-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
llvmdriver.cpp
1931 lines (1845 loc) · 89.9 KB
/
llvmdriver.cpp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
//===============================================================
// Описание процедур, для компиляции с помощью LLVM
//===============================================================
#include "llvmdriver.h"
//Деструктор объекта LLVMDriver
LLVMDriver::~LLVMDriver()
{
NamedValues.clear();
GlobalValues.clear();
Functions.clear();
Structures.clear();
SpecTypes.clear();
BasicBlocks.clear();
}//~LLVMDriver
//-----------------------------------------------------------------------------
//Создание инструкции выделения памяти в начальном блоке функции. Используется для переменных и тд
AllocaInst *LLVMDriver::CreateEntryBlockAlloca(Function *TheFunction,
std::string name,Type* type) {
IRBuilder<> TmpB(&TheFunction->getEntryBlock(),
TheFunction->getEntryBlock().begin());
return TmpB.CreateAlloca(type, 0,name);
}//CreateEntryBlockAlloca
//-----------------------------------------------------------------------------
//Функция приведения типов
Value *LLVMDriver::CastToType(Value* v, Type* destType) {
//В случае v=Nullptr, возвращается либо Nullptr, либо NullValue типа destType
if(!v){
if(!destType) return v;
return Constant::getNullValue(destType);
}
Type* valueType = v->getType();
//Если v - указатель, по умолчанию выгружаем до указателя на значение
if(valueType->isPointerTy()) {
v=loadValue(v,pointer);
valueType = v->getType();
}
//для массивов приведение типа не производится
if (!destType||valueType->isArrayTy()||destType->isArrayTy()) return v;
//если указатель, нужно вначале его выгрузить
if(valueType->isPointerTy() && !destType->isPointerTy()){
v=loadValue(v,value);
valueType = v->getType();
}
if(v->getType() == destType) return v;
//приведение к типу Double
if(destType==Type::getDoubleTy(TheContext)){
return Builder.CreateSIToFP(v,destType,"castTmp");
}
//приведение к целому типу размером 1 бит производится через сравнение с нулем
if(destType==Type::getInt1Ty(TheContext)){
if(valueType == Type::getDoubleTy(TheContext))
return Builder.CreateFCmpONE(v,ConstantFP::get(valueType,0.0),"castTmp");
else return Builder.CreateICmpNE(v,ConstantInt::get(valueType,0),"castTmp");
}
//приведение к целому типу размером > 1 бит
if(destType->isIntegerTy()){
if(valueType == Type::getDoubleTy(TheContext))
return Builder.CreateFPToSI(v,destType,"castTmp");
return Builder.CreateIntCast(v,destType,true,"castTmp");
}
return v;
}//CastToType
//-----------------------------------------------------------------------------
//Загрузка значения указателя
Value *LLVMDriver::loadValue(Value *v, load i)
{
switch (i) {
//загружаем значение
case value:
while (v->getType()->isPointerTy()) {
v=Builder.CreateLoad(v,v->getName());
}//while
break;
//загружаем указатель на значение
case pointer:
if(v->getType()->isPointerTy()){
while (v->getType()->getContainedType(0)->isPointerTy()) {
v=Builder.CreateLoad(v,v->getName());
}//while
}//if
break;
//загружаем указатель на указатель
case pointerToPointer:
if(v->getType()->isPointerTy() && v->getType()->getContainedType(0)->isPointerTy()){
while (v->getType()->getContainedType(0)->getContainedType(0)->isPointerTy()) {
v=Builder.CreateLoad(v,v->getName());
}//while
}//if
break;
}//swith
return v;
}//loadValue
//-----------------------------------------------------------------------------
//Создание функции без аргументов
Function *LLVMDriver::createFunction(Type *retType, std::string name)
{
FunctionType *FT = FunctionType::get(retType, false);
return Function::Create(FT, Function::ExternalLinkage, name, TheModule.get());
}//createFunction
//-----------------------------------------------------------------------------
//Создание функции с аргументами
Function *LLVMDriver::createFunction(Type *retType, std::vector<Type *> typePars, StringVector namePars, std::string name)
{
//получение типа функции
FunctionType *FT = FunctionType::get(retType, typePars, false);
//создание функции
Function *F = Function::Create(FT, Function::ExternalLinkage, name, TheModule.get());
//именование аргументов функции
if (!namePars.empty()){
StringVector::const_iterator i=namePars.begin();
for (auto &Arg : F->args()){
Arg.setName(*i);
++i;
}//for
}//if
return F;
}//createFunction
//-----------------------------------------------------------------------------
//получения типа LLVM для простых типов
Type *LLVMDriver::GetLLVMType(EName_id name_id)
{
switch (name_id) {
case id_CBooleanVar:
return Type::getInt1Ty(TheContext);
case id_CCharVar:
return Type::getInt8Ty(TheContext);
case id_CShortintVar:
return Type::getInt16Ty(TheContext);
case id_CIntegerVar:
case id_CLongintVar:
case id_CSetVar:
return Type::getInt32Ty(TheContext);
case id_CLongrealVar:
case id_CRealVar:
return Type::getDoubleTy(TheContext);
default:
return nullptr;
}//switch
}//GetLLVMType
//-----------------------------------------------------------------------------
//получения типа LLVM на основе наследников класса CBaseVar
Type *LLVMDriver::GetLLVMType(CBaseVar *v)
{
switch (v->name_id) {
default:
//для простых типов вызывается соответствующий метод
return GetLLVMType(v->GetResultId());
case id_CArrayVar:{
//ARRAY
CArrayType* AT = static_cast<CArrayVar*>(v)->ArrayType;
return ArrayType::get(GetLLVMType(AT->Type),AT->size);
}
case id_CProcedureVar:{
//PROCEDURE
Type* retType=GetLLVMType(v->GetResultId());
if(!retType) retType=Type::getVoidTy(TheContext);
return FunctionType::get(retType,WriteLLVM_pars(&static_cast<CProcedureVar*>(v)->FormalPars),false)->getPointerTo();
}
case id_CPointerVar:{
//POINTER
Type* type = GetLLVMType(static_cast<CPointerVar*>(v)->FindType());
//В случае указателя на указатель возвращается первый указатель
if(type->isPointerTy())
return type;
return type->getPointerTo();
}
case id_CRecordVar:{
//RECORD
//Если тип уже создан - возвращаем
StructType* ST=TheModule->getTypeByName(v->GetTypeName());
if(ST){
return ST;
}//if
//создание типа
ST=StructType::create(TheContext,v->GetTypeName());
CRecordVar* RV = static_cast<CRecordVar*>(v);
std::vector<Type*> colTypes;
CBaseVarVector::const_iterator ci;
int i=0;
//формирование тела записи, и заполнение карты Structure
for (ci = RV->FieldStore.begin(); ci != RV->FieldStore.end(); ++ci,i++) {
colTypes.push_back(GetLLVMType(static_cast<CBaseVar*>(*ci)));
Structures[v->GetTypeName()][(*ci)->name] = i;
}//for
ST->setBody(colTypes);
return ST;
}
case id_CCommonVar:{
//COMMON
//если знаем специализацию обобщения, то возвращаем ее, если нет, то тип обобщения;
//предполагается что тип обобщения создастся при объявления типа,
//либо при объявлении переменной типа указатель на обобщение
CBaseType* BT = static_cast<CCommonVar*>(v)->FindType();
if(!BT) return TheModule->getTypeByName(v->GetTypeName());
return GetLLVMType(BT);
}
}//switch
}//GetLLVMType
//-----------------------------------------------------------------------------
//получения типа LLVM на основе наследников класса CBaseType
Type *LLVMDriver::GetLLVMType(CBaseType *v)
{
switch (v->name_id) {
default:
//для простых типов вызывается соответствующий метод
return GetLLVMType(v->GetResultId());
case id_CArrayType:{
//ARRAY
CArrayType* AT = static_cast<CArrayType*>(v);
return ArrayType::get(GetLLVMType(AT->Type),AT->size);
}
case id_CQualidentType:{
//Именной тип
CBaseType* BT;
int err_num = static_cast<CQualidentType*>(v)->GetNamedType(BT, false);
if (err_num) return nullptr;
return GetLLVMType(BT);
}
case id_CProcedureType:{
//PROCEDURE
Type* retType=GetLLVMType(v->GetResultId());
if(!retType) retType=Type::getVoidTy(TheContext);
CProcedureType* PT = static_cast<CProcedureType*>(v);
return FunctionType::get(
retType,WriteLLVM_pars(&PT->FormalPars),false)->getPointerTo();
}
case id_CPointerType:{
//POINTER
Type* type=GetLLVMType(static_cast<CPointerType*>(v)->FindType());
//В случае указателя на указатель возвращается первый указатель
if(type->isPointerTy())
return type;
return type->getPointerTo();
}
case id_CRecordType:{
//RECORD
//Если тип уже создан - возвращаем
StructType* ST=TheModule->getTypeByName(v->name);
if(ST){
return ST;
}//if
//создание типа
ST=StructType::create(TheContext,v->name);
CRecordType* RT=static_cast<CRecordType*>(v);
std::vector<Type*> colTypes;
CBaseNameVector::const_iterator ci = RT->FieldStore.begin();
int i=0;
//формирование тела записи, и заполнение карты Structure
for (; ci != RT->FieldStore.end(); ++ci,++i) {
if((*ci)->name_id==id_CProcedure) continue;
colTypes.push_back(GetLLVMType(static_cast<CBaseVar*>(*ci)));
Structures[v->name][(*ci)->name] = i;
}//for
ST->setBody(colTypes);
return ST;
}
case id_CCommonType:{
//COMMON
//Если тип уже создан - возвращаем
StructType* ST=TheModule->getTypeByName(v->name);
if(ST){
return ST;
}//if
//создание типа
ST=StructType::create(TheContext,v->name);
CCommonType* CT=static_cast<CCommonType*>(v);
CCommonType::SpecStore_type::const_iterator ci;
int i=0;
//создание типов специализаций
for(ci = CT->SpecStore.begin(); ci != CT->SpecStore.end(); ++ci,++i){
const CBaseName* BN = CT->GetParentModule();
while (BN->name_id!=id_CModule) {
BN=BN->GetParentModule();
}//while
CBaseType* BT = static_cast<CBaseType*>(
BN->GetGlobalName((*ci)->QualName, (*ci)->Name));
GetLLVMType(BT);
SpecTypes[(*ci)->Name]=i;
}//for
//В качестве тела типа добавляем тип указатель на данную структуру
//и целый тип, отвечающий за номер специализации
std::vector<Type*> colTypes;
colTypes.push_back(ST->getPointerTo());
colTypes.push_back(Type::getInt32Ty(TheContext));
ST->setBody(colTypes);
return ST;
}
case id_CSpecType:{
//Специализация
//Возвращаем базовый тип
CSpecType* CST=static_cast<CSpecType*>(v);
CCommonType* CT = static_cast<CCommonType*>(CST->parent_element->GetGlobalName(CST->Qualident->pref_ident, CST->Qualident->ident));
return GetLLVMType(CT);
}
}//switch
}//GetLLVMType
//-----------------------------------------------------------------------------
//Поиск (если нет в области видисости модуля LLVM, создание) функции
Function* LLVMDriver::GetFunction(CProcedure *p)
{
//В случае наличия обобщенных параметров используем указатель на CCommonProc
CCommonProc* cp=nullptr;
if ((id_CCommonProc == p->name_id || id_CDfnCommonProc == p->name_id )
&& p->GetCommonParsCount()){
cp=static_cast<CCommonProc*>(p);
}//if
//Формирование имени функции в соответствии со стандартом С++
std::string firstName=p->parent_element->name;
if (p->name_id==id_CHandlerProc&&static_cast<CHandlerProc*>(p)->QualName)
firstName=static_cast<CHandlerProc*>(p)->QualName;
std::string lastName=p->name;
std::string funName;
if(p->Receiver){
std::string recieverName=p->Receiver->type_name;
funName="_ZN"+std::to_string(firstName.size())+firstName+
std::to_string(recieverName.size())+recieverName+
std::to_string(lastName.size())+lastName+"E";
}else funName="_ZN"+std::to_string(firstName.size())+firstName+
std::to_string(lastName.size())+lastName+"E";
if(!p->FormalPars->FPStore.empty()){
CBaseVarVector::const_iterator i = p->FormalPars->FPStore.begin();
for(; i != p->FormalPars->FPStore.end(); ++i) {
if((*i)->is_var){
funName+="R";
}//if
if((*i)->name_id==id_CRealVar){
funName+="d";
}else if((*i)->name_id==id_CLongintVar){
funName+="l";
}else if((*i)->name_id==id_CIntegerVar){
funName+="i";
}else if((*i)->name_id==id_CShortintVar){
funName+="s";
}else if((*i)->name_id==id_CCharVar){
funName+="c";
}else if((*i)->name_id==id_CBooleanVar){
funName+="b";
}else if((*i)->name_id==id_CCommonVar){
funName+=static_cast<CCommonVar*>(*i)->GetCPPCompoundName();
}else if((*i)->name_id==id_CArrayVar){
CArrayVar* AV=static_cast<CArrayVar*>(*i);
funName+="P";
if(AV->ArrayType->Type->name_id==id_CCharType){
funName+="c";
}//if
funName+="i";
}//if
}//for
}else if(!cp) funName+="v";
//Если функция с таким именем уже создана, возвращаем ее
if(Functions[funName]) return Functions[funName];
//получаем тип возвращаемого значения функции
Type *FunRetType;
if (!p->FormalPars->Qualident){
FunRetType=Type::getVoidTy(TheContext);
}else{
FunRetType=GetLLVMType(p->FormalPars->Qualident->TypeResultId);
if(!FunRetType) {
FunRetType=GetLLVMType(static_cast<CBaseType*>(
p->parent_element->GetGlobalName(p->FormalPars->Qualident->pref_ident,
p->FormalPars->Qualident->ident)));
}//if
}//if
//получаем список типов формальных параметров
std::vector<Type *> pars=WriteLLVM_pars(p->FormalPars);
//получаем список имен формальных параметров
StringVector names;
CBaseVarVector::const_iterator i;
i = p->FormalPars->FPStore.begin();
for (i = p->FormalPars->FPStore.begin(); i != p->FormalPars->FPStore.end(); ++i){
names.push_back((*i)->name);
//для массивов добавляются размеры измерений в качестве формальных параметров
if ((*i)->name_id==id_CArrayVar) {
CArrayType* AT = static_cast<CArrayVar*>(*i)->ArrayType;
int dimention = 0;
while (AT->name_id == id_CArrayType) {
std::string s="O2M_ARR_"+std::to_string(dimention)+"_"+(*i)->name;
names.push_back(&s[0]);
++dimention;
AT = static_cast<CArrayType*>(AT->Type);
}//while
}//if
}//for
//Рессивер передаем в качестве формального параметра
if(p->Receiver){
pars.push_back(GetLLVMType(static_cast<CBaseVar*>(
p->Receiver->FindName(p->Receiver->name)))->getPointerTo());
names.push_back(p->Receiver->name);
}//if
//для функции с обобщенными параметрами добавляем их
if(cp){
std::vector<Type *> compars=WriteLLVM_pars(cp->CommonPars);
pars.insert(pars.end(),compars.begin(),compars.end());
for (i = cp->CommonPars->FPStore.begin(); i != cp->CommonPars->FPStore.end(); ++i){
names.push_back((*i)->name);
}//for
}//if
//создание функции и заносим в карту функций
Function* F = createFunction(FunRetType,pars,names,funName);
Functions[funName]=F;
//в случае функции с обобщениями создаем функцию выбора специализированных функций
if(cp) CreateCommonFun(cp,F);
return F;
}//GetFunction
//-----------------------------------------------------------------------------
//создание функции выбора специализированных функций
void LLVMDriver::CreateCommonFun(CCommonProc *p, Function *F)
{
//сохранение текущей позиции в модуле LLVM и карты локальных переменных
BasicBlock* TempBB=Builder.GetInsertBlock();
std::map<std::string, AllocaInst *> NamedValuesTemp=NamedValues;
//начало записи в функцию выбора
BasicBlock *BB = BasicBlock::Create(TheContext, "entry", F);
Builder.SetInsertPoint(BB);
// Запись аргументов функции в карту локальных переменных
NamedValues.clear();
for (auto &Arg : F->args()) {
// Выделение памяти под эту переменную
AllocaInst *Alloca = CreateEntryBlockAlloca(
F,std::string(Arg.getName()),Arg.getType());
// Сохранение значения аргумента в выделенную память
Builder.CreateStore(&Arg, Alloca);
//добавление аргумента в карту локальных переменных
NamedValues[std::string(Arg.getName())] = Alloca;
}//for
//обработка необобщенных параметров
CBaseVarVector::const_iterator i = p->CommonPars->FPStore.begin();
std::string funName=F->getName().str();
std::vector<Type *> pars=WriteLLVM_pars(p->FormalPars);
std::vector<Value*> values;
for(const auto &value : NamedValues){
if(value.first == (*i)->name){
break;
}else
values.push_back(Builder.CreateLoad(value.second));
}//for
//обработка обобщенных параметров
CreateCommonFun_loop(p,F,i,funName,values,pars);
//Проверка сгенерированного кода на согласованность
verifyFunction(*F);
//восстановление сохраненных параметров
Builder.SetInsertPoint(TempBB);
NamedValues=NamedValuesTemp;
}//CreateCommonFun
//-----------------------------------------------------------------------------
//цикл обхода специализаций
void LLVMDriver::CreateCommonFun_loop(CCommonProc *p, Function *F,
CBaseVarVector::const_iterator i,std::string funName,
std::vector<Value*> values,std::vector<Type *> pars){
//получение обобщенного типа и списка специализаций
CCommonVar* CV=static_cast<CCommonVar*>(*i);
const CBaseName* BN = p->GetParentModule();
while (BN->name_id!=id_CModule) {
BN=BN->GetParentModule();
}//while
CCommonType* CT = static_cast<CCommonType*>(BN->GetGlobalName(
CV->GetTypeModuleName(),CV->GetTypeName()));
CCommonType::SpecStore_type::const_iterator ci;
//временные переменные для востановления параметров до обработки специализации
std::string tempFunName=funName;
std::vector<Value*> tempValues=values;
std::vector<Type *> tempPars=pars;
for(ci = CT->SpecStore.begin(); ci != CT->SpecStore.end(); ++ci){
funName=tempFunName;
values=tempValues;
pars=tempPars;
//формирование имени функции с конкретной специализацией
if((*i)->is_var) {
funName+="R";
}//if
if ((*ci)->Tag) {
funName+=(*ci)->Tag;
} else if((*ci)->QualName) {
funName+=std::string((*ci)->QualName)+"_"+(*ci)->Name;
} else{
funName+=std::string(BN->name)+"_"+(*ci)->Name;
}//if
//получение типа конкретной специализацией и добавление его в список формальных параметров
Type* SpecType=TheModule->getTypeByName((*ci)->Name)->getPointerTo();
pars.push_back(SpecType);
//получение тэга специализации
Value* common=Builder.CreateLoad(NamedValues[(*i)->name]);
Value* spec=Builder.CreateLoad(Builder.CreateStructGEP(common,1));
int sTag=SpecTypes[(*ci)->Name];
//формирование инструкции if-then-else
Value* condV=Builder.CreateICmpEQ(spec,ConstantInt::get(
Type::getInt32Ty(TheContext),sTag));
BasicBlock *ThenBB = BasicBlock::Create(TheContext, "then", F);
BasicBlock *ElseBB = BasicBlock::Create(TheContext, "else");
Builder.CreateCondBr(condV, ThenBB, ElseBB);
Builder.SetInsertPoint(ThenBB);
//добавление обобщенной переменной в список фактических параметров
//при вызове функции явное приведение типа не требуется
spec=Builder.CreateStructGEP(common,0);
values.push_back(Builder.CreateLoad(spec));
//обработка следующей обобщенной переменной при наличии
if(i+1!=p->CommonPars->FPStore.end()){
CreateCommonFun_loop(p,F,i+1,funName,values,pars);
} else {
//создание инструкций вызова специалзированной функции и возврата ее значения
Function* SpecF=Functions[funName];
if(!SpecF) SpecF=createFunction(F->getReturnType(),pars,*new StringVector,funName);
Value* call=Builder.CreateCall(SpecF,values,"call");
Builder.CreateRet(call);
}//if
//генерация инструкции else
F->getBasicBlockList().push_back(ElseBB);
Builder.SetInsertPoint(ElseBB);
}//for
//генерации инструкции 'ret <NullValue>'
Value* retVal=Constant::getNullValue(F->getReturnType());
Builder.CreateRet(retVal);
}//CreateCommonFun_loop
//-----------------------------------------------------------------------------
//генерация кода LLVM и запись в файл
int LLVMDriver::Init(CModule* m)
{
//генерация кода LLVM IR для модуля O2M
WriteLLVM(m);
//Инициализация целевых платформ
InitializeAllTargetInfos();
InitializeAllTargets();
InitializeAllTargetMCs();
InitializeAllAsmParsers();
InitializeAllAsmPrinters();
auto TargetTriple = sys::getDefaultTargetTriple();
TheModule->setTargetTriple(TargetTriple);
std::string Error;
auto Target = TargetRegistry::lookupTarget(TargetTriple, Error);
//Печать ошибки и выход если не смогли найти целевую платформу
if (!Target) {
errs() << Error;
return 1;
}//if
auto CPU = "generic";
auto Features = "";
TargetOptions opt;
auto RM = Optional<Reloc::Model>();
auto TheTargetMachine =
Target->createTargetMachine(TargetTriple, CPU, Features, opt, RM);
TheModule->setDataLayout(TheTargetMachine->createDataLayout());
std::string f_name = std::string(m->name)+".o";
std::error_code EC;
raw_fd_ostream dest(f_name, EC, sys::fs::OF_None);
if (EC) {
errs() << "Could not open file: " << EC.message();
return 1;
}//if
legacy::PassManager pass;
auto FileType = CGFT_ObjectFile;
if (TheTargetMachine->addPassesToEmitFile(pass, dest, nullptr, FileType)) {
errs() << "TheTargetMachine can't emit a file of this type";
return 1;
}//if
pass.run(*TheModule);
dest.flush();
outs() << "Wrote " << f_name << "\n";
return 0;
}//Init
//-----------------------------------------------------------------------------
//генерация кода LLVM IR модуля O2M
Value* LLVMDriver::WriteLLVM(CModule *m)
{
TheModule = std::make_unique<Module>(m->name, TheContext);
//генерация кода переменных
WriteLLVM_var(m->DeclSeq);
//генерация кода деклараций процедур
WriteLLVM_proc(m->DeclSeq);
//инициализация импортируемых модулей не используется
//пока что модуль с операторами считается главным,
//?????????доделать???????????
//DeclSeq->WriteCPP_mod_init(f);
//генерация кода для операторов (если есть)
if (m->StatementSeq) {
//создание главной функции модуля main (точка входа в программу)
Function *F = createFunction(Type::getInt32Ty(TheContext),"main");
// Создание нового базового блока для начала записи
BasicBlock *BB = BasicBlock::Create(TheContext, "entry", F);
Builder.SetInsertPoint(BB);
//очистка карты локальных переменных
NamedValues.clear();
//собственно генерация кода операторов
WriteLLVM(m->StatementSeq);
//генерации инструкции 'ret 0'
Value* retVal=Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(TheContext));
Builder.CreateRet(retVal);
//Проверка сгенерированного кода функции на согласованность
verifyFunction(*F);
}//if
//печать текста модуля в поток ошибок для отладки
//TheModule->print(errs(),nullptr);
//fprintf(stderr, "\n");
return nullptr;
}//WriteLLVM
//-----------------------------------------------------------------------------
//генерация кода переменных
Value *LLVMDriver::WriteLLVM_var(CDeclSeq *ds){
CBaseNameVector::const_iterator ci;
for(ci = ds->BaseNameStore.begin(); ci != ds->BaseNameStore.end(); ++ci){
if (CBaseVar::IsVarId((*ci)->name_id)) {
WriteLLVM(static_cast<CBaseVar*>(*ci));
}//if
}//for
return nullptr;
}//WriteLLVM_var
//-----------------------------------------------------------------------------
//генерация кода деклараций процедур
Value *LLVMDriver::WriteLLVM_proc(CDeclSeq *ds){
CBaseNameVector::const_iterator ci;
for (ci = ds->BaseNameStore.begin(); ci != ds->BaseNameStore.end(); ++ci){
if (CProcedure::IsProcId((*ci)->name_id)) {
WriteLLVM(static_cast<CProcedure*>(*ci));
}//if
}//for
return nullptr;
}//WriteLLVM_proc
//-----------------------------------------------------------------------------
//генерация кода операторов
Value *LLVMDriver::WriteLLVM(CStatementSeq *ss)
{
//цикл выбора и генерации кода конкретного оператора
for(CBaseVector::iterator i = ss->StatStore.begin(); i != ss->StatStore.end(); ++i) {
CBase* base = *i;
if(typeid(*base) == typeid (CIfStatement)){
WriteLLVM(static_cast<CIfStatement*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CCaseStatement)){
WriteLLVM(static_cast<CCaseStatement*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CWhileStatement)){
WriteLLVM(static_cast<CWhileStatement*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CRepeatStatement)){
WriteLLVM(static_cast<CRepeatStatement*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CForStatement)){
WriteLLVM(static_cast<CForStatement*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CLoopStatement)){
WriteLLVM(static_cast<CLoopStatement*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CWithStatement)){
WriteLLVM(static_cast<CWithStatement*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CExitStatement)){
WriteLLVM(static_cast<CExitStatement*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CAssignStatement)){
WriteLLVM(static_cast<CAssignStatement*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CReturnStatement)){
WriteLLVM(static_cast<CReturnStatement*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CCallStatement)){
WriteLLVM(static_cast<CCallStatement*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CDecStdProc)){
WriteLLVM(static_cast<CDecStdProc*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CIncStdProc)){
WriteLLVM(static_cast<CIncStdProc*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CNewStdProc)){
WriteLLVM(static_cast<CNewStdProc*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CAssertStdProc)){
WriteLLVM(static_cast<CAssertStdProc*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CHaltStdProc)){
WriteLLVM(static_cast<CHaltStdProc*>(base));
}else if(typeid(*base) == typeid (CCopyStdProc)){
WriteLLVM(static_cast<CCopyStdProc*>(base));
}//if
}//for
return nullptr;
}//WriteLLVM
//-----------------------------------------------------------------------------
//генерация кода декларации конкретной переменной
Value *LLVMDriver::WriteLLVM(CBaseVar *v)
{
//признак глобальности
bool is_global = id_CModule == v->parent_element->name_id;
//Получение типа переменной
Type* type=GetLLVMType(v);
//в случае константы - инициализируем ее значением, иначе инициализируем нулем
Constant *InitVal=nullptr;
if (v->is_const) {
InitVal=WriteLLVM_ConstValue(v);
}else{
InitVal = Constant::getNullValue(type);
}//if
if(is_global){
//в случае глобальной переменной именуем ее в соответствии со стандартом C++
//и добавляем в карту глобальных переменных
std::string firstName=v->parent_element->name;
std::string lastName=v->name;
std::string name="_ZN"+std::to_string(firstName.size())+firstName+std::to_string(lastName.size())+lastName+"E";
GlobalVariable *gVar= new GlobalVariable(*TheModule.get(),type, v->is_const,GlobalValue::ExternalLinkage,InitVal,name);
GlobalValues[v->name]=gVar;
return gVar;
}else{
//для локальных переменных выделяем память и сохраняем в карте локальных переменных
Function *TheFunction = Builder.GetInsertBlock()->getParent();
AllocaInst *Alloca = CreateEntryBlockAlloca(TheFunction, v->name,type);
Builder.CreateStore(InitVal, Alloca);
NamedValues[v->name] = Alloca;
return Alloca;
}//if
}//WriteLLVM
//-----------------------------------------------------------------------------
//генерация кода констатных значений
Constant *LLVMDriver::WriteLLVM_ConstValue(CBaseVar *v)
{
switch (v->name_id) {
case id_CBooleanVar:
return ConstantInt::get(GetLLVMType(v->name_id),static_cast<CBooleanVar*>(v)->ConstValue);
case id_CCharVar:
return ConstantInt::get(GetLLVMType(v->name_id),static_cast<CCharVar*>(v)->ConstValue);
case id_CIntegerVar:
return ConstantInt::get(GetLLVMType(v->name_id),static_cast<CIntegerVar*>(v)->ConstValue);
case id_CLongintVar:
return ConstantInt::get(GetLLVMType(v->name_id),static_cast<CLongintVar*>(v)->ConstValue);
case id_CLongrealVar:
return ConstantFP::get(GetLLVMType(v->name_id),static_cast<CLongrealVar*>(v)->ConstValue);
case id_CRealVar:
return ConstantFP::get(GetLLVMType(v->name_id),static_cast<CRealVar*>(v)->ConstValue);
case id_CShortintVar:
return ConstantInt::get(GetLLVMType(v->name_id),static_cast<CShortintVar*>(v)->ConstValue);
case id_CArrayVar:
return Builder.CreateGlobalStringPtr(StringRef(static_cast<CArrayVar*>(v)->ConstString));
default: return nullptr;
}//switch
}//WriteLLVM_ConstValue
//-----------------------------------------------------------------------------
//генерация кода LLVM процедуры
Function *LLVMDriver::WriteLLVM(CProcedure *p)
{
//Для обобщенных функций код здесь не генерируется
//генерация происходит в функции CreateCommonFun
if(p->name_id==id_CCommonProc) return nullptr;
//Получаем указатель на функцию LLVM
Function* F = GetFunction(p);
// Создание нового базового блока для начала записи
BasicBlock *BB = BasicBlock::Create(TheContext, "entry", F);
Builder.SetInsertPoint(BB);
//очистка карты локальных переменных
NamedValues.clear();
//добавление аргументов функции в карту локальных переменных
for (auto &Arg : F->args()) {
// Выделение памяти для текущего аргумента
AllocaInst *Alloca =
CreateEntryBlockAlloca(F,std::string(Arg.getName()),Arg.getType());
// Сохранение значения аргумента в памяти.
Builder.CreateStore(&Arg, Alloca);
//Сохранения указателя на память в карте локальных переменных
NamedValues[std::string(Arg.getName())] = Alloca;
}//for
//генерация кода переменных
WriteLLVM_var(p->DeclSeq);
//генерация кода для операторов
if (p->StatementSeq) {
WriteLLVM(p->StatementSeq);
}//if
//генерация кода возврата нулевого значения
//нужно так как после блока RETURN может быть еще ветвь кода
//для LLVM обязательно нужен возврат в конце функции
Builder.CreateRet(Constant::getNullValue(Builder.getCurrentFunctionReturnType()));
//Проверка сгенерированного кода функции на согласованность
verifyFunction(*F);
//Возврат указателя на функцию
return F;
}//WriteLLVM
//-----------------------------------------------------------------------------
//получение списка типов формальных параметров
std::vector<Type *> LLVMDriver::WriteLLVM_pars(CFormalPars *fp)
{
std::vector<Type*> values;
//проверка наличия формальных параметров
if (fp->FPStore.empty()) return values;
//формирование списка типов формальных параметров
CBaseVarVector::const_iterator i = fp->FPStore.begin();
for(; i != fp->FPStore.end(); ++i) {
//Запись массива в список типов формальных параметров
if((*i)->name_id == id_CArrayVar){
WriteLLVM_pars_array(static_cast<CArrayVar*>(*i),values);
continue;
}//if
//если параметр является переменной, записываем указатель на тип
//иначе сам тип
if((*i)->is_var)
values.push_back(GetLLVMType((*i))->getPointerTo());
else values.push_back(GetLLVMType((*i)));
}//for
return values;
}//WriteLLVM_pars
//-----------------------------------------------------------------------------
//Запись массива в список типов формальных параметров
void LLVMDriver::WriteLLVM_pars_array(CArrayVar *v, std::vector<Type *> &values)
{
//записываем указатель на базовый тип в список типов формальных параметров
CArrayType* AT = static_cast<CArrayType*>(v->ArrayType->FindLastType());
CBaseVar* BV;
static_cast<CBaseType*>(AT)->CreateVar(BV, v->parent_element);
values.push_back(GetLLVMType((BV)->GetResultId())->getPointerTo());
delete BV;
//дополнительно записываем в список типов целый тип для каждого размера массива
AT=v->ArrayType;
while (AT->name_id == id_CArrayType) {
values.push_back(Type::getInt32Ty(TheContext));
AT = static_cast<CArrayType*>(AT->Type);
}//while
}//WriteLLVM_pars_array
//-----------------------------------------------------------------------------
//Генерация кода LLVM для оператора IF
Value *LLVMDriver::WriteLLVM(CIfStatement *s)
{
CIfStatement::ElsifPairList_type::iterator i = s->ElsifPairList.begin();
//Указатель на текущую функцию
Function *TheFunction = Builder.GetInsertBlock()->getParent();
//Еlse блок
BasicBlock *ElseBB;
//блок после всех условий
BasicBlock *MergeBB = BasicBlock::Create(TheContext, "ifcont");
//Генерация кода условий
for(; i != s->ElsifPairList.end(); ++i) {
ElseBB = WriteLLVM((*i),MergeBB);
TheFunction->getBasicBlockList().push_back(ElseBB);
Builder.SetInsertPoint(ElseBB);
}//for
//Генерация кода последнего условия ELSE
if (s->ElseStatementSeq) {
WriteLLVM(s->ElseStatementSeq);
}//if
//Переход в ветку после всех условий
Builder.CreateBr(MergeBB);
TheFunction->getBasicBlockList().push_back(MergeBB);
Builder.SetInsertPoint(MergeBB);
return nullptr;
}//WriteLLVM
//-----------------------------------------------------------------------------
//Генерация кода условий, возвращает указатель на следующей блок условия
BasicBlock *LLVMDriver::WriteLLVM(CElsifPair *s, BasicBlock *bb)
{
//генерация кода условия входа в блок
Value* expr = CastToType(WriteLLVM(s->Expr),Type::getInt1Ty(TheContext));
//Указатель на текущую функцию
Function *TheFunction = Builder.GetInsertBlock()->getParent();
// Создаем блоки для веток then и else. Вставляем блок then в конец функции
BasicBlock *ThenBB = BasicBlock::Create(TheContext, "then", TheFunction);
BasicBlock *ElseBB = BasicBlock::Create(TheContext, "else");
//Создаем условия перехода в блоки
Builder.CreateCondBr(expr, ThenBB, ElseBB);
Builder.SetInsertPoint(ThenBB);
//Генерация кода блока then
WriteLLVM(s->StatementSeq);
Builder.CreateBr(bb);
//Возврат указателя на блок ELSE, ELSEIF
return ElseBB;
}//WriteLLVM
//-----------------------------------------------------------------------------
//Генерация кода LLVM для оператора WHILE
Value *LLVMDriver::WriteLLVM(CWhileStatement *s)
{
Function *TheFunction = Builder.GetInsertBlock()->getParent();
//Создаем блоки while, body, endwhile. Переходим к блоку while
BasicBlock *WhileBB = BasicBlock::Create(TheContext, "while",TheFunction);
BasicBlock *BodyBB = BasicBlock::Create(TheContext, "body");
BasicBlock *EndBB = BasicBlock::Create(TheContext, "endwhile");
Builder.CreateBr(WhileBB);
Builder.SetInsertPoint(WhileBB);
//Генерация условия перехода к блоку body или endwhile
Value* expr = CastToType(WriteLLVM(s->Expr),Type::getInt1Ty(TheContext));
Builder.CreateCondBr(expr, BodyBB, EndBB);
TheFunction->getBasicBlockList().push_back(BodyBB);
Builder.SetInsertPoint(BodyBB);
//Генерация кода тела оператора WHILE
WriteLLVM(s->StatementSeq);
Builder.CreateBr(WhileBB);
//Переход к блоку endwhile
TheFunction->getBasicBlockList().push_back(EndBB);
Builder.SetInsertPoint(EndBB);
return nullptr;
}//WriteLLVM
//-----------------------------------------------------------------------------
//Генерация кода LLVM для оператора Repeat
Value *LLVMDriver::WriteLLVM(CRepeatStatement *s)
{
Function *TheFunction = Builder.GetInsertBlock()->getParent();
//создаем блоки
BasicBlock *RepeatBB = BasicBlock::Create(TheContext, "repeat",TheFunction);
BasicBlock *EndBB = BasicBlock::Create(TheContext, "endrepeat");
Builder.CreateBr(RepeatBB);
Builder.SetInsertPoint(RepeatBB);
//генерация кода тела цикла
WriteLLVM(s->StatementSeq);
//генерация кода условия повтора цикла
Value* expr = CastToType(WriteLLVM(s->Expr),Type::getInt1Ty(TheContext));
Builder.CreateCondBr(expr, EndBB, RepeatBB);
TheFunction->getBasicBlockList().push_back(EndBB);
Builder.SetInsertPoint(EndBB);
return nullptr;
}//WriteLLVM
//-----------------------------------------------------------------------------
//Генерация кода LLVM для оператора FOR
Value *LLVMDriver::WriteLLVM(CForStatement *s)
{
//получение итерационной переменной
Value* store=NamedValues[s->var_name];
if(!store) store=GlobalValues[s->var_name];
store=loadValue(store,pointer);
//генерация выражений For и To
Value* vToExpr=CastToType(WriteLLVM(s->ToExpr),store->getType()->getContainedType(0));
Value* vForExpr=CastToType(WriteLLVM(s->ForExpr),store->getType()->getContainedType(0));
Value* CondV;
//Сохраняем выражение For в переменной
Builder.CreateStore(vForExpr, store);
//получаем указатель на функцию, создаем блоки
Function *TheFunction = Builder.GetInsertBlock()->getParent();
BasicBlock* ForBB = BasicBlock::Create(TheContext, "for", TheFunction);
BasicBlock *ForBodyBB = BasicBlock::Create(TheContext, "forbody");
BasicBlock *ExitForBB = BasicBlock::Create(TheContext, "exitfor");
Builder.CreateBr(ForBB);
Builder.SetInsertPoint(ForBB);
//генерация условия входа в тело цикла
Value* vStore=Builder.CreateLoad(store,store->getName());
if(s->step > 0){
CondV=Builder.CreateICmpSLE(vStore,vToExpr,"forcond");
}else{
CondV=Builder.CreateICmpSGE(vStore,vToExpr,"forcond");
}
Builder.CreateCondBr(CondV,ForBodyBB,ExitForBB);
TheFunction->getBasicBlockList().push_back(ForBodyBB);
Builder.SetInsertPoint(ForBodyBB);
//генерация кода тела цикла
WriteLLVM(s->StatementSeq);
//Добавление шага к переменной
vStore=Builder.CreateLoad(store,store->getName());
Value* vStep = Builder.CreateAdd(vStore,ConstantInt::get(vStore->getType(),s->step),"step");
Builder.CreateStore(vStep, store);
Builder.CreateBr(ForBB);
TheFunction->getBasicBlockList().push_back(ExitForBB);
Builder.SetInsertPoint(ExitForBB);
return nullptr;
}//WriteLLVM
//-----------------------------------------------------------------------------
//Генерация кода LLVM для оператора LOOP
Value *LLVMDriver::WriteLLVM(CLoopStatement *s)
{
//получаем указатель на функцию, создаем блоки
Function *TheFunction = Builder.GetInsertBlock()->getParent();
BasicBlock *LoopBB = BasicBlock::Create(TheContext, "loop", TheFunction);
BasicBlock *ExitBB = BasicBlock::Create(TheContext, "exitLoop");
//сохраняем блок выхода из цикла в карте блоков
BasicBlocks[s->WithLoopLink.LoopUID]=ExitBB;
Builder.CreateBr(LoopBB);
Builder.SetInsertPoint(LoopBB);
//генерация кода тела цикла
WriteLLVM(s->StatementSeq);
Builder.CreateBr(LoopBB);
//вставка блока выхода из цикла
TheFunction->getBasicBlockList().push_back(ExitBB);
Builder.SetInsertPoint(ExitBB);
return nullptr;
}//WriteLLVM
//-----------------------------------------------------------------------------
//Генерация кода LLVM для оператора CASE