LDCでのvolatileのはなし

LDCはpragmaを利用してLLVMのコード生成時にvolatileLoad/volatileStoreのハンドリングをしてる。

ここではvolatileLoadの呼び出し/コード生成までみていく。

core.bitopモジュールは、LDCコンパイラを使うときは特に指定しなくても pragma(LDC_intrinsic, “ldc.bitop.vld”) を指定して volatileLoad の宣言をしている。

// druntime - src/core/bitop.d
version (LDC)
{
    pragma(LDC_intrinsic, "ldc.bitop.vld")
        ubyte volatileLoad(ubyte* ptr);
    pragma(LDC_intrinsic, "ldc.bitop.vld")
        ushort volatileLoad(ushort* ptr);
    pragma(LDC_intrinsic, "ldc.bitop.vld")
        uint volatileLoad(uint* ptr);
    pragma(LDC_intrinsic, "ldc.bitop.vld")
        ulong volatileLoad(ulong* ptr);

    pragma(LDC_intrinsic, "ldc.bitop.vst")
        void volatileStore(ubyte* ptr, ubyte value);
    pragma(LDC_intrinsic, "ldc.bitop.vst")
        void volatileStore(ushort* ptr, ushort value);
    pragma(LDC_intrinsic, "ldc.bitop.vst")
        void volatileStore(uint* ptr, uint value);
    pragma(LDC_intrinsic, "ldc.bitop.vst")
        void volatileStore(ulong* ptr, ulong value);
}
...

宣言の一覧はこれ。

// ldc - gen/dpragma.d
extern (C++) enum LDCPragma : int {
  LLVMnone = 0,   // Not an LDC pragma.
  LLVMignore, // Pragma has already been processed in DtoGetPragma, ignore.
  LLVMintrinsic,
  LLVMglobal_crt_ctor,
  LLVMglobal_crt_dtor,
  LLVMno_typeinfo,
  LLVMalloca,
  LLVMva_start,
  LLVMva_copy,
  LLVMva_end,
  LLVMva_arg,
  LLVMinline_asm,
  LLVMinline_ir,
  LLVMfence,
  LLVMatomic_store,
  LLVMatomic_load,
  LLVMatomic_cmp_xchg,
  LLVMatomic_rmw,
  LLVMbitop_bt,
  LLVMbitop_btc,
  LLVMbitop_btr,
  LLVMbitop_bts,
  LLVMbitop_vld,
  LLVMbitop_vst,
  LLVMextern_weak
};

Dコードから命令に落とすところはこうなっている。素朴。

bool DtoLowerMagicIntrinsic(IRState *p, FuncDeclaration *fndecl, CallExp *e,
                            DValue *&result) {
...
  if (fndecl->llvmInternal == LLVMbitop_vld) {
    if (e->arguments->dim != 1) {
      e->error("bitop.vld intrinsic expects 1 argument");
      fatal();
    }
    // TODO: Check types

    Expression *exp1 = (*e->arguments)[0];
    LLValue *ptr = DtoRVal(exp1);
    result = new DImValue(e->type, DtoVolatileLoad(ptr));
    return true;
  }
...

ここでLLVMの中間コード生成するところに渡している。あとはごにょごにょやってLLVM IRを生成してるだけ。（だけ、とは）

LLValue *DtoVolatileLoad(LLValue *src, const char *name) {
  llvm::LoadInst *ld = gIR->ir->CreateLoad(src, name);
  ld->setVolatile(true);
  return ld;
}

たとえば、ARM Cortex-Mとかでベアメタル環境で volatileLoad/volatileStore がほしければ core.bitop の定義をそのままもってくるとよい。