lib/Target/CBackend/Writer.cpp

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