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/ExecutionEngine/ExecutionEngine.h"
  17
  18 #include "llvm/Constants.h"
  19 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  20 #include "llvm/Module.h"
  21 #include "llvm/ModuleProvider.h"
  22 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  23 #include "llvm/Config/alloca.h"
  24 #include "llvm/ExecutionEngine/GenericValue.h"
  25 #include "llvm/Support/Debug.h"
  26 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  27 #include "llvm/Support/MutexGuard.h"
  28 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
  29 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  30 #include "llvm/System/DynamicLibrary.h"
  31 #include "llvm/System/Host.h"
  32 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  33 #include <cmath>
  34 #include <cstring>
  35 using namespace llvm;
  36
  37 STATISTIC(NumInitBytes, "Number of bytes of global vars initialized");
  38 STATISTIC(NumGlobals  , "Number of global vars initialized");
  39
  40 ExecutionEngine *(*ExecutionEngine::JITCtor)(ModuleProvider *MP,
  41                                              std::string *ErrorStr,
  42                                              JITMemoryManager *JMM,
  43                                              CodeGenOpt::Level OptLevel,
  44                                              bool GVsWithCode) = 0;
  45 ExecutionEngine *(*ExecutionEngine::InterpCtor)(ModuleProvider *MP,
  46                                                 std::string *ErrorStr) = 0;
  47 ExecutionEngine::EERegisterFn ExecutionEngine::ExceptionTableRegister = 0;
  48
  49
  50 ExecutionEngine::ExecutionEngine(ModuleProvider *P) : LazyFunctionCreator(0) {
  51   LazyCompilationDisabled = false;
  52   GVCompilationDisabled   = false;
  53   SymbolSearchingDisabled = false;
  54   DlsymStubsEnabled       = false;
  55   Modules.push_back(P);
  56   assert(P && "ModuleProvider is null?");
  57 }
  58
  59 ExecutionEngine::~ExecutionEngine() {
  60   clearAllGlobalMappings();
  61   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i)
  62     delete Modules[i];
  63 }
  64
  65 char* ExecutionEngine::getMemoryForGV(const GlobalVariable* GV) {
  66   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
  67   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(ElTy);
  68   return new char[GVSize];
  69 }
  70
  71 /// removeModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules.
  72 /// Relases the Module from the ModuleProvider, materializing it in the
  73 /// process, and returns the materialized Module.
  74 Module* ExecutionEngine::removeModuleProvider(ModuleProvider *P,
  75                                               std::string *ErrInfo) {
  76   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
  77         E = Modules.end(); I != E; ++I) {
  78     ModuleProvider *MP = *I;
  79     if (MP == P) {
  80       Modules.erase(I);
  81       clearGlobalMappingsFromModule(MP->getModule());
  82       return MP->releaseModule(ErrInfo);
  83     }
  84   }
  85   return NULL;
  86 }
  87
  88 /// deleteModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules,
  89 /// and deletes the ModuleProvider and owned Module.  Avoids materializing
  90 /// the underlying module.
  91 void ExecutionEngine::deleteModuleProvider(ModuleProvider *P,
  92                                            std::string *ErrInfo) {
  93   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
  94       E = Modules.end(); I != E; ++I) {
  95     ModuleProvider *MP = *I;
  96     if (MP == P) {
  97       Modules.erase(I);
  98       clearGlobalMappingsFromModule(MP->getModule());
  99       delete MP;
 100       return;
 101     }
 102   }
 103 }
 104
 105 /// FindFunctionNamed - Search all of the active modules to find the one that
 106 /// defines FnName.  This is very slow operation and shouldn't be used for
 107 /// general code.
 108 Function *ExecutionEngine::FindFunctionNamed(const char *FnName) {
 109   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i) {
 110     if (Function *F = Modules[i]->getModule()->getFunction(FnName))
 111       return F;
 112   }
 113   return 0;
 114 }
 115
 116
 117 /// addGlobalMapping - Tell the execution engine that the specified global is
 118 /// at the specified location.  This is used internally as functions are JIT'd
 119 /// and as global variables are laid out in memory.  It can and should also be
 120 /// used by clients of the EE that want to have an LLVM global overlay
 121 /// existing data in memory.
 122 void ExecutionEngine::addGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
 123   MutexGuard locked(lock);
 124
 125   DEBUG(errs() << "JIT: Map \'" << GV->getName()
 126         << "\' to [" << Addr << "]\n";);
 127   void *&CurVal = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 128   assert((CurVal == 0 || Addr == 0) && "GlobalMapping already established!");
 129   CurVal = Addr;
 130
 131   // If we are using the reverse mapping, add it too
 132   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 133     AssertingVH<const GlobalValue> &V =
 134       state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 135     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 136     V = GV;
 137   }
 138 }
 139
 140 /// clearAllGlobalMappings - Clear all global mappings and start over again
 141 /// use in dynamic compilation scenarios when you want to move globals
 142 void ExecutionEngine::clearAllGlobalMappings() {
 143   MutexGuard locked(lock);
 144
 145   state.getGlobalAddressMap(locked).clear();
 146   state.getGlobalAddressReverseMap(locked).clear();
 147 }
 148
 149 /// clearGlobalMappingsFromModule - Clear all global mappings that came from a
 150 /// particular module, because it has been removed from the JIT.
 151 void ExecutionEngine::clearGlobalMappingsFromModule(Module *M) {
 152   MutexGuard locked(lock);
 153
 154   for (Module::iterator FI = M->begin(), FE = M->end(); FI != FE; ++FI) {
 155     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(&*FI);
 156     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(&*FI);
 157   }
 158   for (Module::global_iterator GI = M->global_begin(), GE = M->global_end();
 159        GI != GE; ++GI) {
 160     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(&*GI);
 161     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(&*GI);
 162   }
 163 }
 164
 165 /// updateGlobalMapping - Replace an existing mapping for GV with a new
 166 /// address.  This updates both maps as required.  If "Addr" is null, the
 167 /// entry for the global is removed from the mappings.
 168 void *ExecutionEngine::updateGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
 169   MutexGuard locked(lock);
 170
 171   std::map<AssertingVH<const GlobalValue>, void *> &Map =
 172     state.getGlobalAddressMap(locked);
 173
 174   // Deleting from the mapping?
 175   if (Addr == 0) {
 176     std::map<AssertingVH<const GlobalValue>, void *>::iterator I = Map.find(GV);
 177     void *OldVal;
 178     if (I == Map.end())
 179       OldVal = 0;
 180     else {
 181       OldVal = I->second;
 182       Map.erase(I);
 183     }
 184
 185     if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 186       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(OldVal);
 187     return OldVal;
 188   }
 189
 190   void *&CurVal = Map[GV];
 191   void *OldVal = CurVal;
 192
 193   if (CurVal && !state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 194     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(CurVal);
 195   CurVal = Addr;
 196
 197   // If we are using the reverse mapping, add it too
 198   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 199     AssertingVH<const GlobalValue> &V =
 200       state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 201     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 202     V = GV;
 203   }
 204   return OldVal;
 205 }
 206
 207 /// getPointerToGlobalIfAvailable - This returns the address of the specified
 208 /// global value if it is has already been codegen'd, otherwise it returns null.
 209 ///
 210 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobalIfAvailable(const GlobalValue *GV) {
 211   MutexGuard locked(lock);
 212
 213   std::map<AssertingVH<const GlobalValue>, void*>::iterator I =
 214     state.getGlobalAddressMap(locked).find(GV);
 215   return I != state.getGlobalAddressMap(locked).end() ? I->second : 0;
 216 }
 217
 218 /// getGlobalValueAtAddress - Return the LLVM global value object that starts
 219 /// at the specified address.
 220 ///
 221 const GlobalValue *ExecutionEngine::getGlobalValueAtAddress(void *Addr) {
 222   MutexGuard locked(lock);
 223
 224   // If we haven't computed the reverse mapping yet, do so first.
 225   if (state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 226     for (std::map<AssertingVH<const GlobalValue>, void *>::iterator
 227          I = state.getGlobalAddressMap(locked).begin(),
 228          E = state.getGlobalAddressMap(locked).end(); I != E; ++I)
 229       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).insert(std::make_pair(I->second,
 230                                                                      I->first));
 231   }
 232
 233   std::map<void *, AssertingVH<const GlobalValue> >::iterator I =
 234     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).find(Addr);
 235   return I != state.getGlobalAddressReverseMap(locked).end() ? I->second : 0;
 236 }
 237
 238 // CreateArgv - Turn a vector of strings into a nice argv style array of
 239 // pointers to null terminated strings.
 240 //
 241 static void *CreateArgv(ExecutionEngine *EE,
 242                         const std::vector<std::string> &InputArgv) {
 243   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 244   char *Result = new char[(InputArgv.size()+1)*PtrSize];
 245
 246   DOUT << "JIT: ARGV = " << (void*)Result << "\n";
 247   const Type *SBytePtr = PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty);
 248
 249   for (unsigned i = 0; i != InputArgv.size(); ++i) {
 250     unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
 251     char *Dest = new char[Size];
 252     DOUT << "JIT: ARGV[" << i << "] = " << (void*)Dest << "\n";
 253
 254     std::copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
 255     Dest[Size-1] = 0;
 256
 257     // Endian safe: Result[i] = (PointerTy)Dest;
 258     EE->StoreValueToMemory(PTOGV(Dest), (GenericValue*)(Result+i*PtrSize),
 259                            SBytePtr);
 260   }
 261
 262   // Null terminate it
 263   EE->StoreValueToMemory(PTOGV(0),
 264                          (GenericValue*)(Result+InputArgv.size()*PtrSize),
 265                          SBytePtr);
 266   return Result;
 267 }
 268
 269
 270 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 271 /// the static constructors or destructors for a module, depending on the
 272 /// value of isDtors.
 273 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(Module *module, bool isDtors) {
 274   const char *Name = isDtors ? "llvm.global_dtors" : "llvm.global_ctors";
 275
 276   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 277
 278  GlobalVariable *GV = module->getNamedGlobal(Name);
 279
 280  // If this global has internal linkage, or if it has a use, then it must be
 281  // an old-style (llvmgcc3) static ctor with __main linked in and in use.  If
 282  // this is the case, don't execute any of the global ctors, __main will do
 283  // it.
 284  if (!GV || GV->isDeclaration() || GV->hasLocalLinkage()) return;
 285
 286  // Should be an array of '{ int, void ()* }' structs.  The first value is
 287  // the init priority, which we ignore.
 288  ConstantArray *InitList = dyn_cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
 289  if (!InitList) return;
 290  for (unsigned i = 0, e = InitList->getNumOperands(); i != e; ++i)
 291    if (ConstantStruct *CS =
 292        dyn_cast<ConstantStruct>(InitList->getOperand(i))) {
 293      if (CS->getNumOperands() != 2) return; // Not array of 2-element structs.
 294
 295      Constant *FP = CS->getOperand(1);
 296      if (FP->isNullValue())
 297        break;  // Found a null terminator, exit.
 298
 299      if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(FP))
 300        if (CE->isCast())
 301          FP = CE->getOperand(0);
 302      if (Function *F = dyn_cast<Function>(FP)) {
 303        // Execute the ctor/dtor function!
 304        runFunction(F, std::vector<GenericValue>());
 305      }
 306    }
 307 }
 308
 309 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 310 /// the static constructors or destructors for a program, depending on the
 311 /// value of isDtors.
 312 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors) {
 313   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 314   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m)
 315     runStaticConstructorsDestructors(Modules[m]->getModule(), isDtors);
 316 }
 317
 318 #ifndef NDEBUG
 319 /// isTargetNullPtr - Return whether the target pointer stored at Loc is null.
 320 static bool isTargetNullPtr(ExecutionEngine *EE, void *Loc) {
 321   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 322   for (unsigned i = 0; i < PtrSize; ++i)
 323     if (*(i + (uint8_t*)Loc))
 324       return false;
 325   return true;
 326 }
 327 #endif
 328
 329 /// runFunctionAsMain - This is a helper function which wraps runFunction to
 330 /// handle the common task of starting up main with the specified argc, argv,
 331 /// and envp parameters.
 332 int ExecutionEngine::runFunctionAsMain(Function *Fn,
 333                                        const std::vector<std::string> &argv,
 334                                        const char * const * envp) {
 335   std::vector<GenericValue> GVArgs;
 336   GenericValue GVArgc;
 337   GVArgc.IntVal = APInt(32, argv.size());
 338
 339   // Check main() type
 340   unsigned NumArgs = Fn->getFunctionType()->getNumParams();
 341   const FunctionType *FTy = Fn->getFunctionType();
 342   const Type* PPInt8Ty =
 343     PointerType::getUnqual(PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty));
 344   switch (NumArgs) {
 345   case 3:
 346    if (FTy->getParamType(2) != PPInt8Ty) {
 347      llvm_report_error("Invalid type for third argument of main() supplied");
 348    }
 349    // FALLS THROUGH
 350   case 2:
 351    if (FTy->getParamType(1) != PPInt8Ty) {
 352      llvm_report_error("Invalid type for second argument of main() supplied");
 353    }
 354    // FALLS THROUGH
 355   case 1:
 356    if (FTy->getParamType(0) != Type::Int32Ty) {
 357      llvm_report_error("Invalid type for first argument of main() supplied");
 358    }
 359    // FALLS THROUGH
 360   case 0:
 361    if (!isa<IntegerType>(FTy->getReturnType()) &&
 362        FTy->getReturnType() != Type::VoidTy) {
 363      llvm_report_error("Invalid return type of main() supplied");
 364    }
 365    break;
 366   default:
 367    llvm_report_error("Invalid number of arguments of main() supplied");
 368   }
 369
 370   if (NumArgs) {
 371     GVArgs.push_back(GVArgc); // Arg #0 = argc.
 372     if (NumArgs > 1) {
 373       GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, argv))); // Arg #1 = argv.
 374       assert(!isTargetNullPtr(this, GVTOP(GVArgs[1])) &&
 375              "argv[0] was null after CreateArgv");
 376       if (NumArgs > 2) {
 377         std::vector<std::string> EnvVars;
 378         for (unsigned i = 0; envp[i]; ++i)
 379           EnvVars.push_back(envp[i]);
 380         GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, EnvVars))); // Arg #2 = envp.
 381       }
 382     }
 383   }
 384   return runFunction(Fn, GVArgs).IntVal.getZExtValue();
 385 }
 386
 387 /// If possible, create a JIT, unless the caller specifically requests an
 388 /// Interpreter or there's an error. If even an Interpreter cannot be created,
 389 /// NULL is returned.
 390 ///
 391 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(ModuleProvider *MP,
 392                                          bool ForceInterpreter,
 393                                          std::string *ErrorStr,
 394                                          CodeGenOpt::Level OptLevel,
 395                                          bool GVsWithCode) {
 396   return EngineBuilder(MP)
 397       .setEngineKind(ForceInterpreter
 398                      ? EngineKind::Interpreter
 399                      : EngineKind::JIT)
 400       .setErrorStr(ErrorStr)
 401       .setOptLevel(OptLevel)
 402       .setAllocateGVsWithCode(GVsWithCode)
 403       .create();
 404 }
 405
 406 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(Module *M) {
 407   return EngineBuilder(M).create();
 408 }
 409
 410 /// EngineBuilder - Overloaded constructor that automatically creates an
 411 /// ExistingModuleProvider for an existing module.
 412 EngineBuilder::EngineBuilder(Module *m) : MP(new ExistingModuleProvider(m)) {
 413   InitEngine();
 414 }
 415
 416 ExecutionEngine *EngineBuilder::create() {
 417   // Make sure we can resolve symbols in the program as well. The zero arg
 418   // to the function tells DynamicLibrary to load the program, not a library.
 419   if (sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently(0, ErrorStr))
 420     return 0;
 421
 422   // If the user specified a memory manager but didn't specify which engine to
 423   // create, we assume they only want the JIT, and we fail if they only want
 424   // the interpreter.
 425   if (JMM) {
 426     if (WhichEngine & EngineKind::JIT) {
 427       WhichEngine = EngineKind::JIT;
 428     } else {
 429       *ErrorStr = "Cannot create an interpreter with a memory manager.";
 430     }
 431   }
 432
 433   ExecutionEngine *EE = 0;
 434
 435   // Unless the interpreter was explicitly selected or the JIT is not linked,
 436   // try making a JIT.
 437   if (WhichEngine & EngineKind::JIT && ExecutionEngine::JITCtor) {
 438     EE = ExecutionEngine::JITCtor(MP, ErrorStr, JMM, OptLevel,
 439                                   AllocateGVsWithCode);
 440   }
 441
 442   // If we can't make a JIT and we didn't request one specifically, try making
 443   // an interpreter instead.
 444   if (WhichEngine & EngineKind::Interpreter && EE == 0 &&
 445       ExecutionEngine::InterpCtor) {
 446     EE = ExecutionEngine::InterpCtor(MP, ErrorStr);
 447   }
 448
 449   return EE;
 450 }
 451
 452 /// getPointerToGlobal - This returns the address of the specified global
 453 /// value.  This may involve code generation if it's a function.
 454 ///
 455 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV) {
 456   if (Function *F = const_cast<Function*>(dyn_cast<Function>(GV)))
 457     return getPointerToFunction(F);
 458
 459   MutexGuard locked(lock);
 460   void *p = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 461   if (p)
 462     return p;
 463
 464   // Global variable might have been added since interpreter started.
 465   if (GlobalVariable *GVar =
 466           const_cast<GlobalVariable *>(dyn_cast<GlobalVariable>(GV)))
 467     EmitGlobalVariable(GVar);
 468   else
 469     llvm_unreachable("Global hasn't had an address allocated yet!");
 470   return state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 471 }
 472
 473 /// This function converts a Constant* into a GenericValue. The interesting
 474 /// part is if C is a ConstantExpr.
 475 /// @brief Get a GenericValue for a Constant*
 476 GenericValue ExecutionEngine::getConstantValue(const Constant *C) {
 477   // If its undefined, return the garbage.
 478   if (isa<UndefValue>(C))
 479     return GenericValue();
 480
 481   // If the value is a ConstantExpr
 482   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 483     Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
 484     switch (CE->getOpcode()) {
 485     case Instruction::GetElementPtr: {
 486       // Compute the index
 487       GenericValue Result = getConstantValue(Op0);
 488       SmallVector<Value*, 8> Indices(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
 489       uint64_t Offset =
 490         TD->getIndexedOffset(Op0->getType(), &Indices[0], Indices.size());
 491
 492       char* tmp = (char*) Result.PointerVal;
 493       Result = PTOGV(tmp + Offset);
 494       return Result;
 495     }
 496     case Instruction::Trunc: {
 497       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 498       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 499       GV.IntVal = GV.IntVal.trunc(BitWidth);
 500       return GV;
 501     }
 502     case Instruction::ZExt: {
 503       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 504       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 505       GV.IntVal = GV.IntVal.zext(BitWidth);
 506       return GV;
 507     }
 508     case Instruction::SExt: {
 509       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 510       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 511       GV.IntVal = GV.IntVal.sext(BitWidth);
 512       return GV;
 513     }
 514     case Instruction::FPTrunc: {
 515       // FIXME long double
 516       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 517       GV.FloatVal = float(GV.DoubleVal);
 518       return GV;
 519     }
 520     case Instruction::FPExt:{
 521       // FIXME long double
 522       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 523       GV.DoubleVal = double(GV.FloatVal);
 524       return GV;
 525     }
 526     case Instruction::UIToFP: {
 527       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 528       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 529         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.roundToDouble());
 530       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 531         GV.DoubleVal = GV.IntVal.roundToDouble();
 532       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 533         const uint64_t zero[] = {0, 0};
 534         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 535         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 536                                    false,
 537                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 538         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
 539       }
 540       return GV;
 541     }
 542     case Instruction::SIToFP: {
 543       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 544       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 545         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.signedRoundToDouble());
 546       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 547         GV.DoubleVal = GV.IntVal.signedRoundToDouble();
 548       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 549         const uint64_t zero[] = { 0, 0};
 550         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 551         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 552                                    true,
 553                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 554         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
 555       }
 556       return GV;
 557     }
 558     case Instruction::FPToUI: // double->APInt conversion handles sign
 559     case Instruction::FPToSI: {
 560       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 561       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 562       if (Op0->getType() == Type::FloatTy)
 563         GV.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(GV.FloatVal, BitWidth);
 564       else if (Op0->getType() == Type::DoubleTy)
 565         GV.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(GV.DoubleVal, BitWidth);
 566       else if (Op0->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 567         APFloat apf = APFloat(GV.IntVal);
 568         uint64_t v;
 569         bool ignored;
 570         (void)apf.convertToInteger(&v, BitWidth,
 571                                    CE->getOpcode()==Instruction::FPToSI,
 572                                    APFloat::rmTowardZero, &ignored);
 573         GV.IntVal = v; // endian?
 574       }
 575       return GV;
 576     }
 577     case Instruction::PtrToInt: {
 578       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 579       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 580       GV.IntVal = APInt(PtrWidth, uintptr_t(GV.PointerVal));
 581       return GV;
 582     }
 583     case Instruction::IntToPtr: {
 584       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 585       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 586       if (PtrWidth != GV.IntVal.getBitWidth())
 587         GV.IntVal = GV.IntVal.zextOrTrunc(PtrWidth);
 588       assert(GV.IntVal.getBitWidth() <= 64 && "Bad pointer width");
 589       GV.PointerVal = PointerTy(uintptr_t(GV.IntVal.getZExtValue()));
 590       return GV;
 591     }
 592     case Instruction::BitCast: {
 593       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 594       const Type* DestTy = CE->getType();
 595       switch (Op0->getType()->getTypeID()) {
 596         default: llvm_unreachable("Invalid bitcast operand");
 597         case Type::IntegerTyID:
 598           assert(DestTy->isFloatingPoint() && "invalid bitcast");
 599           if (DestTy == Type::FloatTy)
 600             GV.FloatVal = GV.IntVal.bitsToFloat();
 601           else if (DestTy == Type::DoubleTy)
 602             GV.DoubleVal = GV.IntVal.bitsToDouble();
 603           break;
 604         case Type::FloatTyID:
 605           assert(DestTy == Type::Int32Ty && "Invalid bitcast");
 606           GV.IntVal.floatToBits(GV.FloatVal);
 607           break;
 608         case Type::DoubleTyID:
 609           assert(DestTy == Type::Int64Ty && "Invalid bitcast");
 610           GV.IntVal.doubleToBits(GV.DoubleVal);
 611           break;
 612         case Type::PointerTyID:
 613           assert(isa<PointerType>(DestTy) && "Invalid bitcast");
 614           break; // getConstantValue(Op0)  above already converted it
 615       }
 616       return GV;
 617     }
 618     case Instruction::Add:
 619     case Instruction::FAdd:
 620     case Instruction::Sub:
 621     case Instruction::FSub:
 622     case Instruction::Mul:
 623     case Instruction::FMul:
 624     case Instruction::UDiv:
 625     case Instruction::SDiv:
 626     case Instruction::URem:
 627     case Instruction::SRem:
 628     case Instruction::And:
 629     case Instruction::Or:
 630     case Instruction::Xor: {
 631       GenericValue LHS = getConstantValue(Op0);
 632       GenericValue RHS = getConstantValue(CE->getOperand(1));
 633       GenericValue GV;
 634       switch (CE->getOperand(0)->getType()->getTypeID()) {
 635       default: llvm_unreachable("Bad add type!");
 636       case Type::IntegerTyID:
 637         switch (CE->getOpcode()) {
 638           default: llvm_unreachable("Invalid integer opcode");
 639           case Instruction::Add: GV.IntVal = LHS.IntVal + RHS.IntVal; break;
 640           case Instruction::Sub: GV.IntVal = LHS.IntVal - RHS.IntVal; break;
 641           case Instruction::Mul: GV.IntVal = LHS.IntVal * RHS.IntVal; break;
 642           case Instruction::UDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.udiv(RHS.IntVal); break;
 643           case Instruction::SDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.sdiv(RHS.IntVal); break;
 644           case Instruction::URem:GV.IntVal = LHS.IntVal.urem(RHS.IntVal); break;
 645           case Instruction::SRem:GV.IntVal = LHS.IntVal.srem(RHS.IntVal); break;
 646           case Instruction::And: GV.IntVal = LHS.IntVal & RHS.IntVal; break;
 647           case Instruction::Or:  GV.IntVal = LHS.IntVal | RHS.IntVal; break;
 648           case Instruction::Xor: GV.IntVal = LHS.IntVal ^ RHS.IntVal; break;
 649         }
 650         break;
 651       case Type::FloatTyID:
 652         switch (CE->getOpcode()) {
 653           default: llvm_unreachable("Invalid float opcode");
 654           case Instruction::FAdd:
 655             GV.FloatVal = LHS.FloatVal + RHS.FloatVal; break;
 656           case Instruction::FSub:
 657             GV.FloatVal = LHS.FloatVal - RHS.FloatVal; break;
 658           case Instruction::FMul:
 659             GV.FloatVal = LHS.FloatVal * RHS.FloatVal; break;
 660           case Instruction::FDiv:
 661             GV.FloatVal = LHS.FloatVal / RHS.FloatVal; break;
 662           case Instruction::FRem:
 663             GV.FloatVal = ::fmodf(LHS.FloatVal,RHS.FloatVal); break;
 664         }
 665         break;
 666       case Type::DoubleTyID:
 667         switch (CE->getOpcode()) {
 668           default: llvm_unreachable("Invalid double opcode");
 669           case Instruction::FAdd:
 670             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal + RHS.DoubleVal; break;
 671           case Instruction::FSub:
 672             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal - RHS.DoubleVal; break;
 673           case Instruction::FMul:
 674             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal * RHS.DoubleVal; break;
 675           case Instruction::FDiv:
 676             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal / RHS.DoubleVal; break;
 677           case Instruction::FRem:
 678             GV.DoubleVal = ::fmod(LHS.DoubleVal,RHS.DoubleVal); break;
 679         }
 680         break;
 681       case Type::X86_FP80TyID:
 682       case Type::PPC_FP128TyID:
 683       case Type::FP128TyID: {
 684         APFloat apfLHS = APFloat(LHS.IntVal);
 685         switch (CE->getOpcode()) {
 686           default: llvm_unreachable("Invalid long double opcode");llvm_unreachable(0);
 687           case Instruction::FAdd:
 688             apfLHS.add(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 689             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 690             break;
 691           case Instruction::FSub:
 692             apfLHS.subtract(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 693             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 694             break;
 695           case Instruction::FMul:
 696             apfLHS.multiply(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 697             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 698             break;
 699           case Instruction::FDiv:
 700             apfLHS.divide(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 701             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 702             break;
 703           case Instruction::FRem:
 704             apfLHS.mod(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 705             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 706             break;
 707           }
 708         }
 709         break;
 710       }
 711       return GV;
 712     }
 713     default:
 714       break;
 715     }
 716     std::string msg;
 717     raw_string_ostream Msg(msg);
 718     Msg << "ConstantExpr not handled: " << *CE;
 719     llvm_report_error(Msg.str());
 720   }
 721
 722   GenericValue Result;
 723   switch (C->getType()->getTypeID()) {
 724   case Type::FloatTyID:
 725     Result.FloatVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToFloat();
 726     break;
 727   case Type::DoubleTyID:
 728     Result.DoubleVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToDouble();
 729     break;
 730   case Type::X86_FP80TyID:
 731   case Type::FP128TyID:
 732   case Type::PPC_FP128TyID:
 733     Result.IntVal = cast <ConstantFP>(C)->getValueAPF().bitcastToAPInt();
 734     break;
 735   case Type::IntegerTyID:
 736     Result.IntVal = cast<ConstantInt>(C)->getValue();
 737     break;
 738   case Type::PointerTyID:
 739     if (isa<ConstantPointerNull>(C))
 740       Result.PointerVal = 0;
 741     else if (const Function *F = dyn_cast<Function>(C))
 742       Result = PTOGV(getPointerToFunctionOrStub(const_cast<Function*>(F)));
 743     else if (const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
 744       Result = PTOGV(getOrEmitGlobalVariable(const_cast<GlobalVariable*>(GV)));
 745     else
 746       llvm_unreachable("Unknown constant pointer type!");
 747     break;
 748   default:
 749     std::string msg;
 750     raw_string_ostream Msg(msg);
 751     Msg << "ERROR: Constant unimplemented for type: " << *C->getType();
 752     llvm_report_error(Msg.str());
 753   }
 754   return Result;
 755 }
 756
 757 /// StoreIntToMemory - Fills the StoreBytes bytes of memory starting from Dst
 758 /// with the integer held in IntVal.
 759 static void StoreIntToMemory(const APInt &IntVal, uint8_t *Dst,
 760                              unsigned StoreBytes) {
 761   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= StoreBytes && "Integer too small!");
 762   uint8_t *Src = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 763
 764   if (sys::isLittleEndianHost())
 765     // Little-endian host - the source is ordered from LSB to MSB.  Order the
 766     // destination from LSB to MSB: Do a straight copy.
 767     memcpy(Dst, Src, StoreBytes);
 768   else {
 769     // Big-endian host - the source is an array of 64 bit words ordered from
 770     // LSW to MSW.  Each word is ordered from MSB to LSB.  Order the destination
 771     // from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in a word.
 772     while (StoreBytes > sizeof(uint64_t)) {
 773       StoreBytes -= sizeof(uint64_t);
 774       // May not be aligned so use memcpy.
 775       memcpy(Dst + StoreBytes, Src, sizeof(uint64_t));
 776       Src += sizeof(uint64_t);
 777     }
 778
 779     memcpy(Dst, Src + sizeof(uint64_t) - StoreBytes, StoreBytes);
 780   }
 781 }
 782
 783 /// StoreValueToMemory - Stores the data in Val of type Ty at address Ptr.  Ptr
 784 /// is the address of the memory at which to store Val, cast to GenericValue *.
 785 /// It is not a pointer to a GenericValue containing the address at which to
 786 /// store Val.
 787 void ExecutionEngine::StoreValueToMemory(const GenericValue &Val,
 788                                          GenericValue *Ptr, const Type *Ty) {
 789   const unsigned StoreBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 790
 791   switch (Ty->getTypeID()) {
 792   case Type::IntegerTyID:
 793     StoreIntToMemory(Val.IntVal, (uint8_t*)Ptr, StoreBytes);
 794     break;
 795   case Type::FloatTyID:
 796     *((float*)Ptr) = Val.FloatVal;
 797     break;
 798   case Type::DoubleTyID:
 799     *((double*)Ptr) = Val.DoubleVal;
 800     break;
 801   case Type::X86_FP80TyID:
 802     memcpy(Ptr, Val.IntVal.getRawData(), 10);
 803     break;
 804   case Type::PointerTyID:
 805     // Ensure 64 bit target pointers are fully initialized on 32 bit hosts.
 806     if (StoreBytes != sizeof(PointerTy))
 807       memset(Ptr, 0, StoreBytes);
 808
 809     *((PointerTy*)Ptr) = Val.PointerVal;
 810     break;
 811   default:
 812     cerr << "Cannot store value of type " << *Ty << "!\n";
 813   }
 814
 815   if (sys::isLittleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian())
 816     // Host and target are different endian - reverse the stored bytes.
 817     std::reverse((uint8_t*)Ptr, StoreBytes + (uint8_t*)Ptr);
 818 }
 819
 820 /// LoadIntFromMemory - Loads the integer stored in the LoadBytes bytes starting
 821 /// from Src into IntVal, which is assumed to be wide enough and to hold zero.
 822 static void LoadIntFromMemory(APInt &IntVal, uint8_t *Src, unsigned LoadBytes) {
 823   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= LoadBytes && "Integer too small!");
 824   uint8_t *Dst = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 825
 826   if (sys::isLittleEndianHost())
 827     // Little-endian host - the destination must be ordered from LSB to MSB.
 828     // The source is ordered from LSB to MSB: Do a straight copy.
 829     memcpy(Dst, Src, LoadBytes);
 830   else {
 831     // Big-endian - the destination is an array of 64 bit words ordered from
 832     // LSW to MSW.  Each word must be ordered from MSB to LSB.  The source is
 833     // ordered from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in
 834     // a word.
 835     while (LoadBytes > sizeof(uint64_t)) {
 836       LoadBytes -= sizeof(uint64_t);
 837       // May not be aligned so use memcpy.
 838       memcpy(Dst, Src + LoadBytes, sizeof(uint64_t));
 839       Dst += sizeof(uint64_t);
 840     }
 841
 842     memcpy(Dst + sizeof(uint64_t) - LoadBytes, Src, LoadBytes);
 843   }
 844 }
 845
 846 /// FIXME: document
 847 ///
 848 void ExecutionEngine::LoadValueFromMemory(GenericValue &Result,
 849                                           GenericValue *Ptr,
 850                                           const Type *Ty) {
 851   const unsigned LoadBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 852
 853   if (sys::isLittleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian()) {
 854     // Host and target are different endian - reverse copy the stored
 855     // bytes into a buffer, and load from that.
 856     uint8_t *Src = (uint8_t*)Ptr;
 857     uint8_t *Buf = (uint8_t*)alloca(LoadBytes);
 858     std::reverse_copy(Src, Src + LoadBytes, Buf);
 859     Ptr = (GenericValue*)Buf;
 860   }
 861
 862   switch (Ty->getTypeID()) {
 863   case Type::IntegerTyID:
 864     // An APInt with all words initially zero.
 865     Result.IntVal = APInt(cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(), 0);
 866     LoadIntFromMemory(Result.IntVal, (uint8_t*)Ptr, LoadBytes);
 867     break;
 868   case Type::FloatTyID:
 869     Result.FloatVal = *((float*)Ptr);
 870     break;
 871   case Type::DoubleTyID:
 872     Result.DoubleVal = *((double*)Ptr);
 873     break;
 874   case Type::PointerTyID:
 875     Result.PointerVal = *((PointerTy*)Ptr);
 876     break;
 877   case Type::X86_FP80TyID: {
 878     // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 879     // FIXME: Will not trap if loading a signaling NaN.
 880     uint64_t y[2];
 881     memcpy(y, Ptr, 10);
 882     Result.IntVal = APInt(80, 2, y);
 883     break;
 884   }
 885   default:
 886     std::string msg;
 887     raw_string_ostream Msg(msg);
 888     Msg << "Cannot load value of type " << *Ty << "!";
 889     llvm_report_error(Msg.str());
 890   }
 891 }
 892
 893 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 894 // specified memory location...
 895 //
 896 void ExecutionEngine::InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr) {
 897   DOUT << "JIT: Initializing " << Addr << " ";
 898   DEBUG(Init->dump());
 899   if (isa<UndefValue>(Init)) {
 900     return;
 901   } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Init)) {
 902     unsigned ElementSize =
 903       getTargetData()->getTypeAllocSize(CP->getType()->getElementType());
 904     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
 905       InitializeMemory(CP->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 906     return;
 907   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
 908     memset(Addr, 0, (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(Init->getType()));
 909     return;
 910   } else if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(Init)) {
 911     unsigned ElementSize =
 912       getTargetData()->getTypeAllocSize(CPA->getType()->getElementType());
 913     for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 914       InitializeMemory(CPA->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 915     return;
 916   } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(Init)) {
 917     const StructLayout *SL =
 918       getTargetData()->getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 919     for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 920       InitializeMemory(CPS->getOperand(i), (char*)Addr+SL->getElementOffset(i));
 921     return;
 922   } else if (Init->getType()->isFirstClassType()) {
 923     GenericValue Val = getConstantValue(Init);
 924     StoreValueToMemory(Val, (GenericValue*)Addr, Init->getType());
 925     return;
 926   }
 927
 928   cerr << "Bad Type: " << *Init->getType() << "\n";
 929   llvm_unreachable("Unknown constant type to initialize memory with!");
 930 }
 931
 932 /// EmitGlobals - Emit all of the global variables to memory, storing their
 933 /// addresses into GlobalAddress.  This must make sure to copy the contents of
 934 /// their initializers into the memory.
 935 ///
 936 void ExecutionEngine::emitGlobals() {
 937
 938   // Loop over all of the global variables in the program, allocating the memory
 939   // to hold them.  If there is more than one module, do a prepass over globals
 940   // to figure out how the different modules should link together.
 941   //
 942   std::map<std::pair<std::string, const Type*>,
 943            const GlobalValue*> LinkedGlobalsMap;
 944
 945   if (Modules.size() != 1) {
 946     for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 947       Module &M = *Modules[m]->getModule();
 948       for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(),
 949            E = M.global_end(); I != E; ++I) {
 950         const GlobalValue *GV = I;
 951         if (GV->hasLocalLinkage() || GV->isDeclaration() ||
 952             GV->hasAppendingLinkage() || !GV->hasName())
 953           continue;// Ignore external globals and globals with internal linkage.
 954
 955         const GlobalValue *&GVEntry =
 956           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 957
 958         // If this is the first time we've seen this global, it is the canonical
 959         // version.
 960         if (!GVEntry) {
 961           GVEntry = GV;
 962           continue;
 963         }
 964
 965         // If the existing global is strong, never replace it.
 966         if (GVEntry->hasExternalLinkage() ||
 967             GVEntry->hasDLLImportLinkage() ||
 968             GVEntry->hasDLLExportLinkage())
 969           continue;
 970
 971         // Otherwise, we know it's linkonce/weak, replace it if this is a strong
 972         // symbol.  FIXME is this right for common?
 973         if (GV->hasExternalLinkage() || GVEntry->hasExternalWeakLinkage())
 974           GVEntry = GV;
 975       }
 976     }
 977   }
 978
 979   std::vector<const GlobalValue*> NonCanonicalGlobals;
 980   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 981     Module &M = *Modules[m]->getModule();
 982     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 983          I != E; ++I) {
 984       // In the multi-module case, see what this global maps to.
 985       if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 986         if (const GlobalValue *GVEntry =
 987               LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())]) {
 988           // If something else is the canonical global, ignore this one.
 989           if (GVEntry != &*I) {
 990             NonCanonicalGlobals.push_back(I);
 991             continue;
 992           }
 993         }
 994       }
 995
 996       if (!I->isDeclaration()) {
 997         addGlobalMapping(I, getMemoryForGV(I));
 998       } else {
 999         // External variable reference. Try to use the dynamic loader to
1000         // get a pointer to it.
1001         if (void *SymAddr =
1002             sys::DynamicLibrary::SearchForAddressOfSymbol(I->getName()))
1003           addGlobalMapping(I, SymAddr);
1004         else {
1005           llvm_report_error("Could not resolve external global address: "
1006                             +I->getName());
1007         }
1008       }
1009     }
1010
1011     // If there are multiple modules, map the non-canonical globals to their
1012     // canonical location.
1013     if (!NonCanonicalGlobals.empty()) {
1014       for (unsigned i = 0, e = NonCanonicalGlobals.size(); i != e; ++i) {
1015         const GlobalValue *GV = NonCanonicalGlobals[i];
1016         const GlobalValue *CGV =
1017           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
1018         void *Ptr = getPointerToGlobalIfAvailable(CGV);
1019         assert(Ptr && "Canonical global wasn't codegen'd!");
1020         addGlobalMapping(GV, Ptr);
1021       }
1022     }
1023
1024     // Now that all of the globals are set up in memory, loop through them all
1025     // and initialize their contents.
1026     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
1027          I != E; ++I) {
1028       if (!I->isDeclaration()) {
1029         if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
1030           if (const GlobalValue *GVEntry =
1031                 LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())])
1032             if (GVEntry != &*I)  // Not the canonical variable.
1033               continue;
1034         }
1035         EmitGlobalVariable(I);
1036       }
1037     }
1038   }
1039 }
1040
1041 // EmitGlobalVariable - This method emits the specified global variable to the
1042 // address specified in GlobalAddresses, or allocates new memory if it's not
1043 // already in the map.
1044 void ExecutionEngine::EmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV) {
1045   void *GA = getPointerToGlobalIfAvailable(GV);
1046
1047   if (GA == 0) {
1048     // If it's not already specified, allocate memory for the global.
1049     GA = getMemoryForGV(GV);
1050     addGlobalMapping(GV, GA);
1051   }
1052
1053   // Don't initialize if it's thread local, let the client do it.
1054   if (!GV->isThreadLocal())
1055     InitializeMemory(GV->getInitializer(), GA);
1056
1057   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
1058   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(ElTy);
1059   NumInitBytes += (unsigned)GVSize;
1060   ++NumGlobals;
1061 }