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