lib/ExecutionEngine/ExecutionEngine.cpp

   1 //===-- ExecutionEngine.cpp - Common Implementation shared by EEs ---------===//
   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 file defines the common interface used by the various execution engine
  11 // subclasses.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "jit"
  16 #include "llvm/Constants.h"
  17 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  18 #include "llvm/Module.h"
  19 #include "llvm/ModuleProvider.h"
  20 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  21 #include "llvm/Config/alloca.h"
  22 #include "llvm/ExecutionEngine/ExecutionEngine.h"
  23 #include "llvm/ExecutionEngine/GenericValue.h"
  24 #include "llvm/Support/Debug.h"
  25 #include "llvm/Support/MutexGuard.h"
  26 #include "llvm/System/DynamicLibrary.h"
  27 #include "llvm/System/Host.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  29 #include <cmath>
  30 #include <cstring>
  31 using namespace llvm;
  32
  33 STATISTIC(NumInitBytes, "Number of bytes of global vars initialized");
  34 STATISTIC(NumGlobals  , "Number of global vars initialized");
  35
  36 ExecutionEngine::EECtorFn ExecutionEngine::JITCtor = 0;
  37 ExecutionEngine::EECtorFn ExecutionEngine::InterpCtor = 0;
  38 ExecutionEngine::EERegisterFn ExecutionEngine::ExceptionTableRegister = 0;
  39
  40
  41 ExecutionEngine::ExecutionEngine(ModuleProvider *P) : LazyFunctionCreator(0) {
  42   LazyCompilationDisabled = false;
  43   SymbolSearchingDisabled = false;
  44   Modules.push_back(P);
  45   assert(P && "ModuleProvider is null?");
  46 }
  47
  48 ExecutionEngine::~ExecutionEngine() {
  49   clearAllGlobalMappings();
  50   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i)
  51     delete Modules[i];
  52 }
  53
  54 /// removeModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules.
  55 /// Release module from ModuleProvider.
  56 Module* ExecutionEngine::removeModuleProvider(ModuleProvider *P,
  57                                               std::string *ErrInfo) {
  58   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
  59         E = Modules.end(); I != E; ++I) {
  60     ModuleProvider *MP = *I;
  61     if (MP == P) {
  62       Modules.erase(I);
  63       clearGlobalMappingsFromModule(MP->getModule());
  64       return MP->releaseModule(ErrInfo);
  65     }
  66   }
  67   return NULL;
  68 }
  69
  70 /// FindFunctionNamed - Search all of the active modules to find the one that
  71 /// defines FnName.  This is very slow operation and shouldn't be used for
  72 /// general code.
  73 Function *ExecutionEngine::FindFunctionNamed(const char *FnName) {
  74   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i) {
  75     if (Function *F = Modules[i]->getModule()->getFunction(FnName))
  76       return F;
  77   }
  78   return 0;
  79 }
  80
  81
  82 /// addGlobalMapping - Tell the execution engine that the specified global is
  83 /// at the specified location.  This is used internally as functions are JIT'd
  84 /// and as global variables are laid out in memory.  It can and should also be
  85 /// used by clients of the EE that want to have an LLVM global overlay
  86 /// existing data in memory.
  87 void ExecutionEngine::addGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
  88   MutexGuard locked(lock);
  89
  90   void *&CurVal = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
  91   assert((CurVal == 0 || Addr == 0) && "GlobalMapping already established!");
  92   CurVal = Addr;
  93
  94   // If we are using the reverse mapping, add it too
  95   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
  96     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
  97     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
  98     V = GV;
  99   }
 100 }
 101
 102 /// clearAllGlobalMappings - Clear all global mappings and start over again
 103 /// use in dynamic compilation scenarios when you want to move globals
 104 void ExecutionEngine::clearAllGlobalMappings() {
 105   MutexGuard locked(lock);
 106
 107   state.getGlobalAddressMap(locked).clear();
 108   state.getGlobalAddressReverseMap(locked).clear();
 109 }
 110
 111 /// clearGlobalMappingsFromModule - Clear all global mappings that came from a
 112 /// particular module, because it has been removed from the JIT.
 113 void ExecutionEngine::clearGlobalMappingsFromModule(Module *M) {
 114   MutexGuard locked(lock);
 115
 116   for (Module::iterator FI = M->begin(), FE = M->end(); FI != FE; ++FI) {
 117     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(FI);
 118     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(FI);
 119   }
 120   for (Module::global_iterator GI = M->global_begin(), GE = M->global_end();
 121        GI != GE; ++GI) {
 122     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(GI);
 123     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(GI);
 124   }
 125 }
 126
 127 /// updateGlobalMapping - Replace an existing mapping for GV with a new
 128 /// address.  This updates both maps as required.  If "Addr" is null, the
 129 /// entry for the global is removed from the mappings.
 130 void *ExecutionEngine::updateGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
 131   MutexGuard locked(lock);
 132
 133   std::map<const GlobalValue*, void *> &Map = state.getGlobalAddressMap(locked);
 134
 135   // Deleting from the mapping?
 136   if (Addr == 0) {
 137     std::map<const GlobalValue*, void *>::iterator I = Map.find(GV);
 138     void *OldVal;
 139     if (I == Map.end())
 140       OldVal = 0;
 141     else {
 142       OldVal = I->second;
 143       Map.erase(I);
 144     }
 145
 146     if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 147       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(Addr);
 148     return OldVal;
 149   }
 150
 151   void *&CurVal = Map[GV];
 152   void *OldVal = CurVal;
 153
 154   if (CurVal && !state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 155     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(CurVal);
 156   CurVal = Addr;
 157
 158   // If we are using the reverse mapping, add it too
 159   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 160     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 161     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 162     V = GV;
 163   }
 164   return OldVal;
 165 }
 166
 167 /// getPointerToGlobalIfAvailable - This returns the address of the specified
 168 /// global value if it is has already been codegen'd, otherwise it returns null.
 169 ///
 170 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobalIfAvailable(const GlobalValue *GV) {
 171   MutexGuard locked(lock);
 172
 173   std::map<const GlobalValue*, void*>::iterator I =
 174   state.getGlobalAddressMap(locked).find(GV);
 175   return I != state.getGlobalAddressMap(locked).end() ? I->second : 0;
 176 }
 177
 178 /// getGlobalValueAtAddress - Return the LLVM global value object that starts
 179 /// at the specified address.
 180 ///
 181 const GlobalValue *ExecutionEngine::getGlobalValueAtAddress(void *Addr) {
 182   MutexGuard locked(lock);
 183
 184   // If we haven't computed the reverse mapping yet, do so first.
 185   if (state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 186     for (std::map<const GlobalValue*, void *>::iterator
 187          I = state.getGlobalAddressMap(locked).begin(),
 188          E = state.getGlobalAddressMap(locked).end(); I != E; ++I)
 189       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).insert(std::make_pair(I->second,
 190                                                                      I->first));
 191   }
 192
 193   std::map<void *, const GlobalValue*>::iterator I =
 194     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).find(Addr);
 195   return I != state.getGlobalAddressReverseMap(locked).end() ? I->second : 0;
 196 }
 197
 198 // CreateArgv - Turn a vector of strings into a nice argv style array of
 199 // pointers to null terminated strings.
 200 //
 201 static void *CreateArgv(ExecutionEngine *EE,
 202                         const std::vector<std::string> &InputArgv) {
 203   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 204   char *Result = new char[(InputArgv.size()+1)*PtrSize];
 205
 206   DOUT << "ARGV = " << (void*)Result << "\n";
 207   const Type *SBytePtr = PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty);
 208
 209   for (unsigned i = 0; i != InputArgv.size(); ++i) {
 210     unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
 211     char *Dest = new char[Size];
 212     DOUT << "ARGV[" << i << "] = " << (void*)Dest << "\n";
 213
 214     std::copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
 215     Dest[Size-1] = 0;
 216
 217     // Endian safe: Result[i] = (PointerTy)Dest;
 218     EE->StoreValueToMemory(PTOGV(Dest), (GenericValue*)(Result+i*PtrSize),
 219                            SBytePtr);
 220   }
 221
 222   // Null terminate it
 223   EE->StoreValueToMemory(PTOGV(0),
 224                          (GenericValue*)(Result+InputArgv.size()*PtrSize),
 225                          SBytePtr);
 226   return Result;
 227 }
 228
 229
 230 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 231 /// the static constructors or destructors for a program, depending on the
 232 /// value of isDtors.
 233 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors) {
 234   const char *Name = isDtors ? "llvm.global_dtors" : "llvm.global_ctors";
 235
 236   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 237   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 238     GlobalVariable *GV = Modules[m]->getModule()->getNamedGlobal(Name);
 239
 240     // If this global has internal linkage, or if it has a use, then it must be
 241     // an old-style (llvmgcc3) static ctor with __main linked in and in use.  If
 242     // this is the case, don't execute any of the global ctors, __main will do
 243     // it.
 244     if (!GV || GV->isDeclaration() || GV->hasInternalLinkage()) continue;
 245
 246     // Should be an array of '{ int, void ()* }' structs.  The first value is
 247     // the init priority, which we ignore.
 248     ConstantArray *InitList = dyn_cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
 249     if (!InitList) continue;
 250     for (unsigned i = 0, e = InitList->getNumOperands(); i != e; ++i)
 251       if (ConstantStruct *CS =
 252           dyn_cast<ConstantStruct>(InitList->getOperand(i))) {
 253         if (CS->getNumOperands() != 2) break; // Not array of 2-element structs.
 254
 255         Constant *FP = CS->getOperand(1);
 256         if (FP->isNullValue())
 257           break;  // Found a null terminator, exit.
 258
 259         if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(FP))
 260           if (CE->isCast())
 261             FP = CE->getOperand(0);
 262         if (Function *F = dyn_cast<Function>(FP)) {
 263           // Execute the ctor/dtor function!
 264           runFunction(F, std::vector<GenericValue>());
 265         }
 266       }
 267   }
 268 }
 269
 270 /// isTargetNullPtr - Return whether the target pointer stored at Loc is null.
 271 static bool isTargetNullPtr(ExecutionEngine *EE, void *Loc) {
 272   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 273   for (unsigned i = 0; i < PtrSize; ++i)
 274     if (*(i + (uint8_t*)Loc))
 275       return false;
 276   return true;
 277 }
 278
 279 /// runFunctionAsMain - This is a helper function which wraps runFunction to
 280 /// handle the common task of starting up main with the specified argc, argv,
 281 /// and envp parameters.
 282 int ExecutionEngine::runFunctionAsMain(Function *Fn,
 283                                        const std::vector<std::string> &argv,
 284                                        const char * const * envp) {
 285   std::vector<GenericValue> GVArgs;
 286   GenericValue GVArgc;
 287   GVArgc.IntVal = APInt(32, argv.size());
 288
 289   // Check main() type
 290   unsigned NumArgs = Fn->getFunctionType()->getNumParams();
 291   const FunctionType *FTy = Fn->getFunctionType();
 292   const Type* PPInt8Ty =
 293     PointerType::getUnqual(PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty));
 294   switch (NumArgs) {
 295   case 3:
 296    if (FTy->getParamType(2) != PPInt8Ty) {
 297      cerr << "Invalid type for third argument of main() supplied\n";
 298      abort();
 299    }
 300    // FALLS THROUGH
 301   case 2:
 302    if (FTy->getParamType(1) != PPInt8Ty) {
 303      cerr << "Invalid type for second argument of main() supplied\n";
 304      abort();
 305    }
 306    // FALLS THROUGH
 307   case 1:
 308    if (FTy->getParamType(0) != Type::Int32Ty) {
 309      cerr << "Invalid type for first argument of main() supplied\n";
 310      abort();
 311    }
 312    // FALLS THROUGH
 313   case 0:
 314    if (FTy->getReturnType() != Type::Int32Ty &&
 315        FTy->getReturnType() != Type::VoidTy) {
 316      cerr << "Invalid return type of main() supplied\n";
 317      abort();
 318    }
 319    break;
 320   default:
 321    cerr << "Invalid number of arguments of main() supplied\n";
 322    abort();
 323   }
 324
 325   if (NumArgs) {
 326     GVArgs.push_back(GVArgc); // Arg #0 = argc.
 327     if (NumArgs > 1) {
 328       GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, argv))); // Arg #1 = argv.
 329       assert(!isTargetNullPtr(this, GVTOP(GVArgs[1])) &&
 330              "argv[0] was null after CreateArgv");
 331       if (NumArgs > 2) {
 332         std::vector<std::string> EnvVars;
 333         for (unsigned i = 0; envp[i]; ++i)
 334           EnvVars.push_back(envp[i]);
 335         GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, EnvVars))); // Arg #2 = envp.
 336       }
 337     }
 338   }
 339   return runFunction(Fn, GVArgs).IntVal.getZExtValue();
 340 }
 341
 342 /// If possible, create a JIT, unless the caller specifically requests an
 343 /// Interpreter or there's an error. If even an Interpreter cannot be created,
 344 /// NULL is returned.
 345 ///
 346 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(ModuleProvider *MP,
 347                                          bool ForceInterpreter,
 348                                          std::string *ErrorStr,
 349                                          bool Fast) {
 350   ExecutionEngine *EE = 0;
 351
 352   // Make sure we can resolve symbols in the program as well. The zero arg
 353   // to the function tells DynamicLibrary to load the program, not a library.
 354   if (sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently(0, ErrorStr))
 355     return 0;
 356
 357   // Unless the interpreter was explicitly selected, try making a JIT.
 358   if (!ForceInterpreter && JITCtor)
 359     EE = JITCtor(MP, ErrorStr, Fast);
 360
 361   // If we can't make a JIT, make an interpreter instead.
 362   if (EE == 0 && InterpCtor)
 363     EE = InterpCtor(MP, ErrorStr, Fast);
 364
 365   return EE;
 366 }
 367
 368 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(Module *M) {
 369   return create(new ExistingModuleProvider(M));
 370 }
 371
 372 /// getPointerToGlobal - This returns the address of the specified global
 373 /// value.  This may involve code generation if it's a function.
 374 ///
 375 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV) {
 376   if (Function *F = const_cast<Function*>(dyn_cast<Function>(GV)))
 377     return getPointerToFunction(F);
 378
 379   MutexGuard locked(lock);
 380   void *p = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 381   if (p)
 382     return p;
 383
 384   // Global variable might have been added since interpreter started.
 385   if (GlobalVariable *GVar =
 386           const_cast<GlobalVariable *>(dyn_cast<GlobalVariable>(GV)))
 387     EmitGlobalVariable(GVar);
 388   else
 389     assert(0 && "Global hasn't had an address allocated yet!");
 390   return state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 391 }
 392
 393 /// This function converts a Constant* into a GenericValue. The interesting
 394 /// part is if C is a ConstantExpr.
 395 /// @brief Get a GenericValue for a Constant*
 396 GenericValue ExecutionEngine::getConstantValue(const Constant *C) {
 397   // If its undefined, return the garbage.
 398   if (isa<UndefValue>(C))
 399     return GenericValue();
 400
 401   // If the value is a ConstantExpr
 402   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 403     Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
 404     switch (CE->getOpcode()) {
 405     case Instruction::GetElementPtr: {
 406       // Compute the index
 407       GenericValue Result = getConstantValue(Op0);
 408       SmallVector<Value*, 8> Indices(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
 409       uint64_t Offset =
 410         TD->getIndexedOffset(Op0->getType(), &Indices[0], Indices.size());
 411
 412       char* tmp = (char*) Result.PointerVal;
 413       Result = PTOGV(tmp + Offset);
 414       return Result;
 415     }
 416     case Instruction::Trunc: {
 417       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 418       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 419       GV.IntVal = GV.IntVal.trunc(BitWidth);
 420       return GV;
 421     }
 422     case Instruction::ZExt: {
 423       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 424       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 425       GV.IntVal = GV.IntVal.zext(BitWidth);
 426       return GV;
 427     }
 428     case Instruction::SExt: {
 429       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 430       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 431       GV.IntVal = GV.IntVal.sext(BitWidth);
 432       return GV;
 433     }
 434     case Instruction::FPTrunc: {
 435       // FIXME long double
 436       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 437       GV.FloatVal = float(GV.DoubleVal);
 438       return GV;
 439     }
 440     case Instruction::FPExt:{
 441       // FIXME long double
 442       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 443       GV.DoubleVal = double(GV.FloatVal);
 444       return GV;
 445     }
 446     case Instruction::UIToFP: {
 447       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 448       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 449         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.roundToDouble());
 450       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 451         GV.DoubleVal = GV.IntVal.roundToDouble();
 452       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 453         const uint64_t zero[] = {0, 0};
 454         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 455         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 456                                    false,
 457                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 458         GV.IntVal = apf.convertToAPInt();
 459       }
 460       return GV;
 461     }
 462     case Instruction::SIToFP: {
 463       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 464       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 465         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.signedRoundToDouble());
 466       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 467         GV.DoubleVal = GV.IntVal.signedRoundToDouble();
 468       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 469         const uint64_t zero[] = { 0, 0};
 470         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 471         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 472                                    true,
 473                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 474         GV.IntVal = apf.convertToAPInt();
 475       }
 476       return GV;
 477     }
 478     case Instruction::FPToUI: // double->APInt conversion handles sign
 479     case Instruction::FPToSI: {
 480       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 481       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 482       if (Op0->getType() == Type::FloatTy)
 483         GV.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(GV.FloatVal, BitWidth);
 484       else if (Op0->getType() == Type::DoubleTy)
 485         GV.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(GV.DoubleVal, BitWidth);
 486       else if (Op0->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 487         APFloat apf = APFloat(GV.IntVal);
 488         uint64_t v;
 489         (void)apf.convertToInteger(&v, BitWidth,
 490                                    CE->getOpcode()==Instruction::FPToSI,
 491                                    APFloat::rmTowardZero);
 492         GV.IntVal = v; // endian?
 493       }
 494       return GV;
 495     }
 496     case Instruction::PtrToInt: {
 497       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 498       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 499       GV.IntVal = APInt(PtrWidth, uintptr_t(GV.PointerVal));
 500       return GV;
 501     }
 502     case Instruction::IntToPtr: {
 503       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 504       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 505       if (PtrWidth != GV.IntVal.getBitWidth())
 506         GV.IntVal = GV.IntVal.zextOrTrunc(PtrWidth);
 507       assert(GV.IntVal.getBitWidth() <= 64 && "Bad pointer width");
 508       GV.PointerVal = PointerTy(uintptr_t(GV.IntVal.getZExtValue()));
 509       return GV;
 510     }
 511     case Instruction::BitCast: {
 512       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 513       const Type* DestTy = CE->getType();
 514       switch (Op0->getType()->getTypeID()) {
 515         default: assert(0 && "Invalid bitcast operand");
 516         case Type::IntegerTyID:
 517           assert(DestTy->isFloatingPoint() && "invalid bitcast");
 518           if (DestTy == Type::FloatTy)
 519             GV.FloatVal = GV.IntVal.bitsToFloat();
 520           else if (DestTy == Type::DoubleTy)
 521             GV.DoubleVal = GV.IntVal.bitsToDouble();
 522           break;
 523         case Type::FloatTyID:
 524           assert(DestTy == Type::Int32Ty && "Invalid bitcast");
 525           GV.IntVal.floatToBits(GV.FloatVal);
 526           break;
 527         case Type::DoubleTyID:
 528           assert(DestTy == Type::Int64Ty && "Invalid bitcast");
 529           GV.IntVal.doubleToBits(GV.DoubleVal);
 530           break;
 531         case Type::PointerTyID:
 532           assert(isa<PointerType>(DestTy) && "Invalid bitcast");
 533           break; // getConstantValue(Op0)  above already converted it
 534       }
 535       return GV;
 536     }
 537     case Instruction::Add:
 538     case Instruction::Sub:
 539     case Instruction::Mul:
 540     case Instruction::UDiv:
 541     case Instruction::SDiv:
 542     case Instruction::URem:
 543     case Instruction::SRem:
 544     case Instruction::And:
 545     case Instruction::Or:
 546     case Instruction::Xor: {
 547       GenericValue LHS = getConstantValue(Op0);
 548       GenericValue RHS = getConstantValue(CE->getOperand(1));
 549       GenericValue GV;
 550       switch (CE->getOperand(0)->getType()->getTypeID()) {
 551       default: assert(0 && "Bad add type!"); abort();
 552       case Type::IntegerTyID:
 553         switch (CE->getOpcode()) {
 554           default: assert(0 && "Invalid integer opcode");
 555           case Instruction::Add: GV.IntVal = LHS.IntVal + RHS.IntVal; break;
 556           case Instruction::Sub: GV.IntVal = LHS.IntVal - RHS.IntVal; break;
 557           case Instruction::Mul: GV.IntVal = LHS.IntVal * RHS.IntVal; break;
 558           case Instruction::UDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.udiv(RHS.IntVal); break;
 559           case Instruction::SDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.sdiv(RHS.IntVal); break;
 560           case Instruction::URem:GV.IntVal = LHS.IntVal.urem(RHS.IntVal); break;
 561           case Instruction::SRem:GV.IntVal = LHS.IntVal.srem(RHS.IntVal); break;
 562           case Instruction::And: GV.IntVal = LHS.IntVal & RHS.IntVal; break;
 563           case Instruction::Or:  GV.IntVal = LHS.IntVal | RHS.IntVal; break;
 564           case Instruction::Xor: GV.IntVal = LHS.IntVal ^ RHS.IntVal; break;
 565         }
 566         break;
 567       case Type::FloatTyID:
 568         switch (CE->getOpcode()) {
 569           default: assert(0 && "Invalid float opcode"); abort();
 570           case Instruction::Add:
 571             GV.FloatVal = LHS.FloatVal + RHS.FloatVal; break;
 572           case Instruction::Sub:
 573             GV.FloatVal = LHS.FloatVal - RHS.FloatVal; break;
 574           case Instruction::Mul:
 575             GV.FloatVal = LHS.FloatVal * RHS.FloatVal; break;
 576           case Instruction::FDiv:
 577             GV.FloatVal = LHS.FloatVal / RHS.FloatVal; break;
 578           case Instruction::FRem:
 579             GV.FloatVal = ::fmodf(LHS.FloatVal,RHS.FloatVal); break;
 580         }
 581         break;
 582       case Type::DoubleTyID:
 583         switch (CE->getOpcode()) {
 584           default: assert(0 && "Invalid double opcode"); abort();
 585           case Instruction::Add:
 586             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal + RHS.DoubleVal; break;
 587           case Instruction::Sub:
 588             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal - RHS.DoubleVal; break;
 589           case Instruction::Mul:
 590             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal * RHS.DoubleVal; break;
 591           case Instruction::FDiv:
 592             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal / RHS.DoubleVal; break;
 593           case Instruction::FRem:
 594             GV.DoubleVal = ::fmod(LHS.DoubleVal,RHS.DoubleVal); break;
 595         }
 596         break;
 597       case Type::X86_FP80TyID:
 598       case Type::PPC_FP128TyID:
 599       case Type::FP128TyID: {
 600         APFloat apfLHS = APFloat(LHS.IntVal);
 601         switch (CE->getOpcode()) {
 602           default: assert(0 && "Invalid long double opcode"); abort();
 603           case Instruction::Add:
 604             apfLHS.add(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 605             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 606             break;
 607           case Instruction::Sub:
 608             apfLHS.subtract(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 609             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 610             break;
 611           case Instruction::Mul:
 612             apfLHS.multiply(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 613             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 614             break;
 615           case Instruction::FDiv:
 616             apfLHS.divide(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 617             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 618             break;
 619           case Instruction::FRem:
 620             apfLHS.mod(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 621             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 622             break;
 623           }
 624         }
 625         break;
 626       }
 627       return GV;
 628     }
 629     default:
 630       break;
 631     }
 632     cerr << "ConstantExpr not handled: " << *CE << "\n";
 633     abort();
 634   }
 635
 636   GenericValue Result;
 637   switch (C->getType()->getTypeID()) {
 638   case Type::FloatTyID:
 639     Result.FloatVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToFloat();
 640     break;
 641   case Type::DoubleTyID:
 642     Result.DoubleVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToDouble();
 643     break;
 644   case Type::X86_FP80TyID:
 645   case Type::FP128TyID:
 646   case Type::PPC_FP128TyID:
 647     Result.IntVal = cast <ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToAPInt();
 648     break;
 649   case Type::IntegerTyID:
 650     Result.IntVal = cast<ConstantInt>(C)->getValue();
 651     break;
 652   case Type::PointerTyID:
 653     if (isa<ConstantPointerNull>(C))
 654       Result.PointerVal = 0;
 655     else if (const Function *F = dyn_cast<Function>(C))
 656       Result = PTOGV(getPointerToFunctionOrStub(const_cast<Function*>(F)));
 657     else if (const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
 658       Result = PTOGV(getOrEmitGlobalVariable(const_cast<GlobalVariable*>(GV)));
 659     else
 660       assert(0 && "Unknown constant pointer type!");
 661     break;
 662   default:
 663     cerr << "ERROR: Constant unimplemented for type: " << *C->getType() << "\n";
 664     abort();
 665   }
 666   return Result;
 667 }
 668
 669 /// StoreIntToMemory - Fills the StoreBytes bytes of memory starting from Dst
 670 /// with the integer held in IntVal.
 671 static void StoreIntToMemory(const APInt &IntVal, uint8_t *Dst,
 672                              unsigned StoreBytes) {
 673   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= StoreBytes && "Integer too small!");
 674   uint8_t *Src = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 675
 676   if (sys::littleEndianHost())
 677     // Little-endian host - the source is ordered from LSB to MSB.  Order the
 678     // destination from LSB to MSB: Do a straight copy.
 679     memcpy(Dst, Src, StoreBytes);
 680   else {
 681     // Big-endian host - the source is an array of 64 bit words ordered from
 682     // LSW to MSW.  Each word is ordered from MSB to LSB.  Order the destination
 683     // from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in a word.
 684     while (StoreBytes > sizeof(uint64_t)) {
 685       StoreBytes -= sizeof(uint64_t);
 686       // May not be aligned so use memcpy.
 687       memcpy(Dst + StoreBytes, Src, sizeof(uint64_t));
 688       Src += sizeof(uint64_t);
 689     }
 690
 691     memcpy(Dst, Src + sizeof(uint64_t) - StoreBytes, StoreBytes);
 692   }
 693 }
 694
 695 /// StoreValueToMemory - Stores the data in Val of type Ty at address Ptr.  Ptr
 696 /// is the address of the memory at which to store Val, cast to GenericValue *.
 697 /// It is not a pointer to a GenericValue containing the address at which to
 698 /// store Val.
 699 void ExecutionEngine::StoreValueToMemory(const GenericValue &Val, GenericValue *Ptr,
 700                                          const Type *Ty) {
 701   const unsigned StoreBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 702
 703   switch (Ty->getTypeID()) {
 704   case Type::IntegerTyID:
 705     StoreIntToMemory(Val.IntVal, (uint8_t*)Ptr, StoreBytes);
 706     break;
 707   case Type::FloatTyID:
 708     *((float*)Ptr) = Val.FloatVal;
 709     break;
 710   case Type::DoubleTyID:
 711     *((double*)Ptr) = Val.DoubleVal;
 712     break;
 713   case Type::X86_FP80TyID: {
 714       uint16_t *Dest = (uint16_t*)Ptr;
 715       const uint16_t *Src = (uint16_t*)Val.IntVal.getRawData();
 716       // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 717       Dest[0] = Src[4];
 718       Dest[1] = Src[0];
 719       Dest[2] = Src[1];
 720       Dest[3] = Src[2];
 721       Dest[4] = Src[3];
 722       break;
 723     }
 724   case Type::PointerTyID:
 725     // Ensure 64 bit target pointers are fully initialized on 32 bit hosts.
 726     if (StoreBytes != sizeof(PointerTy))
 727       memset(Ptr, 0, StoreBytes);
 728
 729     *((PointerTy*)Ptr) = Val.PointerVal;
 730     break;
 731   default:
 732     cerr << "Cannot store value of type " << *Ty << "!\n";
 733   }
 734
 735   if (sys::littleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian())
 736     // Host and target are different endian - reverse the stored bytes.
 737     std::reverse((uint8_t*)Ptr, StoreBytes + (uint8_t*)Ptr);
 738 }
 739
 740 /// LoadIntFromMemory - Loads the integer stored in the LoadBytes bytes starting
 741 /// from Src into IntVal, which is assumed to be wide enough and to hold zero.
 742 static void LoadIntFromMemory(APInt &IntVal, uint8_t *Src, unsigned LoadBytes) {
 743   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= LoadBytes && "Integer too small!");
 744   uint8_t *Dst = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 745
 746   if (sys::littleEndianHost())
 747     // Little-endian host - the destination must be ordered from LSB to MSB.
 748     // The source is ordered from LSB to MSB: Do a straight copy.
 749     memcpy(Dst, Src, LoadBytes);
 750   else {
 751     // Big-endian - the destination is an array of 64 bit words ordered from
 752     // LSW to MSW.  Each word must be ordered from MSB to LSB.  The source is
 753     // ordered from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in
 754     // a word.
 755     while (LoadBytes > sizeof(uint64_t)) {
 756       LoadBytes -= sizeof(uint64_t);
 757       // May not be aligned so use memcpy.
 758       memcpy(Dst, Src + LoadBytes, sizeof(uint64_t));
 759       Dst += sizeof(uint64_t);
 760     }
 761
 762     memcpy(Dst + sizeof(uint64_t) - LoadBytes, Src, LoadBytes);
 763   }
 764 }
 765
 766 /// FIXME: document
 767 ///
 768 void ExecutionEngine::LoadValueFromMemory(GenericValue &Result,
 769                                           GenericValue *Ptr,
 770                                           const Type *Ty) {
 771   const unsigned LoadBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 772
 773   if (sys::littleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian()) {
 774     // Host and target are different endian - reverse copy the stored
 775     // bytes into a buffer, and load from that.
 776     uint8_t *Src = (uint8_t*)Ptr;
 777     uint8_t *Buf = (uint8_t*)alloca(LoadBytes);
 778     std::reverse_copy(Src, Src + LoadBytes, Buf);
 779     Ptr = (GenericValue*)Buf;
 780   }
 781
 782   switch (Ty->getTypeID()) {
 783   case Type::IntegerTyID:
 784     // An APInt with all words initially zero.
 785     Result.IntVal = APInt(cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(), 0);
 786     LoadIntFromMemory(Result.IntVal, (uint8_t*)Ptr, LoadBytes);
 787     break;
 788   case Type::FloatTyID:
 789     Result.FloatVal = *((float*)Ptr);
 790     break;
 791   case Type::DoubleTyID:
 792     Result.DoubleVal = *((double*)Ptr);
 793     break;
 794   case Type::PointerTyID:
 795     Result.PointerVal = *((PointerTy*)Ptr);
 796     break;
 797   case Type::X86_FP80TyID: {
 798     // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 799     // FIXME: Will not trap if loading a signaling NaN.
 800     uint16_t *p = (uint16_t*)Ptr;
 801     union {
 802       uint16_t x[8];
 803       uint64_t y[2];
 804     };
 805     x[0] = p[1];
 806     x[1] = p[2];
 807     x[2] = p[3];
 808     x[3] = p[4];
 809     x[4] = p[0];
 810     Result.IntVal = APInt(80, 2, y);
 811     break;
 812   }
 813   default:
 814     cerr << "Cannot load value of type " << *Ty << "!\n";
 815     abort();
 816   }
 817 }
 818
 819 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 820 // specified memory location...
 821 //
 822 void ExecutionEngine::InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr) {
 823   DOUT << "Initializing " << Addr;
 824   DEBUG(Init->dump());
 825   if (isa<UndefValue>(Init)) {
 826     return;
 827   } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Init)) {
 828     unsigned ElementSize =
 829       getTargetData()->getABITypeSize(CP->getType()->getElementType());
 830     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
 831       InitializeMemory(CP->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 832     return;
 833   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
 834     memset(Addr, 0, (size_t)getTargetData()->getABITypeSize(Init->getType()));
 835     return;
 836   } else if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(Init)) {
 837     unsigned ElementSize =
 838       getTargetData()->getABITypeSize(CPA->getType()->getElementType());
 839     for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 840       InitializeMemory(CPA->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 841     return;
 842   } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(Init)) {
 843     const StructLayout *SL =
 844       getTargetData()->getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 845     for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 846       InitializeMemory(CPS->getOperand(i), (char*)Addr+SL->getElementOffset(i));
 847     return;
 848   } else if (Init->getType()->isFirstClassType()) {
 849     GenericValue Val = getConstantValue(Init);
 850     StoreValueToMemory(Val, (GenericValue*)Addr, Init->getType());
 851     return;
 852   }
 853
 854   cerr << "Bad Type: " << *Init->getType() << "\n";
 855   assert(0 && "Unknown constant type to initialize memory with!");
 856 }
 857
 858 /// EmitGlobals - Emit all of the global variables to memory, storing their
 859 /// addresses into GlobalAddress.  This must make sure to copy the contents of
 860 /// their initializers into the memory.
 861 ///
 862 void ExecutionEngine::emitGlobals() {
 863   const TargetData *TD = getTargetData();
 864
 865   // Loop over all of the global variables in the program, allocating the memory
 866   // to hold them.  If there is more than one module, do a prepass over globals
 867   // to figure out how the different modules should link together.
 868   //
 869   std::map<std::pair<std::string, const Type*>,
 870            const GlobalValue*> LinkedGlobalsMap;
 871
 872   if (Modules.size() != 1) {
 873     for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 874       Module &M = *Modules[m]->getModule();
 875       for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(),
 876            E = M.global_end(); I != E; ++I) {
 877         const GlobalValue *GV = I;
 878         if (GV->hasInternalLinkage() || GV->isDeclaration() ||
 879             GV->hasAppendingLinkage() || !GV->hasName())
 880           continue;// Ignore external globals and globals with internal linkage.
 881
 882         const GlobalValue *&GVEntry =
 883           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 884
 885         // If this is the first time we've seen this global, it is the canonical
 886         // version.
 887         if (!GVEntry) {
 888           GVEntry = GV;
 889           continue;
 890         }
 891
 892         // If the existing global is strong, never replace it.
 893         if (GVEntry->hasExternalLinkage() ||
 894             GVEntry->hasDLLImportLinkage() ||
 895             GVEntry->hasDLLExportLinkage())
 896           continue;
 897
 898         // Otherwise, we know it's linkonce/weak, replace it if this is a strong
 899         // symbol.  FIXME is this right for common?
 900         if (GV->hasExternalLinkage() || GVEntry->hasExternalWeakLinkage())
 901           GVEntry = GV;
 902       }
 903     }
 904   }
 905
 906   std::vector<const GlobalValue*> NonCanonicalGlobals;
 907   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 908     Module &M = *Modules[m]->getModule();
 909     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 910          I != E; ++I) {
 911       // In the multi-module case, see what this global maps to.
 912       if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 913         if (const GlobalValue *GVEntry =
 914               LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())]) {
 915           // If something else is the canonical global, ignore this one.
 916           if (GVEntry != &*I) {
 917             NonCanonicalGlobals.push_back(I);
 918             continue;
 919           }
 920         }
 921       }
 922
 923       if (!I->isDeclaration()) {
 924         // Get the type of the global.
 925         const Type *Ty = I->getType()->getElementType();
 926
 927         // Allocate some memory for it!
 928         unsigned Size = TD->getABITypeSize(Ty);
 929         addGlobalMapping(I, new char[Size]);
 930       } else {
 931         // External variable reference. Try to use the dynamic loader to
 932         // get a pointer to it.
 933         if (void *SymAddr =
 934             sys::DynamicLibrary::SearchForAddressOfSymbol(I->getName().c_str()))
 935           addGlobalMapping(I, SymAddr);
 936         else {
 937           cerr << "Could not resolve external global address: "
 938                << I->getName() << "\n";
 939           abort();
 940         }
 941       }
 942     }
 943
 944     // If there are multiple modules, map the non-canonical globals to their
 945     // canonical location.
 946     if (!NonCanonicalGlobals.empty()) {
 947       for (unsigned i = 0, e = NonCanonicalGlobals.size(); i != e; ++i) {
 948         const GlobalValue *GV = NonCanonicalGlobals[i];
 949         const GlobalValue *CGV =
 950           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 951         void *Ptr = getPointerToGlobalIfAvailable(CGV);
 952         assert(Ptr && "Canonical global wasn't codegen'd!");
 953         addGlobalMapping(GV, getPointerToGlobalIfAvailable(CGV));
 954       }
 955     }
 956
 957     // Now that all of the globals are set up in memory, loop through them all
 958     // and initialize their contents.
 959     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 960          I != E; ++I) {
 961       if (!I->isDeclaration()) {
 962         if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 963           if (const GlobalValue *GVEntry =
 964                 LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())])
 965             if (GVEntry != &*I)  // Not the canonical variable.
 966               continue;
 967         }
 968         EmitGlobalVariable(I);
 969       }
 970     }
 971   }
 972 }
 973
 974 // EmitGlobalVariable - This method emits the specified global variable to the
 975 // address specified in GlobalAddresses, or allocates new memory if it's not
 976 // already in the map.
 977 void ExecutionEngine::EmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV) {
 978   void *GA = getPointerToGlobalIfAvailable(GV);
 979   DOUT << "Global '" << GV->getName() << "' -> " << GA << "\n";
 980
 981   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
 982   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getABITypeSize(ElTy);
 983   if (GA == 0) {
 984     // If it's not already specified, allocate memory for the global.
 985     GA = new char[GVSize];
 986     addGlobalMapping(GV, GA);
 987   }
 988
 989   InitializeMemory(GV->getInitializer(), GA);
 990   NumInitBytes += (unsigned)GVSize;
 991   ++NumGlobals;
 992 }