include/llvm/ExecutionEngine/ExecutionEngine.h

   1 //===- ExecutionEngine.h - Abstract Execution Engine Interface --*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines the abstract interface that implements execution support
  11 // for LLVM.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #ifndef EXECUTION_ENGINE_H
  16 #define EXECUTION_ENGINE_H
  17
  18 #include <vector>
  19 #include <map>
  20 #include <cassert>
  21 #include <string>
  22 #include "llvm/System/Mutex.h"
  23 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  24
  25 namespace llvm {
  26
  27 struct GenericValue;
  28 class Constant;
  29 class Function;
  30 class GlobalVariable;
  31 class GlobalValue;
  32 class Module;
  33 class ModuleProvider;
  34 class TargetData;
  35 class Type;
  36 class MutexGuard;
  37
  38 class ExecutionEngineState {
  39 private:
  40   /// GlobalAddressMap - A mapping between LLVM global values and their
  41   /// actualized version...
  42   std::map<const GlobalValue*, void *> GlobalAddressMap;
  43
  44   /// GlobalAddressReverseMap - This is the reverse mapping of GlobalAddressMap,
  45   /// used to convert raw addresses into the LLVM global value that is emitted
  46   /// at the address.  This map is not computed unless getGlobalValueAtAddress
  47   /// is called at some point.
  48   std::map<void *, const GlobalValue*> GlobalAddressReverseMap;
  49
  50 public:
  51   std::map<const GlobalValue*, void *> &
  52   getGlobalAddressMap(const MutexGuard &locked) {
  53     return GlobalAddressMap;
  54   }
  55
  56   std::map<void*, const GlobalValue*> &
  57   getGlobalAddressReverseMap(const MutexGuard& locked) {
  58     return GlobalAddressReverseMap;
  59   }
  60 };
  61
  62
  63 class ExecutionEngine {
  64   const TargetData *TD;
  65   ExecutionEngineState state;
  66   bool LazyCompilationDisabled;
  67 protected:
  68   /// Modules - This is a list of ModuleProvider's that we are JIT'ing from.  We
  69   /// use a smallvector to optimize for the case where there is only one module.
  70   SmallVector<ModuleProvider*, 1> Modules;
  71
  72   void setTargetData(const TargetData *td) {
  73     TD = td;
  74   }
  75
  76   // To avoid having libexecutionengine depend on the JIT and interpreter
  77   // libraries, the JIT and Interpreter set these functions to ctor pointers
  78   // at startup time if they are linked in.
  79   typedef ExecutionEngine *(*EECtorFn)(ModuleProvider*, std::string*);
  80   static EECtorFn JITCtor, InterpCtor;
  81
  82 public:
  83   /// lock - This lock is protects the ExecutionEngine, JIT, JITResolver and
  84   /// JITEmitter classes.  It must be held while changing the internal state of
  85   /// any of those classes.
  86   sys::Mutex lock; // Used to make this class and subclasses thread-safe
  87
  88   ExecutionEngine(ModuleProvider *P);
  89   ExecutionEngine(Module *M);
  90   virtual ~ExecutionEngine();
  91
  92   const TargetData *getTargetData() const { return TD; }
  93
  94   /// addModuleProvider - Add a ModuleProvider to the list of modules that we
  95   /// can JIT from.  Note that this takes ownership of the ModuleProvider: when
  96   /// the ExecutionEngine is destroyed, it destroys the MP as well.
  97   void addModuleProvider(ModuleProvider *P) {
  98     Modules.push_back(P);
  99   }
 100
 101   /// removeModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules.
 102   /// Release module from ModuleProvider.
 103   Module* removeModuleProvider(ModuleProvider *P, std::string *ErrInfo = 0);
 104
 105   /// FindFunctionNamed - Search all of the active modules to find the one that
 106   /// defines FnName.  This is very slow operation and shouldn't be used for
 107   /// general code.
 108   Function *FindFunctionNamed(const char *FnName);
 109
 110   /// create - This is the factory method for creating an execution engine which
 111   /// is appropriate for the current machine.
 112   static ExecutionEngine *create(ModuleProvider *MP,
 113                                  bool ForceInterpreter = false,
 114                                  std::string *ErrorStr = 0);
 115
 116   /// runFunction - Execute the specified function with the specified arguments,
 117   /// and return the result.
 118   ///
 119   virtual GenericValue runFunction(Function *F,
 120                                 const std::vector<GenericValue> &ArgValues) = 0;
 121
 122   /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 123   /// the static constructors or destructors for a module, depending on the
 124   /// value of isDtors.
 125   void runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors);
 126
 127
 128   /// runFunctionAsMain - This is a helper function which wraps runFunction to
 129   /// handle the common task of starting up main with the specified argc, argv,
 130   /// and envp parameters.
 131   int runFunctionAsMain(Function *Fn, const std::vector<std::string> &argv,
 132                         const char * const * envp);
 133
 134
 135   /// addGlobalMapping - Tell the execution engine that the specified global is
 136   /// at the specified location.  This is used internally as functions are JIT'd
 137   /// and as global variables are laid out in memory.  It can and should also be
 138   /// used by clients of the EE that want to have an LLVM global overlay
 139   /// existing data in memory.
 140   void addGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr);
 141
 142   /// clearAllGlobalMappings - Clear all global mappings and start over again
 143   /// use in dynamic compilation scenarios when you want to move globals
 144   void clearAllGlobalMappings();
 145
 146   /// updateGlobalMapping - Replace an existing mapping for GV with a new
 147   /// address.  This updates both maps as required.  If "Addr" is null, the
 148   /// entry for the global is removed from the mappings.
 149   void updateGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr);
 150
 151   /// getPointerToGlobalIfAvailable - This returns the address of the specified
 152   /// global value if it is has already been codegen'd, otherwise it returns
 153   /// null.
 154   ///
 155   void *getPointerToGlobalIfAvailable(const GlobalValue *GV);
 156
 157   /// getPointerToGlobal - This returns the address of the specified global
 158   /// value.  This may involve code generation if it's a function.
 159   ///
 160   void *getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV);
 161
 162   /// getPointerToFunction - The different EE's represent function bodies in
 163   /// different ways.  They should each implement this to say what a function
 164   /// pointer should look like.
 165   ///
 166   virtual void *getPointerToFunction(Function *F) = 0;
 167
 168   /// getPointerToFunctionOrStub - If the specified function has been
 169   /// code-gen'd, return a pointer to the function.  If not, compile it, or use
 170   /// a stub to implement lazy compilation if available.
 171   ///
 172   virtual void *getPointerToFunctionOrStub(Function *F) {
 173     // Default implementation, just codegen the function.
 174     return getPointerToFunction(F);
 175   }
 176
 177   /// getGlobalValueAtAddress - Return the LLVM global value object that starts
 178   /// at the specified address.
 179   ///
 180   const GlobalValue *getGlobalValueAtAddress(void *Addr);
 181
 182
 183   void StoreValueToMemory(const GenericValue &Val, GenericValue *Ptr, const Type *Ty);
 184   void InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr);
 185
 186   /// recompileAndRelinkFunction - This method is used to force a function
 187   /// which has already been compiled to be compiled again, possibly
 188   /// after it has been modified. Then the entry to the old copy is overwritten
 189   /// with a branch to the new copy. If there was no old copy, this acts
 190   /// just like VM::getPointerToFunction().
 191   ///
 192   virtual void *recompileAndRelinkFunction(Function *F) = 0;
 193
 194   /// freeMachineCodeForFunction - Release memory in the ExecutionEngine
 195   /// corresponding to the machine code emitted to execute this function, useful
 196   /// for garbage-collecting generated code.
 197   ///
 198   virtual void freeMachineCodeForFunction(Function *F) = 0;
 199
 200   /// getOrEmitGlobalVariable - Return the address of the specified global
 201   /// variable, possibly emitting it to memory if needed.  This is used by the
 202   /// Emitter.
 203   virtual void *getOrEmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV) {
 204     return getPointerToGlobal((GlobalValue*)GV);
 205   }
 206
 207   /// DisableLazyCompilation - If called, the JIT will abort if lazy compilation
 208   // is ever attempted.
 209   void DisableLazyCompilation() {
 210     LazyCompilationDisabled = true;
 211   }
 212   bool isLazyCompilationDisabled() const {
 213     return LazyCompilationDisabled;
 214   }
 215
 216 protected:
 217   void emitGlobals();
 218
 219   // EmitGlobalVariable - This method emits the specified global variable to the
 220   // address specified in GlobalAddresses, or allocates new memory if it's not
 221   // already in the map.
 222   void EmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV);
 223
 224   GenericValue getConstantValue(const Constant *C);
 225   void LoadValueFromMemory(GenericValue &Result, GenericValue *Ptr,
 226                            const Type *Ty);
 227 };
 228
 229 } // End llvm namespace
 230
 231 #endif