trivial scaffolding for param attrs
[oota-llvm.git] / lib / Bitcode / Writer / BitcodeWriter.cpp
1 //===--- Bitcode/Writer/BitcodeWriter.cpp - Bitcode Writer ----------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by Chris Lattner and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // Bitcode writer implementation.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "llvm/Bitcode/ReaderWriter.h"
15 #include "llvm/Bitcode/BitstreamWriter.h"
16 #include "llvm/Bitcode/LLVMBitCodes.h"
17 #include "ValueEnumerator.h"
18 #include "llvm/Constants.h"
19 #include "llvm/DerivedTypes.h"
20 #include "llvm/Instructions.h"
21 #include "llvm/Module.h"
22 #include "llvm/TypeSymbolTable.h"
23 #include "llvm/ValueSymbolTable.h"
24 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
25 using namespace llvm;
26
27 static const unsigned CurVersion = 0;
28
29 static unsigned GetEncodedCastOpcode(unsigned Opcode) {
30   switch (Opcode) {
31   default: assert(0 && "Unknown cast instruction!");
32   case Instruction::Trunc   : return bitc::CAST_TRUNC;
33   case Instruction::ZExt    : return bitc::CAST_ZEXT;
34   case Instruction::SExt    : return bitc::CAST_SEXT;
35   case Instruction::FPToUI  : return bitc::CAST_FPTOUI;
36   case Instruction::FPToSI  : return bitc::CAST_FPTOSI;
37   case Instruction::UIToFP  : return bitc::CAST_UITOFP;
38   case Instruction::SIToFP  : return bitc::CAST_SITOFP;
39   case Instruction::FPTrunc : return bitc::CAST_FPTRUNC;
40   case Instruction::FPExt   : return bitc::CAST_FPEXT;
41   case Instruction::PtrToInt: return bitc::CAST_PTRTOINT;
42   case Instruction::IntToPtr: return bitc::CAST_INTTOPTR;
43   case Instruction::BitCast : return bitc::CAST_BITCAST;
44   }
45 }
46
47 static unsigned GetEncodedBinaryOpcode(unsigned Opcode) {
48   switch (Opcode) {
49   default: assert(0 && "Unknown binary instruction!");
50   case Instruction::Add:  return bitc::BINOP_ADD;
51   case Instruction::Sub:  return bitc::BINOP_SUB;
52   case Instruction::Mul:  return bitc::BINOP_MUL;
53   case Instruction::UDiv: return bitc::BINOP_UDIV;
54   case Instruction::FDiv:
55   case Instruction::SDiv: return bitc::BINOP_SDIV;
56   case Instruction::URem: return bitc::BINOP_UREM;
57   case Instruction::FRem:
58   case Instruction::SRem: return bitc::BINOP_SREM;
59   case Instruction::Shl:  return bitc::BINOP_SHL;
60   case Instruction::LShr: return bitc::BINOP_LSHR;
61   case Instruction::AShr: return bitc::BINOP_ASHR;
62   case Instruction::And:  return bitc::BINOP_AND;
63   case Instruction::Or:   return bitc::BINOP_OR;
64   case Instruction::Xor:  return bitc::BINOP_XOR;
65   }
66 }
67
68
69
70 static void WriteStringRecord(unsigned Code, const std::string &Str, 
71                               unsigned AbbrevToUse, BitstreamWriter &Stream) {
72   SmallVector<unsigned, 64> Vals;
73   
74   // Code: [strlen, strchar x N]
75   Vals.push_back(Str.size());
76   for (unsigned i = 0, e = Str.size(); i != e; ++i)
77     Vals.push_back(Str[i]);
78     
79   // Emit the finished record.
80   Stream.EmitRecord(Code, Vals, AbbrevToUse);
81 }
82
83 // Emit information about parameter attributes.
84 static void WriteParamAttrTable(const ValueEnumerator &VE, 
85                                 BitstreamWriter &Stream) {
86   const std::vector<const ParamAttrsList*> &Attrs = VE.getParamAttrs();
87   if (Attrs.empty()) return;
88   
89   
90   
91 }
92
93 /// WriteTypeTable - Write out the type table for a module.
94 static void WriteTypeTable(const ValueEnumerator &VE, BitstreamWriter &Stream) {
95   const ValueEnumerator::TypeList &TypeList = VE.getTypes();
96   
97   Stream.EnterSubblock(bitc::TYPE_BLOCK_ID, 4 /*count from # abbrevs */);
98   SmallVector<uint64_t, 64> TypeVals;
99   
100   // FIXME: Set up abbrevs now that we know the width of the type fields, etc.
101   
102   // Emit an entry count so the reader can reserve space.
103   TypeVals.push_back(TypeList.size());
104   Stream.EmitRecord(bitc::TYPE_CODE_NUMENTRY, TypeVals);
105   TypeVals.clear();
106   
107   // Loop over all of the types, emitting each in turn.
108   for (unsigned i = 0, e = TypeList.size(); i != e; ++i) {
109     const Type *T = TypeList[i].first;
110     int AbbrevToUse = 0;
111     unsigned Code = 0;
112     
113     switch (T->getTypeID()) {
114     case Type::PackedStructTyID: // FIXME: Delete Type::PackedStructTyID.
115     default: assert(0 && "Unknown type!");
116     case Type::VoidTyID:   Code = bitc::TYPE_CODE_VOID;   break;
117     case Type::FloatTyID:  Code = bitc::TYPE_CODE_FLOAT;  break;
118     case Type::DoubleTyID: Code = bitc::TYPE_CODE_DOUBLE; break;
119     case Type::LabelTyID:  Code = bitc::TYPE_CODE_LABEL;  break;
120     case Type::OpaqueTyID: Code = bitc::TYPE_CODE_OPAQUE; break;
121     case Type::IntegerTyID:
122       // INTEGER: [width]
123       Code = bitc::TYPE_CODE_INTEGER;
124       TypeVals.push_back(cast<IntegerType>(T)->getBitWidth());
125       break;
126     case Type::PointerTyID:
127       // POINTER: [pointee type]
128       Code = bitc::TYPE_CODE_POINTER;
129       TypeVals.push_back(VE.getTypeID(cast<PointerType>(T)->getElementType()));
130       break;
131
132     case Type::FunctionTyID: {
133       const FunctionType *FT = cast<FunctionType>(T);
134       // FUNCTION: [isvararg, #pararms, paramty x N]
135       Code = bitc::TYPE_CODE_FUNCTION;
136       TypeVals.push_back(FT->isVarArg());
137       TypeVals.push_back(VE.getTypeID(FT->getReturnType()));
138       // FIXME: PARAM ATTR ID!
139       TypeVals.push_back(FT->getNumParams());
140       for (unsigned i = 0, e = FT->getNumParams(); i != e; ++i)
141         TypeVals.push_back(VE.getTypeID(FT->getParamType(i)));
142       break;
143     }
144     case Type::StructTyID: {
145       const StructType *ST = cast<StructType>(T);
146       // STRUCT: [ispacked, #elts, eltty x N]
147       Code = bitc::TYPE_CODE_STRUCT;
148       TypeVals.push_back(ST->isPacked());
149       TypeVals.push_back(ST->getNumElements());
150       // Output all of the element types...
151       for (StructType::element_iterator I = ST->element_begin(),
152            E = ST->element_end(); I != E; ++I)
153         TypeVals.push_back(VE.getTypeID(*I));
154       break;
155     }
156     case Type::ArrayTyID: {
157       const ArrayType *AT = cast<ArrayType>(T);
158       // ARRAY: [numelts, eltty]
159       Code = bitc::TYPE_CODE_ARRAY;
160       TypeVals.push_back(AT->getNumElements());
161       TypeVals.push_back(VE.getTypeID(AT->getElementType()));
162       break;
163     }
164     case Type::VectorTyID: {
165       const VectorType *VT = cast<VectorType>(T);
166       // VECTOR [numelts, eltty]
167       Code = bitc::TYPE_CODE_VECTOR;
168       TypeVals.push_back(VT->getNumElements());
169       TypeVals.push_back(VE.getTypeID(VT->getElementType()));
170       break;
171     }
172     }
173
174     // Emit the finished record.
175     Stream.EmitRecord(Code, TypeVals, AbbrevToUse);
176     TypeVals.clear();
177   }
178   
179   Stream.ExitBlock();
180 }
181
182 static unsigned getEncodedLinkage(const GlobalValue *GV) {
183   switch (GV->getLinkage()) {
184   default: assert(0 && "Invalid linkage!");
185   case GlobalValue::ExternalLinkage:     return 0;
186   case GlobalValue::WeakLinkage:         return 1;
187   case GlobalValue::AppendingLinkage:    return 2;
188   case GlobalValue::InternalLinkage:     return 3;
189   case GlobalValue::LinkOnceLinkage:     return 4;
190   case GlobalValue::DLLImportLinkage:    return 5;
191   case GlobalValue::DLLExportLinkage:    return 6;
192   case GlobalValue::ExternalWeakLinkage: return 7;
193   }
194 }
195
196 static unsigned getEncodedVisibility(const GlobalValue *GV) {
197   switch (GV->getVisibility()) {
198   default: assert(0 && "Invalid visibility!");
199   case GlobalValue::DefaultVisibility:   return 0;
200   case GlobalValue::HiddenVisibility:    return 1;
201   case GlobalValue::ProtectedVisibility: return 2;
202   }
203 }
204
205 // Emit top-level description of module, including target triple, inline asm,
206 // descriptors for global variables, and function prototype info.
207 static void WriteModuleInfo(const Module *M, const ValueEnumerator &VE,
208                             BitstreamWriter &Stream) {
209   // Emit the list of dependent libraries for the Module.
210   for (Module::lib_iterator I = M->lib_begin(), E = M->lib_end(); I != E; ++I)
211     WriteStringRecord(bitc::MODULE_CODE_DEPLIB, *I, 0/*TODO*/, Stream);
212
213   // Emit various pieces of data attached to a module.
214   if (!M->getTargetTriple().empty())
215     WriteStringRecord(bitc::MODULE_CODE_TRIPLE, M->getTargetTriple(),
216                       0/*TODO*/, Stream);
217   if (!M->getDataLayout().empty())
218     WriteStringRecord(bitc::MODULE_CODE_DATALAYOUT, M->getDataLayout(),
219                       0/*TODO*/, Stream);
220   if (!M->getModuleInlineAsm().empty())
221     WriteStringRecord(bitc::MODULE_CODE_ASM, M->getModuleInlineAsm(),
222                       0/*TODO*/, Stream);
223
224   // Emit information about sections, computing how many there are.  Also
225   // compute the maximum alignment value.
226   std::map<std::string, unsigned> SectionMap;
227   unsigned MaxAlignment = 0;
228   unsigned MaxGlobalType = 0;
229   for (Module::const_global_iterator GV = M->global_begin(),E = M->global_end();
230        GV != E; ++GV) {
231     MaxAlignment = std::max(MaxAlignment, GV->getAlignment());
232     MaxGlobalType = std::max(MaxGlobalType, VE.getTypeID(GV->getType()));
233     
234     if (!GV->hasSection()) continue;
235     // Give section names unique ID's.
236     unsigned &Entry = SectionMap[GV->getSection()];
237     if (Entry != 0) continue;
238     WriteStringRecord(bitc::MODULE_CODE_SECTIONNAME, GV->getSection(),
239                       0/*TODO*/, Stream);
240     Entry = SectionMap.size();
241   }
242   for (Module::const_iterator F = M->begin(), E = M->end(); F != E; ++F) {
243     MaxAlignment = std::max(MaxAlignment, F->getAlignment());
244     if (!F->hasSection()) continue;
245     // Give section names unique ID's.
246     unsigned &Entry = SectionMap[F->getSection()];
247     if (Entry != 0) continue;
248     WriteStringRecord(bitc::MODULE_CODE_SECTIONNAME, F->getSection(),
249                       0/*TODO*/, Stream);
250     Entry = SectionMap.size();
251   }
252   
253   // Emit abbrev for globals, now that we know # sections and max alignment.
254   unsigned SimpleGVarAbbrev = 0;
255   if (!M->global_empty()) { 
256     // Add an abbrev for common globals with no visibility or thread localness.
257     BitCodeAbbrev *Abbv = new BitCodeAbbrev();
258     Abbv->Add(BitCodeAbbrevOp(bitc::MODULE_CODE_GLOBALVAR));
259     Abbv->Add(BitCodeAbbrevOp(BitCodeAbbrevOp::FixedWidth,
260                               Log2_32_Ceil(MaxGlobalType+1)));
261     Abbv->Add(BitCodeAbbrevOp(BitCodeAbbrevOp::FixedWidth, 1)); // Constant.
262     Abbv->Add(BitCodeAbbrevOp(BitCodeAbbrevOp::VBR, 6));        // Initializer.
263     Abbv->Add(BitCodeAbbrevOp(BitCodeAbbrevOp::FixedWidth, 3)); // Linkage.
264     if (MaxAlignment == 0)                                     // Alignment.
265       Abbv->Add(BitCodeAbbrevOp(0));
266     else {
267       unsigned MaxEncAlignment = Log2_32(MaxAlignment)+1;
268       Abbv->Add(BitCodeAbbrevOp(BitCodeAbbrevOp::FixedWidth,
269                                Log2_32_Ceil(MaxEncAlignment+1)));
270     }
271     if (SectionMap.empty())                                    // Section.
272       Abbv->Add(BitCodeAbbrevOp(0));
273     else
274       Abbv->Add(BitCodeAbbrevOp(BitCodeAbbrevOp::FixedWidth,
275                                Log2_32_Ceil(SectionMap.size()+1)));
276     // Don't bother emitting vis + thread local.
277     SimpleGVarAbbrev = Stream.EmitAbbrev(Abbv);
278   }
279   
280   // Emit the global variable information.
281   SmallVector<unsigned, 64> Vals;
282   for (Module::const_global_iterator GV = M->global_begin(),E = M->global_end();
283        GV != E; ++GV) {
284     unsigned AbbrevToUse = 0;
285
286     // GLOBALVAR: [type, isconst, initid, 
287     //             linkage, alignment, section, visibility, threadlocal]
288     Vals.push_back(VE.getTypeID(GV->getType()));
289     Vals.push_back(GV->isConstant());
290     Vals.push_back(GV->isDeclaration() ? 0 :
291                    (VE.getValueID(GV->getInitializer()) + 1));
292     Vals.push_back(getEncodedLinkage(GV));
293     Vals.push_back(Log2_32(GV->getAlignment())+1);
294     Vals.push_back(GV->hasSection() ? SectionMap[GV->getSection()] : 0);
295     if (GV->isThreadLocal() || 
296         GV->getVisibility() != GlobalValue::DefaultVisibility) {
297       Vals.push_back(getEncodedVisibility(GV));
298       Vals.push_back(GV->isThreadLocal());
299     } else {
300       AbbrevToUse = SimpleGVarAbbrev;
301     }
302     
303     Stream.EmitRecord(bitc::MODULE_CODE_GLOBALVAR, Vals, AbbrevToUse);
304     Vals.clear();
305   }
306
307   // Emit the function proto information.
308   for (Module::const_iterator F = M->begin(), E = M->end(); F != E; ++F) {
309     // FUNCTION:  [type, callingconv, isproto, linkage, alignment, section,
310     //             visibility]
311     Vals.push_back(VE.getTypeID(F->getType()));
312     Vals.push_back(F->getCallingConv());
313     Vals.push_back(F->isDeclaration());
314     Vals.push_back(getEncodedLinkage(F));
315     Vals.push_back(Log2_32(F->getAlignment())+1);
316     Vals.push_back(F->hasSection() ? SectionMap[F->getSection()] : 0);
317     Vals.push_back(getEncodedVisibility(F));
318     
319     unsigned AbbrevToUse = 0;
320     Stream.EmitRecord(bitc::MODULE_CODE_FUNCTION, Vals, AbbrevToUse);
321     Vals.clear();
322   }
323   
324   
325   // Emit the alias information.
326   for (Module::const_alias_iterator AI = M->alias_begin(), E = M->alias_end();
327        AI != E; ++AI) {
328     Vals.push_back(VE.getTypeID(AI->getType()));
329     Vals.push_back(VE.getValueID(AI->getAliasee()));
330     Vals.push_back(getEncodedLinkage(AI));
331     unsigned AbbrevToUse = 0;
332     Stream.EmitRecord(bitc::MODULE_CODE_ALIAS, Vals, AbbrevToUse);
333     Vals.clear();
334   }
335 }
336
337
338 static void WriteConstants(unsigned FirstVal, unsigned LastVal,
339                            const ValueEnumerator &VE,
340                            BitstreamWriter &Stream) {
341   if (FirstVal == LastVal) return;
342   
343   Stream.EnterSubblock(bitc::CONSTANTS_BLOCK_ID, 2);
344
345   // FIXME: Install and use abbrevs to reduce size.  Install them globally so
346   // they don't need to be reemitted for each function body.
347   
348   SmallVector<uint64_t, 64> Record;
349
350   const ValueEnumerator::ValueList &Vals = VE.getValues();
351   const Type *LastTy = 0;
352   for (unsigned i = FirstVal; i != LastVal; ++i) {
353     const Value *V = Vals[i].first;
354     // If we need to switch types, do so now.
355     if (V->getType() != LastTy) {
356       LastTy = V->getType();
357       Record.push_back(VE.getTypeID(LastTy));
358       Stream.EmitRecord(bitc::CST_CODE_SETTYPE, Record);
359       Record.clear();
360     }
361     
362     if (const InlineAsm *IA = dyn_cast<InlineAsm>(V)) {
363       assert(0 && IA && "FIXME: Inline asm writing unimp!");
364       continue;
365     }
366     const Constant *C = cast<Constant>(V);
367     unsigned Code = -1U;
368     unsigned AbbrevToUse = 0;
369     if (C->isNullValue()) {
370       Code = bitc::CST_CODE_NULL;
371     } else if (isa<UndefValue>(C)) {
372       Code = bitc::CST_CODE_UNDEF;
373     } else if (const ConstantInt *IV = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
374       if (IV->getBitWidth() <= 64) {
375         int64_t V = IV->getSExtValue();
376         if (V >= 0)
377           Record.push_back(V << 1);
378         else
379           Record.push_back((-V << 1) | 1);
380         Code = bitc::CST_CODE_INTEGER;
381       } else {                             // Wide integers, > 64 bits in size.
382         // We have an arbitrary precision integer value to write whose 
383         // bit width is > 64. However, in canonical unsigned integer 
384         // format it is likely that the high bits are going to be zero.
385         // So, we only write the number of active words.
386         unsigned NWords = IV->getValue().getActiveWords(); 
387         const uint64_t *RawWords = IV->getValue().getRawData();
388         Record.push_back(NWords);
389         for (unsigned i = 0; i != NWords; ++i) {
390           int64_t V = RawWords[i];
391           if (V >= 0)
392             Record.push_back(V << 1);
393           else
394             Record.push_back((-V << 1) | 1);
395         }
396         Code = bitc::CST_CODE_WIDE_INTEGER;
397       }
398     } else if (const ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(C)) {
399       Code = bitc::CST_CODE_FLOAT;
400       if (CFP->getType() == Type::FloatTy) {
401         Record.push_back(FloatToBits((float)CFP->getValue()));
402       } else {
403         assert (CFP->getType() == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
404         Record.push_back(DoubleToBits((double)CFP->getValue()));
405       }
406     } else if (isa<ConstantArray>(C) || isa<ConstantStruct>(V) ||
407                isa<ConstantVector>(V)) {
408       Code = bitc::CST_CODE_AGGREGATE;
409       Record.push_back(C->getNumOperands());
410       for (unsigned i = 0, e = C->getNumOperands(); i != e; ++i)
411         Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(i)));
412     } else if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
413       switch (CE->getOpcode()) {
414       default:
415         if (Instruction::isCast(CE->getOpcode())) {
416           Code = bitc::CST_CODE_CE_CAST;
417           Record.push_back(GetEncodedCastOpcode(CE->getOpcode()));
418           Record.push_back(VE.getTypeID(C->getOperand(0)->getType()));
419           Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(0)));
420         } else {
421           assert(CE->getNumOperands() == 2 && "Unknown constant expr!");
422           Code = bitc::CST_CODE_CE_BINOP;
423           Record.push_back(GetEncodedBinaryOpcode(CE->getOpcode()));
424           Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(0)));
425           Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(1)));
426         }
427         break;
428       case Instruction::GetElementPtr:
429         Code = bitc::CST_CODE_CE_GEP;
430         Record.push_back(CE->getNumOperands());
431         for (unsigned i = 0, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i) {
432           Record.push_back(VE.getTypeID(C->getOperand(i)->getType()));
433           Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(i)));
434         }
435         break;
436       case Instruction::Select:
437         Code = bitc::CST_CODE_CE_SELECT;
438         Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(0)));
439         Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(1)));
440         Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(2)));
441         break;
442       case Instruction::ExtractElement:
443         Code = bitc::CST_CODE_CE_EXTRACTELT;
444         Record.push_back(VE.getTypeID(C->getOperand(0)->getType()));
445         Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(0)));
446         Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(1)));
447         break;
448       case Instruction::InsertElement:
449         Code = bitc::CST_CODE_CE_INSERTELT;
450         Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(0)));
451         Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(1)));
452         Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(2)));
453         break;
454       case Instruction::ShuffleVector:
455         Code = bitc::CST_CODE_CE_SHUFFLEVEC;
456         Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(0)));
457         Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(1)));
458         Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(2)));
459         break;
460       case Instruction::ICmp:
461       case Instruction::FCmp:
462         Code = bitc::CST_CODE_CE_CMP;
463         Record.push_back(VE.getTypeID(C->getOperand(0)->getType()));
464         Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(0)));
465         Record.push_back(VE.getValueID(C->getOperand(1)));
466         Record.push_back(CE->getPredicate());
467         break;
468       }
469     } else {
470       assert(0 && "Unknown constant!");
471     }
472     Stream.EmitRecord(Code, Record, AbbrevToUse);
473     Record.clear();
474   }
475
476   Stream.ExitBlock();
477 }
478
479 static void WriteModuleConstants(const ValueEnumerator &VE,
480                                  BitstreamWriter &Stream) {
481   const ValueEnumerator::ValueList &Vals = VE.getValues();
482   
483   // Find the first constant to emit, which is the first non-globalvalue value.
484   // We know globalvalues have been emitted by WriteModuleInfo.
485   for (unsigned i = 0, e = Vals.size(); i != e; ++i) {
486     if (!isa<GlobalValue>(Vals[i].first)) {
487       WriteConstants(i, Vals.size(), VE, Stream);
488       return;
489     }
490   }
491 }
492
493 /// WriteInstruction - Emit an instruction to the specified stream.
494 static void WriteInstruction(const Instruction &I, ValueEnumerator &VE, 
495                              BitstreamWriter &Stream,
496                              SmallVector<unsigned, 64> &Vals) {
497   unsigned Code = 0;
498   unsigned AbbrevToUse = 0;
499   switch (I.getOpcode()) {
500   default:
501     if (Instruction::isCast(I.getOpcode())) {
502       Code = bitc::FUNC_CODE_INST_CAST;
503       Vals.push_back(GetEncodedCastOpcode(I.getOpcode()));
504       Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getType()));
505       Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getOperand(0)->getType()));
506       Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0)));
507     } else {
508       assert(isa<BinaryOperator>(I) && "Unknown instruction!");
509       Code = bitc::FUNC_CODE_INST_BINOP;
510       Vals.push_back(GetEncodedBinaryOpcode(I.getOpcode()));
511       Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getType()));
512       Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0)));
513       Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(1)));
514     }
515     break;
516
517   case Instruction::GetElementPtr:
518     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_GEP;
519     for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i) {
520       Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getOperand(i)->getType()));
521       Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(i)));
522     }
523     break;
524   case Instruction::Select:
525     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_SELECT;
526     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getType()));
527     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0)));
528     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(1)));
529     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(2)));
530     break;
531   case Instruction::ExtractElement:
532     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_EXTRACTELT;
533     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getOperand(0)->getType()));
534     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0)));
535     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(1)));
536     break;
537   case Instruction::InsertElement:
538     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_INSERTELT;
539     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getType()));
540     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0)));
541     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(1)));
542     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(2)));
543     break;
544   case Instruction::ShuffleVector:
545     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_SHUFFLEVEC;
546     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getType()));
547     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0)));
548     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(1)));
549     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(2)));
550     break;
551   case Instruction::ICmp:
552   case Instruction::FCmp:
553     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_CMP;
554     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getOperand(0)->getType()));
555     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0)));
556     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(1)));
557     Vals.push_back(cast<CmpInst>(I).getPredicate());
558     break;
559
560   case Instruction::Ret:
561     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_RET;
562     if (I.getNumOperands()) {
563       Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getOperand(0)->getType()));
564       Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0)));
565     }
566     break;
567   case Instruction::Br:
568     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_BR;
569     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0)));
570     if (cast<BranchInst>(I).isConditional()) {
571       Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(1)));
572       Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(2)));
573     }
574     break;
575   case Instruction::Switch:
576     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_SWITCH;
577     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getOperand(0)->getType()));
578     for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
579       Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(i)));
580     break;
581   case Instruction::Invoke: {
582     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_INVOKE;
583     Vals.push_back(cast<InvokeInst>(I).getCallingConv());
584     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getOperand(0)->getType()));
585     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0)));  // callee
586     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(1)));  // normal
587     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(2)));  // unwind
588     
589     // Emit value #'s for the fixed parameters.
590     const PointerType *PTy = cast<PointerType>(I.getOperand(0)->getType());
591     const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
592     for (unsigned i = 0, e = FTy->getNumParams(); i != e; ++i)
593       Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(i+3)));  // fixed param.
594
595     // Emit type/value pairs for varargs params.
596     if (FTy->isVarArg()) {
597       unsigned NumVarargs = I.getNumOperands()-3-FTy->getNumParams();
598       Vals.push_back(NumVarargs);
599       for (unsigned i = I.getNumOperands()-NumVarargs, e = I.getNumOperands();
600            i != e; ++i) {
601         Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getOperand(i)->getType()));
602         Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(i)));
603       }
604     }
605     break;
606   }
607   case Instruction::Unwind:
608     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_UNWIND;
609     break;
610   case Instruction::Unreachable:
611     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_UNREACHABLE;
612     break;
613   
614   case Instruction::PHI:
615     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_PHI;
616     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getType()));
617     Vals.push_back(I.getNumOperands());
618     for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
619       Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(i)));
620     break;
621     
622   case Instruction::Malloc:
623     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_MALLOC;
624     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getType()));
625     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0))); // size.
626     Vals.push_back(Log2_32(cast<MallocInst>(I).getAlignment())+1);
627     break;
628     
629   case Instruction::Free:
630     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_FREE;
631     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getOperand(0)->getType()));
632     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0)));
633     break;
634     
635   case Instruction::Alloca:
636     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_ALLOCA;
637     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getType()));
638     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0))); // size.
639     Vals.push_back(Log2_32(cast<AllocaInst>(I).getAlignment())+1);
640     break;
641     
642   case Instruction::Load:
643     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_LOAD;
644     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getOperand(0)->getType()));
645     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0))); // ptr.
646     Vals.push_back(Log2_32(cast<LoadInst>(I).getAlignment())+1);
647     Vals.push_back(cast<LoadInst>(I).isVolatile());
648     break;
649   case Instruction::Store:
650     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_STORE;
651     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getOperand(1)->getType()));   // Pointer
652     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0))); // val.
653     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(1))); // ptr.
654     Vals.push_back(Log2_32(cast<StoreInst>(I).getAlignment())+1);
655     Vals.push_back(cast<StoreInst>(I).isVolatile());
656     break;
657   case Instruction::Call: {
658     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_CALL;
659     Vals.push_back((cast<CallInst>(I).getCallingConv() << 1) |
660                    cast<CallInst>(I).isTailCall());
661     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getOperand(0)->getType()));
662     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0)));  // callee
663     
664     // Emit value #'s for the fixed parameters.
665     const PointerType *PTy = cast<PointerType>(I.getOperand(0)->getType());
666     const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
667     for (unsigned i = 0, e = FTy->getNumParams(); i != e; ++i)
668       Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(i+1)));  // fixed param.
669       
670     // Emit type/value pairs for varargs params.
671     if (FTy->isVarArg()) {
672       unsigned NumVarargs = I.getNumOperands()-1-FTy->getNumParams();
673       for (unsigned i = I.getNumOperands()-NumVarargs, e = I.getNumOperands();
674            i != e; ++i) {
675         Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getOperand(i)->getType()));
676         Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(i)));
677       }
678     }
679     break;
680   }
681   case Instruction::VAArg:
682     Code = bitc::FUNC_CODE_INST_VAARG;
683     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getOperand(0)->getType()));   // valistty
684     Vals.push_back(VE.getValueID(I.getOperand(0))); // valist.
685     Vals.push_back(VE.getTypeID(I.getType())); // restype.
686     break;
687   }
688   
689   Stream.EmitRecord(Code, Vals, AbbrevToUse);
690   Vals.clear();
691 }
692
693 // Emit names for globals/functions etc.
694 static void WriteValueSymbolTable(const ValueSymbolTable &VST,
695                                   const ValueEnumerator &VE,
696                                   BitstreamWriter &Stream) {
697   if (VST.empty()) return;
698   Stream.EnterSubblock(bitc::VALUE_SYMTAB_BLOCK_ID, 3);
699   
700   // FIXME: Set up the abbrev, we know how many values there are!
701   // FIXME: We know if the type names can use 7-bit ascii.
702   SmallVector<unsigned, 64> NameVals;
703   
704   for (ValueSymbolTable::const_iterator SI = VST.begin(), SE = VST.end();
705        SI != SE; ++SI) {
706     unsigned AbbrevToUse = 0;
707     
708     // VST_ENTRY:   [valueid, namelen, namechar x N]
709     // VST_BBENTRY: [bbid, namelen, namechar x N]
710     unsigned Code;
711     if (isa<BasicBlock>(SI->getValue())) {
712       Code = bitc::VST_CODE_BBENTRY;
713     } else {
714       Code = bitc::VST_CODE_ENTRY;
715     }
716     
717     NameVals.push_back(VE.getValueID(SI->getValue()));
718     NameVals.push_back(SI->getKeyLength());
719     for (const char *P = SI->getKeyData(),
720          *E = SI->getKeyData()+SI->getKeyLength(); P != E; ++P)
721       NameVals.push_back((unsigned char)*P);
722     
723     // Emit the finished record.
724     Stream.EmitRecord(Code, NameVals, AbbrevToUse);
725     NameVals.clear();
726   }
727   Stream.ExitBlock();
728 }
729
730 /// WriteFunction - Emit a function body to the module stream.
731 static void WriteFunction(const Function &F, ValueEnumerator &VE, 
732                           BitstreamWriter &Stream) {
733   Stream.EnterSubblock(bitc::FUNCTION_BLOCK_ID, 3);
734   VE.incorporateFunction(F);
735
736   SmallVector<unsigned, 64> Vals;
737   
738   // Emit the number of basic blocks, so the reader can create them ahead of
739   // time.
740   Vals.push_back(VE.getBasicBlocks().size());
741   Stream.EmitRecord(bitc::FUNC_CODE_DECLAREBLOCKS, Vals);
742   Vals.clear();
743   
744   // FIXME: Function attributes?
745   
746   // If there are function-local constants, emit them now.
747   unsigned CstStart, CstEnd;
748   VE.getFunctionConstantRange(CstStart, CstEnd);
749   WriteConstants(CstStart, CstEnd, VE, Stream);
750   
751   // Finally, emit all the instructions, in order.
752   for (Function::const_iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
753     for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
754       WriteInstruction(*I, VE, Stream, Vals);
755   
756   // Emit names for all the instructions etc.
757   WriteValueSymbolTable(F.getValueSymbolTable(), VE, Stream);
758     
759   VE.purgeFunction();
760   Stream.ExitBlock();
761 }
762
763 /// WriteTypeSymbolTable - Emit a block for the specified type symtab.
764 static void WriteTypeSymbolTable(const TypeSymbolTable &TST,
765                                  const ValueEnumerator &VE,
766                                  BitstreamWriter &Stream) {
767   if (TST.empty()) return;
768   
769   Stream.EnterSubblock(bitc::TYPE_SYMTAB_BLOCK_ID, 3);
770   
771   // FIXME: Set up the abbrev, we know how many types there are!
772   // FIXME: We know if the type names can use 7-bit ascii.
773   
774   SmallVector<unsigned, 64> NameVals;
775   
776   for (TypeSymbolTable::const_iterator TI = TST.begin(), TE = TST.end(); 
777        TI != TE; ++TI) {
778     unsigned AbbrevToUse = 0;
779     
780     // TST_ENTRY: [typeid, namelen, namechar x N]
781     NameVals.push_back(VE.getTypeID(TI->second));
782     
783     const std::string &Str = TI->first;
784     NameVals.push_back(Str.size());
785     for (unsigned i = 0, e = Str.size(); i != e; ++i)
786       NameVals.push_back(Str[i]);
787     
788     // Emit the finished record.
789     Stream.EmitRecord(bitc::VST_CODE_ENTRY, NameVals, AbbrevToUse);
790     NameVals.clear();
791   }
792   
793   Stream.ExitBlock();
794 }
795
796
797 /// WriteModule - Emit the specified module to the bitstream.
798 static void WriteModule(const Module *M, BitstreamWriter &Stream) {
799   Stream.EnterSubblock(bitc::MODULE_BLOCK_ID, 3);
800   
801   // Emit the version number if it is non-zero.
802   if (CurVersion) {
803     SmallVector<unsigned, 1> Vals;
804     Vals.push_back(CurVersion);
805     Stream.EmitRecord(bitc::MODULE_CODE_VERSION, Vals);
806   }
807   
808   // Analyze the module, enumerating globals, functions, etc.
809   ValueEnumerator VE(M);
810   
811   // Emit information about parameter attributes.
812   WriteParamAttrTable(VE, Stream);
813   
814   // Emit information describing all of the types in the module.
815   WriteTypeTable(VE, Stream);
816   
817   // Emit top-level description of module, including target triple, inline asm,
818   // descriptors for global variables, and function prototype info.
819   WriteModuleInfo(M, VE, Stream);
820   
821   // Emit constants.
822   WriteModuleConstants(VE, Stream);
823   
824   // If we have any aggregate values in the value table, purge them - these can
825   // only be used to initialize global variables.  Doing so makes the value
826   // namespace smaller for code in functions.
827   int NumNonAggregates = VE.PurgeAggregateValues();
828   if (NumNonAggregates != -1) {
829     SmallVector<unsigned, 1> Vals;
830     Vals.push_back(NumNonAggregates);
831     Stream.EmitRecord(bitc::MODULE_CODE_PURGEVALS, Vals);
832   }
833   
834   // Emit function bodies.
835   for (Module::const_iterator I = M->begin(), E = M->end(); I != E; ++I)
836     if (!I->isDeclaration())
837       WriteFunction(*I, VE, Stream);
838   
839   // Emit the type symbol table information.
840   WriteTypeSymbolTable(M->getTypeSymbolTable(), VE, Stream);
841   
842   // Emit names for globals/functions etc.
843   WriteValueSymbolTable(M->getValueSymbolTable(), VE, Stream);
844   
845   Stream.ExitBlock();
846 }
847
848 /// WriteBitcodeToFile - Write the specified module to the specified output
849 /// stream.
850 void llvm::WriteBitcodeToFile(const Module *M, std::ostream &Out) {
851   std::vector<unsigned char> Buffer;
852   BitstreamWriter Stream(Buffer);
853   
854   Buffer.reserve(256*1024);
855   
856   // Emit the file header.
857   Stream.Emit((unsigned)'B', 8);
858   Stream.Emit((unsigned)'C', 8);
859   Stream.Emit(0x0, 4);
860   Stream.Emit(0xC, 4);
861   Stream.Emit(0xE, 4);
862   Stream.Emit(0xD, 4);
863
864   // Emit the module.
865   WriteModule(M, Stream);
866   
867   // Write the generated bitstream to "Out".
868   Out.write((char*)&Buffer.front(), Buffer.size());
869 }