OSDN Git Service

eb1008e8f2cd2de6c8dc8e8bd1b4fe6eed92f117
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / doc / plugins.texi
1 @c Copyright (c) 2009 Free Software Foundation, Inc.
2 @c Free Software Foundation, Inc.
3 @c This is part of the GCC manual.
4 @c For copying conditions, see the file gcc.texi.
5
6 @node Plugins
7 @chapter Plugins
8 @cindex Plugins
9
10 @section Loading Plugins
11
12 Plugins are supported on platforms that support @option{-ldl
13 -rdynamic}.  They are loaded by the compiler using @code{dlopen}
14 and invoked at pre-determined locations in the compilation
15 process.
16
17 Plugins are loaded with 
18
19 @option{-fplugin=/path/to/NAME.so} @option{-fplugin-arg-NAME-<key1>[=<value1>]}
20
21 The plugin arguments are parsed by GCC and passed to respective
22 plugins as key-value pairs. Multiple plugins can be invoked by
23 specifying multiple @option{-fplugin} arguments.
24
25
26 @section Plugin API
27
28 Plugins are activated by the compiler at specific events as defined in
29 @file{gcc-plugin.h}.  For each event of interest, the plugin should
30 call @code{register_callback} specifying the name of the event and
31 address of the callback function that will handle that event.
32
33 The header @file{gcc-plugin.h} must be the first gcc header to be included.
34
35 @subsection Plugin license check
36
37 Every plugin should define the global symbol @code{plugin_is_GPL_compatible}
38 to assert that it has been licensed under a GPL-compatible license.
39 If this symbol does not exist, the compiler will emit a fatal error
40 and exit with the error message:
41
42 @smallexample
43 fatal error: plugin <name> is not licensed under a GPL-compatible license
44 <name>: undefined symbol: plugin_is_GPL_compatible
45 compilation terminated
46 @end smallexample
47
48 The type of the symbol is irrelevant.  The compiler merely asserts that
49 it exists in the global scope.  Something like this is enough:
50
51 @smallexample
52 int plugin_is_GPL_compatible;
53 @end smallexample
54
55 @subsection Plugin initialization
56
57 Every plugin should export a function called @code{plugin_init} that
58 is called right after the plugin is loaded. This function is
59 responsible for registering all the callbacks required by the plugin
60 and do any other required initialization.
61
62 This function is called from @code{compile_file} right before invoking
63 the parser.  The arguments to @code{plugin_init} are:
64
65 @itemize @bullet
66 @item @code{plugin_info}: Plugin invocation information.
67 @item @code{version}: GCC version.
68 @end itemize
69
70 The @code{plugin_info} struct is defined as follows:
71
72 @smallexample
73 struct plugin_name_args
74 @{
75   char *base_name;              /* Short name of the plugin
76                                    (filename without .so suffix). */
77   const char *full_name;        /* Path to the plugin as specified with
78                                    -fplugin=. */
79   int argc;                     /* Number of arguments specified with
80                                    -fplugin-arg-.... */
81   struct plugin_argument *argv; /* Array of ARGC key-value pairs. */
82   const char *version;          /* Version string provided by plugin. */
83   const char *help;             /* Help string provided by plugin. */
84 @}
85 @end smallexample
86
87 If initialization fails, @code{plugin_init} must return a non-zero
88 value.  Otherwise, it should return 0.
89
90 The version of the GCC compiler loading the plugin is described by the
91 following structure:
92
93 @smallexample
94 struct plugin_gcc_version
95 @{
96   const char *basever;
97   const char *datestamp;
98   const char *devphase;
99   const char *revision;
100   const char *configuration_arguments;
101 @};
102 @end smallexample
103
104 The function @code{plugin_default_version_check} takes two pointers to
105 such structure and compare them field by field. It can be used by the
106 plugin's @code{plugin_init} function.
107
108 The version of GCC used to compile the plugin can be found in the symbol
109 @code{gcc_version} defined in the header @file{plugin-version.h}. The
110 recommended version check to perform looks like
111
112 @smallexample
113 #include "plugin-version.h"
114 ...
115
116 int
117 plugin_init (struct plugin_name_args *plugin_info,
118              struct plugin_gcc_version *version)
119 @{
120   if (!plugin_default_version_check (version, &gcc_version))
121     return 1;
122
123 @}
124 @end smallexample
125
126 but you can also check the individual fields if you want a less strict check.
127
128 @subsection Plugin callbacks
129
130 Callback functions have the following prototype:
131
132 @smallexample
133 /* The prototype for a plugin callback function.
134      gcc_data  - event-specific data provided by GCC
135      user_data - plugin-specific data provided by the plug-in.  */
136 typedef void (*plugin_callback_func)(void *gcc_data, void *user_data);
137 @end smallexample
138
139 Callbacks can be invoked at the following pre-determined events:
140
141
142 @smallexample
143 enum plugin_event
144 @{
145   PLUGIN_PASS_MANAGER_SETUP,    /* To hook into pass manager.  */
146   PLUGIN_FINISH_TYPE,           /* After finishing parsing a type.  */
147   PLUGIN_FINISH_UNIT,           /* Useful for summary processing.  */
148   PLUGIN_CXX_CP_PRE_GENERICIZE, /* Allows to see low level AST in C++ FE.  */
149   PLUGIN_FINISH,                /* Called before GCC exits.  */
150   PLUGIN_INFO,                  /* Information about the plugin. */
151   PLUGIN_GGC_START,             /* Called at start of GCC Garbage Collection. */
152   PLUGIN_GGC_MARKING,           /* Extend the GGC marking. */
153   PLUGIN_GGC_END,               /* Called at end of GGC. */
154   PLUGIN_REGISTER_GGC_ROOTS,    /* Register an extra GGC root table. */
155   PLUGIN_REGISTER_GGC_CACHES,   /* Register an extra GGC cache table. */
156   PLUGIN_ATTRIBUTES,            /* Called during attribute registration */
157   PLUGIN_START_UNIT,            /* Called before processing a translation unit.  */
158   PLUGIN_PRAGMAS,               /* Called during pragma registration. */
159   PLUGIN_EVENT_LAST             /* Dummy event used for indexing callback
160                                    array.  */
161 @};
162 @end smallexample
163
164
165 To register a callback, the plugin calls @code{register_callback} with
166 the arguments:
167
168 @itemize
169 @item @code{char *name}: Plugin name.
170 @item @code{enum plugin_event event}: The event code.
171 @item @code{plugin_callback_func callback}: The function that handles @code{event}.
172 @item @code{void *user_data}: Pointer to plugin-specific data.
173 @end itemize
174
175 For the PLUGIN_PASS_MANAGER_SETUP, PLUGIN_INFO, PLUGIN_REGISTER_GGC_ROOTS
176 and PLUGIN_REGISTER_GGC_CACHES pseudo-events the @code{callback} should be
177 null, and the @code{user_data} is specific.
178
179 When the PLUGIN_PRAGMAS event is triggered (with a null
180 pointer as data from GCC), plugins may register their own pragmas
181 using functions like @code{c_register_pragma} or
182 @code{c_register_pragma_with_expansion}.
183
184 @section Interacting with the pass manager
185
186 There needs to be a way to add/reorder/remove passes dynamically. This
187 is useful for both analysis plugins (plugging in after a certain pass
188 such as CFG or an IPA pass) and optimization plugins.
189
190 Basic support for inserting new passes or replacing existing passes is
191 provided. A plugin registers a new pass with GCC by calling
192 @code{register_callback} with the @code{PLUGIN_PASS_MANAGER_SETUP}
193 event and a pointer to a @code{struct register_pass_info} object defined as follows
194
195 @smallexample
196 enum pass_positioning_ops
197 @{
198   PASS_POS_INSERT_AFTER,  // Insert after the reference pass.
199   PASS_POS_INSERT_BEFORE, // Insert before the reference pass.
200   PASS_POS_REPLACE        // Replace the reference pass.
201 @};
202
203 struct register_pass_info
204 @{
205   struct opt_pass *pass;            /* New pass provided by the plugin.  */
206   const char *reference_pass_name;  /* Name of the reference pass for hooking
207                                        up the new pass.  */
208   int ref_pass_instance_number;     /* Insert the pass at the specified
209                                        instance number of the reference pass.  */
210                                     /* Do it for every instance if it is 0.  */
211   enum pass_positioning_ops pos_op; /* how to insert the new pass.  */
212 @};
213
214
215 /* Sample plugin code that registers a new pass.  */
216 int
217 plugin_init (struct plugin_name_args *plugin_info,
218              struct plugin_gcc_version *version)
219 @{
220   struct register_pass_info pass_info;
221
222   ...
223
224   /* Code to fill in the pass_info object with new pass information.  */
225
226   ...
227
228   /* Register the new pass.  */
229   register_callback (plugin_info->base_name, PLUGIN_PASS_MANAGER_SETUP, NULL, &pass_info);
230
231   ...
232 @}
233 @end smallexample
234
235
236 @section Interacting with the GCC Garbage Collector 
237
238 Some plugins may want to be informed when GGC (the GCC Garbage
239 Collector) is running. They can register callbacks for the
240 @code{PLUGIN_GGC_START} and @code{PLUGIN_GGC_END} events (for which
241 the callback is called with a null @code{gcc_data}) to be notified of
242 the start or end of the GCC garbage collection.
243
244 Some plugins may need to have GGC mark additional data. This can be
245 done by registering a callback (called with a null @code{gcc_data})
246 for the @code{PLUGIN_GGC_MARKING} event. Such callbacks can call the
247 @code{ggc_set_mark} routine, preferably thru the @code{ggc_mark} macro
248 (and conversely, these routines should usually not be used in plugins
249 outside of the @code{PLUGIN_GGC_MARKING} event).  
250
251 Some plugins may need to add extra GGC root tables, e.g. to handle their own
252 @code{GTY}-ed data. This can be done with the @code{PLUGIN_REGISTER_GGC_ROOTS}
253 pseudo-event with a null callback and the extra root table (of type @code{struct
254 ggc_root_tab*}) as @code{user_data}.  Plugins that want to use the
255 @code{if_marked} hash table option can add the extra GGC cache tables generated
256 by @code{gengtype} using the @code{PLUGIN_REGISTER_GGC_CACHES} pseudo-event with
257 a null callback and the extra cache table (of type @code{struct ggc_cache_tab*})
258 as @code{user_data}.  Running the @code{gengtype -p @var{source-dir}
259 @var{file-list} @var{plugin*.c} ...} utility generates these extra root tables.
260
261 You should understand the details of memory management inside GCC
262 before using @code{PLUGIN_GGC_MARKING}, @code{PLUGIN_REGISTER_GGC_ROOTS}
263 or @code{PLUGIN_REGISTER_GGC_CACHES}.
264
265
266 @section Giving information about a plugin
267
268 A plugin should give some information to the user about itself. This
269 uses the following structure:
270
271 @smallexample
272 struct plugin_info
273 @{
274   const char *version;
275   const char *help;
276 @};
277 @end smallexample
278
279 Such a structure is passed as the @code{user_data} by the plugin's
280 init routine using @code{register_callback} with the
281 @code{PLUGIN_INFO} pseudo-event and a null callback.
282
283 @section Registering custom attributes or pragmas
284
285 For analysis (or other) purposes it is useful to be able to add custom
286 attributes or pragmas.
287
288 The @code{PLUGIN_ATTRIBUTES} callback is called during attribute
289 registration. Use the @code{register_attribute} function to register
290 custom attributes.
291
292 @smallexample
293 /* Attribute handler callback */
294 static tree
295 handle_user_attribute (tree *node, tree name, tree args,
296                         int flags, bool *no_add_attrs)
297 @{
298   return NULL_TREE;
299 @}
300
301 /* Attribute definition */
302 static struct attribute_spec user_attr =
303   @{ "user", 1, 1, false,  false, false, handle_user_attribute @};
304
305 /* Plugin callback called during attribute registration.
306 Registered with register_callback (plugin_name, PLUGIN_ATTRIBUTES, register_attributes, NULL)
307 */
308 static void 
309 register_attributes (void *event_data, void *data)
310 @{
311   warning (0, G_("Callback to register attributes"));
312   register_attribute (&user_attr);
313 @}
314
315 @end smallexample
316
317
318 The @code{PLUGIN_PRAGMAS} callback is called during pragmas
319 registration. Use the @code{c_register_pragma} or
320 @code{c_register_pragma_with_expansion} functions to register custom
321 pragmas.
322
323 @smallexample
324 /* Plugin callback called during pragmas registration. Registered with
325      register_callback (plugin_name, PLUGIN_PRAGMAS,
326                         register_my_pragma, NULL);
327 */
328 static void 
329 register_my_pragma (void *event_data, void *data) 
330 @{
331   warning (0, G_("Callback to register pragmas"));
332   c_register_pragma ("GCCPLUGIN", "sayhello", handle_pragma_sayhello);
333 @}
334 @end smallexample
335
336 It is suggested to pass @code{"GCCPLUGIN"} (or a short name identifying
337 your plugin) as the ``space'' argument of your pragma. 
338
339
340 @section Building GCC plugins
341
342 If plugins are enabled, GCC installs the headers needed to build a
343 plugin (somehwere in the installation tree, e.g. under
344 @file{/usr/local}).  In particular a @file{plugin/include} directory
345 is installed, containing all the header files needed to build plugins.
346
347 On most systems, you can query this @code{plugin} directory by
348 invoking @command{gcc -print-file-name=plugin} (replace if needed
349 @command{gcc} with the appropriate program path).
350
351 The following GNU Makefile excerpt shows how to build a simple plugin:
352
353 @smallexample
354 GCC=gcc
355 PLUGIN_SOURCE_FILES= plugin1.c plugin2.c
356 PLUGIN_OBJECT_FILES= $(patsubst %.c,%.o,$(PLUGIN_SOURCE_FILES))
357 GCCPLUGINS_DIR:= $(shell $(GCC) -print-file-name=plugin)
358 CFLAGS+= -I$(GCCPLUGINS_DIR)/include -fPIC -O2
359
360 plugin.so: $(PLUGIN_OBJECT_FILES)
361    $(GCC) -shared $^ -o $@@
362 @end smallexample
363
364 A single source file plugin may be built with @code{gcc -I`gcc
365 -print-file-name=plugin`/include -fPIC -shared -O2 plugin.c -o
366 plugin.so}, using backquote shell syntax to query the @file{plugin}
367 directory.
368
369 Plugins needing to use @command{gengtype} require a GCC build
370 directory for the same version of GCC that they will be linked
371 against.