54c54518b8f766e1ae129919afb4ac7ca60a4550
[oota-llvm.git] / lib / ExecutionEngine / JIT / JITEmitter.cpp
1 //===-- JITEmitter.cpp - Write machine code to executable memory ----------===//
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 a MachineCodeEmitter object that is used by the JIT to
11 // write machine code to memory and remember where relocatable values are.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #define DEBUG_TYPE "jit"
16 #include "JIT.h"
17 #include "JITDwarfEmitter.h"
18 #include "llvm/Constants.h"
19 #include "llvm/Module.h"
20 #include "llvm/DerivedTypes.h"
21 #include "llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h"
22 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineJumpTableInfo.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineRelocation.h"
27 #include "llvm/ExecutionEngine/JITMemoryManager.h"
28 #include "llvm/ExecutionEngine/GenericValue.h"
29 #include "llvm/Target/TargetData.h"
30 #include "llvm/Target/TargetJITInfo.h"
31 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
32 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
33 #include "llvm/Support/Debug.h"
34 #include "llvm/Support/MutexGuard.h"
35 #include "llvm/System/Disassembler.h"
36 #include "llvm/System/Memory.h"
37 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
38 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
39 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
40 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
41 #include <algorithm>
42 #ifndef NDEBUG
43 #include <iomanip>
44 #endif
45 using namespace llvm;
46
47 STATISTIC(NumBytes, "Number of bytes of machine code compiled");
48 STATISTIC(NumRelos, "Number of relocations applied");
49 static JIT *TheJIT = 0;
50
51
52 //===----------------------------------------------------------------------===//
53 // JIT lazy compilation code.
54 //
55 namespace {
56   class JITResolverState {
57   private:
58     /// FunctionToStubMap - Keep track of the stub created for a particular
59     /// function so that we can reuse them if necessary.
60     std::map<Function*, void*> FunctionToStubMap;
61
62     /// StubToFunctionMap - Keep track of the function that each stub
63     /// corresponds to.
64     std::map<void*, Function*> StubToFunctionMap;
65
66     /// GlobalToIndirectSymMap - Keep track of the indirect symbol created for a
67     /// particular GlobalVariable so that we can reuse them if necessary.
68     std::map<GlobalValue*, void*> GlobalToIndirectSymMap;
69
70   public:
71     std::map<Function*, void*>& getFunctionToStubMap(const MutexGuard& locked) {
72       assert(locked.holds(TheJIT->lock));
73       return FunctionToStubMap;
74     }
75
76     std::map<void*, Function*>& getStubToFunctionMap(const MutexGuard& locked) {
77       assert(locked.holds(TheJIT->lock));
78       return StubToFunctionMap;
79     }
80
81     std::map<GlobalValue*, void*>&
82     getGlobalToIndirectSymMap(const MutexGuard& locked) {
83       assert(locked.holds(TheJIT->lock));
84       return GlobalToIndirectSymMap;
85     }
86   };
87
88   /// JITResolver - Keep track of, and resolve, call sites for functions that
89   /// have not yet been compiled.
90   class JITResolver {
91     /// LazyResolverFn - The target lazy resolver function that we actually
92     /// rewrite instructions to use.
93     TargetJITInfo::LazyResolverFn LazyResolverFn;
94
95     JITResolverState state;
96
97     /// ExternalFnToStubMap - This is the equivalent of FunctionToStubMap for
98     /// external functions.
99     std::map<void*, void*> ExternalFnToStubMap;
100
101     /// revGOTMap - map addresses to indexes in the GOT
102     std::map<void*, unsigned> revGOTMap;
103     unsigned nextGOTIndex;
104
105     static JITResolver *TheJITResolver;
106   public:
107     explicit JITResolver(JIT &jit) : nextGOTIndex(0) {
108       TheJIT = &jit;
109
110       LazyResolverFn = jit.getJITInfo().getLazyResolverFunction(JITCompilerFn);
111       assert(TheJITResolver == 0 && "Multiple JIT resolvers?");
112       TheJITResolver = this;
113     }
114     
115     ~JITResolver() {
116       TheJITResolver = 0;
117     }
118
119     /// getFunctionStubIfAvailable - This returns a pointer to a function stub
120     /// if it has already been created.
121     void *getFunctionStubIfAvailable(Function *F);
122
123     /// getFunctionStub - This returns a pointer to a function stub, creating
124     /// one on demand as needed.  If empty is true, create a function stub
125     /// pointing at address 0, to be filled in later.
126     void *getFunctionStub(Function *F);
127
128     /// getExternalFunctionStub - Return a stub for the function at the
129     /// specified address, created lazily on demand.
130     void *getExternalFunctionStub(void *FnAddr);
131
132     /// getGlobalValueIndirectSym - Return an indirect symbol containing the
133     /// specified GV address.
134     void *getGlobalValueIndirectSym(GlobalValue *V, void *GVAddress);
135
136     /// AddCallbackAtLocation - If the target is capable of rewriting an
137     /// instruction without the use of a stub, record the location of the use so
138     /// we know which function is being used at the location.
139     void *AddCallbackAtLocation(Function *F, void *Location) {
140       MutexGuard locked(TheJIT->lock);
141       /// Get the target-specific JIT resolver function.
142       state.getStubToFunctionMap(locked)[Location] = F;
143       return (void*)(intptr_t)LazyResolverFn;
144     }
145     
146     void getRelocatableGVs(SmallVectorImpl<GlobalValue*> &GVs,
147                            SmallVectorImpl<void*> &Ptrs);
148     
149     GlobalValue *invalidateStub(void *Stub);
150
151     /// getGOTIndexForAddress - Return a new or existing index in the GOT for
152     /// an address.  This function only manages slots, it does not manage the
153     /// contents of the slots or the memory associated with the GOT.
154     unsigned getGOTIndexForAddr(void *addr);
155
156     /// JITCompilerFn - This function is called to resolve a stub to a compiled
157     /// address.  If the LLVM Function corresponding to the stub has not yet
158     /// been compiled, this function compiles it first.
159     static void *JITCompilerFn(void *Stub);
160   };
161 }
162
163 JITResolver *JITResolver::TheJITResolver = 0;
164
165 /// getFunctionStubIfAvailable - This returns a pointer to a function stub
166 /// if it has already been created.
167 void *JITResolver::getFunctionStubIfAvailable(Function *F) {
168   MutexGuard locked(TheJIT->lock);
169
170   // If we already have a stub for this function, recycle it.
171   void *&Stub = state.getFunctionToStubMap(locked)[F];
172   return Stub;
173 }
174
175 /// getFunctionStub - This returns a pointer to a function stub, creating
176 /// one on demand as needed.
177 void *JITResolver::getFunctionStub(Function *F) {
178   MutexGuard locked(TheJIT->lock);
179
180   // If we already have a stub for this function, recycle it.
181   void *&Stub = state.getFunctionToStubMap(locked)[F];
182   if (Stub) return Stub;
183
184   // Call the lazy resolver function unless we are JIT'ing non-lazily, in which
185   // case we must resolve the symbol now.
186   void *Actual =  TheJIT->isLazyCompilationDisabled() 
187     ? (void *)0 : (void *)(intptr_t)LazyResolverFn;
188    
189   // If this is an external declaration, attempt to resolve the address now
190   // to place in the stub.
191   if (F->isDeclaration() && !F->hasNotBeenReadFromBitcode()) {
192     Actual = TheJIT->getPointerToFunction(F);
193
194     // If we resolved the symbol to a null address (eg. a weak external)
195     // don't emit a stub. Return a null pointer to the application.  If dlsym
196     // stubs are enabled, not being able to resolve the address is not
197     // meaningful.
198     if (!Actual && !TheJIT->areDlsymStubsEnabled()) return 0;
199   }
200
201   // Codegen a new stub, calling the lazy resolver or the actual address of the
202   // external function, if it was resolved.
203   Stub = TheJIT->getJITInfo().emitFunctionStub(F, Actual,
204                                                *TheJIT->getCodeEmitter());
205
206   if (Actual != (void*)(intptr_t)LazyResolverFn) {
207     // If we are getting the stub for an external function, we really want the
208     // address of the stub in the GlobalAddressMap for the JIT, not the address
209     // of the external function.
210     TheJIT->updateGlobalMapping(F, Stub);
211   }
212
213   DOUT << "JIT: Stub emitted at [" << Stub << "] for function '"
214        << F->getName() << "'\n";
215
216   // Finally, keep track of the stub-to-Function mapping so that the
217   // JITCompilerFn knows which function to compile!
218   state.getStubToFunctionMap(locked)[Stub] = F;
219   
220   // If we are JIT'ing non-lazily but need to call a function that does not
221   // exist yet, add it to the JIT's work list so that we can fill in the stub
222   // address later.
223   if (!Actual && TheJIT->isLazyCompilationDisabled())
224     if (!F->isDeclaration() || F->hasNotBeenReadFromBitcode())
225       TheJIT->addPendingFunction(F);
226   
227   return Stub;
228 }
229
230 /// getGlobalValueIndirectSym - Return a lazy pointer containing the specified
231 /// GV address.
232 void *JITResolver::getGlobalValueIndirectSym(GlobalValue *GV, void *GVAddress) {
233   MutexGuard locked(TheJIT->lock);
234
235   // If we already have a stub for this global variable, recycle it.
236   void *&IndirectSym = state.getGlobalToIndirectSymMap(locked)[GV];
237   if (IndirectSym) return IndirectSym;
238
239   // Otherwise, codegen a new indirect symbol.
240   IndirectSym = TheJIT->getJITInfo().emitGlobalValueIndirectSym(GV, GVAddress,
241                                                      *TheJIT->getCodeEmitter());
242
243   DOUT << "JIT: Indirect symbol emitted at [" << IndirectSym << "] for GV '"
244        << GV->getName() << "'\n";
245
246   return IndirectSym;
247 }
248
249 /// getExternalFunctionStub - Return a stub for the function at the
250 /// specified address, created lazily on demand.
251 void *JITResolver::getExternalFunctionStub(void *FnAddr) {
252   // If we already have a stub for this function, recycle it.
253   void *&Stub = ExternalFnToStubMap[FnAddr];
254   if (Stub) return Stub;
255
256   Stub = TheJIT->getJITInfo().emitFunctionStub(0, FnAddr,
257                                                *TheJIT->getCodeEmitter());
258
259   DOUT << "JIT: Stub emitted at [" << Stub
260        << "] for external function at '" << FnAddr << "'\n";
261   return Stub;
262 }
263
264 unsigned JITResolver::getGOTIndexForAddr(void* addr) {
265   unsigned idx = revGOTMap[addr];
266   if (!idx) {
267     idx = ++nextGOTIndex;
268     revGOTMap[addr] = idx;
269     DOUT << "JIT: Adding GOT entry " << idx << " for addr [" << addr << "]\n";
270   }
271   return idx;
272 }
273
274 void JITResolver::getRelocatableGVs(SmallVectorImpl<GlobalValue*> &GVs,
275                                     SmallVectorImpl<void*> &Ptrs) {
276   MutexGuard locked(TheJIT->lock);
277   
278   std::map<Function*,void*> &FM = state.getFunctionToStubMap(locked);
279   std::map<GlobalValue*,void*> &GM = state.getGlobalToIndirectSymMap(locked);
280   
281   for (std::map<Function*,void*>::iterator i = FM.begin(), e = FM.end();
282        i != e; ++i) {
283     Function *F = i->first;
284     if (F->isDeclaration() && F->hasExternalLinkage()) {
285       GVs.push_back(i->first);
286       Ptrs.push_back(i->second);
287     }
288   }
289   for (std::map<GlobalValue*,void*>::iterator i = GM.begin(), e = GM.end();
290        i != e; ++i) {
291     GVs.push_back(i->first);
292     Ptrs.push_back(i->second);
293   }
294 }
295
296 GlobalValue *JITResolver::invalidateStub(void *Stub) {
297   MutexGuard locked(TheJIT->lock);
298   
299   std::map<Function*,void*> &FM = state.getFunctionToStubMap(locked);
300   std::map<void*,Function*> &SM = state.getStubToFunctionMap(locked);
301   std::map<GlobalValue*,void*> &GM = state.getGlobalToIndirectSymMap(locked);
302   
303   // Look up the cheap way first, to see if it's a function stub we are
304   // invalidating.  If so, remove it from both the forward and reverse maps.
305   if (SM.find(Stub) != SM.end()) {
306     Function *F = SM[Stub];
307     SM.erase(Stub);
308     FM.erase(F);
309     return F;
310   }
311   
312   // Otherwise, it might be an indirect symbol stub.  Find it and remove it.
313   for (std::map<GlobalValue*,void*>::iterator i = GM.begin(), e = GM.end();
314        i != e; ++i) {
315     if (i->second != Stub)
316       continue;
317     GlobalValue *GV = i->first;
318     GM.erase(i);
319     return GV;
320   }
321   
322   // Lastly, check to see if it's in the ExternalFnToStubMap.
323   for (std::map<void *, void *>::iterator i = ExternalFnToStubMap.begin(),
324        e = ExternalFnToStubMap.end(); i != e; ++i) {
325     if (i->second != Stub)
326       continue;
327     ExternalFnToStubMap.erase(i);
328     break;
329   }
330   
331   return 0;
332 }
333
334 /// JITCompilerFn - This function is called when a lazy compilation stub has
335 /// been entered.  It looks up which function this stub corresponds to, compiles
336 /// it if necessary, then returns the resultant function pointer.
337 void *JITResolver::JITCompilerFn(void *Stub) {
338   JITResolver &JR = *TheJITResolver;
339   
340   Function* F = 0;
341   void* ActualPtr = 0;
342
343   {
344     // Only lock for getting the Function. The call getPointerToFunction made
345     // in this function might trigger function materializing, which requires
346     // JIT lock to be unlocked.
347     MutexGuard locked(TheJIT->lock);
348
349     // The address given to us for the stub may not be exactly right, it might be
350     // a little bit after the stub.  As such, use upper_bound to find it.
351     std::map<void*, Function*>::iterator I =
352       JR.state.getStubToFunctionMap(locked).upper_bound(Stub);
353     assert(I != JR.state.getStubToFunctionMap(locked).begin() &&
354            "This is not a known stub!");
355     F = (--I)->second;
356     ActualPtr = I->first;
357   }
358
359   // If we have already code generated the function, just return the address.
360   void *Result = TheJIT->getPointerToGlobalIfAvailable(F);
361   
362   if (!Result) {
363     // Otherwise we don't have it, do lazy compilation now.
364     
365     // If lazy compilation is disabled, emit a useful error message and abort.
366     if (TheJIT->isLazyCompilationDisabled()) {
367       cerr << "LLVM JIT requested to do lazy compilation of function '"
368       << F->getName() << "' when lazy compiles are disabled!\n";
369       abort();
370     }
371   
372     // We might like to remove the stub from the StubToFunction map.
373     // We can't do that! Multiple threads could be stuck, waiting to acquire the
374     // lock above. As soon as the 1st function finishes compiling the function,
375     // the next one will be released, and needs to be able to find the function
376     // it needs to call.
377     //JR.state.getStubToFunctionMap(locked).erase(I);
378
379     DOUT << "JIT: Lazily resolving function '" << F->getName()
380          << "' In stub ptr = " << Stub << " actual ptr = "
381          << ActualPtr << "\n";
382
383     Result = TheJIT->getPointerToFunction(F);
384   }
385   
386   // Reacquire the lock to erase the stub in the map.
387   MutexGuard locked(TheJIT->lock);
388
389   // We don't need to reuse this stub in the future, as F is now compiled.
390   JR.state.getFunctionToStubMap(locked).erase(F);
391
392   // FIXME: We could rewrite all references to this stub if we knew them.
393
394   // What we will do is set the compiled function address to map to the
395   // same GOT entry as the stub so that later clients may update the GOT
396   // if they see it still using the stub address.
397   // Note: this is done so the Resolver doesn't have to manage GOT memory
398   // Do this without allocating map space if the target isn't using a GOT
399   if(JR.revGOTMap.find(Stub) != JR.revGOTMap.end())
400     JR.revGOTMap[Result] = JR.revGOTMap[Stub];
401
402   return Result;
403 }
404
405 //===----------------------------------------------------------------------===//
406 // Function Index Support
407
408 // On MacOS we generate an index of currently JIT'd functions so that
409 // performance tools can determine a symbol name and accurate code range for a
410 // PC value.  Because performance tools are generally asynchronous, the code
411 // below is written with the hope that it could be interrupted at any time and
412 // have useful answers.  However, we don't go crazy with atomic operations, we
413 // just do a "reasonable effort".
414 #ifdef __APPLE__ 
415 #define ENABLE_JIT_SYMBOL_TABLE 0
416 #endif
417
418 /// JitSymbolEntry - Each function that is JIT compiled results in one of these
419 /// being added to an array of symbols.  This indicates the name of the function
420 /// as well as the address range it occupies.  This allows the client to map
421 /// from a PC value to the name of the function.
422 struct JitSymbolEntry {
423   const char *FnName;   // FnName - a strdup'd string.
424   void *FnStart;
425   intptr_t FnSize;
426 };
427
428
429 struct JitSymbolTable {
430   /// NextPtr - This forms a linked list of JitSymbolTable entries.  This
431   /// pointer is not used right now, but might be used in the future.  Consider
432   /// it reserved for future use.
433   JitSymbolTable *NextPtr;
434   
435   /// Symbols - This is an array of JitSymbolEntry entries.  Only the first
436   /// 'NumSymbols' symbols are valid.
437   JitSymbolEntry *Symbols;
438   
439   /// NumSymbols - This indicates the number entries in the Symbols array that
440   /// are valid.
441   unsigned NumSymbols;
442   
443   /// NumAllocated - This indicates the amount of space we have in the Symbols
444   /// array.  This is a private field that should not be read by external tools.
445   unsigned NumAllocated;
446 };
447
448 #if ENABLE_JIT_SYMBOL_TABLE 
449 JitSymbolTable *__jitSymbolTable;
450 #endif
451
452 static void AddFunctionToSymbolTable(const char *FnName, 
453                                      void *FnStart, intptr_t FnSize) {
454   assert(FnName != 0 && FnStart != 0 && "Bad symbol to add");
455   JitSymbolTable **SymTabPtrPtr = 0;
456 #if !ENABLE_JIT_SYMBOL_TABLE
457   return;
458 #else
459   SymTabPtrPtr = &__jitSymbolTable;
460 #endif
461   
462   // If this is the first entry in the symbol table, add the JitSymbolTable
463   // index.
464   if (*SymTabPtrPtr == 0) {
465     JitSymbolTable *New = new JitSymbolTable();
466     New->NextPtr = 0;
467     New->Symbols = 0;
468     New->NumSymbols = 0;
469     New->NumAllocated = 0;
470     *SymTabPtrPtr = New;
471   }
472   
473   JitSymbolTable *SymTabPtr = *SymTabPtrPtr;
474   
475   // If we have space in the table, reallocate the table.
476   if (SymTabPtr->NumSymbols >= SymTabPtr->NumAllocated) {
477     // If we don't have space, reallocate the table.
478     unsigned NewSize = std::max(64U, SymTabPtr->NumAllocated*2);
479     JitSymbolEntry *NewSymbols = new JitSymbolEntry[NewSize];
480     JitSymbolEntry *OldSymbols = SymTabPtr->Symbols;
481     
482     // Copy the old entries over.
483     memcpy(NewSymbols, OldSymbols, SymTabPtr->NumSymbols*sizeof(OldSymbols[0]));
484     
485     // Swap the new symbols in, delete the old ones.
486     SymTabPtr->Symbols = NewSymbols;
487     SymTabPtr->NumAllocated = NewSize;
488     delete [] OldSymbols;
489   }
490   
491   // Otherwise, we have enough space, just tack it onto the end of the array.
492   JitSymbolEntry &Entry = SymTabPtr->Symbols[SymTabPtr->NumSymbols];
493   Entry.FnName = strdup(FnName);
494   Entry.FnStart = FnStart;
495   Entry.FnSize = FnSize;
496   ++SymTabPtr->NumSymbols;
497 }
498
499 static void RemoveFunctionFromSymbolTable(void *FnStart) {
500   assert(FnStart && "Invalid function pointer");
501   JitSymbolTable **SymTabPtrPtr = 0;
502 #if !ENABLE_JIT_SYMBOL_TABLE
503   return;
504 #else
505   SymTabPtrPtr = &__jitSymbolTable;
506 #endif
507   
508   JitSymbolTable *SymTabPtr = *SymTabPtrPtr;
509   JitSymbolEntry *Symbols = SymTabPtr->Symbols;
510   
511   // Scan the table to find its index.  The table is not sorted, so do a linear
512   // scan.
513   unsigned Index;
514   for (Index = 0; Symbols[Index].FnStart != FnStart; ++Index)
515     assert(Index != SymTabPtr->NumSymbols && "Didn't find function!");
516   
517   // Once we have an index, we know to nuke this entry, overwrite it with the
518   // entry at the end of the array, making the last entry redundant.
519   const char *OldName = Symbols[Index].FnName;
520   Symbols[Index] = Symbols[SymTabPtr->NumSymbols-1];
521   free((void*)OldName);
522   
523   // Drop the number of symbols in the table.
524   --SymTabPtr->NumSymbols;
525
526   // Finally, if we deleted the final symbol, deallocate the table itself.
527   if (SymTabPtr->NumSymbols != 0) 
528     return;
529   
530   *SymTabPtrPtr = 0;
531   delete [] Symbols;
532   delete SymTabPtr;
533 }
534
535 //===----------------------------------------------------------------------===//
536 // JITEmitter code.
537 //
538 namespace {
539   /// JITEmitter - The JIT implementation of the MachineCodeEmitter, which is
540   /// used to output functions to memory for execution.
541   class JITEmitter : public MachineCodeEmitter {
542     JITMemoryManager *MemMgr;
543
544     // When outputting a function stub in the context of some other function, we
545     // save BufferBegin/BufferEnd/CurBufferPtr here.
546     unsigned char *SavedBufferBegin, *SavedBufferEnd, *SavedCurBufferPtr;
547
548     /// Relocations - These are the relocations that the function needs, as
549     /// emitted.
550     std::vector<MachineRelocation> Relocations;
551     
552     /// MBBLocations - This vector is a mapping from MBB ID's to their address.
553     /// It is filled in by the StartMachineBasicBlock callback and queried by
554     /// the getMachineBasicBlockAddress callback.
555     std::vector<uintptr_t> MBBLocations;
556
557     /// ConstantPool - The constant pool for the current function.
558     ///
559     MachineConstantPool *ConstantPool;
560
561     /// ConstantPoolBase - A pointer to the first entry in the constant pool.
562     ///
563     void *ConstantPoolBase;
564
565     /// ConstPoolAddresses - Addresses of individual constant pool entries.
566     ///
567     SmallVector<uintptr_t, 8> ConstPoolAddresses;
568
569     /// JumpTable - The jump tables for the current function.
570     ///
571     MachineJumpTableInfo *JumpTable;
572     
573     /// JumpTableBase - A pointer to the first entry in the jump table.
574     ///
575     void *JumpTableBase;
576
577     /// Resolver - This contains info about the currently resolved functions.
578     JITResolver Resolver;
579     
580     /// DE - The dwarf emitter for the jit.
581     JITDwarfEmitter *DE;
582
583     /// LabelLocations - This vector is a mapping from Label ID's to their 
584     /// address.
585     std::vector<uintptr_t> LabelLocations;
586
587     /// MMI - Machine module info for exception informations
588     MachineModuleInfo* MMI;
589
590     // GVSet - a set to keep track of which globals have been seen
591     SmallPtrSet<const GlobalVariable*, 8> GVSet;
592
593     // CurFn - The llvm function being emitted.  Only valid during 
594     // finishFunction().
595     const Function *CurFn;
596     
597     // CurFnStubUses - For a given Function, a vector of stubs that it
598     // references.  This facilitates the JIT detecting that a stub is no
599     // longer used, so that it may be deallocated.
600     DenseMap<const Function *, SmallVector<void*, 1> > CurFnStubUses;
601     
602     // StubFnRefs - For a given pointer to a stub, a set of Functions which
603     // reference the stub.  When the count of a stub's references drops to zero,
604     // the stub is unused.
605     DenseMap<void *, SmallPtrSet<const Function*, 1> > StubFnRefs;
606     
607     // ExtFnStubs - A map of external function names to stubs which have entries
608     // in the JITResolver's ExternalFnToStubMap.
609     StringMap<void *> ExtFnStubs;
610     
611   public:
612     JITEmitter(JIT &jit, JITMemoryManager *JMM) : Resolver(jit), CurFn(0) {
613       MemMgr = JMM ? JMM : JITMemoryManager::CreateDefaultMemManager();
614       if (jit.getJITInfo().needsGOT()) {
615         MemMgr->AllocateGOT();
616         DOUT << "JIT is managing a GOT\n";
617       }
618
619       if (ExceptionHandling) DE = new JITDwarfEmitter(jit);
620     }
621     ~JITEmitter() { 
622       delete MemMgr;
623       if (ExceptionHandling) delete DE;
624     }
625
626     /// classof - Methods for support type inquiry through isa, cast, and
627     /// dyn_cast:
628     ///
629     static inline bool classof(const JITEmitter*) { return true; }
630     static inline bool classof(const MachineCodeEmitter*) { return true; }
631     
632     JITResolver &getJITResolver() { return Resolver; }
633
634     virtual void startFunction(MachineFunction &F);
635     virtual bool finishFunction(MachineFunction &F);
636     
637     void emitConstantPool(MachineConstantPool *MCP);
638     void initJumpTableInfo(MachineJumpTableInfo *MJTI);
639     void emitJumpTableInfo(MachineJumpTableInfo *MJTI);
640     
641     virtual void startGVStub(const GlobalValue* GV, unsigned StubSize,
642                                    unsigned Alignment = 1);
643     virtual void startGVStub(const GlobalValue* GV, void *Buffer,
644                              unsigned StubSize);
645     virtual void* finishGVStub(const GlobalValue *GV);
646
647     /// allocateSpace - Reserves space in the current block if any, or
648     /// allocate a new one of the given size.
649     virtual void *allocateSpace(uintptr_t Size, unsigned Alignment);
650
651     virtual void addRelocation(const MachineRelocation &MR) {
652       Relocations.push_back(MR);
653     }
654     
655     virtual void StartMachineBasicBlock(MachineBasicBlock *MBB) {
656       if (MBBLocations.size() <= (unsigned)MBB->getNumber())
657         MBBLocations.resize((MBB->getNumber()+1)*2);
658       MBBLocations[MBB->getNumber()] = getCurrentPCValue();
659       DOUT << "JIT: Emitting BB" << MBB->getNumber() << " at ["
660            << (void*) getCurrentPCValue() << "]\n";
661     }
662
663     virtual uintptr_t getConstantPoolEntryAddress(unsigned Entry) const;
664     virtual uintptr_t getJumpTableEntryAddress(unsigned Entry) const;
665
666     virtual uintptr_t getMachineBasicBlockAddress(MachineBasicBlock *MBB) const {
667       assert(MBBLocations.size() > (unsigned)MBB->getNumber() && 
668              MBBLocations[MBB->getNumber()] && "MBB not emitted!");
669       return MBBLocations[MBB->getNumber()];
670     }
671
672     /// deallocateMemForFunction - Deallocate all memory for the specified
673     /// function body.
674     void deallocateMemForFunction(Function *F);
675
676     /// AddStubToCurrentFunction - Mark the current function being JIT'd as
677     /// using the stub at the specified address. Allows
678     /// deallocateMemForFunction to also remove stubs no longer referenced.
679     void AddStubToCurrentFunction(void *Stub);
680     
681     /// getExternalFnStubs - Accessor for the JIT to find stubs emitted for
682     /// MachineRelocations that reference external functions by name.
683     const StringMap<void*> &getExternalFnStubs() const { return ExtFnStubs; }
684     
685     virtual void emitLabel(uint64_t LabelID) {
686       if (LabelLocations.size() <= LabelID)
687         LabelLocations.resize((LabelID+1)*2);
688       LabelLocations[LabelID] = getCurrentPCValue();
689     }
690
691     virtual uintptr_t getLabelAddress(uint64_t LabelID) const {
692       assert(LabelLocations.size() > (unsigned)LabelID && 
693              LabelLocations[LabelID] && "Label not emitted!");
694       return LabelLocations[LabelID];
695     }
696  
697     virtual void setModuleInfo(MachineModuleInfo* Info) {
698       MMI = Info;
699       if (ExceptionHandling) DE->setModuleInfo(Info);
700     }
701
702     void setMemoryExecutable(void) {
703       MemMgr->setMemoryExecutable();
704     }
705     
706     JITMemoryManager *getMemMgr(void) const { return MemMgr; }
707
708   private:
709     void *getPointerToGlobal(GlobalValue *GV, void *Reference, bool NoNeedStub);
710     void *getPointerToGVIndirectSym(GlobalValue *V, void *Reference,
711                                     bool NoNeedStub);
712     unsigned addSizeOfGlobal(const GlobalVariable *GV, unsigned Size);
713     unsigned addSizeOfGlobalsInConstantVal(const Constant *C, unsigned Size);
714     unsigned addSizeOfGlobalsInInitializer(const Constant *Init, unsigned Size);
715     unsigned GetSizeOfGlobalsInBytes(MachineFunction &MF);
716   };
717 }
718
719 void *JITEmitter::getPointerToGlobal(GlobalValue *V, void *Reference,
720                                      bool DoesntNeedStub) {
721   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
722     return TheJIT->getOrEmitGlobalVariable(GV);
723
724   if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V))
725     return TheJIT->getPointerToGlobal(GA->resolveAliasedGlobal(false));
726
727   // If we have already compiled the function, return a pointer to its body.
728   Function *F = cast<Function>(V);
729   void *ResultPtr;
730   if (!DoesntNeedStub && !TheJIT->isLazyCompilationDisabled()) {
731     // Return the function stub if it's already created.
732     ResultPtr = Resolver.getFunctionStubIfAvailable(F);
733     if (ResultPtr)
734       AddStubToCurrentFunction(ResultPtr);
735   } else {
736     ResultPtr = TheJIT->getPointerToGlobalIfAvailable(F);
737   }
738   if (ResultPtr) return ResultPtr;
739
740   // If this is an external function pointer, we can force the JIT to
741   // 'compile' it, which really just adds it to the map.  In dlsym mode, 
742   // external functions are forced through a stub, regardless of reloc type.
743   if (F->isDeclaration() && !F->hasNotBeenReadFromBitcode() &&
744       DoesntNeedStub && !TheJIT->areDlsymStubsEnabled())
745     return TheJIT->getPointerToFunction(F);
746
747   // Okay, the function has not been compiled yet, if the target callback
748   // mechanism is capable of rewriting the instruction directly, prefer to do
749   // that instead of emitting a stub.  This uses the lazy resolver, so is not
750   // legal if lazy compilation is disabled.
751   if (DoesntNeedStub && !TheJIT->isLazyCompilationDisabled())
752     return Resolver.AddCallbackAtLocation(F, Reference);
753
754   // Otherwise, we have to emit a stub.
755   void *StubAddr = Resolver.getFunctionStub(F);
756
757   // Add the stub to the current function's list of referenced stubs, so we can
758   // deallocate them if the current function is ever freed.  It's possible to
759   // return null from getFunctionStub in the case of a weak extern that fails
760   // to resolve.
761   if (StubAddr)
762     AddStubToCurrentFunction(StubAddr);
763
764   return StubAddr;
765 }
766
767 void *JITEmitter::getPointerToGVIndirectSym(GlobalValue *V, void *Reference,
768                                             bool NoNeedStub) {
769   // Make sure GV is emitted first, and create a stub containing the fully
770   // resolved address.
771   void *GVAddress = getPointerToGlobal(V, Reference, true);
772   void *StubAddr = Resolver.getGlobalValueIndirectSym(V, GVAddress);
773   
774   // Add the stub to the current function's list of referenced stubs, so we can
775   // deallocate them if the current function is ever freed.
776   AddStubToCurrentFunction(StubAddr);
777   
778   return StubAddr;
779 }
780
781 void JITEmitter::AddStubToCurrentFunction(void *StubAddr) {
782   if (!TheJIT->areDlsymStubsEnabled())
783     return;
784   
785   assert(CurFn && "Stub added to current function, but current function is 0!");
786   
787   SmallVectorImpl<void*> &StubsUsed = CurFnStubUses[CurFn];
788   StubsUsed.push_back(StubAddr);
789
790   SmallPtrSet<const Function *, 1> &FnRefs = StubFnRefs[StubAddr];
791   FnRefs.insert(CurFn);
792 }
793
794 static unsigned GetConstantPoolSizeInBytes(MachineConstantPool *MCP,
795                                            const TargetData *TD) {
796   const std::vector<MachineConstantPoolEntry> &Constants = MCP->getConstants();
797   if (Constants.empty()) return 0;
798
799   unsigned Size = 0;
800   for (unsigned i = 0, e = Constants.size(); i != e; ++i) {
801     MachineConstantPoolEntry CPE = Constants[i];
802     unsigned AlignMask = CPE.getAlignment() - 1;
803     Size = (Size + AlignMask) & ~AlignMask;
804     const Type *Ty = CPE.getType();
805     Size += TD->getTypePaddedSize(Ty);
806   }
807   return Size;
808 }
809
810 static unsigned GetJumpTableSizeInBytes(MachineJumpTableInfo *MJTI) {
811   const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT = MJTI->getJumpTables();
812   if (JT.empty()) return 0;
813   
814   unsigned NumEntries = 0;
815   for (unsigned i = 0, e = JT.size(); i != e; ++i)
816     NumEntries += JT[i].MBBs.size();
817
818   unsigned EntrySize = MJTI->getEntrySize();
819
820   return NumEntries * EntrySize;
821 }
822
823 static uintptr_t RoundUpToAlign(uintptr_t Size, unsigned Alignment) {
824   if (Alignment == 0) Alignment = 1;
825   // Since we do not know where the buffer will be allocated, be pessimistic. 
826   return Size + Alignment;
827 }
828
829 /// addSizeOfGlobal - add the size of the global (plus any alignment padding)
830 /// into the running total Size.
831
832 unsigned JITEmitter::addSizeOfGlobal(const GlobalVariable *GV, unsigned Size) {
833   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
834   size_t GVSize = (size_t)TheJIT->getTargetData()->getTypePaddedSize(ElTy);
835   size_t GVAlign = 
836       (size_t)TheJIT->getTargetData()->getPreferredAlignment(GV);
837   DOUT << "JIT: Adding in size " << GVSize << " alignment " << GVAlign;
838   DEBUG(GV->dump());
839   // Assume code section ends with worst possible alignment, so first
840   // variable needs maximal padding.
841   if (Size==0)
842     Size = 1;
843   Size = ((Size+GVAlign-1)/GVAlign)*GVAlign;
844   Size += GVSize;
845   return Size;
846 }
847
848 /// addSizeOfGlobalsInConstantVal - find any globals that we haven't seen yet
849 /// but are referenced from the constant; put them in GVSet and add their
850 /// size into the running total Size.
851
852 unsigned JITEmitter::addSizeOfGlobalsInConstantVal(const Constant *C, 
853                                               unsigned Size) {
854   // If its undefined, return the garbage.
855   if (isa<UndefValue>(C))
856     return Size;
857
858   // If the value is a ConstantExpr
859   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
860     Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
861     switch (CE->getOpcode()) {
862     case Instruction::GetElementPtr:
863     case Instruction::Trunc:
864     case Instruction::ZExt:
865     case Instruction::SExt:
866     case Instruction::FPTrunc:
867     case Instruction::FPExt:
868     case Instruction::UIToFP:
869     case Instruction::SIToFP:
870     case Instruction::FPToUI:
871     case Instruction::FPToSI:
872     case Instruction::PtrToInt:
873     case Instruction::IntToPtr:
874     case Instruction::BitCast: {
875       Size = addSizeOfGlobalsInConstantVal(Op0, Size);
876       break;
877     }
878     case Instruction::Add:
879     case Instruction::Sub:
880     case Instruction::Mul:
881     case Instruction::UDiv:
882     case Instruction::SDiv:
883     case Instruction::URem:
884     case Instruction::SRem:
885     case Instruction::And:
886     case Instruction::Or:
887     case Instruction::Xor: {
888       Size = addSizeOfGlobalsInConstantVal(Op0, Size);
889       Size = addSizeOfGlobalsInConstantVal(CE->getOperand(1), Size);
890       break;
891     }
892     default: {
893        cerr << "ConstantExpr not handled: " << *CE << "\n";
894       abort();
895     }
896     }
897   }
898
899   if (C->getType()->getTypeID() == Type::PointerTyID)
900     if (const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
901       if (GVSet.insert(GV))
902         Size = addSizeOfGlobal(GV, Size);
903
904   return Size;
905 }
906
907 /// addSizeOfGLobalsInInitializer - handle any globals that we haven't seen yet
908 /// but are referenced from the given initializer.
909
910 unsigned JITEmitter::addSizeOfGlobalsInInitializer(const Constant *Init, 
911                                               unsigned Size) {
912   if (!isa<UndefValue>(Init) &&
913       !isa<ConstantVector>(Init) &&
914       !isa<ConstantAggregateZero>(Init) &&
915       !isa<ConstantArray>(Init) &&
916       !isa<ConstantStruct>(Init) &&
917       Init->getType()->isFirstClassType())
918     Size = addSizeOfGlobalsInConstantVal(Init, Size);
919   return Size;
920 }
921
922 /// GetSizeOfGlobalsInBytes - walk the code for the function, looking for
923 /// globals; then walk the initializers of those globals looking for more.
924 /// If their size has not been considered yet, add it into the running total
925 /// Size.
926
927 unsigned JITEmitter::GetSizeOfGlobalsInBytes(MachineFunction &MF) {
928   unsigned Size = 0;
929   GVSet.clear();
930
931   for (MachineFunction::iterator MBB = MF.begin(), E = MF.end(); 
932        MBB != E; ++MBB) {
933     for (MachineBasicBlock::const_iterator I = MBB->begin(), E = MBB->end();
934          I != E; ++I) {
935       const TargetInstrDesc &Desc = I->getDesc();
936       const MachineInstr &MI = *I;
937       unsigned NumOps = Desc.getNumOperands();
938       for (unsigned CurOp = 0; CurOp < NumOps; CurOp++) {
939         const MachineOperand &MO = MI.getOperand(CurOp);
940         if (MO.isGlobal()) {
941           GlobalValue* V = MO.getGlobal();
942           const GlobalVariable *GV = dyn_cast<const GlobalVariable>(V);
943           if (!GV)
944             continue;
945           // If seen in previous function, it will have an entry here.
946           if (TheJIT->getPointerToGlobalIfAvailable(GV))
947             continue;
948           // If seen earlier in this function, it will have an entry here.
949           // FIXME: it should be possible to combine these tables, by
950           // assuming the addresses of the new globals in this module
951           // start at 0 (or something) and adjusting them after codegen
952           // complete.  Another possibility is to grab a marker bit in GV.
953           if (GVSet.insert(GV))
954             // A variable as yet unseen.  Add in its size.
955             Size = addSizeOfGlobal(GV, Size);
956         }
957       }
958     }
959   }
960   DOUT << "JIT: About to look through initializers\n";
961   // Look for more globals that are referenced only from initializers.
962   // GVSet.end is computed each time because the set can grow as we go.
963   for (SmallPtrSet<const GlobalVariable *, 8>::iterator I = GVSet.begin(); 
964        I != GVSet.end(); I++) {
965     const GlobalVariable* GV = *I;
966     if (GV->hasInitializer())
967       Size = addSizeOfGlobalsInInitializer(GV->getInitializer(), Size);
968   }
969
970   return Size;
971 }
972
973 void JITEmitter::startFunction(MachineFunction &F) {
974   DOUT << "JIT: Starting CodeGen of Function "
975        << F.getFunction()->getName() << "\n";
976
977   uintptr_t ActualSize = 0;
978   // Set the memory writable, if it's not already
979   MemMgr->setMemoryWritable();
980   if (MemMgr->NeedsExactSize()) {
981     DOUT << "JIT: ExactSize\n";
982     const TargetInstrInfo* TII = F.getTarget().getInstrInfo();
983     MachineJumpTableInfo *MJTI = F.getJumpTableInfo();
984     MachineConstantPool *MCP = F.getConstantPool();
985     
986     // Ensure the constant pool/jump table info is at least 4-byte aligned.
987     ActualSize = RoundUpToAlign(ActualSize, 16);
988     
989     // Add the alignment of the constant pool
990     ActualSize = RoundUpToAlign(ActualSize, MCP->getConstantPoolAlignment());
991
992     // Add the constant pool size
993     ActualSize += GetConstantPoolSizeInBytes(MCP, TheJIT->getTargetData());
994
995     // Add the aligment of the jump table info
996     ActualSize = RoundUpToAlign(ActualSize, MJTI->getAlignment());
997
998     // Add the jump table size
999     ActualSize += GetJumpTableSizeInBytes(MJTI);
1000     
1001     // Add the alignment for the function
1002     ActualSize = RoundUpToAlign(ActualSize,
1003                                 std::max(F.getFunction()->getAlignment(), 8U));
1004
1005     // Add the function size
1006     ActualSize += TII->GetFunctionSizeInBytes(F);
1007
1008     DOUT << "JIT: ActualSize before globals " << ActualSize << "\n";
1009     // Add the size of the globals that will be allocated after this function.
1010     // These are all the ones referenced from this function that were not
1011     // previously allocated.
1012     ActualSize += GetSizeOfGlobalsInBytes(F);
1013     DOUT << "JIT: ActualSize after globals " << ActualSize << "\n";
1014   }
1015
1016   BufferBegin = CurBufferPtr = MemMgr->startFunctionBody(F.getFunction(),
1017                                                          ActualSize);
1018   BufferEnd = BufferBegin+ActualSize;
1019   
1020   // Ensure the constant pool/jump table info is at least 4-byte aligned.
1021   emitAlignment(16);
1022
1023   emitConstantPool(F.getConstantPool());
1024   initJumpTableInfo(F.getJumpTableInfo());
1025
1026   // About to start emitting the machine code for the function.
1027   emitAlignment(std::max(F.getFunction()->getAlignment(), 8U));
1028   TheJIT->updateGlobalMapping(F.getFunction(), CurBufferPtr);
1029
1030   MBBLocations.clear();
1031 }
1032
1033 bool JITEmitter::finishFunction(MachineFunction &F) {
1034   if (CurBufferPtr == BufferEnd) {
1035     // FIXME: Allocate more space, then try again.
1036     cerr << "JIT: Ran out of space for generated machine code!\n";
1037     abort();
1038   }
1039   
1040   emitJumpTableInfo(F.getJumpTableInfo());
1041   
1042   // FnStart is the start of the text, not the start of the constant pool and
1043   // other per-function data.
1044   unsigned char *FnStart =
1045     (unsigned char *)TheJIT->getPointerToGlobalIfAvailable(F.getFunction());
1046
1047   if (!Relocations.empty()) {
1048     CurFn = F.getFunction();
1049     NumRelos += Relocations.size();
1050
1051     // Resolve the relocations to concrete pointers.
1052     for (unsigned i = 0, e = Relocations.size(); i != e; ++i) {
1053       MachineRelocation &MR = Relocations[i];
1054       void *ResultPtr = 0;
1055       if (!MR.letTargetResolve()) {
1056         if (MR.isExternalSymbol()) {
1057           ResultPtr = TheJIT->getPointerToNamedFunction(MR.getExternalSymbol(),
1058                                                         false);
1059           DOUT << "JIT: Map \'" << MR.getExternalSymbol() << "\' to ["
1060                << ResultPtr << "]\n";  
1061
1062           // If the target REALLY wants a stub for this function, emit it now.
1063           if (!MR.doesntNeedStub()) {
1064             if (!TheJIT->areDlsymStubsEnabled()) {
1065               ResultPtr = Resolver.getExternalFunctionStub(ResultPtr);
1066             } else {
1067               void *&Stub = ExtFnStubs[MR.getExternalSymbol()];
1068               if (!Stub) {
1069                 Stub = Resolver.getExternalFunctionStub((void *)&Stub);
1070                 AddStubToCurrentFunction(Stub);
1071               }
1072               ResultPtr = Stub;
1073             }
1074           }
1075         } else if (MR.isGlobalValue()) {
1076           ResultPtr = getPointerToGlobal(MR.getGlobalValue(),
1077                                          BufferBegin+MR.getMachineCodeOffset(),
1078                                          MR.doesntNeedStub());
1079         } else if (MR.isIndirectSymbol()) {
1080           ResultPtr = getPointerToGVIndirectSym(MR.getGlobalValue(),
1081                                           BufferBegin+MR.getMachineCodeOffset(),
1082                                           MR.doesntNeedStub());
1083         } else if (MR.isBasicBlock()) {
1084           ResultPtr = (void*)getMachineBasicBlockAddress(MR.getBasicBlock());
1085         } else if (MR.isConstantPoolIndex()) {
1086           ResultPtr = (void*)getConstantPoolEntryAddress(MR.getConstantPoolIndex());
1087         } else {
1088           assert(MR.isJumpTableIndex());
1089           ResultPtr=(void*)getJumpTableEntryAddress(MR.getJumpTableIndex());
1090         }
1091
1092         MR.setResultPointer(ResultPtr);
1093       }
1094
1095       // if we are managing the GOT and the relocation wants an index,
1096       // give it one
1097       if (MR.isGOTRelative() && MemMgr->isManagingGOT()) {
1098         unsigned idx = Resolver.getGOTIndexForAddr(ResultPtr);
1099         MR.setGOTIndex(idx);
1100         if (((void**)MemMgr->getGOTBase())[idx] != ResultPtr) {
1101           DOUT << "JIT: GOT was out of date for " << ResultPtr
1102                << " pointing at " << ((void**)MemMgr->getGOTBase())[idx]
1103                << "\n";
1104           ((void**)MemMgr->getGOTBase())[idx] = ResultPtr;
1105         }
1106       }
1107     }
1108
1109     CurFn = 0;
1110     TheJIT->getJITInfo().relocate(BufferBegin, &Relocations[0],
1111                                   Relocations.size(), MemMgr->getGOTBase());
1112   }
1113
1114   // Update the GOT entry for F to point to the new code.
1115   if (MemMgr->isManagingGOT()) {
1116     unsigned idx = Resolver.getGOTIndexForAddr((void*)BufferBegin);
1117     if (((void**)MemMgr->getGOTBase())[idx] != (void*)BufferBegin) {
1118       DOUT << "JIT: GOT was out of date for " << (void*)BufferBegin
1119            << " pointing at " << ((void**)MemMgr->getGOTBase())[idx] << "\n";
1120       ((void**)MemMgr->getGOTBase())[idx] = (void*)BufferBegin;
1121     }
1122   }
1123
1124   unsigned char *FnEnd = CurBufferPtr;
1125
1126   MemMgr->endFunctionBody(F.getFunction(), BufferBegin, FnEnd);
1127
1128   if (CurBufferPtr == BufferEnd) {
1129     // FIXME: Allocate more space, then try again.
1130     cerr << "JIT: Ran out of space for generated machine code!\n";
1131     abort();
1132   }
1133
1134   BufferBegin = CurBufferPtr = 0;
1135   NumBytes += FnEnd-FnStart;
1136
1137   // Invalidate the icache if necessary.
1138   sys::Memory::InvalidateInstructionCache(FnStart, FnEnd-FnStart);
1139   
1140   // Add it to the JIT symbol table if the host wants it.
1141   AddFunctionToSymbolTable(F.getFunction()->getNameStart(),
1142                            FnStart, FnEnd-FnStart);
1143
1144   DOUT << "JIT: Finished CodeGen of [" << (void*)FnStart
1145        << "] Function: " << F.getFunction()->getName()
1146        << ": " << (FnEnd-FnStart) << " bytes of text, "
1147        << Relocations.size() << " relocations\n";
1148   Relocations.clear();
1149   ConstPoolAddresses.clear();
1150
1151   // Mark code region readable and executable if it's not so already.
1152   MemMgr->setMemoryExecutable();
1153
1154 #ifndef NDEBUG
1155   {
1156     if (sys::hasDisassembler()) {
1157       DOUT << "JIT: Disassembled code:\n";
1158       DOUT << sys::disassembleBuffer(FnStart, FnEnd-FnStart, (uintptr_t)FnStart);
1159     } else {
1160       DOUT << "JIT: Binary code:\n";
1161       DOUT << std::hex;
1162       unsigned char* q = FnStart;
1163       for (int i = 0; q < FnEnd; q += 4, ++i) {
1164         if (i == 4)
1165           i = 0;
1166         if (i == 0)
1167           DOUT << "JIT: " << std::setw(8) << std::setfill('0')
1168                << (long)(q - FnStart) << ": ";
1169         bool Done = false;
1170         for (int j = 3; j >= 0; --j) {
1171           if (q + j >= FnEnd)
1172             Done = true;
1173           else
1174             DOUT << std::setw(2) << std::setfill('0') << (unsigned short)q[j];
1175         }
1176         if (Done)
1177           break;
1178         DOUT << ' ';
1179         if (i == 3)
1180           DOUT << '\n';
1181       }
1182       DOUT << std::dec;
1183       DOUT<< '\n';
1184     }
1185   }
1186 #endif
1187   if (ExceptionHandling) {
1188     uintptr_t ActualSize = 0;
1189     SavedBufferBegin = BufferBegin;
1190     SavedBufferEnd = BufferEnd;
1191     SavedCurBufferPtr = CurBufferPtr;
1192     
1193     if (MemMgr->NeedsExactSize()) {
1194       ActualSize = DE->GetDwarfTableSizeInBytes(F, *this, FnStart, FnEnd);
1195     }
1196
1197     BufferBegin = CurBufferPtr = MemMgr->startExceptionTable(F.getFunction(),
1198                                                              ActualSize);
1199     BufferEnd = BufferBegin+ActualSize;
1200     unsigned char* FrameRegister = DE->EmitDwarfTable(F, *this, FnStart, FnEnd);
1201     MemMgr->endExceptionTable(F.getFunction(), BufferBegin, CurBufferPtr,
1202                               FrameRegister);
1203     BufferBegin = SavedBufferBegin;
1204     BufferEnd = SavedBufferEnd;
1205     CurBufferPtr = SavedCurBufferPtr;
1206
1207     TheJIT->RegisterTable(FrameRegister);
1208   }
1209
1210   if (MMI)
1211     MMI->EndFunction();
1212  
1213   return false;
1214 }
1215
1216 /// deallocateMemForFunction - Deallocate all memory for the specified
1217 /// function body.  Also drop any references the function has to stubs.
1218 void JITEmitter::deallocateMemForFunction(Function *F) {
1219   MemMgr->deallocateMemForFunction(F);
1220
1221   // If the function did not reference any stubs, return.
1222   if (CurFnStubUses.find(F) == CurFnStubUses.end())
1223     return;
1224   
1225   // For each referenced stub, erase the reference to this function, and then
1226   // erase the list of referenced stubs.
1227   SmallVectorImpl<void *> &StubList = CurFnStubUses[F];
1228   for (unsigned i = 0, e = StubList.size(); i != e; ++i) {
1229     void *Stub = StubList[i];
1230     
1231     // If we already invalidated this stub for this function, continue.
1232     if (StubFnRefs.count(Stub) == 0)
1233       continue;
1234       
1235     SmallPtrSet<const Function *, 1> &FnRefs = StubFnRefs[Stub];
1236     FnRefs.erase(F);
1237     
1238     // If this function was the last reference to the stub, invalidate the stub
1239     // in the JITResolver.  Were there a memory manager deallocateStub routine,
1240     // we could call that at this point too.
1241     if (FnRefs.empty()) {
1242       DOUT << "\nJIT: Invalidated Stub at [" << Stub << "]\n";
1243       StubFnRefs.erase(Stub);
1244
1245       // Invalidate the stub.  If it is a GV stub, update the JIT's global
1246       // mapping for that GV to zero, otherwise, search the string map of
1247       // external function names to stubs and remove the entry for this stub.
1248       GlobalValue *GV = Resolver.invalidateStub(Stub);
1249       if (GV) {
1250         TheJIT->updateGlobalMapping(GV, 0);
1251       } else {
1252         for (StringMapIterator<void*> i = ExtFnStubs.begin(),
1253              e = ExtFnStubs.end(); i != e; ++i) {
1254           if (i->second == Stub) {
1255             ExtFnStubs.erase(i);
1256             break;
1257           }
1258         }
1259       }
1260     }
1261   }
1262   CurFnStubUses.erase(F);
1263 }
1264
1265
1266 void* JITEmitter::allocateSpace(uintptr_t Size, unsigned Alignment) {
1267   if (BufferBegin)
1268     return MachineCodeEmitter::allocateSpace(Size, Alignment);
1269
1270   // create a new memory block if there is no active one.
1271   // care must be taken so that BufferBegin is invalidated when a
1272   // block is trimmed
1273   BufferBegin = CurBufferPtr = MemMgr->allocateSpace(Size, Alignment);
1274   BufferEnd = BufferBegin+Size;
1275   return CurBufferPtr;
1276 }
1277
1278 void JITEmitter::emitConstantPool(MachineConstantPool *MCP) {
1279   if (TheJIT->getJITInfo().hasCustomConstantPool())
1280     return;
1281
1282   const std::vector<MachineConstantPoolEntry> &Constants = MCP->getConstants();
1283   if (Constants.empty()) return;
1284
1285   unsigned Size = GetConstantPoolSizeInBytes(MCP, TheJIT->getTargetData());
1286   unsigned Align = MCP->getConstantPoolAlignment();
1287   ConstantPoolBase = allocateSpace(Size, Align);
1288   ConstantPool = MCP;
1289
1290   if (ConstantPoolBase == 0) return;  // Buffer overflow.
1291
1292   DOUT << "JIT: Emitted constant pool at [" << ConstantPoolBase
1293        << "] (size: " << Size << ", alignment: " << Align << ")\n";
1294
1295   // Initialize the memory for all of the constant pool entries.
1296   unsigned Offset = 0;
1297   for (unsigned i = 0, e = Constants.size(); i != e; ++i) {
1298     MachineConstantPoolEntry CPE = Constants[i];
1299     unsigned AlignMask = CPE.getAlignment() - 1;
1300     Offset = (Offset + AlignMask) & ~AlignMask;
1301
1302     uintptr_t CAddr = (uintptr_t)ConstantPoolBase + Offset;
1303     ConstPoolAddresses.push_back(CAddr);
1304     if (CPE.isMachineConstantPoolEntry()) {
1305       // FIXME: add support to lower machine constant pool values into bytes!
1306       cerr << "Initialize memory with machine specific constant pool entry"
1307            << " has not been implemented!\n";
1308       abort();
1309     }
1310     TheJIT->InitializeMemory(CPE.Val.ConstVal, (void*)CAddr);
1311     DOUT << "JIT:   CP" << i << " at [0x"
1312          << std::hex << CAddr << std::dec << "]\n";
1313
1314     const Type *Ty = CPE.Val.ConstVal->getType();
1315     Offset += TheJIT->getTargetData()->getTypePaddedSize(Ty);
1316   }
1317 }
1318
1319 void JITEmitter::initJumpTableInfo(MachineJumpTableInfo *MJTI) {
1320   if (TheJIT->getJITInfo().hasCustomJumpTables())
1321     return;
1322
1323   const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT = MJTI->getJumpTables();
1324   if (JT.empty()) return;
1325   
1326   unsigned NumEntries = 0;
1327   for (unsigned i = 0, e = JT.size(); i != e; ++i)
1328     NumEntries += JT[i].MBBs.size();
1329
1330   unsigned EntrySize = MJTI->getEntrySize();
1331
1332   // Just allocate space for all the jump tables now.  We will fix up the actual
1333   // MBB entries in the tables after we emit the code for each block, since then
1334   // we will know the final locations of the MBBs in memory.
1335   JumpTable = MJTI;
1336   JumpTableBase = allocateSpace(NumEntries * EntrySize, MJTI->getAlignment());
1337 }
1338
1339 void JITEmitter::emitJumpTableInfo(MachineJumpTableInfo *MJTI) {
1340   if (TheJIT->getJITInfo().hasCustomJumpTables())
1341     return;
1342
1343   const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT = MJTI->getJumpTables();
1344   if (JT.empty() || JumpTableBase == 0) return;
1345   
1346   if (TargetMachine::getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
1347     assert(MJTI->getEntrySize() == 4 && "Cross JIT'ing?");
1348     // For each jump table, place the offset from the beginning of the table
1349     // to the target address.
1350     int *SlotPtr = (int*)JumpTableBase;
1351
1352     for (unsigned i = 0, e = JT.size(); i != e; ++i) {
1353       const std::vector<MachineBasicBlock*> &MBBs = JT[i].MBBs;
1354       // Store the offset of the basic block for this jump table slot in the
1355       // memory we allocated for the jump table in 'initJumpTableInfo'
1356       uintptr_t Base = (uintptr_t)SlotPtr;
1357       for (unsigned mi = 0, me = MBBs.size(); mi != me; ++mi) {
1358         uintptr_t MBBAddr = getMachineBasicBlockAddress(MBBs[mi]);
1359         *SlotPtr++ = TheJIT->getJITInfo().getPICJumpTableEntry(MBBAddr, Base);
1360       }
1361     }
1362   } else {
1363     assert(MJTI->getEntrySize() == sizeof(void*) && "Cross JIT'ing?");
1364     
1365     // For each jump table, map each target in the jump table to the address of 
1366     // an emitted MachineBasicBlock.
1367     intptr_t *SlotPtr = (intptr_t*)JumpTableBase;
1368
1369     for (unsigned i = 0, e = JT.size(); i != e; ++i) {
1370       const std::vector<MachineBasicBlock*> &MBBs = JT[i].MBBs;
1371       // Store the address of the basic block for this jump table slot in the
1372       // memory we allocated for the jump table in 'initJumpTableInfo'
1373       for (unsigned mi = 0, me = MBBs.size(); mi != me; ++mi)
1374         *SlotPtr++ = getMachineBasicBlockAddress(MBBs[mi]);
1375     }
1376   }
1377 }
1378
1379 void JITEmitter::startGVStub(const GlobalValue* GV, unsigned StubSize,
1380                              unsigned Alignment) {
1381   SavedBufferBegin = BufferBegin;
1382   SavedBufferEnd = BufferEnd;
1383   SavedCurBufferPtr = CurBufferPtr;
1384   
1385   BufferBegin = CurBufferPtr = MemMgr->allocateStub(GV, StubSize, Alignment);
1386   BufferEnd = BufferBegin+StubSize+1;
1387 }
1388
1389 void JITEmitter::startGVStub(const GlobalValue* GV, void *Buffer,
1390                              unsigned StubSize) {
1391   SavedBufferBegin = BufferBegin;
1392   SavedBufferEnd = BufferEnd;
1393   SavedCurBufferPtr = CurBufferPtr;
1394   
1395   BufferBegin = CurBufferPtr = (unsigned char *)Buffer;
1396   BufferEnd = BufferBegin+StubSize+1;
1397 }
1398
1399 void *JITEmitter::finishGVStub(const GlobalValue* GV) {
1400   NumBytes += getCurrentPCOffset();
1401   std::swap(SavedBufferBegin, BufferBegin);
1402   BufferEnd = SavedBufferEnd;
1403   CurBufferPtr = SavedCurBufferPtr;
1404   return SavedBufferBegin;
1405 }
1406
1407 // getConstantPoolEntryAddress - Return the address of the 'ConstantNum' entry
1408 // in the constant pool that was last emitted with the 'emitConstantPool'
1409 // method.
1410 //
1411 uintptr_t JITEmitter::getConstantPoolEntryAddress(unsigned ConstantNum) const {
1412   assert(ConstantNum < ConstantPool->getConstants().size() &&
1413          "Invalid ConstantPoolIndex!");
1414   return ConstPoolAddresses[ConstantNum];
1415 }
1416
1417 // getJumpTableEntryAddress - Return the address of the JumpTable with index
1418 // 'Index' in the jumpp table that was last initialized with 'initJumpTableInfo'
1419 //
1420 uintptr_t JITEmitter::getJumpTableEntryAddress(unsigned Index) const {
1421   const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT = JumpTable->getJumpTables();
1422   assert(Index < JT.size() && "Invalid jump table index!");
1423   
1424   unsigned Offset = 0;
1425   unsigned EntrySize = JumpTable->getEntrySize();
1426   
1427   for (unsigned i = 0; i < Index; ++i)
1428     Offset += JT[i].MBBs.size();
1429   
1430    Offset *= EntrySize;
1431   
1432   return (uintptr_t)((char *)JumpTableBase + Offset);
1433 }
1434
1435 //===----------------------------------------------------------------------===//
1436 //  Public interface to this file
1437 //===----------------------------------------------------------------------===//
1438
1439 MachineCodeEmitter *JIT::createEmitter(JIT &jit, JITMemoryManager *JMM) {
1440   return new JITEmitter(jit, JMM);
1441 }
1442
1443 // getPointerToNamedFunction - This function is used as a global wrapper to
1444 // JIT::getPointerToNamedFunction for the purpose of resolving symbols when
1445 // bugpoint is debugging the JIT. In that scenario, we are loading an .so and
1446 // need to resolve function(s) that are being mis-codegenerated, so we need to
1447 // resolve their addresses at runtime, and this is the way to do it.
1448 extern "C" {
1449   void *getPointerToNamedFunction(const char *Name) {
1450     if (Function *F = TheJIT->FindFunctionNamed(Name))
1451       return TheJIT->getPointerToFunction(F);
1452     return TheJIT->getPointerToNamedFunction(Name);
1453   }
1454 }
1455
1456 // getPointerToFunctionOrStub - If the specified function has been
1457 // code-gen'd, return a pointer to the function.  If not, compile it, or use
1458 // a stub to implement lazy compilation if available.
1459 //
1460 void *JIT::getPointerToFunctionOrStub(Function *F) {
1461   // If we have already code generated the function, just return the address.
1462   if (void *Addr = getPointerToGlobalIfAvailable(F))
1463     return Addr;
1464   
1465   // Get a stub if the target supports it.
1466   assert(isa<JITEmitter>(MCE) && "Unexpected MCE?");
1467   JITEmitter *JE = cast<JITEmitter>(getCodeEmitter());
1468   return JE->getJITResolver().getFunctionStub(F);
1469 }
1470
1471 void JIT::updateFunctionStub(Function *F) {
1472   // Get the empty stub we generated earlier.
1473   assert(isa<JITEmitter>(MCE) && "Unexpected MCE?");
1474   JITEmitter *JE = cast<JITEmitter>(getCodeEmitter());
1475   void *Stub = JE->getJITResolver().getFunctionStub(F);
1476
1477   // Tell the target jit info to rewrite the stub at the specified address,
1478   // rather than creating a new one.
1479   void *Addr = getPointerToGlobalIfAvailable(F);
1480   getJITInfo().emitFunctionStubAtAddr(F, Addr, Stub, *getCodeEmitter());
1481 }
1482
1483 /// updateDlsymStubTable - Emit the data necessary to relocate the stubs
1484 /// that were emitted during code generation.
1485 ///
1486 void JIT::updateDlsymStubTable() {
1487   assert(isa<JITEmitter>(MCE) && "Unexpected MCE?");
1488   JITEmitter *JE = cast<JITEmitter>(getCodeEmitter());
1489   
1490   SmallVector<GlobalValue*, 8> GVs;
1491   SmallVector<void*, 8> Ptrs;
1492   const StringMap<void *> &ExtFns = JE->getExternalFnStubs();
1493
1494   JE->getJITResolver().getRelocatableGVs(GVs, Ptrs);
1495
1496   unsigned nStubs = GVs.size() + ExtFns.size();
1497   
1498   // If there are no relocatable stubs, return.
1499   if (nStubs == 0)
1500     return;
1501
1502   // If there are no new relocatable stubs, return.
1503   void *CurTable = JE->getMemMgr()->getDlsymTable();
1504   if (CurTable && (*(unsigned *)CurTable == nStubs))
1505     return;
1506   
1507   // Calculate the size of the stub info
1508   unsigned offset = 4 + 4 * nStubs + sizeof(intptr_t) * nStubs;
1509   
1510   SmallVector<unsigned, 8> Offsets;
1511   for (unsigned i = 0; i != GVs.size(); ++i) {
1512     Offsets.push_back(offset);
1513     offset += GVs[i]->getName().length() + 1;
1514   }
1515   for (StringMapConstIterator<void*> i = ExtFns.begin(), e = ExtFns.end(); 
1516        i != e; ++i) {
1517     Offsets.push_back(offset);
1518     offset += strlen(i->first()) + 1;
1519   }
1520   
1521   // Allocate space for the new "stub", which contains the dlsym table.
1522   JE->startGVStub(0, offset, 4);
1523   
1524   // Emit the number of records
1525   MCE->emitInt32(nStubs);
1526   
1527   // Emit the string offsets
1528   for (unsigned i = 0; i != nStubs; ++i)
1529     MCE->emitInt32(Offsets[i]);
1530   
1531   // Emit the pointers.  Verify that they are at least 2-byte aligned, and set
1532   // the low bit to 0 == GV, 1 == Function, so that the client code doing the
1533   // relocation can write the relocated pointer at the appropriate place in
1534   // the stub.
1535   for (unsigned i = 0; i != GVs.size(); ++i) {
1536     intptr_t Ptr = (intptr_t)Ptrs[i];
1537     assert((Ptr & 1) == 0 && "Stub pointers must be at least 2-byte aligned!");
1538     
1539     if (isa<Function>(GVs[i]))
1540       Ptr |= (intptr_t)1;
1541            
1542     if (sizeof(Ptr) == 8)
1543       MCE->emitInt64(Ptr);
1544     else
1545       MCE->emitInt32(Ptr);
1546   }
1547   for (StringMapConstIterator<void*> i = ExtFns.begin(), e = ExtFns.end(); 
1548        i != e; ++i) {
1549     intptr_t Ptr = (intptr_t)i->second | 1;
1550
1551     if (sizeof(Ptr) == 8)
1552       MCE->emitInt64(Ptr);
1553     else
1554       MCE->emitInt32(Ptr);
1555   }
1556   
1557   // Emit the strings.
1558   for (unsigned i = 0; i != GVs.size(); ++i)
1559     MCE->emitString(GVs[i]->getName());
1560   for (StringMapConstIterator<void*> i = ExtFns.begin(), e = ExtFns.end(); 
1561        i != e; ++i)
1562     MCE->emitString(i->first());
1563   
1564   // Tell the JIT memory manager where it is.  The JIT Memory Manager will
1565   // deallocate space for the old one, if one existed.
1566   JE->getMemMgr()->SetDlsymTable(JE->finishGVStub(0));
1567 }
1568
1569 /// freeMachineCodeForFunction - release machine code memory for given Function.
1570 ///
1571 void JIT::freeMachineCodeForFunction(Function *F) {
1572
1573   // Delete translation for this from the ExecutionEngine, so it will get
1574   // retranslated next time it is used.
1575   void *OldPtr = updateGlobalMapping(F, 0);
1576
1577   if (OldPtr)
1578     RemoveFunctionFromSymbolTable(OldPtr);
1579
1580   // Free the actual memory for the function body and related stuff.
1581   assert(isa<JITEmitter>(MCE) && "Unexpected MCE?");
1582   cast<JITEmitter>(MCE)->deallocateMemForFunction(F);
1583 }
1584