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