lib/Bytecode/Writer/Writer.cpp

   1 //===-- Writer.cpp - Library for writing LLVM bytecode files --------------===//
   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 implements the functionality defined in llvm/Bytecode/Writer.h
  11 //
  12 // Note that this file uses an unusual technique of outputting all the bytecode
  13 // to a vector of unsigned char, then copies the vector to an ostream.  The
  14 // reason for this is that we must do "seeking" in the stream to do back-
  15 // patching, and some very important ostreams that we want to support (like
  16 // pipes) do not support seeking.  :( :( :(
  17 //
  18 //===----------------------------------------------------------------------===//
  19
  20 #define DEBUG_TYPE "bcwriter"
  21 #include "WriterInternals.h"
  22 #include "llvm/Bytecode/WriteBytecodePass.h"
  23 #include "llvm/CallingConv.h"
  24 #include "llvm/Constants.h"
  25 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  26 #include "llvm/ParameterAttributes.h"
  27 #include "llvm/InlineAsm.h"
  28 #include "llvm/Instructions.h"
  29 #include "llvm/Module.h"
  30 #include "llvm/TypeSymbolTable.h"
  31 #include "llvm/ValueSymbolTable.h"
  32 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  33 #include "llvm/Support/Compressor.h"
  34 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  35 #include "llvm/Support/Streams.h"
  36 #include "llvm/System/Program.h"
  37 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  38 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  39 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  40 #include <cstring>
  41 #include <algorithm>
  42 using namespace llvm;
  43
  44 /// This value needs to be incremented every time the bytecode format changes
  45 /// so that the reader can distinguish which format of the bytecode file has
  46 /// been written.
  47 /// @brief The bytecode version number
  48 const unsigned BCVersionNum = 7;
  49
  50 static RegisterPass<WriteBytecodePass> X("emitbytecode", "Bytecode Writer");
  51
  52 STATISTIC(BytesWritten, "Number of bytecode bytes written");
  53
  54 //===----------------------------------------------------------------------===//
  55 //===                           Output Primitives                          ===//
  56 //===----------------------------------------------------------------------===//
  57
  58 // output - If a position is specified, it must be in the valid portion of the
  59 // string... note that this should be inlined always so only the relevant IF
  60 // body should be included.
  61 inline void BytecodeWriter::output(unsigned i, int pos) {
  62   if (pos == -1) { // Be endian clean, little endian is our friend
  63     Out.push_back((unsigned char)i);
  64     Out.push_back((unsigned char)(i >> 8));
  65     Out.push_back((unsigned char)(i >> 16));
  66     Out.push_back((unsigned char)(i >> 24));
  67   } else {
  68     Out[pos  ] = (unsigned char)i;
  69     Out[pos+1] = (unsigned char)(i >> 8);
  70     Out[pos+2] = (unsigned char)(i >> 16);
  71     Out[pos+3] = (unsigned char)(i >> 24);
  72   }
  73 }
  74
  75 inline void BytecodeWriter::output(int32_t i) {
  76   output((uint32_t)i);
  77 }
  78
  79 /// output_vbr - Output an unsigned value, by using the least number of bytes
  80 /// possible.  This is useful because many of our "infinite" values are really
  81 /// very small most of the time; but can be large a few times.
  82 /// Data format used:  If you read a byte with the high bit set, use the low
  83 /// seven bits as data and then read another byte.
  84 inline void BytecodeWriter::output_vbr(uint64_t i) {
  85   while (1) {
  86     if (i < 0x80) { // done?
  87       Out.push_back((unsigned char)i);   // We know the high bit is clear...
  88       return;
  89     }
  90
  91     // Nope, we are bigger than a character, output the next 7 bits and set the
  92     // high bit to say that there is more coming...
  93     Out.push_back(0x80 | ((unsigned char)i & 0x7F));
  94     i >>= 7;  // Shift out 7 bits now...
  95   }
  96 }
  97
  98 inline void BytecodeWriter::output_vbr(uint32_t i) {
  99   while (1) {
 100     if (i < 0x80) { // done?
 101       Out.push_back((unsigned char)i);   // We know the high bit is clear...
 102       return;
 103     }
 104
 105     // Nope, we are bigger than a character, output the next 7 bits and set the
 106     // high bit to say that there is more coming...
 107     Out.push_back(0x80 | ((unsigned char)i & 0x7F));
 108     i >>= 7;  // Shift out 7 bits now...
 109   }
 110 }
 111
 112 inline void BytecodeWriter::output_typeid(unsigned i) {
 113   if (i <= 0x00FFFFFF)
 114     this->output_vbr(i);
 115   else {
 116     this->output_vbr(0x00FFFFFF);
 117     this->output_vbr(i);
 118   }
 119 }
 120
 121 inline void BytecodeWriter::output_vbr(int64_t i) {
 122   if (i < 0)
 123     output_vbr(((uint64_t)(-i) << 1) | 1); // Set low order sign bit...
 124   else
 125     output_vbr((uint64_t)i << 1);          // Low order bit is clear.
 126 }
 127
 128
 129 inline void BytecodeWriter::output_vbr(int i) {
 130   if (i < 0)
 131     output_vbr(((unsigned)(-i) << 1) | 1); // Set low order sign bit...
 132   else
 133     output_vbr((unsigned)i << 1);          // Low order bit is clear.
 134 }
 135
 136 inline void BytecodeWriter::output_str(const char *Str, unsigned Len) {
 137   output_vbr(Len);             // Strings may have an arbitrary length.
 138   Out.insert(Out.end(), Str, Str+Len);
 139 }
 140
 141 inline void BytecodeWriter::output_data(const void *Ptr, const void *End) {
 142   Out.insert(Out.end(), (const unsigned char*)Ptr, (const unsigned char*)End);
 143 }
 144
 145 inline void BytecodeWriter::output_float(float& FloatVal) {
 146   /// FIXME: This isn't optimal, it has size problems on some platforms
 147   /// where FP is not IEEE.
 148   uint32_t i = FloatToBits(FloatVal);
 149   Out.push_back( static_cast<unsigned char>( (i      ) & 0xFF));
 150   Out.push_back( static_cast<unsigned char>( (i >> 8 ) & 0xFF));
 151   Out.push_back( static_cast<unsigned char>( (i >> 16) & 0xFF));
 152   Out.push_back( static_cast<unsigned char>( (i >> 24) & 0xFF));
 153 }
 154
 155 inline void BytecodeWriter::output_double(double& DoubleVal) {
 156   /// FIXME: This isn't optimal, it has size problems on some platforms
 157   /// where FP is not IEEE.
 158   uint64_t i = DoubleToBits(DoubleVal);
 159   Out.push_back( static_cast<unsigned char>( (i      ) & 0xFF));
 160   Out.push_back( static_cast<unsigned char>( (i >> 8 ) & 0xFF));
 161   Out.push_back( static_cast<unsigned char>( (i >> 16) & 0xFF));
 162   Out.push_back( static_cast<unsigned char>( (i >> 24) & 0xFF));
 163   Out.push_back( static_cast<unsigned char>( (i >> 32) & 0xFF));
 164   Out.push_back( static_cast<unsigned char>( (i >> 40) & 0xFF));
 165   Out.push_back( static_cast<unsigned char>( (i >> 48) & 0xFF));
 166   Out.push_back( static_cast<unsigned char>( (i >> 56) & 0xFF));
 167 }
 168
 169 inline BytecodeBlock::BytecodeBlock(unsigned ID, BytecodeWriter &w,
 170                                     bool elideIfEmpty, bool hasLongFormat)
 171   : Id(ID), Writer(w), ElideIfEmpty(elideIfEmpty), HasLongFormat(hasLongFormat){
 172
 173   if (HasLongFormat) {
 174     w.output(ID);
 175     w.output(0U); // For length in long format
 176   } else {
 177     w.output(0U); /// Place holder for ID and length for this block
 178   }
 179   Loc = w.size();
 180 }
 181
 182 inline BytecodeBlock::~BytecodeBlock() { // Do backpatch when block goes out
 183                                          // of scope...
 184   if (Loc == Writer.size() && ElideIfEmpty) {
 185     // If the block is empty, and we are allowed to, do not emit the block at
 186     // all!
 187     Writer.resize(Writer.size()-(HasLongFormat?8:4));
 188     return;
 189   }
 190
 191   if (HasLongFormat)
 192     Writer.output(unsigned(Writer.size()-Loc), int(Loc-4));
 193   else
 194     Writer.output(unsigned(Writer.size()-Loc) << 5 | (Id & 0x1F), int(Loc-4));
 195 }
 196
 197 //===----------------------------------------------------------------------===//
 198 //===                           Constant Output                            ===//
 199 //===----------------------------------------------------------------------===//
 200
 201 void BytecodeWriter::outputParamAttrsList(const ParamAttrsList *Attrs) {
 202   if (!Attrs) {
 203     output_vbr(unsigned(0));
 204     return;
 205   }
 206   unsigned numAttrs = Attrs->size();
 207   output_vbr(numAttrs);
 208   for (unsigned i = 0; i < numAttrs; ++i) {
 209     uint16_t index = Attrs->getParamIndex(i);
 210     uint16_t attrs = Attrs->getParamAttrs(index);
 211     output_vbr(uint32_t(index));
 212     output_vbr(uint32_t(attrs));
 213   }
 214 }
 215
 216 void BytecodeWriter::outputType(const Type *T) {
 217   const StructType* STy = dyn_cast<StructType>(T);
 218   if(STy && STy->isPacked())
 219     output_vbr((unsigned)Type::PackedStructTyID);
 220   else
 221     output_vbr((unsigned)T->getTypeID());
 222
 223   // That's all there is to handling primitive types...
 224   if (T->isPrimitiveType())
 225     return;     // We might do this if we alias a prim type: %x = type int
 226
 227   switch (T->getTypeID()) {   // Handle derived types now.
 228   case Type::IntegerTyID:
 229     output_vbr(cast<IntegerType>(T)->getBitWidth());
 230     break;
 231   case Type::FunctionTyID: {
 232     const FunctionType *FT = cast<FunctionType>(T);
 233     output_typeid(Table.getTypeSlot(FT->getReturnType()));
 234
 235     // Output the number of arguments to function (+1 if varargs):
 236     output_vbr((unsigned)FT->getNumParams()+FT->isVarArg());
 237
 238     // Output all of the arguments...
 239     FunctionType::param_iterator I = FT->param_begin();
 240     for (; I != FT->param_end(); ++I)
 241       output_typeid(Table.getTypeSlot(*I));
 242
 243     // Terminate list with VoidTy if we are a varargs function...
 244     if (FT->isVarArg())
 245       output_typeid((unsigned)Type::VoidTyID);
 246
 247     // Put out all the parameter attributes
 248     outputParamAttrsList(FT->getParamAttrs());
 249     break;
 250   }
 251
 252   case Type::ArrayTyID: {
 253     const ArrayType *AT = cast<ArrayType>(T);
 254     output_typeid(Table.getTypeSlot(AT->getElementType()));
 255     output_vbr(AT->getNumElements());
 256     break;
 257   }
 258
 259  case Type::VectorTyID: {
 260     const VectorType *PT = cast<VectorType>(T);
 261     output_typeid(Table.getTypeSlot(PT->getElementType()));
 262     output_vbr(PT->getNumElements());
 263     break;
 264   }
 265
 266   case Type::StructTyID: {
 267     const StructType *ST = cast<StructType>(T);
 268     // Output all of the element types...
 269     for (StructType::element_iterator I = ST->element_begin(),
 270            E = ST->element_end(); I != E; ++I) {
 271       output_typeid(Table.getTypeSlot(*I));
 272     }
 273
 274     // Terminate list with VoidTy
 275     output_typeid((unsigned)Type::VoidTyID);
 276     break;
 277   }
 278
 279   case Type::PointerTyID:
 280     output_typeid(Table.getTypeSlot(cast<PointerType>(T)->getElementType()));
 281     break;
 282
 283   case Type::OpaqueTyID:
 284     // No need to emit anything, just the count of opaque types is enough.
 285     break;
 286
 287   default:
 288     cerr << __FILE__ << ":" << __LINE__ << ": Don't know how to serialize"
 289          << " Type '" << T->getDescription() << "'\n";
 290     break;
 291   }
 292 }
 293
 294 void BytecodeWriter::outputConstant(const Constant *CPV) {
 295   assert(((CPV->getType()->isPrimitiveType() || CPV->getType()->isInteger()) ||
 296           !CPV->isNullValue()) && "Shouldn't output null constants!");
 297
 298   // We must check for a ConstantExpr before switching by type because
 299   // a ConstantExpr can be of any type, and has no explicit value.
 300   //
 301   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
 302     // FIXME: Encoding of constant exprs could be much more compact!
 303     assert(CE->getNumOperands() > 0 && "ConstantExpr with 0 operands");
 304     assert(CE->getNumOperands() != 1 || CE->isCast());
 305     output_vbr(1+CE->getNumOperands());   // flags as an expr
 306     output_vbr(CE->getOpcode());          // Put out the CE op code
 307
 308     for (User::const_op_iterator OI = CE->op_begin(); OI != CE->op_end(); ++OI){
 309       output_vbr(Table.getSlot(*OI));
 310       output_typeid(Table.getTypeSlot((*OI)->getType()));
 311     }
 312     if (CE->isCompare())
 313       output_vbr((unsigned)CE->getPredicate());
 314     return;
 315   } else if (isa<UndefValue>(CPV)) {
 316     output_vbr(1U);       // 1 -> UndefValue constant.
 317     return;
 318   } else {
 319     output_vbr(0U);       // flag as not a ConstantExpr (i.e. 0 operands)
 320   }
 321
 322   switch (CPV->getType()->getTypeID()) {
 323   case Type::IntegerTyID: { // Integer types...
 324     const ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(CPV);
 325     unsigned NumBits = cast<IntegerType>(CPV->getType())->getBitWidth();
 326     if (NumBits <= 32)
 327       output_vbr(uint32_t(CI->getZExtValue()));
 328     else if (NumBits <= 64)
 329       output_vbr(uint64_t(CI->getZExtValue()));
 330     else {
 331       // We have an arbitrary precision integer value to write whose
 332       // bit width is > 64. However, in canonical unsigned integer
 333       // format it is likely that the high bits are going to be zero.
 334       // So, we only write the number of active words.
 335       uint32_t activeWords = CI->getValue().getActiveWords();
 336       const uint64_t *rawData = CI->getValue().getRawData();
 337       output_vbr(activeWords);
 338       for (uint32_t i = 0; i < activeWords; ++i)
 339         output_vbr(rawData[i]);
 340     }
 341     break;
 342   }
 343
 344   case Type::ArrayTyID: {
 345     const ConstantArray *CPA = cast<ConstantArray>(CPV);
 346     assert(!CPA->isString() && "Constant strings should be handled specially!");
 347
 348     for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 349       output_vbr(Table.getSlot(CPA->getOperand(i)));
 350     break;
 351   }
 352
 353   case Type::VectorTyID: {
 354     const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(CPV);
 355     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
 356       output_vbr(Table.getSlot(CP->getOperand(i)));
 357     break;
 358   }
 359
 360   case Type::StructTyID: {
 361     const ConstantStruct *CPS = cast<ConstantStruct>(CPV);
 362
 363     for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 364       output_vbr(Table.getSlot(CPS->getOperand(i)));
 365     break;
 366   }
 367
 368   case Type::PointerTyID:
 369     assert(0 && "No non-null, non-constant-expr constants allowed!");
 370     abort();
 371
 372   case Type::FloatTyID: {   // Floating point types...
 373     float Tmp = (float)cast<ConstantFP>(CPV)->getValue();
 374     output_float(Tmp);
 375     break;
 376   }
 377   case Type::DoubleTyID: {
 378     double Tmp = cast<ConstantFP>(CPV)->getValue();
 379     output_double(Tmp);
 380     break;
 381   }
 382
 383   case Type::VoidTyID:
 384   case Type::LabelTyID:
 385   default:
 386     cerr << __FILE__ << ":" << __LINE__ << ": Don't know how to serialize"
 387          << " type '" << *CPV->getType() << "'\n";
 388     break;
 389   }
 390   return;
 391 }
 392
 393 /// outputInlineAsm - InlineAsm's get emitted to the constant pool, so they can
 394 /// be shared by multiple uses.
 395 void BytecodeWriter::outputInlineAsm(const InlineAsm *IA) {
 396   // Output a marker, so we know when we have one one parsing the constant pool.
 397   // Note that this encoding is 5 bytes: not very efficient for a marker.  Since
 398   // unique inline asms are rare, this should hardly matter.
 399   output_vbr(~0U);
 400
 401   output(IA->getAsmString());
 402   output(IA->getConstraintString());
 403   output_vbr(unsigned(IA->hasSideEffects()));
 404 }
 405
 406 void BytecodeWriter::outputConstantStrings() {
 407   SlotCalculator::string_iterator I = Table.string_begin();
 408   SlotCalculator::string_iterator E = Table.string_end();
 409   if (I == E) return;  // No strings to emit
 410
 411   // If we have != 0 strings to emit, output them now.  Strings are emitted into
 412   // the 'void' type plane.
 413   output_vbr(unsigned(E-I));
 414   output_typeid(Type::VoidTyID);
 415
 416   // Emit all of the strings.
 417   for (I = Table.string_begin(); I != E; ++I) {
 418     const ConstantArray *Str = *I;
 419     output_typeid(Table.getTypeSlot(Str->getType()));
 420
 421     // Now that we emitted the type (which indicates the size of the string),
 422     // emit all of the characters.
 423     std::string Val = Str->getAsString();
 424     output_data(Val.c_str(), Val.c_str()+Val.size());
 425   }
 426 }
 427
 428 //===----------------------------------------------------------------------===//
 429 //===                           Instruction Output                         ===//
 430 //===----------------------------------------------------------------------===//
 431
 432 // outputInstructionFormat0 - Output those weird instructions that have a large
 433 // number of operands or have large operands themselves.
 434 //
 435 // Format: [opcode] [type] [numargs] [arg0] [arg1] ... [arg<numargs-1>]
 436 //
 437 void BytecodeWriter::outputInstructionFormat0(const Instruction *I,
 438                                               unsigned Opcode,
 439                                               const SlotCalculator &Table,
 440                                               unsigned Type) {
 441   // Opcode must have top two bits clear...
 442   output_vbr(Opcode << 2);                  // Instruction Opcode ID
 443   output_typeid(Type);                      // Result type
 444
 445   unsigned NumArgs = I->getNumOperands();
 446   bool HasExtraArg = false;
 447   if (isa<CastInst>(I)  || isa<InvokeInst>(I) ||
 448       isa<CmpInst>(I) || isa<VAArgInst>(I) || Opcode == 58)
 449     HasExtraArg = true;
 450   if (const AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(I))
 451     HasExtraArg = AI->getAlignment() != 0;
 452
 453   output_vbr(NumArgs + HasExtraArg);
 454
 455   if (!isa<GetElementPtrInst>(&I)) {
 456     for (unsigned i = 0; i < NumArgs; ++i)
 457       output_vbr(Table.getSlot(I->getOperand(i)));
 458
 459     if (isa<CastInst>(I) || isa<VAArgInst>(I)) {
 460       output_typeid(Table.getTypeSlot(I->getType()));
 461     } else if (isa<CmpInst>(I)) {
 462       output_vbr(unsigned(cast<CmpInst>(I)->getPredicate()));
 463     } else if (isa<InvokeInst>(I)) {
 464       output_vbr(cast<InvokeInst>(I)->getCallingConv());
 465     } else if (Opcode == 58) {  // Call escape sequence
 466       output_vbr((cast<CallInst>(I)->getCallingConv() << 1) |
 467                  unsigned(cast<CallInst>(I)->isTailCall()));
 468     } else if (const AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(I)) {
 469       if (AI->getAlignment())
 470         output_vbr((unsigned)Log2_32(AI->getAlignment())+1);
 471     }
 472   } else {
 473     output_vbr(Table.getSlot(I->getOperand(0)));
 474
 475     // We need to encode the type of sequential type indices into their slot #
 476     unsigned Idx = 1;
 477     for (gep_type_iterator TI = gep_type_begin(I), E = gep_type_end(I);
 478          Idx != NumArgs; ++TI, ++Idx) {
 479       unsigned Slot = Table.getSlot(I->getOperand(Idx));
 480
 481       if (isa<SequentialType>(*TI)) {
 482         // These should be either 32-bits or 64-bits, however, with bit
 483         // accurate types we just distinguish between less than or equal to
 484         // 32-bits or greater than 32-bits.
 485         unsigned BitWidth =
 486           cast<IntegerType>(I->getOperand(Idx)->getType())->getBitWidth();
 487         assert(BitWidth == 32 || BitWidth == 64 &&
 488                "Invalid bitwidth for GEP index");
 489         unsigned IdxId = BitWidth == 32 ? 0 : 1;
 490         Slot = (Slot << 1) | IdxId;
 491       }
 492       output_vbr(Slot);
 493     }
 494   }
 495 }
 496
 497
 498 // outputInstrVarArgsCall - Output the absurdly annoying varargs function calls.
 499 // This are more annoying than most because the signature of the call does not
 500 // tell us anything about the types of the arguments in the varargs portion.
 501 // Because of this, we encode (as type 0) all of the argument types explicitly
 502 // before the argument value.  This really sucks, but you shouldn't be using
 503 // varargs functions in your code! *death to printf*!
 504 //
 505 // Format: [opcode] [type] [numargs] [arg0] [arg1] ... [arg<numargs-1>]
 506 //
 507 void BytecodeWriter::outputInstrVarArgsCall(const Instruction *I,
 508                                             unsigned Opcode,
 509                                             const SlotCalculator &Table,
 510                                             unsigned Type) {
 511   assert(isa<CallInst>(I) || isa<InvokeInst>(I));
 512   // Opcode must have top two bits clear...
 513   output_vbr(Opcode << 2);                  // Instruction Opcode ID
 514   output_typeid(Type);                      // Result type (varargs type)
 515
 516   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType());
 517   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
 518   unsigned NumParams = FTy->getNumParams();
 519
 520   unsigned NumFixedOperands;
 521   if (isa<CallInst>(I)) {
 522     // Output an operand for the callee and each fixed argument, then two for
 523     // each variable argument.
 524     NumFixedOperands = 1+NumParams;
 525   } else {
 526     assert(isa<InvokeInst>(I) && "Not call or invoke??");
 527     // Output an operand for the callee and destinations, then two for each
 528     // variable argument.
 529     NumFixedOperands = 3+NumParams;
 530   }
 531   output_vbr(2 * I->getNumOperands()-NumFixedOperands +
 532       unsigned(Opcode == 58 || isa<InvokeInst>(I)));
 533
 534   // The type for the function has already been emitted in the type field of the
 535   // instruction.  Just emit the slot # now.
 536   for (unsigned i = 0; i != NumFixedOperands; ++i)
 537     output_vbr(Table.getSlot(I->getOperand(i)));
 538
 539   for (unsigned i = NumFixedOperands, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 540     // Output Arg Type ID
 541     output_typeid(Table.getTypeSlot(I->getOperand(i)->getType()));
 542
 543     // Output arg ID itself
 544     output_vbr(Table.getSlot(I->getOperand(i)));
 545   }
 546
 547   if (isa<InvokeInst>(I)) {
 548     // Emit the tail call/calling conv for invoke instructions
 549     output_vbr(cast<InvokeInst>(I)->getCallingConv());
 550   } else if (Opcode == 58) {
 551     const CallInst *CI = cast<CallInst>(I);
 552     output_vbr((CI->getCallingConv() << 1) | unsigned(CI->isTailCall()));
 553   }
 554 }
 555
 556
 557 // outputInstructionFormat1 - Output one operand instructions, knowing that no
 558 // operand index is >= 2^12.
 559 //
 560 inline void BytecodeWriter::outputInstructionFormat1(const Instruction *I,
 561                                                      unsigned Opcode,
 562                                                      unsigned *Slots,
 563                                                      unsigned Type) {
 564   // bits   Instruction format:
 565   // --------------------------
 566   // 01-00: Opcode type, fixed to 1.
 567   // 07-02: Opcode
 568   // 19-08: Resulting type plane
 569   // 31-20: Operand #1 (if set to (2^12-1), then zero operands)
 570   //
 571   output(1 | (Opcode << 2) | (Type << 8) | (Slots[0] << 20));
 572 }
 573
 574
 575 // outputInstructionFormat2 - Output two operand instructions, knowing that no
 576 // operand index is >= 2^8.
 577 //
 578 inline void BytecodeWriter::outputInstructionFormat2(const Instruction *I,
 579                                                      unsigned Opcode,
 580                                                      unsigned *Slots,
 581                                                      unsigned Type) {
 582   // bits   Instruction format:
 583   // --------------------------
 584   // 01-00: Opcode type, fixed to 2.
 585   // 07-02: Opcode
 586   // 15-08: Resulting type plane
 587   // 23-16: Operand #1
 588   // 31-24: Operand #2
 589   //
 590   output(2 | (Opcode << 2) | (Type << 8) | (Slots[0] << 16) | (Slots[1] << 24));
 591 }
 592
 593
 594 // outputInstructionFormat3 - Output three operand instructions, knowing that no
 595 // operand index is >= 2^6.
 596 //
 597 inline void BytecodeWriter::outputInstructionFormat3(const Instruction *I,
 598                                                      unsigned Opcode,
 599                                                      unsigned *Slots,
 600                                                      unsigned Type) {
 601   // bits   Instruction format:
 602   // --------------------------
 603   // 01-00: Opcode type, fixed to 3.
 604   // 07-02: Opcode
 605   // 13-08: Resulting type plane
 606   // 19-14: Operand #1
 607   // 25-20: Operand #2
 608   // 31-26: Operand #3
 609   //
 610   output(3 | (Opcode << 2) | (Type << 8) |
 611           (Slots[0] << 14) | (Slots[1] << 20) | (Slots[2] << 26));
 612 }
 613
 614 void BytecodeWriter::outputInstruction(const Instruction &I) {
 615   assert(I.getOpcode() < 57 && "Opcode too big???");
 616   unsigned Opcode = I.getOpcode();
 617   unsigned NumOperands = I.getNumOperands();
 618
 619   // Encode 'tail call' as 61
 620   // 63.
 621   if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&I)) {
 622     if (CI->getCallingConv() == CallingConv::C) {
 623       if (CI->isTailCall())
 624         Opcode = 61;   // CCC + Tail Call
 625       else
 626         ;     // Opcode = Instruction::Call
 627     } else if (CI->getCallingConv() == CallingConv::Fast) {
 628       if (CI->isTailCall())
 629         Opcode = 59;    // FastCC + TailCall
 630       else
 631         Opcode = 60;    // FastCC + Not Tail Call
 632     } else {
 633       Opcode = 58;      // Call escape sequence.
 634     }
 635   }
 636
 637   // Figure out which type to encode with the instruction.  Typically we want
 638   // the type of the first parameter, as opposed to the type of the instruction
 639   // (for example, with setcc, we always know it returns bool, but the type of
 640   // the first param is actually interesting).  But if we have no arguments
 641   // we take the type of the instruction itself.
 642   //
 643   const Type *Ty;
 644   switch (I.getOpcode()) {
 645   case Instruction::Select:
 646   case Instruction::Malloc:
 647   case Instruction::Alloca:
 648     Ty = I.getType();  // These ALWAYS want to encode the return type
 649     break;
 650   case Instruction::Store:
 651     Ty = I.getOperand(1)->getType();  // Encode the pointer type...
 652     assert(isa<PointerType>(Ty) && "Store to nonpointer type!?!?");
 653     break;
 654   default:              // Otherwise use the default behavior...
 655     Ty = NumOperands ? I.getOperand(0)->getType() : I.getType();
 656     break;
 657   }
 658
 659   unsigned Type = Table.getTypeSlot(Ty);
 660
 661   // Varargs calls and invokes are encoded entirely different from any other
 662   // instructions.
 663   if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&I)){
 664     const PointerType *Ty =cast<PointerType>(CI->getCalledValue()->getType());
 665     if (cast<FunctionType>(Ty->getElementType())->isVarArg()) {
 666       outputInstrVarArgsCall(CI, Opcode, Table, Type);
 667       return;
 668     }
 669   } else if (const InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(&I)) {
 670     const PointerType *Ty =cast<PointerType>(II->getCalledValue()->getType());
 671     if (cast<FunctionType>(Ty->getElementType())->isVarArg()) {
 672       outputInstrVarArgsCall(II, Opcode, Table, Type);
 673       return;
 674     }
 675   }
 676
 677   if (NumOperands <= 3) {
 678     // Make sure that we take the type number into consideration.  We don't want
 679     // to overflow the field size for the instruction format we select.
 680     //
 681     unsigned MaxOpSlot = Type;
 682     unsigned Slots[3]; Slots[0] = (1 << 12)-1;   // Marker to signify 0 operands
 683
 684     for (unsigned i = 0; i != NumOperands; ++i) {
 685       unsigned Slot = Table.getSlot(I.getOperand(i));
 686       if (Slot > MaxOpSlot) MaxOpSlot = Slot;
 687       Slots[i] = Slot;
 688     }
 689
 690     // Handle the special cases for various instructions...
 691     if (isa<CastInst>(I) || isa<VAArgInst>(I)) {
 692       // Cast has to encode the destination type as the second argument in the
 693       // packet, or else we won't know what type to cast to!
 694       Slots[1] = Table.getTypeSlot(I.getType());
 695       if (Slots[1] > MaxOpSlot) MaxOpSlot = Slots[1];
 696       NumOperands++;
 697     } else if (const AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(&I)) {
 698       assert(NumOperands == 1 && "Bogus allocation!");
 699       if (AI->getAlignment()) {
 700         Slots[1] = Log2_32(AI->getAlignment())+1;
 701         if (Slots[1] > MaxOpSlot) MaxOpSlot = Slots[1];
 702         NumOperands = 2;
 703       }
 704     } else if (isa<ICmpInst>(I) || isa<FCmpInst>(I)) {
 705       // We need to encode the compare instruction's predicate as the third
 706       // operand. Its not really a slot, but we don't want to break the
 707       // instruction format for these instructions.
 708       NumOperands++;
 709       assert(NumOperands == 3 && "CmpInst with wrong number of operands?");
 710       Slots[2] = unsigned(cast<CmpInst>(&I)->getPredicate());
 711       if (Slots[2] > MaxOpSlot)
 712         MaxOpSlot = Slots[2];
 713     } else if (const GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(&I)) {
 714       // We need to encode the type of sequential type indices into their slot #
 715       unsigned Idx = 1;
 716       for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(GEP), E = gep_type_end(GEP);
 717            I != E; ++I, ++Idx)
 718         if (isa<SequentialType>(*I)) {
 719           // These should be either 32-bits or 64-bits, however, with bit
 720           // accurate types we just distinguish between less than or equal to
 721           // 32-bits or greater than 32-bits.
 722           unsigned BitWidth =
 723             cast<IntegerType>(GEP->getOperand(Idx)->getType())->getBitWidth();
 724           assert(BitWidth == 32 || BitWidth == 64 &&
 725                  "Invalid bitwidth for GEP index");
 726           unsigned IdxId = BitWidth == 32 ? 0 : 1;
 727           Slots[Idx] = (Slots[Idx] << 1) | IdxId;
 728           if (Slots[Idx] > MaxOpSlot) MaxOpSlot = Slots[Idx];
 729         }
 730     } else if (Opcode == 58) {
 731       // If this is the escape sequence for call, emit the tailcall/cc info.
 732       const CallInst &CI = cast<CallInst>(I);
 733       ++NumOperands;
 734       if (NumOperands <= 3) {
 735         Slots[NumOperands-1] =
 736           (CI.getCallingConv() << 1)|unsigned(CI.isTailCall());
 737         if (Slots[NumOperands-1] > MaxOpSlot)
 738           MaxOpSlot = Slots[NumOperands-1];
 739       }
 740     } else if (isa<InvokeInst>(I)) {
 741       // Invoke escape seq has at least 4 operands to encode.
 742       ++NumOperands;
 743     } else if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(&I)) {
 744       // Encode attributed load as opcode 62
 745       // We need to encode the attributes of the load instruction as the second
 746       // operand. Its not really a slot, but we don't want to break the
 747       // instruction format for these instructions.
 748       if (LI->getAlignment() || LI->isVolatile()) {
 749         NumOperands = 2;
 750         Slots[1] = ((Log2_32(LI->getAlignment())+1)<<1) +
 751                     (LI->isVolatile() ? 1 : 0);
 752         if (Slots[1] > MaxOpSlot)
 753           MaxOpSlot = Slots[1];
 754         Opcode = 62;
 755       }
 756     } else if (const StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(&I)) {
 757       // Encode attributed store as opcode 63
 758       // We need to encode the attributes of the store instruction as the third
 759       // operand. Its not really a slot, but we don't want to break the
 760       // instruction format for these instructions.
 761       if (SI->getAlignment() || SI->isVolatile()) {
 762         NumOperands = 3;
 763         Slots[2] = ((Log2_32(SI->getAlignment())+1)<<1) +
 764                     (SI->isVolatile() ? 1 : 0);
 765         if (Slots[2] > MaxOpSlot)
 766           MaxOpSlot = Slots[2];
 767         Opcode = 63;
 768       }
 769     }
 770
 771     // Decide which instruction encoding to use.  This is determined primarily
 772     // by the number of operands, and secondarily by whether or not the max
 773     // operand will fit into the instruction encoding.  More operands == fewer
 774     // bits per operand.
 775     //
 776     switch (NumOperands) {
 777     case 0:
 778     case 1:
 779       if (MaxOpSlot < (1 << 12)-1) { // -1 because we use 4095 to indicate 0 ops
 780         outputInstructionFormat1(&I, Opcode, Slots, Type);
 781         return;
 782       }
 783       break;
 784
 785     case 2:
 786       if (MaxOpSlot < (1 << 8)) {
 787         outputInstructionFormat2(&I, Opcode, Slots, Type);
 788         return;
 789       }
 790       break;
 791
 792     case 3:
 793       if (MaxOpSlot < (1 << 6)) {
 794         outputInstructionFormat3(&I, Opcode, Slots, Type);
 795         return;
 796       }
 797       break;
 798     default:
 799       break;
 800     }
 801   }
 802
 803   // If we weren't handled before here, we either have a large number of
 804   // operands or a large operand index that we are referring to.
 805   outputInstructionFormat0(&I, Opcode, Table, Type);
 806 }
 807
 808 //===----------------------------------------------------------------------===//
 809 //===                              Block Output                            ===//
 810 //===----------------------------------------------------------------------===//
 811
 812 BytecodeWriter::BytecodeWriter(std::vector<unsigned char> &o, const Module *M)
 813   : Out(o), Table(M) {
 814
 815   // Emit the signature...
 816   static const unsigned char *Sig = (const unsigned char*)"llvm";
 817   output_data(Sig, Sig+4);
 818
 819   // Emit the top level CLASS block.
 820   BytecodeBlock ModuleBlock(BytecodeFormat::ModuleBlockID, *this, false, true);
 821
 822   // Output the version identifier
 823   output_vbr(BCVersionNum);
 824
 825   // The Global type plane comes first
 826   {
 827     BytecodeBlock CPool(BytecodeFormat::GlobalTypePlaneBlockID, *this);
 828     outputTypes(Type::FirstDerivedTyID);
 829   }
 830
 831   // The ModuleInfoBlock follows directly after the type information
 832   outputModuleInfoBlock(M);
 833
 834   // Output module level constants, used for global variable initializers
 835   outputConstants();
 836
 837   // Do the whole module now! Process each function at a time...
 838   for (Module::const_iterator I = M->begin(), E = M->end(); I != E; ++I)
 839     outputFunction(I);
 840
 841   // Output the symbole table for types
 842   outputTypeSymbolTable(M->getTypeSymbolTable());
 843
 844   // Output the symbol table for values
 845   outputValueSymbolTable(M->getValueSymbolTable());
 846 }
 847
 848 void BytecodeWriter::outputTypes(unsigned TypeNum) {
 849   // Write the type plane for types first because earlier planes (e.g. for a
 850   // primitive type like float) may have constants constructed using types
 851   // coming later (e.g., via getelementptr from a pointer type).  The type
 852   // plane is needed before types can be fwd or bkwd referenced.
 853   const std::vector<const Type*>& Types = Table.getTypes();
 854   assert(!Types.empty() && "No types at all?");
 855   assert(TypeNum <= Types.size() && "Invalid TypeNo index");
 856
 857   unsigned NumEntries = Types.size() - TypeNum;
 858
 859   // Output type header: [num entries]
 860   output_vbr(NumEntries);
 861
 862   for (unsigned i = TypeNum; i < TypeNum+NumEntries; ++i)
 863     outputType(Types[i]);
 864 }
 865
 866 // Helper function for outputConstants().
 867 // Writes out all the constants in the plane Plane starting at entry StartNo.
 868 //
 869 void BytecodeWriter::outputConstantsInPlane(const Value *const *Plane,
 870                                             unsigned PlaneSize,
 871                                             unsigned StartNo) {
 872   unsigned ValNo = StartNo;
 873
 874   // Scan through and ignore function arguments, global values, and constant
 875   // strings.
 876   for (; ValNo < PlaneSize &&
 877          (isa<Argument>(Plane[ValNo]) || isa<GlobalValue>(Plane[ValNo]) ||
 878           (isa<ConstantArray>(Plane[ValNo]) &&
 879            cast<ConstantArray>(Plane[ValNo])->isString())); ValNo++)
 880     /*empty*/;
 881
 882   unsigned NC = ValNo;              // Number of constants
 883   for (; NC < PlaneSize && (isa<Constant>(Plane[NC]) ||
 884                               isa<InlineAsm>(Plane[NC])); NC++)
 885     /*empty*/;
 886   NC -= ValNo;                      // Convert from index into count
 887   if (NC == 0) return;              // Skip empty type planes...
 888
 889   // FIXME: Most slabs only have 1 or 2 entries!  We should encode this much
 890   // more compactly.
 891
 892   // Put out type header: [num entries][type id number]
 893   //
 894   output_vbr(NC);
 895
 896   // Put out the Type ID Number.
 897   output_typeid(Table.getTypeSlot(Plane[0]->getType()));
 898
 899   for (unsigned i = ValNo; i < ValNo+NC; ++i) {
 900     const Value *V = Plane[i];
 901     if (const Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
 902       outputConstant(C);
 903     else
 904       outputInlineAsm(cast<InlineAsm>(V));
 905   }
 906 }
 907
 908 static inline bool hasNullValue(const Type *Ty) {
 909   return Ty != Type::LabelTy && Ty != Type::VoidTy && !isa<OpaqueType>(Ty);
 910 }
 911
 912 void BytecodeWriter::outputConstants() {
 913   BytecodeBlock CPool(BytecodeFormat::ConstantPoolBlockID, *this,
 914                       true  /* Elide block if empty */);
 915
 916   unsigned NumPlanes = Table.getNumPlanes();
 917
 918   // Output module-level string constants before any other constants.
 919   outputConstantStrings();
 920
 921   for (unsigned pno = 0; pno != NumPlanes; pno++) {
 922     const SlotCalculator::TypePlane &Plane = Table.getPlane(pno);
 923     if (!Plane.empty()) {              // Skip empty type planes...
 924       unsigned ValNo = 0;
 925       if (hasNullValue(Plane[0]->getType())) {
 926         // Skip zero initializer
 927         ValNo = 1;
 928       }
 929
 930       // Write out constants in the plane
 931       outputConstantsInPlane(&Plane[0], Plane.size(), ValNo);
 932     }
 933   }
 934 }
 935
 936 static unsigned getEncodedLinkage(const GlobalValue *GV) {
 937   switch (GV->getLinkage()) {
 938   default: assert(0 && "Invalid linkage!");
 939   case GlobalValue::ExternalLinkage:     return 0;
 940   case GlobalValue::WeakLinkage:         return 1;
 941   case GlobalValue::AppendingLinkage:    return 2;
 942   case GlobalValue::InternalLinkage:     return 3;
 943   case GlobalValue::LinkOnceLinkage:     return 4;
 944   case GlobalValue::DLLImportLinkage:    return 5;
 945   case GlobalValue::DLLExportLinkage:    return 6;
 946   case GlobalValue::ExternalWeakLinkage: return 7;
 947   }
 948 }
 949
 950 static unsigned getEncodedVisibility(const GlobalValue *GV) {
 951   switch (GV->getVisibility()) {
 952   default: assert(0 && "Invalid visibility!");
 953   case GlobalValue::DefaultVisibility: return 0;
 954   case GlobalValue::HiddenVisibility:  return 1;
 955   }
 956 }
 957
 958 void BytecodeWriter::outputModuleInfoBlock(const Module *M) {
 959   BytecodeBlock ModuleInfoBlock(BytecodeFormat::ModuleGlobalInfoBlockID, *this);
 960
 961   // Give numbers to sections as we encounter them.
 962   unsigned SectionIDCounter = 0;
 963   std::vector<std::string> SectionNames;
 964   std::map<std::string, unsigned> SectionID;
 965
 966   // Output the types for the global variables in the module...
 967   for (Module::const_global_iterator I = M->global_begin(),
 968          End = M->global_end(); I != End; ++I) {
 969     unsigned Slot = Table.getTypeSlot(I->getType());
 970
 971     assert((I->hasInitializer() || !I->hasInternalLinkage()) &&
 972            "Global must have an initializer or have external linkage!");
 973
 974     // Fields: bit0 = isConstant, bit1 = hasInitializer, bit2-4=Linkage,
 975     // bit5 = isThreadLocal, bit6+ = Slot # for type.
 976     bool HasExtensionWord = (I->getAlignment() != 0) ||
 977                             I->hasSection() ||
 978       (I->getVisibility() != GlobalValue::DefaultVisibility);
 979
 980     // If we need to use the extension byte, set linkage=3(internal) and
 981     // initializer = 0 (impossible!).
 982     if (!HasExtensionWord) {
 983       unsigned oSlot = (Slot << 6)| (((unsigned)I->isThreadLocal()) << 5) |
 984                        (getEncodedLinkage(I) << 2) | (I->hasInitializer() << 1)
 985                        | (unsigned)I->isConstant();
 986       output_vbr(oSlot);
 987     } else {
 988       unsigned oSlot = (Slot << 6) | (((unsigned)I->isThreadLocal()) << 5) |
 989                        (3 << 2) | (0 << 1) | (unsigned)I->isConstant();
 990       output_vbr(oSlot);
 991
 992       // The extension word has this format: bit 0 = has initializer, bit 1-3 =
 993       // linkage, bit 4-8 = alignment (log2), bit 9 = has SectionID,
 994       // bits 10-12 = visibility, bits 13+ = future use.
 995       unsigned ExtWord = (unsigned)I->hasInitializer() |
 996                          (getEncodedLinkage(I) << 1) |
 997                          ((Log2_32(I->getAlignment())+1) << 4) |
 998                          ((unsigned)I->hasSection() << 9) |
 999                          (getEncodedVisibility(I) << 10);
1000       output_vbr(ExtWord);
1001       if (I->hasSection()) {
1002         // Give section names unique ID's.
1003         unsigned &Entry = SectionID[I->getSection()];
1004         if (Entry == 0) {
1005           Entry = ++SectionIDCounter;
1006           SectionNames.push_back(I->getSection());
1007         }
1008         output_vbr(Entry);
1009       }
1010     }
1011
1012     // If we have an initializer, output it now.
1013     if (I->hasInitializer())
1014       output_vbr(Table.getSlot((Value*)I->getInitializer()));
1015   }
1016   output_typeid(Table.getTypeSlot(Type::VoidTy));
1017
1018   // Output the types of the functions in this module.
1019   for (Module::const_iterator I = M->begin(), End = M->end(); I != End; ++I) {
1020     unsigned Slot = Table.getTypeSlot(I->getType());
1021     assert(((Slot << 6) >> 6) == Slot && "Slot # too big!");
1022     unsigned CC = I->getCallingConv()+1;
1023     unsigned ID = (Slot << 5) | (CC & 15);
1024
1025     if (I->isDeclaration()) // If external, we don't have an FunctionInfo block.
1026       ID |= 1 << 4;
1027
1028     if (I->getAlignment() || I->hasSection() || (CC & ~15) != 0 ||
1029         (I->isDeclaration() && I->hasDLLImportLinkage()) ||
1030         (I->isDeclaration() && I->hasExternalWeakLinkage())
1031        )
1032       ID |= 1 << 31;       // Do we need an extension word?
1033
1034     output_vbr(ID);
1035
1036     if (ID & (1 << 31)) {
1037       // Extension byte: bits 0-4 = alignment, bits 5-9 = top nibble of calling
1038       // convention, bit 10 = hasSectionID., bits 11-12 = external linkage type
1039       unsigned extLinkage = 0;
1040
1041       if (I->isDeclaration()) {
1042         if (I->hasDLLImportLinkage()) {
1043           extLinkage = 1;
1044         } else if (I->hasExternalWeakLinkage()) {
1045           extLinkage = 2;
1046         }
1047       }
1048
1049       ID = (Log2_32(I->getAlignment())+1) | ((CC >> 4) << 5) |
1050         (I->hasSection() << 10) |
1051         ((extLinkage & 3) << 11);
1052       output_vbr(ID);
1053
1054       // Give section names unique ID's.
1055       if (I->hasSection()) {
1056         unsigned &Entry = SectionID[I->getSection()];
1057         if (Entry == 0) {
1058           Entry = ++SectionIDCounter;
1059           SectionNames.push_back(I->getSection());
1060         }
1061         output_vbr(Entry);
1062       }
1063     }
1064   }
1065   output_vbr(Table.getTypeSlot(Type::VoidTy) << 5);
1066
1067   // Emit the list of dependent libraries for the Module.
1068   Module::lib_iterator LI = M->lib_begin();
1069   Module::lib_iterator LE = M->lib_end();
1070   output_vbr(unsigned(LE - LI));   // Emit the number of dependent libraries.
1071   for (; LI != LE; ++LI)
1072     output(*LI);
1073
1074   // Output the target triple from the module
1075   output(M->getTargetTriple());
1076
1077   // Output the data layout from the module
1078   output(M->getDataLayout());
1079
1080   // Emit the table of section names.
1081   output_vbr((unsigned)SectionNames.size());
1082   for (unsigned i = 0, e = SectionNames.size(); i != e; ++i)
1083     output(SectionNames[i]);
1084
1085   // Output the inline asm string.
1086   output(M->getModuleInlineAsm());
1087 }
1088
1089 void BytecodeWriter::outputInstructions(const Function *F) {
1090   BytecodeBlock ILBlock(BytecodeFormat::InstructionListBlockID, *this);
1091   for (Function::const_iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB)
1092     for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I!=E; ++I)
1093       outputInstruction(*I);
1094 }
1095
1096 void BytecodeWriter::outputFunction(const Function *F) {
1097   // If this is an external function, there is nothing else to emit!
1098   if (F->isDeclaration()) return;
1099
1100   BytecodeBlock FunctionBlock(BytecodeFormat::FunctionBlockID, *this);
1101   unsigned rWord = (getEncodedVisibility(F) << 16) | getEncodedLinkage(F);
1102   output_vbr(rWord);
1103
1104   // Get slot information about the function...
1105   Table.incorporateFunction(F);
1106
1107   // Output all of the instructions in the body of the function
1108   outputInstructions(F);
1109
1110   // If needed, output the symbol table for the function...
1111   outputValueSymbolTable(F->getValueSymbolTable());
1112
1113   Table.purgeFunction();
1114 }
1115
1116
1117 void BytecodeWriter::outputTypeSymbolTable(const TypeSymbolTable &TST) {
1118   // Do not output the block for an empty symbol table, it just wastes
1119   // space!
1120   if (TST.empty()) return;
1121
1122   // Create a header for the symbol table
1123   BytecodeBlock SymTabBlock(BytecodeFormat::TypeSymbolTableBlockID, *this,
1124                             true/*ElideIfEmpty*/);
1125   // Write the number of types
1126   output_vbr(TST.size());
1127
1128   // Write each of the types
1129   for (TypeSymbolTable::const_iterator TI = TST.begin(), TE = TST.end();
1130        TI != TE; ++TI) {
1131     // Symtab entry:[def slot #][name]
1132     output_typeid(Table.getTypeSlot(TI->second));
1133     output(TI->first);
1134   }
1135 }
1136
1137 void BytecodeWriter::outputValueSymbolTable(const ValueSymbolTable &VST) {
1138   // Do not output the Bytecode block for an empty symbol table, it just wastes
1139   // space!
1140   if (VST.empty()) return;
1141
1142   BytecodeBlock SymTabBlock(BytecodeFormat::ValueSymbolTableBlockID, *this,
1143                             true/*ElideIfEmpty*/);
1144
1145   // Organize the symbol table by type
1146   typedef SmallVector<const ValueName*, 8> PlaneMapVector;
1147   typedef DenseMap<const Type*, PlaneMapVector> PlaneMap;
1148   PlaneMap Planes;
1149   for (ValueSymbolTable::const_iterator SI = VST.begin(), SE = VST.end();
1150        SI != SE; ++SI)
1151     Planes[SI->getValue()->getType()].push_back(&*SI);
1152
1153   for (PlaneMap::iterator PI = Planes.begin(), PE = Planes.end();
1154        PI != PE; ++PI) {
1155     PlaneMapVector::const_iterator I = PI->second.begin();
1156     PlaneMapVector::const_iterator End = PI->second.end();
1157
1158     if (I == End) continue;  // Don't mess with an absent type...
1159
1160     // Write the number of values in this plane
1161     output_vbr((unsigned)PI->second.size());
1162
1163     // Write the slot number of the type for this plane
1164     output_typeid(Table.getTypeSlot(PI->first));
1165
1166     // Write each of the values in this plane
1167     for (; I != End; ++I) {
1168       // Symtab entry: [def slot #][name]
1169       output_vbr(Table.getSlot((*I)->getValue()));
1170       output_str((*I)->getKeyData(), (*I)->getKeyLength());
1171     }
1172   }
1173 }
1174
1175 void llvm::WriteBytecodeToFile(const Module *M, OStream &Out,
1176                                bool compress) {
1177   assert(M && "You can't write a null module!!");
1178
1179   // Make sure that std::cout is put into binary mode for systems
1180   // that care.
1181   if (Out == cout)
1182     sys::Program::ChangeStdoutToBinary();
1183
1184   // Create a vector of unsigned char for the bytecode output. We
1185   // reserve 256KBytes of space in the vector so that we avoid doing
1186   // lots of little allocations. 256KBytes is sufficient for a large
1187   // proportion of the bytecode files we will encounter. Larger files
1188   // will be automatically doubled in size as needed (std::vector
1189   // behavior).
1190   std::vector<unsigned char> Buffer;
1191   Buffer.reserve(256 * 1024);
1192
1193   // The BytecodeWriter populates Buffer for us.
1194   BytecodeWriter BCW(Buffer, M);
1195
1196   // Keep track of how much we've written
1197   BytesWritten += Buffer.size();
1198
1199   // Determine start and end points of the Buffer
1200   const unsigned char *FirstByte = &Buffer.front();
1201
1202   // If we're supposed to compress this mess ...
1203   if (compress) {
1204
1205     // We signal compression by using an alternate magic number for the
1206     // file. The compressed bytecode file's magic number is "llvc" instead
1207     // of "llvm".
1208     char compressed_magic[4];
1209     compressed_magic[0] = 'l';
1210     compressed_magic[1] = 'l';
1211     compressed_magic[2] = 'v';
1212     compressed_magic[3] = 'c';
1213
1214     Out.stream()->write(compressed_magic,4);
1215
1216     // Compress everything after the magic number (which we altered)
1217     Compressor::compressToStream(
1218       (char*)(FirstByte+4),        // Skip the magic number
1219       Buffer.size()-4,             // Skip the magic number
1220       *Out.stream()                // Where to write compressed data
1221     );
1222
1223   } else {
1224
1225     // We're not compressing, so just write the entire block.
1226     Out.stream()->write((char*)FirstByte, Buffer.size());
1227   }
1228
1229   // make sure it hits disk now
1230   Out.stream()->flush();
1231 }