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/ErrorHandling.h"
  26 #include "llvm/Support/MutexGuard.h"
  27 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  28 #include "llvm/System/DynamicLibrary.h"
  29 #include "llvm/System/Host.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  31 #include <cmath>
  32 #include <cstring>
  33 using namespace llvm;
  34
  35 STATISTIC(NumInitBytes, "Number of bytes of global vars initialized");
  36 STATISTIC(NumGlobals  , "Number of global vars initialized");
  37
  38 ExecutionEngine::EECtorFn ExecutionEngine::JITCtor = 0;
  39 ExecutionEngine::EECtorFn ExecutionEngine::InterpCtor = 0;
  40 ExecutionEngine::EERegisterFn ExecutionEngine::ExceptionTableRegister = 0;
  41
  42
  43 ExecutionEngine::ExecutionEngine(ModuleProvider *P) : LazyFunctionCreator(0) {
  44   LazyCompilationDisabled = false;
  45   GVCompilationDisabled   = false;
  46   SymbolSearchingDisabled = false;
  47   DlsymStubsEnabled       = false;
  48   Modules.push_back(P);
  49   assert(P && "ModuleProvider is null?");
  50 }
  51
  52 ExecutionEngine::~ExecutionEngine() {
  53   clearAllGlobalMappings();
  54   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i)
  55     delete Modules[i];
  56 }
  57
  58 char* ExecutionEngine::getMemoryForGV(const GlobalVariable* GV) {
  59   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
  60   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(ElTy);
  61   return new char[GVSize];
  62 }
  63
  64 /// removeModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules.
  65 /// Relases the Module from the ModuleProvider, materializing it in the
  66 /// process, and returns the materialized Module.
  67 Module* ExecutionEngine::removeModuleProvider(ModuleProvider *P,
  68                                               std::string *ErrInfo) {
  69   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
  70         E = Modules.end(); I != E; ++I) {
  71     ModuleProvider *MP = *I;
  72     if (MP == P) {
  73       Modules.erase(I);
  74       clearGlobalMappingsFromModule(MP->getModule());
  75       return MP->releaseModule(ErrInfo);
  76     }
  77   }
  78   return NULL;
  79 }
  80
  81 /// deleteModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules,
  82 /// and deletes the ModuleProvider and owned Module.  Avoids materializing
  83 /// the underlying module.
  84 void ExecutionEngine::deleteModuleProvider(ModuleProvider *P,
  85                                            std::string *ErrInfo) {
  86   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
  87       E = Modules.end(); I != E; ++I) {
  88     ModuleProvider *MP = *I;
  89     if (MP == P) {
  90       Modules.erase(I);
  91       clearGlobalMappingsFromModule(MP->getModule());
  92       delete MP;
  93       return;
  94     }
  95   }
  96 }
  97
  98 /// FindFunctionNamed - Search all of the active modules to find the one that
  99 /// defines FnName.  This is very slow operation and shouldn't be used for
 100 /// general code.
 101 Function *ExecutionEngine::FindFunctionNamed(const char *FnName) {
 102   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i) {
 103     if (Function *F = Modules[i]->getModule()->getFunction(FnName))
 104       return F;
 105   }
 106   return 0;
 107 }
 108
 109
 110 /// addGlobalMapping - Tell the execution engine that the specified global is
 111 /// at the specified location.  This is used internally as functions are JIT'd
 112 /// and as global variables are laid out in memory.  It can and should also be
 113 /// used by clients of the EE that want to have an LLVM global overlay
 114 /// existing data in memory.
 115 void ExecutionEngine::addGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
 116   MutexGuard locked(lock);
 117
 118   DOUT << "JIT: Map \'" << GV->getNameStart() << "\' to [" << Addr << "]\n";
 119   void *&CurVal = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 120   assert((CurVal == 0 || Addr == 0) && "GlobalMapping already established!");
 121   CurVal = Addr;
 122
 123   // If we are using the reverse mapping, add it too
 124   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 125     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 126     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 127     V = GV;
 128   }
 129 }
 130
 131 /// clearAllGlobalMappings - Clear all global mappings and start over again
 132 /// use in dynamic compilation scenarios when you want to move globals
 133 void ExecutionEngine::clearAllGlobalMappings() {
 134   MutexGuard locked(lock);
 135
 136   state.getGlobalAddressMap(locked).clear();
 137   state.getGlobalAddressReverseMap(locked).clear();
 138 }
 139
 140 /// clearGlobalMappingsFromModule - Clear all global mappings that came from a
 141 /// particular module, because it has been removed from the JIT.
 142 void ExecutionEngine::clearGlobalMappingsFromModule(Module *M) {
 143   MutexGuard locked(lock);
 144
 145   for (Module::iterator FI = M->begin(), FE = M->end(); FI != FE; ++FI) {
 146     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(FI);
 147     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(FI);
 148   }
 149   for (Module::global_iterator GI = M->global_begin(), GE = M->global_end();
 150        GI != GE; ++GI) {
 151     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(GI);
 152     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(GI);
 153   }
 154 }
 155
 156 /// updateGlobalMapping - Replace an existing mapping for GV with a new
 157 /// address.  This updates both maps as required.  If "Addr" is null, the
 158 /// entry for the global is removed from the mappings.
 159 void *ExecutionEngine::updateGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
 160   MutexGuard locked(lock);
 161
 162   std::map<const GlobalValue*, void *> &Map = state.getGlobalAddressMap(locked);
 163
 164   // Deleting from the mapping?
 165   if (Addr == 0) {
 166     std::map<const GlobalValue*, void *>::iterator I = Map.find(GV);
 167     void *OldVal;
 168     if (I == Map.end())
 169       OldVal = 0;
 170     else {
 171       OldVal = I->second;
 172       Map.erase(I);
 173     }
 174
 175     if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 176       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(Addr);
 177     return OldVal;
 178   }
 179
 180   void *&CurVal = Map[GV];
 181   void *OldVal = CurVal;
 182
 183   if (CurVal && !state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 184     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(CurVal);
 185   CurVal = Addr;
 186
 187   // If we are using the reverse mapping, add it too
 188   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 189     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 190     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 191     V = GV;
 192   }
 193   return OldVal;
 194 }
 195
 196 /// getPointerToGlobalIfAvailable - This returns the address of the specified
 197 /// global value if it is has already been codegen'd, otherwise it returns null.
 198 ///
 199 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobalIfAvailable(const GlobalValue *GV) {
 200   MutexGuard locked(lock);
 201
 202   std::map<const GlobalValue*, void*>::iterator I =
 203   state.getGlobalAddressMap(locked).find(GV);
 204   return I != state.getGlobalAddressMap(locked).end() ? I->second : 0;
 205 }
 206
 207 /// getGlobalValueAtAddress - Return the LLVM global value object that starts
 208 /// at the specified address.
 209 ///
 210 const GlobalValue *ExecutionEngine::getGlobalValueAtAddress(void *Addr) {
 211   MutexGuard locked(lock);
 212
 213   // If we haven't computed the reverse mapping yet, do so first.
 214   if (state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 215     for (std::map<const GlobalValue*, void *>::iterator
 216          I = state.getGlobalAddressMap(locked).begin(),
 217          E = state.getGlobalAddressMap(locked).end(); I != E; ++I)
 218       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).insert(std::make_pair(I->second,
 219                                                                      I->first));
 220   }
 221
 222   std::map<void *, const GlobalValue*>::iterator I =
 223     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).find(Addr);
 224   return I != state.getGlobalAddressReverseMap(locked).end() ? I->second : 0;
 225 }
 226
 227 // CreateArgv - Turn a vector of strings into a nice argv style array of
 228 // pointers to null terminated strings.
 229 //
 230 static void *CreateArgv(ExecutionEngine *EE,
 231                         const std::vector<std::string> &InputArgv) {
 232   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 233   char *Result = new char[(InputArgv.size()+1)*PtrSize];
 234
 235   DOUT << "JIT: ARGV = " << (void*)Result << "\n";
 236   const Type *SBytePtr = PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty);
 237
 238   for (unsigned i = 0; i != InputArgv.size(); ++i) {
 239     unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
 240     char *Dest = new char[Size];
 241     DOUT << "JIT: ARGV[" << i << "] = " << (void*)Dest << "\n";
 242
 243     std::copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
 244     Dest[Size-1] = 0;
 245
 246     // Endian safe: Result[i] = (PointerTy)Dest;
 247     EE->StoreValueToMemory(PTOGV(Dest), (GenericValue*)(Result+i*PtrSize),
 248                            SBytePtr);
 249   }
 250
 251   // Null terminate it
 252   EE->StoreValueToMemory(PTOGV(0),
 253                          (GenericValue*)(Result+InputArgv.size()*PtrSize),
 254                          SBytePtr);
 255   return Result;
 256 }
 257
 258
 259 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 260 /// the static constructors or destructors for a module, depending on the
 261 /// value of isDtors.
 262 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(Module *module, bool isDtors) {
 263   const char *Name = isDtors ? "llvm.global_dtors" : "llvm.global_ctors";
 264
 265   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 266
 267  GlobalVariable *GV = module->getNamedGlobal(Name);
 268
 269  // If this global has internal linkage, or if it has a use, then it must be
 270  // an old-style (llvmgcc3) static ctor with __main linked in and in use.  If
 271  // this is the case, don't execute any of the global ctors, __main will do
 272  // it.
 273  if (!GV || GV->isDeclaration() || GV->hasLocalLinkage()) return;
 274
 275  // Should be an array of '{ int, void ()* }' structs.  The first value is
 276  // the init priority, which we ignore.
 277  ConstantArray *InitList = dyn_cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
 278  if (!InitList) return;
 279  for (unsigned i = 0, e = InitList->getNumOperands(); i != e; ++i)
 280    if (ConstantStruct *CS =
 281        dyn_cast<ConstantStruct>(InitList->getOperand(i))) {
 282      if (CS->getNumOperands() != 2) return; // Not array of 2-element structs.
 283
 284      Constant *FP = CS->getOperand(1);
 285      if (FP->isNullValue())
 286        break;  // Found a null terminator, exit.
 287
 288      if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(FP))
 289        if (CE->isCast())
 290          FP = CE->getOperand(0);
 291      if (Function *F = dyn_cast<Function>(FP)) {
 292        // Execute the ctor/dtor function!
 293        runFunction(F, std::vector<GenericValue>());
 294      }
 295    }
 296 }
 297
 298 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 299 /// the static constructors or destructors for a program, depending on the
 300 /// value of isDtors.
 301 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors) {
 302   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 303   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m)
 304     runStaticConstructorsDestructors(Modules[m]->getModule(), isDtors);
 305 }
 306
 307 #ifndef NDEBUG
 308 /// isTargetNullPtr - Return whether the target pointer stored at Loc is null.
 309 static bool isTargetNullPtr(ExecutionEngine *EE, void *Loc) {
 310   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 311   for (unsigned i = 0; i < PtrSize; ++i)
 312     if (*(i + (uint8_t*)Loc))
 313       return false;
 314   return true;
 315 }
 316 #endif
 317
 318 /// runFunctionAsMain - This is a helper function which wraps runFunction to
 319 /// handle the common task of starting up main with the specified argc, argv,
 320 /// and envp parameters.
 321 int ExecutionEngine::runFunctionAsMain(Function *Fn,
 322                                        const std::vector<std::string> &argv,
 323                                        const char * const * envp) {
 324   std::vector<GenericValue> GVArgs;
 325   GenericValue GVArgc;
 326   GVArgc.IntVal = APInt(32, argv.size());
 327
 328   // Check main() type
 329   unsigned NumArgs = Fn->getFunctionType()->getNumParams();
 330   const FunctionType *FTy = Fn->getFunctionType();
 331   const Type* PPInt8Ty =
 332     PointerType::getUnqual(PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty));
 333   switch (NumArgs) {
 334   case 3:
 335    if (FTy->getParamType(2) != PPInt8Ty) {
 336      llvm_report_error("Invalid type for third argument of main() supplied");
 337    }
 338    // FALLS THROUGH
 339   case 2:
 340    if (FTy->getParamType(1) != PPInt8Ty) {
 341      llvm_report_error("Invalid type for second argument of main() supplied");
 342    }
 343    // FALLS THROUGH
 344   case 1:
 345    if (FTy->getParamType(0) != Type::Int32Ty) {
 346      llvm_report_error("Invalid type for first argument of main() supplied");
 347    }
 348    // FALLS THROUGH
 349   case 0:
 350    if (!isa<IntegerType>(FTy->getReturnType()) &&
 351        FTy->getReturnType() != Type::VoidTy) {
 352      llvm_report_error("Invalid return type of main() supplied");
 353    }
 354    break;
 355   default:
 356    llvm_report_error("Invalid number of arguments of main() supplied");
 357   }
 358
 359   if (NumArgs) {
 360     GVArgs.push_back(GVArgc); // Arg #0 = argc.
 361     if (NumArgs > 1) {
 362       GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, argv))); // Arg #1 = argv.
 363       assert(!isTargetNullPtr(this, GVTOP(GVArgs[1])) &&
 364              "argv[0] was null after CreateArgv");
 365       if (NumArgs > 2) {
 366         std::vector<std::string> EnvVars;
 367         for (unsigned i = 0; envp[i]; ++i)
 368           EnvVars.push_back(envp[i]);
 369         GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, EnvVars))); // Arg #2 = envp.
 370       }
 371     }
 372   }
 373   return runFunction(Fn, GVArgs).IntVal.getZExtValue();
 374 }
 375
 376 /// If possible, create a JIT, unless the caller specifically requests an
 377 /// Interpreter or there's an error. If even an Interpreter cannot be created,
 378 /// NULL is returned.
 379 ///
 380 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(ModuleProvider *MP,
 381                                          bool ForceInterpreter,
 382                                          std::string *ErrorStr,
 383                                          CodeGenOpt::Level OptLevel,
 384                                          bool GVsWithCode) {
 385   ExecutionEngine *EE = 0;
 386
 387   // Make sure we can resolve symbols in the program as well. The zero arg
 388   // to the function tells DynamicLibrary to load the program, not a library.
 389   if (sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently(0, ErrorStr))
 390     return 0;
 391
 392   // Unless the interpreter was explicitly selected, try making a JIT.
 393   if (!ForceInterpreter && JITCtor)
 394     EE = JITCtor(MP, ErrorStr, OptLevel, GVsWithCode);
 395
 396   // If we can't make a JIT, make an interpreter instead.
 397   if (EE == 0 && InterpCtor)
 398     EE = InterpCtor(MP, ErrorStr, OptLevel, GVsWithCode);
 399
 400   return EE;
 401 }
 402
 403 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(Module *M) {
 404   return create(new ExistingModuleProvider(M));
 405 }
 406
 407 /// getPointerToGlobal - This returns the address of the specified global
 408 /// value.  This may involve code generation if it's a function.
 409 ///
 410 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV) {
 411   if (Function *F = const_cast<Function*>(dyn_cast<Function>(GV)))
 412     return getPointerToFunction(F);
 413
 414   MutexGuard locked(lock);
 415   void *p = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 416   if (p)
 417     return p;
 418
 419   // Global variable might have been added since interpreter started.
 420   if (GlobalVariable *GVar =
 421           const_cast<GlobalVariable *>(dyn_cast<GlobalVariable>(GV)))
 422     EmitGlobalVariable(GVar);
 423   else
 424     LLVM_UNREACHABLE("Global hasn't had an address allocated yet!");
 425   return state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 426 }
 427
 428 /// This function converts a Constant* into a GenericValue. The interesting
 429 /// part is if C is a ConstantExpr.
 430 /// @brief Get a GenericValue for a Constant*
 431 GenericValue ExecutionEngine::getConstantValue(const Constant *C) {
 432   // If its undefined, return the garbage.
 433   if (isa<UndefValue>(C))
 434     return GenericValue();
 435
 436   // If the value is a ConstantExpr
 437   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 438     Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
 439     switch (CE->getOpcode()) {
 440     case Instruction::GetElementPtr: {
 441       // Compute the index
 442       GenericValue Result = getConstantValue(Op0);
 443       SmallVector<Value*, 8> Indices(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
 444       uint64_t Offset =
 445         TD->getIndexedOffset(Op0->getType(), &Indices[0], Indices.size());
 446
 447       char* tmp = (char*) Result.PointerVal;
 448       Result = PTOGV(tmp + Offset);
 449       return Result;
 450     }
 451     case Instruction::Trunc: {
 452       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 453       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 454       GV.IntVal = GV.IntVal.trunc(BitWidth);
 455       return GV;
 456     }
 457     case Instruction::ZExt: {
 458       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 459       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 460       GV.IntVal = GV.IntVal.zext(BitWidth);
 461       return GV;
 462     }
 463     case Instruction::SExt: {
 464       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 465       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 466       GV.IntVal = GV.IntVal.sext(BitWidth);
 467       return GV;
 468     }
 469     case Instruction::FPTrunc: {
 470       // FIXME long double
 471       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 472       GV.FloatVal = float(GV.DoubleVal);
 473       return GV;
 474     }
 475     case Instruction::FPExt:{
 476       // FIXME long double
 477       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 478       GV.DoubleVal = double(GV.FloatVal);
 479       return GV;
 480     }
 481     case Instruction::UIToFP: {
 482       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 483       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 484         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.roundToDouble());
 485       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 486         GV.DoubleVal = GV.IntVal.roundToDouble();
 487       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 488         const uint64_t zero[] = {0, 0};
 489         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 490         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 491                                    false,
 492                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 493         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
 494       }
 495       return GV;
 496     }
 497     case Instruction::SIToFP: {
 498       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 499       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 500         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.signedRoundToDouble());
 501       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 502         GV.DoubleVal = GV.IntVal.signedRoundToDouble();
 503       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 504         const uint64_t zero[] = { 0, 0};
 505         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 506         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 507                                    true,
 508                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 509         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
 510       }
 511       return GV;
 512     }
 513     case Instruction::FPToUI: // double->APInt conversion handles sign
 514     case Instruction::FPToSI: {
 515       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 516       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 517       if (Op0->getType() == Type::FloatTy)
 518         GV.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(GV.FloatVal, BitWidth);
 519       else if (Op0->getType() == Type::DoubleTy)
 520         GV.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(GV.DoubleVal, BitWidth);
 521       else if (Op0->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 522         APFloat apf = APFloat(GV.IntVal);
 523         uint64_t v;
 524         bool ignored;
 525         (void)apf.convertToInteger(&v, BitWidth,
 526                                    CE->getOpcode()==Instruction::FPToSI,
 527                                    APFloat::rmTowardZero, &ignored);
 528         GV.IntVal = v; // endian?
 529       }
 530       return GV;
 531     }
 532     case Instruction::PtrToInt: {
 533       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 534       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 535       GV.IntVal = APInt(PtrWidth, uintptr_t(GV.PointerVal));
 536       return GV;
 537     }
 538     case Instruction::IntToPtr: {
 539       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 540       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 541       if (PtrWidth != GV.IntVal.getBitWidth())
 542         GV.IntVal = GV.IntVal.zextOrTrunc(PtrWidth);
 543       assert(GV.IntVal.getBitWidth() <= 64 && "Bad pointer width");
 544       GV.PointerVal = PointerTy(uintptr_t(GV.IntVal.getZExtValue()));
 545       return GV;
 546     }
 547     case Instruction::BitCast: {
 548       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 549       const Type* DestTy = CE->getType();
 550       switch (Op0->getType()->getTypeID()) {
 551         default: LLVM_UNREACHABLE("Invalid bitcast operand");
 552         case Type::IntegerTyID:
 553           assert(DestTy->isFloatingPoint() && "invalid bitcast");
 554           if (DestTy == Type::FloatTy)
 555             GV.FloatVal = GV.IntVal.bitsToFloat();
 556           else if (DestTy == Type::DoubleTy)
 557             GV.DoubleVal = GV.IntVal.bitsToDouble();
 558           break;
 559         case Type::FloatTyID:
 560           assert(DestTy == Type::Int32Ty && "Invalid bitcast");
 561           GV.IntVal.floatToBits(GV.FloatVal);
 562           break;
 563         case Type::DoubleTyID:
 564           assert(DestTy == Type::Int64Ty && "Invalid bitcast");
 565           GV.IntVal.doubleToBits(GV.DoubleVal);
 566           break;
 567         case Type::PointerTyID:
 568           assert(isa<PointerType>(DestTy) && "Invalid bitcast");
 569           break; // getConstantValue(Op0)  above already converted it
 570       }
 571       return GV;
 572     }
 573     case Instruction::Add:
 574     case Instruction::FAdd:
 575     case Instruction::Sub:
 576     case Instruction::FSub:
 577     case Instruction::Mul:
 578     case Instruction::FMul:
 579     case Instruction::UDiv:
 580     case Instruction::SDiv:
 581     case Instruction::URem:
 582     case Instruction::SRem:
 583     case Instruction::And:
 584     case Instruction::Or:
 585     case Instruction::Xor: {
 586       GenericValue LHS = getConstantValue(Op0);
 587       GenericValue RHS = getConstantValue(CE->getOperand(1));
 588       GenericValue GV;
 589       switch (CE->getOperand(0)->getType()->getTypeID()) {
 590       default: LLVM_UNREACHABLE("Bad add type!");
 591       case Type::IntegerTyID:
 592         switch (CE->getOpcode()) {
 593           default: LLVM_UNREACHABLE("Invalid integer opcode");
 594           case Instruction::Add: GV.IntVal = LHS.IntVal + RHS.IntVal; break;
 595           case Instruction::Sub: GV.IntVal = LHS.IntVal - RHS.IntVal; break;
 596           case Instruction::Mul: GV.IntVal = LHS.IntVal * RHS.IntVal; break;
 597           case Instruction::UDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.udiv(RHS.IntVal); break;
 598           case Instruction::SDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.sdiv(RHS.IntVal); break;
 599           case Instruction::URem:GV.IntVal = LHS.IntVal.urem(RHS.IntVal); break;
 600           case Instruction::SRem:GV.IntVal = LHS.IntVal.srem(RHS.IntVal); break;
 601           case Instruction::And: GV.IntVal = LHS.IntVal & RHS.IntVal; break;
 602           case Instruction::Or:  GV.IntVal = LHS.IntVal | RHS.IntVal; break;
 603           case Instruction::Xor: GV.IntVal = LHS.IntVal ^ RHS.IntVal; break;
 604         }
 605         break;
 606       case Type::FloatTyID:
 607         switch (CE->getOpcode()) {
 608           default: LLVM_UNREACHABLE("Invalid float opcode");
 609           case Instruction::FAdd:
 610             GV.FloatVal = LHS.FloatVal + RHS.FloatVal; break;
 611           case Instruction::FSub:
 612             GV.FloatVal = LHS.FloatVal - RHS.FloatVal; break;
 613           case Instruction::FMul:
 614             GV.FloatVal = LHS.FloatVal * RHS.FloatVal; break;
 615           case Instruction::FDiv:
 616             GV.FloatVal = LHS.FloatVal / RHS.FloatVal; break;
 617           case Instruction::FRem:
 618             GV.FloatVal = ::fmodf(LHS.FloatVal,RHS.FloatVal); break;
 619         }
 620         break;
 621       case Type::DoubleTyID:
 622         switch (CE->getOpcode()) {
 623           default: LLVM_UNREACHABLE("Invalid double opcode");
 624           case Instruction::FAdd:
 625             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal + RHS.DoubleVal; break;
 626           case Instruction::FSub:
 627             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal - RHS.DoubleVal; break;
 628           case Instruction::FMul:
 629             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal * RHS.DoubleVal; break;
 630           case Instruction::FDiv:
 631             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal / RHS.DoubleVal; break;
 632           case Instruction::FRem:
 633             GV.DoubleVal = ::fmod(LHS.DoubleVal,RHS.DoubleVal); break;
 634         }
 635         break;
 636       case Type::X86_FP80TyID:
 637       case Type::PPC_FP128TyID:
 638       case Type::FP128TyID: {
 639         APFloat apfLHS = APFloat(LHS.IntVal);
 640         switch (CE->getOpcode()) {
 641           default: LLVM_UNREACHABLE("Invalid long double opcode");llvm_unreachable();
 642           case Instruction::FAdd:
 643             apfLHS.add(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 644             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 645             break;
 646           case Instruction::FSub:
 647             apfLHS.subtract(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 648             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 649             break;
 650           case Instruction::FMul:
 651             apfLHS.multiply(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 652             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 653             break;
 654           case Instruction::FDiv:
 655             apfLHS.divide(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 656             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 657             break;
 658           case Instruction::FRem:
 659             apfLHS.mod(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 660             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 661             break;
 662           }
 663         }
 664         break;
 665       }
 666       return GV;
 667     }
 668     default:
 669       break;
 670     }
 671     std::string msg;
 672     raw_string_ostream Msg(msg);
 673     Msg << "ConstantExpr not handled: " << *CE;
 674     llvm_report_error(Msg.str());
 675   }
 676
 677   GenericValue Result;
 678   switch (C->getType()->getTypeID()) {
 679   case Type::FloatTyID:
 680     Result.FloatVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToFloat();
 681     break;
 682   case Type::DoubleTyID:
 683     Result.DoubleVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToDouble();
 684     break;
 685   case Type::X86_FP80TyID:
 686   case Type::FP128TyID:
 687   case Type::PPC_FP128TyID:
 688     Result.IntVal = cast <ConstantFP>(C)->getValueAPF().bitcastToAPInt();
 689     break;
 690   case Type::IntegerTyID:
 691     Result.IntVal = cast<ConstantInt>(C)->getValue();
 692     break;
 693   case Type::PointerTyID:
 694     if (isa<ConstantPointerNull>(C))
 695       Result.PointerVal = 0;
 696     else if (const Function *F = dyn_cast<Function>(C))
 697       Result = PTOGV(getPointerToFunctionOrStub(const_cast<Function*>(F)));
 698     else if (const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
 699       Result = PTOGV(getOrEmitGlobalVariable(const_cast<GlobalVariable*>(GV)));
 700     else
 701       LLVM_UNREACHABLE("Unknown constant pointer type!");
 702     break;
 703   default:
 704     std::string msg;
 705     raw_string_ostream Msg(msg);
 706     Msg << "ERROR: Constant unimplemented for type: " << *C->getType();
 707     llvm_report_error(Msg.str());
 708   }
 709   return Result;
 710 }
 711
 712 /// StoreIntToMemory - Fills the StoreBytes bytes of memory starting from Dst
 713 /// with the integer held in IntVal.
 714 static void StoreIntToMemory(const APInt &IntVal, uint8_t *Dst,
 715                              unsigned StoreBytes) {
 716   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= StoreBytes && "Integer too small!");
 717   uint8_t *Src = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 718
 719   if (sys::isLittleEndianHost())
 720     // Little-endian host - the source is ordered from LSB to MSB.  Order the
 721     // destination from LSB to MSB: Do a straight copy.
 722     memcpy(Dst, Src, StoreBytes);
 723   else {
 724     // Big-endian host - the source is an array of 64 bit words ordered from
 725     // LSW to MSW.  Each word is ordered from MSB to LSB.  Order the destination
 726     // from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in a word.
 727     while (StoreBytes > sizeof(uint64_t)) {
 728       StoreBytes -= sizeof(uint64_t);
 729       // May not be aligned so use memcpy.
 730       memcpy(Dst + StoreBytes, Src, sizeof(uint64_t));
 731       Src += sizeof(uint64_t);
 732     }
 733
 734     memcpy(Dst, Src + sizeof(uint64_t) - StoreBytes, StoreBytes);
 735   }
 736 }
 737
 738 /// StoreValueToMemory - Stores the data in Val of type Ty at address Ptr.  Ptr
 739 /// is the address of the memory at which to store Val, cast to GenericValue *.
 740 /// It is not a pointer to a GenericValue containing the address at which to
 741 /// store Val.
 742 void ExecutionEngine::StoreValueToMemory(const GenericValue &Val,
 743                                          GenericValue *Ptr, const Type *Ty) {
 744   const unsigned StoreBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 745
 746   switch (Ty->getTypeID()) {
 747   case Type::IntegerTyID:
 748     StoreIntToMemory(Val.IntVal, (uint8_t*)Ptr, StoreBytes);
 749     break;
 750   case Type::FloatTyID:
 751     *((float*)Ptr) = Val.FloatVal;
 752     break;
 753   case Type::DoubleTyID:
 754     *((double*)Ptr) = Val.DoubleVal;
 755     break;
 756   case Type::X86_FP80TyID:
 757     memcpy(Ptr, Val.IntVal.getRawData(), 10);
 758     break;
 759   case Type::PointerTyID:
 760     // Ensure 64 bit target pointers are fully initialized on 32 bit hosts.
 761     if (StoreBytes != sizeof(PointerTy))
 762       memset(Ptr, 0, StoreBytes);
 763
 764     *((PointerTy*)Ptr) = Val.PointerVal;
 765     break;
 766   default:
 767     cerr << "Cannot store value of type " << *Ty << "!\n";
 768   }
 769
 770   if (sys::isLittleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian())
 771     // Host and target are different endian - reverse the stored bytes.
 772     std::reverse((uint8_t*)Ptr, StoreBytes + (uint8_t*)Ptr);
 773 }
 774
 775 /// LoadIntFromMemory - Loads the integer stored in the LoadBytes bytes starting
 776 /// from Src into IntVal, which is assumed to be wide enough and to hold zero.
 777 static void LoadIntFromMemory(APInt &IntVal, uint8_t *Src, unsigned LoadBytes) {
 778   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= LoadBytes && "Integer too small!");
 779   uint8_t *Dst = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 780
 781   if (sys::isLittleEndianHost())
 782     // Little-endian host - the destination must be ordered from LSB to MSB.
 783     // The source is ordered from LSB to MSB: Do a straight copy.
 784     memcpy(Dst, Src, LoadBytes);
 785   else {
 786     // Big-endian - the destination is an array of 64 bit words ordered from
 787     // LSW to MSW.  Each word must be ordered from MSB to LSB.  The source is
 788     // ordered from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in
 789     // a word.
 790     while (LoadBytes > sizeof(uint64_t)) {
 791       LoadBytes -= sizeof(uint64_t);
 792       // May not be aligned so use memcpy.
 793       memcpy(Dst, Src + LoadBytes, sizeof(uint64_t));
 794       Dst += sizeof(uint64_t);
 795     }
 796
 797     memcpy(Dst + sizeof(uint64_t) - LoadBytes, Src, LoadBytes);
 798   }
 799 }
 800
 801 /// FIXME: document
 802 ///
 803 void ExecutionEngine::LoadValueFromMemory(GenericValue &Result,
 804                                           GenericValue *Ptr,
 805                                           const Type *Ty) {
 806   const unsigned LoadBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 807
 808   if (sys::isLittleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian()) {
 809     // Host and target are different endian - reverse copy the stored
 810     // bytes into a buffer, and load from that.
 811     uint8_t *Src = (uint8_t*)Ptr;
 812     uint8_t *Buf = (uint8_t*)alloca(LoadBytes);
 813     std::reverse_copy(Src, Src + LoadBytes, Buf);
 814     Ptr = (GenericValue*)Buf;
 815   }
 816
 817   switch (Ty->getTypeID()) {
 818   case Type::IntegerTyID:
 819     // An APInt with all words initially zero.
 820     Result.IntVal = APInt(cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(), 0);
 821     LoadIntFromMemory(Result.IntVal, (uint8_t*)Ptr, LoadBytes);
 822     break;
 823   case Type::FloatTyID:
 824     Result.FloatVal = *((float*)Ptr);
 825     break;
 826   case Type::DoubleTyID:
 827     Result.DoubleVal = *((double*)Ptr);
 828     break;
 829   case Type::PointerTyID:
 830     Result.PointerVal = *((PointerTy*)Ptr);
 831     break;
 832   case Type::X86_FP80TyID: {
 833     // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 834     // FIXME: Will not trap if loading a signaling NaN.
 835     uint64_t y[2];
 836     memcpy(y, Ptr, 10);
 837     Result.IntVal = APInt(80, 2, y);
 838     break;
 839   }
 840   default:
 841     std::string msg;
 842     raw_string_ostream Msg(msg);
 843     Msg << "Cannot load value of type " << *Ty << "!";
 844     llvm_report_error(Msg.str());
 845   }
 846 }
 847
 848 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 849 // specified memory location...
 850 //
 851 void ExecutionEngine::InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr) {
 852   DOUT << "JIT: Initializing " << Addr << " ";
 853   DEBUG(Init->dump());
 854   if (isa<UndefValue>(Init)) {
 855     return;
 856   } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Init)) {
 857     unsigned ElementSize =
 858       getTargetData()->getTypeAllocSize(CP->getType()->getElementType());
 859     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
 860       InitializeMemory(CP->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 861     return;
 862   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
 863     memset(Addr, 0, (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(Init->getType()));
 864     return;
 865   } else if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(Init)) {
 866     unsigned ElementSize =
 867       getTargetData()->getTypeAllocSize(CPA->getType()->getElementType());
 868     for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 869       InitializeMemory(CPA->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 870     return;
 871   } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(Init)) {
 872     const StructLayout *SL =
 873       getTargetData()->getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 874     for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 875       InitializeMemory(CPS->getOperand(i), (char*)Addr+SL->getElementOffset(i));
 876     return;
 877   } else if (Init->getType()->isFirstClassType()) {
 878     GenericValue Val = getConstantValue(Init);
 879     StoreValueToMemory(Val, (GenericValue*)Addr, Init->getType());
 880     return;
 881   }
 882
 883   cerr << "Bad Type: " << *Init->getType() << "\n";
 884   LLVM_UNREACHABLE("Unknown constant type to initialize memory with!");
 885 }
 886
 887 /// EmitGlobals - Emit all of the global variables to memory, storing their
 888 /// addresses into GlobalAddress.  This must make sure to copy the contents of
 889 /// their initializers into the memory.
 890 ///
 891 void ExecutionEngine::emitGlobals() {
 892
 893   // Loop over all of the global variables in the program, allocating the memory
 894   // to hold them.  If there is more than one module, do a prepass over globals
 895   // to figure out how the different modules should link together.
 896   //
 897   std::map<std::pair<std::string, const Type*>,
 898            const GlobalValue*> LinkedGlobalsMap;
 899
 900   if (Modules.size() != 1) {
 901     for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 902       Module &M = *Modules[m]->getModule();
 903       for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(),
 904            E = M.global_end(); I != E; ++I) {
 905         const GlobalValue *GV = I;
 906         if (GV->hasLocalLinkage() || GV->isDeclaration() ||
 907             GV->hasAppendingLinkage() || !GV->hasName())
 908           continue;// Ignore external globals and globals with internal linkage.
 909
 910         const GlobalValue *&GVEntry =
 911           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 912
 913         // If this is the first time we've seen this global, it is the canonical
 914         // version.
 915         if (!GVEntry) {
 916           GVEntry = GV;
 917           continue;
 918         }
 919
 920         // If the existing global is strong, never replace it.
 921         if (GVEntry->hasExternalLinkage() ||
 922             GVEntry->hasDLLImportLinkage() ||
 923             GVEntry->hasDLLExportLinkage())
 924           continue;
 925
 926         // Otherwise, we know it's linkonce/weak, replace it if this is a strong
 927         // symbol.  FIXME is this right for common?
 928         if (GV->hasExternalLinkage() || GVEntry->hasExternalWeakLinkage())
 929           GVEntry = GV;
 930       }
 931     }
 932   }
 933
 934   std::vector<const GlobalValue*> NonCanonicalGlobals;
 935   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 936     Module &M = *Modules[m]->getModule();
 937     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 938          I != E; ++I) {
 939       // In the multi-module case, see what this global maps to.
 940       if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 941         if (const GlobalValue *GVEntry =
 942               LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())]) {
 943           // If something else is the canonical global, ignore this one.
 944           if (GVEntry != &*I) {
 945             NonCanonicalGlobals.push_back(I);
 946             continue;
 947           }
 948         }
 949       }
 950
 951       if (!I->isDeclaration()) {
 952         addGlobalMapping(I, getMemoryForGV(I));
 953       } else {
 954         // External variable reference. Try to use the dynamic loader to
 955         // get a pointer to it.
 956         if (void *SymAddr =
 957             sys::DynamicLibrary::SearchForAddressOfSymbol(I->getName().c_str()))
 958           addGlobalMapping(I, SymAddr);
 959         else {
 960           llvm_report_error("Could not resolve external global address: "
 961                             +I->getName());
 962         }
 963       }
 964     }
 965
 966     // If there are multiple modules, map the non-canonical globals to their
 967     // canonical location.
 968     if (!NonCanonicalGlobals.empty()) {
 969       for (unsigned i = 0, e = NonCanonicalGlobals.size(); i != e; ++i) {
 970         const GlobalValue *GV = NonCanonicalGlobals[i];
 971         const GlobalValue *CGV =
 972           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 973         void *Ptr = getPointerToGlobalIfAvailable(CGV);
 974         assert(Ptr && "Canonical global wasn't codegen'd!");
 975         addGlobalMapping(GV, Ptr);
 976       }
 977     }
 978
 979     // Now that all of the globals are set up in memory, loop through them all
 980     // and initialize their contents.
 981     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 982          I != E; ++I) {
 983       if (!I->isDeclaration()) {
 984         if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 985           if (const GlobalValue *GVEntry =
 986                 LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())])
 987             if (GVEntry != &*I)  // Not the canonical variable.
 988               continue;
 989         }
 990         EmitGlobalVariable(I);
 991       }
 992     }
 993   }
 994 }
 995
 996 // EmitGlobalVariable - This method emits the specified global variable to the
 997 // address specified in GlobalAddresses, or allocates new memory if it's not
 998 // already in the map.
 999 void ExecutionEngine::EmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV) {
1000   void *GA = getPointerToGlobalIfAvailable(GV);
1001
1002   if (GA == 0) {
1003     // If it's not already specified, allocate memory for the global.
1004     GA = getMemoryForGV(GV);
1005     addGlobalMapping(GV, GA);
1006   }
1007
1008   // Don't initialize if it's thread local, let the client do it.
1009   if (!GV->isThreadLocal())
1010     InitializeMemory(GV->getInitializer(), GA);
1011
1012   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
1013   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(ElTy);
1014   NumInitBytes += (unsigned)GVSize;
1015   ++NumGlobals;
1016 }