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/ExecutionEngine/GenericValue.h"
  23 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  24 #include "llvm/Support/Debug.h"
  25 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  26 #include "llvm/Support/MutexGuard.h"
  27 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
  28 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  29 #include "llvm/System/DynamicLibrary.h"
  30 #include "llvm/System/Host.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  32 #include <cmath>
  33 #include <cstring>
  34 using namespace llvm;
  35
  36 STATISTIC(NumInitBytes, "Number of bytes of global vars initialized");
  37 STATISTIC(NumGlobals  , "Number of global vars initialized");
  38
  39 ExecutionEngine *(*ExecutionEngine::JITCtor)(ModuleProvider *MP,
  40                                              std::string *ErrorStr,
  41                                              JITMemoryManager *JMM,
  42                                              CodeGenOpt::Level OptLevel,
  43                                              bool GVsWithCode) = 0;
  44 ExecutionEngine *(*ExecutionEngine::InterpCtor)(ModuleProvider *MP,
  45                                                 std::string *ErrorStr) = 0;
  46 ExecutionEngine::EERegisterFn ExecutionEngine::ExceptionTableRegister = 0;
  47
  48
  49 ExecutionEngine::ExecutionEngine(ModuleProvider *P) : LazyFunctionCreator(0) {
  50   LazyCompilationDisabled = false;
  51   GVCompilationDisabled   = false;
  52   SymbolSearchingDisabled = false;
  53   DlsymStubsEnabled       = false;
  54   Modules.push_back(P);
  55   assert(P && "ModuleProvider is null?");
  56 }
  57
  58 ExecutionEngine::~ExecutionEngine() {
  59   clearAllGlobalMappings();
  60   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i)
  61     delete Modules[i];
  62 }
  63
  64 char* ExecutionEngine::getMemoryForGV(const GlobalVariable* GV) {
  65   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
  66   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(ElTy);
  67   return new char[GVSize];
  68 }
  69
  70 /// removeModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules.
  71 /// Relases the Module from the ModuleProvider, materializing it in the
  72 /// process, and returns the materialized Module.
  73 Module* ExecutionEngine::removeModuleProvider(ModuleProvider *P,
  74                                               std::string *ErrInfo) {
  75   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
  76         E = Modules.end(); I != E; ++I) {
  77     ModuleProvider *MP = *I;
  78     if (MP == P) {
  79       Modules.erase(I);
  80       clearGlobalMappingsFromModule(MP->getModule());
  81       return MP->releaseModule(ErrInfo);
  82     }
  83   }
  84   return NULL;
  85 }
  86
  87 /// deleteModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules,
  88 /// and deletes the ModuleProvider and owned Module.  Avoids materializing
  89 /// the underlying module.
  90 void ExecutionEngine::deleteModuleProvider(ModuleProvider *P,
  91                                            std::string *ErrInfo) {
  92   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
  93       E = Modules.end(); I != E; ++I) {
  94     ModuleProvider *MP = *I;
  95     if (MP == P) {
  96       Modules.erase(I);
  97       clearGlobalMappingsFromModule(MP->getModule());
  98       delete MP;
  99       return;
 100     }
 101   }
 102 }
 103
 104 /// FindFunctionNamed - Search all of the active modules to find the one that
 105 /// defines FnName.  This is very slow operation and shouldn't be used for
 106 /// general code.
 107 Function *ExecutionEngine::FindFunctionNamed(const char *FnName) {
 108   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i) {
 109     if (Function *F = Modules[i]->getModule()->getFunction(FnName))
 110       return F;
 111   }
 112   return 0;
 113 }
 114
 115
 116 /// addGlobalMapping - Tell the execution engine that the specified global is
 117 /// at the specified location.  This is used internally as functions are JIT'd
 118 /// and as global variables are laid out in memory.  It can and should also be
 119 /// used by clients of the EE that want to have an LLVM global overlay
 120 /// existing data in memory.
 121 void ExecutionEngine::addGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
 122   MutexGuard locked(lock);
 123
 124   DEBUG(errs() << "JIT: Map \'" << GV->getName()
 125         << "\' to [" << Addr << "]\n";);
 126   void *&CurVal = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 127   assert((CurVal == 0 || Addr == 0) && "GlobalMapping already established!");
 128   CurVal = Addr;
 129
 130   // If we are using the reverse mapping, add it too
 131   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 132     AssertingVH<const GlobalValue> &V =
 133       state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 134     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 135     V = GV;
 136   }
 137 }
 138
 139 /// clearAllGlobalMappings - Clear all global mappings and start over again
 140 /// use in dynamic compilation scenarios when you want to move globals
 141 void ExecutionEngine::clearAllGlobalMappings() {
 142   MutexGuard locked(lock);
 143
 144   state.getGlobalAddressMap(locked).clear();
 145   state.getGlobalAddressReverseMap(locked).clear();
 146 }
 147
 148 /// clearGlobalMappingsFromModule - Clear all global mappings that came from a
 149 /// particular module, because it has been removed from the JIT.
 150 void ExecutionEngine::clearGlobalMappingsFromModule(Module *M) {
 151   MutexGuard locked(lock);
 152
 153   for (Module::iterator FI = M->begin(), FE = M->end(); FI != FE; ++FI) {
 154     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(&*FI);
 155     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(&*FI);
 156   }
 157   for (Module::global_iterator GI = M->global_begin(), GE = M->global_end();
 158        GI != GE; ++GI) {
 159     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(&*GI);
 160     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(&*GI);
 161   }
 162 }
 163
 164 /// updateGlobalMapping - Replace an existing mapping for GV with a new
 165 /// address.  This updates both maps as required.  If "Addr" is null, the
 166 /// entry for the global is removed from the mappings.
 167 void *ExecutionEngine::updateGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
 168   MutexGuard locked(lock);
 169
 170   std::map<AssertingVH<const GlobalValue>, void *> &Map =
 171     state.getGlobalAddressMap(locked);
 172
 173   // Deleting from the mapping?
 174   if (Addr == 0) {
 175     std::map<AssertingVH<const GlobalValue>, void *>::iterator I = Map.find(GV);
 176     void *OldVal;
 177     if (I == Map.end())
 178       OldVal = 0;
 179     else {
 180       OldVal = I->second;
 181       Map.erase(I);
 182     }
 183
 184     if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 185       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(OldVal);
 186     return OldVal;
 187   }
 188
 189   void *&CurVal = Map[GV];
 190   void *OldVal = CurVal;
 191
 192   if (CurVal && !state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 193     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(CurVal);
 194   CurVal = Addr;
 195
 196   // If we are using the reverse mapping, add it too
 197   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 198     AssertingVH<const GlobalValue> &V =
 199       state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 200     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 201     V = GV;
 202   }
 203   return OldVal;
 204 }
 205
 206 /// getPointerToGlobalIfAvailable - This returns the address of the specified
 207 /// global value if it is has already been codegen'd, otherwise it returns null.
 208 ///
 209 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobalIfAvailable(const GlobalValue *GV) {
 210   MutexGuard locked(lock);
 211
 212   std::map<AssertingVH<const GlobalValue>, void*>::iterator I =
 213     state.getGlobalAddressMap(locked).find(GV);
 214   return I != state.getGlobalAddressMap(locked).end() ? I->second : 0;
 215 }
 216
 217 /// getGlobalValueAtAddress - Return the LLVM global value object that starts
 218 /// at the specified address.
 219 ///
 220 const GlobalValue *ExecutionEngine::getGlobalValueAtAddress(void *Addr) {
 221   MutexGuard locked(lock);
 222
 223   // If we haven't computed the reverse mapping yet, do so first.
 224   if (state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 225     for (std::map<AssertingVH<const GlobalValue>, void *>::iterator
 226          I = state.getGlobalAddressMap(locked).begin(),
 227          E = state.getGlobalAddressMap(locked).end(); I != E; ++I)
 228       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).insert(std::make_pair(I->second,
 229                                                                      I->first));
 230   }
 231
 232   std::map<void *, AssertingVH<const GlobalValue> >::iterator I =
 233     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).find(Addr);
 234   return I != state.getGlobalAddressReverseMap(locked).end() ? I->second : 0;
 235 }
 236
 237 // CreateArgv - Turn a vector of strings into a nice argv style array of
 238 // pointers to null terminated strings.
 239 //
 240 static void *CreateArgv(LLVMContext &C, ExecutionEngine *EE,
 241                         const std::vector<std::string> &InputArgv) {
 242   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 243   char *Result = new char[(InputArgv.size()+1)*PtrSize];
 244
 245   DEBUG(errs() << "JIT: ARGV = " << (void*)Result << "\n");
 246   const Type *SBytePtr = PointerType::getUnqual(Type::getInt8Ty(C));
 247
 248   for (unsigned i = 0; i != InputArgv.size(); ++i) {
 249     unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
 250     char *Dest = new char[Size];
 251     DEBUG(errs() << "JIT: ARGV[" << i << "] = " << (void*)Dest << "\n");
 252
 253     std::copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
 254     Dest[Size-1] = 0;
 255
 256     // Endian safe: Result[i] = (PointerTy)Dest;
 257     EE->StoreValueToMemory(PTOGV(Dest), (GenericValue*)(Result+i*PtrSize),
 258                            SBytePtr);
 259   }
 260
 261   // Null terminate it
 262   EE->StoreValueToMemory(PTOGV(0),
 263                          (GenericValue*)(Result+InputArgv.size()*PtrSize),
 264                          SBytePtr);
 265   return Result;
 266 }
 267
 268
 269 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 270 /// the static constructors or destructors for a module, depending on the
 271 /// value of isDtors.
 272 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(Module *module, bool isDtors) {
 273   const char *Name = isDtors ? "llvm.global_dtors" : "llvm.global_ctors";
 274
 275   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 276
 277  GlobalVariable *GV = module->getNamedGlobal(Name);
 278
 279  // If this global has internal linkage, or if it has a use, then it must be
 280  // an old-style (llvmgcc3) static ctor with __main linked in and in use.  If
 281  // this is the case, don't execute any of the global ctors, __main will do
 282  // it.
 283  if (!GV || GV->isDeclaration() || GV->hasLocalLinkage()) return;
 284
 285  // Should be an array of '{ int, void ()* }' structs.  The first value is
 286  // the init priority, which we ignore.
 287  ConstantArray *InitList = dyn_cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
 288  if (!InitList) return;
 289  for (unsigned i = 0, e = InitList->getNumOperands(); i != e; ++i)
 290    if (ConstantStruct *CS =
 291        dyn_cast<ConstantStruct>(InitList->getOperand(i))) {
 292      if (CS->getNumOperands() != 2) return; // Not array of 2-element structs.
 293
 294      Constant *FP = CS->getOperand(1);
 295      if (FP->isNullValue())
 296        break;  // Found a null terminator, exit.
 297
 298      if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(FP))
 299        if (CE->isCast())
 300          FP = CE->getOperand(0);
 301      if (Function *F = dyn_cast<Function>(FP)) {
 302        // Execute the ctor/dtor function!
 303        runFunction(F, std::vector<GenericValue>());
 304      }
 305    }
 306 }
 307
 308 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 309 /// the static constructors or destructors for a program, depending on the
 310 /// value of isDtors.
 311 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors) {
 312   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 313   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m)
 314     runStaticConstructorsDestructors(Modules[m]->getModule(), isDtors);
 315 }
 316
 317 #ifndef NDEBUG
 318 /// isTargetNullPtr - Return whether the target pointer stored at Loc is null.
 319 static bool isTargetNullPtr(ExecutionEngine *EE, void *Loc) {
 320   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 321   for (unsigned i = 0; i < PtrSize; ++i)
 322     if (*(i + (uint8_t*)Loc))
 323       return false;
 324   return true;
 325 }
 326 #endif
 327
 328 /// runFunctionAsMain - This is a helper function which wraps runFunction to
 329 /// handle the common task of starting up main with the specified argc, argv,
 330 /// and envp parameters.
 331 int ExecutionEngine::runFunctionAsMain(Function *Fn,
 332                                        const std::vector<std::string> &argv,
 333                                        const char * const * envp) {
 334   std::vector<GenericValue> GVArgs;
 335   GenericValue GVArgc;
 336   GVArgc.IntVal = APInt(32, argv.size());
 337
 338   // Check main() type
 339   unsigned NumArgs = Fn->getFunctionType()->getNumParams();
 340   const FunctionType *FTy = Fn->getFunctionType();
 341   const Type* PPInt8Ty =
 342     PointerType::getUnqual(PointerType::getUnqual(
 343           Type::getInt8Ty(Fn->getContext())));
 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::getInt32Ty(Fn->getContext())) {
 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::getVoidTy(FTy->getContext())) {
 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       // Arg #1 = argv.
 374       GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(Fn->getContext(), this, argv)));
 375       assert(!isTargetNullPtr(this, GVTOP(GVArgs[1])) &&
 376              "argv[0] was null after CreateArgv");
 377       if (NumArgs > 2) {
 378         std::vector<std::string> EnvVars;
 379         for (unsigned i = 0; envp[i]; ++i)
 380           EnvVars.push_back(envp[i]);
 381         // Arg #2 = envp.
 382         GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(Fn->getContext(), this, EnvVars)));
 383       }
 384     }
 385   }
 386   return runFunction(Fn, GVArgs).IntVal.getZExtValue();
 387 }
 388
 389 /// If possible, create a JIT, unless the caller specifically requests an
 390 /// Interpreter or there's an error. If even an Interpreter cannot be created,
 391 /// NULL is returned.
 392 ///
 393 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(ModuleProvider *MP,
 394                                          bool ForceInterpreter,
 395                                          std::string *ErrorStr,
 396                                          CodeGenOpt::Level OptLevel,
 397                                          bool GVsWithCode) {
 398   return EngineBuilder(MP)
 399       .setEngineKind(ForceInterpreter
 400                      ? EngineKind::Interpreter
 401                      : EngineKind::JIT)
 402       .setErrorStr(ErrorStr)
 403       .setOptLevel(OptLevel)
 404       .setAllocateGVsWithCode(GVsWithCode)
 405       .create();
 406 }
 407
 408 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(Module *M) {
 409   return EngineBuilder(M).create();
 410 }
 411
 412 /// EngineBuilder - Overloaded constructor that automatically creates an
 413 /// ExistingModuleProvider for an existing module.
 414 EngineBuilder::EngineBuilder(Module *m) : MP(new ExistingModuleProvider(m)) {
 415   InitEngine();
 416 }
 417
 418 ExecutionEngine *EngineBuilder::create() {
 419   // Make sure we can resolve symbols in the program as well. The zero arg
 420   // to the function tells DynamicLibrary to load the program, not a library.
 421   if (sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently(0, ErrorStr))
 422     return 0;
 423
 424   // If the user specified a memory manager but didn't specify which engine to
 425   // create, we assume they only want the JIT, and we fail if they only want
 426   // the interpreter.
 427   if (JMM) {
 428     if (WhichEngine & EngineKind::JIT) {
 429       WhichEngine = EngineKind::JIT;
 430     } else {
 431       *ErrorStr = "Cannot create an interpreter with a memory manager.";
 432     }
 433   }
 434
 435   ExecutionEngine *EE = 0;
 436
 437   // Unless the interpreter was explicitly selected or the JIT is not linked,
 438   // try making a JIT.
 439   if (WhichEngine & EngineKind::JIT && ExecutionEngine::JITCtor) {
 440     EE = ExecutionEngine::JITCtor(MP, ErrorStr, JMM, OptLevel,
 441                                   AllocateGVsWithCode);
 442   }
 443
 444   // If we can't make a JIT and we didn't request one specifically, try making
 445   // an interpreter instead.
 446   if (WhichEngine & EngineKind::Interpreter && EE == 0 &&
 447       ExecutionEngine::InterpCtor) {
 448     EE = ExecutionEngine::InterpCtor(MP, ErrorStr);
 449   }
 450
 451   return EE;
 452 }
 453
 454 /// getPointerToGlobal - This returns the address of the specified global
 455 /// value.  This may involve code generation if it's a function.
 456 ///
 457 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV) {
 458   if (Function *F = const_cast<Function*>(dyn_cast<Function>(GV)))
 459     return getPointerToFunction(F);
 460
 461   MutexGuard locked(lock);
 462   void *p = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 463   if (p)
 464     return p;
 465
 466   // Global variable might have been added since interpreter started.
 467   if (GlobalVariable *GVar =
 468           const_cast<GlobalVariable *>(dyn_cast<GlobalVariable>(GV)))
 469     EmitGlobalVariable(GVar);
 470   else
 471     llvm_unreachable("Global hasn't had an address allocated yet!");
 472   return state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 473 }
 474
 475 /// This function converts a Constant* into a GenericValue. The interesting
 476 /// part is if C is a ConstantExpr.
 477 /// @brief Get a GenericValue for a Constant*
 478 GenericValue ExecutionEngine::getConstantValue(const Constant *C) {
 479   // If its undefined, return the garbage.
 480   if (isa<UndefValue>(C))
 481     return GenericValue();
 482
 483   // If the value is a ConstantExpr
 484   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 485     Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
 486     switch (CE->getOpcode()) {
 487     case Instruction::GetElementPtr: {
 488       // Compute the index
 489       GenericValue Result = getConstantValue(Op0);
 490       SmallVector<Value*, 8> Indices(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
 491       uint64_t Offset =
 492         TD->getIndexedOffset(Op0->getType(), &Indices[0], Indices.size());
 493
 494       char* tmp = (char*) Result.PointerVal;
 495       Result = PTOGV(tmp + Offset);
 496       return Result;
 497     }
 498     case Instruction::Trunc: {
 499       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 500       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 501       GV.IntVal = GV.IntVal.trunc(BitWidth);
 502       return GV;
 503     }
 504     case Instruction::ZExt: {
 505       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 506       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 507       GV.IntVal = GV.IntVal.zext(BitWidth);
 508       return GV;
 509     }
 510     case Instruction::SExt: {
 511       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 512       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 513       GV.IntVal = GV.IntVal.sext(BitWidth);
 514       return GV;
 515     }
 516     case Instruction::FPTrunc: {
 517       // FIXME long double
 518       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 519       GV.FloatVal = float(GV.DoubleVal);
 520       return GV;
 521     }
 522     case Instruction::FPExt:{
 523       // FIXME long double
 524       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 525       GV.DoubleVal = double(GV.FloatVal);
 526       return GV;
 527     }
 528     case Instruction::UIToFP: {
 529       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 530       if (CE->getType() == Type::getFloatTy(CE->getContext()))
 531         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.roundToDouble());
 532       else if (CE->getType() == Type::getDoubleTy(CE->getContext()))
 533         GV.DoubleVal = GV.IntVal.roundToDouble();
 534       else if (CE->getType() == Type::getX86_FP80Ty(Op0->getContext())) {
 535         const uint64_t zero[] = {0, 0};
 536         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 537         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 538                                    false,
 539                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 540         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
 541       }
 542       return GV;
 543     }
 544     case Instruction::SIToFP: {
 545       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 546       if (CE->getType() == Type::getFloatTy(CE->getContext()))
 547         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.signedRoundToDouble());
 548       else if (CE->getType() == Type::getDoubleTy(CE->getContext()))
 549         GV.DoubleVal = GV.IntVal.signedRoundToDouble();
 550       else if (CE->getType() == Type::getX86_FP80Ty(CE->getContext())) {
 551         const uint64_t zero[] = { 0, 0};
 552         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 553         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 554                                    true,
 555                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 556         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
 557       }
 558       return GV;
 559     }
 560     case Instruction::FPToUI: // double->APInt conversion handles sign
 561     case Instruction::FPToSI: {
 562       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 563       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 564       if (Op0->getType() == Type::getFloatTy(Op0->getContext()))
 565         GV.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(GV.FloatVal, BitWidth);
 566       else if (Op0->getType() == Type::getDoubleTy(Op0->getContext()))
 567         GV.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(GV.DoubleVal, BitWidth);
 568       else if (Op0->getType() == Type::getX86_FP80Ty(Op0->getContext())) {
 569         APFloat apf = APFloat(GV.IntVal);
 570         uint64_t v;
 571         bool ignored;
 572         (void)apf.convertToInteger(&v, BitWidth,
 573                                    CE->getOpcode()==Instruction::FPToSI,
 574                                    APFloat::rmTowardZero, &ignored);
 575         GV.IntVal = v; // endian?
 576       }
 577       return GV;
 578     }
 579     case Instruction::PtrToInt: {
 580       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 581       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 582       GV.IntVal = APInt(PtrWidth, uintptr_t(GV.PointerVal));
 583       return GV;
 584     }
 585     case Instruction::IntToPtr: {
 586       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 587       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 588       if (PtrWidth != GV.IntVal.getBitWidth())
 589         GV.IntVal = GV.IntVal.zextOrTrunc(PtrWidth);
 590       assert(GV.IntVal.getBitWidth() <= 64 && "Bad pointer width");
 591       GV.PointerVal = PointerTy(uintptr_t(GV.IntVal.getZExtValue()));
 592       return GV;
 593     }
 594     case Instruction::BitCast: {
 595       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 596       const Type* DestTy = CE->getType();
 597       switch (Op0->getType()->getTypeID()) {
 598         default: llvm_unreachable("Invalid bitcast operand");
 599         case Type::IntegerTyID:
 600           assert(DestTy->isFloatingPoint() && "invalid bitcast");
 601           if (DestTy == Type::getFloatTy(Op0->getContext()))
 602             GV.FloatVal = GV.IntVal.bitsToFloat();
 603           else if (DestTy == Type::getDoubleTy(DestTy->getContext()))
 604             GV.DoubleVal = GV.IntVal.bitsToDouble();
 605           break;
 606         case Type::FloatTyID:
 607           assert(DestTy == Type::getInt32Ty(DestTy->getContext()) &&
 608                  "Invalid bitcast");
 609           GV.IntVal.floatToBits(GV.FloatVal);
 610           break;
 611         case Type::DoubleTyID:
 612           assert(DestTy == Type::getInt64Ty(DestTy->getContext()) &&
 613                  "Invalid bitcast");
 614           GV.IntVal.doubleToBits(GV.DoubleVal);
 615           break;
 616         case Type::PointerTyID:
 617           assert(isa<PointerType>(DestTy) && "Invalid bitcast");
 618           break; // getConstantValue(Op0)  above already converted it
 619       }
 620       return GV;
 621     }
 622     case Instruction::Add:
 623     case Instruction::FAdd:
 624     case Instruction::Sub:
 625     case Instruction::FSub:
 626     case Instruction::Mul:
 627     case Instruction::FMul:
 628     case Instruction::UDiv:
 629     case Instruction::SDiv:
 630     case Instruction::URem:
 631     case Instruction::SRem:
 632     case Instruction::And:
 633     case Instruction::Or:
 634     case Instruction::Xor: {
 635       GenericValue LHS = getConstantValue(Op0);
 636       GenericValue RHS = getConstantValue(CE->getOperand(1));
 637       GenericValue GV;
 638       switch (CE->getOperand(0)->getType()->getTypeID()) {
 639       default: llvm_unreachable("Bad add type!");
 640       case Type::IntegerTyID:
 641         switch (CE->getOpcode()) {
 642           default: llvm_unreachable("Invalid integer opcode");
 643           case Instruction::Add: GV.IntVal = LHS.IntVal + RHS.IntVal; break;
 644           case Instruction::Sub: GV.IntVal = LHS.IntVal - RHS.IntVal; break;
 645           case Instruction::Mul: GV.IntVal = LHS.IntVal * RHS.IntVal; break;
 646           case Instruction::UDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.udiv(RHS.IntVal); break;
 647           case Instruction::SDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.sdiv(RHS.IntVal); break;
 648           case Instruction::URem:GV.IntVal = LHS.IntVal.urem(RHS.IntVal); break;
 649           case Instruction::SRem:GV.IntVal = LHS.IntVal.srem(RHS.IntVal); break;
 650           case Instruction::And: GV.IntVal = LHS.IntVal & RHS.IntVal; break;
 651           case Instruction::Or:  GV.IntVal = LHS.IntVal | RHS.IntVal; break;
 652           case Instruction::Xor: GV.IntVal = LHS.IntVal ^ RHS.IntVal; break;
 653         }
 654         break;
 655       case Type::FloatTyID:
 656         switch (CE->getOpcode()) {
 657           default: llvm_unreachable("Invalid float opcode");
 658           case Instruction::FAdd:
 659             GV.FloatVal = LHS.FloatVal + RHS.FloatVal; break;
 660           case Instruction::FSub:
 661             GV.FloatVal = LHS.FloatVal - RHS.FloatVal; break;
 662           case Instruction::FMul:
 663             GV.FloatVal = LHS.FloatVal * RHS.FloatVal; break;
 664           case Instruction::FDiv:
 665             GV.FloatVal = LHS.FloatVal / RHS.FloatVal; break;
 666           case Instruction::FRem:
 667             GV.FloatVal = ::fmodf(LHS.FloatVal,RHS.FloatVal); break;
 668         }
 669         break;
 670       case Type::DoubleTyID:
 671         switch (CE->getOpcode()) {
 672           default: llvm_unreachable("Invalid double opcode");
 673           case Instruction::FAdd:
 674             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal + RHS.DoubleVal; break;
 675           case Instruction::FSub:
 676             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal - RHS.DoubleVal; break;
 677           case Instruction::FMul:
 678             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal * RHS.DoubleVal; break;
 679           case Instruction::FDiv:
 680             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal / RHS.DoubleVal; break;
 681           case Instruction::FRem:
 682             GV.DoubleVal = ::fmod(LHS.DoubleVal,RHS.DoubleVal); break;
 683         }
 684         break;
 685       case Type::X86_FP80TyID:
 686       case Type::PPC_FP128TyID:
 687       case Type::FP128TyID: {
 688         APFloat apfLHS = APFloat(LHS.IntVal);
 689         switch (CE->getOpcode()) {
 690           default: llvm_unreachable("Invalid long double opcode");llvm_unreachable(0);
 691           case Instruction::FAdd:
 692             apfLHS.add(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 693             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 694             break;
 695           case Instruction::FSub:
 696             apfLHS.subtract(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 697             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 698             break;
 699           case Instruction::FMul:
 700             apfLHS.multiply(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 701             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 702             break;
 703           case Instruction::FDiv:
 704             apfLHS.divide(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 705             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 706             break;
 707           case Instruction::FRem:
 708             apfLHS.mod(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 709             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
 710             break;
 711           }
 712         }
 713         break;
 714       }
 715       return GV;
 716     }
 717     default:
 718       break;
 719     }
 720     std::string msg;
 721     raw_string_ostream Msg(msg);
 722     Msg << "ConstantExpr not handled: " << *CE;
 723     llvm_report_error(Msg.str());
 724   }
 725
 726   GenericValue Result;
 727   switch (C->getType()->getTypeID()) {
 728   case Type::FloatTyID:
 729     Result.FloatVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToFloat();
 730     break;
 731   case Type::DoubleTyID:
 732     Result.DoubleVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToDouble();
 733     break;
 734   case Type::X86_FP80TyID:
 735   case Type::FP128TyID:
 736   case Type::PPC_FP128TyID:
 737     Result.IntVal = cast <ConstantFP>(C)->getValueAPF().bitcastToAPInt();
 738     break;
 739   case Type::IntegerTyID:
 740     Result.IntVal = cast<ConstantInt>(C)->getValue();
 741     break;
 742   case Type::PointerTyID:
 743     if (isa<ConstantPointerNull>(C))
 744       Result.PointerVal = 0;
 745     else if (const Function *F = dyn_cast<Function>(C))
 746       Result = PTOGV(getPointerToFunctionOrStub(const_cast<Function*>(F)));
 747     else if (const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
 748       Result = PTOGV(getOrEmitGlobalVariable(const_cast<GlobalVariable*>(GV)));
 749     else
 750       llvm_unreachable("Unknown constant pointer type!");
 751     break;
 752   default:
 753     std::string msg;
 754     raw_string_ostream Msg(msg);
 755     Msg << "ERROR: Constant unimplemented for type: " << *C->getType();
 756     llvm_report_error(Msg.str());
 757   }
 758   return Result;
 759 }
 760
 761 /// StoreIntToMemory - Fills the StoreBytes bytes of memory starting from Dst
 762 /// with the integer held in IntVal.
 763 static void StoreIntToMemory(const APInt &IntVal, uint8_t *Dst,
 764                              unsigned StoreBytes) {
 765   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= StoreBytes && "Integer too small!");
 766   uint8_t *Src = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 767
 768   if (sys::isLittleEndianHost())
 769     // Little-endian host - the source is ordered from LSB to MSB.  Order the
 770     // destination from LSB to MSB: Do a straight copy.
 771     memcpy(Dst, Src, StoreBytes);
 772   else {
 773     // Big-endian host - the source is an array of 64 bit words ordered from
 774     // LSW to MSW.  Each word is ordered from MSB to LSB.  Order the destination
 775     // from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in a word.
 776     while (StoreBytes > sizeof(uint64_t)) {
 777       StoreBytes -= sizeof(uint64_t);
 778       // May not be aligned so use memcpy.
 779       memcpy(Dst + StoreBytes, Src, sizeof(uint64_t));
 780       Src += sizeof(uint64_t);
 781     }
 782
 783     memcpy(Dst, Src + sizeof(uint64_t) - StoreBytes, StoreBytes);
 784   }
 785 }
 786
 787 /// StoreValueToMemory - Stores the data in Val of type Ty at address Ptr.  Ptr
 788 /// is the address of the memory at which to store Val, cast to GenericValue *.
 789 /// It is not a pointer to a GenericValue containing the address at which to
 790 /// store Val.
 791 void ExecutionEngine::StoreValueToMemory(const GenericValue &Val,
 792                                          GenericValue *Ptr, const Type *Ty) {
 793   const unsigned StoreBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 794
 795   switch (Ty->getTypeID()) {
 796   case Type::IntegerTyID:
 797     StoreIntToMemory(Val.IntVal, (uint8_t*)Ptr, StoreBytes);
 798     break;
 799   case Type::FloatTyID:
 800     *((float*)Ptr) = Val.FloatVal;
 801     break;
 802   case Type::DoubleTyID:
 803     *((double*)Ptr) = Val.DoubleVal;
 804     break;
 805   case Type::X86_FP80TyID:
 806     memcpy(Ptr, Val.IntVal.getRawData(), 10);
 807     break;
 808   case Type::PointerTyID:
 809     // Ensure 64 bit target pointers are fully initialized on 32 bit hosts.
 810     if (StoreBytes != sizeof(PointerTy))
 811       memset(Ptr, 0, StoreBytes);
 812
 813     *((PointerTy*)Ptr) = Val.PointerVal;
 814     break;
 815   default:
 816     errs() << "Cannot store value of type " << *Ty << "!\n";
 817   }
 818
 819   if (sys::isLittleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian())
 820     // Host and target are different endian - reverse the stored bytes.
 821     std::reverse((uint8_t*)Ptr, StoreBytes + (uint8_t*)Ptr);
 822 }
 823
 824 /// LoadIntFromMemory - Loads the integer stored in the LoadBytes bytes starting
 825 /// from Src into IntVal, which is assumed to be wide enough and to hold zero.
 826 static void LoadIntFromMemory(APInt &IntVal, uint8_t *Src, unsigned LoadBytes) {
 827   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= LoadBytes && "Integer too small!");
 828   uint8_t *Dst = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 829
 830   if (sys::isLittleEndianHost())
 831     // Little-endian host - the destination must be ordered from LSB to MSB.
 832     // The source is ordered from LSB to MSB: Do a straight copy.
 833     memcpy(Dst, Src, LoadBytes);
 834   else {
 835     // Big-endian - the destination is an array of 64 bit words ordered from
 836     // LSW to MSW.  Each word must be ordered from MSB to LSB.  The source is
 837     // ordered from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in
 838     // a word.
 839     while (LoadBytes > sizeof(uint64_t)) {
 840       LoadBytes -= sizeof(uint64_t);
 841       // May not be aligned so use memcpy.
 842       memcpy(Dst, Src + LoadBytes, sizeof(uint64_t));
 843       Dst += sizeof(uint64_t);
 844     }
 845
 846     memcpy(Dst + sizeof(uint64_t) - LoadBytes, Src, LoadBytes);
 847   }
 848 }
 849
 850 /// FIXME: document
 851 ///
 852 void ExecutionEngine::LoadValueFromMemory(GenericValue &Result,
 853                                           GenericValue *Ptr,
 854                                           const Type *Ty) {
 855   const unsigned LoadBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 856
 857   switch (Ty->getTypeID()) {
 858   case Type::IntegerTyID:
 859     // An APInt with all words initially zero.
 860     Result.IntVal = APInt(cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(), 0);
 861     LoadIntFromMemory(Result.IntVal, (uint8_t*)Ptr, LoadBytes);
 862     break;
 863   case Type::FloatTyID:
 864     Result.FloatVal = *((float*)Ptr);
 865     break;
 866   case Type::DoubleTyID:
 867     Result.DoubleVal = *((double*)Ptr);
 868     break;
 869   case Type::PointerTyID:
 870     Result.PointerVal = *((PointerTy*)Ptr);
 871     break;
 872   case Type::X86_FP80TyID: {
 873     // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 874     // FIXME: Will not trap if loading a signaling NaN.
 875     uint64_t y[2];
 876     memcpy(y, Ptr, 10);
 877     Result.IntVal = APInt(80, 2, y);
 878     break;
 879   }
 880   default:
 881     std::string msg;
 882     raw_string_ostream Msg(msg);
 883     Msg << "Cannot load value of type " << *Ty << "!";
 884     llvm_report_error(Msg.str());
 885   }
 886 }
 887
 888 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 889 // specified memory location...
 890 //
 891 void ExecutionEngine::InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr) {
 892   DEBUG(errs() << "JIT: Initializing " << Addr << " ");
 893   DEBUG(Init->dump());
 894   if (isa<UndefValue>(Init)) {
 895     return;
 896   } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Init)) {
 897     unsigned ElementSize =
 898       getTargetData()->getTypeAllocSize(CP->getType()->getElementType());
 899     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
 900       InitializeMemory(CP->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 901     return;
 902   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
 903     memset(Addr, 0, (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(Init->getType()));
 904     return;
 905   } else if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(Init)) {
 906     unsigned ElementSize =
 907       getTargetData()->getTypeAllocSize(CPA->getType()->getElementType());
 908     for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 909       InitializeMemory(CPA->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 910     return;
 911   } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(Init)) {
 912     const StructLayout *SL =
 913       getTargetData()->getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 914     for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 915       InitializeMemory(CPS->getOperand(i), (char*)Addr+SL->getElementOffset(i));
 916     return;
 917   } else if (Init->getType()->isFirstClassType()) {
 918     GenericValue Val = getConstantValue(Init);
 919     StoreValueToMemory(Val, (GenericValue*)Addr, Init->getType());
 920     return;
 921   }
 922
 923   errs() << "Bad Type: " << *Init->getType() << "\n";
 924   llvm_unreachable("Unknown constant type to initialize memory with!");
 925 }
 926
 927 /// EmitGlobals - Emit all of the global variables to memory, storing their
 928 /// addresses into GlobalAddress.  This must make sure to copy the contents of
 929 /// their initializers into the memory.
 930 ///
 931 void ExecutionEngine::emitGlobals() {
 932
 933   // Loop over all of the global variables in the program, allocating the memory
 934   // to hold them.  If there is more than one module, do a prepass over globals
 935   // to figure out how the different modules should link together.
 936   //
 937   std::map<std::pair<std::string, const Type*>,
 938            const GlobalValue*> LinkedGlobalsMap;
 939
 940   if (Modules.size() != 1) {
 941     for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 942       Module &M = *Modules[m]->getModule();
 943       for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(),
 944            E = M.global_end(); I != E; ++I) {
 945         const GlobalValue *GV = I;
 946         if (GV->hasLocalLinkage() || GV->isDeclaration() ||
 947             GV->hasAppendingLinkage() || !GV->hasName())
 948           continue;// Ignore external globals and globals with internal linkage.
 949
 950         const GlobalValue *&GVEntry =
 951           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 952
 953         // If this is the first time we've seen this global, it is the canonical
 954         // version.
 955         if (!GVEntry) {
 956           GVEntry = GV;
 957           continue;
 958         }
 959
 960         // If the existing global is strong, never replace it.
 961         if (GVEntry->hasExternalLinkage() ||
 962             GVEntry->hasDLLImportLinkage() ||
 963             GVEntry->hasDLLExportLinkage())
 964           continue;
 965
 966         // Otherwise, we know it's linkonce/weak, replace it if this is a strong
 967         // symbol.  FIXME is this right for common?
 968         if (GV->hasExternalLinkage() || GVEntry->hasExternalWeakLinkage())
 969           GVEntry = GV;
 970       }
 971     }
 972   }
 973
 974   std::vector<const GlobalValue*> NonCanonicalGlobals;
 975   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 976     Module &M = *Modules[m]->getModule();
 977     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 978          I != E; ++I) {
 979       // In the multi-module case, see what this global maps to.
 980       if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 981         if (const GlobalValue *GVEntry =
 982               LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())]) {
 983           // If something else is the canonical global, ignore this one.
 984           if (GVEntry != &*I) {
 985             NonCanonicalGlobals.push_back(I);
 986             continue;
 987           }
 988         }
 989       }
 990
 991       if (!I->isDeclaration()) {
 992         addGlobalMapping(I, getMemoryForGV(I));
 993       } else {
 994         // External variable reference. Try to use the dynamic loader to
 995         // get a pointer to it.
 996         if (void *SymAddr =
 997             sys::DynamicLibrary::SearchForAddressOfSymbol(I->getName()))
 998           addGlobalMapping(I, SymAddr);
 999         else {
1000           llvm_report_error("Could not resolve external global address: "
1001                             +I->getName());
1002         }
1003       }
1004     }
1005
1006     // If there are multiple modules, map the non-canonical globals to their
1007     // canonical location.
1008     if (!NonCanonicalGlobals.empty()) {
1009       for (unsigned i = 0, e = NonCanonicalGlobals.size(); i != e; ++i) {
1010         const GlobalValue *GV = NonCanonicalGlobals[i];
1011         const GlobalValue *CGV =
1012           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
1013         void *Ptr = getPointerToGlobalIfAvailable(CGV);
1014         assert(Ptr && "Canonical global wasn't codegen'd!");
1015         addGlobalMapping(GV, Ptr);
1016       }
1017     }
1018
1019     // Now that all of the globals are set up in memory, loop through them all
1020     // and initialize their contents.
1021     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
1022          I != E; ++I) {
1023       if (!I->isDeclaration()) {
1024         if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
1025           if (const GlobalValue *GVEntry =
1026                 LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())])
1027             if (GVEntry != &*I)  // Not the canonical variable.
1028               continue;
1029         }
1030         EmitGlobalVariable(I);
1031       }
1032     }
1033   }
1034 }
1035
1036 // EmitGlobalVariable - This method emits the specified global variable to the
1037 // address specified in GlobalAddresses, or allocates new memory if it's not
1038 // already in the map.
1039 void ExecutionEngine::EmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV) {
1040   void *GA = getPointerToGlobalIfAvailable(GV);
1041
1042   if (GA == 0) {
1043     // If it's not already specified, allocate memory for the global.
1044     GA = getMemoryForGV(GV);
1045     addGlobalMapping(GV, GA);
1046   }
1047
1048   // Don't initialize if it's thread local, let the client do it.
1049   if (!GV->isThreadLocal())
1050     InitializeMemory(GV->getInitializer(), GA);
1051
1052   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
1053   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(ElTy);
1054   NumInitBytes += (unsigned)GVSize;
1055   ++NumGlobals;
1056 }