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/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 ExecutionEngine::EERegisterFn ExecutionEngine::ExceptionTableRegister = 0;
  38
  39
  40 ExecutionEngine::ExecutionEngine(ModuleProvider *P) : LazyFunctionCreator(0) {
  41   LazyCompilationDisabled = false;
  42   Modules.push_back(P);
  43   assert(P && "ModuleProvider is null?");
  44 }
  45
  46 ExecutionEngine::~ExecutionEngine() {
  47   clearAllGlobalMappings();
  48   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i)
  49     delete Modules[i];
  50 }
  51
  52 /// removeModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules.
  53 /// Release module from ModuleProvider.
  54 Module* ExecutionEngine::removeModuleProvider(ModuleProvider *P,
  55                                               std::string *ErrInfo) {
  56   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
  57         E = Modules.end(); I != E; ++I) {
  58     ModuleProvider *MP = *I;
  59     if (MP == P) {
  60       Modules.erase(I);
  61       return MP->releaseModule(ErrInfo);
  62     }
  63   }
  64   return NULL;
  65 }
  66
  67 /// FindFunctionNamed - Search all of the active modules to find the one that
  68 /// defines FnName.  This is very slow operation and shouldn't be used for
  69 /// general code.
  70 Function *ExecutionEngine::FindFunctionNamed(const char *FnName) {
  71   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i) {
  72     if (Function *F = Modules[i]->getModule()->getFunction(FnName))
  73       return F;
  74   }
  75   return 0;
  76 }
  77
  78
  79 /// addGlobalMapping - Tell the execution engine that the specified global is
  80 /// at the specified location.  This is used internally as functions are JIT'd
  81 /// and as global variables are laid out in memory.  It can and should also be
  82 /// used by clients of the EE that want to have an LLVM global overlay
  83 /// existing data in memory.
  84 void ExecutionEngine::addGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
  85   MutexGuard locked(lock);
  86
  87   void *&CurVal = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
  88   assert((CurVal == 0 || Addr == 0) && "GlobalMapping already established!");
  89   CurVal = Addr;
  90
  91   // If we are using the reverse mapping, add it too
  92   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
  93     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
  94     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
  95     V = GV;
  96   }
  97 }
  98
  99 /// clearAllGlobalMappings - Clear all global mappings and start over again
 100 /// use in dynamic compilation scenarios when you want to move globals
 101 void ExecutionEngine::clearAllGlobalMappings() {
 102   MutexGuard locked(lock);
 103
 104   state.getGlobalAddressMap(locked).clear();
 105   state.getGlobalAddressReverseMap(locked).clear();
 106 }
 107
 108 /// updateGlobalMapping - Replace an existing mapping for GV with a new
 109 /// address.  This updates both maps as required.  If "Addr" is null, the
 110 /// entry for the global is removed from the mappings.
 111 void ExecutionEngine::updateGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
 112   MutexGuard locked(lock);
 113
 114   // Deleting from the mapping?
 115   if (Addr == 0) {
 116     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(GV);
 117     if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 118       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(Addr);
 119     return;
 120   }
 121
 122   void *&CurVal = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 123   if (CurVal && !state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 124     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(CurVal);
 125   CurVal = Addr;
 126
 127   // If we are using the reverse mapping, add it too
 128   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 129     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 130     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 131     V = GV;
 132   }
 133 }
 134
 135 /// getPointerToGlobalIfAvailable - This returns the address of the specified
 136 /// global value if it is has already been codegen'd, otherwise it returns null.
 137 ///
 138 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobalIfAvailable(const GlobalValue *GV) {
 139   MutexGuard locked(lock);
 140
 141   std::map<const GlobalValue*, void*>::iterator I =
 142   state.getGlobalAddressMap(locked).find(GV);
 143   return I != state.getGlobalAddressMap(locked).end() ? I->second : 0;
 144 }
 145
 146 /// getGlobalValueAtAddress - Return the LLVM global value object that starts
 147 /// at the specified address.
 148 ///
 149 const GlobalValue *ExecutionEngine::getGlobalValueAtAddress(void *Addr) {
 150   MutexGuard locked(lock);
 151
 152   // If we haven't computed the reverse mapping yet, do so first.
 153   if (state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 154     for (std::map<const GlobalValue*, void *>::iterator
 155          I = state.getGlobalAddressMap(locked).begin(),
 156          E = state.getGlobalAddressMap(locked).end(); I != E; ++I)
 157       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).insert(std::make_pair(I->second,
 158                                                                      I->first));
 159   }
 160
 161   std::map<void *, const GlobalValue*>::iterator I =
 162     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).find(Addr);
 163   return I != state.getGlobalAddressReverseMap(locked).end() ? I->second : 0;
 164 }
 165
 166 // CreateArgv - Turn a vector of strings into a nice argv style array of
 167 // pointers to null terminated strings.
 168 //
 169 static void *CreateArgv(ExecutionEngine *EE,
 170                         const std::vector<std::string> &InputArgv) {
 171   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 172   char *Result = new char[(InputArgv.size()+1)*PtrSize];
 173
 174   DOUT << "ARGV = " << (void*)Result << "\n";
 175   const Type *SBytePtr = PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty);
 176
 177   for (unsigned i = 0; i != InputArgv.size(); ++i) {
 178     unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
 179     char *Dest = new char[Size];
 180     DOUT << "ARGV[" << i << "] = " << (void*)Dest << "\n";
 181
 182     std::copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
 183     Dest[Size-1] = 0;
 184
 185     // Endian safe: Result[i] = (PointerTy)Dest;
 186     EE->StoreValueToMemory(PTOGV(Dest), (GenericValue*)(Result+i*PtrSize),
 187                            SBytePtr);
 188   }
 189
 190   // Null terminate it
 191   EE->StoreValueToMemory(PTOGV(0),
 192                          (GenericValue*)(Result+InputArgv.size()*PtrSize),
 193                          SBytePtr);
 194   return Result;
 195 }
 196
 197
 198 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 199 /// the static constructors or destructors for a program, depending on the
 200 /// value of isDtors.
 201 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors) {
 202   const char *Name = isDtors ? "llvm.global_dtors" : "llvm.global_ctors";
 203
 204   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 205   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 206     GlobalVariable *GV = Modules[m]->getModule()->getNamedGlobal(Name);
 207
 208     // If this global has internal linkage, or if it has a use, then it must be
 209     // an old-style (llvmgcc3) static ctor with __main linked in and in use.  If
 210     // this is the case, don't execute any of the global ctors, __main will do
 211     // it.
 212     if (!GV || GV->isDeclaration() || GV->hasInternalLinkage()) continue;
 213
 214     // Should be an array of '{ int, void ()* }' structs.  The first value is
 215     // the init priority, which we ignore.
 216     ConstantArray *InitList = dyn_cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
 217     if (!InitList) continue;
 218     for (unsigned i = 0, e = InitList->getNumOperands(); i != e; ++i)
 219       if (ConstantStruct *CS =
 220           dyn_cast<ConstantStruct>(InitList->getOperand(i))) {
 221         if (CS->getNumOperands() != 2) break; // Not array of 2-element structs.
 222
 223         Constant *FP = CS->getOperand(1);
 224         if (FP->isNullValue())
 225           break;  // Found a null terminator, exit.
 226
 227         if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(FP))
 228           if (CE->isCast())
 229             FP = CE->getOperand(0);
 230         if (Function *F = dyn_cast<Function>(FP)) {
 231           // Execute the ctor/dtor function!
 232           runFunction(F, std::vector<GenericValue>());
 233         }
 234       }
 235   }
 236 }
 237
 238 /// isTargetNullPtr - Return whether the target pointer stored at Loc is null.
 239 static bool isTargetNullPtr(ExecutionEngine *EE, void *Loc) {
 240   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 241   for (unsigned i = 0; i < PtrSize; ++i)
 242     if (*(i + (uint8_t*)Loc))
 243       return false;
 244   return true;
 245 }
 246
 247 /// runFunctionAsMain - This is a helper function which wraps runFunction to
 248 /// handle the common task of starting up main with the specified argc, argv,
 249 /// and envp parameters.
 250 int ExecutionEngine::runFunctionAsMain(Function *Fn,
 251                                        const std::vector<std::string> &argv,
 252                                        const char * const * envp) {
 253   std::vector<GenericValue> GVArgs;
 254   GenericValue GVArgc;
 255   GVArgc.IntVal = APInt(32, argv.size());
 256
 257   // Check main() type
 258   unsigned NumArgs = Fn->getFunctionType()->getNumParams();
 259   const FunctionType *FTy = Fn->getFunctionType();
 260   const Type* PPInt8Ty =
 261     PointerType::getUnqual(PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty));
 262   switch (NumArgs) {
 263   case 3:
 264    if (FTy->getParamType(2) != PPInt8Ty) {
 265      cerr << "Invalid type for third argument of main() supplied\n";
 266      abort();
 267    }
 268    // FALLS THROUGH
 269   case 2:
 270    if (FTy->getParamType(1) != PPInt8Ty) {
 271      cerr << "Invalid type for second argument of main() supplied\n";
 272      abort();
 273    }
 274    // FALLS THROUGH
 275   case 1:
 276    if (FTy->getParamType(0) != Type::Int32Ty) {
 277      cerr << "Invalid type for first argument of main() supplied\n";
 278      abort();
 279    }
 280    // FALLS THROUGH
 281   case 0:
 282    if (FTy->getReturnType() != Type::Int32Ty &&
 283        FTy->getReturnType() != Type::VoidTy) {
 284      cerr << "Invalid return type of main() supplied\n";
 285      abort();
 286    }
 287    break;
 288   default:
 289    cerr << "Invalid number of arguments of main() supplied\n";
 290    abort();
 291   }
 292
 293   if (NumArgs) {
 294     GVArgs.push_back(GVArgc); // Arg #0 = argc.
 295     if (NumArgs > 1) {
 296       GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, argv))); // Arg #1 = argv.
 297       assert(!isTargetNullPtr(this, GVTOP(GVArgs[1])) &&
 298              "argv[0] was null after CreateArgv");
 299       if (NumArgs > 2) {
 300         std::vector<std::string> EnvVars;
 301         for (unsigned i = 0; envp[i]; ++i)
 302           EnvVars.push_back(envp[i]);
 303         GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, EnvVars))); // Arg #2 = envp.
 304       }
 305     }
 306   }
 307   return runFunction(Fn, GVArgs).IntVal.getZExtValue();
 308 }
 309
 310 /// If possible, create a JIT, unless the caller specifically requests an
 311 /// Interpreter or there's an error. If even an Interpreter cannot be created,
 312 /// NULL is returned.
 313 ///
 314 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(ModuleProvider *MP,
 315                                          bool ForceInterpreter,
 316                                          std::string *ErrorStr) {
 317   ExecutionEngine *EE = 0;
 318
 319   // Unless the interpreter was explicitly selected, try making a JIT.
 320   if (!ForceInterpreter && JITCtor)
 321     EE = JITCtor(MP, ErrorStr);
 322
 323   // If we can't make a JIT, make an interpreter instead.
 324   if (EE == 0 && InterpCtor)
 325     EE = InterpCtor(MP, ErrorStr);
 326
 327   if (EE) {
 328     // Make sure we can resolve symbols in the program as well. The zero arg
 329     // to the function tells DynamicLibrary to load the program, not a library.
 330     if (sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently(0, ErrorStr)) {
 331       delete EE;
 332       return 0;
 333     }
 334   }
 335
 336   return EE;
 337 }
 338
 339 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(Module *M) {
 340   return create(new ExistingModuleProvider(M));
 341 }
 342
 343 /// getPointerToGlobal - This returns the address of the specified global
 344 /// value.  This may involve code generation if it's a function.
 345 ///
 346 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV) {
 347   if (Function *F = const_cast<Function*>(dyn_cast<Function>(GV)))
 348     return getPointerToFunction(F);
 349
 350   MutexGuard locked(lock);
 351   void *p = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 352   if (p)
 353     return p;
 354
 355   // Global variable might have been added since interpreter started.
 356   if (GlobalVariable *GVar =
 357           const_cast<GlobalVariable *>(dyn_cast<GlobalVariable>(GV)))
 358     EmitGlobalVariable(GVar);
 359   else
 360     assert(0 && "Global hasn't had an address allocated yet!");
 361   return state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 362 }
 363
 364 /// This function converts a Constant* into a GenericValue. The interesting
 365 /// part is if C is a ConstantExpr.
 366 /// @brief Get a GenericValue for a Constant*
 367 GenericValue ExecutionEngine::getConstantValue(const Constant *C) {
 368   // If its undefined, return the garbage.
 369   if (isa<UndefValue>(C))
 370     return GenericValue();
 371
 372   // If the value is a ConstantExpr
 373   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 374     Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
 375     switch (CE->getOpcode()) {
 376     case Instruction::GetElementPtr: {
 377       // Compute the index
 378       GenericValue Result = getConstantValue(Op0);
 379       SmallVector<Value*, 8> Indices(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
 380       uint64_t Offset =
 381         TD->getIndexedOffset(Op0->getType(), &Indices[0], Indices.size());
 382
 383       char* tmp = (char*) Result.PointerVal;
 384       Result = PTOGV(tmp + Offset);
 385       return Result;
 386     }
 387     case Instruction::Trunc: {
 388       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 389       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 390       GV.IntVal = GV.IntVal.trunc(BitWidth);
 391       return GV;
 392     }
 393     case Instruction::ZExt: {
 394       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 395       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 396       GV.IntVal = GV.IntVal.zext(BitWidth);
 397       return GV;
 398     }
 399     case Instruction::SExt: {
 400       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 401       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 402       GV.IntVal = GV.IntVal.sext(BitWidth);
 403       return GV;
 404     }
 405     case Instruction::FPTrunc: {
 406       // FIXME long double
 407       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 408       GV.FloatVal = float(GV.DoubleVal);
 409       return GV;
 410     }
 411     case Instruction::FPExt:{
 412       // FIXME long double
 413       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 414       GV.DoubleVal = double(GV.FloatVal);
 415       return GV;
 416     }
 417     case Instruction::UIToFP: {
 418       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 419       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 420         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.roundToDouble());
 421       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 422         GV.DoubleVal = GV.IntVal.roundToDouble();
 423       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 424         const uint64_t zero[] = {0, 0};
 425         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 426         (void)apf.convertFromZeroExtendedInteger(GV.IntVal.getRawData(),
 427                                GV.IntVal.getBitWidth(), false,
 428                                APFloat::rmNearestTiesToEven);
 429         GV.IntVal = apf.convertToAPInt();
 430       }
 431       return GV;
 432     }
 433     case Instruction::SIToFP: {
 434       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 435       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 436         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.signedRoundToDouble());
 437       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 438         GV.DoubleVal = GV.IntVal.signedRoundToDouble();
 439       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 440         const uint64_t zero[] = { 0, 0};
 441         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 442         (void)apf.convertFromZeroExtendedInteger(GV.IntVal.getRawData(),
 443                                GV.IntVal.getBitWidth(), true,
 444                                APFloat::rmNearestTiesToEven);
 445         GV.IntVal = apf.convertToAPInt();
 446       }
 447       return GV;
 448     }
 449     case Instruction::FPToUI: // double->APInt conversion handles sign
 450     case Instruction::FPToSI: {
 451       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 452       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 453       if (Op0->getType() == Type::FloatTy)
 454         GV.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(GV.FloatVal, BitWidth);
 455       else if (Op0->getType() == Type::DoubleTy)
 456         GV.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(GV.DoubleVal, BitWidth);
 457       else if (Op0->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 458         APFloat apf = APFloat(GV.IntVal);
 459         uint64_t v;
 460         (void)apf.convertToInteger(&v, BitWidth,
 461                                    CE->getOpcode()==Instruction::FPToSI,
 462                                    APFloat::rmTowardZero);
 463         GV.IntVal = v; // endian?
 464       }
 465       return GV;
 466     }
 467     case Instruction::PtrToInt: {
 468       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 469       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 470       GV.IntVal = APInt(PtrWidth, uintptr_t(GV.PointerVal));
 471       return GV;
 472     }
 473     case Instruction::IntToPtr: {
 474       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 475       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 476       if (PtrWidth != GV.IntVal.getBitWidth())
 477         GV.IntVal = GV.IntVal.zextOrTrunc(PtrWidth);
 478       assert(GV.IntVal.getBitWidth() <= 64 && "Bad pointer width");
 479       GV.PointerVal = PointerTy(uintptr_t(GV.IntVal.getZExtValue()));
 480       return GV;
 481     }
 482     case Instruction::BitCast: {
 483       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 484       const Type* DestTy = CE->getType();
 485       switch (Op0->getType()->getTypeID()) {
 486         default: assert(0 && "Invalid bitcast operand");
 487         case Type::IntegerTyID:
 488           assert(DestTy->isFloatingPoint() && "invalid bitcast");
 489           if (DestTy == Type::FloatTy)
 490             GV.FloatVal = GV.IntVal.bitsToFloat();
 491           else if (DestTy == Type::DoubleTy)
 492             GV.DoubleVal = GV.IntVal.bitsToDouble();
 493           break;
 494         case Type::FloatTyID:
 495           assert(DestTy == Type::Int32Ty && "Invalid bitcast");
 496           GV.IntVal.floatToBits(GV.FloatVal);
 497           break;
 498         case Type::DoubleTyID:
 499           assert(DestTy == Type::Int64Ty && "Invalid bitcast");
 500           GV.IntVal.doubleToBits(GV.DoubleVal);
 501           break;
 502         case Type::PointerTyID:
 503           assert(isa<PointerType>(DestTy) && "Invalid bitcast");
 504           break; // getConstantValue(Op0)  above already converted it
 505       }
 506       return GV;
 507     }
 508     case Instruction::Add:
 509     case Instruction::Sub:
 510     case Instruction::Mul:
 511     case Instruction::UDiv:
 512     case Instruction::SDiv:
 513     case Instruction::URem:
 514     case Instruction::SRem:
 515     case Instruction::And:
 516     case Instruction::Or:
 517     case Instruction::Xor: {
 518       GenericValue LHS = getConstantValue(Op0);
 519       GenericValue RHS = getConstantValue(CE->getOperand(1));
 520       GenericValue GV;
 521       switch (CE->getOperand(0)->getType()->getTypeID()) {
 522       default: assert(0 && "Bad add type!"); abort();
 523       case Type::IntegerTyID:
 524         switch (CE->getOpcode()) {
 525           default: assert(0 && "Invalid integer opcode");
 526           case Instruction::Add: GV.IntVal = LHS.IntVal + RHS.IntVal; break;
 527           case Instruction::Sub: GV.IntVal = LHS.IntVal - RHS.IntVal; break;
 528           case Instruction::Mul: GV.IntVal = LHS.IntVal * RHS.IntVal; break;
 529           case Instruction::UDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.udiv(RHS.IntVal); break;
 530           case Instruction::SDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.sdiv(RHS.IntVal); break;
 531           case Instruction::URem:GV.IntVal = LHS.IntVal.urem(RHS.IntVal); break;
 532           case Instruction::SRem:GV.IntVal = LHS.IntVal.srem(RHS.IntVal); break;
 533           case Instruction::And: GV.IntVal = LHS.IntVal & RHS.IntVal; break;
 534           case Instruction::Or:  GV.IntVal = LHS.IntVal | RHS.IntVal; break;
 535           case Instruction::Xor: GV.IntVal = LHS.IntVal ^ RHS.IntVal; break;
 536         }
 537         break;
 538       case Type::FloatTyID:
 539         switch (CE->getOpcode()) {
 540           default: assert(0 && "Invalid float opcode"); abort();
 541           case Instruction::Add:
 542             GV.FloatVal = LHS.FloatVal + RHS.FloatVal; break;
 543           case Instruction::Sub:
 544             GV.FloatVal = LHS.FloatVal - RHS.FloatVal; break;
 545           case Instruction::Mul:
 546             GV.FloatVal = LHS.FloatVal * RHS.FloatVal; break;
 547           case Instruction::FDiv:
 548             GV.FloatVal = LHS.FloatVal / RHS.FloatVal; break;
 549           case Instruction::FRem:
 550             GV.FloatVal = ::fmodf(LHS.FloatVal,RHS.FloatVal); break;
 551         }
 552         break;
 553       case Type::DoubleTyID:
 554         switch (CE->getOpcode()) {
 555           default: assert(0 && "Invalid double opcode"); abort();
 556           case Instruction::Add:
 557             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal + RHS.DoubleVal; break;
 558           case Instruction::Sub:
 559             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal - RHS.DoubleVal; break;
 560           case Instruction::Mul:
 561             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal * RHS.DoubleVal; break;
 562           case Instruction::FDiv:
 563             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal / RHS.DoubleVal; break;
 564           case Instruction::FRem:
 565             GV.DoubleVal = ::fmod(LHS.DoubleVal,RHS.DoubleVal); break;
 566         }
 567         break;
 568       case Type::X86_FP80TyID:
 569       case Type::PPC_FP128TyID:
 570       case Type::FP128TyID: {
 571         APFloat apfLHS = APFloat(LHS.IntVal);
 572         switch (CE->getOpcode()) {
 573           default: assert(0 && "Invalid long double opcode"); abort();
 574           case Instruction::Add:
 575             apfLHS.add(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 576             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 577             break;
 578           case Instruction::Sub:
 579             apfLHS.subtract(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 580             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 581             break;
 582           case Instruction::Mul:
 583             apfLHS.multiply(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 584             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 585             break;
 586           case Instruction::FDiv:
 587             apfLHS.divide(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 588             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 589             break;
 590           case Instruction::FRem:
 591             apfLHS.mod(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 592             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 593             break;
 594           }
 595         }
 596         break;
 597       }
 598       return GV;
 599     }
 600     default:
 601       break;
 602     }
 603     cerr << "ConstantExpr not handled: " << *CE << "\n";
 604     abort();
 605   }
 606
 607   GenericValue Result;
 608   switch (C->getType()->getTypeID()) {
 609   case Type::FloatTyID:
 610     Result.FloatVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToFloat();
 611     break;
 612   case Type::DoubleTyID:
 613     Result.DoubleVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToDouble();
 614     break;
 615   case Type::X86_FP80TyID:
 616   case Type::FP128TyID:
 617   case Type::PPC_FP128TyID:
 618     Result.IntVal = cast <ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToAPInt();
 619     break;
 620   case Type::IntegerTyID:
 621     Result.IntVal = cast<ConstantInt>(C)->getValue();
 622     break;
 623   case Type::PointerTyID:
 624     if (isa<ConstantPointerNull>(C))
 625       Result.PointerVal = 0;
 626     else if (const Function *F = dyn_cast<Function>(C))
 627       Result = PTOGV(getPointerToFunctionOrStub(const_cast<Function*>(F)));
 628     else if (const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
 629       Result = PTOGV(getOrEmitGlobalVariable(const_cast<GlobalVariable*>(GV)));
 630     else
 631       assert(0 && "Unknown constant pointer type!");
 632     break;
 633   default:
 634     cerr << "ERROR: Constant unimplemented for type: " << *C->getType() << "\n";
 635     abort();
 636   }
 637   return Result;
 638 }
 639
 640 /// StoreIntToMemory - Fills the StoreBytes bytes of memory starting from Dst
 641 /// with the integer held in IntVal.
 642 static void StoreIntToMemory(const APInt &IntVal, uint8_t *Dst,
 643                              unsigned StoreBytes) {
 644   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= StoreBytes && "Integer too small!");
 645   uint8_t *Src = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 646
 647   if (sys::littleEndianHost())
 648     // Little-endian host - the source is ordered from LSB to MSB.  Order the
 649     // destination from LSB to MSB: Do a straight copy.
 650     memcpy(Dst, Src, StoreBytes);
 651   else {
 652     // Big-endian host - the source is an array of 64 bit words ordered from
 653     // LSW to MSW.  Each word is ordered from MSB to LSB.  Order the destination
 654     // from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in a word.
 655     while (StoreBytes > sizeof(uint64_t)) {
 656       StoreBytes -= sizeof(uint64_t);
 657       // May not be aligned so use memcpy.
 658       memcpy(Dst + StoreBytes, Src, sizeof(uint64_t));
 659       Src += sizeof(uint64_t);
 660     }
 661
 662     memcpy(Dst, Src + sizeof(uint64_t) - StoreBytes, StoreBytes);
 663   }
 664 }
 665
 666 /// StoreValueToMemory - Stores the data in Val of type Ty at address Ptr.  Ptr
 667 /// is the address of the memory at which to store Val, cast to GenericValue *.
 668 /// It is not a pointer to a GenericValue containing the address at which to
 669 /// store Val.
 670 void ExecutionEngine::StoreValueToMemory(const GenericValue &Val, GenericValue *Ptr,
 671                                          const Type *Ty) {
 672   const unsigned StoreBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 673
 674   switch (Ty->getTypeID()) {
 675   case Type::IntegerTyID:
 676     StoreIntToMemory(Val.IntVal, (uint8_t*)Ptr, StoreBytes);
 677     break;
 678   case Type::FloatTyID:
 679     *((float*)Ptr) = Val.FloatVal;
 680     break;
 681   case Type::DoubleTyID:
 682     *((double*)Ptr) = Val.DoubleVal;
 683     break;
 684   case Type::X86_FP80TyID: {
 685       uint16_t *Dest = (uint16_t*)Ptr;
 686       const uint16_t *Src = (uint16_t*)Val.IntVal.getRawData();
 687       // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 688       Dest[0] = Src[4];
 689       Dest[1] = Src[0];
 690       Dest[2] = Src[1];
 691       Dest[3] = Src[2];
 692       Dest[4] = Src[3];
 693       break;
 694     }
 695   case Type::PointerTyID:
 696     // Ensure 64 bit target pointers are fully initialized on 32 bit hosts.
 697     if (StoreBytes != sizeof(PointerTy))
 698       memset(Ptr, 0, StoreBytes);
 699
 700     *((PointerTy*)Ptr) = Val.PointerVal;
 701     break;
 702   default:
 703     cerr << "Cannot store value of type " << *Ty << "!\n";
 704   }
 705
 706   if (sys::littleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian())
 707     // Host and target are different endian - reverse the stored bytes.
 708     std::reverse((uint8_t*)Ptr, StoreBytes + (uint8_t*)Ptr);
 709 }
 710
 711 /// LoadIntFromMemory - Loads the integer stored in the LoadBytes bytes starting
 712 /// from Src into IntVal, which is assumed to be wide enough and to hold zero.
 713 static void LoadIntFromMemory(APInt &IntVal, uint8_t *Src, unsigned LoadBytes) {
 714   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= LoadBytes && "Integer too small!");
 715   uint8_t *Dst = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 716
 717   if (sys::littleEndianHost())
 718     // Little-endian host - the destination must be ordered from LSB to MSB.
 719     // The source is ordered from LSB to MSB: Do a straight copy.
 720     memcpy(Dst, Src, LoadBytes);
 721   else {
 722     // Big-endian - the destination is an array of 64 bit words ordered from
 723     // LSW to MSW.  Each word must be ordered from MSB to LSB.  The source is
 724     // ordered from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in
 725     // a word.
 726     while (LoadBytes > sizeof(uint64_t)) {
 727       LoadBytes -= sizeof(uint64_t);
 728       // May not be aligned so use memcpy.
 729       memcpy(Dst, Src + LoadBytes, sizeof(uint64_t));
 730       Dst += sizeof(uint64_t);
 731     }
 732
 733     memcpy(Dst + sizeof(uint64_t) - LoadBytes, Src, LoadBytes);
 734   }
 735 }
 736
 737 /// FIXME: document
 738 ///
 739 void ExecutionEngine::LoadValueFromMemory(GenericValue &Result,
 740                                                   GenericValue *Ptr,
 741                                                   const Type *Ty) {
 742   const unsigned LoadBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 743
 744   if (sys::littleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian()) {
 745     // Host and target are different endian - reverse copy the stored
 746     // bytes into a buffer, and load from that.
 747     uint8_t *Src = (uint8_t*)Ptr;
 748     uint8_t *Buf = (uint8_t*)alloca(LoadBytes);
 749     std::reverse_copy(Src, Src + LoadBytes, Buf);
 750     Ptr = (GenericValue*)Buf;
 751   }
 752
 753   switch (Ty->getTypeID()) {
 754   case Type::IntegerTyID:
 755     // An APInt with all words initially zero.
 756     Result.IntVal = APInt(cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(), 0);
 757     LoadIntFromMemory(Result.IntVal, (uint8_t*)Ptr, LoadBytes);
 758     break;
 759   case Type::FloatTyID:
 760     Result.FloatVal = *((float*)Ptr);
 761     break;
 762   case Type::DoubleTyID:
 763     Result.DoubleVal = *((double*)Ptr);
 764     break;
 765   case Type::PointerTyID:
 766     Result.PointerVal = *((PointerTy*)Ptr);
 767     break;
 768   case Type::X86_FP80TyID: {
 769     // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 770     // FIXME: Will not trap if loading a signaling NaN.
 771     uint16_t *p = (uint16_t*)Ptr;
 772     union {
 773       uint16_t x[8];
 774       uint64_t y[2];
 775     };
 776     x[0] = p[1];
 777     x[1] = p[2];
 778     x[2] = p[3];
 779     x[3] = p[4];
 780     x[4] = p[0];
 781     Result.IntVal = APInt(80, 2, y);
 782     break;
 783   }
 784   default:
 785     cerr << "Cannot load value of type " << *Ty << "!\n";
 786     abort();
 787   }
 788 }
 789
 790 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 791 // specified memory location...
 792 //
 793 void ExecutionEngine::InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr) {
 794   if (isa<UndefValue>(Init)) {
 795     return;
 796   } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Init)) {
 797     unsigned ElementSize =
 798       getTargetData()->getABITypeSize(CP->getType()->getElementType());
 799     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
 800       InitializeMemory(CP->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 801     return;
 802   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
 803     memset(Addr, 0, (size_t)getTargetData()->getABITypeSize(Init->getType()));
 804     return;
 805   } else if (Init->getType()->isFirstClassType()) {
 806     GenericValue Val = getConstantValue(Init);
 807     StoreValueToMemory(Val, (GenericValue*)Addr, Init->getType());
 808     return;
 809   }
 810
 811   switch (Init->getType()->getTypeID()) {
 812   case Type::ArrayTyID: {
 813     const ConstantArray *CPA = cast<ConstantArray>(Init);
 814     unsigned ElementSize =
 815       getTargetData()->getABITypeSize(CPA->getType()->getElementType());
 816     for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 817       InitializeMemory(CPA->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 818     return;
 819   }
 820
 821   case Type::StructTyID: {
 822     const ConstantStruct *CPS = cast<ConstantStruct>(Init);
 823     const StructLayout *SL =
 824       getTargetData()->getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 825     for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 826       InitializeMemory(CPS->getOperand(i), (char*)Addr+SL->getElementOffset(i));
 827     return;
 828   }
 829
 830   default:
 831     cerr << "Bad Type: " << *Init->getType() << "\n";
 832     assert(0 && "Unknown constant type to initialize memory with!");
 833   }
 834 }
 835
 836 /// EmitGlobals - Emit all of the global variables to memory, storing their
 837 /// addresses into GlobalAddress.  This must make sure to copy the contents of
 838 /// their initializers into the memory.
 839 ///
 840 void ExecutionEngine::emitGlobals() {
 841   const TargetData *TD = getTargetData();
 842
 843   // Loop over all of the global variables in the program, allocating the memory
 844   // to hold them.  If there is more than one module, do a prepass over globals
 845   // to figure out how the different modules should link together.
 846   //
 847   std::map<std::pair<std::string, const Type*>,
 848            const GlobalValue*> LinkedGlobalsMap;
 849
 850   if (Modules.size() != 1) {
 851     for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 852       Module &M = *Modules[m]->getModule();
 853       for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(),
 854            E = M.global_end(); I != E; ++I) {
 855         const GlobalValue *GV = I;
 856         if (GV->hasInternalLinkage() || GV->isDeclaration() ||
 857             GV->hasAppendingLinkage() || !GV->hasName())
 858           continue;// Ignore external globals and globals with internal linkage.
 859
 860         const GlobalValue *&GVEntry =
 861           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 862
 863         // If this is the first time we've seen this global, it is the canonical
 864         // version.
 865         if (!GVEntry) {
 866           GVEntry = GV;
 867           continue;
 868         }
 869
 870         // If the existing global is strong, never replace it.
 871         if (GVEntry->hasExternalLinkage() ||
 872             GVEntry->hasDLLImportLinkage() ||
 873             GVEntry->hasDLLExportLinkage())
 874           continue;
 875
 876         // Otherwise, we know it's linkonce/weak, replace it if this is a strong
 877         // symbol.
 878         if (GV->hasExternalLinkage() || GVEntry->hasExternalWeakLinkage())
 879           GVEntry = GV;
 880       }
 881     }
 882   }
 883
 884   std::vector<const GlobalValue*> NonCanonicalGlobals;
 885   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 886     Module &M = *Modules[m]->getModule();
 887     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 888          I != E; ++I) {
 889       // In the multi-module case, see what this global maps to.
 890       if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 891         if (const GlobalValue *GVEntry =
 892               LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())]) {
 893           // If something else is the canonical global, ignore this one.
 894           if (GVEntry != &*I) {
 895             NonCanonicalGlobals.push_back(I);
 896             continue;
 897           }
 898         }
 899       }
 900
 901       if (!I->isDeclaration()) {
 902         // Get the type of the global.
 903         const Type *Ty = I->getType()->getElementType();
 904
 905         // Allocate some memory for it!
 906         unsigned Size = TD->getABITypeSize(Ty);
 907         addGlobalMapping(I, new char[Size]);
 908       } else {
 909         // External variable reference. Try to use the dynamic loader to
 910         // get a pointer to it.
 911         if (void *SymAddr =
 912             sys::DynamicLibrary::SearchForAddressOfSymbol(I->getName().c_str()))
 913           addGlobalMapping(I, SymAddr);
 914         else {
 915           cerr << "Could not resolve external global address: "
 916                << I->getName() << "\n";
 917           abort();
 918         }
 919       }
 920     }
 921
 922     // If there are multiple modules, map the non-canonical globals to their
 923     // canonical location.
 924     if (!NonCanonicalGlobals.empty()) {
 925       for (unsigned i = 0, e = NonCanonicalGlobals.size(); i != e; ++i) {
 926         const GlobalValue *GV = NonCanonicalGlobals[i];
 927         const GlobalValue *CGV =
 928           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 929         void *Ptr = getPointerToGlobalIfAvailable(CGV);
 930         assert(Ptr && "Canonical global wasn't codegen'd!");
 931         addGlobalMapping(GV, getPointerToGlobalIfAvailable(CGV));
 932       }
 933     }
 934
 935     // Now that all of the globals are set up in memory, loop through them all
 936     // and initialize their contents.
 937     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 938          I != E; ++I) {
 939       if (!I->isDeclaration()) {
 940         if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 941           if (const GlobalValue *GVEntry =
 942                 LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())])
 943             if (GVEntry != &*I)  // Not the canonical variable.
 944               continue;
 945         }
 946         EmitGlobalVariable(I);
 947       }
 948     }
 949   }
 950 }
 951
 952 // EmitGlobalVariable - This method emits the specified global variable to the
 953 // address specified in GlobalAddresses, or allocates new memory if it's not
 954 // already in the map.
 955 void ExecutionEngine::EmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV) {
 956   void *GA = getPointerToGlobalIfAvailable(GV);
 957   DOUT << "Global '" << GV->getName() << "' -> " << GA << "\n";
 958
 959   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
 960   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getABITypeSize(ElTy);
 961   if (GA == 0) {
 962     // If it's not already specified, allocate memory for the global.
 963     GA = new char[GVSize];
 964     addGlobalMapping(GV, GA);
 965   }
 966
 967   InitializeMemory(GV->getInitializer(), GA);
 968   NumInitBytes += (unsigned)GVSize;
 969   ++NumGlobals;
 970 }