lib/ExecutionEngine/ExecutionEngine.cpp

   1 //===-- ExecutionEngine.cpp - Common Implementation shared by EEs ---------===//
   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 common interface used by the various execution engine
  11 // subclasses.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "jit"
  16 #include "llvm/Constants.h"
  17 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  18 #include "llvm/Module.h"
  19 #include "llvm/ModuleProvider.h"
  20 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  21 #include "llvm/Config/alloca.h"
  22 #include "llvm/ExecutionEngine/ExecutionEngine.h"
  23 #include "llvm/ExecutionEngine/GenericValue.h"
  24 #include "llvm/Support/Debug.h"
  25 #include "llvm/Support/MutexGuard.h"
  26 #include "llvm/System/DynamicLibrary.h"
  27 #include "llvm/System/Host.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  29 #include <math.h>
  30 using namespace llvm;
  31
  32 STATISTIC(NumInitBytes, "Number of bytes of global vars initialized");
  33 STATISTIC(NumGlobals  , "Number of global vars initialized");
  34
  35 ExecutionEngine::EECtorFn ExecutionEngine::JITCtor = 0;
  36 ExecutionEngine::EECtorFn ExecutionEngine::InterpCtor = 0;
  37
  38 ExecutionEngine::ExecutionEngine(ModuleProvider *P) : LazyFunctionCreator(0) {
  39   LazyCompilationDisabled = false;
  40   Modules.push_back(P);
  41   assert(P && "ModuleProvider is null?");
  42 }
  43
  44 ExecutionEngine::~ExecutionEngine() {
  45   clearAllGlobalMappings();
  46   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i)
  47     delete Modules[i];
  48 }
  49
  50 /// removeModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules.
  51 /// Release module from ModuleProvider.
  52 Module* ExecutionEngine::removeModuleProvider(ModuleProvider *P,
  53                                               std::string *ErrInfo) {
  54   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
  55         E = Modules.end(); I != E; ++I) {
  56     ModuleProvider *MP = *I;
  57     if (MP == P) {
  58       Modules.erase(I);
  59       return MP->releaseModule(ErrInfo);
  60     }
  61   }
  62   return NULL;
  63 }
  64
  65 /// FindFunctionNamed - Search all of the active modules to find the one that
  66 /// defines FnName.  This is very slow operation and shouldn't be used for
  67 /// general code.
  68 Function *ExecutionEngine::FindFunctionNamed(const char *FnName) {
  69   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i) {
  70     if (Function *F = Modules[i]->getModule()->getFunction(FnName))
  71       return F;
  72   }
  73   return 0;
  74 }
  75
  76
  77 /// addGlobalMapping - Tell the execution engine that the specified global is
  78 /// at the specified location.  This is used internally as functions are JIT'd
  79 /// and as global variables are laid out in memory.  It can and should also be
  80 /// used by clients of the EE that want to have an LLVM global overlay
  81 /// existing data in memory.
  82 void ExecutionEngine::addGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
  83   MutexGuard locked(lock);
  84
  85   void *&CurVal = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
  86   assert((CurVal == 0 || Addr == 0) && "GlobalMapping already established!");
  87   CurVal = Addr;
  88
  89   // If we are using the reverse mapping, add it too
  90   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
  91     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
  92     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
  93     V = GV;
  94   }
  95 }
  96
  97 /// clearAllGlobalMappings - Clear all global mappings and start over again
  98 /// use in dynamic compilation scenarios when you want to move globals
  99 void ExecutionEngine::clearAllGlobalMappings() {
 100   MutexGuard locked(lock);
 101
 102   state.getGlobalAddressMap(locked).clear();
 103   state.getGlobalAddressReverseMap(locked).clear();
 104 }
 105
 106 /// updateGlobalMapping - Replace an existing mapping for GV with a new
 107 /// address.  This updates both maps as required.  If "Addr" is null, the
 108 /// entry for the global is removed from the mappings.
 109 void ExecutionEngine::updateGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
 110   MutexGuard locked(lock);
 111
 112   // Deleting from the mapping?
 113   if (Addr == 0) {
 114     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(GV);
 115     if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 116       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(Addr);
 117     return;
 118   }
 119
 120   void *&CurVal = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 121   if (CurVal && !state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 122     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(CurVal);
 123   CurVal = Addr;
 124
 125   // If we are using the reverse mapping, add it too
 126   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 127     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 128     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 129     V = GV;
 130   }
 131 }
 132
 133 /// getPointerToGlobalIfAvailable - This returns the address of the specified
 134 /// global value if it is has already been codegen'd, otherwise it returns null.
 135 ///
 136 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobalIfAvailable(const GlobalValue *GV) {
 137   MutexGuard locked(lock);
 138
 139   std::map<const GlobalValue*, void*>::iterator I =
 140   state.getGlobalAddressMap(locked).find(GV);
 141   return I != state.getGlobalAddressMap(locked).end() ? I->second : 0;
 142 }
 143
 144 /// getGlobalValueAtAddress - Return the LLVM global value object that starts
 145 /// at the specified address.
 146 ///
 147 const GlobalValue *ExecutionEngine::getGlobalValueAtAddress(void *Addr) {
 148   MutexGuard locked(lock);
 149
 150   // If we haven't computed the reverse mapping yet, do so first.
 151   if (state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 152     for (std::map<const GlobalValue*, void *>::iterator
 153          I = state.getGlobalAddressMap(locked).begin(),
 154          E = state.getGlobalAddressMap(locked).end(); I != E; ++I)
 155       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).insert(std::make_pair(I->second,
 156                                                                      I->first));
 157   }
 158
 159   std::map<void *, const GlobalValue*>::iterator I =
 160     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).find(Addr);
 161   return I != state.getGlobalAddressReverseMap(locked).end() ? I->second : 0;
 162 }
 163
 164 // CreateArgv - Turn a vector of strings into a nice argv style array of
 165 // pointers to null terminated strings.
 166 //
 167 static void *CreateArgv(ExecutionEngine *EE,
 168                         const std::vector<std::string> &InputArgv) {
 169   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 170   char *Result = new char[(InputArgv.size()+1)*PtrSize];
 171
 172   DOUT << "ARGV = " << (void*)Result << "\n";
 173   const Type *SBytePtr = PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty);
 174
 175   for (unsigned i = 0; i != InputArgv.size(); ++i) {
 176     unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
 177     char *Dest = new char[Size];
 178     DOUT << "ARGV[" << i << "] = " << (void*)Dest << "\n";
 179
 180     std::copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
 181     Dest[Size-1] = 0;
 182
 183     // Endian safe: Result[i] = (PointerTy)Dest;
 184     EE->StoreValueToMemory(PTOGV(Dest), (GenericValue*)(Result+i*PtrSize),
 185                            SBytePtr);
 186   }
 187
 188   // Null terminate it
 189   EE->StoreValueToMemory(PTOGV(0),
 190                          (GenericValue*)(Result+InputArgv.size()*PtrSize),
 191                          SBytePtr);
 192   return Result;
 193 }
 194
 195
 196 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 197 /// the static constructors or destructors for a program, depending on the
 198 /// value of isDtors.
 199 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors) {
 200   const char *Name = isDtors ? "llvm.global_dtors" : "llvm.global_ctors";
 201
 202   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 203   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 204     GlobalVariable *GV = Modules[m]->getModule()->getNamedGlobal(Name);
 205
 206     // If this global has internal linkage, or if it has a use, then it must be
 207     // an old-style (llvmgcc3) static ctor with __main linked in and in use.  If
 208     // this is the case, don't execute any of the global ctors, __main will do
 209     // it.
 210     if (!GV || GV->isDeclaration() || GV->hasInternalLinkage()) continue;
 211
 212     // Should be an array of '{ int, void ()* }' structs.  The first value is
 213     // the init priority, which we ignore.
 214     ConstantArray *InitList = dyn_cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
 215     if (!InitList) continue;
 216     for (unsigned i = 0, e = InitList->getNumOperands(); i != e; ++i)
 217       if (ConstantStruct *CS =
 218           dyn_cast<ConstantStruct>(InitList->getOperand(i))) {
 219         if (CS->getNumOperands() != 2) break; // Not array of 2-element structs.
 220
 221         Constant *FP = CS->getOperand(1);
 222         if (FP->isNullValue())
 223           break;  // Found a null terminator, exit.
 224
 225         if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(FP))
 226           if (CE->isCast())
 227             FP = CE->getOperand(0);
 228         if (Function *F = dyn_cast<Function>(FP)) {
 229           // Execute the ctor/dtor function!
 230           runFunction(F, std::vector<GenericValue>());
 231         }
 232       }
 233   }
 234 }
 235
 236 /// isTargetNullPtr - Return whether the target pointer stored at Loc is null.
 237 static bool isTargetNullPtr(ExecutionEngine *EE, void *Loc) {
 238   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 239   for (unsigned i = 0; i < PtrSize; ++i)
 240     if (*(i + (uint8_t*)Loc))
 241       return false;
 242   return true;
 243 }
 244
 245 /// runFunctionAsMain - This is a helper function which wraps runFunction to
 246 /// handle the common task of starting up main with the specified argc, argv,
 247 /// and envp parameters.
 248 int ExecutionEngine::runFunctionAsMain(Function *Fn,
 249                                        const std::vector<std::string> &argv,
 250                                        const char * const * envp) {
 251   std::vector<GenericValue> GVArgs;
 252   GenericValue GVArgc;
 253   GVArgc.IntVal = APInt(32, argv.size());
 254
 255   // Check main() type
 256   unsigned NumArgs = Fn->getFunctionType()->getNumParams();
 257   const FunctionType *FTy = Fn->getFunctionType();
 258   const Type* PPInt8Ty =
 259     PointerType::getUnqual(PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty));
 260   switch (NumArgs) {
 261   case 3:
 262    if (FTy->getParamType(2) != PPInt8Ty) {
 263      cerr << "Invalid type for third argument of main() supplied\n";
 264      abort();
 265    }
 266    // FALLS THROUGH
 267   case 2:
 268    if (FTy->getParamType(1) != PPInt8Ty) {
 269      cerr << "Invalid type for second argument of main() supplied\n";
 270      abort();
 271    }
 272    // FALLS THROUGH
 273   case 1:
 274    if (FTy->getParamType(0) != Type::Int32Ty) {
 275      cerr << "Invalid type for first argument of main() supplied\n";
 276      abort();
 277    }
 278    // FALLS THROUGH
 279   case 0:
 280    if (FTy->getReturnType() != Type::Int32Ty &&
 281        FTy->getReturnType() != Type::VoidTy) {
 282      cerr << "Invalid return type of main() supplied\n";
 283      abort();
 284    }
 285    break;
 286   default:
 287    cerr << "Invalid number of arguments of main() supplied\n";
 288    abort();
 289   }
 290
 291   if (NumArgs) {
 292     GVArgs.push_back(GVArgc); // Arg #0 = argc.
 293     if (NumArgs > 1) {
 294       GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, argv))); // Arg #1 = argv.
 295       assert(!isTargetNullPtr(this, GVTOP(GVArgs[1])) &&
 296              "argv[0] was null after CreateArgv");
 297       if (NumArgs > 2) {
 298         std::vector<std::string> EnvVars;
 299         for (unsigned i = 0; envp[i]; ++i)
 300           EnvVars.push_back(envp[i]);
 301         GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, EnvVars))); // Arg #2 = envp.
 302       }
 303     }
 304   }
 305   return runFunction(Fn, GVArgs).IntVal.getZExtValue();
 306 }
 307
 308 /// If possible, create a JIT, unless the caller specifically requests an
 309 /// Interpreter or there's an error. If even an Interpreter cannot be created,
 310 /// NULL is returned.
 311 ///
 312 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(ModuleProvider *MP,
 313                                          bool ForceInterpreter,
 314                                          std::string *ErrorStr) {
 315   ExecutionEngine *EE = 0;
 316
 317   // Unless the interpreter was explicitly selected, try making a JIT.
 318   if (!ForceInterpreter && JITCtor)
 319     EE = JITCtor(MP, ErrorStr);
 320
 321   // If we can't make a JIT, make an interpreter instead.
 322   if (EE == 0 && InterpCtor)
 323     EE = InterpCtor(MP, ErrorStr);
 324
 325   if (EE) {
 326     // Make sure we can resolve symbols in the program as well. The zero arg
 327     // to the function tells DynamicLibrary to load the program, not a library.
 328     if (sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently(0, ErrorStr)) {
 329       delete EE;
 330       return 0;
 331     }
 332   }
 333
 334   return EE;
 335 }
 336
 337 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(Module *M) {
 338   return create(new ExistingModuleProvider(M));
 339 }
 340
 341 /// getPointerToGlobal - This returns the address of the specified global
 342 /// value.  This may involve code generation if it's a function.
 343 ///
 344 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV) {
 345   if (Function *F = const_cast<Function*>(dyn_cast<Function>(GV)))
 346     return getPointerToFunction(F);
 347
 348   MutexGuard locked(lock);
 349   void *p = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 350   if (p)
 351     return p;
 352
 353   // Global variable might have been added since interpreter started.
 354   if (GlobalVariable *GVar =
 355           const_cast<GlobalVariable *>(dyn_cast<GlobalVariable>(GV)))
 356     EmitGlobalVariable(GVar);
 357   else
 358     assert(0 && "Global hasn't had an address allocated yet!");
 359   return state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 360 }
 361
 362 /// This function converts a Constant* into a GenericValue. The interesting
 363 /// part is if C is a ConstantExpr.
 364 /// @brief Get a GenericValue for a Constant*
 365 GenericValue ExecutionEngine::getConstantValue(const Constant *C) {
 366   // If its undefined, return the garbage.
 367   if (isa<UndefValue>(C))
 368     return GenericValue();
 369
 370   // If the value is a ConstantExpr
 371   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 372     Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
 373     switch (CE->getOpcode()) {
 374     case Instruction::GetElementPtr: {
 375       // Compute the index
 376       GenericValue Result = getConstantValue(Op0);
 377       SmallVector<Value*, 8> Indices(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
 378       uint64_t Offset =
 379         TD->getIndexedOffset(Op0->getType(), &Indices[0], Indices.size());
 380
 381       char* tmp = (char*) Result.PointerVal;
 382       Result = PTOGV(tmp + Offset);
 383       return Result;
 384     }
 385     case Instruction::Trunc: {
 386       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 387       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 388       GV.IntVal = GV.IntVal.trunc(BitWidth);
 389       return GV;
 390     }
 391     case Instruction::ZExt: {
 392       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 393       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 394       GV.IntVal = GV.IntVal.zext(BitWidth);
 395       return GV;
 396     }
 397     case Instruction::SExt: {
 398       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 399       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 400       GV.IntVal = GV.IntVal.sext(BitWidth);
 401       return GV;
 402     }
 403     case Instruction::FPTrunc: {
 404       // FIXME long double
 405       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 406       GV.FloatVal = float(GV.DoubleVal);
 407       return GV;
 408     }
 409     case Instruction::FPExt:{
 410       // FIXME long double
 411       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 412       GV.DoubleVal = double(GV.FloatVal);
 413       return GV;
 414     }
 415     case Instruction::UIToFP: {
 416       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 417       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 418         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.roundToDouble());
 419       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 420         GV.DoubleVal = GV.IntVal.roundToDouble();
 421       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 422         const uint64_t zero[] = {0, 0};
 423         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 424         (void)apf.convertFromZeroExtendedInteger(GV.IntVal.getRawData(),
 425                                GV.IntVal.getBitWidth(), false,
 426                                APFloat::rmNearestTiesToEven);
 427         GV.IntVal = apf.convertToAPInt();
 428       }
 429       return GV;
 430     }
 431     case Instruction::SIToFP: {
 432       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 433       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 434         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.signedRoundToDouble());
 435       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 436         GV.DoubleVal = GV.IntVal.signedRoundToDouble();
 437       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 438         const uint64_t zero[] = { 0, 0};
 439         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 440         (void)apf.convertFromZeroExtendedInteger(GV.IntVal.getRawData(),
 441                                GV.IntVal.getBitWidth(), true,
 442                                APFloat::rmNearestTiesToEven);
 443         GV.IntVal = apf.convertToAPInt();
 444       }
 445       return GV;
 446     }
 447     case Instruction::FPToUI: // double->APInt conversion handles sign
 448     case Instruction::FPToSI: {
 449       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 450       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 451       if (Op0->getType() == Type::FloatTy)
 452         GV.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(GV.FloatVal, BitWidth);
 453       else if (Op0->getType() == Type::DoubleTy)
 454         GV.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(GV.DoubleVal, BitWidth);
 455       else if (Op0->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 456         APFloat apf = APFloat(GV.IntVal);
 457         uint64_t v;
 458         (void)apf.convertToInteger(&v, BitWidth,
 459                                    CE->getOpcode()==Instruction::FPToSI,
 460                                    APFloat::rmTowardZero);
 461         GV.IntVal = v; // endian?
 462       }
 463       return GV;
 464     }
 465     case Instruction::PtrToInt: {
 466       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 467       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 468       GV.IntVal = APInt(PtrWidth, uintptr_t(GV.PointerVal));
 469       return GV;
 470     }
 471     case Instruction::IntToPtr: {
 472       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 473       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 474       if (PtrWidth != GV.IntVal.getBitWidth())
 475         GV.IntVal = GV.IntVal.zextOrTrunc(PtrWidth);
 476       assert(GV.IntVal.getBitWidth() <= 64 && "Bad pointer width");
 477       GV.PointerVal = PointerTy(uintptr_t(GV.IntVal.getZExtValue()));
 478       return GV;
 479     }
 480     case Instruction::BitCast: {
 481       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 482       const Type* DestTy = CE->getType();
 483       switch (Op0->getType()->getTypeID()) {
 484         default: assert(0 && "Invalid bitcast operand");
 485         case Type::IntegerTyID:
 486           assert(DestTy->isFloatingPoint() && "invalid bitcast");
 487           if (DestTy == Type::FloatTy)
 488             GV.FloatVal = GV.IntVal.bitsToFloat();
 489           else if (DestTy == Type::DoubleTy)
 490             GV.DoubleVal = GV.IntVal.bitsToDouble();
 491           break;
 492         case Type::FloatTyID:
 493           assert(DestTy == Type::Int32Ty && "Invalid bitcast");
 494           GV.IntVal.floatToBits(GV.FloatVal);
 495           break;
 496         case Type::DoubleTyID:
 497           assert(DestTy == Type::Int64Ty && "Invalid bitcast");
 498           GV.IntVal.doubleToBits(GV.DoubleVal);
 499           break;
 500         case Type::PointerTyID:
 501           assert(isa<PointerType>(DestTy) && "Invalid bitcast");
 502           break; // getConstantValue(Op0)  above already converted it
 503       }
 504       return GV;
 505     }
 506     case Instruction::Add:
 507     case Instruction::Sub:
 508     case Instruction::Mul:
 509     case Instruction::UDiv:
 510     case Instruction::SDiv:
 511     case Instruction::URem:
 512     case Instruction::SRem:
 513     case Instruction::And:
 514     case Instruction::Or:
 515     case Instruction::Xor: {
 516       GenericValue LHS = getConstantValue(Op0);
 517       GenericValue RHS = getConstantValue(CE->getOperand(1));
 518       GenericValue GV;
 519       switch (CE->getOperand(0)->getType()->getTypeID()) {
 520       default: assert(0 && "Bad add type!"); abort();
 521       case Type::IntegerTyID:
 522         switch (CE->getOpcode()) {
 523           default: assert(0 && "Invalid integer opcode");
 524           case Instruction::Add: GV.IntVal = LHS.IntVal + RHS.IntVal; break;
 525           case Instruction::Sub: GV.IntVal = LHS.IntVal - RHS.IntVal; break;
 526           case Instruction::Mul: GV.IntVal = LHS.IntVal * RHS.IntVal; break;
 527           case Instruction::UDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.udiv(RHS.IntVal); break;
 528           case Instruction::SDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.sdiv(RHS.IntVal); break;
 529           case Instruction::URem:GV.IntVal = LHS.IntVal.urem(RHS.IntVal); break;
 530           case Instruction::SRem:GV.IntVal = LHS.IntVal.srem(RHS.IntVal); break;
 531           case Instruction::And: GV.IntVal = LHS.IntVal & RHS.IntVal; break;
 532           case Instruction::Or:  GV.IntVal = LHS.IntVal | RHS.IntVal; break;
 533           case Instruction::Xor: GV.IntVal = LHS.IntVal ^ RHS.IntVal; break;
 534         }
 535         break;
 536       case Type::FloatTyID:
 537         switch (CE->getOpcode()) {
 538           default: assert(0 && "Invalid float opcode"); abort();
 539           case Instruction::Add:
 540             GV.FloatVal = LHS.FloatVal + RHS.FloatVal; break;
 541           case Instruction::Sub:
 542             GV.FloatVal = LHS.FloatVal - RHS.FloatVal; break;
 543           case Instruction::Mul:
 544             GV.FloatVal = LHS.FloatVal * RHS.FloatVal; break;
 545           case Instruction::FDiv:
 546             GV.FloatVal = LHS.FloatVal / RHS.FloatVal; break;
 547           case Instruction::FRem:
 548             GV.FloatVal = ::fmodf(LHS.FloatVal,RHS.FloatVal); break;
 549         }
 550         break;
 551       case Type::DoubleTyID:
 552         switch (CE->getOpcode()) {
 553           default: assert(0 && "Invalid double opcode"); abort();
 554           case Instruction::Add:
 555             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal + RHS.DoubleVal; break;
 556           case Instruction::Sub:
 557             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal - RHS.DoubleVal; break;
 558           case Instruction::Mul:
 559             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal * RHS.DoubleVal; break;
 560           case Instruction::FDiv:
 561             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal / RHS.DoubleVal; break;
 562           case Instruction::FRem:
 563             GV.DoubleVal = ::fmod(LHS.DoubleVal,RHS.DoubleVal); break;
 564         }
 565         break;
 566       case Type::X86_FP80TyID:
 567       case Type::PPC_FP128TyID:
 568       case Type::FP128TyID: {
 569         APFloat apfLHS = APFloat(LHS.IntVal);
 570         switch (CE->getOpcode()) {
 571           default: assert(0 && "Invalid long double opcode"); abort();
 572           case Instruction::Add:
 573             apfLHS.add(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 574             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 575             break;
 576           case Instruction::Sub:
 577             apfLHS.subtract(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 578             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 579             break;
 580           case Instruction::Mul:
 581             apfLHS.multiply(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 582             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 583             break;
 584           case Instruction::FDiv:
 585             apfLHS.divide(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 586             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 587             break;
 588           case Instruction::FRem:
 589             apfLHS.mod(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 590             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 591             break;
 592           }
 593         }
 594         break;
 595       }
 596       return GV;
 597     }
 598     default:
 599       break;
 600     }
 601     cerr << "ConstantExpr not handled: " << *CE << "\n";
 602     abort();
 603   }
 604
 605   GenericValue Result;
 606   switch (C->getType()->getTypeID()) {
 607   case Type::FloatTyID:
 608     Result.FloatVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToFloat();
 609     break;
 610   case Type::DoubleTyID:
 611     Result.DoubleVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToDouble();
 612     break;
 613   case Type::X86_FP80TyID:
 614   case Type::FP128TyID:
 615   case Type::PPC_FP128TyID:
 616     Result.IntVal = cast <ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToAPInt();
 617     break;
 618   case Type::IntegerTyID:
 619     Result.IntVal = cast<ConstantInt>(C)->getValue();
 620     break;
 621   case Type::PointerTyID:
 622     if (isa<ConstantPointerNull>(C))
 623       Result.PointerVal = 0;
 624     else if (const Function *F = dyn_cast<Function>(C))
 625       Result = PTOGV(getPointerToFunctionOrStub(const_cast<Function*>(F)));
 626     else if (const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
 627       Result = PTOGV(getOrEmitGlobalVariable(const_cast<GlobalVariable*>(GV)));
 628     else
 629       assert(0 && "Unknown constant pointer type!");
 630     break;
 631   default:
 632     cerr << "ERROR: Constant unimplemented for type: " << *C->getType() << "\n";
 633     abort();
 634   }
 635   return Result;
 636 }
 637
 638 /// StoreIntToMemory - Fills the StoreBytes bytes of memory starting from Dst
 639 /// with the integer held in IntVal.
 640 static void StoreIntToMemory(const APInt &IntVal, uint8_t *Dst,
 641                              unsigned StoreBytes) {
 642   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= StoreBytes && "Integer too small!");
 643   uint8_t *Src = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 644
 645   if (sys::littleEndianHost())
 646     // Little-endian host - the source is ordered from LSB to MSB.  Order the
 647     // destination from LSB to MSB: Do a straight copy.
 648     memcpy(Dst, Src, StoreBytes);
 649   else {
 650     // Big-endian host - the source is an array of 64 bit words ordered from
 651     // LSW to MSW.  Each word is ordered from MSB to LSB.  Order the destination
 652     // from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in a word.
 653     while (StoreBytes > sizeof(uint64_t)) {
 654       StoreBytes -= sizeof(uint64_t);
 655       // May not be aligned so use memcpy.
 656       memcpy(Dst + StoreBytes, Src, sizeof(uint64_t));
 657       Src += sizeof(uint64_t);
 658     }
 659
 660     memcpy(Dst, Src + sizeof(uint64_t) - StoreBytes, StoreBytes);
 661   }
 662 }
 663
 664 /// StoreValueToMemory - Stores the data in Val of type Ty at address Ptr.  Ptr
 665 /// is the address of the memory at which to store Val, cast to GenericValue *.
 666 /// It is not a pointer to a GenericValue containing the address at which to
 667 /// store Val.
 668 void ExecutionEngine::StoreValueToMemory(const GenericValue &Val, GenericValue *Ptr,
 669                                          const Type *Ty) {
 670   const unsigned StoreBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 671
 672   switch (Ty->getTypeID()) {
 673   case Type::IntegerTyID:
 674     StoreIntToMemory(Val.IntVal, (uint8_t*)Ptr, StoreBytes);
 675     break;
 676   case Type::FloatTyID:
 677     *((float*)Ptr) = Val.FloatVal;
 678     break;
 679   case Type::DoubleTyID:
 680     *((double*)Ptr) = Val.DoubleVal;
 681     break;
 682   case Type::X86_FP80TyID: {
 683       uint16_t *Dest = (uint16_t*)Ptr;
 684       const uint16_t *Src = (uint16_t*)Val.IntVal.getRawData();
 685       // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 686       Dest[0] = Src[4];
 687       Dest[1] = Src[0];
 688       Dest[2] = Src[1];
 689       Dest[3] = Src[2];
 690       Dest[4] = Src[3];
 691       break;
 692     }
 693   case Type::PointerTyID:
 694     // Ensure 64 bit target pointers are fully initialized on 32 bit hosts.
 695     if (StoreBytes != sizeof(PointerTy))
 696       memset(Ptr, 0, StoreBytes);
 697
 698     *((PointerTy*)Ptr) = Val.PointerVal;
 699     break;
 700   default:
 701     cerr << "Cannot store value of type " << *Ty << "!\n";
 702   }
 703
 704   if (sys::littleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian())
 705     // Host and target are different endian - reverse the stored bytes.
 706     std::reverse((uint8_t*)Ptr, StoreBytes + (uint8_t*)Ptr);
 707 }
 708
 709 /// LoadIntFromMemory - Loads the integer stored in the LoadBytes bytes starting
 710 /// from Src into IntVal, which is assumed to be wide enough and to hold zero.
 711 static void LoadIntFromMemory(APInt &IntVal, uint8_t *Src, unsigned LoadBytes) {
 712   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= LoadBytes && "Integer too small!");
 713   uint8_t *Dst = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 714
 715   if (sys::littleEndianHost())
 716     // Little-endian host - the destination must be ordered from LSB to MSB.
 717     // The source is ordered from LSB to MSB: Do a straight copy.
 718     memcpy(Dst, Src, LoadBytes);
 719   else {
 720     // Big-endian - the destination is an array of 64 bit words ordered from
 721     // LSW to MSW.  Each word must be ordered from MSB to LSB.  The source is
 722     // ordered from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in
 723     // a word.
 724     while (LoadBytes > sizeof(uint64_t)) {
 725       LoadBytes -= sizeof(uint64_t);
 726       // May not be aligned so use memcpy.
 727       memcpy(Dst, Src + LoadBytes, sizeof(uint64_t));
 728       Dst += sizeof(uint64_t);
 729     }
 730
 731     memcpy(Dst + sizeof(uint64_t) - LoadBytes, Src, LoadBytes);
 732   }
 733 }
 734
 735 /// FIXME: document
 736 ///
 737 void ExecutionEngine::LoadValueFromMemory(GenericValue &Result,
 738                                                   GenericValue *Ptr,
 739                                                   const Type *Ty) {
 740   const unsigned LoadBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 741
 742   if (sys::littleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian()) {
 743     // Host and target are different endian - reverse copy the stored
 744     // bytes into a buffer, and load from that.
 745     uint8_t *Src = (uint8_t*)Ptr;
 746     uint8_t *Buf = (uint8_t*)alloca(LoadBytes);
 747     std::reverse_copy(Src, Src + LoadBytes, Buf);
 748     Ptr = (GenericValue*)Buf;
 749   }
 750
 751   switch (Ty->getTypeID()) {
 752   case Type::IntegerTyID:
 753     // An APInt with all words initially zero.
 754     Result.IntVal = APInt(cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(), 0);
 755     LoadIntFromMemory(Result.IntVal, (uint8_t*)Ptr, LoadBytes);
 756     break;
 757   case Type::FloatTyID:
 758     Result.FloatVal = *((float*)Ptr);
 759     break;
 760   case Type::DoubleTyID:
 761     Result.DoubleVal = *((double*)Ptr);
 762     break;
 763   case Type::PointerTyID:
 764     Result.PointerVal = *((PointerTy*)Ptr);
 765     break;
 766   case Type::X86_FP80TyID: {
 767     // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 768     // FIXME: Will not trap if loading a signaling NaN.
 769     uint16_t *p = (uint16_t*)Ptr;
 770     union {
 771       uint16_t x[8];
 772       uint64_t y[2];
 773     };
 774     x[0] = p[1];
 775     x[1] = p[2];
 776     x[2] = p[3];
 777     x[3] = p[4];
 778     x[4] = p[0];
 779     Result.IntVal = APInt(80, 2, y);
 780     break;
 781   }
 782   default:
 783     cerr << "Cannot load value of type " << *Ty << "!\n";
 784     abort();
 785   }
 786 }
 787
 788 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 789 // specified memory location...
 790 //
 791 void ExecutionEngine::InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr) {
 792   if (isa<UndefValue>(Init)) {
 793     return;
 794   } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Init)) {
 795     unsigned ElementSize =
 796       getTargetData()->getABITypeSize(CP->getType()->getElementType());
 797     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
 798       InitializeMemory(CP->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 799     return;
 800   } else if (Init->getType()->isFirstClassType()) {
 801     GenericValue Val = getConstantValue(Init);
 802     StoreValueToMemory(Val, (GenericValue*)Addr, Init->getType());
 803     return;
 804   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
 805     memset(Addr, 0, (size_t)getTargetData()->getABITypeSize(Init->getType()));
 806     return;
 807   }
 808
 809   switch (Init->getType()->getTypeID()) {
 810   case Type::ArrayTyID: {
 811     const ConstantArray *CPA = cast<ConstantArray>(Init);
 812     unsigned ElementSize =
 813       getTargetData()->getABITypeSize(CPA->getType()->getElementType());
 814     for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 815       InitializeMemory(CPA->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 816     return;
 817   }
 818
 819   case Type::StructTyID: {
 820     const ConstantStruct *CPS = cast<ConstantStruct>(Init);
 821     const StructLayout *SL =
 822       getTargetData()->getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 823     for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 824       InitializeMemory(CPS->getOperand(i), (char*)Addr+SL->getElementOffset(i));
 825     return;
 826   }
 827
 828   default:
 829     cerr << "Bad Type: " << *Init->getType() << "\n";
 830     assert(0 && "Unknown constant type to initialize memory with!");
 831   }
 832 }
 833
 834 /// EmitGlobals - Emit all of the global variables to memory, storing their
 835 /// addresses into GlobalAddress.  This must make sure to copy the contents of
 836 /// their initializers into the memory.
 837 ///
 838 void ExecutionEngine::emitGlobals() {
 839   const TargetData *TD = getTargetData();
 840
 841   // Loop over all of the global variables in the program, allocating the memory
 842   // to hold them.  If there is more than one module, do a prepass over globals
 843   // to figure out how the different modules should link together.
 844   //
 845   std::map<std::pair<std::string, const Type*>,
 846            const GlobalValue*> LinkedGlobalsMap;
 847
 848   if (Modules.size() != 1) {
 849     for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 850       Module &M = *Modules[m]->getModule();
 851       for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(),
 852            E = M.global_end(); I != E; ++I) {
 853         const GlobalValue *GV = I;
 854         if (GV->hasInternalLinkage() || GV->isDeclaration() ||
 855             GV->hasAppendingLinkage() || !GV->hasName())
 856           continue;// Ignore external globals and globals with internal linkage.
 857
 858         const GlobalValue *&GVEntry =
 859           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 860
 861         // If this is the first time we've seen this global, it is the canonical
 862         // version.
 863         if (!GVEntry) {
 864           GVEntry = GV;
 865           continue;
 866         }
 867
 868         // If the existing global is strong, never replace it.
 869         if (GVEntry->hasExternalLinkage() ||
 870             GVEntry->hasDLLImportLinkage() ||
 871             GVEntry->hasDLLExportLinkage())
 872           continue;
 873
 874         // Otherwise, we know it's linkonce/weak, replace it if this is a strong
 875         // symbol.
 876         if (GV->hasExternalLinkage() || GVEntry->hasExternalWeakLinkage())
 877           GVEntry = GV;
 878       }
 879     }
 880   }
 881
 882   std::vector<const GlobalValue*> NonCanonicalGlobals;
 883   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 884     Module &M = *Modules[m]->getModule();
 885     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 886          I != E; ++I) {
 887       // In the multi-module case, see what this global maps to.
 888       if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 889         if (const GlobalValue *GVEntry =
 890               LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())]) {
 891           // If something else is the canonical global, ignore this one.
 892           if (GVEntry != &*I) {
 893             NonCanonicalGlobals.push_back(I);
 894             continue;
 895           }
 896         }
 897       }
 898
 899       if (!I->isDeclaration()) {
 900         // Get the type of the global.
 901         const Type *Ty = I->getType()->getElementType();
 902
 903         // Allocate some memory for it!
 904         unsigned Size = TD->getABITypeSize(Ty);
 905         addGlobalMapping(I, new char[Size]);
 906       } else {
 907         // External variable reference. Try to use the dynamic loader to
 908         // get a pointer to it.
 909         if (void *SymAddr =
 910             sys::DynamicLibrary::SearchForAddressOfSymbol(I->getName().c_str()))
 911           addGlobalMapping(I, SymAddr);
 912         else {
 913           cerr << "Could not resolve external global address: "
 914                << I->getName() << "\n";
 915           abort();
 916         }
 917       }
 918     }
 919
 920     // If there are multiple modules, map the non-canonical globals to their
 921     // canonical location.
 922     if (!NonCanonicalGlobals.empty()) {
 923       for (unsigned i = 0, e = NonCanonicalGlobals.size(); i != e; ++i) {
 924         const GlobalValue *GV = NonCanonicalGlobals[i];
 925         const GlobalValue *CGV =
 926           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 927         void *Ptr = getPointerToGlobalIfAvailable(CGV);
 928         assert(Ptr && "Canonical global wasn't codegen'd!");
 929         addGlobalMapping(GV, getPointerToGlobalIfAvailable(CGV));
 930       }
 931     }
 932
 933     // Now that all of the globals are set up in memory, loop through them all
 934     // and initialize their contents.
 935     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 936          I != E; ++I) {
 937       if (!I->isDeclaration()) {
 938         if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 939           if (const GlobalValue *GVEntry =
 940                 LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())])
 941             if (GVEntry != &*I)  // Not the canonical variable.
 942               continue;
 943         }
 944         EmitGlobalVariable(I);
 945       }
 946     }
 947   }
 948 }
 949
 950 // EmitGlobalVariable - This method emits the specified global variable to the
 951 // address specified in GlobalAddresses, or allocates new memory if it's not
 952 // already in the map.
 953 void ExecutionEngine::EmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV) {
 954   void *GA = getPointerToGlobalIfAvailable(GV);
 955   DOUT << "Global '" << GV->getName() << "' -> " << GA << "\n";
 956
 957   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
 958   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getABITypeSize(ElTy);
 959   if (GA == 0) {
 960     // If it's not already specified, allocate memory for the global.
 961     GA = new char[GVSize];
 962     addGlobalMapping(GV, GA);
 963   }
 964
 965   InitializeMemory(GV->getInitializer(), GA);
 966   NumInitBytes += (unsigned)GVSize;
 967   ++NumGlobals;
 968 }