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