]> granicus.if.org Git - clang/blob - lib/CodeGen/CGObjCGNU.cpp
Rewrite #includes for llvm/Foo.h to llvm/IR/Foo.h as appropriate to
[clang] / lib / CodeGen / CGObjCGNU.cpp
1 //===------- CGObjCGNU.cpp - Emit LLVM Code from ASTs for a Module --------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This provides Objective-C code generation targeting the GNU runtime.  The
11 // class in this file generates structures used by the GNU Objective-C runtime
12 // library.  These structures are defined in objc/objc.h and objc/objc-api.h in
13 // the GNU runtime distribution.
14 //
15 //===----------------------------------------------------------------------===//
16
17 #include "CGObjCRuntime.h"
18 #include "CGCleanup.h"
19 #include "CodeGenFunction.h"
20 #include "CodeGenModule.h"
21 #include "clang/AST/ASTContext.h"
22 #include "clang/AST/Decl.h"
23 #include "clang/AST/DeclObjC.h"
24 #include "clang/AST/RecordLayout.h"
25 #include "clang/AST/StmtObjC.h"
26 #include "clang/Basic/FileManager.h"
27 #include "clang/Basic/SourceManager.h"
28 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
29 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
30 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
31 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
32 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
33 #include "llvm/IR/Module.h"
34 #include "llvm/Support/CallSite.h"
35 #include "llvm/Support/Compiler.h"
36 #include <cstdarg>
37
38
39 using namespace clang;
40 using namespace CodeGen;
41
42
43 namespace {
44 /// Class that lazily initialises the runtime function.  Avoids inserting the
45 /// types and the function declaration into a module if they're not used, and
46 /// avoids constructing the type more than once if it's used more than once.
47 class LazyRuntimeFunction {
48   CodeGenModule *CGM;
49   std::vector<llvm::Type*> ArgTys;
50   const char *FunctionName;
51   llvm::Constant *Function;
52   public:
53     /// Constructor leaves this class uninitialized, because it is intended to
54     /// be used as a field in another class and not all of the types that are
55     /// used as arguments will necessarily be available at construction time.
56     LazyRuntimeFunction() : CGM(0), FunctionName(0), Function(0) {}
57
58     /// Initialises the lazy function with the name, return type, and the types
59     /// of the arguments.
60     END_WITH_NULL
61     void init(CodeGenModule *Mod, const char *name,
62         llvm::Type *RetTy, ...) {
63        CGM =Mod;
64        FunctionName = name;
65        Function = 0;
66        ArgTys.clear();
67        va_list Args;
68        va_start(Args, RetTy);
69          while (llvm::Type *ArgTy = va_arg(Args, llvm::Type*))
70            ArgTys.push_back(ArgTy);
71        va_end(Args);
72        // Push the return type on at the end so we can pop it off easily
73        ArgTys.push_back(RetTy);
74    }
75    /// Overloaded cast operator, allows the class to be implicitly cast to an
76    /// LLVM constant.
77    operator llvm::Constant*() {
78      if (!Function) {
79        if (0 == FunctionName) return 0;
80        // We put the return type on the end of the vector, so pop it back off
81        llvm::Type *RetTy = ArgTys.back();
82        ArgTys.pop_back();
83        llvm::FunctionType *FTy = llvm::FunctionType::get(RetTy, ArgTys, false);
84        Function =
85          cast<llvm::Constant>(CGM->CreateRuntimeFunction(FTy, FunctionName));
86        // We won't need to use the types again, so we may as well clean up the
87        // vector now
88        ArgTys.resize(0);
89      }
90      return Function;
91    }
92    operator llvm::Function*() {
93      return cast<llvm::Function>((llvm::Constant*)*this);
94    }
95
96 };
97
98
99 /// GNU Objective-C runtime code generation.  This class implements the parts of
100 /// Objective-C support that are specific to the GNU family of runtimes (GCC,
101 /// GNUstep and ObjFW).
102 class CGObjCGNU : public CGObjCRuntime {
103 protected:
104   /// The LLVM module into which output is inserted
105   llvm::Module &TheModule;
106   /// strut objc_super.  Used for sending messages to super.  This structure
107   /// contains the receiver (object) and the expected class.
108   llvm::StructType *ObjCSuperTy;
109   /// struct objc_super*.  The type of the argument to the superclass message
110   /// lookup functions.  
111   llvm::PointerType *PtrToObjCSuperTy;
112   /// LLVM type for selectors.  Opaque pointer (i8*) unless a header declaring
113   /// SEL is included in a header somewhere, in which case it will be whatever
114   /// type is declared in that header, most likely {i8*, i8*}.
115   llvm::PointerType *SelectorTy;
116   /// LLVM i8 type.  Cached here to avoid repeatedly getting it in all of the
117   /// places where it's used
118   llvm::IntegerType *Int8Ty;
119   /// Pointer to i8 - LLVM type of char*, for all of the places where the
120   /// runtime needs to deal with C strings.
121   llvm::PointerType *PtrToInt8Ty;
122   /// Instance Method Pointer type.  This is a pointer to a function that takes,
123   /// at a minimum, an object and a selector, and is the generic type for
124   /// Objective-C methods.  Due to differences between variadic / non-variadic
125   /// calling conventions, it must always be cast to the correct type before
126   /// actually being used.
127   llvm::PointerType *IMPTy;
128   /// Type of an untyped Objective-C object.  Clang treats id as a built-in type
129   /// when compiling Objective-C code, so this may be an opaque pointer (i8*),
130   /// but if the runtime header declaring it is included then it may be a
131   /// pointer to a structure.
132   llvm::PointerType *IdTy;
133   /// Pointer to a pointer to an Objective-C object.  Used in the new ABI
134   /// message lookup function and some GC-related functions.
135   llvm::PointerType *PtrToIdTy;
136   /// The clang type of id.  Used when using the clang CGCall infrastructure to
137   /// call Objective-C methods.
138   CanQualType ASTIdTy;
139   /// LLVM type for C int type.
140   llvm::IntegerType *IntTy;
141   /// LLVM type for an opaque pointer.  This is identical to PtrToInt8Ty, but is
142   /// used in the code to document the difference between i8* meaning a pointer
143   /// to a C string and i8* meaning a pointer to some opaque type.
144   llvm::PointerType *PtrTy;
145   /// LLVM type for C long type.  The runtime uses this in a lot of places where
146   /// it should be using intptr_t, but we can't fix this without breaking
147   /// compatibility with GCC...
148   llvm::IntegerType *LongTy;
149   /// LLVM type for C size_t.  Used in various runtime data structures.
150   llvm::IntegerType *SizeTy;
151   /// LLVM type for C intptr_t.  
152   llvm::IntegerType *IntPtrTy;
153   /// LLVM type for C ptrdiff_t.  Mainly used in property accessor functions.
154   llvm::IntegerType *PtrDiffTy;
155   /// LLVM type for C int*.  Used for GCC-ABI-compatible non-fragile instance
156   /// variables.
157   llvm::PointerType *PtrToIntTy;
158   /// LLVM type for Objective-C BOOL type.
159   llvm::Type *BoolTy;
160   /// 32-bit integer type, to save us needing to look it up every time it's used.
161   llvm::IntegerType *Int32Ty;
162   /// 64-bit integer type, to save us needing to look it up every time it's used.
163   llvm::IntegerType *Int64Ty;
164   /// Metadata kind used to tie method lookups to message sends.  The GNUstep
165   /// runtime provides some LLVM passes that can use this to do things like
166   /// automatic IMP caching and speculative inlining.
167   unsigned msgSendMDKind;
168   /// Helper function that generates a constant string and returns a pointer to
169   /// the start of the string.  The result of this function can be used anywhere
170   /// where the C code specifies const char*.  
171   llvm::Constant *MakeConstantString(const std::string &Str,
172                                      const std::string &Name="") {
173     llvm::Constant *ConstStr = CGM.GetAddrOfConstantCString(Str, Name.c_str());
174     return llvm::ConstantExpr::getGetElementPtr(ConstStr, Zeros);
175   }
176   /// Emits a linkonce_odr string, whose name is the prefix followed by the
177   /// string value.  This allows the linker to combine the strings between
178   /// different modules.  Used for EH typeinfo names, selector strings, and a
179   /// few other things.
180   llvm::Constant *ExportUniqueString(const std::string &Str,
181                                      const std::string prefix) {
182     std::string name = prefix + Str;
183     llvm::Constant *ConstStr = TheModule.getGlobalVariable(name);
184     if (!ConstStr) {
185       llvm::Constant *value = llvm::ConstantDataArray::getString(VMContext,Str);
186       ConstStr = new llvm::GlobalVariable(TheModule, value->getType(), true,
187               llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage, value, prefix + Str);
188     }
189     return llvm::ConstantExpr::getGetElementPtr(ConstStr, Zeros);
190   }
191   /// Generates a global structure, initialized by the elements in the vector.
192   /// The element types must match the types of the structure elements in the
193   /// first argument.
194   llvm::GlobalVariable *MakeGlobal(llvm::StructType *Ty,
195                                    llvm::ArrayRef<llvm::Constant*> V,
196                                    StringRef Name="",
197                                    llvm::GlobalValue::LinkageTypes linkage
198                                          =llvm::GlobalValue::InternalLinkage) {
199     llvm::Constant *C = llvm::ConstantStruct::get(Ty, V);
200     return new llvm::GlobalVariable(TheModule, Ty, false,
201         linkage, C, Name);
202   }
203   /// Generates a global array.  The vector must contain the same number of
204   /// elements that the array type declares, of the type specified as the array
205   /// element type.
206   llvm::GlobalVariable *MakeGlobal(llvm::ArrayType *Ty,
207                                    llvm::ArrayRef<llvm::Constant*> V,
208                                    StringRef Name="",
209                                    llvm::GlobalValue::LinkageTypes linkage
210                                          =llvm::GlobalValue::InternalLinkage) {
211     llvm::Constant *C = llvm::ConstantArray::get(Ty, V);
212     return new llvm::GlobalVariable(TheModule, Ty, false,
213                                     linkage, C, Name);
214   }
215   /// Generates a global array, inferring the array type from the specified
216   /// element type and the size of the initialiser.  
217   llvm::GlobalVariable *MakeGlobalArray(llvm::Type *Ty,
218                                         llvm::ArrayRef<llvm::Constant*> V,
219                                         StringRef Name="",
220                                         llvm::GlobalValue::LinkageTypes linkage
221                                          =llvm::GlobalValue::InternalLinkage) {
222     llvm::ArrayType *ArrayTy = llvm::ArrayType::get(Ty, V.size());
223     return MakeGlobal(ArrayTy, V, Name, linkage);
224   }
225   /// Returns a property name and encoding string.
226   llvm::Constant *MakePropertyEncodingString(const ObjCPropertyDecl *PD,
227                                              const Decl *Container) {
228     ObjCRuntime R = CGM.getLangOpts().ObjCRuntime;
229     if ((R.getKind() == ObjCRuntime::GNUstep) &&
230         (R.getVersion() >= VersionTuple(1, 6))) {
231       std::string NameAndAttributes;
232       std::string TypeStr;
233       CGM.getContext().getObjCEncodingForPropertyDecl(PD, Container, TypeStr);
234       NameAndAttributes += '\0';
235       NameAndAttributes += TypeStr.length() + 3;
236       NameAndAttributes += TypeStr;
237       NameAndAttributes += '\0';
238       NameAndAttributes += PD->getNameAsString();
239       return llvm::ConstantExpr::getGetElementPtr(
240           CGM.GetAddrOfConstantString(NameAndAttributes), Zeros);
241     }
242     return MakeConstantString(PD->getNameAsString());
243   }
244   /// Ensures that the value has the required type, by inserting a bitcast if
245   /// required.  This function lets us avoid inserting bitcasts that are
246   /// redundant.
247   llvm::Value* EnforceType(CGBuilderTy B, llvm::Value *V, llvm::Type *Ty){
248     if (V->getType() == Ty) return V;
249     return B.CreateBitCast(V, Ty);
250   }
251   // Some zeros used for GEPs in lots of places.
252   llvm::Constant *Zeros[2];
253   /// Null pointer value.  Mainly used as a terminator in various arrays.
254   llvm::Constant *NULLPtr;
255   /// LLVM context.
256   llvm::LLVMContext &VMContext;
257 private:
258   /// Placeholder for the class.  Lots of things refer to the class before we've
259   /// actually emitted it.  We use this alias as a placeholder, and then replace
260   /// it with a pointer to the class structure before finally emitting the
261   /// module.
262   llvm::GlobalAlias *ClassPtrAlias;
263   /// Placeholder for the metaclass.  Lots of things refer to the class before
264   /// we've / actually emitted it.  We use this alias as a placeholder, and then
265   /// replace / it with a pointer to the metaclass structure before finally
266   /// emitting the / module.
267   llvm::GlobalAlias *MetaClassPtrAlias;
268   /// All of the classes that have been generated for this compilation units.
269   std::vector<llvm::Constant*> Classes;
270   /// All of the categories that have been generated for this compilation units.
271   std::vector<llvm::Constant*> Categories;
272   /// All of the Objective-C constant strings that have been generated for this
273   /// compilation units.
274   std::vector<llvm::Constant*> ConstantStrings;
275   /// Map from string values to Objective-C constant strings in the output.
276   /// Used to prevent emitting Objective-C strings more than once.  This should
277   /// not be required at all - CodeGenModule should manage this list.
278   llvm::StringMap<llvm::Constant*> ObjCStrings;
279   /// All of the protocols that have been declared.
280   llvm::StringMap<llvm::Constant*> ExistingProtocols;
281   /// For each variant of a selector, we store the type encoding and a
282   /// placeholder value.  For an untyped selector, the type will be the empty
283   /// string.  Selector references are all done via the module's selector table,
284   /// so we create an alias as a placeholder and then replace it with the real
285   /// value later.
286   typedef std::pair<std::string, llvm::GlobalAlias*> TypedSelector;
287   /// Type of the selector map.  This is roughly equivalent to the structure
288   /// used in the GNUstep runtime, which maintains a list of all of the valid
289   /// types for a selector in a table.
290   typedef llvm::DenseMap<Selector, SmallVector<TypedSelector, 2> >
291     SelectorMap;
292   /// A map from selectors to selector types.  This allows us to emit all
293   /// selectors of the same name and type together.
294   SelectorMap SelectorTable;
295
296   /// Selectors related to memory management.  When compiling in GC mode, we
297   /// omit these.
298   Selector RetainSel, ReleaseSel, AutoreleaseSel;
299   /// Runtime functions used for memory management in GC mode.  Note that clang
300   /// supports code generation for calling these functions, but neither GNU
301   /// runtime actually supports this API properly yet.
302   LazyRuntimeFunction IvarAssignFn, StrongCastAssignFn, MemMoveFn, WeakReadFn, 
303     WeakAssignFn, GlobalAssignFn;
304
305   typedef std::pair<std::string, std::string> ClassAliasPair;
306   /// All classes that have aliases set for them.
307   std::vector<ClassAliasPair> ClassAliases;
308
309 protected:
310   /// Function used for throwing Objective-C exceptions.
311   LazyRuntimeFunction ExceptionThrowFn;
312   /// Function used for rethrowing exceptions, used at the end of \@finally or
313   /// \@synchronize blocks.
314   LazyRuntimeFunction ExceptionReThrowFn;
315   /// Function called when entering a catch function.  This is required for
316   /// differentiating Objective-C exceptions and foreign exceptions.
317   LazyRuntimeFunction EnterCatchFn;
318   /// Function called when exiting from a catch block.  Used to do exception
319   /// cleanup.
320   LazyRuntimeFunction ExitCatchFn;
321   /// Function called when entering an \@synchronize block.  Acquires the lock.
322   LazyRuntimeFunction SyncEnterFn;
323   /// Function called when exiting an \@synchronize block.  Releases the lock.
324   LazyRuntimeFunction SyncExitFn;
325
326 private:
327
328   /// Function called if fast enumeration detects that the collection is
329   /// modified during the update.
330   LazyRuntimeFunction EnumerationMutationFn;
331   /// Function for implementing synthesized property getters that return an
332   /// object.
333   LazyRuntimeFunction GetPropertyFn;
334   /// Function for implementing synthesized property setters that return an
335   /// object.
336   LazyRuntimeFunction SetPropertyFn;
337   /// Function used for non-object declared property getters.
338   LazyRuntimeFunction GetStructPropertyFn;
339   /// Function used for non-object declared property setters.
340   LazyRuntimeFunction SetStructPropertyFn;
341
342   /// The version of the runtime that this class targets.  Must match the
343   /// version in the runtime.
344   int RuntimeVersion;
345   /// The version of the protocol class.  Used to differentiate between ObjC1
346   /// and ObjC2 protocols.  Objective-C 1 protocols can not contain optional
347   /// components and can not contain declared properties.  We always emit
348   /// Objective-C 2 property structures, but we have to pretend that they're
349   /// Objective-C 1 property structures when targeting the GCC runtime or it
350   /// will abort.
351   const int ProtocolVersion;
352 private:
353   /// Generates an instance variable list structure.  This is a structure
354   /// containing a size and an array of structures containing instance variable
355   /// metadata.  This is used purely for introspection in the fragile ABI.  In
356   /// the non-fragile ABI, it's used for instance variable fixup.
357   llvm::Constant *GenerateIvarList(ArrayRef<llvm::Constant *> IvarNames,
358                                    ArrayRef<llvm::Constant *> IvarTypes,
359                                    ArrayRef<llvm::Constant *> IvarOffsets);
360   /// Generates a method list structure.  This is a structure containing a size
361   /// and an array of structures containing method metadata.
362   ///
363   /// This structure is used by both classes and categories, and contains a next
364   /// pointer allowing them to be chained together in a linked list.
365   llvm::Constant *GenerateMethodList(const StringRef &ClassName,
366       const StringRef &CategoryName,
367       ArrayRef<Selector> MethodSels,
368       ArrayRef<llvm::Constant *> MethodTypes,
369       bool isClassMethodList);
370   /// Emits an empty protocol.  This is used for \@protocol() where no protocol
371   /// is found.  The runtime will (hopefully) fix up the pointer to refer to the
372   /// real protocol.
373   llvm::Constant *GenerateEmptyProtocol(const std::string &ProtocolName);
374   /// Generates a list of property metadata structures.  This follows the same
375   /// pattern as method and instance variable metadata lists.
376   llvm::Constant *GeneratePropertyList(const ObjCImplementationDecl *OID,
377         SmallVectorImpl<Selector> &InstanceMethodSels,
378         SmallVectorImpl<llvm::Constant*> &InstanceMethodTypes);
379   /// Generates a list of referenced protocols.  Classes, categories, and
380   /// protocols all use this structure.
381   llvm::Constant *GenerateProtocolList(ArrayRef<std::string> Protocols);
382   /// To ensure that all protocols are seen by the runtime, we add a category on
383   /// a class defined in the runtime, declaring no methods, but adopting the
384   /// protocols.  This is a horribly ugly hack, but it allows us to collect all
385   /// of the protocols without changing the ABI.
386   void GenerateProtocolHolderCategory();
387   /// Generates a class structure.
388   llvm::Constant *GenerateClassStructure(
389       llvm::Constant *MetaClass,
390       llvm::Constant *SuperClass,
391       unsigned info,
392       const char *Name,
393       llvm::Constant *Version,
394       llvm::Constant *InstanceSize,
395       llvm::Constant *IVars,
396       llvm::Constant *Methods,
397       llvm::Constant *Protocols,
398       llvm::Constant *IvarOffsets,
399       llvm::Constant *Properties,
400       llvm::Constant *StrongIvarBitmap,
401       llvm::Constant *WeakIvarBitmap,
402       bool isMeta=false);
403   /// Generates a method list.  This is used by protocols to define the required
404   /// and optional methods.
405   llvm::Constant *GenerateProtocolMethodList(
406       ArrayRef<llvm::Constant *> MethodNames,
407       ArrayRef<llvm::Constant *> MethodTypes);
408   /// Returns a selector with the specified type encoding.  An empty string is
409   /// used to return an untyped selector (with the types field set to NULL).
410   llvm::Value *GetSelector(CGBuilderTy &Builder, Selector Sel,
411     const std::string &TypeEncoding, bool lval);
412   /// Returns the variable used to store the offset of an instance variable.
413   llvm::GlobalVariable *ObjCIvarOffsetVariable(const ObjCInterfaceDecl *ID,
414       const ObjCIvarDecl *Ivar);
415   /// Emits a reference to a class.  This allows the linker to object if there
416   /// is no class of the matching name.
417 protected:
418   void EmitClassRef(const std::string &className);
419   /// Emits a pointer to the named class
420   virtual llvm::Value *GetClassNamed(CGBuilderTy &Builder,
421                                      const std::string &Name, bool isWeak);
422   /// Looks up the method for sending a message to the specified object.  This
423   /// mechanism differs between the GCC and GNU runtimes, so this method must be
424   /// overridden in subclasses.
425   virtual llvm::Value *LookupIMP(CodeGenFunction &CGF,
426                                  llvm::Value *&Receiver,
427                                  llvm::Value *cmd,
428                                  llvm::MDNode *node) = 0;
429   /// Looks up the method for sending a message to a superclass.  This
430   /// mechanism differs between the GCC and GNU runtimes, so this method must
431   /// be overridden in subclasses.
432   virtual llvm::Value *LookupIMPSuper(CodeGenFunction &CGF,
433                                       llvm::Value *ObjCSuper,
434                                       llvm::Value *cmd) = 0;
435   /// Libobjc2 uses a bitfield representation where small(ish) bitfields are
436   /// stored in a 64-bit value with the low bit set to 1 and the remaining 63
437   /// bits set to their values, LSB first, while larger ones are stored in a
438   /// structure of this / form:
439   /// 
440   /// struct { int32_t length; int32_t values[length]; };
441   ///
442   /// The values in the array are stored in host-endian format, with the least
443   /// significant bit being assumed to come first in the bitfield.  Therefore,
444   /// a bitfield with the 64th bit set will be (int64_t)&{ 2, [0, 1<<31] },
445   /// while a bitfield / with the 63rd bit set will be 1<<64.
446   llvm::Constant *MakeBitField(ArrayRef<bool> bits);
447 public:
448   CGObjCGNU(CodeGenModule &cgm, unsigned runtimeABIVersion,
449       unsigned protocolClassVersion);
450
451   virtual llvm::Constant *GenerateConstantString(const StringLiteral *);
452
453   virtual RValue
454   GenerateMessageSend(CodeGenFunction &CGF,
455                       ReturnValueSlot Return,
456                       QualType ResultType,
457                       Selector Sel,
458                       llvm::Value *Receiver,
459                       const CallArgList &CallArgs,
460                       const ObjCInterfaceDecl *Class,
461                       const ObjCMethodDecl *Method);
462   virtual RValue
463   GenerateMessageSendSuper(CodeGenFunction &CGF,
464                            ReturnValueSlot Return,
465                            QualType ResultType,
466                            Selector Sel,
467                            const ObjCInterfaceDecl *Class,
468                            bool isCategoryImpl,
469                            llvm::Value *Receiver,
470                            bool IsClassMessage,
471                            const CallArgList &CallArgs,
472                            const ObjCMethodDecl *Method);
473   virtual llvm::Value *GetClass(CGBuilderTy &Builder,
474                                 const ObjCInterfaceDecl *OID);
475   virtual llvm::Value *GetSelector(CGBuilderTy &Builder, Selector Sel,
476                                    bool lval = false);
477   virtual llvm::Value *GetSelector(CGBuilderTy &Builder, const ObjCMethodDecl
478       *Method);
479   virtual llvm::Constant *GetEHType(QualType T);
480
481   virtual llvm::Function *GenerateMethod(const ObjCMethodDecl *OMD,
482                                          const ObjCContainerDecl *CD);
483   virtual void GenerateCategory(const ObjCCategoryImplDecl *CMD);
484   virtual void GenerateClass(const ObjCImplementationDecl *ClassDecl);
485   virtual void RegisterAlias(const ObjCCompatibleAliasDecl *OAD);
486   virtual llvm::Value *GenerateProtocolRef(CGBuilderTy &Builder,
487                                            const ObjCProtocolDecl *PD);
488   virtual void GenerateProtocol(const ObjCProtocolDecl *PD);
489   virtual llvm::Function *ModuleInitFunction();
490   virtual llvm::Constant *GetPropertyGetFunction();
491   virtual llvm::Constant *GetPropertySetFunction();
492   virtual llvm::Constant *GetOptimizedPropertySetFunction(bool atomic, 
493                                                           bool copy);
494   virtual llvm::Constant *GetSetStructFunction();
495   virtual llvm::Constant *GetGetStructFunction();
496   virtual llvm::Constant *GetCppAtomicObjectGetFunction();
497   virtual llvm::Constant *GetCppAtomicObjectSetFunction();
498   virtual llvm::Constant *EnumerationMutationFunction();
499
500   virtual void EmitTryStmt(CodeGenFunction &CGF,
501                            const ObjCAtTryStmt &S);
502   virtual void EmitSynchronizedStmt(CodeGenFunction &CGF,
503                                     const ObjCAtSynchronizedStmt &S);
504   virtual void EmitThrowStmt(CodeGenFunction &CGF,
505                              const ObjCAtThrowStmt &S);
506   virtual llvm::Value * EmitObjCWeakRead(CodeGenFunction &CGF,
507                                          llvm::Value *AddrWeakObj);
508   virtual void EmitObjCWeakAssign(CodeGenFunction &CGF,
509                                   llvm::Value *src, llvm::Value *dst);
510   virtual void EmitObjCGlobalAssign(CodeGenFunction &CGF,
511                                     llvm::Value *src, llvm::Value *dest,
512                                     bool threadlocal=false);
513   virtual void EmitObjCIvarAssign(CodeGenFunction &CGF,
514                                     llvm::Value *src, llvm::Value *dest,
515                                     llvm::Value *ivarOffset);
516   virtual void EmitObjCStrongCastAssign(CodeGenFunction &CGF,
517                                         llvm::Value *src, llvm::Value *dest);
518   virtual void EmitGCMemmoveCollectable(CodeGenFunction &CGF,
519                                         llvm::Value *DestPtr,
520                                         llvm::Value *SrcPtr,
521                                         llvm::Value *Size);
522   virtual LValue EmitObjCValueForIvar(CodeGenFunction &CGF,
523                                       QualType ObjectTy,
524                                       llvm::Value *BaseValue,
525                                       const ObjCIvarDecl *Ivar,
526                                       unsigned CVRQualifiers);
527   virtual llvm::Value *EmitIvarOffset(CodeGenFunction &CGF,
528                                       const ObjCInterfaceDecl *Interface,
529                                       const ObjCIvarDecl *Ivar);
530   virtual llvm::Value *EmitNSAutoreleasePoolClassRef(CGBuilderTy &Builder);
531   virtual llvm::Constant *BuildGCBlockLayout(CodeGenModule &CGM,
532                                              const CGBlockInfo &blockInfo) {
533     return NULLPtr;
534   }
535   virtual llvm::Constant *BuildRCBlockLayout(CodeGenModule &CGM,
536                                              const CGBlockInfo &blockInfo) {
537     return NULLPtr;
538   }
539   
540   virtual llvm::Constant *BuildByrefLayout(CodeGenModule &CGM,
541                                            QualType T) {
542     return NULLPtr;
543   }
544   
545   virtual llvm::GlobalVariable *GetClassGlobal(const std::string &Name) {
546     return 0;
547   }
548 };
549 /// Class representing the legacy GCC Objective-C ABI.  This is the default when
550 /// -fobjc-nonfragile-abi is not specified.
551 ///
552 /// The GCC ABI target actually generates code that is approximately compatible
553 /// with the new GNUstep runtime ABI, but refrains from using any features that
554 /// would not work with the GCC runtime.  For example, clang always generates
555 /// the extended form of the class structure, and the extra fields are simply
556 /// ignored by GCC libobjc.
557 class CGObjCGCC : public CGObjCGNU {
558   /// The GCC ABI message lookup function.  Returns an IMP pointing to the
559   /// method implementation for this message.
560   LazyRuntimeFunction MsgLookupFn;
561   /// The GCC ABI superclass message lookup function.  Takes a pointer to a
562   /// structure describing the receiver and the class, and a selector as
563   /// arguments.  Returns the IMP for the corresponding method.
564   LazyRuntimeFunction MsgLookupSuperFn;
565 protected:
566   virtual llvm::Value *LookupIMP(CodeGenFunction &CGF,
567                                  llvm::Value *&Receiver,
568                                  llvm::Value *cmd,
569                                  llvm::MDNode *node) {
570     CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
571     llvm::Value *args[] = {
572             EnforceType(Builder, Receiver, IdTy),
573             EnforceType(Builder, cmd, SelectorTy) };
574     llvm::CallSite imp = CGF.EmitCallOrInvoke(MsgLookupFn, args);
575     imp->setMetadata(msgSendMDKind, node);
576     return imp.getInstruction();
577   }
578   virtual llvm::Value *LookupIMPSuper(CodeGenFunction &CGF,
579                                       llvm::Value *ObjCSuper,
580                                       llvm::Value *cmd) {
581       CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
582       llvm::Value *lookupArgs[] = {EnforceType(Builder, ObjCSuper,
583           PtrToObjCSuperTy), cmd};
584       return Builder.CreateCall(MsgLookupSuperFn, lookupArgs);
585     }
586   public:
587     CGObjCGCC(CodeGenModule &Mod) : CGObjCGNU(Mod, 8, 2) {
588       // IMP objc_msg_lookup(id, SEL);
589       MsgLookupFn.init(&CGM, "objc_msg_lookup", IMPTy, IdTy, SelectorTy, NULL);
590       // IMP objc_msg_lookup_super(struct objc_super*, SEL);
591       MsgLookupSuperFn.init(&CGM, "objc_msg_lookup_super", IMPTy,
592               PtrToObjCSuperTy, SelectorTy, NULL);
593     }
594 };
595 /// Class used when targeting the new GNUstep runtime ABI.
596 class CGObjCGNUstep : public CGObjCGNU {
597     /// The slot lookup function.  Returns a pointer to a cacheable structure
598     /// that contains (among other things) the IMP.
599     LazyRuntimeFunction SlotLookupFn;
600     /// The GNUstep ABI superclass message lookup function.  Takes a pointer to
601     /// a structure describing the receiver and the class, and a selector as
602     /// arguments.  Returns the slot for the corresponding method.  Superclass
603     /// message lookup rarely changes, so this is a good caching opportunity.
604     LazyRuntimeFunction SlotLookupSuperFn;
605     /// Specialised function for setting atomic retain properties
606     LazyRuntimeFunction SetPropertyAtomic;
607     /// Specialised function for setting atomic copy properties
608     LazyRuntimeFunction SetPropertyAtomicCopy;
609     /// Specialised function for setting nonatomic retain properties
610     LazyRuntimeFunction SetPropertyNonAtomic;
611     /// Specialised function for setting nonatomic copy properties
612     LazyRuntimeFunction SetPropertyNonAtomicCopy;
613     /// Function to perform atomic copies of C++ objects with nontrivial copy
614     /// constructors from Objective-C ivars.
615     LazyRuntimeFunction CxxAtomicObjectGetFn;
616     /// Function to perform atomic copies of C++ objects with nontrivial copy
617     /// constructors to Objective-C ivars.
618     LazyRuntimeFunction CxxAtomicObjectSetFn;
619     /// Type of an slot structure pointer.  This is returned by the various
620     /// lookup functions.
621     llvm::Type *SlotTy;
622   public:
623     virtual llvm::Constant *GetEHType(QualType T);
624   protected:
625     virtual llvm::Value *LookupIMP(CodeGenFunction &CGF,
626                                    llvm::Value *&Receiver,
627                                    llvm::Value *cmd,
628                                    llvm::MDNode *node) {
629       CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
630       llvm::Function *LookupFn = SlotLookupFn;
631
632       // Store the receiver on the stack so that we can reload it later
633       llvm::Value *ReceiverPtr = CGF.CreateTempAlloca(Receiver->getType());
634       Builder.CreateStore(Receiver, ReceiverPtr);
635
636       llvm::Value *self;
637
638       if (isa<ObjCMethodDecl>(CGF.CurCodeDecl)) {
639         self = CGF.LoadObjCSelf();
640       } else {
641         self = llvm::ConstantPointerNull::get(IdTy);
642       }
643
644       // The lookup function is guaranteed not to capture the receiver pointer.
645       LookupFn->setDoesNotCapture(1);
646
647       llvm::Value *args[] = {
648               EnforceType(Builder, ReceiverPtr, PtrToIdTy),
649               EnforceType(Builder, cmd, SelectorTy),
650               EnforceType(Builder, self, IdTy) };
651       llvm::CallSite slot = CGF.EmitCallOrInvoke(LookupFn, args);
652       slot.setOnlyReadsMemory();
653       slot->setMetadata(msgSendMDKind, node);
654
655       // Load the imp from the slot
656       llvm::Value *imp =
657         Builder.CreateLoad(Builder.CreateStructGEP(slot.getInstruction(), 4));
658
659       // The lookup function may have changed the receiver, so make sure we use
660       // the new one.
661       Receiver = Builder.CreateLoad(ReceiverPtr, true);
662       return imp;
663     }
664     virtual llvm::Value *LookupIMPSuper(CodeGenFunction &CGF,
665                                         llvm::Value *ObjCSuper,
666                                         llvm::Value *cmd) {
667       CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
668       llvm::Value *lookupArgs[] = {ObjCSuper, cmd};
669
670       llvm::CallInst *slot = Builder.CreateCall(SlotLookupSuperFn, lookupArgs);
671       slot->setOnlyReadsMemory();
672
673       return Builder.CreateLoad(Builder.CreateStructGEP(slot, 4));
674     }
675   public:
676     CGObjCGNUstep(CodeGenModule &Mod) : CGObjCGNU(Mod, 9, 3) {
677       llvm::StructType *SlotStructTy = llvm::StructType::get(PtrTy,
678           PtrTy, PtrTy, IntTy, IMPTy, NULL);
679       SlotTy = llvm::PointerType::getUnqual(SlotStructTy);
680       // Slot_t objc_msg_lookup_sender(id *receiver, SEL selector, id sender);
681       SlotLookupFn.init(&CGM, "objc_msg_lookup_sender", SlotTy, PtrToIdTy,
682           SelectorTy, IdTy, NULL);
683       // Slot_t objc_msg_lookup_super(struct objc_super*, SEL);
684       SlotLookupSuperFn.init(&CGM, "objc_slot_lookup_super", SlotTy,
685               PtrToObjCSuperTy, SelectorTy, NULL);
686       // If we're in ObjC++ mode, then we want to make 
687       if (CGM.getLangOpts().CPlusPlus) {
688         llvm::Type *VoidTy = llvm::Type::getVoidTy(VMContext);
689         // void *__cxa_begin_catch(void *e)
690         EnterCatchFn.init(&CGM, "__cxa_begin_catch", PtrTy, PtrTy, NULL);
691         // void __cxa_end_catch(void)
692         ExitCatchFn.init(&CGM, "__cxa_end_catch", VoidTy, NULL);
693         // void _Unwind_Resume_or_Rethrow(void*)
694         ExceptionReThrowFn.init(&CGM, "_Unwind_Resume_or_Rethrow", VoidTy,
695             PtrTy, NULL);
696       }
697       llvm::Type *VoidTy = llvm::Type::getVoidTy(VMContext);
698       SetPropertyAtomic.init(&CGM, "objc_setProperty_atomic", VoidTy, IdTy,
699           SelectorTy, IdTy, PtrDiffTy, NULL);
700       SetPropertyAtomicCopy.init(&CGM, "objc_setProperty_atomic_copy", VoidTy,
701           IdTy, SelectorTy, IdTy, PtrDiffTy, NULL);
702       SetPropertyNonAtomic.init(&CGM, "objc_setProperty_nonatomic", VoidTy,
703           IdTy, SelectorTy, IdTy, PtrDiffTy, NULL);
704       SetPropertyNonAtomicCopy.init(&CGM, "objc_setProperty_nonatomic_copy",
705           VoidTy, IdTy, SelectorTy, IdTy, PtrDiffTy, NULL);
706       // void objc_setCppObjectAtomic(void *dest, const void *src, void
707       // *helper);
708       CxxAtomicObjectSetFn.init(&CGM, "objc_setCppObjectAtomic", VoidTy, PtrTy,
709           PtrTy, PtrTy, NULL);
710       // void objc_getCppObjectAtomic(void *dest, const void *src, void
711       // *helper);
712       CxxAtomicObjectGetFn.init(&CGM, "objc_getCppObjectAtomic", VoidTy, PtrTy,
713           PtrTy, PtrTy, NULL);
714     }
715     virtual llvm::Constant *GetCppAtomicObjectGetFunction() {
716       // The optimised functions were added in version 1.7 of the GNUstep
717       // runtime.
718       assert (CGM.getLangOpts().ObjCRuntime.getVersion() >=
719           VersionTuple(1, 7));
720       return CxxAtomicObjectGetFn;
721     }
722     virtual llvm::Constant *GetCppAtomicObjectSetFunction() {
723       // The optimised functions were added in version 1.7 of the GNUstep
724       // runtime.
725       assert (CGM.getLangOpts().ObjCRuntime.getVersion() >=
726           VersionTuple(1, 7));
727       return CxxAtomicObjectSetFn;
728     }
729     virtual llvm::Constant *GetOptimizedPropertySetFunction(bool atomic,
730                                                             bool copy) {
731       // The optimised property functions omit the GC check, and so are not
732       // safe to use in GC mode.  The standard functions are fast in GC mode,
733       // so there is less advantage in using them.
734       assert ((CGM.getLangOpts().getGC() == LangOptions::NonGC));
735       // The optimised functions were added in version 1.7 of the GNUstep
736       // runtime.
737       assert (CGM.getLangOpts().ObjCRuntime.getVersion() >=
738           VersionTuple(1, 7));
739
740       if (atomic) {
741         if (copy) return SetPropertyAtomicCopy;
742         return SetPropertyAtomic;
743       }
744       if (copy) return SetPropertyNonAtomicCopy;
745       return SetPropertyNonAtomic;
746
747       return 0;
748     }
749 };
750
751 /// Support for the ObjFW runtime. Support here is due to
752 /// Jonathan Schleifer <js@webkeks.org>, the ObjFW maintainer.
753 class CGObjCObjFW: public CGObjCGNU {
754 protected:
755   /// The GCC ABI message lookup function.  Returns an IMP pointing to the
756   /// method implementation for this message.
757   LazyRuntimeFunction MsgLookupFn;
758   /// The GCC ABI superclass message lookup function.  Takes a pointer to a
759   /// structure describing the receiver and the class, and a selector as
760   /// arguments.  Returns the IMP for the corresponding method.
761   LazyRuntimeFunction MsgLookupSuperFn;
762
763   virtual llvm::Value *LookupIMP(CodeGenFunction &CGF,
764                                  llvm::Value *&Receiver,
765                                  llvm::Value *cmd,
766                                  llvm::MDNode *node) {
767     CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
768     llvm::Value *args[] = {
769             EnforceType(Builder, Receiver, IdTy),
770             EnforceType(Builder, cmd, SelectorTy) };
771     llvm::CallSite imp = CGF.EmitCallOrInvoke(MsgLookupFn, args);
772     imp->setMetadata(msgSendMDKind, node);
773     return imp.getInstruction();
774   }
775
776   virtual llvm::Value *LookupIMPSuper(CodeGenFunction &CGF,
777                                       llvm::Value *ObjCSuper,
778                                       llvm::Value *cmd) {
779       CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
780       llvm::Value *lookupArgs[] = {EnforceType(Builder, ObjCSuper,
781           PtrToObjCSuperTy), cmd};
782       return Builder.CreateCall(MsgLookupSuperFn, lookupArgs);
783     }
784
785   virtual llvm::Value *GetClassNamed(CGBuilderTy &Builder,
786                                      const std::string &Name, bool isWeak) {
787     if (isWeak)
788       return CGObjCGNU::GetClassNamed(Builder, Name, isWeak);
789
790     EmitClassRef(Name);
791
792     std::string SymbolName = "_OBJC_CLASS_" + Name;
793
794     llvm::GlobalVariable *ClassSymbol = TheModule.getGlobalVariable(SymbolName);
795
796     if (!ClassSymbol)
797       ClassSymbol = new llvm::GlobalVariable(TheModule, LongTy, false,
798                                              llvm::GlobalValue::ExternalLinkage,
799                                              0, SymbolName);
800
801     return ClassSymbol;
802   }
803
804 public:
805   CGObjCObjFW(CodeGenModule &Mod): CGObjCGNU(Mod, 9, 3) {
806     // IMP objc_msg_lookup(id, SEL);
807     MsgLookupFn.init(&CGM, "objc_msg_lookup", IMPTy, IdTy, SelectorTy, NULL);
808     // IMP objc_msg_lookup_super(struct objc_super*, SEL);
809     MsgLookupSuperFn.init(&CGM, "objc_msg_lookup_super", IMPTy,
810                           PtrToObjCSuperTy, SelectorTy, NULL);
811   }
812 };
813 } // end anonymous namespace
814
815
816 /// Emits a reference to a dummy variable which is emitted with each class.
817 /// This ensures that a linker error will be generated when trying to link
818 /// together modules where a referenced class is not defined.
819 void CGObjCGNU::EmitClassRef(const std::string &className) {
820   std::string symbolRef = "__objc_class_ref_" + className;
821   // Don't emit two copies of the same symbol
822   if (TheModule.getGlobalVariable(symbolRef))
823     return;
824   std::string symbolName = "__objc_class_name_" + className;
825   llvm::GlobalVariable *ClassSymbol = TheModule.getGlobalVariable(symbolName);
826   if (!ClassSymbol) {
827     ClassSymbol = new llvm::GlobalVariable(TheModule, LongTy, false,
828         llvm::GlobalValue::ExternalLinkage, 0, symbolName);
829   }
830   new llvm::GlobalVariable(TheModule, ClassSymbol->getType(), true,
831     llvm::GlobalValue::WeakAnyLinkage, ClassSymbol, symbolRef);
832 }
833
834 static std::string SymbolNameForMethod(const StringRef &ClassName,
835     const StringRef &CategoryName, const Selector MethodName,
836     bool isClassMethod) {
837   std::string MethodNameColonStripped = MethodName.getAsString();
838   std::replace(MethodNameColonStripped.begin(), MethodNameColonStripped.end(),
839       ':', '_');
840   return (Twine(isClassMethod ? "_c_" : "_i_") + ClassName + "_" +
841     CategoryName + "_" + MethodNameColonStripped).str();
842 }
843
844 CGObjCGNU::CGObjCGNU(CodeGenModule &cgm, unsigned runtimeABIVersion,
845     unsigned protocolClassVersion)
846   : CGObjCRuntime(cgm), TheModule(CGM.getModule()),
847     VMContext(cgm.getLLVMContext()), ClassPtrAlias(0), MetaClassPtrAlias(0),
848     RuntimeVersion(runtimeABIVersion), ProtocolVersion(protocolClassVersion) {
849
850   msgSendMDKind = VMContext.getMDKindID("GNUObjCMessageSend");
851
852   CodeGenTypes &Types = CGM.getTypes();
853   IntTy = cast<llvm::IntegerType>(
854       Types.ConvertType(CGM.getContext().IntTy));
855   LongTy = cast<llvm::IntegerType>(
856       Types.ConvertType(CGM.getContext().LongTy));
857   SizeTy = cast<llvm::IntegerType>(
858       Types.ConvertType(CGM.getContext().getSizeType()));
859   PtrDiffTy = cast<llvm::IntegerType>(
860       Types.ConvertType(CGM.getContext().getPointerDiffType()));
861   BoolTy = CGM.getTypes().ConvertType(CGM.getContext().BoolTy);
862
863   Int8Ty = llvm::Type::getInt8Ty(VMContext);
864   // C string type.  Used in lots of places.
865   PtrToInt8Ty = llvm::PointerType::getUnqual(Int8Ty);
866
867   Zeros[0] = llvm::ConstantInt::get(LongTy, 0);
868   Zeros[1] = Zeros[0];
869   NULLPtr = llvm::ConstantPointerNull::get(PtrToInt8Ty);
870   // Get the selector Type.
871   QualType selTy = CGM.getContext().getObjCSelType();
872   if (QualType() == selTy) {
873     SelectorTy = PtrToInt8Ty;
874   } else {
875     SelectorTy = cast<llvm::PointerType>(CGM.getTypes().ConvertType(selTy));
876   }
877
878   PtrToIntTy = llvm::PointerType::getUnqual(IntTy);
879   PtrTy = PtrToInt8Ty;
880
881   Int32Ty = llvm::Type::getInt32Ty(VMContext);
882   Int64Ty = llvm::Type::getInt64Ty(VMContext);
883
884   IntPtrTy =
885       TheModule.getPointerSize() == llvm::Module::Pointer32 ? Int32Ty : Int64Ty;
886
887   // Object type
888   QualType UnqualIdTy = CGM.getContext().getObjCIdType();
889   ASTIdTy = CanQualType();
890   if (UnqualIdTy != QualType()) {
891     ASTIdTy = CGM.getContext().getCanonicalType(UnqualIdTy);
892     IdTy = cast<llvm::PointerType>(CGM.getTypes().ConvertType(ASTIdTy));
893   } else {
894     IdTy = PtrToInt8Ty;
895   }
896   PtrToIdTy = llvm::PointerType::getUnqual(IdTy);
897
898   ObjCSuperTy = llvm::StructType::get(IdTy, IdTy, NULL);
899   PtrToObjCSuperTy = llvm::PointerType::getUnqual(ObjCSuperTy);
900
901   llvm::Type *VoidTy = llvm::Type::getVoidTy(VMContext);
902
903   // void objc_exception_throw(id);
904   ExceptionThrowFn.init(&CGM, "objc_exception_throw", VoidTy, IdTy, NULL);
905   ExceptionReThrowFn.init(&CGM, "objc_exception_throw", VoidTy, IdTy, NULL);
906   // int objc_sync_enter(id);
907   SyncEnterFn.init(&CGM, "objc_sync_enter", IntTy, IdTy, NULL);
908   // int objc_sync_exit(id);
909   SyncExitFn.init(&CGM, "objc_sync_exit", IntTy, IdTy, NULL);
910
911   // void objc_enumerationMutation (id)
912   EnumerationMutationFn.init(&CGM, "objc_enumerationMutation", VoidTy,
913       IdTy, NULL);
914
915   // id objc_getProperty(id, SEL, ptrdiff_t, BOOL)
916   GetPropertyFn.init(&CGM, "objc_getProperty", IdTy, IdTy, SelectorTy,
917       PtrDiffTy, BoolTy, NULL);
918   // void objc_setProperty(id, SEL, ptrdiff_t, id, BOOL, BOOL)
919   SetPropertyFn.init(&CGM, "objc_setProperty", VoidTy, IdTy, SelectorTy,
920       PtrDiffTy, IdTy, BoolTy, BoolTy, NULL);
921   // void objc_setPropertyStruct(void*, void*, ptrdiff_t, BOOL, BOOL)
922   GetStructPropertyFn.init(&CGM, "objc_getPropertyStruct", VoidTy, PtrTy, PtrTy, 
923       PtrDiffTy, BoolTy, BoolTy, NULL);
924   // void objc_setPropertyStruct(void*, void*, ptrdiff_t, BOOL, BOOL)
925   SetStructPropertyFn.init(&CGM, "objc_setPropertyStruct", VoidTy, PtrTy, PtrTy, 
926       PtrDiffTy, BoolTy, BoolTy, NULL);
927
928   // IMP type
929   llvm::Type *IMPArgs[] = { IdTy, SelectorTy };
930   IMPTy = llvm::PointerType::getUnqual(llvm::FunctionType::get(IdTy, IMPArgs,
931               true));
932
933   const LangOptions &Opts = CGM.getLangOpts();
934   if ((Opts.getGC() != LangOptions::NonGC) || Opts.ObjCAutoRefCount)
935     RuntimeVersion = 10;
936
937   // Don't bother initialising the GC stuff unless we're compiling in GC mode
938   if (Opts.getGC() != LangOptions::NonGC) {
939     // This is a bit of an hack.  We should sort this out by having a proper
940     // CGObjCGNUstep subclass for GC, but we may want to really support the old
941     // ABI and GC added in ObjectiveC2.framework, so we fudge it a bit for now
942     // Get selectors needed in GC mode
943     RetainSel = GetNullarySelector("retain", CGM.getContext());
944     ReleaseSel = GetNullarySelector("release", CGM.getContext());
945     AutoreleaseSel = GetNullarySelector("autorelease", CGM.getContext());
946
947     // Get functions needed in GC mode
948
949     // id objc_assign_ivar(id, id, ptrdiff_t);
950     IvarAssignFn.init(&CGM, "objc_assign_ivar", IdTy, IdTy, IdTy, PtrDiffTy,
951         NULL);
952     // id objc_assign_strongCast (id, id*)
953     StrongCastAssignFn.init(&CGM, "objc_assign_strongCast", IdTy, IdTy,
954         PtrToIdTy, NULL);
955     // id objc_assign_global(id, id*);
956     GlobalAssignFn.init(&CGM, "objc_assign_global", IdTy, IdTy, PtrToIdTy,
957         NULL);
958     // id objc_assign_weak(id, id*);
959     WeakAssignFn.init(&CGM, "objc_assign_weak", IdTy, IdTy, PtrToIdTy, NULL);
960     // id objc_read_weak(id*);
961     WeakReadFn.init(&CGM, "objc_read_weak", IdTy, PtrToIdTy, NULL);
962     // void *objc_memmove_collectable(void*, void *, size_t);
963     MemMoveFn.init(&CGM, "objc_memmove_collectable", PtrTy, PtrTy, PtrTy,
964         SizeTy, NULL);
965   }
966 }
967
968 llvm::Value *CGObjCGNU::GetClassNamed(CGBuilderTy &Builder,
969                                       const std::string &Name,
970                                       bool isWeak) {
971   llvm::Value *ClassName = CGM.GetAddrOfConstantCString(Name);
972   // With the incompatible ABI, this will need to be replaced with a direct
973   // reference to the class symbol.  For the compatible nonfragile ABI we are
974   // still performing this lookup at run time but emitting the symbol for the
975   // class externally so that we can make the switch later.
976   //
977   // Libobjc2 contains an LLVM pass that replaces calls to objc_lookup_class
978   // with memoized versions or with static references if it's safe to do so.
979   if (!isWeak)
980     EmitClassRef(Name);
981   ClassName = Builder.CreateStructGEP(ClassName, 0);
982
983   llvm::Constant *ClassLookupFn =
984     CGM.CreateRuntimeFunction(llvm::FunctionType::get(IdTy, PtrToInt8Ty, true),
985                               "objc_lookup_class");
986   return Builder.CreateCall(ClassLookupFn, ClassName);
987 }
988
989 // This has to perform the lookup every time, since posing and related
990 // techniques can modify the name -> class mapping.
991 llvm::Value *CGObjCGNU::GetClass(CGBuilderTy &Builder,
992                                  const ObjCInterfaceDecl *OID) {
993   return GetClassNamed(Builder, OID->getNameAsString(), OID->isWeakImported());
994 }
995 llvm::Value *CGObjCGNU::EmitNSAutoreleasePoolClassRef(CGBuilderTy &Builder) {
996   return GetClassNamed(Builder, "NSAutoreleasePool", false);
997 }
998
999 llvm::Value *CGObjCGNU::GetSelector(CGBuilderTy &Builder, Selector Sel,
1000     const std::string &TypeEncoding, bool lval) {
1001
1002   SmallVector<TypedSelector, 2> &Types = SelectorTable[Sel];
1003   llvm::GlobalAlias *SelValue = 0;
1004
1005
1006   for (SmallVectorImpl<TypedSelector>::iterator i = Types.begin(),
1007       e = Types.end() ; i!=e ; i++) {
1008     if (i->first == TypeEncoding) {
1009       SelValue = i->second;
1010       break;
1011     }
1012   }
1013   if (0 == SelValue) {
1014     SelValue = new llvm::GlobalAlias(SelectorTy,
1015                                      llvm::GlobalValue::PrivateLinkage,
1016                                      ".objc_selector_"+Sel.getAsString(), NULL,
1017                                      &TheModule);
1018     Types.push_back(TypedSelector(TypeEncoding, SelValue));
1019   }
1020
1021   if (lval) {
1022     llvm::Value *tmp = Builder.CreateAlloca(SelValue->getType());
1023     Builder.CreateStore(SelValue, tmp);
1024     return tmp;
1025   }
1026   return SelValue;
1027 }
1028
1029 llvm::Value *CGObjCGNU::GetSelector(CGBuilderTy &Builder, Selector Sel,
1030                                     bool lval) {
1031   return GetSelector(Builder, Sel, std::string(), lval);
1032 }
1033
1034 llvm::Value *CGObjCGNU::GetSelector(CGBuilderTy &Builder, const ObjCMethodDecl
1035     *Method) {
1036   std::string SelTypes;
1037   CGM.getContext().getObjCEncodingForMethodDecl(Method, SelTypes);
1038   return GetSelector(Builder, Method->getSelector(), SelTypes, false);
1039 }
1040
1041 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetEHType(QualType T) {
1042   if (T->isObjCIdType() || T->isObjCQualifiedIdType()) {
1043     // With the old ABI, there was only one kind of catchall, which broke
1044     // foreign exceptions.  With the new ABI, we use __objc_id_typeinfo as
1045     // a pointer indicating object catchalls, and NULL to indicate real
1046     // catchalls
1047     if (CGM.getLangOpts().ObjCRuntime.isNonFragile()) {
1048       return MakeConstantString("@id");
1049     } else {
1050       return 0;
1051     }
1052   }
1053
1054   // All other types should be Objective-C interface pointer types.
1055   const ObjCObjectPointerType *OPT = T->getAs<ObjCObjectPointerType>();
1056   assert(OPT && "Invalid @catch type.");
1057   const ObjCInterfaceDecl *IDecl = OPT->getObjectType()->getInterface();
1058   assert(IDecl && "Invalid @catch type.");
1059   return MakeConstantString(IDecl->getIdentifier()->getName());
1060 }
1061
1062 llvm::Constant *CGObjCGNUstep::GetEHType(QualType T) {
1063   if (!CGM.getLangOpts().CPlusPlus)
1064     return CGObjCGNU::GetEHType(T);
1065
1066   // For Objective-C++, we want to provide the ability to catch both C++ and
1067   // Objective-C objects in the same function.
1068
1069   // There's a particular fixed type info for 'id'.
1070   if (T->isObjCIdType() ||
1071       T->isObjCQualifiedIdType()) {
1072     llvm::Constant *IDEHType =
1073       CGM.getModule().getGlobalVariable("__objc_id_type_info");
1074     if (!IDEHType)
1075       IDEHType =
1076         new llvm::GlobalVariable(CGM.getModule(), PtrToInt8Ty,
1077                                  false,
1078                                  llvm::GlobalValue::ExternalLinkage,
1079                                  0, "__objc_id_type_info");
1080     return llvm::ConstantExpr::getBitCast(IDEHType, PtrToInt8Ty);
1081   }
1082
1083   const ObjCObjectPointerType *PT =
1084     T->getAs<ObjCObjectPointerType>();
1085   assert(PT && "Invalid @catch type.");
1086   const ObjCInterfaceType *IT = PT->getInterfaceType();
1087   assert(IT && "Invalid @catch type.");
1088   std::string className = IT->getDecl()->getIdentifier()->getName();
1089
1090   std::string typeinfoName = "__objc_eh_typeinfo_" + className;
1091
1092   // Return the existing typeinfo if it exists
1093   llvm::Constant *typeinfo = TheModule.getGlobalVariable(typeinfoName);
1094   if (typeinfo)
1095     return llvm::ConstantExpr::getBitCast(typeinfo, PtrToInt8Ty);
1096
1097   // Otherwise create it.
1098
1099   // vtable for gnustep::libobjc::__objc_class_type_info
1100   // It's quite ugly hard-coding this.  Ideally we'd generate it using the host
1101   // platform's name mangling.
1102   const char *vtableName = "_ZTVN7gnustep7libobjc22__objc_class_type_infoE";
1103   llvm::Constant *Vtable = TheModule.getGlobalVariable(vtableName);
1104   if (!Vtable) {
1105     Vtable = new llvm::GlobalVariable(TheModule, PtrToInt8Ty, true,
1106             llvm::GlobalValue::ExternalLinkage, 0, vtableName);
1107   }
1108   llvm::Constant *Two = llvm::ConstantInt::get(IntTy, 2);
1109   Vtable = llvm::ConstantExpr::getGetElementPtr(Vtable, Two);
1110   Vtable = llvm::ConstantExpr::getBitCast(Vtable, PtrToInt8Ty);
1111
1112   llvm::Constant *typeName =
1113     ExportUniqueString(className, "__objc_eh_typename_");
1114
1115   std::vector<llvm::Constant*> fields;
1116   fields.push_back(Vtable);
1117   fields.push_back(typeName);
1118   llvm::Constant *TI = 
1119       MakeGlobal(llvm::StructType::get(PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty,
1120               NULL), fields, "__objc_eh_typeinfo_" + className,
1121           llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage);
1122   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(TI, PtrToInt8Ty);
1123 }
1124
1125 /// Generate an NSConstantString object.
1126 llvm::Constant *CGObjCGNU::GenerateConstantString(const StringLiteral *SL) {
1127
1128   std::string Str = SL->getString().str();
1129
1130   // Look for an existing one
1131   llvm::StringMap<llvm::Constant*>::iterator old = ObjCStrings.find(Str);
1132   if (old != ObjCStrings.end())
1133     return old->getValue();
1134
1135   StringRef StringClass = CGM.getLangOpts().ObjCConstantStringClass;
1136
1137   if (StringClass.empty()) StringClass = "NXConstantString";
1138
1139   std::string Sym = "_OBJC_CLASS_";
1140   Sym += StringClass;
1141
1142   llvm::Constant *isa = TheModule.getNamedGlobal(Sym);
1143
1144   if (!isa)
1145     isa = new llvm::GlobalVariable(TheModule, IdTy, /* isConstant */false,
1146             llvm::GlobalValue::ExternalWeakLinkage, 0, Sym);
1147   else if (isa->getType() != PtrToIdTy)
1148     isa = llvm::ConstantExpr::getBitCast(isa, PtrToIdTy);
1149
1150   std::vector<llvm::Constant*> Ivars;
1151   Ivars.push_back(isa);
1152   Ivars.push_back(MakeConstantString(Str));
1153   Ivars.push_back(llvm::ConstantInt::get(IntTy, Str.size()));
1154   llvm::Constant *ObjCStr = MakeGlobal(
1155     llvm::StructType::get(PtrToIdTy, PtrToInt8Ty, IntTy, NULL),
1156     Ivars, ".objc_str");
1157   ObjCStr = llvm::ConstantExpr::getBitCast(ObjCStr, PtrToInt8Ty);
1158   ObjCStrings[Str] = ObjCStr;
1159   ConstantStrings.push_back(ObjCStr);
1160   return ObjCStr;
1161 }
1162
1163 ///Generates a message send where the super is the receiver.  This is a message
1164 ///send to self with special delivery semantics indicating which class's method
1165 ///should be called.
1166 RValue
1167 CGObjCGNU::GenerateMessageSendSuper(CodeGenFunction &CGF,
1168                                     ReturnValueSlot Return,
1169                                     QualType ResultType,
1170                                     Selector Sel,
1171                                     const ObjCInterfaceDecl *Class,
1172                                     bool isCategoryImpl,
1173                                     llvm::Value *Receiver,
1174                                     bool IsClassMessage,
1175                                     const CallArgList &CallArgs,
1176                                     const ObjCMethodDecl *Method) {
1177   CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
1178   if (CGM.getLangOpts().getGC() == LangOptions::GCOnly) {
1179     if (Sel == RetainSel || Sel == AutoreleaseSel) {
1180       return RValue::get(EnforceType(Builder, Receiver,
1181                   CGM.getTypes().ConvertType(ResultType)));
1182     }
1183     if (Sel == ReleaseSel) {
1184       return RValue::get(0);
1185     }
1186   }
1187
1188   llvm::Value *cmd = GetSelector(Builder, Sel);
1189
1190
1191   CallArgList ActualArgs;
1192
1193   ActualArgs.add(RValue::get(EnforceType(Builder, Receiver, IdTy)), ASTIdTy);
1194   ActualArgs.add(RValue::get(cmd), CGF.getContext().getObjCSelType());
1195   ActualArgs.addFrom(CallArgs);
1196
1197   MessageSendInfo MSI = getMessageSendInfo(Method, ResultType, ActualArgs);
1198
1199   llvm::Value *ReceiverClass = 0;
1200   if (isCategoryImpl) {
1201     llvm::Constant *classLookupFunction = 0;
1202     if (IsClassMessage)  {
1203       classLookupFunction = CGM.CreateRuntimeFunction(llvm::FunctionType::get(
1204             IdTy, PtrTy, true), "objc_get_meta_class");
1205     } else {
1206       classLookupFunction = CGM.CreateRuntimeFunction(llvm::FunctionType::get(
1207             IdTy, PtrTy, true), "objc_get_class");
1208     }
1209     ReceiverClass = Builder.CreateCall(classLookupFunction,
1210         MakeConstantString(Class->getNameAsString()));
1211   } else {
1212     // Set up global aliases for the metaclass or class pointer if they do not
1213     // already exist.  These will are forward-references which will be set to
1214     // pointers to the class and metaclass structure created for the runtime
1215     // load function.  To send a message to super, we look up the value of the
1216     // super_class pointer from either the class or metaclass structure.
1217     if (IsClassMessage)  {
1218       if (!MetaClassPtrAlias) {
1219         MetaClassPtrAlias = new llvm::GlobalAlias(IdTy,
1220             llvm::GlobalValue::InternalLinkage, ".objc_metaclass_ref" +
1221             Class->getNameAsString(), NULL, &TheModule);
1222       }
1223       ReceiverClass = MetaClassPtrAlias;
1224     } else {
1225       if (!ClassPtrAlias) {
1226         ClassPtrAlias = new llvm::GlobalAlias(IdTy,
1227             llvm::GlobalValue::InternalLinkage, ".objc_class_ref" +
1228             Class->getNameAsString(), NULL, &TheModule);
1229       }
1230       ReceiverClass = ClassPtrAlias;
1231     }
1232   }
1233   // Cast the pointer to a simplified version of the class structure
1234   ReceiverClass = Builder.CreateBitCast(ReceiverClass,
1235       llvm::PointerType::getUnqual(
1236         llvm::StructType::get(IdTy, IdTy, NULL)));
1237   // Get the superclass pointer
1238   ReceiverClass = Builder.CreateStructGEP(ReceiverClass, 1);
1239   // Load the superclass pointer
1240   ReceiverClass = Builder.CreateLoad(ReceiverClass);
1241   // Construct the structure used to look up the IMP
1242   llvm::StructType *ObjCSuperTy = llvm::StructType::get(
1243       Receiver->getType(), IdTy, NULL);
1244   llvm::Value *ObjCSuper = Builder.CreateAlloca(ObjCSuperTy);
1245
1246   Builder.CreateStore(Receiver, Builder.CreateStructGEP(ObjCSuper, 0));
1247   Builder.CreateStore(ReceiverClass, Builder.CreateStructGEP(ObjCSuper, 1));
1248
1249   ObjCSuper = EnforceType(Builder, ObjCSuper, PtrToObjCSuperTy);
1250
1251   // Get the IMP
1252   llvm::Value *imp = LookupIMPSuper(CGF, ObjCSuper, cmd);
1253   imp = EnforceType(Builder, imp, MSI.MessengerType);
1254
1255   llvm::Value *impMD[] = {
1256       llvm::MDString::get(VMContext, Sel.getAsString()),
1257       llvm::MDString::get(VMContext, Class->getSuperClass()->getNameAsString()),
1258       llvm::ConstantInt::get(llvm::Type::getInt1Ty(VMContext), IsClassMessage)
1259    };
1260   llvm::MDNode *node = llvm::MDNode::get(VMContext, impMD);
1261
1262   llvm::Instruction *call;
1263   RValue msgRet = CGF.EmitCall(MSI.CallInfo, imp, Return, ActualArgs, 0, &call);
1264   call->setMetadata(msgSendMDKind, node);
1265   return msgRet;
1266 }
1267
1268 /// Generate code for a message send expression.
1269 RValue
1270 CGObjCGNU::GenerateMessageSend(CodeGenFunction &CGF,
1271                                ReturnValueSlot Return,
1272                                QualType ResultType,
1273                                Selector Sel,
1274                                llvm::Value *Receiver,
1275                                const CallArgList &CallArgs,
1276                                const ObjCInterfaceDecl *Class,
1277                                const ObjCMethodDecl *Method) {
1278   CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
1279
1280   // Strip out message sends to retain / release in GC mode
1281   if (CGM.getLangOpts().getGC() == LangOptions::GCOnly) {
1282     if (Sel == RetainSel || Sel == AutoreleaseSel) {
1283       return RValue::get(EnforceType(Builder, Receiver,
1284                   CGM.getTypes().ConvertType(ResultType)));
1285     }
1286     if (Sel == ReleaseSel) {
1287       return RValue::get(0);
1288     }
1289   }
1290
1291   // If the return type is something that goes in an integer register, the
1292   // runtime will handle 0 returns.  For other cases, we fill in the 0 value
1293   // ourselves.
1294   //
1295   // The language spec says the result of this kind of message send is
1296   // undefined, but lots of people seem to have forgotten to read that
1297   // paragraph and insist on sending messages to nil that have structure
1298   // returns.  With GCC, this generates a random return value (whatever happens
1299   // to be on the stack / in those registers at the time) on most platforms,
1300   // and generates an illegal instruction trap on SPARC.  With LLVM it corrupts
1301   // the stack.  
1302   bool isPointerSizedReturn = (ResultType->isAnyPointerType() ||
1303       ResultType->isIntegralOrEnumerationType() || ResultType->isVoidType());
1304
1305   llvm::BasicBlock *startBB = 0;
1306   llvm::BasicBlock *messageBB = 0;
1307   llvm::BasicBlock *continueBB = 0;
1308
1309   if (!isPointerSizedReturn) {
1310     startBB = Builder.GetInsertBlock();
1311     messageBB = CGF.createBasicBlock("msgSend");
1312     continueBB = CGF.createBasicBlock("continue");
1313
1314     llvm::Value *isNil = Builder.CreateICmpEQ(Receiver, 
1315             llvm::Constant::getNullValue(Receiver->getType()));
1316     Builder.CreateCondBr(isNil, continueBB, messageBB);
1317     CGF.EmitBlock(messageBB);
1318   }
1319
1320   IdTy = cast<llvm::PointerType>(CGM.getTypes().ConvertType(ASTIdTy));
1321   llvm::Value *cmd;
1322   if (Method)
1323     cmd = GetSelector(Builder, Method);
1324   else
1325     cmd = GetSelector(Builder, Sel);
1326   cmd = EnforceType(Builder, cmd, SelectorTy);
1327   Receiver = EnforceType(Builder, Receiver, IdTy);
1328
1329   llvm::Value *impMD[] = {
1330         llvm::MDString::get(VMContext, Sel.getAsString()),
1331         llvm::MDString::get(VMContext, Class ? Class->getNameAsString() :""),
1332         llvm::ConstantInt::get(llvm::Type::getInt1Ty(VMContext), Class!=0)
1333    };
1334   llvm::MDNode *node = llvm::MDNode::get(VMContext, impMD);
1335
1336   CallArgList ActualArgs;
1337   ActualArgs.add(RValue::get(Receiver), ASTIdTy);
1338   ActualArgs.add(RValue::get(cmd), CGF.getContext().getObjCSelType());
1339   ActualArgs.addFrom(CallArgs);
1340
1341   MessageSendInfo MSI = getMessageSendInfo(Method, ResultType, ActualArgs);
1342
1343   // Get the IMP to call
1344   llvm::Value *imp;
1345
1346   // If we have non-legacy dispatch specified, we try using the objc_msgSend()
1347   // functions.  These are not supported on all platforms (or all runtimes on a
1348   // given platform), so we 
1349   switch (CGM.getCodeGenOpts().getObjCDispatchMethod()) {
1350     case CodeGenOptions::Legacy:
1351       imp = LookupIMP(CGF, Receiver, cmd, node);
1352       break;
1353     case CodeGenOptions::Mixed:
1354     case CodeGenOptions::NonLegacy:
1355       if (CGM.ReturnTypeUsesFPRet(ResultType)) {
1356         imp = CGM.CreateRuntimeFunction(llvm::FunctionType::get(IdTy, IdTy, true),
1357                                   "objc_msgSend_fpret");
1358       } else if (CGM.ReturnTypeUsesSRet(MSI.CallInfo)) {
1359         // The actual types here don't matter - we're going to bitcast the
1360         // function anyway
1361         imp = CGM.CreateRuntimeFunction(llvm::FunctionType::get(IdTy, IdTy, true),
1362                                   "objc_msgSend_stret");
1363       } else {
1364         imp = CGM.CreateRuntimeFunction(llvm::FunctionType::get(IdTy, IdTy, true),
1365                                   "objc_msgSend");
1366       }
1367   }
1368
1369   // Reset the receiver in case the lookup modified it
1370   ActualArgs[0] = CallArg(RValue::get(Receiver), ASTIdTy, false);
1371
1372   imp = EnforceType(Builder, imp, MSI.MessengerType);
1373
1374   llvm::Instruction *call;
1375   RValue msgRet = CGF.EmitCall(MSI.CallInfo, imp, Return, ActualArgs,
1376       0, &call);
1377   call->setMetadata(msgSendMDKind, node);
1378
1379
1380   if (!isPointerSizedReturn) {
1381     messageBB = CGF.Builder.GetInsertBlock();
1382     CGF.Builder.CreateBr(continueBB);
1383     CGF.EmitBlock(continueBB);
1384     if (msgRet.isScalar()) {
1385       llvm::Value *v = msgRet.getScalarVal();
1386       llvm::PHINode *phi = Builder.CreatePHI(v->getType(), 2);
1387       phi->addIncoming(v, messageBB);
1388       phi->addIncoming(llvm::Constant::getNullValue(v->getType()), startBB);
1389       msgRet = RValue::get(phi);
1390     } else if (msgRet.isAggregate()) {
1391       llvm::Value *v = msgRet.getAggregateAddr();
1392       llvm::PHINode *phi = Builder.CreatePHI(v->getType(), 2);
1393       llvm::PointerType *RetTy = cast<llvm::PointerType>(v->getType());
1394       llvm::AllocaInst *NullVal = 
1395           CGF.CreateTempAlloca(RetTy->getElementType(), "null");
1396       CGF.InitTempAlloca(NullVal,
1397           llvm::Constant::getNullValue(RetTy->getElementType()));
1398       phi->addIncoming(v, messageBB);
1399       phi->addIncoming(NullVal, startBB);
1400       msgRet = RValue::getAggregate(phi);
1401     } else /* isComplex() */ {
1402       std::pair<llvm::Value*,llvm::Value*> v = msgRet.getComplexVal();
1403       llvm::PHINode *phi = Builder.CreatePHI(v.first->getType(), 2);
1404       phi->addIncoming(v.first, messageBB);
1405       phi->addIncoming(llvm::Constant::getNullValue(v.first->getType()),
1406           startBB);
1407       llvm::PHINode *phi2 = Builder.CreatePHI(v.second->getType(), 2);
1408       phi2->addIncoming(v.second, messageBB);
1409       phi2->addIncoming(llvm::Constant::getNullValue(v.second->getType()),
1410           startBB);
1411       msgRet = RValue::getComplex(phi, phi2);
1412     }
1413   }
1414   return msgRet;
1415 }
1416
1417 /// Generates a MethodList.  Used in construction of a objc_class and
1418 /// objc_category structures.
1419 llvm::Constant *CGObjCGNU::
1420 GenerateMethodList(const StringRef &ClassName,
1421                    const StringRef &CategoryName,
1422                    ArrayRef<Selector> MethodSels,
1423                    ArrayRef<llvm::Constant *> MethodTypes,
1424                    bool isClassMethodList) {
1425   if (MethodSels.empty())
1426     return NULLPtr;
1427   // Get the method structure type.
1428   llvm::StructType *ObjCMethodTy = llvm::StructType::get(
1429     PtrToInt8Ty, // Really a selector, but the runtime creates it us.
1430     PtrToInt8Ty, // Method types
1431     IMPTy, //Method pointer
1432     NULL);
1433   std::vector<llvm::Constant*> Methods;
1434   std::vector<llvm::Constant*> Elements;
1435   for (unsigned int i = 0, e = MethodTypes.size(); i < e; ++i) {
1436     Elements.clear();
1437     llvm::Constant *Method =
1438       TheModule.getFunction(SymbolNameForMethod(ClassName, CategoryName,
1439                                                 MethodSels[i],
1440                                                 isClassMethodList));
1441     assert(Method && "Can't generate metadata for method that doesn't exist");
1442     llvm::Constant *C = MakeConstantString(MethodSels[i].getAsString());
1443     Elements.push_back(C);
1444     Elements.push_back(MethodTypes[i]);
1445     Method = llvm::ConstantExpr::getBitCast(Method,
1446         IMPTy);
1447     Elements.push_back(Method);
1448     Methods.push_back(llvm::ConstantStruct::get(ObjCMethodTy, Elements));
1449   }
1450
1451   // Array of method structures
1452   llvm::ArrayType *ObjCMethodArrayTy = llvm::ArrayType::get(ObjCMethodTy,
1453                                                             Methods.size());
1454   llvm::Constant *MethodArray = llvm::ConstantArray::get(ObjCMethodArrayTy,
1455                                                          Methods);
1456
1457   // Structure containing list pointer, array and array count
1458   llvm::StructType *ObjCMethodListTy = llvm::StructType::create(VMContext);
1459   llvm::Type *NextPtrTy = llvm::PointerType::getUnqual(ObjCMethodListTy);
1460   ObjCMethodListTy->setBody(
1461       NextPtrTy,
1462       IntTy,
1463       ObjCMethodArrayTy,
1464       NULL);
1465
1466   Methods.clear();
1467   Methods.push_back(llvm::ConstantPointerNull::get(
1468         llvm::PointerType::getUnqual(ObjCMethodListTy)));
1469   Methods.push_back(llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, MethodTypes.size()));
1470   Methods.push_back(MethodArray);
1471
1472   // Create an instance of the structure
1473   return MakeGlobal(ObjCMethodListTy, Methods, ".objc_method_list");
1474 }
1475
1476 /// Generates an IvarList.  Used in construction of a objc_class.
1477 llvm::Constant *CGObjCGNU::
1478 GenerateIvarList(ArrayRef<llvm::Constant *> IvarNames,
1479                  ArrayRef<llvm::Constant *> IvarTypes,
1480                  ArrayRef<llvm::Constant *> IvarOffsets) {
1481   if (IvarNames.size() == 0)
1482     return NULLPtr;
1483   // Get the method structure type.
1484   llvm::StructType *ObjCIvarTy = llvm::StructType::get(
1485     PtrToInt8Ty,
1486     PtrToInt8Ty,
1487     IntTy,
1488     NULL);
1489   std::vector<llvm::Constant*> Ivars;
1490   std::vector<llvm::Constant*> Elements;
1491   for (unsigned int i = 0, e = IvarNames.size() ; i < e ; i++) {
1492     Elements.clear();
1493     Elements.push_back(IvarNames[i]);
1494     Elements.push_back(IvarTypes[i]);
1495     Elements.push_back(IvarOffsets[i]);
1496     Ivars.push_back(llvm::ConstantStruct::get(ObjCIvarTy, Elements));
1497   }
1498
1499   // Array of method structures
1500   llvm::ArrayType *ObjCIvarArrayTy = llvm::ArrayType::get(ObjCIvarTy,
1501       IvarNames.size());
1502
1503
1504   Elements.clear();
1505   Elements.push_back(llvm::ConstantInt::get(IntTy, (int)IvarNames.size()));
1506   Elements.push_back(llvm::ConstantArray::get(ObjCIvarArrayTy, Ivars));
1507   // Structure containing array and array count
1508   llvm::StructType *ObjCIvarListTy = llvm::StructType::get(IntTy,
1509     ObjCIvarArrayTy,
1510     NULL);
1511
1512   // Create an instance of the structure
1513   return MakeGlobal(ObjCIvarListTy, Elements, ".objc_ivar_list");
1514 }
1515
1516 /// Generate a class structure
1517 llvm::Constant *CGObjCGNU::GenerateClassStructure(
1518     llvm::Constant *MetaClass,
1519     llvm::Constant *SuperClass,
1520     unsigned info,
1521     const char *Name,
1522     llvm::Constant *Version,
1523     llvm::Constant *InstanceSize,
1524     llvm::Constant *IVars,
1525     llvm::Constant *Methods,
1526     llvm::Constant *Protocols,
1527     llvm::Constant *IvarOffsets,
1528     llvm::Constant *Properties,
1529     llvm::Constant *StrongIvarBitmap,
1530     llvm::Constant *WeakIvarBitmap,
1531     bool isMeta) {
1532   // Set up the class structure
1533   // Note:  Several of these are char*s when they should be ids.  This is
1534   // because the runtime performs this translation on load.
1535   //
1536   // Fields marked New ABI are part of the GNUstep runtime.  We emit them
1537   // anyway; the classes will still work with the GNU runtime, they will just
1538   // be ignored.
1539   llvm::StructType *ClassTy = llvm::StructType::get(
1540       PtrToInt8Ty,        // isa 
1541       PtrToInt8Ty,        // super_class
1542       PtrToInt8Ty,        // name
1543       LongTy,             // version
1544       LongTy,             // info
1545       LongTy,             // instance_size
1546       IVars->getType(),   // ivars
1547       Methods->getType(), // methods
1548       // These are all filled in by the runtime, so we pretend
1549       PtrTy,              // dtable
1550       PtrTy,              // subclass_list
1551       PtrTy,              // sibling_class
1552       PtrTy,              // protocols
1553       PtrTy,              // gc_object_type
1554       // New ABI:
1555       LongTy,                 // abi_version
1556       IvarOffsets->getType(), // ivar_offsets
1557       Properties->getType(),  // properties
1558       IntPtrTy,               // strong_pointers
1559       IntPtrTy,               // weak_pointers
1560       NULL);
1561   llvm::Constant *Zero = llvm::ConstantInt::get(LongTy, 0);
1562   // Fill in the structure
1563   std::vector<llvm::Constant*> Elements;
1564   Elements.push_back(llvm::ConstantExpr::getBitCast(MetaClass, PtrToInt8Ty));
1565   Elements.push_back(SuperClass);
1566   Elements.push_back(MakeConstantString(Name, ".class_name"));
1567   Elements.push_back(Zero);
1568   Elements.push_back(llvm::ConstantInt::get(LongTy, info));
1569   if (isMeta) {
1570     llvm::DataLayout td(&TheModule);
1571     Elements.push_back(
1572         llvm::ConstantInt::get(LongTy,
1573                                td.getTypeSizeInBits(ClassTy) /
1574                                  CGM.getContext().getCharWidth()));
1575   } else
1576     Elements.push_back(InstanceSize);
1577   Elements.push_back(IVars);
1578   Elements.push_back(Methods);
1579   Elements.push_back(NULLPtr);
1580   Elements.push_back(NULLPtr);
1581   Elements.push_back(NULLPtr);
1582   Elements.push_back(llvm::ConstantExpr::getBitCast(Protocols, PtrTy));
1583   Elements.push_back(NULLPtr);
1584   Elements.push_back(llvm::ConstantInt::get(LongTy, 1));
1585   Elements.push_back(IvarOffsets);
1586   Elements.push_back(Properties);
1587   Elements.push_back(StrongIvarBitmap);
1588   Elements.push_back(WeakIvarBitmap);
1589   // Create an instance of the structure
1590   // This is now an externally visible symbol, so that we can speed up class
1591   // messages in the next ABI.  We may already have some weak references to
1592   // this, so check and fix them properly.
1593   std::string ClassSym((isMeta ? "_OBJC_METACLASS_": "_OBJC_CLASS_") +
1594           std::string(Name));
1595   llvm::GlobalVariable *ClassRef = TheModule.getNamedGlobal(ClassSym);
1596   llvm::Constant *Class = MakeGlobal(ClassTy, Elements, ClassSym,
1597           llvm::GlobalValue::ExternalLinkage);
1598   if (ClassRef) {
1599       ClassRef->replaceAllUsesWith(llvm::ConstantExpr::getBitCast(Class,
1600                   ClassRef->getType()));
1601       ClassRef->removeFromParent();
1602       Class->setName(ClassSym);
1603   }
1604   return Class;
1605 }
1606
1607 llvm::Constant *CGObjCGNU::
1608 GenerateProtocolMethodList(ArrayRef<llvm::Constant *> MethodNames,
1609                            ArrayRef<llvm::Constant *> MethodTypes) {
1610   // Get the method structure type.
1611   llvm::StructType *ObjCMethodDescTy = llvm::StructType::get(
1612     PtrToInt8Ty, // Really a selector, but the runtime does the casting for us.
1613     PtrToInt8Ty,
1614     NULL);
1615   std::vector<llvm::Constant*> Methods;
1616   std::vector<llvm::Constant*> Elements;
1617   for (unsigned int i = 0, e = MethodTypes.size() ; i < e ; i++) {
1618     Elements.clear();
1619     Elements.push_back(MethodNames[i]);
1620     Elements.push_back(MethodTypes[i]);
1621     Methods.push_back(llvm::ConstantStruct::get(ObjCMethodDescTy, Elements));
1622   }
1623   llvm::ArrayType *ObjCMethodArrayTy = llvm::ArrayType::get(ObjCMethodDescTy,
1624       MethodNames.size());
1625   llvm::Constant *Array = llvm::ConstantArray::get(ObjCMethodArrayTy,
1626                                                    Methods);
1627   llvm::StructType *ObjCMethodDescListTy = llvm::StructType::get(
1628       IntTy, ObjCMethodArrayTy, NULL);
1629   Methods.clear();
1630   Methods.push_back(llvm::ConstantInt::get(IntTy, MethodNames.size()));
1631   Methods.push_back(Array);
1632   return MakeGlobal(ObjCMethodDescListTy, Methods, ".objc_method_list");
1633 }
1634
1635 // Create the protocol list structure used in classes, categories and so on
1636 llvm::Constant *CGObjCGNU::GenerateProtocolList(ArrayRef<std::string>Protocols){
1637   llvm::ArrayType *ProtocolArrayTy = llvm::ArrayType::get(PtrToInt8Ty,
1638       Protocols.size());
1639   llvm::StructType *ProtocolListTy = llvm::StructType::get(
1640       PtrTy, //Should be a recurisve pointer, but it's always NULL here.
1641       SizeTy,
1642       ProtocolArrayTy,
1643       NULL);
1644   std::vector<llvm::Constant*> Elements;
1645   for (const std::string *iter = Protocols.begin(), *endIter = Protocols.end();
1646       iter != endIter ; iter++) {
1647     llvm::Constant *protocol = 0;
1648     llvm::StringMap<llvm::Constant*>::iterator value =
1649       ExistingProtocols.find(*iter);
1650     if (value == ExistingProtocols.end()) {
1651       protocol = GenerateEmptyProtocol(*iter);
1652     } else {
1653       protocol = value->getValue();
1654     }
1655     llvm::Constant *Ptr = llvm::ConstantExpr::getBitCast(protocol,
1656                                                            PtrToInt8Ty);
1657     Elements.push_back(Ptr);
1658   }
1659   llvm::Constant * ProtocolArray = llvm::ConstantArray::get(ProtocolArrayTy,
1660       Elements);
1661   Elements.clear();
1662   Elements.push_back(NULLPtr);
1663   Elements.push_back(llvm::ConstantInt::get(LongTy, Protocols.size()));
1664   Elements.push_back(ProtocolArray);
1665   return MakeGlobal(ProtocolListTy, Elements, ".objc_protocol_list");
1666 }
1667
1668 llvm::Value *CGObjCGNU::GenerateProtocolRef(CGBuilderTy &Builder,
1669                                             const ObjCProtocolDecl *PD) {
1670   llvm::Value *protocol = ExistingProtocols[PD->getNameAsString()];
1671   llvm::Type *T =
1672     CGM.getTypes().ConvertType(CGM.getContext().getObjCProtoType());
1673   return Builder.CreateBitCast(protocol, llvm::PointerType::getUnqual(T));
1674 }
1675
1676 llvm::Constant *CGObjCGNU::GenerateEmptyProtocol(
1677   const std::string &ProtocolName) {
1678   SmallVector<std::string, 0> EmptyStringVector;
1679   SmallVector<llvm::Constant*, 0> EmptyConstantVector;
1680
1681   llvm::Constant *ProtocolList = GenerateProtocolList(EmptyStringVector);
1682   llvm::Constant *MethodList =
1683     GenerateProtocolMethodList(EmptyConstantVector, EmptyConstantVector);
1684   // Protocols are objects containing lists of the methods implemented and
1685   // protocols adopted.
1686   llvm::StructType *ProtocolTy = llvm::StructType::get(IdTy,
1687       PtrToInt8Ty,
1688       ProtocolList->getType(),
1689       MethodList->getType(),
1690       MethodList->getType(),
1691       MethodList->getType(),
1692       MethodList->getType(),
1693       NULL);
1694   std::vector<llvm::Constant*> Elements;
1695   // The isa pointer must be set to a magic number so the runtime knows it's
1696   // the correct layout.
1697   Elements.push_back(llvm::ConstantExpr::getIntToPtr(
1698         llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, ProtocolVersion), IdTy));
1699   Elements.push_back(MakeConstantString(ProtocolName, ".objc_protocol_name"));
1700   Elements.push_back(ProtocolList);
1701   Elements.push_back(MethodList);
1702   Elements.push_back(MethodList);
1703   Elements.push_back(MethodList);
1704   Elements.push_back(MethodList);
1705   return MakeGlobal(ProtocolTy, Elements, ".objc_protocol");
1706 }
1707
1708 void CGObjCGNU::GenerateProtocol(const ObjCProtocolDecl *PD) {
1709   ASTContext &Context = CGM.getContext();
1710   std::string ProtocolName = PD->getNameAsString();
1711   
1712   // Use the protocol definition, if there is one.
1713   if (const ObjCProtocolDecl *Def = PD->getDefinition())
1714     PD = Def;
1715
1716   SmallVector<std::string, 16> Protocols;
1717   for (ObjCProtocolDecl::protocol_iterator PI = PD->protocol_begin(),
1718        E = PD->protocol_end(); PI != E; ++PI)
1719     Protocols.push_back((*PI)->getNameAsString());
1720   SmallVector<llvm::Constant*, 16> InstanceMethodNames;
1721   SmallVector<llvm::Constant*, 16> InstanceMethodTypes;
1722   SmallVector<llvm::Constant*, 16> OptionalInstanceMethodNames;
1723   SmallVector<llvm::Constant*, 16> OptionalInstanceMethodTypes;
1724   for (ObjCProtocolDecl::instmeth_iterator iter = PD->instmeth_begin(),
1725        E = PD->instmeth_end(); iter != E; iter++) {
1726     std::string TypeStr;
1727     Context.getObjCEncodingForMethodDecl(*iter, TypeStr);
1728     if ((*iter)->getImplementationControl() == ObjCMethodDecl::Optional) {
1729       OptionalInstanceMethodNames.push_back(
1730           MakeConstantString((*iter)->getSelector().getAsString()));
1731       OptionalInstanceMethodTypes.push_back(MakeConstantString(TypeStr));
1732     } else {
1733       InstanceMethodNames.push_back(
1734           MakeConstantString((*iter)->getSelector().getAsString()));
1735       InstanceMethodTypes.push_back(MakeConstantString(TypeStr));
1736     }
1737   }
1738   // Collect information about class methods:
1739   SmallVector<llvm::Constant*, 16> ClassMethodNames;
1740   SmallVector<llvm::Constant*, 16> ClassMethodTypes;
1741   SmallVector<llvm::Constant*, 16> OptionalClassMethodNames;
1742   SmallVector<llvm::Constant*, 16> OptionalClassMethodTypes;
1743   for (ObjCProtocolDecl::classmeth_iterator
1744          iter = PD->classmeth_begin(), endIter = PD->classmeth_end();
1745        iter != endIter ; iter++) {
1746     std::string TypeStr;
1747     Context.getObjCEncodingForMethodDecl((*iter),TypeStr);
1748     if ((*iter)->getImplementationControl() == ObjCMethodDecl::Optional) {
1749       OptionalClassMethodNames.push_back(
1750           MakeConstantString((*iter)->getSelector().getAsString()));
1751       OptionalClassMethodTypes.push_back(MakeConstantString(TypeStr));
1752     } else {
1753       ClassMethodNames.push_back(
1754           MakeConstantString((*iter)->getSelector().getAsString()));
1755       ClassMethodTypes.push_back(MakeConstantString(TypeStr));
1756     }
1757   }
1758
1759   llvm::Constant *ProtocolList = GenerateProtocolList(Protocols);
1760   llvm::Constant *InstanceMethodList =
1761     GenerateProtocolMethodList(InstanceMethodNames, InstanceMethodTypes);
1762   llvm::Constant *ClassMethodList =
1763     GenerateProtocolMethodList(ClassMethodNames, ClassMethodTypes);
1764   llvm::Constant *OptionalInstanceMethodList =
1765     GenerateProtocolMethodList(OptionalInstanceMethodNames,
1766             OptionalInstanceMethodTypes);
1767   llvm::Constant *OptionalClassMethodList =
1768     GenerateProtocolMethodList(OptionalClassMethodNames,
1769             OptionalClassMethodTypes);
1770
1771   // Property metadata: name, attributes, isSynthesized, setter name, setter
1772   // types, getter name, getter types.
1773   // The isSynthesized value is always set to 0 in a protocol.  It exists to
1774   // simplify the runtime library by allowing it to use the same data
1775   // structures for protocol metadata everywhere.
1776   llvm::StructType *PropertyMetadataTy = llvm::StructType::get(
1777           PtrToInt8Ty, Int8Ty, Int8Ty, PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty,
1778           PtrToInt8Ty, NULL);
1779   std::vector<llvm::Constant*> Properties;
1780   std::vector<llvm::Constant*> OptionalProperties;
1781
1782   // Add all of the property methods need adding to the method list and to the
1783   // property metadata list.
1784   for (ObjCContainerDecl::prop_iterator
1785          iter = PD->prop_begin(), endIter = PD->prop_end();
1786        iter != endIter ; iter++) {
1787     std::vector<llvm::Constant*> Fields;
1788     ObjCPropertyDecl *property = *iter;
1789
1790
1791     Fields.push_back(MakePropertyEncodingString(property, PD));
1792
1793     Fields.push_back(llvm::ConstantInt::get(Int8Ty,
1794                 property->getPropertyAttributes()));
1795     Fields.push_back(llvm::ConstantInt::get(Int8Ty, 0));
1796     if (ObjCMethodDecl *getter = property->getGetterMethodDecl()) {
1797       std::string TypeStr;
1798       Context.getObjCEncodingForMethodDecl(getter,TypeStr);
1799       llvm::Constant *TypeEncoding = MakeConstantString(TypeStr);
1800       InstanceMethodTypes.push_back(TypeEncoding);
1801       Fields.push_back(MakeConstantString(getter->getSelector().getAsString()));
1802       Fields.push_back(TypeEncoding);
1803     } else {
1804       Fields.push_back(NULLPtr);
1805       Fields.push_back(NULLPtr);
1806     }
1807     if (ObjCMethodDecl *setter = property->getSetterMethodDecl()) {
1808       std::string TypeStr;
1809       Context.getObjCEncodingForMethodDecl(setter,TypeStr);
1810       llvm::Constant *TypeEncoding = MakeConstantString(TypeStr);
1811       InstanceMethodTypes.push_back(TypeEncoding);
1812       Fields.push_back(MakeConstantString(setter->getSelector().getAsString()));
1813       Fields.push_back(TypeEncoding);
1814     } else {
1815       Fields.push_back(NULLPtr);
1816       Fields.push_back(NULLPtr);
1817     }
1818     if (property->getPropertyImplementation() == ObjCPropertyDecl::Optional) {
1819       OptionalProperties.push_back(llvm::ConstantStruct::get(PropertyMetadataTy, Fields));
1820     } else {
1821       Properties.push_back(llvm::ConstantStruct::get(PropertyMetadataTy, Fields));
1822     }
1823   }
1824   llvm::Constant *PropertyArray = llvm::ConstantArray::get(
1825       llvm::ArrayType::get(PropertyMetadataTy, Properties.size()), Properties);
1826   llvm::Constant* PropertyListInitFields[] =
1827     {llvm::ConstantInt::get(IntTy, Properties.size()), NULLPtr, PropertyArray};
1828
1829   llvm::Constant *PropertyListInit =
1830       llvm::ConstantStruct::getAnon(PropertyListInitFields);
1831   llvm::Constant *PropertyList = new llvm::GlobalVariable(TheModule,
1832       PropertyListInit->getType(), false, llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
1833       PropertyListInit, ".objc_property_list");
1834
1835   llvm::Constant *OptionalPropertyArray =
1836       llvm::ConstantArray::get(llvm::ArrayType::get(PropertyMetadataTy,
1837           OptionalProperties.size()) , OptionalProperties);
1838   llvm::Constant* OptionalPropertyListInitFields[] = {
1839       llvm::ConstantInt::get(IntTy, OptionalProperties.size()), NULLPtr,
1840       OptionalPropertyArray };
1841
1842   llvm::Constant *OptionalPropertyListInit =
1843       llvm::ConstantStruct::getAnon(OptionalPropertyListInitFields);
1844   llvm::Constant *OptionalPropertyList = new llvm::GlobalVariable(TheModule,
1845           OptionalPropertyListInit->getType(), false,
1846           llvm::GlobalValue::InternalLinkage, OptionalPropertyListInit,
1847           ".objc_property_list");
1848
1849   // Protocols are objects containing lists of the methods implemented and
1850   // protocols adopted.
1851   llvm::StructType *ProtocolTy = llvm::StructType::get(IdTy,
1852       PtrToInt8Ty,
1853       ProtocolList->getType(),
1854       InstanceMethodList->getType(),
1855       ClassMethodList->getType(),
1856       OptionalInstanceMethodList->getType(),
1857       OptionalClassMethodList->getType(),
1858       PropertyList->getType(),
1859       OptionalPropertyList->getType(),
1860       NULL);
1861   std::vector<llvm::Constant*> Elements;
1862   // The isa pointer must be set to a magic number so the runtime knows it's
1863   // the correct layout.
1864   Elements.push_back(llvm::ConstantExpr::getIntToPtr(
1865         llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, ProtocolVersion), IdTy));
1866   Elements.push_back(MakeConstantString(ProtocolName, ".objc_protocol_name"));
1867   Elements.push_back(ProtocolList);
1868   Elements.push_back(InstanceMethodList);
1869   Elements.push_back(ClassMethodList);
1870   Elements.push_back(OptionalInstanceMethodList);
1871   Elements.push_back(OptionalClassMethodList);
1872   Elements.push_back(PropertyList);
1873   Elements.push_back(OptionalPropertyList);
1874   ExistingProtocols[ProtocolName] =
1875     llvm::ConstantExpr::getBitCast(MakeGlobal(ProtocolTy, Elements,
1876           ".objc_protocol"), IdTy);
1877 }
1878 void CGObjCGNU::GenerateProtocolHolderCategory() {
1879   // Collect information about instance methods
1880   SmallVector<Selector, 1> MethodSels;
1881   SmallVector<llvm::Constant*, 1> MethodTypes;
1882
1883   std::vector<llvm::Constant*> Elements;
1884   const std::string ClassName = "__ObjC_Protocol_Holder_Ugly_Hack";
1885   const std::string CategoryName = "AnotherHack";
1886   Elements.push_back(MakeConstantString(CategoryName));
1887   Elements.push_back(MakeConstantString(ClassName));
1888   // Instance method list
1889   Elements.push_back(llvm::ConstantExpr::getBitCast(GenerateMethodList(
1890           ClassName, CategoryName, MethodSels, MethodTypes, false), PtrTy));
1891   // Class method list
1892   Elements.push_back(llvm::ConstantExpr::getBitCast(GenerateMethodList(
1893           ClassName, CategoryName, MethodSels, MethodTypes, true), PtrTy));
1894   // Protocol list
1895   llvm::ArrayType *ProtocolArrayTy = llvm::ArrayType::get(PtrTy,
1896       ExistingProtocols.size());
1897   llvm::StructType *ProtocolListTy = llvm::StructType::get(
1898       PtrTy, //Should be a recurisve pointer, but it's always NULL here.
1899       SizeTy,
1900       ProtocolArrayTy,
1901       NULL);
1902   std::vector<llvm::Constant*> ProtocolElements;
1903   for (llvm::StringMapIterator<llvm::Constant*> iter =
1904        ExistingProtocols.begin(), endIter = ExistingProtocols.end();
1905        iter != endIter ; iter++) {
1906     llvm::Constant *Ptr = llvm::ConstantExpr::getBitCast(iter->getValue(),
1907             PtrTy);
1908     ProtocolElements.push_back(Ptr);
1909   }
1910   llvm::Constant * ProtocolArray = llvm::ConstantArray::get(ProtocolArrayTy,
1911       ProtocolElements);
1912   ProtocolElements.clear();
1913   ProtocolElements.push_back(NULLPtr);
1914   ProtocolElements.push_back(llvm::ConstantInt::get(LongTy,
1915               ExistingProtocols.size()));
1916   ProtocolElements.push_back(ProtocolArray);
1917   Elements.push_back(llvm::ConstantExpr::getBitCast(MakeGlobal(ProtocolListTy,
1918                   ProtocolElements, ".objc_protocol_list"), PtrTy));
1919   Categories.push_back(llvm::ConstantExpr::getBitCast(
1920         MakeGlobal(llvm::StructType::get(PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty,
1921             PtrTy, PtrTy, PtrTy, NULL), Elements), PtrTy));
1922 }
1923
1924 /// Libobjc2 uses a bitfield representation where small(ish) bitfields are
1925 /// stored in a 64-bit value with the low bit set to 1 and the remaining 63
1926 /// bits set to their values, LSB first, while larger ones are stored in a
1927 /// structure of this / form:
1928 /// 
1929 /// struct { int32_t length; int32_t values[length]; };
1930 ///
1931 /// The values in the array are stored in host-endian format, with the least
1932 /// significant bit being assumed to come first in the bitfield.  Therefore, a
1933 /// bitfield with the 64th bit set will be (int64_t)&{ 2, [0, 1<<31] }, while a
1934 /// bitfield / with the 63rd bit set will be 1<<64.
1935 llvm::Constant *CGObjCGNU::MakeBitField(ArrayRef<bool> bits) {
1936   int bitCount = bits.size();
1937   int ptrBits =
1938         (TheModule.getPointerSize() == llvm::Module::Pointer32) ? 32 : 64;
1939   if (bitCount < ptrBits) {
1940     uint64_t val = 1;
1941     for (int i=0 ; i<bitCount ; ++i) {
1942       if (bits[i]) val |= 1ULL<<(i+1);
1943     }
1944     return llvm::ConstantInt::get(IntPtrTy, val);
1945   }
1946   llvm::SmallVector<llvm::Constant*, 8> values;
1947   int v=0;
1948   while (v < bitCount) {
1949     int32_t word = 0;
1950     for (int i=0 ; (i<32) && (v<bitCount)  ; ++i) {
1951       if (bits[v]) word |= 1<<i;
1952       v++;
1953     }
1954     values.push_back(llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, word));
1955   }
1956   llvm::ArrayType *arrayTy = llvm::ArrayType::get(Int32Ty, values.size());
1957   llvm::Constant *array = llvm::ConstantArray::get(arrayTy, values);
1958   llvm::Constant *fields[2] = {
1959       llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, values.size()),
1960       array };
1961   llvm::Constant *GS = MakeGlobal(llvm::StructType::get(Int32Ty, arrayTy,
1962         NULL), fields);
1963   llvm::Constant *ptr = llvm::ConstantExpr::getPtrToInt(GS, IntPtrTy);
1964   return ptr;
1965 }
1966
1967 void CGObjCGNU::GenerateCategory(const ObjCCategoryImplDecl *OCD) {
1968   std::string ClassName = OCD->getClassInterface()->getNameAsString();
1969   std::string CategoryName = OCD->getNameAsString();
1970   // Collect information about instance methods
1971   SmallVector<Selector, 16> InstanceMethodSels;
1972   SmallVector<llvm::Constant*, 16> InstanceMethodTypes;
1973   for (ObjCCategoryImplDecl::instmeth_iterator
1974          iter = OCD->instmeth_begin(), endIter = OCD->instmeth_end();
1975        iter != endIter ; iter++) {
1976     InstanceMethodSels.push_back((*iter)->getSelector());
1977     std::string TypeStr;
1978     CGM.getContext().getObjCEncodingForMethodDecl(*iter,TypeStr);
1979     InstanceMethodTypes.push_back(MakeConstantString(TypeStr));
1980   }
1981
1982   // Collect information about class methods
1983   SmallVector<Selector, 16> ClassMethodSels;
1984   SmallVector<llvm::Constant*, 16> ClassMethodTypes;
1985   for (ObjCCategoryImplDecl::classmeth_iterator
1986          iter = OCD->classmeth_begin(), endIter = OCD->classmeth_end();
1987        iter != endIter ; iter++) {
1988     ClassMethodSels.push_back((*iter)->getSelector());
1989     std::string TypeStr;
1990     CGM.getContext().getObjCEncodingForMethodDecl(*iter,TypeStr);
1991     ClassMethodTypes.push_back(MakeConstantString(TypeStr));
1992   }
1993
1994   // Collect the names of referenced protocols
1995   SmallVector<std::string, 16> Protocols;
1996   const ObjCCategoryDecl *CatDecl = OCD->getCategoryDecl();
1997   const ObjCList<ObjCProtocolDecl> &Protos = CatDecl->getReferencedProtocols();
1998   for (ObjCList<ObjCProtocolDecl>::iterator I = Protos.begin(),
1999        E = Protos.end(); I != E; ++I)
2000     Protocols.push_back((*I)->getNameAsString());
2001
2002   std::vector<llvm::Constant*> Elements;
2003   Elements.push_back(MakeConstantString(CategoryName));
2004   Elements.push_back(MakeConstantString(ClassName));
2005   // Instance method list
2006   Elements.push_back(llvm::ConstantExpr::getBitCast(GenerateMethodList(
2007           ClassName, CategoryName, InstanceMethodSels, InstanceMethodTypes,
2008           false), PtrTy));
2009   // Class method list
2010   Elements.push_back(llvm::ConstantExpr::getBitCast(GenerateMethodList(
2011           ClassName, CategoryName, ClassMethodSels, ClassMethodTypes, true),
2012         PtrTy));
2013   // Protocol list
2014   Elements.push_back(llvm::ConstantExpr::getBitCast(
2015         GenerateProtocolList(Protocols), PtrTy));
2016   Categories.push_back(llvm::ConstantExpr::getBitCast(
2017         MakeGlobal(llvm::StructType::get(PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty,
2018             PtrTy, PtrTy, PtrTy, NULL), Elements), PtrTy));
2019 }
2020
2021 llvm::Constant *CGObjCGNU::GeneratePropertyList(const ObjCImplementationDecl *OID,
2022         SmallVectorImpl<Selector> &InstanceMethodSels,
2023         SmallVectorImpl<llvm::Constant*> &InstanceMethodTypes) {
2024   ASTContext &Context = CGM.getContext();
2025   //
2026   // Property metadata: name, attributes, isSynthesized, setter name, setter
2027   // types, getter name, getter types.
2028   llvm::StructType *PropertyMetadataTy = llvm::StructType::get(
2029           PtrToInt8Ty, Int8Ty, Int8Ty, PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty,
2030           PtrToInt8Ty, NULL);
2031   std::vector<llvm::Constant*> Properties;
2032
2033
2034   // Add all of the property methods need adding to the method list and to the
2035   // property metadata list.
2036   for (ObjCImplDecl::propimpl_iterator
2037          iter = OID->propimpl_begin(), endIter = OID->propimpl_end();
2038        iter != endIter ; iter++) {
2039     std::vector<llvm::Constant*> Fields;
2040     ObjCPropertyDecl *property = iter->getPropertyDecl();
2041     ObjCPropertyImplDecl *propertyImpl = *iter;
2042     bool isSynthesized = (propertyImpl->getPropertyImplementation() == 
2043         ObjCPropertyImplDecl::Synthesize);
2044
2045     Fields.push_back(MakePropertyEncodingString(property, OID));
2046     Fields.push_back(llvm::ConstantInt::get(Int8Ty,
2047                 property->getPropertyAttributes()));
2048     Fields.push_back(llvm::ConstantInt::get(Int8Ty, isSynthesized));
2049     if (ObjCMethodDecl *getter = property->getGetterMethodDecl()) {
2050       std::string TypeStr;
2051       Context.getObjCEncodingForMethodDecl(getter,TypeStr);
2052       llvm::Constant *TypeEncoding = MakeConstantString(TypeStr);
2053       if (isSynthesized) {
2054         InstanceMethodTypes.push_back(TypeEncoding);
2055         InstanceMethodSels.push_back(getter->getSelector());
2056       }
2057       Fields.push_back(MakeConstantString(getter->getSelector().getAsString()));
2058       Fields.push_back(TypeEncoding);
2059     } else {
2060       Fields.push_back(NULLPtr);
2061       Fields.push_back(NULLPtr);
2062     }
2063     if (ObjCMethodDecl *setter = property->getSetterMethodDecl()) {
2064       std::string TypeStr;
2065       Context.getObjCEncodingForMethodDecl(setter,TypeStr);
2066       llvm::Constant *TypeEncoding = MakeConstantString(TypeStr);
2067       if (isSynthesized) {
2068         InstanceMethodTypes.push_back(TypeEncoding);
2069         InstanceMethodSels.push_back(setter->getSelector());
2070       }
2071       Fields.push_back(MakeConstantString(setter->getSelector().getAsString()));
2072       Fields.push_back(TypeEncoding);
2073     } else {
2074       Fields.push_back(NULLPtr);
2075       Fields.push_back(NULLPtr);
2076     }
2077     Properties.push_back(llvm::ConstantStruct::get(PropertyMetadataTy, Fields));
2078   }
2079   llvm::ArrayType *PropertyArrayTy =
2080       llvm::ArrayType::get(PropertyMetadataTy, Properties.size());
2081   llvm::Constant *PropertyArray = llvm::ConstantArray::get(PropertyArrayTy,
2082           Properties);
2083   llvm::Constant* PropertyListInitFields[] =
2084     {llvm::ConstantInt::get(IntTy, Properties.size()), NULLPtr, PropertyArray};
2085
2086   llvm::Constant *PropertyListInit =
2087       llvm::ConstantStruct::getAnon(PropertyListInitFields);
2088   return new llvm::GlobalVariable(TheModule, PropertyListInit->getType(), false,
2089           llvm::GlobalValue::InternalLinkage, PropertyListInit,
2090           ".objc_property_list");
2091 }
2092
2093 void CGObjCGNU::RegisterAlias(const ObjCCompatibleAliasDecl *OAD) {
2094   // Get the class declaration for which the alias is specified.
2095   ObjCInterfaceDecl *ClassDecl =
2096     const_cast<ObjCInterfaceDecl *>(OAD->getClassInterface());
2097   std::string ClassName = ClassDecl->getNameAsString();
2098   std::string AliasName = OAD->getNameAsString();
2099   ClassAliases.push_back(ClassAliasPair(ClassName,AliasName));
2100 }
2101
2102 void CGObjCGNU::GenerateClass(const ObjCImplementationDecl *OID) {
2103   ASTContext &Context = CGM.getContext();
2104
2105   // Get the superclass name.
2106   const ObjCInterfaceDecl * SuperClassDecl =
2107     OID->getClassInterface()->getSuperClass();
2108   std::string SuperClassName;
2109   if (SuperClassDecl) {
2110     SuperClassName = SuperClassDecl->getNameAsString();
2111     EmitClassRef(SuperClassName);
2112   }
2113
2114   // Get the class name
2115   ObjCInterfaceDecl *ClassDecl =
2116     const_cast<ObjCInterfaceDecl *>(OID->getClassInterface());
2117   std::string ClassName = ClassDecl->getNameAsString();
2118   // Emit the symbol that is used to generate linker errors if this class is
2119   // referenced in other modules but not declared.
2120   std::string classSymbolName = "__objc_class_name_" + ClassName;
2121   if (llvm::GlobalVariable *symbol =
2122       TheModule.getGlobalVariable(classSymbolName)) {
2123     symbol->setInitializer(llvm::ConstantInt::get(LongTy, 0));
2124   } else {
2125     new llvm::GlobalVariable(TheModule, LongTy, false,
2126     llvm::GlobalValue::ExternalLinkage, llvm::ConstantInt::get(LongTy, 0),
2127     classSymbolName);
2128   }
2129
2130   // Get the size of instances.
2131   int instanceSize = 
2132     Context.getASTObjCImplementationLayout(OID).getSize().getQuantity();
2133
2134   // Collect information about instance variables.
2135   SmallVector<llvm::Constant*, 16> IvarNames;
2136   SmallVector<llvm::Constant*, 16> IvarTypes;
2137   SmallVector<llvm::Constant*, 16> IvarOffsets;
2138
2139   std::vector<llvm::Constant*> IvarOffsetValues;
2140   SmallVector<bool, 16> WeakIvars;
2141   SmallVector<bool, 16> StrongIvars;
2142
2143   int superInstanceSize = !SuperClassDecl ? 0 :
2144     Context.getASTObjCInterfaceLayout(SuperClassDecl).getSize().getQuantity();
2145   // For non-fragile ivars, set the instance size to 0 - {the size of just this
2146   // class}.  The runtime will then set this to the correct value on load.
2147   if (CGM.getLangOpts().ObjCRuntime.isNonFragile()) {
2148     instanceSize = 0 - (instanceSize - superInstanceSize);
2149   }
2150
2151   for (const ObjCIvarDecl *IVD = ClassDecl->all_declared_ivar_begin(); IVD;
2152        IVD = IVD->getNextIvar()) {
2153       // Store the name
2154       IvarNames.push_back(MakeConstantString(IVD->getNameAsString()));
2155       // Get the type encoding for this ivar
2156       std::string TypeStr;
2157       Context.getObjCEncodingForType(IVD->getType(), TypeStr);
2158       IvarTypes.push_back(MakeConstantString(TypeStr));
2159       // Get the offset
2160       uint64_t BaseOffset = ComputeIvarBaseOffset(CGM, OID, IVD);
2161       uint64_t Offset = BaseOffset;
2162       if (CGM.getLangOpts().ObjCRuntime.isNonFragile()) {
2163         Offset = BaseOffset - superInstanceSize;
2164       }
2165       llvm::Constant *OffsetValue = llvm::ConstantInt::get(IntTy, Offset);
2166       // Create the direct offset value
2167       std::string OffsetName = "__objc_ivar_offset_value_" + ClassName +"." +
2168           IVD->getNameAsString();
2169       llvm::GlobalVariable *OffsetVar = TheModule.getGlobalVariable(OffsetName);
2170       if (OffsetVar) {
2171         OffsetVar->setInitializer(OffsetValue);
2172         // If this is the real definition, change its linkage type so that
2173         // different modules will use this one, rather than their private
2174         // copy.
2175         OffsetVar->setLinkage(llvm::GlobalValue::ExternalLinkage);
2176       } else
2177         OffsetVar = new llvm::GlobalVariable(TheModule, IntTy,
2178           false, llvm::GlobalValue::ExternalLinkage,
2179           OffsetValue,
2180           "__objc_ivar_offset_value_" + ClassName +"." +
2181           IVD->getNameAsString());
2182       IvarOffsets.push_back(OffsetValue);
2183       IvarOffsetValues.push_back(OffsetVar);
2184       Qualifiers::ObjCLifetime lt = IVD->getType().getQualifiers().getObjCLifetime();
2185       switch (lt) {
2186         case Qualifiers::OCL_Strong:
2187           StrongIvars.push_back(true);
2188           WeakIvars.push_back(false);
2189           break;
2190         case Qualifiers::OCL_Weak:
2191           StrongIvars.push_back(false);
2192           WeakIvars.push_back(true);
2193           break;
2194         default:
2195           StrongIvars.push_back(false);
2196           WeakIvars.push_back(false);
2197       }
2198   }
2199   llvm::Constant *StrongIvarBitmap = MakeBitField(StrongIvars);
2200   llvm::Constant *WeakIvarBitmap = MakeBitField(WeakIvars);
2201   llvm::GlobalVariable *IvarOffsetArray =
2202     MakeGlobalArray(PtrToIntTy, IvarOffsetValues, ".ivar.offsets");
2203
2204
2205   // Collect information about instance methods
2206   SmallVector<Selector, 16> InstanceMethodSels;
2207   SmallVector<llvm::Constant*, 16> InstanceMethodTypes;
2208   for (ObjCImplementationDecl::instmeth_iterator
2209          iter = OID->instmeth_begin(), endIter = OID->instmeth_end();
2210        iter != endIter ; iter++) {
2211     InstanceMethodSels.push_back((*iter)->getSelector());
2212     std::string TypeStr;
2213     Context.getObjCEncodingForMethodDecl((*iter),TypeStr);
2214     InstanceMethodTypes.push_back(MakeConstantString(TypeStr));
2215   }
2216
2217   llvm::Constant *Properties = GeneratePropertyList(OID, InstanceMethodSels,
2218           InstanceMethodTypes);
2219
2220
2221   // Collect information about class methods
2222   SmallVector<Selector, 16> ClassMethodSels;
2223   SmallVector<llvm::Constant*, 16> ClassMethodTypes;
2224   for (ObjCImplementationDecl::classmeth_iterator
2225          iter = OID->classmeth_begin(), endIter = OID->classmeth_end();
2226        iter != endIter ; iter++) {
2227     ClassMethodSels.push_back((*iter)->getSelector());
2228     std::string TypeStr;
2229     Context.getObjCEncodingForMethodDecl((*iter),TypeStr);
2230     ClassMethodTypes.push_back(MakeConstantString(TypeStr));
2231   }
2232   // Collect the names of referenced protocols
2233   SmallVector<std::string, 16> Protocols;
2234   for (ObjCInterfaceDecl::protocol_iterator
2235          I = ClassDecl->protocol_begin(),
2236          E = ClassDecl->protocol_end(); I != E; ++I)
2237     Protocols.push_back((*I)->getNameAsString());
2238
2239
2240
2241   // Get the superclass pointer.
2242   llvm::Constant *SuperClass;
2243   if (!SuperClassName.empty()) {
2244     SuperClass = MakeConstantString(SuperClassName, ".super_class_name");
2245   } else {
2246     SuperClass = llvm::ConstantPointerNull::get(PtrToInt8Ty);
2247   }
2248   // Empty vector used to construct empty method lists
2249   SmallVector<llvm::Constant*, 1>  empty;
2250   // Generate the method and instance variable lists
2251   llvm::Constant *MethodList = GenerateMethodList(ClassName, "",
2252       InstanceMethodSels, InstanceMethodTypes, false);
2253   llvm::Constant *ClassMethodList = GenerateMethodList(ClassName, "",
2254       ClassMethodSels, ClassMethodTypes, true);
2255   llvm::Constant *IvarList = GenerateIvarList(IvarNames, IvarTypes,
2256       IvarOffsets);
2257   // Irrespective of whether we are compiling for a fragile or non-fragile ABI,
2258   // we emit a symbol containing the offset for each ivar in the class.  This
2259   // allows code compiled for the non-Fragile ABI to inherit from code compiled
2260   // for the legacy ABI, without causing problems.  The converse is also
2261   // possible, but causes all ivar accesses to be fragile.
2262
2263   // Offset pointer for getting at the correct field in the ivar list when
2264   // setting up the alias.  These are: The base address for the global, the
2265   // ivar array (second field), the ivar in this list (set for each ivar), and
2266   // the offset (third field in ivar structure)
2267   llvm::Type *IndexTy = Int32Ty;
2268   llvm::Constant *offsetPointerIndexes[] = {Zeros[0],
2269       llvm::ConstantInt::get(IndexTy, 1), 0,
2270       llvm::ConstantInt::get(IndexTy, 2) };
2271
2272   unsigned ivarIndex = 0;
2273   for (const ObjCIvarDecl *IVD = ClassDecl->all_declared_ivar_begin(); IVD;
2274        IVD = IVD->getNextIvar()) {
2275       const std::string Name = "__objc_ivar_offset_" + ClassName + '.'
2276           + IVD->getNameAsString();
2277       offsetPointerIndexes[2] = llvm::ConstantInt::get(IndexTy, ivarIndex);
2278       // Get the correct ivar field
2279       llvm::Constant *offsetValue = llvm::ConstantExpr::getGetElementPtr(
2280               IvarList, offsetPointerIndexes);
2281       // Get the existing variable, if one exists.
2282       llvm::GlobalVariable *offset = TheModule.getNamedGlobal(Name);
2283       if (offset) {
2284         offset->setInitializer(offsetValue);
2285         // If this is the real definition, change its linkage type so that
2286         // different modules will use this one, rather than their private
2287         // copy.
2288         offset->setLinkage(llvm::GlobalValue::ExternalLinkage);
2289       } else {
2290         // Add a new alias if there isn't one already.
2291         offset = new llvm::GlobalVariable(TheModule, offsetValue->getType(),
2292                 false, llvm::GlobalValue::ExternalLinkage, offsetValue, Name);
2293         (void) offset; // Silence dead store warning.
2294       }
2295       ++ivarIndex;
2296   }
2297   llvm::Constant *ZeroPtr = llvm::ConstantInt::get(IntPtrTy, 0);
2298   //Generate metaclass for class methods
2299   llvm::Constant *MetaClassStruct = GenerateClassStructure(NULLPtr,
2300       NULLPtr, 0x12L, ClassName.c_str(), 0, Zeros[0], GenerateIvarList(
2301         empty, empty, empty), ClassMethodList, NULLPtr,
2302       NULLPtr, NULLPtr, ZeroPtr, ZeroPtr, true);
2303
2304   // Generate the class structure
2305   llvm::Constant *ClassStruct =
2306     GenerateClassStructure(MetaClassStruct, SuperClass, 0x11L,
2307                            ClassName.c_str(), 0,
2308       llvm::ConstantInt::get(LongTy, instanceSize), IvarList,
2309       MethodList, GenerateProtocolList(Protocols), IvarOffsetArray,
2310       Properties, StrongIvarBitmap, WeakIvarBitmap);
2311
2312   // Resolve the class aliases, if they exist.
2313   if (ClassPtrAlias) {
2314     ClassPtrAlias->replaceAllUsesWith(
2315         llvm::ConstantExpr::getBitCast(ClassStruct, IdTy));
2316     ClassPtrAlias->eraseFromParent();
2317     ClassPtrAlias = 0;
2318   }
2319   if (MetaClassPtrAlias) {
2320     MetaClassPtrAlias->replaceAllUsesWith(
2321         llvm::ConstantExpr::getBitCast(MetaClassStruct, IdTy));
2322     MetaClassPtrAlias->eraseFromParent();
2323     MetaClassPtrAlias = 0;
2324   }
2325
2326   // Add class structure to list to be added to the symtab later
2327   ClassStruct = llvm::ConstantExpr::getBitCast(ClassStruct, PtrToInt8Ty);
2328   Classes.push_back(ClassStruct);
2329 }
2330
2331
2332 llvm::Function *CGObjCGNU::ModuleInitFunction() {
2333   // Only emit an ObjC load function if no Objective-C stuff has been called
2334   if (Classes.empty() && Categories.empty() && ConstantStrings.empty() &&
2335       ExistingProtocols.empty() && SelectorTable.empty())
2336     return NULL;
2337
2338   // Add all referenced protocols to a category.
2339   GenerateProtocolHolderCategory();
2340
2341   llvm::StructType *SelStructTy = dyn_cast<llvm::StructType>(
2342           SelectorTy->getElementType());
2343   llvm::Type *SelStructPtrTy = SelectorTy;
2344   if (SelStructTy == 0) {
2345     SelStructTy = llvm::StructType::get(PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty, NULL);
2346     SelStructPtrTy = llvm::PointerType::getUnqual(SelStructTy);
2347   }
2348
2349   std::vector<llvm::Constant*> Elements;
2350   llvm::Constant *Statics = NULLPtr;
2351   // Generate statics list:
2352   if (ConstantStrings.size()) {
2353     llvm::ArrayType *StaticsArrayTy = llvm::ArrayType::get(PtrToInt8Ty,
2354         ConstantStrings.size() + 1);
2355     ConstantStrings.push_back(NULLPtr);
2356
2357     StringRef StringClass = CGM.getLangOpts().ObjCConstantStringClass;
2358
2359     if (StringClass.empty()) StringClass = "NXConstantString";
2360
2361     Elements.push_back(MakeConstantString(StringClass,
2362                 ".objc_static_class_name"));
2363     Elements.push_back(llvm::ConstantArray::get(StaticsArrayTy,
2364        ConstantStrings));
2365     llvm::StructType *StaticsListTy =
2366       llvm::StructType::get(PtrToInt8Ty, StaticsArrayTy, NULL);
2367     llvm::Type *StaticsListPtrTy =
2368       llvm::PointerType::getUnqual(StaticsListTy);
2369     Statics = MakeGlobal(StaticsListTy, Elements, ".objc_statics");
2370     llvm::ArrayType *StaticsListArrayTy =
2371       llvm::ArrayType::get(StaticsListPtrTy, 2);
2372     Elements.clear();
2373     Elements.push_back(Statics);
2374     Elements.push_back(llvm::Constant::getNullValue(StaticsListPtrTy));
2375     Statics = MakeGlobal(StaticsListArrayTy, Elements, ".objc_statics_ptr");
2376     Statics = llvm::ConstantExpr::getBitCast(Statics, PtrTy);
2377   }
2378   // Array of classes, categories, and constant objects
2379   llvm::ArrayType *ClassListTy = llvm::ArrayType::get(PtrToInt8Ty,
2380       Classes.size() + Categories.size()  + 2);
2381   llvm::StructType *SymTabTy = llvm::StructType::get(LongTy, SelStructPtrTy,
2382                                                      llvm::Type::getInt16Ty(VMContext),
2383                                                      llvm::Type::getInt16Ty(VMContext),
2384                                                      ClassListTy, NULL);
2385
2386   Elements.clear();
2387   // Pointer to an array of selectors used in this module.
2388   std::vector<llvm::Constant*> Selectors;
2389   std::vector<llvm::GlobalAlias*> SelectorAliases;
2390   for (SelectorMap::iterator iter = SelectorTable.begin(),
2391       iterEnd = SelectorTable.end(); iter != iterEnd ; ++iter) {
2392
2393     std::string SelNameStr = iter->first.getAsString();
2394     llvm::Constant *SelName = ExportUniqueString(SelNameStr, ".objc_sel_name");
2395
2396     SmallVectorImpl<TypedSelector> &Types = iter->second;
2397     for (SmallVectorImpl<TypedSelector>::iterator i = Types.begin(),
2398         e = Types.end() ; i!=e ; i++) {
2399
2400       llvm::Constant *SelectorTypeEncoding = NULLPtr;
2401       if (!i->first.empty())
2402         SelectorTypeEncoding = MakeConstantString(i->first, ".objc_sel_types");
2403
2404       Elements.push_back(SelName);
2405       Elements.push_back(SelectorTypeEncoding);
2406       Selectors.push_back(llvm::ConstantStruct::get(SelStructTy, Elements));
2407       Elements.clear();
2408
2409       // Store the selector alias for later replacement
2410       SelectorAliases.push_back(i->second);
2411     }
2412   }
2413   unsigned SelectorCount = Selectors.size();
2414   // NULL-terminate the selector list.  This should not actually be required,
2415   // because the selector list has a length field.  Unfortunately, the GCC
2416   // runtime decides to ignore the length field and expects a NULL terminator,
2417   // and GCC cooperates with this by always setting the length to 0.
2418   Elements.push_back(NULLPtr);
2419   Elements.push_back(NULLPtr);
2420   Selectors.push_back(llvm::ConstantStruct::get(SelStructTy, Elements));
2421   Elements.clear();
2422
2423   // Number of static selectors
2424   Elements.push_back(llvm::ConstantInt::get(LongTy, SelectorCount));
2425   llvm::Constant *SelectorList = MakeGlobalArray(SelStructTy, Selectors,
2426           ".objc_selector_list");
2427   Elements.push_back(llvm::ConstantExpr::getBitCast(SelectorList,
2428     SelStructPtrTy));
2429
2430   // Now that all of the static selectors exist, create pointers to them.
2431   for (unsigned int i=0 ; i<SelectorCount ; i++) {
2432
2433     llvm::Constant *Idxs[] = {Zeros[0],
2434       llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, i), Zeros[0]};
2435     // FIXME: We're generating redundant loads and stores here!
2436     llvm::Constant *SelPtr = llvm::ConstantExpr::getGetElementPtr(SelectorList,
2437         makeArrayRef(Idxs, 2));
2438     // If selectors are defined as an opaque type, cast the pointer to this
2439     // type.
2440     SelPtr = llvm::ConstantExpr::getBitCast(SelPtr, SelectorTy);
2441     SelectorAliases[i]->replaceAllUsesWith(SelPtr);
2442     SelectorAliases[i]->eraseFromParent();
2443   }
2444
2445   // Number of classes defined.
2446   Elements.push_back(llvm::ConstantInt::get(llvm::Type::getInt16Ty(VMContext),
2447         Classes.size()));
2448   // Number of categories defined
2449   Elements.push_back(llvm::ConstantInt::get(llvm::Type::getInt16Ty(VMContext),
2450         Categories.size()));
2451   // Create an array of classes, then categories, then static object instances
2452   Classes.insert(Classes.end(), Categories.begin(), Categories.end());
2453   //  NULL-terminated list of static object instances (mainly constant strings)
2454   Classes.push_back(Statics);
2455   Classes.push_back(NULLPtr);
2456   llvm::Constant *ClassList = llvm::ConstantArray::get(ClassListTy, Classes);
2457   Elements.push_back(ClassList);
2458   // Construct the symbol table
2459   llvm::Constant *SymTab= MakeGlobal(SymTabTy, Elements);
2460
2461   // The symbol table is contained in a module which has some version-checking
2462   // constants
2463   llvm::StructType * ModuleTy = llvm::StructType::get(LongTy, LongTy,
2464       PtrToInt8Ty, llvm::PointerType::getUnqual(SymTabTy), 
2465       (RuntimeVersion >= 10) ? IntTy : NULL, NULL);
2466   Elements.clear();
2467   // Runtime version, used for ABI compatibility checking.
2468   Elements.push_back(llvm::ConstantInt::get(LongTy, RuntimeVersion));
2469   // sizeof(ModuleTy)
2470   llvm::DataLayout td(&TheModule);
2471   Elements.push_back(
2472     llvm::ConstantInt::get(LongTy,
2473                            td.getTypeSizeInBits(ModuleTy) /
2474                              CGM.getContext().getCharWidth()));
2475
2476   // The path to the source file where this module was declared
2477   SourceManager &SM = CGM.getContext().getSourceManager();
2478   const FileEntry *mainFile = SM.getFileEntryForID(SM.getMainFileID());
2479   std::string path =
2480     std::string(mainFile->getDir()->getName()) + '/' + mainFile->getName();
2481   Elements.push_back(MakeConstantString(path, ".objc_source_file_name"));
2482   Elements.push_back(SymTab);
2483
2484   if (RuntimeVersion >= 10)
2485     switch (CGM.getLangOpts().getGC()) {
2486       case LangOptions::GCOnly:
2487         Elements.push_back(llvm::ConstantInt::get(IntTy, 2));
2488         break;
2489       case LangOptions::NonGC:
2490         if (CGM.getLangOpts().ObjCAutoRefCount)
2491           Elements.push_back(llvm::ConstantInt::get(IntTy, 1));
2492         else
2493           Elements.push_back(llvm::ConstantInt::get(IntTy, 0));
2494         break;
2495       case LangOptions::HybridGC:
2496           Elements.push_back(llvm::ConstantInt::get(IntTy, 1));
2497         break;
2498     }
2499
2500   llvm::Value *Module = MakeGlobal(ModuleTy, Elements);
2501
2502   // Create the load function calling the runtime entry point with the module
2503   // structure
2504   llvm::Function * LoadFunction = llvm::Function::Create(
2505       llvm::FunctionType::get(llvm::Type::getVoidTy(VMContext), false),
2506       llvm::GlobalValue::InternalLinkage, ".objc_load_function",
2507       &TheModule);
2508   llvm::BasicBlock *EntryBB =
2509       llvm::BasicBlock::Create(VMContext, "entry", LoadFunction);
2510   CGBuilderTy Builder(VMContext);
2511   Builder.SetInsertPoint(EntryBB);
2512
2513   llvm::FunctionType *FT =
2514     llvm::FunctionType::get(Builder.getVoidTy(),
2515                             llvm::PointerType::getUnqual(ModuleTy), true);
2516   llvm::Value *Register = CGM.CreateRuntimeFunction(FT, "__objc_exec_class");
2517   Builder.CreateCall(Register, Module);
2518
2519   if (!ClassAliases.empty()) {
2520     llvm::Type *ArgTypes[2] = {PtrTy, PtrToInt8Ty};
2521     llvm::FunctionType *RegisterAliasTy =
2522       llvm::FunctionType::get(Builder.getVoidTy(),
2523                               ArgTypes, false);
2524     llvm::Function *RegisterAlias = llvm::Function::Create(
2525       RegisterAliasTy,
2526       llvm::GlobalValue::ExternalWeakLinkage, "class_registerAlias_np",
2527       &TheModule);
2528     llvm::BasicBlock *AliasBB =
2529       llvm::BasicBlock::Create(VMContext, "alias", LoadFunction);
2530     llvm::BasicBlock *NoAliasBB =
2531       llvm::BasicBlock::Create(VMContext, "no_alias", LoadFunction);
2532
2533     // Branch based on whether the runtime provided class_registerAlias_np()
2534     llvm::Value *HasRegisterAlias = Builder.CreateICmpNE(RegisterAlias,
2535             llvm::Constant::getNullValue(RegisterAlias->getType()));
2536     Builder.CreateCondBr(HasRegisterAlias, AliasBB, NoAliasBB);
2537
2538     // The true branch (has alias registration fucntion):
2539     Builder.SetInsertPoint(AliasBB);
2540     // Emit alias registration calls:
2541     for (std::vector<ClassAliasPair>::iterator iter = ClassAliases.begin();
2542        iter != ClassAliases.end(); ++iter) {
2543        llvm::Constant *TheClass =
2544          TheModule.getGlobalVariable(("_OBJC_CLASS_" + iter->first).c_str(),
2545             true);
2546        if (0 != TheClass) {
2547          TheClass = llvm::ConstantExpr::getBitCast(TheClass, PtrTy);
2548          Builder.CreateCall2(RegisterAlias, TheClass,
2549             MakeConstantString(iter->second));
2550        }
2551     }
2552     // Jump to end:
2553     Builder.CreateBr(NoAliasBB);
2554
2555     // Missing alias registration function, just return from the function:
2556     Builder.SetInsertPoint(NoAliasBB);
2557   }
2558   Builder.CreateRetVoid();
2559
2560   return LoadFunction;
2561 }
2562
2563 llvm::Function *CGObjCGNU::GenerateMethod(const ObjCMethodDecl *OMD,
2564                                           const ObjCContainerDecl *CD) {
2565   const ObjCCategoryImplDecl *OCD =
2566     dyn_cast<ObjCCategoryImplDecl>(OMD->getDeclContext());
2567   StringRef CategoryName = OCD ? OCD->getName() : "";
2568   StringRef ClassName = CD->getName();
2569   Selector MethodName = OMD->getSelector();
2570   bool isClassMethod = !OMD->isInstanceMethod();
2571
2572   CodeGenTypes &Types = CGM.getTypes();
2573   llvm::FunctionType *MethodTy =
2574     Types.GetFunctionType(Types.arrangeObjCMethodDeclaration(OMD));
2575   std::string FunctionName = SymbolNameForMethod(ClassName, CategoryName,
2576       MethodName, isClassMethod);
2577
2578   llvm::Function *Method
2579     = llvm::Function::Create(MethodTy,
2580                              llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
2581                              FunctionName,
2582                              &TheModule);
2583   return Method;
2584 }
2585
2586 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetPropertyGetFunction() {
2587   return GetPropertyFn;
2588 }
2589
2590 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetPropertySetFunction() {
2591   return SetPropertyFn;
2592 }
2593
2594 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetOptimizedPropertySetFunction(bool atomic,
2595                                                            bool copy) {
2596   return 0;
2597 }
2598
2599 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetGetStructFunction() {
2600   return GetStructPropertyFn;
2601 }
2602 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetSetStructFunction() {
2603   return SetStructPropertyFn;
2604 }
2605 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetCppAtomicObjectGetFunction() {
2606   return 0;
2607 }
2608 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetCppAtomicObjectSetFunction() {
2609   return 0;
2610 }
2611
2612 llvm::Constant *CGObjCGNU::EnumerationMutationFunction() {
2613   return EnumerationMutationFn;
2614 }
2615
2616 void CGObjCGNU::EmitSynchronizedStmt(CodeGenFunction &CGF,
2617                                      const ObjCAtSynchronizedStmt &S) {
2618   EmitAtSynchronizedStmt(CGF, S, SyncEnterFn, SyncExitFn);
2619 }
2620
2621
2622 void CGObjCGNU::EmitTryStmt(CodeGenFunction &CGF,
2623                             const ObjCAtTryStmt &S) {
2624   // Unlike the Apple non-fragile runtimes, which also uses
2625   // unwind-based zero cost exceptions, the GNU Objective C runtime's
2626   // EH support isn't a veneer over C++ EH.  Instead, exception
2627   // objects are created by objc_exception_throw and destroyed by
2628   // the personality function; this avoids the need for bracketing
2629   // catch handlers with calls to __blah_begin_catch/__blah_end_catch
2630   // (or even _Unwind_DeleteException), but probably doesn't
2631   // interoperate very well with foreign exceptions.
2632   //
2633   // In Objective-C++ mode, we actually emit something equivalent to the C++
2634   // exception handler. 
2635   EmitTryCatchStmt(CGF, S, EnterCatchFn, ExitCatchFn, ExceptionReThrowFn);
2636   return ;
2637 }
2638
2639 void CGObjCGNU::EmitThrowStmt(CodeGenFunction &CGF,
2640                               const ObjCAtThrowStmt &S) {
2641   llvm::Value *ExceptionAsObject;
2642
2643   if (const Expr *ThrowExpr = S.getThrowExpr()) {
2644     llvm::Value *Exception = CGF.EmitObjCThrowOperand(ThrowExpr);
2645     ExceptionAsObject = Exception;
2646   } else {
2647     assert((!CGF.ObjCEHValueStack.empty() && CGF.ObjCEHValueStack.back()) &&
2648            "Unexpected rethrow outside @catch block.");
2649     ExceptionAsObject = CGF.ObjCEHValueStack.back();
2650   }
2651   ExceptionAsObject = CGF.Builder.CreateBitCast(ExceptionAsObject, IdTy);
2652   llvm::CallSite Throw =
2653       CGF.EmitCallOrInvoke(ExceptionThrowFn, ExceptionAsObject);
2654   Throw.setDoesNotReturn();
2655   CGF.Builder.CreateUnreachable();
2656   CGF.Builder.ClearInsertionPoint();
2657 }
2658
2659 llvm::Value * CGObjCGNU::EmitObjCWeakRead(CodeGenFunction &CGF,
2660                                           llvm::Value *AddrWeakObj) {
2661   CGBuilderTy B = CGF.Builder;
2662   AddrWeakObj = EnforceType(B, AddrWeakObj, PtrToIdTy);
2663   return B.CreateCall(WeakReadFn, AddrWeakObj);
2664 }
2665
2666 void CGObjCGNU::EmitObjCWeakAssign(CodeGenFunction &CGF,
2667                                    llvm::Value *src, llvm::Value *dst) {
2668   CGBuilderTy B = CGF.Builder;
2669   src = EnforceType(B, src, IdTy);
2670   dst = EnforceType(B, dst, PtrToIdTy);
2671   B.CreateCall2(WeakAssignFn, src, dst);
2672 }
2673
2674 void CGObjCGNU::EmitObjCGlobalAssign(CodeGenFunction &CGF,
2675                                      llvm::Value *src, llvm::Value *dst,
2676                                      bool threadlocal) {
2677   CGBuilderTy B = CGF.Builder;
2678   src = EnforceType(B, src, IdTy);
2679   dst = EnforceType(B, dst, PtrToIdTy);
2680   if (!threadlocal)
2681     B.CreateCall2(GlobalAssignFn, src, dst);
2682   else
2683     // FIXME. Add threadloca assign API
2684     llvm_unreachable("EmitObjCGlobalAssign - Threal Local API NYI");
2685 }
2686
2687 void CGObjCGNU::EmitObjCIvarAssign(CodeGenFunction &CGF,
2688                                    llvm::Value *src, llvm::Value *dst,
2689                                    llvm::Value *ivarOffset) {
2690   CGBuilderTy B = CGF.Builder;
2691   src = EnforceType(B, src, IdTy);
2692   dst = EnforceType(B, dst, IdTy);
2693   B.CreateCall3(IvarAssignFn, src, dst, ivarOffset);
2694 }
2695
2696 void CGObjCGNU::EmitObjCStrongCastAssign(CodeGenFunction &CGF,
2697                                          llvm::Value *src, llvm::Value *dst) {
2698   CGBuilderTy B = CGF.Builder;
2699   src = EnforceType(B, src, IdTy);
2700   dst = EnforceType(B, dst, PtrToIdTy);
2701   B.CreateCall2(StrongCastAssignFn, src, dst);
2702 }
2703
2704 void CGObjCGNU::EmitGCMemmoveCollectable(CodeGenFunction &CGF,
2705                                          llvm::Value *DestPtr,
2706                                          llvm::Value *SrcPtr,
2707                                          llvm::Value *Size) {
2708   CGBuilderTy B = CGF.Builder;
2709   DestPtr = EnforceType(B, DestPtr, PtrTy);
2710   SrcPtr = EnforceType(B, SrcPtr, PtrTy);
2711
2712   B.CreateCall3(MemMoveFn, DestPtr, SrcPtr, Size);
2713 }
2714
2715 llvm::GlobalVariable *CGObjCGNU::ObjCIvarOffsetVariable(
2716                               const ObjCInterfaceDecl *ID,
2717                               const ObjCIvarDecl *Ivar) {
2718   const std::string Name = "__objc_ivar_offset_" + ID->getNameAsString()
2719     + '.' + Ivar->getNameAsString();
2720   // Emit the variable and initialize it with what we think the correct value
2721   // is.  This allows code compiled with non-fragile ivars to work correctly
2722   // when linked against code which isn't (most of the time).
2723   llvm::GlobalVariable *IvarOffsetPointer = TheModule.getNamedGlobal(Name);
2724   if (!IvarOffsetPointer) {
2725     // This will cause a run-time crash if we accidentally use it.  A value of
2726     // 0 would seem more sensible, but will silently overwrite the isa pointer
2727     // causing a great deal of confusion.
2728     uint64_t Offset = -1;
2729     // We can't call ComputeIvarBaseOffset() here if we have the
2730     // implementation, because it will create an invalid ASTRecordLayout object
2731     // that we are then stuck with forever, so we only initialize the ivar
2732     // offset variable with a guess if we only have the interface.  The
2733     // initializer will be reset later anyway, when we are generating the class
2734     // description.
2735     if (!CGM.getContext().getObjCImplementation(
2736               const_cast<ObjCInterfaceDecl *>(ID)))
2737       Offset = ComputeIvarBaseOffset(CGM, ID, Ivar);
2738
2739     llvm::ConstantInt *OffsetGuess = llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, Offset,
2740                              /*isSigned*/true);
2741     // Don't emit the guess in non-PIC code because the linker will not be able
2742     // to replace it with the real version for a library.  In non-PIC code you
2743     // must compile with the fragile ABI if you want to use ivars from a
2744     // GCC-compiled class.
2745     if (CGM.getLangOpts().PICLevel || CGM.getLangOpts().PIELevel) {
2746       llvm::GlobalVariable *IvarOffsetGV = new llvm::GlobalVariable(TheModule,
2747             Int32Ty, false,
2748             llvm::GlobalValue::PrivateLinkage, OffsetGuess, Name+".guess");
2749       IvarOffsetPointer = new llvm::GlobalVariable(TheModule,
2750             IvarOffsetGV->getType(), false, llvm::GlobalValue::LinkOnceAnyLinkage,
2751             IvarOffsetGV, Name);
2752     } else {
2753       IvarOffsetPointer = new llvm::GlobalVariable(TheModule,
2754               llvm::Type::getInt32PtrTy(VMContext), false,
2755               llvm::GlobalValue::ExternalLinkage, 0, Name);
2756     }
2757   }
2758   return IvarOffsetPointer;
2759 }
2760
2761 LValue CGObjCGNU::EmitObjCValueForIvar(CodeGenFunction &CGF,
2762                                        QualType ObjectTy,
2763                                        llvm::Value *BaseValue,
2764                                        const ObjCIvarDecl *Ivar,
2765                                        unsigned CVRQualifiers) {
2766   const ObjCInterfaceDecl *ID =
2767     ObjectTy->getAs<ObjCObjectType>()->getInterface();
2768   return EmitValueForIvarAtOffset(CGF, ID, BaseValue, Ivar, CVRQualifiers,
2769                                   EmitIvarOffset(CGF, ID, Ivar));
2770 }
2771
2772 static const ObjCInterfaceDecl *FindIvarInterface(ASTContext &Context,
2773                                                   const ObjCInterfaceDecl *OID,
2774                                                   const ObjCIvarDecl *OIVD) {
2775   for (const ObjCIvarDecl *next = OID->all_declared_ivar_begin(); next;
2776        next = next->getNextIvar()) {
2777     if (OIVD == next)
2778       return OID;
2779   }
2780
2781   // Otherwise check in the super class.
2782   if (const ObjCInterfaceDecl *Super = OID->getSuperClass())
2783     return FindIvarInterface(Context, Super, OIVD);
2784
2785   return 0;
2786 }
2787
2788 llvm::Value *CGObjCGNU::EmitIvarOffset(CodeGenFunction &CGF,
2789                          const ObjCInterfaceDecl *Interface,
2790                          const ObjCIvarDecl *Ivar) {
2791   if (CGM.getLangOpts().ObjCRuntime.isNonFragile()) {
2792     Interface = FindIvarInterface(CGM.getContext(), Interface, Ivar);
2793     if (RuntimeVersion < 10)
2794       return CGF.Builder.CreateZExtOrBitCast(
2795           CGF.Builder.CreateLoad(CGF.Builder.CreateLoad(
2796                   ObjCIvarOffsetVariable(Interface, Ivar), false, "ivar")),
2797           PtrDiffTy);
2798     std::string name = "__objc_ivar_offset_value_" +
2799       Interface->getNameAsString() +"." + Ivar->getNameAsString();
2800     llvm::Value *Offset = TheModule.getGlobalVariable(name);
2801     if (!Offset)
2802       Offset = new llvm::GlobalVariable(TheModule, IntTy,
2803           false, llvm::GlobalValue::LinkOnceAnyLinkage,
2804           llvm::Constant::getNullValue(IntTy), name);
2805     Offset = CGF.Builder.CreateLoad(Offset);
2806     if (Offset->getType() != PtrDiffTy)
2807       Offset = CGF.Builder.CreateZExtOrBitCast(Offset, PtrDiffTy);
2808     return Offset;
2809   }
2810   uint64_t Offset = ComputeIvarBaseOffset(CGF.CGM, Interface, Ivar);
2811   return llvm::ConstantInt::get(PtrDiffTy, Offset, /*isSigned*/true);
2812 }
2813
2814 CGObjCRuntime *
2815 clang::CodeGen::CreateGNUObjCRuntime(CodeGenModule &CGM) {
2816   switch (CGM.getLangOpts().ObjCRuntime.getKind()) {
2817   case ObjCRuntime::GNUstep:
2818     return new CGObjCGNUstep(CGM);
2819
2820   case ObjCRuntime::GCC:
2821     return new CGObjCGCC(CGM);
2822
2823   case ObjCRuntime::ObjFW:
2824     return new CGObjCObjFW(CGM);
2825
2826   case ObjCRuntime::FragileMacOSX:
2827   case ObjCRuntime::MacOSX:
2828   case ObjCRuntime::iOS:
2829     llvm_unreachable("these runtimes are not GNU runtimes");
2830   }
2831   llvm_unreachable("bad runtime");
2832 }