lib/Target/CBackend/CBackend.cpp

   1 //===-- Writer.cpp - Library for converting LLVM code to C ----------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This library converts LLVM code to C code, compilable by GCC and other C
  11 // compilers.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "CTargetMachine.h"
  16 #include "llvm/Constants.h"
  17 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  18 #include "llvm/Module.h"
  19 #include "llvm/Instructions.h"
  20 #include "llvm/Pass.h"
  21 #include "llvm/PassManager.h"
  22 #include "llvm/SymbolTable.h"
  23 #include "llvm/Intrinsics.h"
  24 #include "llvm/Analysis/ConstantsScanner.h"
  25 #include "llvm/Analysis/FindUsedTypes.h"
  26 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/IntrinsicLowering.h"
  28 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetMachineRegistry.h"
  30 #include "llvm/Support/CallSite.h"
  31 #include "llvm/Support/CFG.h"
  32 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  33 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
  34 #include "llvm/Support/Mangler.h"
  35 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  36 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  37 #include "llvm/Config/config.h"
  38 #include <algorithm>
  39 #include <iostream>
  40 #include <sstream>
  41 using namespace llvm;
  42
  43 namespace {
  44   // Register the target.
  45   RegisterTarget<CTargetMachine> X("c", "  C backend");
  46
  47   /// NameAllUsedStructs - This pass inserts names for any unnamed structure
  48   /// types that are used by the program.
  49   ///
  50   class CBackendNameAllUsedStructs : public ModulePass {
  51     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  52       AU.addRequired<FindUsedTypes>();
  53     }
  54
  55     virtual const char *getPassName() const {
  56       return "C backend type canonicalizer";
  57     }
  58
  59     virtual bool runOnModule(Module &M);
  60   };
  61
  62   /// CWriter - This class is the main chunk of code that converts an LLVM
  63   /// module to a C translation unit.
  64   class CWriter : public FunctionPass, public InstVisitor<CWriter> {
  65     std::ostream &Out;
  66     IntrinsicLowering &IL;
  67     Mangler *Mang;
  68     LoopInfo *LI;
  69     const Module *TheModule;
  70     std::map<const Type *, std::string> TypeNames;
  71
  72     std::map<const ConstantFP *, unsigned> FPConstantMap;
  73   public:
  74     CWriter(std::ostream &o, IntrinsicLowering &il) : Out(o), IL(il) {}
  75
  76     virtual const char *getPassName() const { return "C backend"; }
  77
  78     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  79       AU.addRequired<LoopInfo>();
  80       AU.setPreservesAll();
  81     }
  82
  83     virtual bool doInitialization(Module &M);
  84
  85     bool runOnFunction(Function &F) {
  86       LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
  87
  88       // Get rid of intrinsics we can't handle.
  89       lowerIntrinsics(F);
  90
  91       // Output all floating point constants that cannot be printed accurately.
  92       printFloatingPointConstants(F);
  93
  94       // Ensure that no local symbols conflict with global symbols.
  95       F.renameLocalSymbols();
  96
  97       printFunction(F);
  98       FPConstantMap.clear();
  99       return false;
 100     }
 101
 102     virtual bool doFinalization(Module &M) {
 103       // Free memory...
 104       delete Mang;
 105       TypeNames.clear();
 106       return false;
 107     }
 108
 109     std::ostream &printType(std::ostream &Out, const Type *Ty,
 110                             const std::string &VariableName = "",
 111                             bool IgnoreName = false);
 112
 113     void writeOperand(Value *Operand);
 114     void writeOperandInternal(Value *Operand);
 115
 116   private :
 117     void lowerIntrinsics(Function &F);
 118
 119     bool nameAllUsedStructureTypes(Module &M);
 120     void printModule(Module *M);
 121     void printModuleTypes(const SymbolTable &ST);
 122     void printContainedStructs(const Type *Ty, std::set<const StructType *> &);
 123     void printFloatingPointConstants(Function &F);
 124     void printFunctionSignature(const Function *F, bool Prototype);
 125
 126     void printFunction(Function &);
 127     void printBasicBlock(BasicBlock *BB);
 128     void printLoop(Loop *L);
 129
 130     void printConstant(Constant *CPV);
 131     void printConstantArray(ConstantArray *CPA);
 132
 133     // isInlinableInst - Attempt to inline instructions into their uses to build
 134     // trees as much as possible.  To do this, we have to consistently decide
 135     // what is acceptable to inline, so that variable declarations don't get
 136     // printed and an extra copy of the expr is not emitted.
 137     //
 138     static bool isInlinableInst(const Instruction &I) {
 139       // Always inline setcc instructions, even if they are shared by multiple
 140       // expressions.  GCC generates horrible code if we don't.
 141       if (isa<SetCondInst>(I)) return true;
 142
 143       // Must be an expression, must be used exactly once.  If it is dead, we
 144       // emit it inline where it would go.
 145       if (I.getType() == Type::VoidTy || !I.hasOneUse() ||
 146           isa<TerminatorInst>(I) || isa<CallInst>(I) || isa<PHINode>(I) ||
 147           isa<LoadInst>(I) || isa<VAArgInst>(I) || isa<VANextInst>(I))
 148         // Don't inline a load across a store or other bad things!
 149         return false;
 150
 151       // Only inline instruction it it's use is in the same BB as the inst.
 152       return I.getParent() == cast<Instruction>(I.use_back())->getParent();
 153     }
 154
 155     // isDirectAlloca - Define fixed sized allocas in the entry block as direct
 156     // variables which are accessed with the & operator.  This causes GCC to
 157     // generate significantly better code than to emit alloca calls directly.
 158     //
 159     static const AllocaInst *isDirectAlloca(const Value *V) {
 160       const AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V);
 161       if (!AI) return false;
 162       if (AI->isArrayAllocation())
 163         return 0;   // FIXME: we can also inline fixed size array allocas!
 164       if (AI->getParent() != &AI->getParent()->getParent()->getEntryBlock())
 165         return 0;
 166       return AI;
 167     }
 168
 169     // Instruction visitation functions
 170     friend class InstVisitor<CWriter>;
 171
 172     void visitReturnInst(ReturnInst &I);
 173     void visitBranchInst(BranchInst &I);
 174     void visitSwitchInst(SwitchInst &I);
 175     void visitInvokeInst(InvokeInst &I) {
 176       assert(0 && "Lowerinvoke pass didn't work!");
 177     }
 178
 179     void visitUnwindInst(UnwindInst &I) {
 180       assert(0 && "Lowerinvoke pass didn't work!");
 181     }
 182     void visitUnreachableInst(UnreachableInst &I);
 183
 184     void visitPHINode(PHINode &I);
 185     void visitBinaryOperator(Instruction &I);
 186
 187     void visitCastInst (CastInst &I);
 188     void visitSelectInst(SelectInst &I);
 189     void visitCallInst (CallInst &I);
 190     void visitShiftInst(ShiftInst &I) { visitBinaryOperator(I); }
 191
 192     void visitMallocInst(MallocInst &I);
 193     void visitAllocaInst(AllocaInst &I);
 194     void visitFreeInst  (FreeInst   &I);
 195     void visitLoadInst  (LoadInst   &I);
 196     void visitStoreInst (StoreInst  &I);
 197     void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I);
 198     void visitVANextInst(VANextInst &I);
 199     void visitVAArgInst (VAArgInst &I);
 200
 201     void visitInstruction(Instruction &I) {
 202       std::cerr << "C Writer does not know about " << I;
 203       abort();
 204     }
 205
 206     void outputLValue(Instruction *I) {
 207       Out << "  " << Mang->getValueName(I) << " = ";
 208     }
 209
 210     bool isGotoCodeNecessary(BasicBlock *From, BasicBlock *To);
 211     void printPHICopiesForSuccessor(BasicBlock *CurBlock,
 212                                     BasicBlock *Successor, unsigned Indent);
 213     void printBranchToBlock(BasicBlock *CurBlock, BasicBlock *SuccBlock,
 214                             unsigned Indent);
 215     void printIndexingExpression(Value *Ptr, gep_type_iterator I,
 216                                  gep_type_iterator E);
 217     void printCodeForMain();
 218   };
 219 }
 220
 221 /// This method inserts names for any unnamed structure types that are used by
 222 /// the program, and removes names from structure types that are not used by the
 223 /// program.
 224 ///
 225 bool CBackendNameAllUsedStructs::runOnModule(Module &M) {
 226   // Get a set of types that are used by the program...
 227   std::set<const Type *> UT = getAnalysis<FindUsedTypes>().getTypes();
 228
 229   // Loop over the module symbol table, removing types from UT that are
 230   // already named, and removing names for types that are not used.
 231   //
 232   SymbolTable &MST = M.getSymbolTable();
 233   for (SymbolTable::type_iterator TI = MST.type_begin(), TE = MST.type_end();
 234        TI != TE; ) {
 235     SymbolTable::type_iterator I = TI++;
 236
 237     // If this is not used, remove it from the symbol table.
 238     std::set<const Type *>::iterator UTI = UT.find(I->second);
 239     if (UTI == UT.end())
 240       MST.remove(I);
 241     else
 242       UT.erase(UTI);    // Only keep one name for this type.
 243   }
 244
 245   // UT now contains types that are not named.  Loop over it, naming
 246   // structure types.
 247   //
 248   bool Changed = false;
 249   unsigned RenameCounter = 0;
 250   for (std::set<const Type *>::const_iterator I = UT.begin(), E = UT.end();
 251        I != E; ++I)
 252     if (const StructType *ST = dyn_cast<StructType>(*I)) {
 253       while (M.addTypeName("unnamed"+utostr(RenameCounter), ST))
 254         ++RenameCounter;
 255       Changed = true;
 256     }
 257   return Changed;
 258 }
 259
 260
 261 // Pass the Type* and the variable name and this prints out the variable
 262 // declaration.
 263 //
 264 std::ostream &CWriter::printType(std::ostream &Out, const Type *Ty,
 265                                  const std::string &NameSoFar,
 266                                  bool IgnoreName) {
 267   if (Ty->isPrimitiveType())
 268     switch (Ty->getTypeID()) {
 269     case Type::VoidTyID:   return Out << "void "               << NameSoFar;
 270     case Type::BoolTyID:   return Out << "bool "               << NameSoFar;
 271     case Type::UByteTyID:  return Out << "unsigned char "      << NameSoFar;
 272     case Type::SByteTyID:  return Out << "signed char "        << NameSoFar;
 273     case Type::UShortTyID: return Out << "unsigned short "     << NameSoFar;
 274     case Type::ShortTyID:  return Out << "short "              << NameSoFar;
 275     case Type::UIntTyID:   return Out << "unsigned "           << NameSoFar;
 276     case Type::IntTyID:    return Out << "int "                << NameSoFar;
 277     case Type::ULongTyID:  return Out << "unsigned long long " << NameSoFar;
 278     case Type::LongTyID:   return Out << "signed long long "   << NameSoFar;
 279     case Type::FloatTyID:  return Out << "float "              << NameSoFar;
 280     case Type::DoubleTyID: return Out << "double "             << NameSoFar;
 281     default :
 282       std::cerr << "Unknown primitive type: " << *Ty << "\n";
 283       abort();
 284     }
 285
 286   // Check to see if the type is named.
 287   if (!IgnoreName || isa<OpaqueType>(Ty)) {
 288     std::map<const Type *, std::string>::iterator I = TypeNames.find(Ty);
 289     if (I != TypeNames.end()) return Out << I->second << ' ' << NameSoFar;
 290   }
 291
 292   switch (Ty->getTypeID()) {
 293   case Type::FunctionTyID: {
 294     const FunctionType *MTy = cast<FunctionType>(Ty);
 295     std::stringstream FunctionInnards;
 296     FunctionInnards << " (" << NameSoFar << ") (";
 297     for (FunctionType::param_iterator I = MTy->param_begin(),
 298            E = MTy->param_end(); I != E; ++I) {
 299       if (I != MTy->param_begin())
 300         FunctionInnards << ", ";
 301       printType(FunctionInnards, *I, "");
 302     }
 303     if (MTy->isVarArg()) {
 304       if (MTy->getNumParams())
 305         FunctionInnards << ", ...";
 306     } else if (!MTy->getNumParams()) {
 307       FunctionInnards << "void";
 308     }
 309     FunctionInnards << ')';
 310     std::string tstr = FunctionInnards.str();
 311     printType(Out, MTy->getReturnType(), tstr);
 312     return Out;
 313   }
 314   case Type::StructTyID: {
 315     const StructType *STy = cast<StructType>(Ty);
 316     Out << NameSoFar + " {\n";
 317     unsigned Idx = 0;
 318     for (StructType::element_iterator I = STy->element_begin(),
 319            E = STy->element_end(); I != E; ++I) {
 320       Out << "  ";
 321       printType(Out, *I, "field" + utostr(Idx++));
 322       Out << ";\n";
 323     }
 324     return Out << '}';
 325   }
 326
 327   case Type::PointerTyID: {
 328     const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Ty);
 329     std::string ptrName = "*" + NameSoFar;
 330
 331     if (isa<ArrayType>(PTy->getElementType()))
 332       ptrName = "(" + ptrName + ")";
 333
 334     return printType(Out, PTy->getElementType(), ptrName);
 335   }
 336
 337   case Type::ArrayTyID: {
 338     const ArrayType *ATy = cast<ArrayType>(Ty);
 339     unsigned NumElements = ATy->getNumElements();
 340     if (NumElements == 0) NumElements = 1;
 341     return printType(Out, ATy->getElementType(),
 342                      NameSoFar + "[" + utostr(NumElements) + "]");
 343   }
 344
 345   case Type::OpaqueTyID: {
 346     static int Count = 0;
 347     std::string TyName = "struct opaque_" + itostr(Count++);
 348     assert(TypeNames.find(Ty) == TypeNames.end());
 349     TypeNames[Ty] = TyName;
 350     return Out << TyName << ' ' << NameSoFar;
 351   }
 352   default:
 353     assert(0 && "Unhandled case in getTypeProps!");
 354     abort();
 355   }
 356
 357   return Out;
 358 }
 359
 360 void CWriter::printConstantArray(ConstantArray *CPA) {
 361
 362   // As a special case, print the array as a string if it is an array of
 363   // ubytes or an array of sbytes with positive values.
 364   //
 365   const Type *ETy = CPA->getType()->getElementType();
 366   bool isString = (ETy == Type::SByteTy || ETy == Type::UByteTy);
 367
 368   // Make sure the last character is a null char, as automatically added by C
 369   if (isString && (CPA->getNumOperands() == 0 ||
 370                    !cast<Constant>(*(CPA->op_end()-1))->isNullValue()))
 371     isString = false;
 372
 373   if (isString) {
 374     Out << '\"';
 375     // Keep track of whether the last number was a hexadecimal escape
 376     bool LastWasHex = false;
 377
 378     // Do not include the last character, which we know is null
 379     for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands()-1; i != e; ++i) {
 380       unsigned char C = cast<ConstantInt>(CPA->getOperand(i))->getRawValue();
 381
 382       // Print it out literally if it is a printable character.  The only thing
 383       // to be careful about is when the last letter output was a hex escape
 384       // code, in which case we have to be careful not to print out hex digits
 385       // explicitly (the C compiler thinks it is a continuation of the previous
 386       // character, sheesh...)
 387       //
 388       if (isprint(C) && (!LastWasHex || !isxdigit(C))) {
 389         LastWasHex = false;
 390         if (C == '"' || C == '\\')
 391           Out << "\\" << C;
 392         else
 393           Out << C;
 394       } else {
 395         LastWasHex = false;
 396         switch (C) {
 397         case '\n': Out << "\\n"; break;
 398         case '\t': Out << "\\t"; break;
 399         case '\r': Out << "\\r"; break;
 400         case '\v': Out << "\\v"; break;
 401         case '\a': Out << "\\a"; break;
 402         case '\"': Out << "\\\""; break;
 403         case '\'': Out << "\\\'"; break;
 404         default:
 405           Out << "\\x";
 406           Out << (char)(( C/16  < 10) ? ( C/16 +'0') : ( C/16 -10+'A'));
 407           Out << (char)(((C&15) < 10) ? ((C&15)+'0') : ((C&15)-10+'A'));
 408           LastWasHex = true;
 409           break;
 410         }
 411       }
 412     }
 413     Out << '\"';
 414   } else {
 415     Out << '{';
 416     if (CPA->getNumOperands()) {
 417       Out << ' ';
 418       printConstant(cast<Constant>(CPA->getOperand(0)));
 419       for (unsigned i = 1, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 420         Out << ", ";
 421         printConstant(cast<Constant>(CPA->getOperand(i)));
 422       }
 423     }
 424     Out << " }";
 425   }
 426 }
 427
 428 // isFPCSafeToPrint - Returns true if we may assume that CFP may be written out
 429 // textually as a double (rather than as a reference to a stack-allocated
 430 // variable). We decide this by converting CFP to a string and back into a
 431 // double, and then checking whether the conversion results in a bit-equal
 432 // double to the original value of CFP. This depends on us and the target C
 433 // compiler agreeing on the conversion process (which is pretty likely since we
 434 // only deal in IEEE FP).
 435 //
 436 static bool isFPCSafeToPrint(const ConstantFP *CFP) {
 437 #if HAVE_PRINTF_A
 438   char Buffer[100];
 439   sprintf(Buffer, "%a", CFP->getValue());
 440
 441   if (!strncmp(Buffer, "0x", 2) ||
 442       !strncmp(Buffer, "-0x", 3) ||
 443       !strncmp(Buffer, "+0x", 3))
 444     return atof(Buffer) == CFP->getValue();
 445   return false;
 446 #else
 447   std::string StrVal = ftostr(CFP->getValue());
 448
 449   while (StrVal[0] == ' ')
 450     StrVal.erase(StrVal.begin());
 451
 452   // Check to make sure that the stringized number is not some string like "Inf"
 453   // or NaN.  Check that the string matches the "[-+]?[0-9]" regex.
 454   if ((StrVal[0] >= '0' && StrVal[0] <= '9') ||
 455       ((StrVal[0] == '-' || StrVal[0] == '+') &&
 456        (StrVal[1] >= '0' && StrVal[1] <= '9')))
 457     // Reparse stringized version!
 458     return atof(StrVal.c_str()) == CFP->getValue();
 459   return false;
 460 #endif
 461 }
 462
 463 // printConstant - The LLVM Constant to C Constant converter.
 464 void CWriter::printConstant(Constant *CPV) {
 465   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
 466     switch (CE->getOpcode()) {
 467     case Instruction::Cast:
 468       Out << "((";
 469       printType(Out, CPV->getType());
 470       Out << ')';
 471       printConstant(CE->getOperand(0));
 472       Out << ')';
 473       return;
 474
 475     case Instruction::GetElementPtr:
 476       Out << "(&(";
 477       printIndexingExpression(CE->getOperand(0), gep_type_begin(CPV),
 478                               gep_type_end(CPV));
 479       Out << "))";
 480       return;
 481     case Instruction::Select:
 482       Out << '(';
 483       printConstant(CE->getOperand(0));
 484       Out << '?';
 485       printConstant(CE->getOperand(1));
 486       Out << ':';
 487       printConstant(CE->getOperand(2));
 488       Out << ')';
 489       return;
 490     case Instruction::Add:
 491     case Instruction::Sub:
 492     case Instruction::Mul:
 493     case Instruction::Div:
 494     case Instruction::Rem:
 495     case Instruction::And:
 496     case Instruction::Or:
 497     case Instruction::Xor:
 498     case Instruction::SetEQ:
 499     case Instruction::SetNE:
 500     case Instruction::SetLT:
 501     case Instruction::SetLE:
 502     case Instruction::SetGT:
 503     case Instruction::SetGE:
 504     case Instruction::Shl:
 505     case Instruction::Shr:
 506       Out << '(';
 507       printConstant(CE->getOperand(0));
 508       switch (CE->getOpcode()) {
 509       case Instruction::Add: Out << " + "; break;
 510       case Instruction::Sub: Out << " - "; break;
 511       case Instruction::Mul: Out << " * "; break;
 512       case Instruction::Div: Out << " / "; break;
 513       case Instruction::Rem: Out << " % "; break;
 514       case Instruction::And: Out << " & "; break;
 515       case Instruction::Or:  Out << " | "; break;
 516       case Instruction::Xor: Out << " ^ "; break;
 517       case Instruction::SetEQ: Out << " == "; break;
 518       case Instruction::SetNE: Out << " != "; break;
 519       case Instruction::SetLT: Out << " < "; break;
 520       case Instruction::SetLE: Out << " <= "; break;
 521       case Instruction::SetGT: Out << " > "; break;
 522       case Instruction::SetGE: Out << " >= "; break;
 523       case Instruction::Shl: Out << " << "; break;
 524       case Instruction::Shr: Out << " >> "; break;
 525       default: assert(0 && "Illegal opcode here!");
 526       }
 527       printConstant(CE->getOperand(1));
 528       Out << ')';
 529       return;
 530
 531     default:
 532       std::cerr << "CWriter Error: Unhandled constant expression: "
 533                 << *CE << "\n";
 534       abort();
 535     }
 536   } else if (isa<UndefValue>(CPV) && CPV->getType()->isFirstClassType()) {
 537     Out << "((";
 538     printType(Out, CPV->getType());
 539     Out << ")/*UNDEF*/0)";
 540     return;
 541   }
 542
 543   switch (CPV->getType()->getTypeID()) {
 544   case Type::BoolTyID:
 545     Out << (CPV == ConstantBool::False ? '0' : '1'); break;
 546   case Type::SByteTyID:
 547   case Type::ShortTyID:
 548     Out << cast<ConstantSInt>(CPV)->getValue(); break;
 549   case Type::IntTyID:
 550     if ((int)cast<ConstantSInt>(CPV)->getValue() == (int)0x80000000)
 551       Out << "((int)0x80000000U)";   // Handle MININT specially to avoid warning
 552     else
 553       Out << cast<ConstantSInt>(CPV)->getValue();
 554     break;
 555
 556   case Type::LongTyID:
 557     if (cast<ConstantSInt>(CPV)->isMinValue())
 558       Out << "(/*INT64_MIN*/(-9223372036854775807LL)-1)";
 559     else
 560       Out << cast<ConstantSInt>(CPV)->getValue() << "ll"; break;
 561
 562   case Type::UByteTyID:
 563   case Type::UShortTyID:
 564     Out << cast<ConstantUInt>(CPV)->getValue(); break;
 565   case Type::UIntTyID:
 566     Out << cast<ConstantUInt>(CPV)->getValue() << 'u'; break;
 567   case Type::ULongTyID:
 568     Out << cast<ConstantUInt>(CPV)->getValue() << "ull"; break;
 569
 570   case Type::FloatTyID:
 571   case Type::DoubleTyID: {
 572     ConstantFP *FPC = cast<ConstantFP>(CPV);
 573     std::map<const ConstantFP*, unsigned>::iterator I = FPConstantMap.find(FPC);
 574     if (I != FPConstantMap.end()) {
 575       // Because of FP precision problems we must load from a stack allocated
 576       // value that holds the value in hex.
 577       Out << "(*(" << (FPC->getType() == Type::FloatTy ? "float" : "double")
 578           << "*)&FPConstant" << I->second << ')';
 579     } else {
 580       if (IsNAN(FPC->getValue())) {
 581         // The value is NaN
 582
 583         // The prefix for a quiet NaN is 0x7FF8. For a signalling NaN,
 584         // it's 0x7ff4.
 585         const unsigned long QuietNaN = 0x7ff8UL;
 586         const unsigned long SignalNaN = 0x7ff4UL;
 587
 588         // We need to grab the first part of the FP #
 589         union {
 590           double   d;
 591           uint64_t ll;
 592         } DHex;
 593         char Buffer[100];
 594
 595         DHex.d = FPC->getValue();
 596         sprintf(Buffer, "0x%llx", (unsigned long long)DHex.ll);
 597
 598         std::string Num(&Buffer[0], &Buffer[6]);
 599         unsigned long Val = strtoul(Num.c_str(), 0, 16);
 600
 601         if (FPC->getType() == Type::FloatTy)
 602           Out << "LLVM_NAN" << (Val == QuietNaN ? "" : "S") << "F(\""
 603               << Buffer << "\") /*nan*/ ";
 604         else
 605           Out << "LLVM_NAN" << (Val == QuietNaN ? "" : "S") << "(\""
 606               << Buffer << "\") /*nan*/ ";
 607       } else if (IsInf(FPC->getValue())) {
 608         // The value is Inf
 609         if (FPC->getValue() < 0) Out << '-';
 610         Out << "LLVM_INF" << (FPC->getType() == Type::FloatTy ? "F" : "")
 611             << " /*inf*/ ";
 612       } else {
 613         std::string Num;
 614 #if HAVE_PRINTF_A
 615         // Print out the constant as a floating point number.
 616         char Buffer[100];
 617         sprintf(Buffer, "%a", FPC->getValue());
 618         Num = Buffer;
 619 #else
 620         Num = ftostr(FPC->getValue());
 621 #endif
 622         Out << Num;
 623       }
 624     }
 625     break;
 626   }
 627
 628   case Type::ArrayTyID:
 629     if (isa<ConstantAggregateZero>(CPV) || isa<UndefValue>(CPV)) {
 630       const ArrayType *AT = cast<ArrayType>(CPV->getType());
 631       Out << '{';
 632       if (AT->getNumElements()) {
 633         Out << ' ';
 634         Constant *CZ = Constant::getNullValue(AT->getElementType());
 635         printConstant(CZ);
 636         for (unsigned i = 1, e = AT->getNumElements(); i != e; ++i) {
 637           Out << ", ";
 638           printConstant(CZ);
 639         }
 640       }
 641       Out << " }";
 642     } else {
 643       printConstantArray(cast<ConstantArray>(CPV));
 644     }
 645     break;
 646
 647   case Type::StructTyID:
 648     if (isa<ConstantAggregateZero>(CPV) || isa<UndefValue>(CPV)) {
 649       const StructType *ST = cast<StructType>(CPV->getType());
 650       Out << '{';
 651       if (ST->getNumElements()) {
 652         Out << ' ';
 653         printConstant(Constant::getNullValue(ST->getElementType(0)));
 654         for (unsigned i = 1, e = ST->getNumElements(); i != e; ++i) {
 655           Out << ", ";
 656           printConstant(Constant::getNullValue(ST->getElementType(i)));
 657         }
 658       }
 659       Out << " }";
 660     } else {
 661       Out << '{';
 662       if (CPV->getNumOperands()) {
 663         Out << ' ';
 664         printConstant(cast<Constant>(CPV->getOperand(0)));
 665         for (unsigned i = 1, e = CPV->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 666           Out << ", ";
 667           printConstant(cast<Constant>(CPV->getOperand(i)));
 668         }
 669       }
 670       Out << " }";
 671     }
 672     break;
 673
 674   case Type::PointerTyID:
 675     if (isa<ConstantPointerNull>(CPV)) {
 676       Out << "((";
 677       printType(Out, CPV->getType());
 678       Out << ")/*NULL*/0)";
 679       break;
 680     } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CPV)) {
 681       writeOperand(GV);
 682       break;
 683     }
 684     // FALL THROUGH
 685   default:
 686     std::cerr << "Unknown constant type: " << *CPV << "\n";
 687     abort();
 688   }
 689 }
 690
 691 void CWriter::writeOperandInternal(Value *Operand) {
 692   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Operand))
 693     if (isInlinableInst(*I) && !isDirectAlloca(I)) {
 694       // Should we inline this instruction to build a tree?
 695       Out << '(';
 696       visit(*I);
 697       Out << ')';
 698       return;
 699     }
 700
 701   Constant* CPV = dyn_cast<Constant>(Operand);
 702   if (CPV && !isa<GlobalValue>(CPV)) {
 703     printConstant(CPV);
 704   } else {
 705     Out << Mang->getValueName(Operand);
 706   }
 707 }
 708
 709 void CWriter::writeOperand(Value *Operand) {
 710   if (isa<GlobalVariable>(Operand) || isDirectAlloca(Operand))
 711     Out << "(&";  // Global variables are references as their addresses by llvm
 712
 713   writeOperandInternal(Operand);
 714
 715   if (isa<GlobalVariable>(Operand) || isDirectAlloca(Operand))
 716     Out << ')';
 717 }
 718
 719 // generateCompilerSpecificCode - This is where we add conditional compilation
 720 // directives to cater to specific compilers as need be.
 721 //
 722 static void generateCompilerSpecificCode(std::ostream& Out) {
 723   // Alloca is hard to get, and we don't want to include stdlib.h here...
 724   Out << "/* get a declaration for alloca */\n"
 725       << "#if defined(__CYGWIN__)\n"
 726       << "extern void *_alloca(unsigned long);\n"
 727       << "#define alloca(x) _alloca(x)\n"
 728       << "#elif defined(__APPLE__)\n"
 729       << "extern void *__builtin_alloca(unsigned long);\n"
 730       << "#define alloca(x) __builtin_alloca(x)\n"
 731       << "#elif defined(__sun__)\n"
 732       << "#if defined(__sparcv9)\n"
 733       << "extern void *__builtin_alloca(unsigned long);\n"
 734       << "#else\n"
 735       << "extern void *__builtin_alloca(unsigned int);\n"
 736       << "#endif\n"
 737       << "#define alloca(x) __builtin_alloca(x)\n"
 738       << "#elif defined(__FreeBSD__)\n"
 739       << "#define alloca(x) __builtin_alloca(x)\n"
 740       << "#elif !defined(_MSC_VER)\n"
 741       << "#include <alloca.h>\n"
 742       << "#endif\n\n";
 743
 744   // We output GCC specific attributes to preserve 'linkonce'ness on globals.
 745   // If we aren't being compiled with GCC, just drop these attributes.
 746   Out << "#ifndef __GNUC__  /* Can only support \"linkonce\" vars with GCC */\n"
 747       << "#define __attribute__(X)\n"
 748       << "#endif\n\n";
 749
 750 #if 0
 751   // At some point, we should support "external weak" vs. "weak" linkages.
 752   // On Mac OS X, "external weak" is spelled "__attribute__((weak_import))".
 753   Out << "#if defined(__GNUC__) && defined(__APPLE_CC__)\n"
 754       << "#define __EXTERNAL_WEAK__ __attribute__((weak_import))\n"
 755       << "#elif defined(__GNUC__)\n"
 756       << "#define __EXTERNAL_WEAK__ __attribute__((weak))\n"
 757       << "#else\n"
 758       << "#define __EXTERNAL_WEAK__\n"
 759       << "#endif\n\n";
 760 #endif
 761
 762   // For now, turn off the weak linkage attribute on Mac OS X. (See above.)
 763   Out << "#if defined(__GNUC__) && defined(__APPLE_CC__)\n"
 764       << "#define __ATTRIBUTE_WEAK__\n"
 765       << "#elif defined(__GNUC__)\n"
 766       << "#define __ATTRIBUTE_WEAK__ __attribute__((weak))\n"
 767       << "#else\n"
 768       << "#define __ATTRIBUTE_WEAK__\n"
 769       << "#endif\n\n";
 770
 771   // Define NaN and Inf as GCC builtins if using GCC, as 0 otherwise
 772   // From the GCC documentation:
 773   //
 774   //   double __builtin_nan (const char *str)
 775   //
 776   // This is an implementation of the ISO C99 function nan.
 777   //
 778   // Since ISO C99 defines this function in terms of strtod, which we do
 779   // not implement, a description of the parsing is in order. The string is
 780   // parsed as by strtol; that is, the base is recognized by leading 0 or
 781   // 0x prefixes. The number parsed is placed in the significand such that
 782   // the least significant bit of the number is at the least significant
 783   // bit of the significand. The number is truncated to fit the significand
 784   // field provided. The significand is forced to be a quiet NaN.
 785   //
 786   // This function, if given a string literal, is evaluated early enough
 787   // that it is considered a compile-time constant.
 788   //
 789   //   float __builtin_nanf (const char *str)
 790   //
 791   // Similar to __builtin_nan, except the return type is float.
 792   //
 793   //   double __builtin_inf (void)
 794   //
 795   // Similar to __builtin_huge_val, except a warning is generated if the
 796   // target floating-point format does not support infinities. This
 797   // function is suitable for implementing the ISO C99 macro INFINITY.
 798   //
 799   //   float __builtin_inff (void)
 800   //
 801   // Similar to __builtin_inf, except the return type is float.
 802   Out << "#ifdef __GNUC__\n"
 803       << "#define LLVM_NAN(NanStr)   __builtin_nan(NanStr)   /* Double */\n"
 804       << "#define LLVM_NANF(NanStr)  __builtin_nanf(NanStr)  /* Float */\n"
 805       << "#define LLVM_NANS(NanStr)  __builtin_nans(NanStr)  /* Double */\n"
 806       << "#define LLVM_NANSF(NanStr) __builtin_nansf(NanStr) /* Float */\n"
 807       << "#define LLVM_INF           __builtin_inf()         /* Double */\n"
 808       << "#define LLVM_INFF          __builtin_inff()        /* Float */\n"
 809       << "#define LLVM_PREFETCH(addr,rw,locality)          __builtin_prefetch(addr,rw,locality)\n"
 810       << "#else\n"
 811       << "#define LLVM_NAN(NanStr)   ((double)0.0)           /* Double */\n"
 812       << "#define LLVM_NANF(NanStr)  0.0F                    /* Float */\n"
 813       << "#define LLVM_NANS(NanStr)  ((double)0.0)           /* Double */\n"
 814       << "#define LLVM_NANSF(NanStr) 0.0F                    /* Float */\n"
 815       << "#define LLVM_INF           ((double)0.0)           /* Double */\n"
 816       << "#define LLVM_INFF          0.0F                    /* Float */\n"
 817       << "#define LLVM_PREFETCH(addr,rw,locality)          \n"
 818       << "#endif\n";
 819 }
 820
 821 bool CWriter::doInitialization(Module &M) {
 822   // Initialize
 823   TheModule = &M;
 824
 825   IL.AddPrototypes(M);
 826
 827   // Ensure that all structure types have names...
 828   Mang = new Mangler(M);
 829
 830   // get declaration for alloca
 831   Out << "/* Provide Declarations */\n";
 832   Out << "#include <stdarg.h>\n";      // Varargs support
 833   Out << "#include <setjmp.h>\n";      // Unwind support
 834   generateCompilerSpecificCode(Out);
 835
 836   // Provide a definition for `bool' if not compiling with a C++ compiler.
 837   Out << "\n"
 838       << "#ifndef __cplusplus\ntypedef unsigned char bool;\n#endif\n"
 839
 840       << "\n\n/* Support for floating point constants */\n"
 841       << "typedef unsigned long long ConstantDoubleTy;\n"
 842       << "typedef unsigned int        ConstantFloatTy;\n"
 843
 844       << "\n\n/* Global Declarations */\n";
 845
 846   // First output all the declarations for the program, because C requires
 847   // Functions & globals to be declared before they are used.
 848   //
 849
 850   // Loop over the symbol table, emitting all named constants...
 851   printModuleTypes(M.getSymbolTable());
 852
 853   // Global variable declarations...
 854   if (!M.gempty()) {
 855     Out << "\n/* External Global Variable Declarations */\n";
 856     for (Module::giterator I = M.gbegin(), E = M.gend(); I != E; ++I) {
 857       if (I->hasExternalLinkage()) {
 858         Out << "extern ";
 859         printType(Out, I->getType()->getElementType(), Mang->getValueName(I));
 860         Out << ";\n";
 861       }
 862     }
 863   }
 864
 865   // Function declarations
 866   if (!M.empty()) {
 867     Out << "\n/* Function Declarations */\n";
 868     for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I) {
 869       // Don't print declarations for intrinsic functions.
 870       if (!I->getIntrinsicID() &&
 871           I->getName() != "setjmp" && I->getName() != "longjmp") {
 872         printFunctionSignature(I, true);
 873         if (I->hasWeakLinkage()) Out << " __ATTRIBUTE_WEAK__";
 874         if (I->hasLinkOnceLinkage()) Out << " __ATTRIBUTE_WEAK__";
 875         Out << ";\n";
 876       }
 877     }
 878   }
 879
 880   // Output the global variable declarations
 881   if (!M.gempty()) {
 882     Out << "\n\n/* Global Variable Declarations */\n";
 883     for (Module::giterator I = M.gbegin(), E = M.gend(); I != E; ++I)
 884       if (!I->isExternal()) {
 885         if (I->hasInternalLinkage())
 886           Out << "static ";
 887         else
 888           Out << "extern ";
 889         printType(Out, I->getType()->getElementType(), Mang->getValueName(I));
 890
 891         if (I->hasLinkOnceLinkage())
 892           Out << " __attribute__((common))";
 893         else if (I->hasWeakLinkage())
 894           Out << " __ATTRIBUTE_WEAK__";
 895         Out << ";\n";
 896       }
 897   }
 898
 899   // Output the global variable definitions and contents...
 900   if (!M.gempty()) {
 901     Out << "\n\n/* Global Variable Definitions and Initialization */\n";
 902     for (Module::giterator I = M.gbegin(), E = M.gend(); I != E; ++I)
 903       if (!I->isExternal()) {
 904         if (I->hasInternalLinkage())
 905           Out << "static ";
 906         printType(Out, I->getType()->getElementType(), Mang->getValueName(I));
 907         if (I->hasLinkOnceLinkage())
 908           Out << " __attribute__((common))";
 909         else if (I->hasWeakLinkage())
 910           Out << " __ATTRIBUTE_WEAK__";
 911
 912         // If the initializer is not null, emit the initializer.  If it is null,
 913         // we try to avoid emitting large amounts of zeros.  The problem with
 914         // this, however, occurs when the variable has weak linkage.  In this
 915         // case, the assembler will complain about the variable being both weak
 916         // and common, so we disable this optimization.
 917         if (!I->getInitializer()->isNullValue()) {
 918           Out << " = " ;
 919           writeOperand(I->getInitializer());
 920         } else if (I->hasWeakLinkage()) {
 921           // We have to specify an initializer, but it doesn't have to be
 922           // complete.  If the value is an aggregate, print out { 0 }, and let
 923           // the compiler figure out the rest of the zeros.
 924           Out << " = " ;
 925           if (isa<StructType>(I->getInitializer()->getType()) ||
 926               isa<ArrayType>(I->getInitializer()->getType())) {
 927             Out << "{ 0 }";
 928           } else {
 929             // Just print it out normally.
 930             writeOperand(I->getInitializer());
 931           }
 932         }
 933         Out << ";\n";
 934       }
 935   }
 936
 937   if (!M.empty())
 938     Out << "\n\n/* Function Bodies */\n";
 939   return false;
 940 }
 941
 942
 943 /// Output all floating point constants that cannot be printed accurately...
 944 void CWriter::printFloatingPointConstants(Function &F) {
 945   union {
 946     double D;
 947     uint64_t U;
 948   } DBLUnion;
 949
 950   union {
 951     float F;
 952     unsigned U;
 953   } FLTUnion;
 954
 955   // Scan the module for floating point constants.  If any FP constant is used
 956   // in the function, we want to redirect it here so that we do not depend on
 957   // the precision of the printed form, unless the printed form preserves
 958   // precision.
 959   //
 960   static unsigned FPCounter = 0;
 961   for (constant_iterator I = constant_begin(&F), E = constant_end(&F);
 962        I != E; ++I)
 963     if (const ConstantFP *FPC = dyn_cast<ConstantFP>(*I))
 964       if (!isFPCSafeToPrint(FPC) && // Do not put in FPConstantMap if safe.
 965           !FPConstantMap.count(FPC)) {
 966         double Val = FPC->getValue();
 967
 968         FPConstantMap[FPC] = FPCounter;  // Number the FP constants
 969
 970         if (FPC->getType() == Type::DoubleTy) {
 971           DBLUnion.D = Val;
 972           Out << "static const ConstantDoubleTy FPConstant" << FPCounter++
 973               << " = 0x" << std::hex << DBLUnion.U << std::dec
 974               << "ULL;    /* " << Val << " */\n";
 975         } else if (FPC->getType() == Type::FloatTy) {
 976           FLTUnion.F = Val;
 977           Out << "static const ConstantFloatTy FPConstant" << FPCounter++
 978               << " = 0x" << std::hex << FLTUnion.U << std::dec
 979               << "U;    /* " << Val << " */\n";
 980         } else
 981           assert(0 && "Unknown float type!");
 982       }
 983
 984   Out << '\n';
 985 }
 986
 987
 988 /// printSymbolTable - Run through symbol table looking for type names.  If a
 989 /// type name is found, emit it's declaration...
 990 ///
 991 void CWriter::printModuleTypes(const SymbolTable &ST) {
 992   // We are only interested in the type plane of the symbol table.
 993   SymbolTable::type_const_iterator I   = ST.type_begin();
 994   SymbolTable::type_const_iterator End = ST.type_end();
 995
 996   // If there are no type names, exit early.
 997   if (I == End) return;
 998
 999   // Print out forward declarations for structure types before anything else!
1000   Out << "/* Structure forward decls */\n";
1001   for (; I != End; ++I)
1002     if (const Type *STy = dyn_cast<StructType>(I->second)) {
1003       std::string Name = "struct l_" + Mangler::makeNameProper(I->first);
1004       Out << Name << ";\n";
1005       TypeNames.insert(std::make_pair(STy, Name));
1006     }
1007
1008   Out << '\n';
1009
1010   // Now we can print out typedefs...
1011   Out << "/* Typedefs */\n";
1012   for (I = ST.type_begin(); I != End; ++I) {
1013     const Type *Ty = cast<Type>(I->second);
1014     std::string Name = "l_" + Mangler::makeNameProper(I->first);
1015     Out << "typedef ";
1016     printType(Out, Ty, Name);
1017     Out << ";\n";
1018   }
1019
1020   Out << '\n';
1021
1022   // Keep track of which structures have been printed so far...
1023   std::set<const StructType *> StructPrinted;
1024
1025   // Loop over all structures then push them into the stack so they are
1026   // printed in the correct order.
1027   //
1028   Out << "/* Structure contents */\n";
1029   for (I = ST.type_begin(); I != End; ++I)
1030     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(I->second))
1031       // Only print out used types!
1032       printContainedStructs(STy, StructPrinted);
1033 }
1034
1035 // Push the struct onto the stack and recursively push all structs
1036 // this one depends on.
1037 void CWriter::printContainedStructs(const Type *Ty,
1038                                     std::set<const StructType*> &StructPrinted){
1039   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
1040     //Check to see if we have already printed this struct
1041     if (StructPrinted.count(STy) == 0) {
1042       // Print all contained types first...
1043       for (StructType::element_iterator I = STy->element_begin(),
1044              E = STy->element_end(); I != E; ++I) {
1045         const Type *Ty1 = I->get();
1046         if (isa<StructType>(Ty1) || isa<ArrayType>(Ty1))
1047           printContainedStructs(*I, StructPrinted);
1048       }
1049
1050       //Print structure type out..
1051       StructPrinted.insert(STy);
1052       std::string Name = TypeNames[STy];
1053       printType(Out, STy, Name, true);
1054       Out << ";\n\n";
1055     }
1056
1057     // If it is an array, check contained types and continue
1058   } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)){
1059     const Type *Ty1 = ATy->getElementType();
1060     if (isa<StructType>(Ty1) || isa<ArrayType>(Ty1))
1061       printContainedStructs(Ty1, StructPrinted);
1062   }
1063 }
1064
1065
1066 void CWriter::printFunctionSignature(const Function *F, bool Prototype) {
1067   if (F->hasInternalLinkage()) Out << "static ";
1068
1069   // Loop over the arguments, printing them...
1070   const FunctionType *FT = cast<FunctionType>(F->getFunctionType());
1071
1072   std::stringstream FunctionInnards;
1073
1074   // Print out the name...
1075   FunctionInnards << Mang->getValueName(F) << '(';
1076
1077   if (!F->isExternal()) {
1078     if (!F->aempty()) {
1079       std::string ArgName;
1080       if (F->abegin()->hasName() || !Prototype)
1081         ArgName = Mang->getValueName(F->abegin());
1082       printType(FunctionInnards, F->afront().getType(), ArgName);
1083       for (Function::const_aiterator I = ++F->abegin(), E = F->aend();
1084            I != E; ++I) {
1085         FunctionInnards << ", ";
1086         if (I->hasName() || !Prototype)
1087           ArgName = Mang->getValueName(I);
1088         else
1089           ArgName = "";
1090         printType(FunctionInnards, I->getType(), ArgName);
1091       }
1092     }
1093   } else {
1094     // Loop over the arguments, printing them...
1095     for (FunctionType::param_iterator I = FT->param_begin(),
1096            E = FT->param_end(); I != E; ++I) {
1097       if (I != FT->param_begin()) FunctionInnards << ", ";
1098       printType(FunctionInnards, *I);
1099     }
1100   }
1101
1102   // Finish printing arguments... if this is a vararg function, print the ...,
1103   // unless there are no known types, in which case, we just emit ().
1104   //
1105   if (FT->isVarArg() && FT->getNumParams()) {
1106     if (FT->getNumParams()) FunctionInnards << ", ";
1107     FunctionInnards << "...";  // Output varargs portion of signature!
1108   } else if (!FT->isVarArg() && FT->getNumParams() == 0) {
1109     FunctionInnards << "void"; // ret() -> ret(void) in C.
1110   }
1111   FunctionInnards << ')';
1112   // Print out the return type and the entire signature for that matter
1113   printType(Out, F->getReturnType(), FunctionInnards.str());
1114 }
1115
1116 void CWriter::printFunction(Function &F) {
1117   printFunctionSignature(&F, false);
1118   Out << " {\n";
1119
1120   // print local variable information for the function
1121   for (inst_iterator I = inst_begin(&F), E = inst_end(&F); I != E; ++I)
1122     if (const AllocaInst *AI = isDirectAlloca(&*I)) {
1123       Out << "  ";
1124       printType(Out, AI->getAllocatedType(), Mang->getValueName(AI));
1125       Out << ";    /* Address-exposed local */\n";
1126     } else if (I->getType() != Type::VoidTy && !isInlinableInst(*I)) {
1127       Out << "  ";
1128       printType(Out, I->getType(), Mang->getValueName(&*I));
1129       Out << ";\n";
1130
1131       if (isa<PHINode>(*I)) {  // Print out PHI node temporaries as well...
1132         Out << "  ";
1133         printType(Out, I->getType(),
1134                   Mang->getValueName(&*I)+"__PHI_TEMPORARY");
1135         Out << ";\n";
1136       }
1137     }
1138
1139   Out << '\n';
1140
1141   if (F.hasExternalLinkage() && F.getName() == "main")
1142     printCodeForMain();
1143
1144   // print the basic blocks
1145   for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
1146     if (Loop *L = LI->getLoopFor(BB)) {
1147       if (L->getHeader() == BB && L->getParentLoop() == 0)
1148         printLoop(L);
1149     } else {
1150       printBasicBlock(BB);
1151     }
1152   }
1153
1154   Out << "}\n\n";
1155 }
1156
1157 void CWriter::printCodeForMain() {
1158   // On X86, set the FP control word to 64-bits of precision instead of 80 bits.
1159   Out << "#if defined(__GNUC__) && !defined(__llvm__)\n"
1160       << "#if defined(i386) || defined(__i386__) || defined(__i386)\n"
1161       << "{short FPCW;__asm__ (\"fnstcw %0\" : \"=m\" (*&FPCW));\n"
1162       << "FPCW=(FPCW&~0x300)|0x200;__asm__(\"fldcw %0\" :: \"m\" (*&FPCW));}\n"
1163       << "#endif\n#endif\n";
1164 }
1165
1166 void CWriter::printLoop(Loop *L) {
1167   Out << "  do {     /* Syntactic loop '" << L->getHeader()->getName()
1168       << "' to make GCC happy */\n";
1169   for (unsigned i = 0, e = L->getBlocks().size(); i != e; ++i) {
1170     BasicBlock *BB = L->getBlocks()[i];
1171     Loop *BBLoop = LI->getLoopFor(BB);
1172     if (BBLoop == L)
1173       printBasicBlock(BB);
1174     else if (BB == BBLoop->getHeader() && BBLoop->getParentLoop() == L)
1175       printLoop(BBLoop);
1176   }
1177   Out << "  } while (1); /* end of syntactic loop '"
1178       << L->getHeader()->getName() << "' */\n";
1179 }
1180
1181 void CWriter::printBasicBlock(BasicBlock *BB) {
1182
1183   // Don't print the label for the basic block if there are no uses, or if
1184   // the only terminator use is the predecessor basic block's terminator.
1185   // We have to scan the use list because PHI nodes use basic blocks too but
1186   // do not require a label to be generated.
1187   //
1188   bool NeedsLabel = false;
1189   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
1190     if (isGotoCodeNecessary(*PI, BB)) {
1191       NeedsLabel = true;
1192       break;
1193     }
1194
1195   if (NeedsLabel) Out << Mang->getValueName(BB) << ":\n";
1196
1197   // Output all of the instructions in the basic block...
1198   for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), E = --BB->end(); II != E;
1199        ++II) {
1200     if (!isInlinableInst(*II) && !isDirectAlloca(II)) {
1201       if (II->getType() != Type::VoidTy)
1202         outputLValue(II);
1203       else
1204         Out << "  ";
1205       visit(*II);
1206       Out << ";\n";
1207     }
1208   }
1209
1210   // Don't emit prefix or suffix for the terminator...
1211   visit(*BB->getTerminator());
1212 }
1213
1214
1215 // Specific Instruction type classes... note that all of the casts are
1216 // necessary because we use the instruction classes as opaque types...
1217 //
1218 void CWriter::visitReturnInst(ReturnInst &I) {
1219   // Don't output a void return if this is the last basic block in the function
1220   if (I.getNumOperands() == 0 &&
1221       &*--I.getParent()->getParent()->end() == I.getParent() &&
1222       !I.getParent()->size() == 1) {
1223     return;
1224   }
1225
1226   Out << "  return";
1227   if (I.getNumOperands()) {
1228     Out << ' ';
1229     writeOperand(I.getOperand(0));
1230   }
1231   Out << ";\n";
1232 }
1233
1234 void CWriter::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
1235
1236   Out << "  switch (";
1237   writeOperand(SI.getOperand(0));
1238   Out << ") {\n  default:\n";
1239   printPHICopiesForSuccessor (SI.getParent(), SI.getDefaultDest(), 2);
1240   printBranchToBlock(SI.getParent(), SI.getDefaultDest(), 2);
1241   Out << ";\n";
1242   for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2) {
1243     Out << "  case ";
1244     writeOperand(SI.getOperand(i));
1245     Out << ":\n";
1246     BasicBlock *Succ = cast<BasicBlock>(SI.getOperand(i+1));
1247     printPHICopiesForSuccessor (SI.getParent(), Succ, 2);
1248     printBranchToBlock(SI.getParent(), Succ, 2);
1249     if (Succ == SI.getParent()->getNext())
1250       Out << "    break;\n";
1251   }
1252   Out << "  }\n";
1253 }
1254
1255 void CWriter::visitUnreachableInst(UnreachableInst &I) {
1256   Out << "  /*UNREACHABLE*/;\n";
1257 }
1258
1259 bool CWriter::isGotoCodeNecessary(BasicBlock *From, BasicBlock *To) {
1260   /// FIXME: This should be reenabled, but loop reordering safe!!
1261   return true;
1262
1263   if (From->getNext() != To) // Not the direct successor, we need a goto
1264     return true;
1265
1266   //isa<SwitchInst>(From->getTerminator())
1267
1268
1269   if (LI->getLoopFor(From) != LI->getLoopFor(To))
1270     return true;
1271   return false;
1272 }
1273
1274 void CWriter::printPHICopiesForSuccessor (BasicBlock *CurBlock,
1275                                           BasicBlock *Successor,
1276                                           unsigned Indent) {
1277   for (BasicBlock::iterator I = Successor->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
1278     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
1279     // Now we have to do the printing.
1280     Value *IV = PN->getIncomingValueForBlock(CurBlock);
1281     if (!isa<UndefValue>(IV)) {
1282       Out << std::string(Indent, ' ');
1283       Out << "  " << Mang->getValueName(I) << "__PHI_TEMPORARY = ";
1284       writeOperand(IV);
1285       Out << ";   /* for PHI node */\n";
1286     }
1287   }
1288 }
1289
1290 void CWriter::printBranchToBlock(BasicBlock *CurBB, BasicBlock *Succ,
1291                                  unsigned Indent) {
1292   if (isGotoCodeNecessary(CurBB, Succ)) {
1293     Out << std::string(Indent, ' ') << "  goto ";
1294     writeOperand(Succ);
1295     Out << ";\n";
1296   }
1297 }
1298
1299 // Branch instruction printing - Avoid printing out a branch to a basic block
1300 // that immediately succeeds the current one.
1301 //
1302 void CWriter::visitBranchInst(BranchInst &I) {
1303
1304   if (I.isConditional()) {
1305     if (isGotoCodeNecessary(I.getParent(), I.getSuccessor(0))) {
1306       Out << "  if (";
1307       writeOperand(I.getCondition());
1308       Out << ") {\n";
1309
1310       printPHICopiesForSuccessor (I.getParent(), I.getSuccessor(0), 2);
1311       printBranchToBlock(I.getParent(), I.getSuccessor(0), 2);
1312
1313       if (isGotoCodeNecessary(I.getParent(), I.getSuccessor(1))) {
1314         Out << "  } else {\n";
1315         printPHICopiesForSuccessor (I.getParent(), I.getSuccessor(1), 2);
1316         printBranchToBlock(I.getParent(), I.getSuccessor(1), 2);
1317       }
1318     } else {
1319       // First goto not necessary, assume second one is...
1320       Out << "  if (!";
1321       writeOperand(I.getCondition());
1322       Out << ") {\n";
1323
1324       printPHICopiesForSuccessor (I.getParent(), I.getSuccessor(1), 2);
1325       printBranchToBlock(I.getParent(), I.getSuccessor(1), 2);
1326     }
1327
1328     Out << "  }\n";
1329   } else {
1330     printPHICopiesForSuccessor (I.getParent(), I.getSuccessor(0), 0);
1331     printBranchToBlock(I.getParent(), I.getSuccessor(0), 0);
1332   }
1333   Out << "\n";
1334 }
1335
1336 // PHI nodes get copied into temporary values at the end of predecessor basic
1337 // blocks.  We now need to copy these temporary values into the REAL value for
1338 // the PHI.
1339 void CWriter::visitPHINode(PHINode &I) {
1340   writeOperand(&I);
1341   Out << "__PHI_TEMPORARY";
1342 }
1343
1344
1345 void CWriter::visitBinaryOperator(Instruction &I) {
1346   // binary instructions, shift instructions, setCond instructions.
1347   assert(!isa<PointerType>(I.getType()));
1348
1349   // We must cast the results of binary operations which might be promoted.
1350   bool needsCast = false;
1351   if ((I.getType() == Type::UByteTy) || (I.getType() == Type::SByteTy)
1352       || (I.getType() == Type::UShortTy) || (I.getType() == Type::ShortTy)
1353       || (I.getType() == Type::FloatTy)) {
1354     needsCast = true;
1355     Out << "((";
1356     printType(Out, I.getType());
1357     Out << ")(";
1358   }
1359
1360   // If this is a negation operation, print it out as such.  For FP, we don't
1361   // want to print "-0.0 - X".
1362   if (BinaryOperator::isNeg(&I)) {
1363     Out << "-";
1364     writeOperand(BinaryOperator::getNegArgument(cast<BinaryOperator>(&I)));
1365
1366   } else {
1367     writeOperand(I.getOperand(0));
1368
1369     switch (I.getOpcode()) {
1370     case Instruction::Add: Out << " + "; break;
1371     case Instruction::Sub: Out << " - "; break;
1372     case Instruction::Mul: Out << '*'; break;
1373     case Instruction::Div: Out << '/'; break;
1374     case Instruction::Rem: Out << '%'; break;
1375     case Instruction::And: Out << " & "; break;
1376     case Instruction::Or: Out << " | "; break;
1377     case Instruction::Xor: Out << " ^ "; break;
1378     case Instruction::SetEQ: Out << " == "; break;
1379     case Instruction::SetNE: Out << " != "; break;
1380     case Instruction::SetLE: Out << " <= "; break;
1381     case Instruction::SetGE: Out << " >= "; break;
1382     case Instruction::SetLT: Out << " < "; break;
1383     case Instruction::SetGT: Out << " > "; break;
1384     case Instruction::Shl : Out << " << "; break;
1385     case Instruction::Shr : Out << " >> "; break;
1386     default: std::cerr << "Invalid operator type!" << I; abort();
1387     }
1388
1389     writeOperand(I.getOperand(1));
1390   }
1391
1392   if (needsCast) {
1393     Out << "))";
1394   }
1395 }
1396
1397 void CWriter::visitCastInst(CastInst &I) {
1398   if (I.getType() == Type::BoolTy) {
1399     Out << '(';
1400     writeOperand(I.getOperand(0));
1401     Out << " != 0)";
1402     return;
1403   }
1404   Out << '(';
1405   printType(Out, I.getType());
1406   Out << ')';
1407   if (isa<PointerType>(I.getType())&&I.getOperand(0)->getType()->isIntegral() ||
1408       isa<PointerType>(I.getOperand(0)->getType())&&I.getType()->isIntegral()) {
1409     // Avoid "cast to pointer from integer of different size" warnings
1410     Out << "(long)";
1411   }
1412
1413   writeOperand(I.getOperand(0));
1414 }
1415
1416 void CWriter::visitSelectInst(SelectInst &I) {
1417   Out << "((";
1418   writeOperand(I.getCondition());
1419   Out << ") ? (";
1420   writeOperand(I.getTrueValue());
1421   Out << ") : (";
1422   writeOperand(I.getFalseValue());
1423   Out << "))";
1424 }
1425
1426
1427 void CWriter::lowerIntrinsics(Function &F) {
1428   for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
1429     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; )
1430       if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I++))
1431         if (Function *F = CI->getCalledFunction())
1432           switch (F->getIntrinsicID()) {
1433           case Intrinsic::not_intrinsic:
1434           case Intrinsic::vastart:
1435           case Intrinsic::vacopy:
1436           case Intrinsic::vaend:
1437           case Intrinsic::returnaddress:
1438           case Intrinsic::frameaddress:
1439           case Intrinsic::setjmp:
1440           case Intrinsic::longjmp:
1441           case Intrinsic::prefetch:
1442             // We directly implement these intrinsics
1443             break;
1444           default:
1445             // All other intrinsic calls we must lower.
1446             Instruction *Before = CI->getPrev();
1447             IL.LowerIntrinsicCall(CI);
1448             if (Before) {        // Move iterator to instruction after call
1449               I = Before; ++I;
1450             } else {
1451               I = BB->begin();
1452             }
1453           }
1454 }
1455
1456
1457
1458 void CWriter::visitCallInst(CallInst &I) {
1459   // Handle intrinsic function calls first...
1460   if (Function *F = I.getCalledFunction())
1461     if (Intrinsic::ID ID = (Intrinsic::ID)F->getIntrinsicID()) {
1462       switch (ID) {
1463       default: assert(0 && "Unknown LLVM intrinsic!");
1464       case Intrinsic::vastart:
1465         Out << "0; ";
1466
1467         Out << "va_start(*(va_list*)&" << Mang->getValueName(&I) << ", ";
1468         // Output the last argument to the enclosing function...
1469         if (I.getParent()->getParent()->aempty()) {
1470           std::cerr << "The C backend does not currently support zero "
1471                     << "argument varargs functions, such as '"
1472                     << I.getParent()->getParent()->getName() << "'!\n";
1473           abort();
1474         }
1475         writeOperand(&I.getParent()->getParent()->aback());
1476         Out << ')';
1477         return;
1478       case Intrinsic::vaend:
1479         if (!isa<ConstantPointerNull>(I.getOperand(1))) {
1480           Out << "va_end(*(va_list*)&";
1481           writeOperand(I.getOperand(1));
1482           Out << ')';
1483         } else {
1484           Out << "va_end(*(va_list*)0)";
1485         }
1486         return;
1487       case Intrinsic::vacopy:
1488         Out << "0;";
1489         Out << "va_copy(*(va_list*)&" << Mang->getValueName(&I) << ", ";
1490         Out << "*(va_list*)&";
1491         writeOperand(I.getOperand(1));
1492         Out << ')';
1493         return;
1494       case Intrinsic::returnaddress:
1495         Out << "__builtin_return_address(";
1496         writeOperand(I.getOperand(1));
1497         Out << ')';
1498         return;
1499       case Intrinsic::frameaddress:
1500         Out << "__builtin_frame_address(";
1501         writeOperand(I.getOperand(1));
1502         Out << ')';
1503         return;
1504       case Intrinsic::setjmp:
1505         Out << "setjmp(*(jmp_buf*)";
1506         writeOperand(I.getOperand(1));
1507         Out << ')';
1508         return;
1509       case Intrinsic::longjmp:
1510         Out << "longjmp(*(jmp_buf*)";
1511         writeOperand(I.getOperand(1));
1512         Out << ", ";
1513         writeOperand(I.getOperand(2));
1514         Out << ')';
1515         return;
1516       case Intrinsic::prefetch:
1517         Out << "LLVM_PREFETCH((const void *)";
1518         writeOperand(I.getOperand(1));
1519         Out << ", ";
1520         writeOperand(I.getOperand(2));
1521         Out << ", ";
1522         writeOperand(I.getOperand(3));
1523         Out << ")";
1524         return;
1525       }
1526     }
1527
1528   Value *Callee = I.getCalledValue();
1529
1530   // GCC is really a PITA.  It does not permit codegening casts of functions to
1531   // function pointers if they are in a call (it generates a trap instruction
1532   // instead!).  We work around this by inserting a cast to void* in between the
1533   // function and the function pointer cast.  Unfortunately, we can't just form
1534   // the constant expression here, because the folder will immediately nuke it.
1535   //
1536   // Note finally, that this is completely unsafe.  ANSI C does not guarantee
1537   // that void* and function pointers have the same size. :( To deal with this
1538   // in the common case, we handle casts where the number of arguments passed
1539   // match exactly.
1540   //
1541   bool WroteCallee = false;
1542   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Callee))
1543     if (CE->getOpcode() == Instruction::Cast)
1544       if (Function *RF = dyn_cast<Function>(CE->getOperand(0))) {
1545         const FunctionType *RFTy = RF->getFunctionType();
1546         if (RFTy->getNumParams() == I.getNumOperands()-1) {
1547           // If the call site expects a value, and the actual callee doesn't
1548           // provide one, return 0.
1549           if (I.getType() != Type::VoidTy &&
1550               RFTy->getReturnType() == Type::VoidTy)
1551             Out << "0 /*actual callee doesn't return value*/; ";
1552           Callee = RF;
1553         } else {
1554           // Ok, just cast the pointer type.
1555           Out << "((";
1556           printType(Out, CE->getType());
1557           Out << ")(void*)";
1558           printConstant(RF);
1559           Out << ')';
1560           WroteCallee = true;
1561         }
1562       }
1563
1564   const PointerType  *PTy   = cast<PointerType>(Callee->getType());
1565   const FunctionType *FTy   = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
1566   const Type         *RetTy = FTy->getReturnType();
1567
1568   if (!WroteCallee) writeOperand(Callee);
1569   Out << '(';
1570
1571   unsigned NumDeclaredParams = FTy->getNumParams();
1572
1573   if (I.getNumOperands() != 1) {
1574     CallSite::arg_iterator AI = I.op_begin()+1, AE = I.op_end();
1575     if (NumDeclaredParams && (*AI)->getType() != FTy->getParamType(0)) {
1576       Out << '(';
1577       printType(Out, FTy->getParamType(0));
1578       Out << ')';
1579     }
1580
1581     writeOperand(*AI);
1582
1583     unsigned ArgNo;
1584     for (ArgNo = 1, ++AI; AI != AE; ++AI, ++ArgNo) {
1585       Out << ", ";
1586       if (ArgNo < NumDeclaredParams &&
1587           (*AI)->getType() != FTy->getParamType(ArgNo)) {
1588         Out << '(';
1589         printType(Out, FTy->getParamType(ArgNo));
1590         Out << ')';
1591       }
1592       writeOperand(*AI);
1593     }
1594   }
1595   Out << ')';
1596 }
1597
1598 void CWriter::visitMallocInst(MallocInst &I) {
1599   assert(0 && "lowerallocations pass didn't work!");
1600 }
1601
1602 void CWriter::visitAllocaInst(AllocaInst &I) {
1603   Out << '(';
1604   printType(Out, I.getType());
1605   Out << ") alloca(sizeof(";
1606   printType(Out, I.getType()->getElementType());
1607   Out << ')';
1608   if (I.isArrayAllocation()) {
1609     Out << " * " ;
1610     writeOperand(I.getOperand(0));
1611   }
1612   Out << ')';
1613 }
1614
1615 void CWriter::visitFreeInst(FreeInst &I) {
1616   assert(0 && "lowerallocations pass didn't work!");
1617 }
1618
1619 void CWriter::printIndexingExpression(Value *Ptr, gep_type_iterator I,
1620                                       gep_type_iterator E) {
1621   bool HasImplicitAddress = false;
1622   // If accessing a global value with no indexing, avoid *(&GV) syndrome
1623   if (GlobalValue *V = dyn_cast<GlobalValue>(Ptr)) {
1624     HasImplicitAddress = true;
1625   } else if (isDirectAlloca(Ptr)) {
1626     HasImplicitAddress = true;
1627   }
1628
1629   if (I == E) {
1630     if (!HasImplicitAddress)
1631       Out << '*';  // Implicit zero first argument: '*x' is equivalent to 'x[0]'
1632
1633     writeOperandInternal(Ptr);
1634     return;
1635   }
1636
1637   const Constant *CI = dyn_cast<Constant>(I.getOperand());
1638   if (HasImplicitAddress && (!CI || !CI->isNullValue()))
1639     Out << "(&";
1640
1641   writeOperandInternal(Ptr);
1642
1643   if (HasImplicitAddress && (!CI || !CI->isNullValue())) {
1644     Out << ')';
1645     HasImplicitAddress = false;  // HIA is only true if we haven't addressed yet
1646   }
1647
1648   assert(!HasImplicitAddress || (CI && CI->isNullValue()) &&
1649          "Can only have implicit address with direct accessing");
1650
1651   if (HasImplicitAddress) {
1652     ++I;
1653   } else if (CI && CI->isNullValue()) {
1654     gep_type_iterator TmpI = I; ++TmpI;
1655
1656     // Print out the -> operator if possible...
1657     if (TmpI != E && isa<StructType>(*TmpI)) {
1658       Out << (HasImplicitAddress ? "." : "->");
1659       Out << "field" << cast<ConstantUInt>(TmpI.getOperand())->getValue();
1660       I = ++TmpI;
1661     }
1662   }
1663
1664   for (; I != E; ++I)
1665     if (isa<StructType>(*I)) {
1666       Out << ".field" << cast<ConstantUInt>(I.getOperand())->getValue();
1667     } else {
1668       Out << '[';
1669       writeOperand(I.getOperand());
1670       Out << ']';
1671     }
1672 }
1673
1674 void CWriter::visitLoadInst(LoadInst &I) {
1675   Out << '*';
1676   if (I.isVolatile()) {
1677     Out << "((";
1678     printType(Out, I.getType());
1679     Out << " volatile*)";
1680   }
1681
1682   writeOperand(I.getOperand(0));
1683
1684   if (I.isVolatile())
1685     Out << ')';
1686 }
1687
1688 void CWriter::visitStoreInst(StoreInst &I) {
1689   Out << '*';
1690   if (I.isVolatile()) {
1691     Out << "((";
1692     printType(Out, I.getOperand(0)->getType());
1693     Out << " volatile*)";
1694   }
1695   writeOperand(I.getPointerOperand());
1696   if (I.isVolatile()) Out << ')';
1697   Out << " = ";
1698   writeOperand(I.getOperand(0));
1699 }
1700
1701 void CWriter::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I) {
1702   Out << '&';
1703   printIndexingExpression(I.getPointerOperand(), gep_type_begin(I),
1704                           gep_type_end(I));
1705 }
1706
1707 void CWriter::visitVANextInst(VANextInst &I) {
1708   Out << Mang->getValueName(I.getOperand(0));
1709   Out << ";  va_arg(*(va_list*)&" << Mang->getValueName(&I) << ", ";
1710   printType(Out, I.getArgType());
1711   Out << ')';
1712 }
1713
1714 void CWriter::visitVAArgInst(VAArgInst &I) {
1715   Out << "0;\n";
1716   Out << "{ va_list Tmp; va_copy(Tmp, *(va_list*)&";
1717   writeOperand(I.getOperand(0));
1718   Out << ");\n  " << Mang->getValueName(&I) << " = va_arg(Tmp, ";
1719   printType(Out, I.getType());
1720   Out << ");\n  va_end(Tmp); }";
1721 }
1722
1723 //===----------------------------------------------------------------------===//
1724 //                       External Interface declaration
1725 //===----------------------------------------------------------------------===//
1726
1727 bool CTargetMachine::addPassesToEmitAssembly(PassManager &PM, std::ostream &o) {
1728   PM.add(createLowerGCPass());
1729   PM.add(createLowerAllocationsPass(true));
1730   PM.add(createLowerInvokePass());
1731   PM.add(new CBackendNameAllUsedStructs());
1732   PM.add(new CWriter(o, getIntrinsicLowering()));
1733   return false;
1734 }
1735
1736 // vim: sw=2