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