lib/ExecutionEngine/ExecutionEngine.cpp

   1 //===-- ExecutionEngine.cpp - Common Implementation shared by EEs ---------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines the common interface used by the various execution engine
  11 // subclasses.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "jit"
  16 #include "llvm/Constants.h"
  17 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  18 #include "llvm/Module.h"
  19 #include "llvm/ModuleProvider.h"
  20 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  21 #include "llvm/Config/alloca.h"
  22 #include "llvm/ExecutionEngine/ExecutionEngine.h"
  23 #include "llvm/ExecutionEngine/GenericValue.h"
  24 #include "llvm/Support/Debug.h"
  25 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  26 #include "llvm/Support/MutexGuard.h"
  27 #include "llvm/System/DynamicLibrary.h"
  28 #include "llvm/System/Host.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  30 #include <cmath>
  31 #include <cstring>
  32 using namespace llvm;
  33
  34 STATISTIC(NumInitBytes, "Number of bytes of global vars initialized");
  35 STATISTIC(NumGlobals  , "Number of global vars initialized");
  36
  37 ExecutionEngine::EECtorFn ExecutionEngine::JITCtor = 0;
  38 ExecutionEngine::EECtorFn ExecutionEngine::InterpCtor = 0;
  39 ExecutionEngine::EERegisterFn ExecutionEngine::ExceptionTableRegister = 0;
  40
  41
  42 ExecutionEngine::ExecutionEngine(ModuleProvider *P) : LazyFunctionCreator(0) {
  43   LazyCompilationDisabled = false;
  44   GVCompilationDisabled   = false;
  45   SymbolSearchingDisabled = false;
  46   DlsymStubsEnabled       = false;
  47   Modules.push_back(P);
  48   assert(P && "ModuleProvider is null?");
  49 }
  50
  51 ExecutionEngine::~ExecutionEngine() {
  52   clearAllGlobalMappings();
  53   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i)
  54     delete Modules[i];
  55 }
  56
  57 char* ExecutionEngine::getMemoryForGV(const GlobalVariable* GV) {
  58   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
  59   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(ElTy);
  60   return new char[GVSize];
  61 }
  62
  63 /// removeModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules.
  64 /// Relases the Module from the ModuleProvider, materializing it in the
  65 /// process, and returns the materialized Module.
  66 Module* ExecutionEngine::removeModuleProvider(ModuleProvider *P,
  67                                               std::string *ErrInfo) {
  68   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
  69         E = Modules.end(); I != E; ++I) {
  70     ModuleProvider *MP = *I;
  71     if (MP == P) {
  72       Modules.erase(I);
  73       clearGlobalMappingsFromModule(MP->getModule());
  74       return MP->releaseModule(ErrInfo);
  75     }
  76   }
  77   return NULL;
  78 }
  79
  80 /// deleteModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules,
  81 /// and deletes the ModuleProvider and owned Module.  Avoids materializing
  82 /// the underlying module.
  83 void ExecutionEngine::deleteModuleProvider(ModuleProvider *P,
  84                                            std::string *ErrInfo) {
  85   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
  86       E = Modules.end(); I != E; ++I) {
  87     ModuleProvider *MP = *I;
  88     if (MP == P) {
  89       Modules.erase(I);
  90       clearGlobalMappingsFromModule(MP->getModule());
  91       delete MP;
  92       return;
  93     }
  94   }
  95 }
  96
  97 /// FindFunctionNamed - Search all of the active modules to find the one that
  98 /// defines FnName.  This is very slow operation and shouldn't be used for
  99 /// general code.
 100 Function *ExecutionEngine::FindFunctionNamed(const char *FnName) {
 101   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i) {
 102     if (Function *F = Modules[i]->getModule()->getFunction(FnName))
 103       return F;
 104   }
 105   return 0;
 106 }
 107
 108
 109 /// addGlobalMapping - Tell the execution engine that the specified global is
 110 /// at the specified location.  This is used internally as functions are JIT'd
 111 /// and as global variables are laid out in memory.  It can and should also be
 112 /// used by clients of the EE that want to have an LLVM global overlay
 113 /// existing data in memory.
 114 void ExecutionEngine::addGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
 115   MutexGuard locked(lock);
 116
 117   DOUT << "JIT: Map \'" << GV->getNameStart() << "\' to [" << Addr << "]\n";
 118   void *&CurVal = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 119   assert((CurVal == 0 || Addr == 0) && "GlobalMapping already established!");
 120   CurVal = Addr;
 121
 122   // If we are using the reverse mapping, add it too
 123   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 124     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 125     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 126     V = GV;
 127   }
 128 }
 129
 130 /// clearAllGlobalMappings - Clear all global mappings and start over again
 131 /// use in dynamic compilation scenarios when you want to move globals
 132 void ExecutionEngine::clearAllGlobalMappings() {
 133   MutexGuard locked(lock);
 134
 135   state.getGlobalAddressMap(locked).clear();
 136   state.getGlobalAddressReverseMap(locked).clear();
 137 }
 138
 139 /// clearGlobalMappingsFromModule - Clear all global mappings that came from a
 140 /// particular module, because it has been removed from the JIT.
 141 void ExecutionEngine::clearGlobalMappingsFromModule(Module *M) {
 142   MutexGuard locked(lock);
 143
 144   for (Module::iterator FI = M->begin(), FE = M->end(); FI != FE; ++FI) {
 145     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(FI);
 146     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(FI);
 147   }
 148   for (Module::global_iterator GI = M->global_begin(), GE = M->global_end();
 149        GI != GE; ++GI) {
 150     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(GI);
 151     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(GI);
 152   }
 153 }
 154
 155 /// updateGlobalMapping - Replace an existing mapping for GV with a new
 156 /// address.  This updates both maps as required.  If "Addr" is null, the
 157 /// entry for the global is removed from the mappings.
 158 void *ExecutionEngine::updateGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
 159   MutexGuard locked(lock);
 160
 161   std::map<const GlobalValue*, void *> &Map = state.getGlobalAddressMap(locked);
 162
 163   // Deleting from the mapping?
 164   if (Addr == 0) {
 165     std::map<const GlobalValue*, void *>::iterator I = Map.find(GV);
 166     void *OldVal;
 167     if (I == Map.end())
 168       OldVal = 0;
 169     else {
 170       OldVal = I->second;
 171       Map.erase(I);
 172     }
 173
 174     if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 175       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(Addr);
 176     return OldVal;
 177   }
 178
 179   void *&CurVal = Map[GV];
 180   void *OldVal = CurVal;
 181
 182   if (CurVal && !state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 183     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(CurVal);
 184   CurVal = Addr;
 185
 186   // If we are using the reverse mapping, add it too
 187   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 188     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 189     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 190     V = GV;
 191   }
 192   return OldVal;
 193 }
 194
 195 /// getPointerToGlobalIfAvailable - This returns the address of the specified
 196 /// global value if it is has already been codegen'd, otherwise it returns null.
 197 ///
 198 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobalIfAvailable(const GlobalValue *GV) {
 199   MutexGuard locked(lock);
 200
 201   std::map<const GlobalValue*, void*>::iterator I =
 202   state.getGlobalAddressMap(locked).find(GV);
 203   return I != state.getGlobalAddressMap(locked).end() ? I->second : 0;
 204 }
 205
 206 /// getGlobalValueAtAddress - Return the LLVM global value object that starts
 207 /// at the specified address.
 208 ///
 209 const GlobalValue *ExecutionEngine::getGlobalValueAtAddress(void *Addr) {
 210   MutexGuard locked(lock);
 211
 212   // If we haven't computed the reverse mapping yet, do so first.
 213   if (state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 214     for (std::map<const GlobalValue*, void *>::iterator
 215          I = state.getGlobalAddressMap(locked).begin(),
 216          E = state.getGlobalAddressMap(locked).end(); I != E; ++I)
 217       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).insert(std::make_pair(I->second,
 218                                                                      I->first));
 219   }
 220
 221   std::map<void *, const GlobalValue*>::iterator I =
 222     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).find(Addr);
 223   return I != state.getGlobalAddressReverseMap(locked).end() ? I->second : 0;
 224 }
 225
 226 // CreateArgv - Turn a vector of strings into a nice argv style array of
 227 // pointers to null terminated strings.
 228 //
 229 static void *CreateArgv(ExecutionEngine *EE,
 230                         const std::vector<std::string> &InputArgv) {
 231   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 232   char *Result = new char[(InputArgv.size()+1)*PtrSize];
 233
 234   DOUT << "JIT: ARGV = " << (void*)Result << "\n";
 235   const Type *SBytePtr = PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty);
 236
 237   for (unsigned i = 0; i != InputArgv.size(); ++i) {
 238     unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
 239     char *Dest = new char[Size];
 240     DOUT << "JIT: ARGV[" << i << "] = " << (void*)Dest << "\n";
 241
 242     std::copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
 243     Dest[Size-1] = 0;
 244
 245     // Endian safe: Result[i] = (PointerTy)Dest;
 246     EE->StoreValueToMemory(PTOGV(Dest), (GenericValue*)(Result+i*PtrSize),
 247                            SBytePtr);
 248   }
 249
 250   // Null terminate it
 251   EE->StoreValueToMemory(PTOGV(0),
 252                          (GenericValue*)(Result+InputArgv.size()*PtrSize),
 253                          SBytePtr);
 254   return Result;
 255 }
 256
 257
 258 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 259 /// the static constructors or destructors for a module, depending on the
 260 /// value of isDtors.
 261 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(Module *module, bool isDtors) {
 262   const char *Name = isDtors ? "llvm.global_dtors" : "llvm.global_ctors";
 263
 264   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 265
 266  GlobalVariable *GV = module->getNamedGlobal(Name);
 267
 268  // If this global has internal linkage, or if it has a use, then it must be
 269  // an old-style (llvmgcc3) static ctor with __main linked in and in use.  If
 270  // this is the case, don't execute any of the global ctors, __main will do
 271  // it.
 272  if (!GV || GV->isDeclaration() || GV->hasLocalLinkage()) return;
 273
 274  // Should be an array of '{ int, void ()* }' structs.  The first value is
 275  // the init priority, which we ignore.
 276  ConstantArray *InitList = dyn_cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
 277  if (!InitList) return;
 278  for (unsigned i = 0, e = InitList->getNumOperands(); i != e; ++i)
 279    if (ConstantStruct *CS =
 280        dyn_cast<ConstantStruct>(InitList->getOperand(i))) {
 281      if (CS->getNumOperands() != 2) return; // Not array of 2-element structs.
 282
 283      Constant *FP = CS->getOperand(1);
 284      if (FP->isNullValue())
 285        break;  // Found a null terminator, exit.
 286
 287      if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(FP))
 288        if (CE->isCast())
 289          FP = CE->getOperand(0);
 290      if (Function *F = dyn_cast<Function>(FP)) {
 291        // Execute the ctor/dtor function!
 292        runFunction(F, std::vector<GenericValue>());
 293      }
 294    }
 295 }
 296
 297 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 298 /// the static constructors or destructors for a program, depending on the
 299 /// value of isDtors.
 300 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors) {
 301   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 302   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m)
 303     runStaticConstructorsDestructors(Modules[m]->getModule(), isDtors);
 304 }
 305
 306 #ifndef NDEBUG
 307 /// isTargetNullPtr - Return whether the target pointer stored at Loc is null.
 308 static bool isTargetNullPtr(ExecutionEngine *EE, void *Loc) {
 309   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 310   for (unsigned i = 0; i < PtrSize; ++i)
 311     if (*(i + (uint8_t*)Loc))
 312       return false;
 313   return true;
 314 }
 315 #endif
 316
 317 /// runFunctionAsMain - This is a helper function which wraps runFunction to
 318 /// handle the common task of starting up main with the specified argc, argv,
 319 /// and envp parameters.
 320 int ExecutionEngine::runFunctionAsMain(Function *Fn,
 321                                        const std::vector<std::string> &argv,
 322                                        const char * const * envp) {
 323   std::vector<GenericValue> GVArgs;
 324   GenericValue GVArgc;
 325   GVArgc.IntVal = APInt(32, argv.size());
 326
 327   // Check main() type
 328   unsigned NumArgs = Fn->getFunctionType()->getNumParams();
 329   const FunctionType *FTy = Fn->getFunctionType();
 330   const Type* PPInt8Ty =
 331     PointerType::getUnqual(PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty));
 332   switch (NumArgs) {
 333   case 3:
 334    if (FTy->getParamType(2) != PPInt8Ty) {
 335      cerr << "Invalid type for third argument of main() supplied\n";
 336      abort();
 337    }
 338    // FALLS THROUGH
 339   case 2:
 340    if (FTy->getParamType(1) != PPInt8Ty) {
 341      cerr << "Invalid type for second argument of main() supplied\n";
 342      abort();
 343    }
 344    // FALLS THROUGH
 345   case 1:
 346    if (FTy->getParamType(0) != Type::Int32Ty) {
 347      cerr << "Invalid type for first argument of main() supplied\n";
 348      abort();
 349    }
 350    // FALLS THROUGH
 351   case 0:
 352    if (!isa<IntegerType>(FTy->getReturnType()) &&
 353        FTy->getReturnType() != Type::VoidTy) {
 354      cerr << "Invalid return type of main() supplied\n";
 355      abort();
 356    }
 357    break;
 358   default:
 359    cerr << "Invalid number of arguments of main() supplied\n";
 360    abort();
 361   }
 362
 363   if (NumArgs) {
 364     GVArgs.push_back(GVArgc); // Arg #0 = argc.
 365     if (NumArgs > 1) {
 366       GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, argv))); // Arg #1 = argv.
 367       assert(!isTargetNullPtr(this, GVTOP(GVArgs[1])) &&
 368              "argv[0] was null after CreateArgv");
 369       if (NumArgs > 2) {
 370         std::vector<std::string> EnvVars;
 371         for (unsigned i = 0; envp[i]; ++i)
 372           EnvVars.push_back(envp[i]);
 373         GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, EnvVars))); // Arg #2 = envp.
 374       }
 375     }
 376   }
 377   return runFunction(Fn, GVArgs).IntVal.getZExtValue();
 378 }
 379
 380 /// If possible, create a JIT, unless the caller specifically requests an
 381 /// Interpreter or there's an error. If even an Interpreter cannot be created,
 382 /// NULL is returned.
 383 ///
 384 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(ModuleProvider *MP,
 385                                          bool ForceInterpreter,
 386                                          std::string *ErrorStr,
 387                                          CodeGenOpt::Level OptLevel) {
 388   ExecutionEngine *EE = 0;
 389
 390   // Make sure we can resolve symbols in the program as well. The zero arg
 391   // to the function tells DynamicLibrary to load the program, not a library.
 392   if (sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently(0, ErrorStr))
 393     return 0;
 394
 395   // Unless the interpreter was explicitly selected, try making a JIT.
 396   if (!ForceInterpreter && JITCtor)
 397     EE = JITCtor(MP, ErrorStr, OptLevel);
 398
 399   // If we can't make a JIT, make an interpreter instead.
 400   if (EE == 0 && InterpCtor)
 401     EE = InterpCtor(MP, ErrorStr, OptLevel);
 402
 403   return EE;
 404 }
 405
 406 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(Module *M) {
 407   return create(new ExistingModuleProvider(M));
 408 }
 409
 410 /// getPointerToGlobal - This returns the address of the specified global
 411 /// value.  This may involve code generation if it's a function.
 412 ///
 413 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV) {
 414   if (Function *F = const_cast<Function*>(dyn_cast<Function>(GV)))
 415     return getPointerToFunction(F);
 416
 417   MutexGuard locked(lock);
 418   void *p = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 419   if (p)
 420     return p;
 421
 422   // Global variable might have been added since interpreter started.
 423   if (GlobalVariable *GVar =
 424           const_cast<GlobalVariable *>(dyn_cast<GlobalVariable>(GV)))
 425     EmitGlobalVariable(GVar);
 426   else
 427     assert(0 && "Global hasn't had an address allocated yet!");
 428   return state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 429 }
 430
 431 /// This function converts a Constant* into a GenericValue. The interesting
 432 /// part is if C is a ConstantExpr.
 433 /// @brief Get a GenericValue for a Constant*
 434 GenericValue ExecutionEngine::getConstantValue(const Constant *C) {
 435   // If its undefined, return the garbage.
 436   if (isa<UndefValue>(C))
 437     return GenericValue();
 438
 439   // If the value is a ConstantExpr
 440   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 441     Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
 442     switch (CE->getOpcode()) {
 443     case Instruction::GetElementPtr: {
 444       // Compute the index
 445       GenericValue Result = getConstantValue(Op0);
 446       SmallVector<Value*, 8> Indices(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
 447       uint64_t Offset =
 448         TD->getIndexedOffset(Op0->getType(), &Indices[0], Indices.size());
 449
 450       char* tmp = (char*) Result.PointerVal;
 451       Result = PTOGV(tmp + Offset);
 452       return Result;
 453     }
 454     case Instruction::Trunc: {
 455       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 456       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 457       GV.IntVal = GV.IntVal.trunc(BitWidth);
 458       return GV;
 459     }
 460     case Instruction::ZExt: {
 461       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 462       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 463       GV.IntVal = GV.IntVal.zext(BitWidth);
 464       return GV;
 465     }
 466     case Instruction::SExt: {
 467       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 468       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 469       GV.IntVal = GV.IntVal.sext(BitWidth);
 470       return GV;
 471     }
 472     case Instruction::FPTrunc: {
 473       // FIXME long double
 474       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 475       GV.FloatVal = float(GV.DoubleVal);
 476       return GV;
 477     }
 478     case Instruction::FPExt:{
 479       // FIXME long double
 480       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 481       GV.DoubleVal = double(GV.FloatVal);
 482       return GV;
 483     }
 484     case Instruction::UIToFP: {
 485       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 486       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 487         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.roundToDouble());
 488       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 489         GV.DoubleVal = GV.IntVal.roundToDouble();
 490       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 491         const uint64_t zero[] = {0, 0};
 492         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 493         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 494                                    false,
 495                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 496         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
 497       }
 498       return GV;
 499     }
 500     case Instruction::SIToFP: {
 501       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 502       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 503         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.signedRoundToDouble());
 504       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 505         GV.DoubleVal = GV.IntVal.signedRoundToDouble();
 506       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 507         const uint64_t zero[] = { 0, 0};
 508         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 509         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 510                                    true,
 511                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 512         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
 513       }
 514       return GV;
 515     }
 516     case Instruction::FPToUI: // double->APInt conversion handles sign
 517     case Instruction::FPToSI: {
 518       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 519       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 520       if (Op0->getType() == Type::FloatTy)
 521         GV.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(GV.FloatVal, BitWidth);
 522       else if (Op0->getType() == Type::DoubleTy)
 523         GV.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(GV.DoubleVal, BitWidth);
 524       else if (Op0->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 525         APFloat apf = APFloat(GV.IntVal);
 526         uint64_t v;
 527         bool ignored;
 528         (void)apf.convertToInteger(&v, BitWidth,
 529                                    CE->getOpcode()==Instruction::FPToSI,
 530                                    APFloat::rmTowardZero, &ignored);
 531         GV.IntVal = v; // endian?
 532       }
 533       return GV;
 534     }
 535     case Instruction::PtrToInt: {
 536       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 537       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 538       GV.IntVal = APInt(PtrWidth, uintptr_t(GV.PointerVal));
 539       return GV;
 540     }
 541     case Instruction::IntToPtr: {
 542       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 543       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 544       if (PtrWidth != GV.IntVal.getBitWidth())
 545         GV.IntVal = GV.IntVal.zextOrTrunc(PtrWidth);
 546       assert(GV.IntVal.getBitWidth() <= 64 && "Bad pointer width");
 547       GV.PointerVal = PointerTy(uintptr_t(GV.IntVal.getZExtValue()));
 548       return GV;
 549     }
 550     case Instruction::BitCast: {
 551       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 552       const Type* DestTy = CE->getType();
 553       switch (Op0->getType()->getTypeID()) {
 554         default: assert(0 && "Invalid bitcast operand");
 555         case Type::IntegerTyID:
 556           assert(DestTy->isFloatingPoint() && "invalid bitcast");
 557           if (DestTy == Type::FloatTy)
 558             GV.FloatVal = GV.IntVal.bitsToFloat();
 559           else if (DestTy == Type::DoubleTy)
 560             GV.DoubleVal = GV.IntVal.bitsToDouble();
 561           break;
 562         case Type::FloatTyID:
 563           assert(DestTy == Type::Int32Ty && "Invalid bitcast");
 564           GV.IntVal.floatToBits(GV.FloatVal);
 565           break;
 566         case Type::DoubleTyID:
 567           assert(DestTy == Type::Int64Ty && "Invalid bitcast");
 568           GV.IntVal.doubleToBits(GV.DoubleVal);
 569           break;
 570         case Type::PointerTyID:
 571           assert(isa<PointerType>(DestTy) && "Invalid bitcast");
 572           break; // getConstantValue(Op0)  above already converted it
 573       }
 574       return GV;
 575     }
 576     case Instruction::Add:
 577     case Instruction::FAdd:
 578     case Instruction::Sub:
 579     case Instruction::FSub:
 580     case Instruction::Mul:
 581     case Instruction::FMul:
 582     case Instruction::UDiv:
 583     case Instruction::SDiv:
 584     case Instruction::URem:
 585     case Instruction::SRem:
 586     case Instruction::And:
 587     case Instruction::Or:
 588     case Instruction::Xor: {
 589       GenericValue LHS = getConstantValue(Op0);
 590       GenericValue RHS = getConstantValue(CE->getOperand(1));
 591       GenericValue GV;
 592       switch (CE->getOperand(0)->getType()->getTypeID()) {
 593       default: assert(0 && "Bad add type!"); abort();
 594       case Type::IntegerTyID:
 595         switch (CE->getOpcode()) {
 596           default: assert(0 && "Invalid integer opcode");
 597           case Instruction::Add: GV.IntVal = LHS.IntVal + RHS.IntVal; break;
 598           case Instruction::Sub: GV.IntVal = LHS.IntVal - RHS.IntVal; break;
 599           case Instruction::Mul: GV.IntVal = LHS.IntVal * RHS.IntVal; break;
 600           case Instruction::UDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.udiv(RHS.IntVal); break;
 601           case Instruction::SDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.sdiv(RHS.IntVal); break;
 602           case Instruction::URem:GV.IntVal = LHS.IntVal.urem(RHS.IntVal); break;
 603           case Instruction::SRem:GV.IntVal = LHS.IntVal.srem(RHS.IntVal); break;
 604           case Instruction::And: GV.IntVal = LHS.IntVal & RHS.IntVal; break;
 605           case Instruction::Or:  GV.IntVal = LHS.IntVal | RHS.IntVal; break;
 606           case Instruction::Xor: GV.IntVal = LHS.IntVal ^ RHS.IntVal; break;
 607         }
 608         break;
 609       case Type::FloatTyID:
 610         switch (CE->getOpcode()) {
 611           default: assert(0 && "Invalid float opcode"); abort();
 612           case Instruction::FAdd:
 613             GV.FloatVal = LHS.FloatVal + RHS.FloatVal; break;
 614           case Instruction::FSub:
 615             GV.FloatVal = LHS.FloatVal - RHS.FloatVal; break;
 616           case Instruction::FMul:
 617             GV.FloatVal = LHS.FloatVal * RHS.FloatVal; break;
 618           case Instruction::FDiv:
 619             GV.FloatVal = LHS.FloatVal / RHS.FloatVal; break;
 620           case Instruction::FRem:
 621             GV.FloatVal = ::fmodf(LHS.FloatVal,RHS.FloatVal); break;
 622         }
 623         break;
 624       case Type::DoubleTyID:
 625         switch (CE->getOpcode()) {
 626           default: assert(0 && "Invalid double opcode"); abort();
 627           case Instruction::FAdd:
 628             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal + RHS.DoubleVal; break;
 629           case Instruction::FSub:
 630             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal - RHS.DoubleVal; break;
 631           case Instruction::FMul:
 632             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal * RHS.DoubleVal; break;
 633           case Instruction::FDiv:
 634             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal / RHS.DoubleVal; break;
 635           case Instruction::FRem:
 636             GV.DoubleVal = ::fmod(LHS.DoubleVal,RHS.DoubleVal); break;
 637         }
 638         break;
 639       case Type::X86_FP80TyID:
 640       case Type::PPC_FP128TyID:
 641       case Type::FP128TyID: {
 642         APFloat apfLHS = APFloat(LHS.IntVal);
 643         switch (CE->getOpcode()) {
 644           default: assert(0 && "Invalid long double opcode");llvm_unreachable();
 645           case Instruction::FAdd:
 646             apfLHS.add(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 647             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 648             break;
 649           case Instruction::FSub:
 650             apfLHS.subtract(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 651             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 652             break;
 653           case Instruction::FMul:
 654             apfLHS.multiply(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 655             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 656             break;
 657           case Instruction::FDiv:
 658             apfLHS.divide(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 659             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 660             break;
 661           case Instruction::FRem:
 662             apfLHS.mod(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 663             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 664             break;
 665           }
 666         }
 667         break;
 668       }
 669       return GV;
 670     }
 671     default:
 672       break;
 673     }
 674     cerr << "ConstantExpr not handled: " << *CE << "\n";
 675     abort();
 676   }
 677
 678   GenericValue Result;
 679   switch (C->getType()->getTypeID()) {
 680   case Type::FloatTyID:
 681     Result.FloatVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToFloat();
 682     break;
 683   case Type::DoubleTyID:
 684     Result.DoubleVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToDouble();
 685     break;
 686   case Type::X86_FP80TyID:
 687   case Type::FP128TyID:
 688   case Type::PPC_FP128TyID:
 689     Result.IntVal = cast <ConstantFP>(C)->getValueAPF().bitcastToAPInt();
 690     break;
 691   case Type::IntegerTyID:
 692     Result.IntVal = cast<ConstantInt>(C)->getValue();
 693     break;
 694   case Type::PointerTyID:
 695     if (isa<ConstantPointerNull>(C))
 696       Result.PointerVal = 0;
 697     else if (const Function *F = dyn_cast<Function>(C))
 698       Result = PTOGV(getPointerToFunctionOrStub(const_cast<Function*>(F)));
 699     else if (const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
 700       Result = PTOGV(getOrEmitGlobalVariable(const_cast<GlobalVariable*>(GV)));
 701     else
 702       assert(0 && "Unknown constant pointer type!");
 703     break;
 704   default:
 705     cerr << "ERROR: Constant unimplemented for type: " << *C->getType() << "\n";
 706     abort();
 707   }
 708   return Result;
 709 }
 710
 711 /// StoreIntToMemory - Fills the StoreBytes bytes of memory starting from Dst
 712 /// with the integer held in IntVal.
 713 static void StoreIntToMemory(const APInt &IntVal, uint8_t *Dst,
 714                              unsigned StoreBytes) {
 715   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= StoreBytes && "Integer too small!");
 716   uint8_t *Src = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 717
 718   if (sys::isLittleEndianHost())
 719     // Little-endian host - the source is ordered from LSB to MSB.  Order the
 720     // destination from LSB to MSB: Do a straight copy.
 721     memcpy(Dst, Src, StoreBytes);
 722   else {
 723     // Big-endian host - the source is an array of 64 bit words ordered from
 724     // LSW to MSW.  Each word is ordered from MSB to LSB.  Order the destination
 725     // from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in a word.
 726     while (StoreBytes > sizeof(uint64_t)) {
 727       StoreBytes -= sizeof(uint64_t);
 728       // May not be aligned so use memcpy.
 729       memcpy(Dst + StoreBytes, Src, sizeof(uint64_t));
 730       Src += sizeof(uint64_t);
 731     }
 732
 733     memcpy(Dst, Src + sizeof(uint64_t) - StoreBytes, StoreBytes);
 734   }
 735 }
 736
 737 /// StoreValueToMemory - Stores the data in Val of type Ty at address Ptr.  Ptr
 738 /// is the address of the memory at which to store Val, cast to GenericValue *.
 739 /// It is not a pointer to a GenericValue containing the address at which to
 740 /// store Val.
 741 void ExecutionEngine::StoreValueToMemory(const GenericValue &Val,
 742                                          GenericValue *Ptr, const Type *Ty) {
 743   const unsigned StoreBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 744
 745   switch (Ty->getTypeID()) {
 746   case Type::IntegerTyID:
 747     StoreIntToMemory(Val.IntVal, (uint8_t*)Ptr, StoreBytes);
 748     break;
 749   case Type::FloatTyID:
 750     *((float*)Ptr) = Val.FloatVal;
 751     break;
 752   case Type::DoubleTyID:
 753     *((double*)Ptr) = Val.DoubleVal;
 754     break;
 755   case Type::X86_FP80TyID:
 756     memcpy(Ptr, Val.IntVal.getRawData(), 10);
 757     break;
 758   case Type::PointerTyID:
 759     // Ensure 64 bit target pointers are fully initialized on 32 bit hosts.
 760     if (StoreBytes != sizeof(PointerTy))
 761       memset(Ptr, 0, StoreBytes);
 762
 763     *((PointerTy*)Ptr) = Val.PointerVal;
 764     break;
 765   default:
 766     cerr << "Cannot store value of type " << *Ty << "!\n";
 767   }
 768
 769   if (sys::isLittleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian())
 770     // Host and target are different endian - reverse the stored bytes.
 771     std::reverse((uint8_t*)Ptr, StoreBytes + (uint8_t*)Ptr);
 772 }
 773
 774 /// LoadIntFromMemory - Loads the integer stored in the LoadBytes bytes starting
 775 /// from Src into IntVal, which is assumed to be wide enough and to hold zero.
 776 static void LoadIntFromMemory(APInt &IntVal, uint8_t *Src, unsigned LoadBytes) {
 777   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= LoadBytes && "Integer too small!");
 778   uint8_t *Dst = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 779
 780   if (sys::isLittleEndianHost())
 781     // Little-endian host - the destination must be ordered from LSB to MSB.
 782     // The source is ordered from LSB to MSB: Do a straight copy.
 783     memcpy(Dst, Src, LoadBytes);
 784   else {
 785     // Big-endian - the destination is an array of 64 bit words ordered from
 786     // LSW to MSW.  Each word must be ordered from MSB to LSB.  The source is
 787     // ordered from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in
 788     // a word.
 789     while (LoadBytes > sizeof(uint64_t)) {
 790       LoadBytes -= sizeof(uint64_t);
 791       // May not be aligned so use memcpy.
 792       memcpy(Dst, Src + LoadBytes, sizeof(uint64_t));
 793       Dst += sizeof(uint64_t);
 794     }
 795
 796     memcpy(Dst + sizeof(uint64_t) - LoadBytes, Src, LoadBytes);
 797   }
 798 }
 799
 800 /// FIXME: document
 801 ///
 802 void ExecutionEngine::LoadValueFromMemory(GenericValue &Result,
 803                                           GenericValue *Ptr,
 804                                           const Type *Ty) {
 805   const unsigned LoadBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 806
 807   if (sys::isLittleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian()) {
 808     // Host and target are different endian - reverse copy the stored
 809     // bytes into a buffer, and load from that.
 810     uint8_t *Src = (uint8_t*)Ptr;
 811     uint8_t *Buf = (uint8_t*)alloca(LoadBytes);
 812     std::reverse_copy(Src, Src + LoadBytes, Buf);
 813     Ptr = (GenericValue*)Buf;
 814   }
 815
 816   switch (Ty->getTypeID()) {
 817   case Type::IntegerTyID:
 818     // An APInt with all words initially zero.
 819     Result.IntVal = APInt(cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(), 0);
 820     LoadIntFromMemory(Result.IntVal, (uint8_t*)Ptr, LoadBytes);
 821     break;
 822   case Type::FloatTyID:
 823     Result.FloatVal = *((float*)Ptr);
 824     break;
 825   case Type::DoubleTyID:
 826     Result.DoubleVal = *((double*)Ptr);
 827     break;
 828   case Type::PointerTyID:
 829     Result.PointerVal = *((PointerTy*)Ptr);
 830     break;
 831   case Type::X86_FP80TyID: {
 832     // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 833     // FIXME: Will not trap if loading a signaling NaN.
 834     uint64_t y[2];
 835     memcpy(y, Ptr, 10);
 836     Result.IntVal = APInt(80, 2, y);
 837     break;
 838   }
 839   default:
 840     cerr << "Cannot load value of type " << *Ty << "!\n";
 841     abort();
 842   }
 843 }
 844
 845 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 846 // specified memory location...
 847 //
 848 void ExecutionEngine::InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr) {
 849   DOUT << "JIT: Initializing " << Addr << " ";
 850   DEBUG(Init->dump());
 851   if (isa<UndefValue>(Init)) {
 852     return;
 853   } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Init)) {
 854     unsigned ElementSize =
 855       getTargetData()->getTypeAllocSize(CP->getType()->getElementType());
 856     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
 857       InitializeMemory(CP->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 858     return;
 859   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
 860     memset(Addr, 0, (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(Init->getType()));
 861     return;
 862   } else if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(Init)) {
 863     unsigned ElementSize =
 864       getTargetData()->getTypeAllocSize(CPA->getType()->getElementType());
 865     for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 866       InitializeMemory(CPA->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 867     return;
 868   } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(Init)) {
 869     const StructLayout *SL =
 870       getTargetData()->getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 871     for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 872       InitializeMemory(CPS->getOperand(i), (char*)Addr+SL->getElementOffset(i));
 873     return;
 874   } else if (Init->getType()->isFirstClassType()) {
 875     GenericValue Val = getConstantValue(Init);
 876     StoreValueToMemory(Val, (GenericValue*)Addr, Init->getType());
 877     return;
 878   }
 879
 880   cerr << "Bad Type: " << *Init->getType() << "\n";
 881   assert(0 && "Unknown constant type to initialize memory with!");
 882 }
 883
 884 /// EmitGlobals - Emit all of the global variables to memory, storing their
 885 /// addresses into GlobalAddress.  This must make sure to copy the contents of
 886 /// their initializers into the memory.
 887 ///
 888 void ExecutionEngine::emitGlobals() {
 889
 890   // Loop over all of the global variables in the program, allocating the memory
 891   // to hold them.  If there is more than one module, do a prepass over globals
 892   // to figure out how the different modules should link together.
 893   //
 894   std::map<std::pair<std::string, const Type*>,
 895            const GlobalValue*> LinkedGlobalsMap;
 896
 897   if (Modules.size() != 1) {
 898     for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 899       Module &M = *Modules[m]->getModule();
 900       for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(),
 901            E = M.global_end(); I != E; ++I) {
 902         const GlobalValue *GV = I;
 903         if (GV->hasLocalLinkage() || GV->isDeclaration() ||
 904             GV->hasAppendingLinkage() || !GV->hasName())
 905           continue;// Ignore external globals and globals with internal linkage.
 906
 907         const GlobalValue *&GVEntry =
 908           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 909
 910         // If this is the first time we've seen this global, it is the canonical
 911         // version.
 912         if (!GVEntry) {
 913           GVEntry = GV;
 914           continue;
 915         }
 916
 917         // If the existing global is strong, never replace it.
 918         if (GVEntry->hasExternalLinkage() ||
 919             GVEntry->hasDLLImportLinkage() ||
 920             GVEntry->hasDLLExportLinkage())
 921           continue;
 922
 923         // Otherwise, we know it's linkonce/weak, replace it if this is a strong
 924         // symbol.  FIXME is this right for common?
 925         if (GV->hasExternalLinkage() || GVEntry->hasExternalWeakLinkage())
 926           GVEntry = GV;
 927       }
 928     }
 929   }
 930
 931   std::vector<const GlobalValue*> NonCanonicalGlobals;
 932   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 933     Module &M = *Modules[m]->getModule();
 934     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 935          I != E; ++I) {
 936       // In the multi-module case, see what this global maps to.
 937       if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 938         if (const GlobalValue *GVEntry =
 939               LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())]) {
 940           // If something else is the canonical global, ignore this one.
 941           if (GVEntry != &*I) {
 942             NonCanonicalGlobals.push_back(I);
 943             continue;
 944           }
 945         }
 946       }
 947
 948       if (!I->isDeclaration()) {
 949         addGlobalMapping(I, getMemoryForGV(I));
 950       } else {
 951         // External variable reference. Try to use the dynamic loader to
 952         // get a pointer to it.
 953         if (void *SymAddr =
 954             sys::DynamicLibrary::SearchForAddressOfSymbol(I->getName().c_str()))
 955           addGlobalMapping(I, SymAddr);
 956         else {
 957           llvm_report_error("Could not resolve external global address: "
 958                             +I->getName());
 959         }
 960       }
 961     }
 962
 963     // If there are multiple modules, map the non-canonical globals to their
 964     // canonical location.
 965     if (!NonCanonicalGlobals.empty()) {
 966       for (unsigned i = 0, e = NonCanonicalGlobals.size(); i != e; ++i) {
 967         const GlobalValue *GV = NonCanonicalGlobals[i];
 968         const GlobalValue *CGV =
 969           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 970         void *Ptr = getPointerToGlobalIfAvailable(CGV);
 971         assert(Ptr && "Canonical global wasn't codegen'd!");
 972         addGlobalMapping(GV, Ptr);
 973       }
 974     }
 975
 976     // Now that all of the globals are set up in memory, loop through them all
 977     // and initialize their contents.
 978     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 979          I != E; ++I) {
 980       if (!I->isDeclaration()) {
 981         if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 982           if (const GlobalValue *GVEntry =
 983                 LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())])
 984             if (GVEntry != &*I)  // Not the canonical variable.
 985               continue;
 986         }
 987         EmitGlobalVariable(I);
 988       }
 989     }
 990   }
 991 }
 992
 993 // EmitGlobalVariable - This method emits the specified global variable to the
 994 // address specified in GlobalAddresses, or allocates new memory if it's not
 995 // already in the map.
 996 void ExecutionEngine::EmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV) {
 997   void *GA = getPointerToGlobalIfAvailable(GV);
 998
 999   if (GA == 0) {
1000     // If it's not already specified, allocate memory for the global.
1001     GA = getMemoryForGV(GV);
1002     addGlobalMapping(GV, GA);
1003   }
1004
1005   // Don't initialize if it's thread local, let the client do it.
1006   if (!GV->isThreadLocal())
1007     InitializeMemory(GV->getInitializer(), GA);
1008
1009   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
1010   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(ElTy);
1011   NumInitBytes += (unsigned)GVSize;
1012   ++NumGlobals;
1013 }