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 <cmath>
  30 #include <cstring>
  31 using namespace llvm;
  32
  33 STATISTIC(NumInitBytes, "Number of bytes of global vars initialized");
  34 STATISTIC(NumGlobals  , "Number of global vars initialized");
  35
  36 ExecutionEngine::EECtorFn ExecutionEngine::JITCtor = 0;
  37 ExecutionEngine::EECtorFn ExecutionEngine::InterpCtor = 0;
  38 ExecutionEngine::EERegisterFn ExecutionEngine::ExceptionTableRegister = 0;
  39
  40
  41 ExecutionEngine::ExecutionEngine(ModuleProvider *P) : LazyFunctionCreator(0) {
  42   LazyCompilationDisabled = false;
  43   GVCompilationDisabled   = false;
  44   SymbolSearchingDisabled = false;
  45   Modules.push_back(P);
  46   assert(P && "ModuleProvider is null?");
  47 }
  48
  49 ExecutionEngine::~ExecutionEngine() {
  50   clearAllGlobalMappings();
  51   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i)
  52     delete Modules[i];
  53 }
  54
  55 char* ExecutionEngine::getMemoryForGV(const GlobalVariable* GV) {
  56   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
  57   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getTypePaddedSize(ElTy);
  58   return new char[GVSize];
  59 }
  60
  61 /// removeModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules.
  62 /// Release module from ModuleProvider.
  63 Module* ExecutionEngine::removeModuleProvider(ModuleProvider *P,
  64                                               std::string *ErrInfo) {
  65   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
  66         E = Modules.end(); I != E; ++I) {
  67     ModuleProvider *MP = *I;
  68     if (MP == P) {
  69       Modules.erase(I);
  70       clearGlobalMappingsFromModule(MP->getModule());
  71       return MP->releaseModule(ErrInfo);
  72     }
  73   }
  74   return NULL;
  75 }
  76
  77 /// FindFunctionNamed - Search all of the active modules to find the one that
  78 /// defines FnName.  This is very slow operation and shouldn't be used for
  79 /// general code.
  80 Function *ExecutionEngine::FindFunctionNamed(const char *FnName) {
  81   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i) {
  82     if (Function *F = Modules[i]->getModule()->getFunction(FnName))
  83       return F;
  84   }
  85   return 0;
  86 }
  87
  88
  89 /// addGlobalMapping - Tell the execution engine that the specified global is
  90 /// at the specified location.  This is used internally as functions are JIT'd
  91 /// and as global variables are laid out in memory.  It can and should also be
  92 /// used by clients of the EE that want to have an LLVM global overlay
  93 /// existing data in memory.
  94 void ExecutionEngine::addGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
  95   MutexGuard locked(lock);
  96
  97   DOUT << "JIT: Map \'" << GV->getNameStart() << "\' to [" << Addr << "]\n";
  98   void *&CurVal = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
  99   assert((CurVal == 0 || Addr == 0) && "GlobalMapping already established!");
 100   CurVal = Addr;
 101
 102   // If we are using the reverse mapping, add it too
 103   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 104     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 105     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 106     V = GV;
 107   }
 108 }
 109
 110 /// clearAllGlobalMappings - Clear all global mappings and start over again
 111 /// use in dynamic compilation scenarios when you want to move globals
 112 void ExecutionEngine::clearAllGlobalMappings() {
 113   MutexGuard locked(lock);
 114
 115   state.getGlobalAddressMap(locked).clear();
 116   state.getGlobalAddressReverseMap(locked).clear();
 117 }
 118
 119 /// clearGlobalMappingsFromModule - Clear all global mappings that came from a
 120 /// particular module, because it has been removed from the JIT.
 121 void ExecutionEngine::clearGlobalMappingsFromModule(Module *M) {
 122   MutexGuard locked(lock);
 123
 124   for (Module::iterator FI = M->begin(), FE = M->end(); FI != FE; ++FI) {
 125     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(FI);
 126     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(FI);
 127   }
 128   for (Module::global_iterator GI = M->global_begin(), GE = M->global_end();
 129        GI != GE; ++GI) {
 130     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(GI);
 131     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(GI);
 132   }
 133 }
 134
 135 /// updateGlobalMapping - Replace an existing mapping for GV with a new
 136 /// address.  This updates both maps as required.  If "Addr" is null, the
 137 /// entry for the global is removed from the mappings.
 138 void *ExecutionEngine::updateGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
 139   MutexGuard locked(lock);
 140
 141   std::map<const GlobalValue*, void *> &Map = state.getGlobalAddressMap(locked);
 142
 143   // Deleting from the mapping?
 144   if (Addr == 0) {
 145     std::map<const GlobalValue*, void *>::iterator I = Map.find(GV);
 146     void *OldVal;
 147     if (I == Map.end())
 148       OldVal = 0;
 149     else {
 150       OldVal = I->second;
 151       Map.erase(I);
 152     }
 153
 154     if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 155       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(Addr);
 156     return OldVal;
 157   }
 158
 159   void *&CurVal = Map[GV];
 160   void *OldVal = CurVal;
 161
 162   if (CurVal && !state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 163     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(CurVal);
 164   CurVal = Addr;
 165
 166   // If we are using the reverse mapping, add it too
 167   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 168     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 169     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 170     V = GV;
 171   }
 172   return OldVal;
 173 }
 174
 175 /// getPointerToGlobalIfAvailable - This returns the address of the specified
 176 /// global value if it is has already been codegen'd, otherwise it returns null.
 177 ///
 178 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobalIfAvailable(const GlobalValue *GV) {
 179   MutexGuard locked(lock);
 180
 181   std::map<const GlobalValue*, void*>::iterator I =
 182   state.getGlobalAddressMap(locked).find(GV);
 183   return I != state.getGlobalAddressMap(locked).end() ? I->second : 0;
 184 }
 185
 186 /// getGlobalValueAtAddress - Return the LLVM global value object that starts
 187 /// at the specified address.
 188 ///
 189 const GlobalValue *ExecutionEngine::getGlobalValueAtAddress(void *Addr) {
 190   MutexGuard locked(lock);
 191
 192   // If we haven't computed the reverse mapping yet, do so first.
 193   if (state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 194     for (std::map<const GlobalValue*, void *>::iterator
 195          I = state.getGlobalAddressMap(locked).begin(),
 196          E = state.getGlobalAddressMap(locked).end(); I != E; ++I)
 197       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).insert(std::make_pair(I->second,
 198                                                                      I->first));
 199   }
 200
 201   std::map<void *, const GlobalValue*>::iterator I =
 202     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).find(Addr);
 203   return I != state.getGlobalAddressReverseMap(locked).end() ? I->second : 0;
 204 }
 205
 206 // CreateArgv - Turn a vector of strings into a nice argv style array of
 207 // pointers to null terminated strings.
 208 //
 209 static void *CreateArgv(ExecutionEngine *EE,
 210                         const std::vector<std::string> &InputArgv) {
 211   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 212   char *Result = new char[(InputArgv.size()+1)*PtrSize];
 213
 214   DOUT << "JIT: ARGV = " << (void*)Result << "\n";
 215   const Type *SBytePtr = PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty);
 216
 217   for (unsigned i = 0; i != InputArgv.size(); ++i) {
 218     unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
 219     char *Dest = new char[Size];
 220     DOUT << "JIT: ARGV[" << i << "] = " << (void*)Dest << "\n";
 221
 222     std::copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
 223     Dest[Size-1] = 0;
 224
 225     // Endian safe: Result[i] = (PointerTy)Dest;
 226     EE->StoreValueToMemory(PTOGV(Dest), (GenericValue*)(Result+i*PtrSize),
 227                            SBytePtr);
 228   }
 229
 230   // Null terminate it
 231   EE->StoreValueToMemory(PTOGV(0),
 232                          (GenericValue*)(Result+InputArgv.size()*PtrSize),
 233                          SBytePtr);
 234   return Result;
 235 }
 236
 237
 238 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 239 /// the static constructors or destructors for a module, depending on the
 240 /// value of isDtors.
 241 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(Module *module, bool isDtors) {
 242   const char *Name = isDtors ? "llvm.global_dtors" : "llvm.global_ctors";
 243
 244   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 245
 246  GlobalVariable *GV = module->getNamedGlobal(Name);
 247
 248  // If this global has internal linkage, or if it has a use, then it must be
 249  // an old-style (llvmgcc3) static ctor with __main linked in and in use.  If
 250  // this is the case, don't execute any of the global ctors, __main will do
 251  // it.
 252  if (!GV || GV->isDeclaration() || GV->hasInternalLinkage()) return;
 253
 254  // Should be an array of '{ int, void ()* }' structs.  The first value is
 255  // the init priority, which we ignore.
 256  ConstantArray *InitList = dyn_cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
 257  if (!InitList) return;
 258  for (unsigned i = 0, e = InitList->getNumOperands(); i != e; ++i)
 259    if (ConstantStruct *CS =
 260        dyn_cast<ConstantStruct>(InitList->getOperand(i))) {
 261      if (CS->getNumOperands() != 2) return; // Not array of 2-element structs.
 262
 263      Constant *FP = CS->getOperand(1);
 264      if (FP->isNullValue())
 265        break;  // Found a null terminator, exit.
 266
 267      if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(FP))
 268        if (CE->isCast())
 269          FP = CE->getOperand(0);
 270      if (Function *F = dyn_cast<Function>(FP)) {
 271        // Execute the ctor/dtor function!
 272        runFunction(F, std::vector<GenericValue>());
 273      }
 274    }
 275 }
 276
 277 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 278 /// the static constructors or destructors for a program, depending on the
 279 /// value of isDtors.
 280 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors) {
 281   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 282   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m)
 283     runStaticConstructorsDestructors(Modules[m]->getModule(), isDtors);
 284 }
 285
 286 #ifndef NDEBUG
 287 /// isTargetNullPtr - Return whether the target pointer stored at Loc is null.
 288 static bool isTargetNullPtr(ExecutionEngine *EE, void *Loc) {
 289   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 290   for (unsigned i = 0; i < PtrSize; ++i)
 291     if (*(i + (uint8_t*)Loc))
 292       return false;
 293   return true;
 294 }
 295 #endif
 296
 297 /// runFunctionAsMain - This is a helper function which wraps runFunction to
 298 /// handle the common task of starting up main with the specified argc, argv,
 299 /// and envp parameters.
 300 int ExecutionEngine::runFunctionAsMain(Function *Fn,
 301                                        const std::vector<std::string> &argv,
 302                                        const char * const * envp) {
 303   std::vector<GenericValue> GVArgs;
 304   GenericValue GVArgc;
 305   GVArgc.IntVal = APInt(32, argv.size());
 306
 307   // Check main() type
 308   unsigned NumArgs = Fn->getFunctionType()->getNumParams();
 309   const FunctionType *FTy = Fn->getFunctionType();
 310   const Type* PPInt8Ty =
 311     PointerType::getUnqual(PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty));
 312   switch (NumArgs) {
 313   case 3:
 314    if (FTy->getParamType(2) != PPInt8Ty) {
 315      cerr << "Invalid type for third argument of main() supplied\n";
 316      abort();
 317    }
 318    // FALLS THROUGH
 319   case 2:
 320    if (FTy->getParamType(1) != PPInt8Ty) {
 321      cerr << "Invalid type for second argument of main() supplied\n";
 322      abort();
 323    }
 324    // FALLS THROUGH
 325   case 1:
 326    if (FTy->getParamType(0) != Type::Int32Ty) {
 327      cerr << "Invalid type for first argument of main() supplied\n";
 328      abort();
 329    }
 330    // FALLS THROUGH
 331   case 0:
 332    if (FTy->getReturnType() != Type::Int32Ty &&
 333        FTy->getReturnType() != Type::VoidTy) {
 334      cerr << "Invalid return type of main() supplied\n";
 335      abort();
 336    }
 337    break;
 338   default:
 339    cerr << "Invalid number of arguments of main() supplied\n";
 340    abort();
 341   }
 342
 343   if (NumArgs) {
 344     GVArgs.push_back(GVArgc); // Arg #0 = argc.
 345     if (NumArgs > 1) {
 346       GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, argv))); // Arg #1 = argv.
 347       assert(!isTargetNullPtr(this, GVTOP(GVArgs[1])) &&
 348              "argv[0] was null after CreateArgv");
 349       if (NumArgs > 2) {
 350         std::vector<std::string> EnvVars;
 351         for (unsigned i = 0; envp[i]; ++i)
 352           EnvVars.push_back(envp[i]);
 353         GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, EnvVars))); // Arg #2 = envp.
 354       }
 355     }
 356   }
 357   return runFunction(Fn, GVArgs).IntVal.getZExtValue();
 358 }
 359
 360 /// If possible, create a JIT, unless the caller specifically requests an
 361 /// Interpreter or there's an error. If even an Interpreter cannot be created,
 362 /// NULL is returned.
 363 ///
 364 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(ModuleProvider *MP,
 365                                          bool ForceInterpreter,
 366                                          std::string *ErrorStr,
 367                                          bool Fast) {
 368   ExecutionEngine *EE = 0;
 369
 370   // Make sure we can resolve symbols in the program as well. The zero arg
 371   // to the function tells DynamicLibrary to load the program, not a library.
 372   if (sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently(0, ErrorStr))
 373     return 0;
 374
 375   // Unless the interpreter was explicitly selected, try making a JIT.
 376   if (!ForceInterpreter && JITCtor)
 377     EE = JITCtor(MP, ErrorStr, Fast);
 378
 379   // If we can't make a JIT, make an interpreter instead.
 380   if (EE == 0 && InterpCtor)
 381     EE = InterpCtor(MP, ErrorStr, Fast);
 382
 383   return EE;
 384 }
 385
 386 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(Module *M) {
 387   return create(new ExistingModuleProvider(M));
 388 }
 389
 390 /// getPointerToGlobal - This returns the address of the specified global
 391 /// value.  This may involve code generation if it's a function.
 392 ///
 393 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV) {
 394   if (Function *F = const_cast<Function*>(dyn_cast<Function>(GV)))
 395     return getPointerToFunction(F);
 396
 397   MutexGuard locked(lock);
 398   void *p = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 399   if (p)
 400     return p;
 401
 402   // Global variable might have been added since interpreter started.
 403   if (GlobalVariable *GVar =
 404           const_cast<GlobalVariable *>(dyn_cast<GlobalVariable>(GV)))
 405     EmitGlobalVariable(GVar);
 406   else
 407     assert(0 && "Global hasn't had an address allocated yet!");
 408   return state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 409 }
 410
 411 /// This function converts a Constant* into a GenericValue. The interesting
 412 /// part is if C is a ConstantExpr.
 413 /// @brief Get a GenericValue for a Constant*
 414 GenericValue ExecutionEngine::getConstantValue(const Constant *C) {
 415   // If its undefined, return the garbage.
 416   if (isa<UndefValue>(C))
 417     return GenericValue();
 418
 419   // If the value is a ConstantExpr
 420   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 421     Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
 422     switch (CE->getOpcode()) {
 423     case Instruction::GetElementPtr: {
 424       // Compute the index
 425       GenericValue Result = getConstantValue(Op0);
 426       SmallVector<Value*, 8> Indices(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
 427       uint64_t Offset =
 428         TD->getIndexedOffset(Op0->getType(), &Indices[0], Indices.size());
 429
 430       char* tmp = (char*) Result.PointerVal;
 431       Result = PTOGV(tmp + Offset);
 432       return Result;
 433     }
 434     case Instruction::Trunc: {
 435       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 436       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 437       GV.IntVal = GV.IntVal.trunc(BitWidth);
 438       return GV;
 439     }
 440     case Instruction::ZExt: {
 441       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 442       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 443       GV.IntVal = GV.IntVal.zext(BitWidth);
 444       return GV;
 445     }
 446     case Instruction::SExt: {
 447       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 448       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 449       GV.IntVal = GV.IntVal.sext(BitWidth);
 450       return GV;
 451     }
 452     case Instruction::FPTrunc: {
 453       // FIXME long double
 454       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 455       GV.FloatVal = float(GV.DoubleVal);
 456       return GV;
 457     }
 458     case Instruction::FPExt:{
 459       // FIXME long double
 460       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 461       GV.DoubleVal = double(GV.FloatVal);
 462       return GV;
 463     }
 464     case Instruction::UIToFP: {
 465       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 466       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 467         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.roundToDouble());
 468       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 469         GV.DoubleVal = GV.IntVal.roundToDouble();
 470       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 471         const uint64_t zero[] = {0, 0};
 472         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 473         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 474                                    false,
 475                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 476         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
 477       }
 478       return GV;
 479     }
 480     case Instruction::SIToFP: {
 481       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 482       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 483         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.signedRoundToDouble());
 484       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 485         GV.DoubleVal = GV.IntVal.signedRoundToDouble();
 486       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 487         const uint64_t zero[] = { 0, 0};
 488         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 489         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 490                                    true,
 491                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 492         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
 493       }
 494       return GV;
 495     }
 496     case Instruction::FPToUI: // double->APInt conversion handles sign
 497     case Instruction::FPToSI: {
 498       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 499       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 500       if (Op0->getType() == Type::FloatTy)
 501         GV.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(GV.FloatVal, BitWidth);
 502       else if (Op0->getType() == Type::DoubleTy)
 503         GV.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(GV.DoubleVal, BitWidth);
 504       else if (Op0->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 505         APFloat apf = APFloat(GV.IntVal);
 506         uint64_t v;
 507         bool ignored;
 508         (void)apf.convertToInteger(&v, BitWidth,
 509                                    CE->getOpcode()==Instruction::FPToSI,
 510                                    APFloat::rmTowardZero, &ignored);
 511         GV.IntVal = v; // endian?
 512       }
 513       return GV;
 514     }
 515     case Instruction::PtrToInt: {
 516       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 517       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 518       GV.IntVal = APInt(PtrWidth, uintptr_t(GV.PointerVal));
 519       return GV;
 520     }
 521     case Instruction::IntToPtr: {
 522       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 523       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 524       if (PtrWidth != GV.IntVal.getBitWidth())
 525         GV.IntVal = GV.IntVal.zextOrTrunc(PtrWidth);
 526       assert(GV.IntVal.getBitWidth() <= 64 && "Bad pointer width");
 527       GV.PointerVal = PointerTy(uintptr_t(GV.IntVal.getZExtValue()));
 528       return GV;
 529     }
 530     case Instruction::BitCast: {
 531       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 532       const Type* DestTy = CE->getType();
 533       switch (Op0->getType()->getTypeID()) {
 534         default: assert(0 && "Invalid bitcast operand");
 535         case Type::IntegerTyID:
 536           assert(DestTy->isFloatingPoint() && "invalid bitcast");
 537           if (DestTy == Type::FloatTy)
 538             GV.FloatVal = GV.IntVal.bitsToFloat();
 539           else if (DestTy == Type::DoubleTy)
 540             GV.DoubleVal = GV.IntVal.bitsToDouble();
 541           break;
 542         case Type::FloatTyID:
 543           assert(DestTy == Type::Int32Ty && "Invalid bitcast");
 544           GV.IntVal.floatToBits(GV.FloatVal);
 545           break;
 546         case Type::DoubleTyID:
 547           assert(DestTy == Type::Int64Ty && "Invalid bitcast");
 548           GV.IntVal.doubleToBits(GV.DoubleVal);
 549           break;
 550         case Type::PointerTyID:
 551           assert(isa<PointerType>(DestTy) && "Invalid bitcast");
 552           break; // getConstantValue(Op0)  above already converted it
 553       }
 554       return GV;
 555     }
 556     case Instruction::Add:
 557     case Instruction::Sub:
 558     case Instruction::Mul:
 559     case Instruction::UDiv:
 560     case Instruction::SDiv:
 561     case Instruction::URem:
 562     case Instruction::SRem:
 563     case Instruction::And:
 564     case Instruction::Or:
 565     case Instruction::Xor: {
 566       GenericValue LHS = getConstantValue(Op0);
 567       GenericValue RHS = getConstantValue(CE->getOperand(1));
 568       GenericValue GV;
 569       switch (CE->getOperand(0)->getType()->getTypeID()) {
 570       default: assert(0 && "Bad add type!"); abort();
 571       case Type::IntegerTyID:
 572         switch (CE->getOpcode()) {
 573           default: assert(0 && "Invalid integer opcode");
 574           case Instruction::Add: GV.IntVal = LHS.IntVal + RHS.IntVal; break;
 575           case Instruction::Sub: GV.IntVal = LHS.IntVal - RHS.IntVal; break;
 576           case Instruction::Mul: GV.IntVal = LHS.IntVal * RHS.IntVal; break;
 577           case Instruction::UDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.udiv(RHS.IntVal); break;
 578           case Instruction::SDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.sdiv(RHS.IntVal); break;
 579           case Instruction::URem:GV.IntVal = LHS.IntVal.urem(RHS.IntVal); break;
 580           case Instruction::SRem:GV.IntVal = LHS.IntVal.srem(RHS.IntVal); break;
 581           case Instruction::And: GV.IntVal = LHS.IntVal & RHS.IntVal; break;
 582           case Instruction::Or:  GV.IntVal = LHS.IntVal | RHS.IntVal; break;
 583           case Instruction::Xor: GV.IntVal = LHS.IntVal ^ RHS.IntVal; break;
 584         }
 585         break;
 586       case Type::FloatTyID:
 587         switch (CE->getOpcode()) {
 588           default: assert(0 && "Invalid float opcode"); abort();
 589           case Instruction::Add:
 590             GV.FloatVal = LHS.FloatVal + RHS.FloatVal; break;
 591           case Instruction::Sub:
 592             GV.FloatVal = LHS.FloatVal - RHS.FloatVal; break;
 593           case Instruction::Mul:
 594             GV.FloatVal = LHS.FloatVal * RHS.FloatVal; break;
 595           case Instruction::FDiv:
 596             GV.FloatVal = LHS.FloatVal / RHS.FloatVal; break;
 597           case Instruction::FRem:
 598             GV.FloatVal = ::fmodf(LHS.FloatVal,RHS.FloatVal); break;
 599         }
 600         break;
 601       case Type::DoubleTyID:
 602         switch (CE->getOpcode()) {
 603           default: assert(0 && "Invalid double opcode"); abort();
 604           case Instruction::Add:
 605             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal + RHS.DoubleVal; break;
 606           case Instruction::Sub:
 607             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal - RHS.DoubleVal; break;
 608           case Instruction::Mul:
 609             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal * RHS.DoubleVal; break;
 610           case Instruction::FDiv:
 611             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal / RHS.DoubleVal; break;
 612           case Instruction::FRem:
 613             GV.DoubleVal = ::fmod(LHS.DoubleVal,RHS.DoubleVal); break;
 614         }
 615         break;
 616       case Type::X86_FP80TyID:
 617       case Type::PPC_FP128TyID:
 618       case Type::FP128TyID: {
 619         APFloat apfLHS = APFloat(LHS.IntVal);
 620         switch (CE->getOpcode()) {
 621           default: assert(0 && "Invalid long double opcode"); abort();
 622           case Instruction::Add:
 623             apfLHS.add(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 624             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 625             break;
 626           case Instruction::Sub:
 627             apfLHS.subtract(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 628             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 629             break;
 630           case Instruction::Mul:
 631             apfLHS.multiply(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 632             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 633             break;
 634           case Instruction::FDiv:
 635             apfLHS.divide(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 636             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 637             break;
 638           case Instruction::FRem:
 639             apfLHS.mod(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 640             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 641             break;
 642           }
 643         }
 644         break;
 645       }
 646       return GV;
 647     }
 648     default:
 649       break;
 650     }
 651     cerr << "ConstantExpr not handled: " << *CE << "\n";
 652     abort();
 653   }
 654
 655   GenericValue Result;
 656   switch (C->getType()->getTypeID()) {
 657   case Type::FloatTyID:
 658     Result.FloatVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToFloat();
 659     break;
 660   case Type::DoubleTyID:
 661     Result.DoubleVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToDouble();
 662     break;
 663   case Type::X86_FP80TyID:
 664   case Type::FP128TyID:
 665   case Type::PPC_FP128TyID:
 666     Result.IntVal = cast <ConstantFP>(C)->getValueAPF().bitcastToAPInt();
 667     break;
 668   case Type::IntegerTyID:
 669     Result.IntVal = cast<ConstantInt>(C)->getValue();
 670     break;
 671   case Type::PointerTyID:
 672     if (isa<ConstantPointerNull>(C))
 673       Result.PointerVal = 0;
 674     else if (const Function *F = dyn_cast<Function>(C))
 675       Result = PTOGV(getPointerToFunctionOrStub(const_cast<Function*>(F)));
 676     else if (const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
 677       Result = PTOGV(getOrEmitGlobalVariable(const_cast<GlobalVariable*>(GV)));
 678     else
 679       assert(0 && "Unknown constant pointer type!");
 680     break;
 681   default:
 682     cerr << "ERROR: Constant unimplemented for type: " << *C->getType() << "\n";
 683     abort();
 684   }
 685   return Result;
 686 }
 687
 688 /// StoreIntToMemory - Fills the StoreBytes bytes of memory starting from Dst
 689 /// with the integer held in IntVal.
 690 static void StoreIntToMemory(const APInt &IntVal, uint8_t *Dst,
 691                              unsigned StoreBytes) {
 692   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= StoreBytes && "Integer too small!");
 693   uint8_t *Src = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 694
 695   if (sys::littleEndianHost())
 696     // Little-endian host - the source is ordered from LSB to MSB.  Order the
 697     // destination from LSB to MSB: Do a straight copy.
 698     memcpy(Dst, Src, StoreBytes);
 699   else {
 700     // Big-endian host - the source is an array of 64 bit words ordered from
 701     // LSW to MSW.  Each word is ordered from MSB to LSB.  Order the destination
 702     // from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in a word.
 703     while (StoreBytes > sizeof(uint64_t)) {
 704       StoreBytes -= sizeof(uint64_t);
 705       // May not be aligned so use memcpy.
 706       memcpy(Dst + StoreBytes, Src, sizeof(uint64_t));
 707       Src += sizeof(uint64_t);
 708     }
 709
 710     memcpy(Dst, Src + sizeof(uint64_t) - StoreBytes, StoreBytes);
 711   }
 712 }
 713
 714 /// StoreValueToMemory - Stores the data in Val of type Ty at address Ptr.  Ptr
 715 /// is the address of the memory at which to store Val, cast to GenericValue *.
 716 /// It is not a pointer to a GenericValue containing the address at which to
 717 /// store Val.
 718 void ExecutionEngine::StoreValueToMemory(const GenericValue &Val,
 719                                          GenericValue *Ptr, const Type *Ty) {
 720   const unsigned StoreBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 721
 722   switch (Ty->getTypeID()) {
 723   case Type::IntegerTyID:
 724     StoreIntToMemory(Val.IntVal, (uint8_t*)Ptr, StoreBytes);
 725     break;
 726   case Type::FloatTyID:
 727     *((float*)Ptr) = Val.FloatVal;
 728     break;
 729   case Type::DoubleTyID:
 730     *((double*)Ptr) = Val.DoubleVal;
 731     break;
 732   case Type::X86_FP80TyID: {
 733       uint16_t *Dest = (uint16_t*)Ptr;
 734       const uint16_t *Src = (uint16_t*)Val.IntVal.getRawData();
 735       // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 736       Dest[0] = Src[4];
 737       Dest[1] = Src[0];
 738       Dest[2] = Src[1];
 739       Dest[3] = Src[2];
 740       Dest[4] = Src[3];
 741       break;
 742     }
 743   case Type::PointerTyID:
 744     // Ensure 64 bit target pointers are fully initialized on 32 bit hosts.
 745     if (StoreBytes != sizeof(PointerTy))
 746       memset(Ptr, 0, StoreBytes);
 747
 748     *((PointerTy*)Ptr) = Val.PointerVal;
 749     break;
 750   default:
 751     cerr << "Cannot store value of type " << *Ty << "!\n";
 752   }
 753
 754   if (sys::littleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian())
 755     // Host and target are different endian - reverse the stored bytes.
 756     std::reverse((uint8_t*)Ptr, StoreBytes + (uint8_t*)Ptr);
 757 }
 758
 759 /// LoadIntFromMemory - Loads the integer stored in the LoadBytes bytes starting
 760 /// from Src into IntVal, which is assumed to be wide enough and to hold zero.
 761 static void LoadIntFromMemory(APInt &IntVal, uint8_t *Src, unsigned LoadBytes) {
 762   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= LoadBytes && "Integer too small!");
 763   uint8_t *Dst = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 764
 765   if (sys::littleEndianHost())
 766     // Little-endian host - the destination must be ordered from LSB to MSB.
 767     // The source is ordered from LSB to MSB: Do a straight copy.
 768     memcpy(Dst, Src, LoadBytes);
 769   else {
 770     // Big-endian - the destination is an array of 64 bit words ordered from
 771     // LSW to MSW.  Each word must be ordered from MSB to LSB.  The source is
 772     // ordered from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in
 773     // a word.
 774     while (LoadBytes > sizeof(uint64_t)) {
 775       LoadBytes -= sizeof(uint64_t);
 776       // May not be aligned so use memcpy.
 777       memcpy(Dst, Src + LoadBytes, sizeof(uint64_t));
 778       Dst += sizeof(uint64_t);
 779     }
 780
 781     memcpy(Dst + sizeof(uint64_t) - LoadBytes, Src, LoadBytes);
 782   }
 783 }
 784
 785 /// FIXME: document
 786 ///
 787 void ExecutionEngine::LoadValueFromMemory(GenericValue &Result,
 788                                           GenericValue *Ptr,
 789                                           const Type *Ty) {
 790   const unsigned LoadBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 791
 792   if (sys::littleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian()) {
 793     // Host and target are different endian - reverse copy the stored
 794     // bytes into a buffer, and load from that.
 795     uint8_t *Src = (uint8_t*)Ptr;
 796     uint8_t *Buf = (uint8_t*)alloca(LoadBytes);
 797     std::reverse_copy(Src, Src + LoadBytes, Buf);
 798     Ptr = (GenericValue*)Buf;
 799   }
 800
 801   switch (Ty->getTypeID()) {
 802   case Type::IntegerTyID:
 803     // An APInt with all words initially zero.
 804     Result.IntVal = APInt(cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(), 0);
 805     LoadIntFromMemory(Result.IntVal, (uint8_t*)Ptr, LoadBytes);
 806     break;
 807   case Type::FloatTyID:
 808     Result.FloatVal = *((float*)Ptr);
 809     break;
 810   case Type::DoubleTyID:
 811     Result.DoubleVal = *((double*)Ptr);
 812     break;
 813   case Type::PointerTyID:
 814     Result.PointerVal = *((PointerTy*)Ptr);
 815     break;
 816   case Type::X86_FP80TyID: {
 817     // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 818     // FIXME: Will not trap if loading a signaling NaN.
 819     uint16_t *p = (uint16_t*)Ptr;
 820     union {
 821       uint16_t x[8];
 822       uint64_t y[2];
 823     };
 824     x[0] = p[1];
 825     x[1] = p[2];
 826     x[2] = p[3];
 827     x[3] = p[4];
 828     x[4] = p[0];
 829     Result.IntVal = APInt(80, 2, y);
 830     break;
 831   }
 832   default:
 833     cerr << "Cannot load value of type " << *Ty << "!\n";
 834     abort();
 835   }
 836 }
 837
 838 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 839 // specified memory location...
 840 //
 841 void ExecutionEngine::InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr) {
 842   DOUT << "JIT: Initializing " << Addr << " ";
 843   DEBUG(Init->dump());
 844   if (isa<UndefValue>(Init)) {
 845     return;
 846   } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Init)) {
 847     unsigned ElementSize =
 848       getTargetData()->getTypePaddedSize(CP->getType()->getElementType());
 849     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
 850       InitializeMemory(CP->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 851     return;
 852   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
 853     memset(Addr, 0, (size_t)getTargetData()->getTypePaddedSize(Init->getType()));
 854     return;
 855   } else if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(Init)) {
 856     unsigned ElementSize =
 857       getTargetData()->getTypePaddedSize(CPA->getType()->getElementType());
 858     for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 859       InitializeMemory(CPA->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 860     return;
 861   } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(Init)) {
 862     const StructLayout *SL =
 863       getTargetData()->getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 864     for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 865       InitializeMemory(CPS->getOperand(i), (char*)Addr+SL->getElementOffset(i));
 866     return;
 867   } else if (Init->getType()->isFirstClassType()) {
 868     GenericValue Val = getConstantValue(Init);
 869     StoreValueToMemory(Val, (GenericValue*)Addr, Init->getType());
 870     return;
 871   }
 872
 873   cerr << "Bad Type: " << *Init->getType() << "\n";
 874   assert(0 && "Unknown constant type to initialize memory with!");
 875 }
 876
 877 /// EmitGlobals - Emit all of the global variables to memory, storing their
 878 /// addresses into GlobalAddress.  This must make sure to copy the contents of
 879 /// their initializers into the memory.
 880 ///
 881 void ExecutionEngine::emitGlobals() {
 882
 883   // Loop over all of the global variables in the program, allocating the memory
 884   // to hold them.  If there is more than one module, do a prepass over globals
 885   // to figure out how the different modules should link together.
 886   //
 887   std::map<std::pair<std::string, const Type*>,
 888            const GlobalValue*> LinkedGlobalsMap;
 889
 890   if (Modules.size() != 1) {
 891     for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 892       Module &M = *Modules[m]->getModule();
 893       for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(),
 894            E = M.global_end(); I != E; ++I) {
 895         const GlobalValue *GV = I;
 896         if (GV->hasInternalLinkage() || GV->isDeclaration() ||
 897             GV->hasAppendingLinkage() || !GV->hasName())
 898           continue;// Ignore external globals and globals with internal linkage.
 899
 900         const GlobalValue *&GVEntry =
 901           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 902
 903         // If this is the first time we've seen this global, it is the canonical
 904         // version.
 905         if (!GVEntry) {
 906           GVEntry = GV;
 907           continue;
 908         }
 909
 910         // If the existing global is strong, never replace it.
 911         if (GVEntry->hasExternalLinkage() ||
 912             GVEntry->hasDLLImportLinkage() ||
 913             GVEntry->hasDLLExportLinkage())
 914           continue;
 915
 916         // Otherwise, we know it's linkonce/weak, replace it if this is a strong
 917         // symbol.  FIXME is this right for common?
 918         if (GV->hasExternalLinkage() || GVEntry->hasExternalWeakLinkage())
 919           GVEntry = GV;
 920       }
 921     }
 922   }
 923
 924   std::vector<const GlobalValue*> NonCanonicalGlobals;
 925   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 926     Module &M = *Modules[m]->getModule();
 927     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 928          I != E; ++I) {
 929       // In the multi-module case, see what this global maps to.
 930       if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 931         if (const GlobalValue *GVEntry =
 932               LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())]) {
 933           // If something else is the canonical global, ignore this one.
 934           if (GVEntry != &*I) {
 935             NonCanonicalGlobals.push_back(I);
 936             continue;
 937           }
 938         }
 939       }
 940
 941       if (!I->isDeclaration()) {
 942         addGlobalMapping(I, getMemoryForGV(I));
 943       } else {
 944         // External variable reference. Try to use the dynamic loader to
 945         // get a pointer to it.
 946         if (void *SymAddr =
 947             sys::DynamicLibrary::SearchForAddressOfSymbol(I->getName().c_str()))
 948           addGlobalMapping(I, SymAddr);
 949         else {
 950           cerr << "Could not resolve external global address: "
 951                << I->getName() << "\n";
 952           abort();
 953         }
 954       }
 955     }
 956
 957     // If there are multiple modules, map the non-canonical globals to their
 958     // canonical location.
 959     if (!NonCanonicalGlobals.empty()) {
 960       for (unsigned i = 0, e = NonCanonicalGlobals.size(); i != e; ++i) {
 961         const GlobalValue *GV = NonCanonicalGlobals[i];
 962         const GlobalValue *CGV =
 963           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 964         void *Ptr = getPointerToGlobalIfAvailable(CGV);
 965         assert(Ptr && "Canonical global wasn't codegen'd!");
 966         addGlobalMapping(GV, Ptr);
 967       }
 968     }
 969
 970     // Now that all of the globals are set up in memory, loop through them all
 971     // and initialize their contents.
 972     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 973          I != E; ++I) {
 974       if (!I->isDeclaration()) {
 975         if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 976           if (const GlobalValue *GVEntry =
 977                 LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())])
 978             if (GVEntry != &*I)  // Not the canonical variable.
 979               continue;
 980         }
 981         EmitGlobalVariable(I);
 982       }
 983     }
 984   }
 985 }
 986
 987 // EmitGlobalVariable - This method emits the specified global variable to the
 988 // address specified in GlobalAddresses, or allocates new memory if it's not
 989 // already in the map.
 990 void ExecutionEngine::EmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV) {
 991   void *GA = getPointerToGlobalIfAvailable(GV);
 992
 993   if (GA == 0) {
 994     // If it's not already specified, allocate memory for the global.
 995     GA = getMemoryForGV(GV);
 996     addGlobalMapping(GV, GA);
 997   }
 998
 999   // Don't initialize if it's thread local, let the client do it.
1000   if (!GV->isThreadLocal())
1001     InitializeMemory(GV->getInitializer(), GA);
1002
1003   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
1004   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getTypePaddedSize(ElTy);
1005   NumInitBytes += (unsigned)GVSize;
1006   ++NumGlobals;
1007 }