if sess.lto() && sess.opts.cg.codegen_units > 1 {
 661         // This case is impossible to handle because LTO expects to be able
 662         // to combine the entire crate and all its dependencies into a
 663         // single compilation unit, but each codegen unit is in a separate
 664         // LLVM context, so they can't easily be combined.
 665         sess.fatal("can't perform LTO when using multiple codegen units");
 666     }
 667
 668     // Sanity check
 669     assert!(trans.modules.len() == sess.opts.cg.codegen_units ||
 670             sess.opts.debugging_opts.incremental.is_some());
 671
 672     let tm = create_target_machine(sess);
 673
 674     // Figure out what we actually need to build.
 675
 676     let mut modules_config = ModuleConfig::new(tm, sess.opts.cg.passes.clone());
 677     let mut metadata_config = ModuleConfig::new(tm, vec![]);
 678
 679     modules_config.opt_level = Some(get_llvm_opt_level(sess.opts.optimize));
 680     modules_config.opt_size = Some(get_llvm_opt_size(sess.opts.optimize));
 681
 682     // Save all versions of the bytecode if we're saving our temporaries.
 683     if sess.opts.cg.save_temps {
 684         modules_config.emit_no_opt_bc = true;
 685         modules_config.emit_bc = true;
 686         modules_config.emit_lto_bc = true;
 687         metadata_config.emit_bc = true;
 688     }
 689
 690     // Emit bitcode files for the crate if we're emitting an rlib.
 691     // Whenever an rlib is created, the bitcode is inserted into the
 692     // archive in order to allow LTO against it.
 693     let needs_crate_bitcode =
 694             sess.crate_types.borrow().contains(&config::CrateTypeRlib) &&
 695             sess.opts.output_types.contains_key(&OutputType::Exe);
 696     let needs_crate_object =
 697             sess.opts.output_types.contains_key(&OutputType::Exe);
 698     if needs_crate_bitcode {
 699         modules_config.emit_bc = true;
 700     }
 701
 702     for output_type in output_types.keys() {
 703         match *output_type {
 704             OutputType::Bitcode => { modules_config.emit_bc = true; },
 705             OutputType::LlvmAssembly => { modules_config.emit_ir = true; },
 706             OutputType::Assembly => {
 707                 modules_config.emit_asm = true;
 708                 // If we're not using the LLVM assembler, this function
 709                 // could be invoked specially with output_type_assembly, so
 710                 // in this case we still want the metadata object file.
 711                 if !sess.opts.output_types.contains_key(&OutputType::Assembly) {
 712                     metadata_config.emit_obj = true;
 713                 }
 714             },
 715             OutputType::Object => { modules_config.emit_obj = true; },
 716             OutputType::Exe => {
 717                 modules_config.emit_obj = true;
 718                 metadata_config.emit_obj = true;
 719             },
 720             OutputType::DepInfo => {}
 721         }
 722     }
 723
 724     modules_config.set_flags(sess, trans);
 725     metadata_config.set_flags(sess, trans);
 726
 727
 728     // Populate a buffer with a list of codegen threads.  Items are processed in
 729     // LIFO order, just because it's a tiny bit simpler that way.  (The order
 730     // doesn't actually matter.)
 731     let mut work_items = Vec::with_capacity(1 + trans.modules.len());
 732
 733     {
 734         let work = build_work_item(sess,
 735                                    trans.metadata_module.clone(),
 736                                    metadata_config.clone(),
 737                                    crate_output.clone());
 738         work_items.push(work);
 739     }
 740
 741     for mtrans in trans.modules.iter() {
 742         let work = build_work_item(sess,
 743                                    mtrans.clone(),
 744                                    modules_config.clone(),
 745                                    crate_output.clone());
 746         work_items.push(work);
 747     }
 748
 749     if sess.opts.debugging_opts.incremental_info {
 750         dump_incremental_data(&trans);
 751     }
 752
 753     // Process the work items, optionally using worker threads.
 754     // NOTE: This code is not really adapted to incremental compilation where
 755     //       the compiler decides the number of codegen units (and will
 756     //       potentially create hundreds of them).
 757     let num_workers = work_items.len() - 1;
 758     if num_workers == 1 {
 759         run_work_singlethreaded(sess, &trans.reachable, work_items);
 760     } else {
 761         run_work_multithreaded(sess, work_items, num_workers);
 762     }
 763
 764     // If in incr. comp. mode, preserve the `.o` files for potential re-use
 765     for mtrans in trans.modules.iter() {
 766         let mut files = vec![];
 767
 768         if modules_config.emit_obj {
 769             let path = crate_output.temp_path(OutputType::Object, Some(&mtrans.name));
 770             files.push((OutputType::Object, path));
 771         }
 772
 773         if modules_config.emit_bc {
 774             let path = crate_output.temp_path(OutputType::Bitcode, Some(&mtrans.name));
 775             files.push((OutputType::Bitcode, path));
 776         }
 777
 778         save_trans_partition(sess, &mtrans.name, mtrans.symbol_name_hash, &files);
 779     }
 780
 781     // All codegen is finished.
 782     unsafe {
 783         llvm::LLVMRustDisposeTargetMachine(tm);
 784     }
 785
 786     // Produce final compile outputs.
 787     let copy_gracefully = |from: &Path, to: &Path| {
 788         if let Err(e) = fs::copy(from, to) {
 789             sess.err(&format!("could not copy {:?} to {:?}: {}", from, to, e));
 790         }
 791     };
 792
 793     let copy_if_one_unit = |output_type: OutputType,
 794                             keep_numbered: bool| {
 795         if trans.modules.len() == 1 {
 796             // 1) Only one codegen unit.  In this case it's no difficulty
 797             //    to copy `foo.0.x` to `foo.x`.
 798             let module_name = Some(&(trans.modules[0].name)[..]);
 799             let path = crate_output.temp_path(output_type, module_name);
 800             copy_gracefully(&path,
 801                             &crate_output.path(output_type));
 802             if !sess.opts.cg.save_temps && !keep_numbered {
 803                 // The user just wants `foo.x`, not `foo.#module-name#.x`.
 804                 remove(sess, &path);
 805             }
 806         } else {
 807             let ext = crate_output.temp_path(output_type, None)
 808                                   .extension()
 809                                   .unwrap()
 810                                   .to_str()
 811                                   .unwrap()
 812                                   .to_owned();
 813
 814             if crate_output.outputs.contains_key(&output_type) {
 815                 // 2) Multiple codegen units, with `--emit foo=some_name`.  We have
 816                 //    no good solution for this case, so warn the user.
 817                 sess.warn(&format!("ignoring emit path because multiple .{} files \
 818                                     were produced", ext));
 819             } else if crate_output.single_output_file.is_some() {
 820                 // 3) Multiple codegen units, with `-o some_name`.  We have
 821                 //    no good solution for this case, so warn the user.
 822                 sess.warn(&format!("ignoring -o because multiple .{} files \
 823                                     were produced", ext));
 824             } else {
 825                 // 4) Multiple codegen units, but no explicit name.  We
 826                 //    just leave the `foo.0.x` files in place.
 827                 // (We don't have to do any work in this case.)
 828             }
 829         }
 830     };
 831
 832     // Flag to indicate whether the user explicitly requested bitcode.
 833     // Otherwise, we produced it only as a temporary output, and will need
 834     // to get rid of it.
 835     let mut user_wants_bitcode = false;
 836     let mut user_wants_objects = false;
 837     for output_type in output_types.keys() {
 838         match *output_type {
 839             OutputType::Bitcode => {
 840                 user_wants_bitcode = true;
 841                 // Copy to .bc, but always keep the .0.bc.  There is a later
 842                 // check to figure out if we should delete .0.bc files, or keep
 843                 // them for making an rlib.
 844                 copy_if_one_unit(OutputType::Bitcode, true);
 845             }
 846             OutputType::LlvmAssembly => {
 847                 copy_if_one_unit(OutputType::LlvmAssembly, false);
 848             }
 849             OutputType::Assembly => {
 850                 copy_if_one_unit(OutputType::Assembly, false);
 851             }
 852             OutputType::Object => {
 853                 user_wants_objects = true;
 854                 copy_if_one_unit(OutputType::Object, true);
 855             }
 856             OutputType::Exe |
 857             OutputType::DepInfo => {}
 858         }
 859     }
 860     let user_wants_bitcode = user_wants_bitcode;
 861
 862     // Clean up unwanted temporary files.
 863
 864     // We create the following files by default:
 865     //  - crate.#module-name#.bc
 866     //  - crate.#module-name#.o
 867     //  - crate.metadata.bc
 868     //  - crate.metadata.o
 869     //  - crate.o (linked from crate.##.o)
 870     //  - crate.bc (copied from crate.##.bc)
 871     // We may create additional files if requested by the user (through
 872     // `-C save-temps` or `--emit=` flags).
 873
 874     if !sess.opts.cg.save_temps {
 875         // Remove the temporary .#module-name#.o objects.  If the user didn't
 876         // explicitly request bitcode (with --emit=bc), and the bitcode is not
 877         // needed for building an rlib, then we must remove .#module-name#.bc as
 878         // well.
 879
 880         // Specific rules for keeping .#module-name#.bc:
 881         //  - If we're building an rlib (`needs_crate_bitcode`), then keep
 882         //    it.
 883         //  - If the user requested bitcode (`user_wants_bitcode`), and
 884         //    codegen_units > 1, then keep it.
 885         //  - If the user requested bitcode but codegen_units == 1, then we
 886         //    can toss .#module-name#.bc because we copied it to .bc earlier.
 887         //  - If we're not building an rlib and the user didn't request
 888         //    bitcode, then delete .#module-name#.bc.
 889         // If you change how this works, also update back::link::link_rlib,
 890         // where .#module-name#.bc files are (maybe) deleted after making an
 891         // rlib.
 892         let keep_numbered_bitcode = needs_crate_bitcode ||
 893                 (user_wants_bitcode && sess.opts.cg.codegen_units > 1);
 894
 895         let keep_numbered_objects = needs_crate_object ||
 896                 (user_wants_objects && sess.opts.cg.codegen_units > 1);
 897
 898         for module_name in trans.modules.iter().map(|m| Some(&m.name[..])) {
 899             if modules_config.emit_obj && !keep_numbered_objects {
 900                 let path = crate_output.temp_path(OutputType::Object, module_name);
 901                 remove(sess, &path);
 902             }
 903
 904             if modules_config.emit_bc && !keep_numbered_bitcode {
 905                 let path = crate_output.temp_path(OutputType::Bitcode, module_name);
 906                 remove(sess, &path);
 907             }
 908         }
 909
 910         if metadata_config.emit_bc && !user_wants_bitcode {
 911             let path = crate_output.temp_path(OutputType::Bitcode,
 912                                               Some(&trans.metadata_module.name[..]));
 913             remove(sess, &path);
 914         }
 915     }
 916
 917     // We leave the following files around by default:
 918     //  - crate.o
 919     //  - crate.metadata.o
 920     //  - crate.bc
 921     // These are used in linking steps and will be cleaned up afterward.
 922
 923     // FIXME: time_llvm_passes support - does this use a global context or
 924     // something?
 925     if sess.opts.cg.codegen_units == 1 && sess.time_llvm_passes() {
 926         unsafe { llvm::LLVMRustPrintPassTimings(); }
 927     }
 928 }
 929
 930 fn dump_incremental_data(trans: &CrateTranslation) {
 931     let mut reuse = 0;
 932     for mtrans in trans.modules.iter() {
 933         match mtrans.source {
 934             ModuleSource::Preexisting(..) => reuse += 1,
 935             ModuleSource::Translated(..) => (),
 936         }
 937     }
 938     println!("incremental: re-using {} out of {} modules", reuse, trans.modules.len());
 939 }
 940
 941 struct WorkItem {
 942     mtrans: ModuleTranslation,
 943     config: ModuleConfig,
 944     output_names: OutputFilenames
 945 }
 946
 947 fn build_work_item(sess: &Session,
 948                    mtrans: ModuleTranslation,
 949                    config: ModuleConfig,
 950                    output_names: OutputFilenames)
 951                    -> WorkItem
 952 {
 953     let mut config = config;
 954     config.tm = create_target_machine(sess);
 955     WorkItem {
 956         mtrans: mtrans,
 957         config: config,
 958         output_names: output_names
 959     }
 960 }
 961
 962 fn execute_work_item(cgcx: &CodegenContext,
 963                      work_item: WorkItem) {
 964     unsafe {
 965         match work_item.mtrans.source {
 966             ModuleSource::Translated(mllvm) => {
 967                 debug!("llvm-optimizing {:?}", work_item.mtrans.name);
 968                 optimize_and_codegen(cgcx,
 969                                      work_item.mtrans,
 970                                      mllvm,
 971                                      work_item.config,
 972                                      work_item.output_names);
 973             }
 974             ModuleSource::Preexisting(wp) => {
 975                 let incr_comp_session_dir = cgcx.incr_comp_session_dir
 976                                                 .as_ref()
 977                                                 .unwrap();
 978                 let name = &work_item.mtrans.name;
 979                 for (kind, saved_file) in wp.saved_files {
 980                     let obj_out = work_item.output_names.temp_path(kind, Some(name));
 981                     let source_file = in_incr_comp_dir(&incr_comp_session_dir,
 982                                                        &saved_file);
 983                     debug!("copying pre-existing module `{}` from {:?} to {}",
 984                            work_item.mtrans.name,
 985                            source_file,
 986                            obj_out.display());
 987                     match link_or_copy(&source_file, &obj_out) {
 988                         Ok(_) => { }
 989                         Err(err) => {
 990                             cgcx.handler.err(&format!("unable to copy {} to {}: {}",
 991                                                       source_file.display(),
 992                                                       obj_out.display(),
 993                                                       err));
 994                         }
 995                     }
 996                 }
 997             }
 998         }
 999     }
1000 }
1001
1002 fn run_work_singlethreaded(sess: &Session,
1003                            reachable: &[String],
1004                            work_items: Vec<WorkItem>) {
1005     let cgcx = CodegenContext::new_with_session(sess, reachable);
1006
1007     // Since we're running single-threaded, we can pass the session to
1008     // the proc, allowing `optimize_and_codegen` to perform LTO.
1009     for work in work_items.into_iter().rev() {
1010         execute_work_item(&cgcx, work);
1011     }
1012 }
1013
1014 fn run_work_multithreaded(sess: &Session,
1015                           work_items: Vec<WorkItem>,
1016                           num_workers: usize) {
1017     assert!(num_workers > 0);
1018
1019     // Run some workers to process the work items.
1020     let work_items_arc = Arc::new(Mutex::new(work_items));
1021     let mut diag_emitter = SharedEmitter::new();
1022     let mut futures = Vec::with_capacity(num_workers);
1023
1024     for i in 0..num_workers {
1025         let work_items_arc = work_items_arc.clone();
1026         let diag_emitter = diag_emitter.clone();
1027         let plugin_passes = sess.plugin_llvm_passes.borrow().clone();
1028         let remark = sess.opts.cg.remark.clone();
1029
1030         let (tx, rx) = channel();
1031         let mut tx = Some(tx);
1032         futures.push(rx);
1033
1034         let incr_comp_session_dir = sess.incr_comp_session_dir_opt().map(|r| r.clone());
1035
1036         thread::Builder::new().name(format!("codegen-{}", i)).spawn(move || {
1037             let diag_handler = Handler::with_emitter(true, false, box diag_emitter);
1038
1039             // Must construct cgcx inside the proc because it has non-Send
1040             // fields.
1041             let cgcx = CodegenContext {
1042                 lto_ctxt: None,
1043                 handler: &diag_handler,
1044                 plugin_passes: plugin_passes,
1045                 remark: remark,
1046                 worker: i,
1047                 incr_comp_session_dir: incr_comp_session_dir
1048             };
1049
1050             loop {
1051                 // Avoid holding the lock for the entire duration of the match.
1052                 let maybe_work = work_items_arc.lock().unwrap().pop();
1053                 match maybe_work {
1054                     Some(work) => {
1055                         execute_work_item(&cgcx, work);
1056
1057                         // Make sure to fail the worker so the main thread can
1058                         // tell that there were errors.
1059                         cgcx.handler.abort_if_errors();
1060                     }
1061                     None => break,
1062                 }
1063             }
1064
1065             tx.take().unwrap().send(()).unwrap();
1066         }).unwrap();
1067     }
1068
1069     let mut panicked = false;
1070     for rx in futures {
1071         match rx.recv() {
1072             Ok(()) => {},
1073             Err(_) => {
1074                 panicked = true;
1075             },
1076         }
1077         // Display any new diagnostics.
1078         diag_emitter.dump(sess.diagnostic());
1079     }
1080     if panicked {
1081         sess.fatal("aborting due to worker thread panic");
1082     }
1083 }
1084
1085 pub fn run_assembler(sess: &Session, outputs: &OutputFilenames) {
1086     let (pname, mut cmd, _) = get_linker(sess);
1087
1088     cmd.arg("-c").arg("-o").arg(&outputs.path(OutputType::Object))
1089                            .arg(&outputs.temp_path(OutputType::Assembly, None));
1090     debug!("{:?}", cmd);
1091
1092     match cmd.output() {
1093         Ok(prog) => {
1094             if !prog.status.success() {
1095                 let mut note = prog.stderr.clone();
1096                 note.extend_from_slice(&prog.stdout);
1097
1098                 sess.struct_err(&format!("linking with `{}` failed: {}",
1099                                          pname,
1100                                          prog.status))
1101                     .note(&format!("{:?}", &cmd))
1102                     .note(str::from_utf8(&note[..]).unwrap())
1103                     .emit();
1104                 sess.abort_if_errors();
1105             }
1106         },
1107         Err(e) => {
1108             sess.err(&format!("could not exec the linker `{}`: {}", pname, e));
1109             sess.abort_if_errors();
1110         }
1111     }
1112 }
1113
1114 pub unsafe fn with_llvm_pmb(llmod: ModuleRef,
1115                             config: &ModuleConfig,
1116                             f: &mut FnMut(llvm::PassManagerBuilderRef)) {
1117     // Create the PassManagerBuilder for LLVM. We configure it with
1118     // reasonable defaults and prepare it to actually populate the pass
1119     // manager.
1120     let builder = llvm::LLVMPassManagerBuilderCreate();
1121     let opt_level = config.opt_level.unwrap_or(llvm::CodeGenOptLevel::None);
1122     let opt_size = config.opt_size.unwrap_or(llvm::CodeGenOptSizeNone);
1123     let inline_threshold = config.inline_threshold;
1124
1125     llvm::LLVMRustConfigurePassManagerBuilder(builder, opt_level,
1126                                               config.merge_functions,
1127                                               config.vectorize_slp,
1128                                               config.vectorize_loop);
1129     llvm::LLVMPassManagerBuilderSetSizeLevel(builder, opt_size as u32);
1130
1131     if opt_size != llvm::CodeGenOptSizeNone {
1132         llvm::LLVMPassManagerBuilderSetDisableUnrollLoops(builder, 1);
1133     }
1134
1135     llvm::LLVMRustAddBuilderLibraryInfo(builder, llmod, config.no_builtins);
1136
1137     // Here we match what clang does (kinda). For O0 we only inline
1138     // always-inline functions (but don't add lifetime intrinsics), at O1 we
1139     // inline with lifetime intrinsics, and O2+ we add an inliner with a
1140     // thresholds copied from clang.
1141     match (opt_level, opt_size, inline_threshold) {
1142         (.., Some(t)) => {
1143             llvm::LLVMPassManagerBuilderUseInlinerWithThreshold(builder, t as u32);
1144         }
1145         (llvm::CodeGenOptLevel::Aggressive, ..) => {
1146             llvm::LLVMPassManagerBuilderUseInlinerWithThreshold(builder, 275);
1147         }
1148         (_, llvm::CodeGenOptSizeDefault, _) => {
1149             llvm::LLVMPassManagerBuilderUseInlinerWithThreshold(builder, 75);
1150         }
1151         (_, llvm::CodeGenOptSizeAggressive, _) => {
1152             llvm::LLVMPassManagerBuilderUseInlinerWithThreshold(builder, 25);
1153         }
1154         (llvm::CodeGenOptLevel::None, ..) => {
1155             llvm::LLVMRustAddAlwaysInlinePass(builder, false);
1156         }
1157         (llvm::CodeGenOptLevel::Less, ..) => {
1158             llvm::LLVMRustAddAlwaysInlinePass(builder, true);
1159         }
1160         (llvm::CodeGenOptLevel::Default, ..) => {
1161             llvm::LLVMPassManagerBuilderUseInlinerWithThreshold(builder, 225);
1162         }
1163         (llvm::CodeGenOptLevel::Other, ..) => {
1164             bug!("CodeGenOptLevel::Other selected")
1165         }
1166     }
1167
1168     f(builder);
1169     llvm::LLVMPassManagerBuilderDispose(builder);
1170 }