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C++ Modules TS: driver support for building modules.
authorRichard Smith <richard-llvm@metafoo.co.uk>
Tue, 30 Aug 2016 00:44:54 +0000 (00:44 +0000)
committerRichard Smith <richard-llvm@metafoo.co.uk>
Tue, 30 Aug 2016 00:44:54 +0000 (00:44 +0000)
This works as follows: we add --precompile to the existing gamut of options for
specifying how far to go when compiling an input (-E, -c, -S, etc.). This flag
specifies that an input is taken to the precompilation step and no further, and
this can be specified when building a .pcm from a module interface or when
building a .pch from a header file.

The .cppm extension (and some related extensions) are implicitly recognized as
C++ module interface files. If --precompile is /not/ specified, the file is
compiled (via a .pcm) to a .o file containing the code for the module (and then
potentially also assembled and linked, if -S, -c, etc. are not specified). We
do not yet suppress the emission of object code for other users of the module
interface, so for now this will only work if everything in the .cppm file has
vague linkage.

As with the existing support for module-map modules, prebuilt modules can be
provided as compiler inputs either via the -fmodule-file= command-line argument
or via files named ModuleName.pcm in one of the directories specified via
-fprebuilt-module-path=.

This also exposes the -fmodules-ts cc1 flag in the driver. This is still
experimental, and in particular, the concrete syntax is subject to change as
the Modules TS evolves in the C++ committee. Unlike -fmodules, this flag does
not enable support for implicitly loading module maps nor building modules via
the module cache, but those features can be turned on separately and used in
conjunction with the Modules TS support.

git-svn-id: https://llvm.org/svn/llvm-project/cfe/trunk@280035 91177308-0d34-0410-b5e6-96231b3b80d8

include/clang/Driver/CC1Options.td
include/clang/Driver/Options.td
include/clang/Driver/Types.def
include/clang/Driver/Types.h
lib/Driver/Driver.cpp
lib/Driver/Tools.cpp
lib/Driver/Types.cpp
lib/Frontend/CompilerInvocation.cpp
lib/Parse/Parser.cpp
test/Driver/cl-pch.cpp
test/Driver/modules-ts.cpp [new file with mode: 0644]

index 9eaf0c026105f2a01602dc548f7961a5b8d1ed65..e99d19e3fce333d334f80458ec03f5cda257c3eb 100644 (file)
@@ -391,8 +391,6 @@ def ast_dump_filter : Separate<["-"], "ast-dump-filter">,
   HelpText<"Use with -ast-dump or -ast-print to dump/print only AST declaration"
            " nodes having a certain substring in a qualified name. Use"
            " -ast-list to list all filterable declaration node names.">;
-def fmodules_ts : Flag <["-"], "fmodules-ts">, Group<f_Group>,
-  HelpText<"Enable support for the C++ Modules TS">;
 def fno_modules_global_index : Flag<["-"], "fno-modules-global-index">,
   HelpText<"Do not automatically generate or update the global module index">;
 def fno_modules_error_recovery : Flag<["-"], "fno-modules-error-recovery">,
index 74ed3ac1686563f0aa0e42fc2d745251cd57ef68..0a2962b5b893ed0989d8b9a7b43538cd4b357193 100644 (file)
@@ -874,6 +874,8 @@ def fmodules : Flag <["-"], "fmodules">, Group<f_Group>,
 def fimplicit_module_maps : Flag <["-"], "fimplicit-module-maps">, Group<f_Group>,
   Flags<[DriverOption, CC1Option]>,
   HelpText<"Implicitly search the file system for module map files.">;
+def fmodules_ts : Flag <["-"], "fmodules-ts">, Group<f_Group>,
+  Flags<[CC1Option]>, HelpText<"Enable support for the C++ Modules TS">;
 def fmodule_maps : Flag <["-"], "fmodule-maps">, Alias<fimplicit_module_maps>;
 def fmodule_name_EQ : Joined<["-"], "fmodule-name=">, Group<f_Group>,
   Flags<[DriverOption,CC1Option]>, MetaVarName<"<name>">,
@@ -2026,6 +2028,8 @@ def _output_EQ : Joined<["--"], "output=">, Alias<o>;
 def _output : Separate<["--"], "output">, Alias<o>;
 def _param : Separate<["--"], "param">, Group<CompileOnly_Group>;
 def _param_EQ : Joined<["--"], "param=">, Alias<_param>;
+def _precompile : Flag<["--"], "precompile">, Flags<[DriverOption]>,
+  Group<Action_Group>, HelpText<"Only precompile the input">;
 def _prefix_EQ : Joined<["--"], "prefix=">, Alias<B>;
 def _prefix : Separate<["--"], "prefix">, Alias<B>;
 def _preprocess : Flag<["--"], "preprocess">, Alias<E>;
index f2ff194ee646b831f88f5ab5625cb463bacd51bf..2430b5b924c3277021474d5c10a77e8c6b429905 100644 (file)
@@ -34,6 +34,7 @@
 //  a - The type should only be assembled.
 //  p - The type should only be precompiled.
 //  u - The type can be user specified (with -x).
+//  m - Precompiling this type produces a module file.
 //  A - The type's temporary suffix should be appended when generating
 //      outputs of this type.
 
@@ -65,6 +66,8 @@ TYPE("c++-header-cpp-output",    PP_CXXHeader, INVALID,         "ii",    "p")
 TYPE("c++-header",               CXXHeader,    PP_CXXHeader,    "hh",    "pu")
 TYPE("objective-c++-header-cpp-output", PP_ObjCXXHeader, INVALID, "mii", "p")
 TYPE("objective-c++-header",     ObjCXXHeader, PP_ObjCXXHeader, "h",     "pu")
+TYPE("c++-module",               CXXModule,    PP_CXXModule,    "cppm",  "mu")
+TYPE("c++-module-cpp-output",    PP_CXXModule, INVALID,         "iim",   "m")
 
 // Other languages.
 TYPE("ada",                      Ada,          INVALID,         nullptr, "u")
index 22122c7a8eb993c681216cf04cdd046ba31979dc..afaea2e0cd2ae5d13f5f17b4503e378b2fd4fd3a 100644 (file)
@@ -32,6 +32,11 @@ namespace types {
   /// preprocessed.
   ID getPreprocessedType(ID Id);
 
+  /// getPrecompiledType - Get the ID of the type for this input when
+  /// it has been precompiled, or INVALID if this input is not
+  /// precompiled.
+  ID getPrecompiledType(ID Id);
+
   /// getTypeTempSuffix - Return the suffix to use when creating a
   /// temp file of this type, or null if unspecified.
   const char *getTypeTempSuffix(ID Id, bool CLMode = false);
index 9871f29eb39c04b47671b407cd8479fe4f7bf0bc..9081a6408eceda0fb2923ecb73112be7aee0b7d2 100644 (file)
@@ -177,6 +177,10 @@ phases::ID Driver::getFinalPhase(const DerivedArgList &DAL,
       (PhaseArg = DAL.getLastArg(options::OPT__SLASH_P))) {
     FinalPhase = phases::Preprocess;
 
+    // --precompile only runs up to precompilation.
+  } else if ((PhaseArg = DAL.getLastArg(options::OPT__precompile))) {
+    FinalPhase = phases::Precompile;
+
     // -{fsyntax-only,-analyze,emit-ast} only run up to the compiler.
   } else if ((PhaseArg = DAL.getLastArg(options::OPT_fsyntax_only)) ||
              (PhaseArg = DAL.getLastArg(options::OPT_module_file_info)) ||
@@ -1685,12 +1689,14 @@ void Driver::BuildActions(Compilation &C, DerivedArgList &Args,
     if (YcArg) {
       // Add a separate precompile phase for the compile phase.
       if (FinalPhase >= phases::Compile) {
+        const types::ID HeaderInputType = types::TY_CXXHeader;
         llvm::SmallVector<phases::ID, phases::MaxNumberOfPhases> PCHPL;
-        types::getCompilationPhases(types::TY_CXXHeader, PCHPL);
+        types::getCompilationPhases(HeaderInputType, PCHPL);
         Arg *PchInputArg = MakeInputArg(Args, Opts, YcArg->getValue());
 
         // Build the pipeline for the pch file.
-        Action *ClangClPch = C.MakeAction<InputAction>(*PchInputArg, InputType);
+        Action *ClangClPch =
+            C.MakeAction<InputAction>(*PchInputArg, HeaderInputType);
         for (phases::ID Phase : PCHPL)
           ClangClPch = ConstructPhaseAction(C, Args, Phase, ClangClPch);
         assert(ClangClPch);
@@ -1812,7 +1818,9 @@ Action *Driver::ConstructPhaseAction(Compilation &C, const ArgList &Args,
     return C.MakeAction<PreprocessJobAction>(Input, OutputTy);
   }
   case phases::Precompile: {
-    types::ID OutputTy = types::TY_PCH;
+    types::ID OutputTy = getPrecompiledType(Input->getType());
+    assert(OutputTy != types::TY_INVALID &&
+           "Cannot precompile this input type!");
     if (Args.hasArg(options::OPT_fsyntax_only)) {
       // Syntax checks should not emit a PCH file
       OutputTy = types::TY_Nothing;
index 464c4242acb5d531ff165172b0042e512fbe28e2..d17dc2eda8a642278cefb8cf094e20ecad98b34c 100644 (file)
@@ -3981,6 +3981,8 @@ void Clang::ConstructJob(Compilation &C, const JobAction &JA,
 
     if (JA.getType() == types::TY_Nothing)
       CmdArgs.push_back("-fsyntax-only");
+    else if (JA.getType() == types::TY_ModuleFile)
+      CmdArgs.push_back("-emit-module-interface");
     else if (UsePCH)
       CmdArgs.push_back("-emit-pch");
     else
@@ -5385,20 +5387,26 @@ void Clang::ConstructJob(Compilation &C, const JobAction &JA,
   // -fmodules enables the use of precompiled modules (off by default).
   // Users can pass -fno-cxx-modules to turn off modules support for
   // C++/Objective-C++ programs.
-  bool HaveModules = false;
+  bool HaveClangModules = false;
   if (Args.hasFlag(options::OPT_fmodules, options::OPT_fno_modules, false)) {
     bool AllowedInCXX = Args.hasFlag(options::OPT_fcxx_modules,
                                      options::OPT_fno_cxx_modules, true);
     if (AllowedInCXX || !types::isCXX(InputType)) {
       CmdArgs.push_back("-fmodules");
-      HaveModules = true;
+      HaveClangModules = true;
     }
   }
 
+  bool HaveAnyModules = HaveClangModules;
+  if (Args.hasArg(options::OPT_fmodules_ts)) {
+    CmdArgs.push_back("-fmodules-ts");
+    HaveAnyModules = true;
+  }
+
   // -fmodule-maps enables implicit reading of module map files. By default,
-  // this is enabled if we are using precompiled modules.
+  // this is enabled if we are using Clang's flavor of precompiled modules.
   if (Args.hasFlag(options::OPT_fimplicit_module_maps,
-                   options::OPT_fno_implicit_module_maps, HaveModules)) {
+                   options::OPT_fno_implicit_module_maps, HaveClangModules)) {
     CmdArgs.push_back("-fimplicit-module-maps");
   }
 
@@ -5418,9 +5426,10 @@ void Clang::ConstructJob(Compilation &C, const JobAction &JA,
 
   // -fno-implicit-modules turns off implicitly compiling modules on demand.
   if (!Args.hasFlag(options::OPT_fimplicit_modules,
-                    options::OPT_fno_implicit_modules)) {
-    CmdArgs.push_back("-fno-implicit-modules");
-  } else if (HaveModules) {
+                    options::OPT_fno_implicit_modules, HaveClangModules)) {
+    if (HaveAnyModules)
+      CmdArgs.push_back("-fno-implicit-modules");
+  } else if (HaveAnyModules) {
     // -fmodule-cache-path specifies where our implicitly-built module files
     // should be written.
     SmallString<128> Path;
@@ -5444,7 +5453,7 @@ void Clang::ConstructJob(Compilation &C, const JobAction &JA,
     CmdArgs.push_back(Args.MakeArgString(Path));
   }
 
-  if (HaveModules) {
+  if (HaveAnyModules) {
     // -fprebuilt-module-path specifies where to load the prebuilt module files.
     for (const Arg *A : Args.filtered(options::OPT_fprebuilt_module_path))
       CmdArgs.push_back(Args.MakeArgString(
@@ -5460,14 +5469,14 @@ void Clang::ConstructJob(Compilation &C, const JobAction &JA,
   Args.AddAllArgs(CmdArgs, options::OPT_fmodule_map_file);
 
   // -fmodule-file can be used to specify files containing precompiled modules.
-  if (HaveModules)
+  if (HaveAnyModules)
     Args.AddAllArgs(CmdArgs, options::OPT_fmodule_file);
   else
     Args.ClaimAllArgs(options::OPT_fmodule_file);
 
   // When building modules and generating crashdumps, we need to dump a module
   // dependency VFS alongside the output.
-  if (HaveModules && C.isForDiagnostics()) {
+  if (HaveClangModules && C.isForDiagnostics()) {
     SmallString<128> VFSDir(Output.getFilename());
     llvm::sys::path::replace_extension(VFSDir, ".cache");
     // Add the cache directory as a temp so the crash diagnostics pick it up.
@@ -5478,7 +5487,7 @@ void Clang::ConstructJob(Compilation &C, const JobAction &JA,
     CmdArgs.push_back(Args.MakeArgString(VFSDir));
   }
 
-  if (HaveModules)
+  if (HaveClangModules)
     Args.AddLastArg(CmdArgs, options::OPT_fmodules_user_build_path);
 
   // Pass through all -fmodules-ignore-macro arguments.
@@ -6019,7 +6028,7 @@ void Clang::ConstructJob(Compilation &C, const JobAction &JA,
   // nice to enable this when doing a crashdump for modules as well.
   if (Args.hasFlag(options::OPT_frewrite_includes,
                    options::OPT_fno_rewrite_includes, false) ||
-      (C.isForDiagnostics() && !HaveModules))
+      (C.isForDiagnostics() && !HaveAnyModules))
     CmdArgs.push_back("-frewrite-includes");
 
   // Only allow -traditional or -traditional-cpp outside in preprocessing modes.
index e6072de34e25a713221344e62a60678c793c15d3..36ac082abd05f93872f5f1411fc695fffbbb3b33 100644 (file)
@@ -44,6 +44,14 @@ types::ID types::getPreprocessedType(ID Id) {
   return getInfo(Id).PreprocessedType;
 }
 
+types::ID types::getPrecompiledType(ID Id) {
+  if (strchr(getInfo(Id).Flags, 'm'))
+    return TY_ModuleFile;
+  if (onlyPrecompileType(Id))
+    return TY_PCH;
+  return TY_INVALID;
+}
+
 const char *types::getTypeTempSuffix(ID Id, bool CLMode) {
   if (Id == TY_Object && CLMode)
     return "obj";
@@ -95,6 +103,7 @@ bool types::isAcceptedByClang(ID Id) {
   case TY_ObjCHeader: case TY_PP_ObjCHeader:
   case TY_CXXHeader: case TY_PP_CXXHeader:
   case TY_ObjCXXHeader: case TY_PP_ObjCXXHeader:
+  case TY_CXXModule: case TY_PP_CXXModule:
   case TY_AST: case TY_ModuleFile:
   case TY_LLVM_IR: case TY_LLVM_BC:
     return true;
@@ -123,6 +132,7 @@ bool types::isCXX(ID Id) {
   case TY_ObjCXX: case TY_PP_ObjCXX: case TY_PP_ObjCXX_Alias:
   case TY_CXXHeader: case TY_PP_CXXHeader:
   case TY_ObjCXXHeader: case TY_PP_ObjCXXHeader:
+  case TY_CXXModule: case TY_PP_CXXModule:
   case TY_CUDA: case TY_PP_CUDA: case TY_CUDA_DEVICE:
     return true;
   }
@@ -183,6 +193,7 @@ types::ID types::lookupTypeForExtension(const char *Ext) {
            .Case("ads", TY_Ada)
            .Case("asm", TY_PP_Asm)
            .Case("ast", TY_AST)
+           .Case("ccm", TY_CXXModule)
            .Case("cpp", TY_CXX)
            .Case("CPP", TY_CXX)
            .Case("c++", TY_CXX)
@@ -200,11 +211,15 @@ types::ID types::lookupTypeForExtension(const char *Ext) {
            .Case("FPP", TY_Fortran)
            .Case("gch", TY_PCH)
            .Case("hpp", TY_CXXHeader)
+           .Case("iim", TY_PP_CXXModule)
            .Case("lib", TY_Object)
            .Case("mii", TY_PP_ObjCXX)
            .Case("obj", TY_Object)
            .Case("pch", TY_PCH)
            .Case("pcm", TY_ModuleFile)
+           .Case("c++m", TY_CXXModule)
+           .Case("cppm", TY_CXXModule)
+           .Case("cxxm", TY_CXXModule)
            .Default(TY_INVALID);
 }
 
@@ -226,9 +241,11 @@ void types::getCompilationPhases(ID Id, llvm::SmallVectorImpl<phases::ID> &P) {
       P.push_back(phases::Preprocess);
     }
 
-    if (onlyPrecompileType(Id)) {
+    if (getPrecompiledType(Id) != TY_INVALID) {
       P.push_back(phases::Precompile);
-    } else {
+    }
+
+    if (!onlyPrecompileType(Id)) {
       if (!onlyAssembleType(Id)) {
         P.push_back(phases::Compile);
         P.push_back(phases::Backend);
index cb691717b82c8ea9f58f01afd9bea538b30d9d73..e6bff91ff1c0b2d46d25d823272e55948642ab61 100644 (file)
@@ -1298,11 +1298,13 @@ static InputKind ParseFrontendArgs(FrontendOptions &Opts, ArgList &Args,
       .Case("cl", IK_OpenCL)
       .Case("cuda", IK_CUDA)
       .Case("c++", IK_CXX)
+      .Case("c++-module", IK_CXX)
       .Case("objective-c", IK_ObjC)
       .Case("objective-c++", IK_ObjCXX)
       .Case("cpp-output", IK_PreprocessedC)
       .Case("assembler-with-cpp", IK_Asm)
       .Case("c++-cpp-output", IK_PreprocessedCXX)
+      .Case("c++-module-cpp-output", IK_PreprocessedCXX)
       .Case("cuda-cpp-output", IK_PreprocessedCuda)
       .Case("objective-c-cpp-output", IK_PreprocessedObjC)
       .Case("objc-cpp-output", IK_PreprocessedObjC)
index e58e3f7c20ed0a67018f43e1b8ebac0f0972ddc0..0bc4680e78af85d3b810a6acaab963c475536fa0 100644 (file)
@@ -546,7 +546,13 @@ bool Parser::ParseFirstTopLevelDecl(DeclGroupPtrTy &Result) {
     return false;
   } else if (getLangOpts().getCompilingModule() ==
              LangOptions::CMK_ModuleInterface) {
-    Diag(Tok, diag::err_expected_module_interface_decl);
+    // FIXME: We avoid providing this diagnostic when generating an object file
+    // from an existing PCM file. This is not a good way to detect this
+    // condition; we should provide a mechanism to indicate whether we've
+    // already parsed a declaration in this translation unit and avoid calling
+    // ParseFirstTopLevelDecl in that case.
+    if (Actions.TUKind == TU_Module)
+      Diag(Tok, diag::err_expected_module_interface_decl);
   }
 
   // C11 6.9p1 says translation units must have at least one top-level
index 8d701da5b0b2bc78832557f76d3b7517745f4def..fdb03c4c9c496a2255e4d646cb00635ffb221fbd 100644 (file)
@@ -10,7 +10,7 @@
 // CHECK-YC: -o
 // CHECK-YC: pchfile.pch
 // CHECK-YC: -x
-// CHECK-YC: "c++"
+// CHECK-YC: "c++-header"
 // 2. Use .pch file.
 // CHECK-YC: cc1
 // CHECK-YC: -emit-obj
 // CHECK-YCFIFIFI: -o
 // CHECK-YCFIFIFI: foo2.pch
 // CHECK-YCFIFIFI: -x
-// CHECK-YCFIFIFI: "c++"
+// CHECK-YCFIFIFI: "c++-header"
 // CHECK-YCFIFIFI: foo2.h
 // 2. Use .pch file: Inlucdes foo2.pch and foo3.h
 // CHECK-YCFIFIFI: cc1
diff --git a/test/Driver/modules-ts.cpp b/test/Driver/modules-ts.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..b4884ac
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,39 @@
+// Check compiling a module interface to a .pcm file.
+//
+// RUN: %clang -fmodules-ts -x c++-module --precompile %s -Dimplementation= -o %t.pcm -v 2>&1 | FileCheck %s --check-prefix=CHECK-PRECOMPILE
+//
+// CHECK-PRECOMPILE: -cc1 {{.*}} -emit-module-interface
+// CHECK-PRECOMPILE-SAME: -o {{.*}}.pcm
+// CHECK-PRECOMPILE-SAME: -x c++-module
+// CHECK-PRECOMPILE-SAME: modules-ts.cpp
+
+// Check compiling a .pcm file to a .o file.
+//
+// RUN: %clang -fmodules-ts %t.pcm -c -o %t.pcm.o -v 2>&1 | FileCheck %s --check-prefix=CHECK-COMPILE
+//
+// CHECK-COMPILE: -cc1 {{.*}} -emit-obj
+// CHECK-COMPILE-SAME: -o {{.*}}.pcm.o
+// CHECK-COMPILE-SAME: -x pcm
+// CHECK-COMPILE-SAME: {{.*}}.pcm
+
+// Check use of a .pcm file in another compilation.
+//
+// RUN: %clang -fmodules-ts -fmodule-file=%t.pcm %s -c -o %t.o -v 2>&1 | FileCheck %s --check-prefix=CHECK-USE
+//
+// CHECK-USE: -cc1
+// CHECK-USE-SAME: -emit-obj
+// CHECK-USE-SAME: -fmodule-file={{.*}}.pcm
+// CHECK-USE-SAME: -o {{.*}}.o
+// CHECK-USE-SAME: -x c++
+// CHECK-USE-SAME: modules-ts.cpp
+
+// Check combining precompile and compile steps works.
+//
+// RUN: %clang -fmodules-ts -x c++-module %s -Dimplementation= -c -o %t.pcm.o -v 2>&1 | FileCheck %s --check-prefix=CHECK-PRECOMPILE --check-prefix=CHECK-COMPILE
+
+// Check that .cppm is treated as a module implicitly.
+// RUN: cp %s %t.cppm
+// RUN: %clang -fmodules-ts --precompile %t.cppm -Dimplementation= -o %t.pcm -v 2>&1 | FileCheck %s --check-prefix=CHECK-PRECOMPILE
+
+// Note, we use -Dimplementation= to make this a valid module interface unit when building the interface.
+module implementation foo;