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   GVCompilationDisabled   = false;
  44   SymbolSearchingDisabled = false;
  45   Modules.push_back(P);
  46   assert(P && "ModuleProvider is null?");
  47 }
  48
  49 ExecutionEngine::~ExecutionEngine() {
  50   clearAllGlobalMappings();
  51   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i)
  52     delete Modules[i];
  53 }
  54
  55 /// removeModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules.
  56 /// Release module from ModuleProvider.
  57 Module* ExecutionEngine::removeModuleProvider(ModuleProvider *P,
  58                                               std::string *ErrInfo) {
  59   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
  60         E = Modules.end(); I != E; ++I) {
  61     ModuleProvider *MP = *I;
  62     if (MP == P) {
  63       Modules.erase(I);
  64       clearGlobalMappingsFromModule(MP->getModule());
  65       return MP->releaseModule(ErrInfo);
  66     }
  67   }
  68   return NULL;
  69 }
  70
  71 /// FindFunctionNamed - Search all of the active modules to find the one that
  72 /// defines FnName.  This is very slow operation and shouldn't be used for
  73 /// general code.
  74 Function *ExecutionEngine::FindFunctionNamed(const char *FnName) {
  75   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i) {
  76     if (Function *F = Modules[i]->getModule()->getFunction(FnName))
  77       return F;
  78   }
  79   return 0;
  80 }
  81
  82
  83 /// addGlobalMapping - Tell the execution engine that the specified global is
  84 /// at the specified location.  This is used internally as functions are JIT'd
  85 /// and as global variables are laid out in memory.  It can and should also be
  86 /// used by clients of the EE that want to have an LLVM global overlay
  87 /// existing data in memory.
  88 void ExecutionEngine::addGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
  89   MutexGuard locked(lock);
  90
  91   DOUT << "Map " << *GV << " to " << Addr << "\n";
  92   void *&CurVal = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
  93   assert((CurVal == 0 || Addr == 0) && "GlobalMapping already established!");
  94   CurVal = Addr;
  95
  96   // If we are using the reverse mapping, add it too
  97   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
  98     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
  99     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 100     V = GV;
 101   }
 102 }
 103
 104 /// clearAllGlobalMappings - Clear all global mappings and start over again
 105 /// use in dynamic compilation scenarios when you want to move globals
 106 void ExecutionEngine::clearAllGlobalMappings() {
 107   MutexGuard locked(lock);
 108
 109   state.getGlobalAddressMap(locked).clear();
 110   state.getGlobalAddressReverseMap(locked).clear();
 111 }
 112
 113 /// clearGlobalMappingsFromModule - Clear all global mappings that came from a
 114 /// particular module, because it has been removed from the JIT.
 115 void ExecutionEngine::clearGlobalMappingsFromModule(Module *M) {
 116   MutexGuard locked(lock);
 117
 118   for (Module::iterator FI = M->begin(), FE = M->end(); FI != FE; ++FI) {
 119     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(FI);
 120     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(FI);
 121   }
 122   for (Module::global_iterator GI = M->global_begin(), GE = M->global_end();
 123        GI != GE; ++GI) {
 124     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(GI);
 125     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(GI);
 126   }
 127 }
 128
 129 /// updateGlobalMapping - Replace an existing mapping for GV with a new
 130 /// address.  This updates both maps as required.  If "Addr" is null, the
 131 /// entry for the global is removed from the mappings.
 132 void *ExecutionEngine::updateGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
 133   MutexGuard locked(lock);
 134
 135   std::map<const GlobalValue*, void *> &Map = state.getGlobalAddressMap(locked);
 136
 137   // Deleting from the mapping?
 138   if (Addr == 0) {
 139     std::map<const GlobalValue*, void *>::iterator I = Map.find(GV);
 140     void *OldVal;
 141     if (I == Map.end())
 142       OldVal = 0;
 143     else {
 144       OldVal = I->second;
 145       Map.erase(I);
 146     }
 147
 148     if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 149       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(Addr);
 150     return OldVal;
 151   }
 152
 153   void *&CurVal = Map[GV];
 154   void *OldVal = CurVal;
 155
 156   if (CurVal && !state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 157     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(CurVal);
 158   CurVal = Addr;
 159
 160   // If we are using the reverse mapping, add it too
 161   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 162     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 163     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 164     V = GV;
 165   }
 166   return OldVal;
 167 }
 168
 169 /// getPointerToGlobalIfAvailable - This returns the address of the specified
 170 /// global value if it is has already been codegen'd, otherwise it returns null.
 171 ///
 172 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobalIfAvailable(const GlobalValue *GV) {
 173   MutexGuard locked(lock);
 174
 175   std::map<const GlobalValue*, void*>::iterator I =
 176   state.getGlobalAddressMap(locked).find(GV);
 177   return I != state.getGlobalAddressMap(locked).end() ? I->second : 0;
 178 }
 179
 180 /// getGlobalValueAtAddress - Return the LLVM global value object that starts
 181 /// at the specified address.
 182 ///
 183 const GlobalValue *ExecutionEngine::getGlobalValueAtAddress(void *Addr) {
 184   MutexGuard locked(lock);
 185
 186   // If we haven't computed the reverse mapping yet, do so first.
 187   if (state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 188     for (std::map<const GlobalValue*, void *>::iterator
 189          I = state.getGlobalAddressMap(locked).begin(),
 190          E = state.getGlobalAddressMap(locked).end(); I != E; ++I)
 191       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).insert(std::make_pair(I->second,
 192                                                                      I->first));
 193   }
 194
 195   std::map<void *, const GlobalValue*>::iterator I =
 196     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).find(Addr);
 197   return I != state.getGlobalAddressReverseMap(locked).end() ? I->second : 0;
 198 }
 199
 200 // CreateArgv - Turn a vector of strings into a nice argv style array of
 201 // pointers to null terminated strings.
 202 //
 203 static void *CreateArgv(ExecutionEngine *EE,
 204                         const std::vector<std::string> &InputArgv) {
 205   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 206   char *Result = new char[(InputArgv.size()+1)*PtrSize];
 207
 208   DOUT << "ARGV = " << (void*)Result << "\n";
 209   const Type *SBytePtr = PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty);
 210
 211   for (unsigned i = 0; i != InputArgv.size(); ++i) {
 212     unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
 213     char *Dest = new char[Size];
 214     DOUT << "ARGV[" << i << "] = " << (void*)Dest << "\n";
 215
 216     std::copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
 217     Dest[Size-1] = 0;
 218
 219     // Endian safe: Result[i] = (PointerTy)Dest;
 220     EE->StoreValueToMemory(PTOGV(Dest), (GenericValue*)(Result+i*PtrSize),
 221                            SBytePtr);
 222   }
 223
 224   // Null terminate it
 225   EE->StoreValueToMemory(PTOGV(0),
 226                          (GenericValue*)(Result+InputArgv.size()*PtrSize),
 227                          SBytePtr);
 228   return Result;
 229 }
 230
 231
 232 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 233 /// the static constructors or destructors for a module, depending on the
 234 /// value of isDtors.
 235 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(Module *module, bool isDtors) {
 236   const char *Name = isDtors ? "llvm.global_dtors" : "llvm.global_ctors";
 237
 238   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 239
 240  GlobalVariable *GV = module->getNamedGlobal(Name);
 241
 242  // If this global has internal linkage, or if it has a use, then it must be
 243  // an old-style (llvmgcc3) static ctor with __main linked in and in use.  If
 244  // this is the case, don't execute any of the global ctors, __main will do
 245  // it.
 246  if (!GV || GV->isDeclaration() || GV->hasInternalLinkage()) return;
 247
 248  // Should be an array of '{ int, void ()* }' structs.  The first value is
 249  // the init priority, which we ignore.
 250  ConstantArray *InitList = dyn_cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
 251  if (!InitList) return;
 252  for (unsigned i = 0, e = InitList->getNumOperands(); i != e; ++i)
 253    if (ConstantStruct *CS =
 254        dyn_cast<ConstantStruct>(InitList->getOperand(i))) {
 255      if (CS->getNumOperands() != 2) return; // Not array of 2-element structs.
 256
 257      Constant *FP = CS->getOperand(1);
 258      if (FP->isNullValue())
 259        break;  // Found a null terminator, exit.
 260
 261      if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(FP))
 262        if (CE->isCast())
 263          FP = CE->getOperand(0);
 264      if (Function *F = dyn_cast<Function>(FP)) {
 265        // Execute the ctor/dtor function!
 266        runFunction(F, std::vector<GenericValue>());
 267      }
 268    }
 269 }
 270
 271 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 272 /// the static constructors or destructors for a program, depending on the
 273 /// value of isDtors.
 274 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors) {
 275   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 276   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m)
 277     runStaticConstructorsDestructors(Modules[m]->getModule(), isDtors);
 278 }
 279
 280 #ifndef NDEBUG
 281 /// isTargetNullPtr - Return whether the target pointer stored at Loc is null.
 282 static bool isTargetNullPtr(ExecutionEngine *EE, void *Loc) {
 283   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 284   for (unsigned i = 0; i < PtrSize; ++i)
 285     if (*(i + (uint8_t*)Loc))
 286       return false;
 287   return true;
 288 }
 289 #endif
 290
 291 /// runFunctionAsMain - This is a helper function which wraps runFunction to
 292 /// handle the common task of starting up main with the specified argc, argv,
 293 /// and envp parameters.
 294 int ExecutionEngine::runFunctionAsMain(Function *Fn,
 295                                        const std::vector<std::string> &argv,
 296                                        const char * const * envp) {
 297   std::vector<GenericValue> GVArgs;
 298   GenericValue GVArgc;
 299   GVArgc.IntVal = APInt(32, argv.size());
 300
 301   // Check main() type
 302   unsigned NumArgs = Fn->getFunctionType()->getNumParams();
 303   const FunctionType *FTy = Fn->getFunctionType();
 304   const Type* PPInt8Ty =
 305     PointerType::getUnqual(PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty));
 306   switch (NumArgs) {
 307   case 3:
 308    if (FTy->getParamType(2) != PPInt8Ty) {
 309      cerr << "Invalid type for third argument of main() supplied\n";
 310      abort();
 311    }
 312    // FALLS THROUGH
 313   case 2:
 314    if (FTy->getParamType(1) != PPInt8Ty) {
 315      cerr << "Invalid type for second argument of main() supplied\n";
 316      abort();
 317    }
 318    // FALLS THROUGH
 319   case 1:
 320    if (FTy->getParamType(0) != Type::Int32Ty) {
 321      cerr << "Invalid type for first argument of main() supplied\n";
 322      abort();
 323    }
 324    // FALLS THROUGH
 325   case 0:
 326    if (FTy->getReturnType() != Type::Int32Ty &&
 327        FTy->getReturnType() != Type::VoidTy) {
 328      cerr << "Invalid return type of main() supplied\n";
 329      abort();
 330    }
 331    break;
 332   default:
 333    cerr << "Invalid number of arguments of main() supplied\n";
 334    abort();
 335   }
 336
 337   if (NumArgs) {
 338     GVArgs.push_back(GVArgc); // Arg #0 = argc.
 339     if (NumArgs > 1) {
 340       GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, argv))); // Arg #1 = argv.
 341       assert(!isTargetNullPtr(this, GVTOP(GVArgs[1])) &&
 342              "argv[0] was null after CreateArgv");
 343       if (NumArgs > 2) {
 344         std::vector<std::string> EnvVars;
 345         for (unsigned i = 0; envp[i]; ++i)
 346           EnvVars.push_back(envp[i]);
 347         GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, EnvVars))); // Arg #2 = envp.
 348       }
 349     }
 350   }
 351   return runFunction(Fn, GVArgs).IntVal.getZExtValue();
 352 }
 353
 354 /// If possible, create a JIT, unless the caller specifically requests an
 355 /// Interpreter or there's an error. If even an Interpreter cannot be created,
 356 /// NULL is returned.
 357 ///
 358 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(ModuleProvider *MP,
 359                                          bool ForceInterpreter,
 360                                          std::string *ErrorStr,
 361                                          bool Fast) {
 362   ExecutionEngine *EE = 0;
 363
 364   // Make sure we can resolve symbols in the program as well. The zero arg
 365   // to the function tells DynamicLibrary to load the program, not a library.
 366   if (sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently(0, ErrorStr))
 367     return 0;
 368
 369   // Unless the interpreter was explicitly selected, try making a JIT.
 370   if (!ForceInterpreter && JITCtor)
 371     EE = JITCtor(MP, ErrorStr, Fast);
 372
 373   // If we can't make a JIT, make an interpreter instead.
 374   if (EE == 0 && InterpCtor)
 375     EE = InterpCtor(MP, ErrorStr, Fast);
 376
 377   return EE;
 378 }
 379
 380 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(Module *M) {
 381   return create(new ExistingModuleProvider(M));
 382 }
 383
 384 /// getPointerToGlobal - This returns the address of the specified global
 385 /// value.  This may involve code generation if it's a function.
 386 ///
 387 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV) {
 388   if (Function *F = const_cast<Function*>(dyn_cast<Function>(GV)))
 389     return getPointerToFunction(F);
 390
 391   MutexGuard locked(lock);
 392   void *p = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 393   if (p)
 394     return p;
 395
 396   // Global variable might have been added since interpreter started.
 397   if (GlobalVariable *GVar =
 398           const_cast<GlobalVariable *>(dyn_cast<GlobalVariable>(GV)))
 399     EmitGlobalVariable(GVar);
 400   else
 401     assert(0 && "Global hasn't had an address allocated yet!");
 402   return state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 403 }
 404
 405 /// This function converts a Constant* into a GenericValue. The interesting
 406 /// part is if C is a ConstantExpr.
 407 /// @brief Get a GenericValue for a Constant*
 408 GenericValue ExecutionEngine::getConstantValue(const Constant *C) {
 409   // If its undefined, return the garbage.
 410   if (isa<UndefValue>(C))
 411     return GenericValue();
 412
 413   // If the value is a ConstantExpr
 414   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 415     Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
 416     switch (CE->getOpcode()) {
 417     case Instruction::GetElementPtr: {
 418       // Compute the index
 419       GenericValue Result = getConstantValue(Op0);
 420       SmallVector<Value*, 8> Indices(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
 421       uint64_t Offset =
 422         TD->getIndexedOffset(Op0->getType(), &Indices[0], Indices.size());
 423
 424       char* tmp = (char*) Result.PointerVal;
 425       Result = PTOGV(tmp + Offset);
 426       return Result;
 427     }
 428     case Instruction::Trunc: {
 429       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 430       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 431       GV.IntVal = GV.IntVal.trunc(BitWidth);
 432       return GV;
 433     }
 434     case Instruction::ZExt: {
 435       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 436       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 437       GV.IntVal = GV.IntVal.zext(BitWidth);
 438       return GV;
 439     }
 440     case Instruction::SExt: {
 441       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 442       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 443       GV.IntVal = GV.IntVal.sext(BitWidth);
 444       return GV;
 445     }
 446     case Instruction::FPTrunc: {
 447       // FIXME long double
 448       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 449       GV.FloatVal = float(GV.DoubleVal);
 450       return GV;
 451     }
 452     case Instruction::FPExt:{
 453       // FIXME long double
 454       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 455       GV.DoubleVal = double(GV.FloatVal);
 456       return GV;
 457     }
 458     case Instruction::UIToFP: {
 459       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 460       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 461         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.roundToDouble());
 462       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 463         GV.DoubleVal = GV.IntVal.roundToDouble();
 464       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 465         const uint64_t zero[] = {0, 0};
 466         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 467         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 468                                    false,
 469                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 470         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
 471       }
 472       return GV;
 473     }
 474     case Instruction::SIToFP: {
 475       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 476       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 477         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.signedRoundToDouble());
 478       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 479         GV.DoubleVal = GV.IntVal.signedRoundToDouble();
 480       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 481         const uint64_t zero[] = { 0, 0};
 482         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 483         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 484                                    true,
 485                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 486         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
 487       }
 488       return GV;
 489     }
 490     case Instruction::FPToUI: // double->APInt conversion handles sign
 491     case Instruction::FPToSI: {
 492       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 493       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 494       if (Op0->getType() == Type::FloatTy)
 495         GV.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(GV.FloatVal, BitWidth);
 496       else if (Op0->getType() == Type::DoubleTy)
 497         GV.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(GV.DoubleVal, BitWidth);
 498       else if (Op0->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 499         APFloat apf = APFloat(GV.IntVal);
 500         uint64_t v;
 501         (void)apf.convertToInteger(&v, BitWidth,
 502                                    CE->getOpcode()==Instruction::FPToSI,
 503                                    APFloat::rmTowardZero);
 504         GV.IntVal = v; // endian?
 505       }
 506       return GV;
 507     }
 508     case Instruction::PtrToInt: {
 509       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 510       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 511       GV.IntVal = APInt(PtrWidth, uintptr_t(GV.PointerVal));
 512       return GV;
 513     }
 514     case Instruction::IntToPtr: {
 515       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 516       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 517       if (PtrWidth != GV.IntVal.getBitWidth())
 518         GV.IntVal = GV.IntVal.zextOrTrunc(PtrWidth);
 519       assert(GV.IntVal.getBitWidth() <= 64 && "Bad pointer width");
 520       GV.PointerVal = PointerTy(uintptr_t(GV.IntVal.getZExtValue()));
 521       return GV;
 522     }
 523     case Instruction::BitCast: {
 524       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 525       const Type* DestTy = CE->getType();
 526       switch (Op0->getType()->getTypeID()) {
 527         default: assert(0 && "Invalid bitcast operand");
 528         case Type::IntegerTyID:
 529           assert(DestTy->isFloatingPoint() && "invalid bitcast");
 530           if (DestTy == Type::FloatTy)
 531             GV.FloatVal = GV.IntVal.bitsToFloat();
 532           else if (DestTy == Type::DoubleTy)
 533             GV.DoubleVal = GV.IntVal.bitsToDouble();
 534           break;
 535         case Type::FloatTyID:
 536           assert(DestTy == Type::Int32Ty && "Invalid bitcast");
 537           GV.IntVal.floatToBits(GV.FloatVal);
 538           break;
 539         case Type::DoubleTyID:
 540           assert(DestTy == Type::Int64Ty && "Invalid bitcast");
 541           GV.IntVal.doubleToBits(GV.DoubleVal);
 542           break;
 543         case Type::PointerTyID:
 544           assert(isa<PointerType>(DestTy) && "Invalid bitcast");
 545           break; // getConstantValue(Op0)  above already converted it
 546       }
 547       return GV;
 548     }
 549     case Instruction::Add:
 550     case Instruction::Sub:
 551     case Instruction::Mul:
 552     case Instruction::UDiv:
 553     case Instruction::SDiv:
 554     case Instruction::URem:
 555     case Instruction::SRem:
 556     case Instruction::And:
 557     case Instruction::Or:
 558     case Instruction::Xor: {
 559       GenericValue LHS = getConstantValue(Op0);
 560       GenericValue RHS = getConstantValue(CE->getOperand(1));
 561       GenericValue GV;
 562       switch (CE->getOperand(0)->getType()->getTypeID()) {
 563       default: assert(0 && "Bad add type!"); abort();
 564       case Type::IntegerTyID:
 565         switch (CE->getOpcode()) {
 566           default: assert(0 && "Invalid integer opcode");
 567           case Instruction::Add: GV.IntVal = LHS.IntVal + RHS.IntVal; break;
 568           case Instruction::Sub: GV.IntVal = LHS.IntVal - RHS.IntVal; break;
 569           case Instruction::Mul: GV.IntVal = LHS.IntVal * RHS.IntVal; break;
 570           case Instruction::UDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.udiv(RHS.IntVal); break;
 571           case Instruction::SDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.sdiv(RHS.IntVal); break;
 572           case Instruction::URem:GV.IntVal = LHS.IntVal.urem(RHS.IntVal); break;
 573           case Instruction::SRem:GV.IntVal = LHS.IntVal.srem(RHS.IntVal); break;
 574           case Instruction::And: GV.IntVal = LHS.IntVal & RHS.IntVal; break;
 575           case Instruction::Or:  GV.IntVal = LHS.IntVal | RHS.IntVal; break;
 576           case Instruction::Xor: GV.IntVal = LHS.IntVal ^ RHS.IntVal; break;
 577         }
 578         break;
 579       case Type::FloatTyID:
 580         switch (CE->getOpcode()) {
 581           default: assert(0 && "Invalid float opcode"); abort();
 582           case Instruction::Add:
 583             GV.FloatVal = LHS.FloatVal + RHS.FloatVal; break;
 584           case Instruction::Sub:
 585             GV.FloatVal = LHS.FloatVal - RHS.FloatVal; break;
 586           case Instruction::Mul:
 587             GV.FloatVal = LHS.FloatVal * RHS.FloatVal; break;
 588           case Instruction::FDiv:
 589             GV.FloatVal = LHS.FloatVal / RHS.FloatVal; break;
 590           case Instruction::FRem:
 591             GV.FloatVal = ::fmodf(LHS.FloatVal,RHS.FloatVal); break;
 592         }
 593         break;
 594       case Type::DoubleTyID:
 595         switch (CE->getOpcode()) {
 596           default: assert(0 && "Invalid double opcode"); abort();
 597           case Instruction::Add:
 598             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal + RHS.DoubleVal; break;
 599           case Instruction::Sub:
 600             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal - RHS.DoubleVal; break;
 601           case Instruction::Mul:
 602             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal * RHS.DoubleVal; break;
 603           case Instruction::FDiv:
 604             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal / RHS.DoubleVal; break;
 605           case Instruction::FRem:
 606             GV.DoubleVal = ::fmod(LHS.DoubleVal,RHS.DoubleVal); break;
 607         }
 608         break;
 609       case Type::X86_FP80TyID:
 610       case Type::PPC_FP128TyID:
 611       case Type::FP128TyID: {
 612         APFloat apfLHS = APFloat(LHS.IntVal);
 613         switch (CE->getOpcode()) {
 614           default: assert(0 && "Invalid long double opcode"); abort();
 615           case Instruction::Add:
 616             apfLHS.add(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 617             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 618             break;
 619           case Instruction::Sub:
 620             apfLHS.subtract(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 621             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 622             break;
 623           case Instruction::Mul:
 624             apfLHS.multiply(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 625             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 626             break;
 627           case Instruction::FDiv:
 628             apfLHS.divide(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 629             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 630             break;
 631           case Instruction::FRem:
 632             apfLHS.mod(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 633             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 634             break;
 635           }
 636         }
 637         break;
 638       }
 639       return GV;
 640     }
 641     default:
 642       break;
 643     }
 644     cerr << "ConstantExpr not handled: " << *CE << "\n";
 645     abort();
 646   }
 647
 648   GenericValue Result;
 649   switch (C->getType()->getTypeID()) {
 650   case Type::FloatTyID:
 651     Result.FloatVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToFloat();
 652     break;
 653   case Type::DoubleTyID:
 654     Result.DoubleVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToDouble();
 655     break;
 656   case Type::X86_FP80TyID:
 657   case Type::FP128TyID:
 658   case Type::PPC_FP128TyID:
 659     Result.IntVal = cast <ConstantFP>(C)->getValueAPF().bitcastToAPInt();
 660     break;
 661   case Type::IntegerTyID:
 662     Result.IntVal = cast<ConstantInt>(C)->getValue();
 663     break;
 664   case Type::PointerTyID:
 665     if (isa<ConstantPointerNull>(C))
 666       Result.PointerVal = 0;
 667     else if (const Function *F = dyn_cast<Function>(C))
 668       Result = PTOGV(getPointerToFunctionOrStub(const_cast<Function*>(F)));
 669     else if (const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
 670       Result = PTOGV(getOrEmitGlobalVariable(const_cast<GlobalVariable*>(GV)));
 671     else
 672       assert(0 && "Unknown constant pointer type!");
 673     break;
 674   default:
 675     cerr << "ERROR: Constant unimplemented for type: " << *C->getType() << "\n";
 676     abort();
 677   }
 678   return Result;
 679 }
 680
 681 /// StoreIntToMemory - Fills the StoreBytes bytes of memory starting from Dst
 682 /// with the integer held in IntVal.
 683 static void StoreIntToMemory(const APInt &IntVal, uint8_t *Dst,
 684                              unsigned StoreBytes) {
 685   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= StoreBytes && "Integer too small!");
 686   uint8_t *Src = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 687
 688   if (sys::littleEndianHost())
 689     // Little-endian host - the source is ordered from LSB to MSB.  Order the
 690     // destination from LSB to MSB: Do a straight copy.
 691     memcpy(Dst, Src, StoreBytes);
 692   else {
 693     // Big-endian host - the source is an array of 64 bit words ordered from
 694     // LSW to MSW.  Each word is ordered from MSB to LSB.  Order the destination
 695     // from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in a word.
 696     while (StoreBytes > sizeof(uint64_t)) {
 697       StoreBytes -= sizeof(uint64_t);
 698       // May not be aligned so use memcpy.
 699       memcpy(Dst + StoreBytes, Src, sizeof(uint64_t));
 700       Src += sizeof(uint64_t);
 701     }
 702
 703     memcpy(Dst, Src + sizeof(uint64_t) - StoreBytes, StoreBytes);
 704   }
 705 }
 706
 707 /// StoreValueToMemory - Stores the data in Val of type Ty at address Ptr.  Ptr
 708 /// is the address of the memory at which to store Val, cast to GenericValue *.
 709 /// It is not a pointer to a GenericValue containing the address at which to
 710 /// store Val.
 711 void ExecutionEngine::StoreValueToMemory(const GenericValue &Val, GenericValue *Ptr,
 712                                          const Type *Ty) {
 713   const unsigned StoreBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 714
 715   switch (Ty->getTypeID()) {
 716   case Type::IntegerTyID:
 717     StoreIntToMemory(Val.IntVal, (uint8_t*)Ptr, StoreBytes);
 718     break;
 719   case Type::FloatTyID:
 720     *((float*)Ptr) = Val.FloatVal;
 721     break;
 722   case Type::DoubleTyID:
 723     *((double*)Ptr) = Val.DoubleVal;
 724     break;
 725   case Type::X86_FP80TyID: {
 726       uint16_t *Dest = (uint16_t*)Ptr;
 727       const uint16_t *Src = (uint16_t*)Val.IntVal.getRawData();
 728       // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 729       Dest[0] = Src[4];
 730       Dest[1] = Src[0];
 731       Dest[2] = Src[1];
 732       Dest[3] = Src[2];
 733       Dest[4] = Src[3];
 734       break;
 735     }
 736   case Type::PointerTyID:
 737     // Ensure 64 bit target pointers are fully initialized on 32 bit hosts.
 738     if (StoreBytes != sizeof(PointerTy))
 739       memset(Ptr, 0, StoreBytes);
 740
 741     *((PointerTy*)Ptr) = Val.PointerVal;
 742     break;
 743   default:
 744     cerr << "Cannot store value of type " << *Ty << "!\n";
 745   }
 746
 747   if (sys::littleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian())
 748     // Host and target are different endian - reverse the stored bytes.
 749     std::reverse((uint8_t*)Ptr, StoreBytes + (uint8_t*)Ptr);
 750 }
 751
 752 /// LoadIntFromMemory - Loads the integer stored in the LoadBytes bytes starting
 753 /// from Src into IntVal, which is assumed to be wide enough and to hold zero.
 754 static void LoadIntFromMemory(APInt &IntVal, uint8_t *Src, unsigned LoadBytes) {
 755   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= LoadBytes && "Integer too small!");
 756   uint8_t *Dst = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 757
 758   if (sys::littleEndianHost())
 759     // Little-endian host - the destination must be ordered from LSB to MSB.
 760     // The source is ordered from LSB to MSB: Do a straight copy.
 761     memcpy(Dst, Src, LoadBytes);
 762   else {
 763     // Big-endian - the destination is an array of 64 bit words ordered from
 764     // LSW to MSW.  Each word must be ordered from MSB to LSB.  The source is
 765     // ordered from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in
 766     // a word.
 767     while (LoadBytes > sizeof(uint64_t)) {
 768       LoadBytes -= sizeof(uint64_t);
 769       // May not be aligned so use memcpy.
 770       memcpy(Dst, Src + LoadBytes, sizeof(uint64_t));
 771       Dst += sizeof(uint64_t);
 772     }
 773
 774     memcpy(Dst + sizeof(uint64_t) - LoadBytes, Src, LoadBytes);
 775   }
 776 }
 777
 778 /// FIXME: document
 779 ///
 780 void ExecutionEngine::LoadValueFromMemory(GenericValue &Result,
 781                                           GenericValue *Ptr,
 782                                           const Type *Ty) {
 783   const unsigned LoadBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 784
 785   if (sys::littleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian()) {
 786     // Host and target are different endian - reverse copy the stored
 787     // bytes into a buffer, and load from that.
 788     uint8_t *Src = (uint8_t*)Ptr;
 789     uint8_t *Buf = (uint8_t*)alloca(LoadBytes);
 790     std::reverse_copy(Src, Src + LoadBytes, Buf);
 791     Ptr = (GenericValue*)Buf;
 792   }
 793
 794   switch (Ty->getTypeID()) {
 795   case Type::IntegerTyID:
 796     // An APInt with all words initially zero.
 797     Result.IntVal = APInt(cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(), 0);
 798     LoadIntFromMemory(Result.IntVal, (uint8_t*)Ptr, LoadBytes);
 799     break;
 800   case Type::FloatTyID:
 801     Result.FloatVal = *((float*)Ptr);
 802     break;
 803   case Type::DoubleTyID:
 804     Result.DoubleVal = *((double*)Ptr);
 805     break;
 806   case Type::PointerTyID:
 807     Result.PointerVal = *((PointerTy*)Ptr);
 808     break;
 809   case Type::X86_FP80TyID: {
 810     // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 811     // FIXME: Will not trap if loading a signaling NaN.
 812     uint16_t *p = (uint16_t*)Ptr;
 813     union {
 814       uint16_t x[8];
 815       uint64_t y[2];
 816     };
 817     x[0] = p[1];
 818     x[1] = p[2];
 819     x[2] = p[3];
 820     x[3] = p[4];
 821     x[4] = p[0];
 822     Result.IntVal = APInt(80, 2, y);
 823     break;
 824   }
 825   default:
 826     cerr << "Cannot load value of type " << *Ty << "!\n";
 827     abort();
 828   }
 829 }
 830
 831 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 832 // specified memory location...
 833 //
 834 void ExecutionEngine::InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr) {
 835   DOUT << "Initializing " << Addr;
 836   DEBUG(Init->dump());
 837   if (isa<UndefValue>(Init)) {
 838     return;
 839   } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Init)) {
 840     unsigned ElementSize =
 841       getTargetData()->getABITypeSize(CP->getType()->getElementType());
 842     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
 843       InitializeMemory(CP->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 844     return;
 845   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
 846     memset(Addr, 0, (size_t)getTargetData()->getABITypeSize(Init->getType()));
 847     return;
 848   } else if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(Init)) {
 849     unsigned ElementSize =
 850       getTargetData()->getABITypeSize(CPA->getType()->getElementType());
 851     for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 852       InitializeMemory(CPA->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 853     return;
 854   } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(Init)) {
 855     const StructLayout *SL =
 856       getTargetData()->getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 857     for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 858       InitializeMemory(CPS->getOperand(i), (char*)Addr+SL->getElementOffset(i));
 859     return;
 860   } else if (Init->getType()->isFirstClassType()) {
 861     GenericValue Val = getConstantValue(Init);
 862     StoreValueToMemory(Val, (GenericValue*)Addr, Init->getType());
 863     return;
 864   }
 865
 866   cerr << "Bad Type: " << *Init->getType() << "\n";
 867   assert(0 && "Unknown constant type to initialize memory with!");
 868 }
 869
 870 /// EmitGlobals - Emit all of the global variables to memory, storing their
 871 /// addresses into GlobalAddress.  This must make sure to copy the contents of
 872 /// their initializers into the memory.
 873 ///
 874 void ExecutionEngine::emitGlobals() {
 875   const TargetData *TD = getTargetData();
 876
 877   // Loop over all of the global variables in the program, allocating the memory
 878   // to hold them.  If there is more than one module, do a prepass over globals
 879   // to figure out how the different modules should link together.
 880   //
 881   std::map<std::pair<std::string, const Type*>,
 882            const GlobalValue*> LinkedGlobalsMap;
 883
 884   if (Modules.size() != 1) {
 885     for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 886       Module &M = *Modules[m]->getModule();
 887       for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(),
 888            E = M.global_end(); I != E; ++I) {
 889         const GlobalValue *GV = I;
 890         if (GV->hasInternalLinkage() || GV->isDeclaration() ||
 891             GV->hasAppendingLinkage() || !GV->hasName())
 892           continue;// Ignore external globals and globals with internal linkage.
 893
 894         const GlobalValue *&GVEntry =
 895           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 896
 897         // If this is the first time we've seen this global, it is the canonical
 898         // version.
 899         if (!GVEntry) {
 900           GVEntry = GV;
 901           continue;
 902         }
 903
 904         // If the existing global is strong, never replace it.
 905         if (GVEntry->hasExternalLinkage() ||
 906             GVEntry->hasDLLImportLinkage() ||
 907             GVEntry->hasDLLExportLinkage())
 908           continue;
 909
 910         // Otherwise, we know it's linkonce/weak, replace it if this is a strong
 911         // symbol.  FIXME is this right for common?
 912         if (GV->hasExternalLinkage() || GVEntry->hasExternalWeakLinkage())
 913           GVEntry = GV;
 914       }
 915     }
 916   }
 917
 918   std::vector<const GlobalValue*> NonCanonicalGlobals;
 919   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 920     Module &M = *Modules[m]->getModule();
 921     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 922          I != E; ++I) {
 923       // In the multi-module case, see what this global maps to.
 924       if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 925         if (const GlobalValue *GVEntry =
 926               LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())]) {
 927           // If something else is the canonical global, ignore this one.
 928           if (GVEntry != &*I) {
 929             NonCanonicalGlobals.push_back(I);
 930             continue;
 931           }
 932         }
 933       }
 934
 935       if (!I->isDeclaration()) {
 936         // Get the type of the global.
 937         const Type *Ty = I->getType()->getElementType();
 938
 939         // Allocate some memory for it!
 940         unsigned Size = TD->getABITypeSize(Ty);
 941         addGlobalMapping(I, new char[Size]);
 942       } else {
 943         // External variable reference. Try to use the dynamic loader to
 944         // get a pointer to it.
 945         if (void *SymAddr =
 946             sys::DynamicLibrary::SearchForAddressOfSymbol(I->getName().c_str()))
 947           addGlobalMapping(I, SymAddr);
 948         else {
 949           cerr << "Could not resolve external global address: "
 950                << I->getName() << "\n";
 951           abort();
 952         }
 953       }
 954     }
 955
 956     // If there are multiple modules, map the non-canonical globals to their
 957     // canonical location.
 958     if (!NonCanonicalGlobals.empty()) {
 959       for (unsigned i = 0, e = NonCanonicalGlobals.size(); i != e; ++i) {
 960         const GlobalValue *GV = NonCanonicalGlobals[i];
 961         const GlobalValue *CGV =
 962           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 963         void *Ptr = getPointerToGlobalIfAvailable(CGV);
 964         assert(Ptr && "Canonical global wasn't codegen'd!");
 965         addGlobalMapping(GV, getPointerToGlobalIfAvailable(CGV));
 966       }
 967     }
 968
 969     // Now that all of the globals are set up in memory, loop through them all
 970     // and initialize their contents.
 971     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 972          I != E; ++I) {
 973       if (!I->isDeclaration()) {
 974         if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 975           if (const GlobalValue *GVEntry =
 976                 LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())])
 977             if (GVEntry != &*I)  // Not the canonical variable.
 978               continue;
 979         }
 980         EmitGlobalVariable(I);
 981       }
 982     }
 983   }
 984 }
 985
 986 // EmitGlobalVariable - This method emits the specified global variable to the
 987 // address specified in GlobalAddresses, or allocates new memory if it's not
 988 // already in the map.
 989 void ExecutionEngine::EmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV) {
 990   void *GA = getPointerToGlobalIfAvailable(GV);
 991   DOUT << "Global '" << GV->getName() << "' -> " << GA << "\n";
 992
 993   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
 994   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getABITypeSize(ElTy);
 995   if (GA == 0) {
 996     // If it's not already specified, allocate memory for the global.
 997     GA = new char[GVSize];
 998     addGlobalMapping(GV, GA);
 999   }
1000
1001   InitializeMemory(GV->getInitializer(), GA);
1002   NumInitBytes += (unsigned)GVSize;
1003   ++NumGlobals;
1004 }