lib/ExecutionEngine/ExecutionEngine.cpp

   1 //===-- ExecutionEngine.cpp - Common Implementation shared by EEs ---------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines the common interface used by the various execution engine
  11 // subclasses.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "jit"
  16 #include "llvm/Constants.h"
  17 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  18 #include "llvm/Module.h"
  19 #include "llvm/ModuleProvider.h"
  20 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  21 #include "llvm/Config/alloca.h"
  22 #include "llvm/ExecutionEngine/ExecutionEngine.h"
  23 #include "llvm/ExecutionEngine/GenericValue.h"
  24 #include "llvm/Support/Debug.h"
  25 #include "llvm/Support/MutexGuard.h"
  26 #include "llvm/System/DynamicLibrary.h"
  27 #include "llvm/System/Host.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  29 #include <cmath>
  30 #include <cstring>
  31 using namespace llvm;
  32
  33 STATISTIC(NumInitBytes, "Number of bytes of global vars initialized");
  34 STATISTIC(NumGlobals  , "Number of global vars initialized");
  35
  36 ExecutionEngine::EECtorFn ExecutionEngine::JITCtor = 0;
  37 ExecutionEngine::EECtorFn ExecutionEngine::InterpCtor = 0;
  38 ExecutionEngine::EERegisterFn ExecutionEngine::ExceptionTableRegister = 0;
  39
  40
  41 ExecutionEngine::ExecutionEngine(ModuleProvider *P) : LazyFunctionCreator(0) {
  42   LazyCompilationDisabled = false;
  43   Modules.push_back(P);
  44   assert(P && "ModuleProvider is null?");
  45 }
  46
  47 ExecutionEngine::~ExecutionEngine() {
  48   clearAllGlobalMappings();
  49   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i)
  50     delete Modules[i];
  51 }
  52
  53 /// removeModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules.
  54 /// Release module from ModuleProvider.
  55 Module* ExecutionEngine::removeModuleProvider(ModuleProvider *P,
  56                                               std::string *ErrInfo) {
  57   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
  58         E = Modules.end(); I != E; ++I) {
  59     ModuleProvider *MP = *I;
  60     if (MP == P) {
  61       Modules.erase(I);
  62       return MP->releaseModule(ErrInfo);
  63     }
  64   }
  65   return NULL;
  66 }
  67
  68 /// FindFunctionNamed - Search all of the active modules to find the one that
  69 /// defines FnName.  This is very slow operation and shouldn't be used for
  70 /// general code.
  71 Function *ExecutionEngine::FindFunctionNamed(const char *FnName) {
  72   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i) {
  73     if (Function *F = Modules[i]->getModule()->getFunction(FnName))
  74       return F;
  75   }
  76   return 0;
  77 }
  78
  79
  80 /// addGlobalMapping - Tell the execution engine that the specified global is
  81 /// at the specified location.  This is used internally as functions are JIT'd
  82 /// and as global variables are laid out in memory.  It can and should also be
  83 /// used by clients of the EE that want to have an LLVM global overlay
  84 /// existing data in memory.
  85 void ExecutionEngine::addGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
  86   MutexGuard locked(lock);
  87
  88   void *&CurVal = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
  89   assert((CurVal == 0 || Addr == 0) && "GlobalMapping already established!");
  90   CurVal = Addr;
  91
  92   // If we are using the reverse mapping, add it too
  93   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
  94     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
  95     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
  96     V = GV;
  97   }
  98 }
  99
 100 /// clearAllGlobalMappings - Clear all global mappings and start over again
 101 /// use in dynamic compilation scenarios when you want to move globals
 102 void ExecutionEngine::clearAllGlobalMappings() {
 103   MutexGuard locked(lock);
 104
 105   state.getGlobalAddressMap(locked).clear();
 106   state.getGlobalAddressReverseMap(locked).clear();
 107 }
 108
 109 /// updateGlobalMapping - Replace an existing mapping for GV with a new
 110 /// address.  This updates both maps as required.  If "Addr" is null, the
 111 /// entry for the global is removed from the mappings.
 112 void ExecutionEngine::updateGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
 113   MutexGuard locked(lock);
 114
 115   // Deleting from the mapping?
 116   if (Addr == 0) {
 117     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(GV);
 118     if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 119       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(Addr);
 120     return;
 121   }
 122
 123   void *&CurVal = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 124   if (CurVal && !state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 125     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(CurVal);
 126   CurVal = Addr;
 127
 128   // If we are using the reverse mapping, add it too
 129   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 130     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 131     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 132     V = GV;
 133   }
 134 }
 135
 136 /// getPointerToGlobalIfAvailable - This returns the address of the specified
 137 /// global value if it is has already been codegen'd, otherwise it returns null.
 138 ///
 139 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobalIfAvailable(const GlobalValue *GV) {
 140   MutexGuard locked(lock);
 141
 142   std::map<const GlobalValue*, void*>::iterator I =
 143   state.getGlobalAddressMap(locked).find(GV);
 144   return I != state.getGlobalAddressMap(locked).end() ? I->second : 0;
 145 }
 146
 147 /// getGlobalValueAtAddress - Return the LLVM global value object that starts
 148 /// at the specified address.
 149 ///
 150 const GlobalValue *ExecutionEngine::getGlobalValueAtAddress(void *Addr) {
 151   MutexGuard locked(lock);
 152
 153   // If we haven't computed the reverse mapping yet, do so first.
 154   if (state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 155     for (std::map<const GlobalValue*, void *>::iterator
 156          I = state.getGlobalAddressMap(locked).begin(),
 157          E = state.getGlobalAddressMap(locked).end(); I != E; ++I)
 158       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).insert(std::make_pair(I->second,
 159                                                                      I->first));
 160   }
 161
 162   std::map<void *, const GlobalValue*>::iterator I =
 163     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).find(Addr);
 164   return I != state.getGlobalAddressReverseMap(locked).end() ? I->second : 0;
 165 }
 166
 167 // CreateArgv - Turn a vector of strings into a nice argv style array of
 168 // pointers to null terminated strings.
 169 //
 170 static void *CreateArgv(ExecutionEngine *EE,
 171                         const std::vector<std::string> &InputArgv) {
 172   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 173   char *Result = new char[(InputArgv.size()+1)*PtrSize];
 174
 175   DOUT << "ARGV = " << (void*)Result << "\n";
 176   const Type *SBytePtr = PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty);
 177
 178   for (unsigned i = 0; i != InputArgv.size(); ++i) {
 179     unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
 180     char *Dest = new char[Size];
 181     DOUT << "ARGV[" << i << "] = " << (void*)Dest << "\n";
 182
 183     std::copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
 184     Dest[Size-1] = 0;
 185
 186     // Endian safe: Result[i] = (PointerTy)Dest;
 187     EE->StoreValueToMemory(PTOGV(Dest), (GenericValue*)(Result+i*PtrSize),
 188                            SBytePtr);
 189   }
 190
 191   // Null terminate it
 192   EE->StoreValueToMemory(PTOGV(0),
 193                          (GenericValue*)(Result+InputArgv.size()*PtrSize),
 194                          SBytePtr);
 195   return Result;
 196 }
 197
 198
 199 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 200 /// the static constructors or destructors for a program, depending on the
 201 /// value of isDtors.
 202 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors) {
 203   const char *Name = isDtors ? "llvm.global_dtors" : "llvm.global_ctors";
 204
 205   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 206   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 207     GlobalVariable *GV = Modules[m]->getModule()->getNamedGlobal(Name);
 208
 209     // If this global has internal linkage, or if it has a use, then it must be
 210     // an old-style (llvmgcc3) static ctor with __main linked in and in use.  If
 211     // this is the case, don't execute any of the global ctors, __main will do
 212     // it.
 213     if (!GV || GV->isDeclaration() || GV->hasInternalLinkage()) continue;
 214
 215     // Should be an array of '{ int, void ()* }' structs.  The first value is
 216     // the init priority, which we ignore.
 217     ConstantArray *InitList = dyn_cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
 218     if (!InitList) continue;
 219     for (unsigned i = 0, e = InitList->getNumOperands(); i != e; ++i)
 220       if (ConstantStruct *CS =
 221           dyn_cast<ConstantStruct>(InitList->getOperand(i))) {
 222         if (CS->getNumOperands() != 2) break; // Not array of 2-element structs.
 223
 224         Constant *FP = CS->getOperand(1);
 225         if (FP->isNullValue())
 226           break;  // Found a null terminator, exit.
 227
 228         if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(FP))
 229           if (CE->isCast())
 230             FP = CE->getOperand(0);
 231         if (Function *F = dyn_cast<Function>(FP)) {
 232           // Execute the ctor/dtor function!
 233           runFunction(F, std::vector<GenericValue>());
 234         }
 235       }
 236   }
 237 }
 238
 239 /// isTargetNullPtr - Return whether the target pointer stored at Loc is null.
 240 static bool isTargetNullPtr(ExecutionEngine *EE, void *Loc) {
 241   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 242   for (unsigned i = 0; i < PtrSize; ++i)
 243     if (*(i + (uint8_t*)Loc))
 244       return false;
 245   return true;
 246 }
 247
 248 /// runFunctionAsMain - This is a helper function which wraps runFunction to
 249 /// handle the common task of starting up main with the specified argc, argv,
 250 /// and envp parameters.
 251 int ExecutionEngine::runFunctionAsMain(Function *Fn,
 252                                        const std::vector<std::string> &argv,
 253                                        const char * const * envp) {
 254   std::vector<GenericValue> GVArgs;
 255   GenericValue GVArgc;
 256   GVArgc.IntVal = APInt(32, argv.size());
 257
 258   // Check main() type
 259   unsigned NumArgs = Fn->getFunctionType()->getNumParams();
 260   const FunctionType *FTy = Fn->getFunctionType();
 261   const Type* PPInt8Ty =
 262     PointerType::getUnqual(PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty));
 263   switch (NumArgs) {
 264   case 3:
 265    if (FTy->getParamType(2) != PPInt8Ty) {
 266      cerr << "Invalid type for third argument of main() supplied\n";
 267      abort();
 268    }
 269    // FALLS THROUGH
 270   case 2:
 271    if (FTy->getParamType(1) != PPInt8Ty) {
 272      cerr << "Invalid type for second argument of main() supplied\n";
 273      abort();
 274    }
 275    // FALLS THROUGH
 276   case 1:
 277    if (FTy->getParamType(0) != Type::Int32Ty) {
 278      cerr << "Invalid type for first argument of main() supplied\n";
 279      abort();
 280    }
 281    // FALLS THROUGH
 282   case 0:
 283    if (FTy->getReturnType() != Type::Int32Ty &&
 284        FTy->getReturnType() != Type::VoidTy) {
 285      cerr << "Invalid return type of main() supplied\n";
 286      abort();
 287    }
 288    break;
 289   default:
 290    cerr << "Invalid number of arguments of main() supplied\n";
 291    abort();
 292   }
 293
 294   if (NumArgs) {
 295     GVArgs.push_back(GVArgc); // Arg #0 = argc.
 296     if (NumArgs > 1) {
 297       GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, argv))); // Arg #1 = argv.
 298       assert(!isTargetNullPtr(this, GVTOP(GVArgs[1])) &&
 299              "argv[0] was null after CreateArgv");
 300       if (NumArgs > 2) {
 301         std::vector<std::string> EnvVars;
 302         for (unsigned i = 0; envp[i]; ++i)
 303           EnvVars.push_back(envp[i]);
 304         GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, EnvVars))); // Arg #2 = envp.
 305       }
 306     }
 307   }
 308   return runFunction(Fn, GVArgs).IntVal.getZExtValue();
 309 }
 310
 311 /// If possible, create a JIT, unless the caller specifically requests an
 312 /// Interpreter or there's an error. If even an Interpreter cannot be created,
 313 /// NULL is returned.
 314 ///
 315 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(ModuleProvider *MP,
 316                                          bool ForceInterpreter,
 317                                          std::string *ErrorStr) {
 318   ExecutionEngine *EE = 0;
 319
 320   // Unless the interpreter was explicitly selected, try making a JIT.
 321   if (!ForceInterpreter && JITCtor)
 322     EE = JITCtor(MP, ErrorStr);
 323
 324   // If we can't make a JIT, make an interpreter instead.
 325   if (EE == 0 && InterpCtor)
 326     EE = InterpCtor(MP, ErrorStr);
 327
 328   if (EE) {
 329     // Make sure we can resolve symbols in the program as well. The zero arg
 330     // to the function tells DynamicLibrary to load the program, not a library.
 331     if (sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently(0, ErrorStr)) {
 332       delete EE;
 333       return 0;
 334     }
 335   }
 336
 337   return EE;
 338 }
 339
 340 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(Module *M) {
 341   return create(new ExistingModuleProvider(M));
 342 }
 343
 344 /// getPointerToGlobal - This returns the address of the specified global
 345 /// value.  This may involve code generation if it's a function.
 346 ///
 347 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV) {
 348   if (Function *F = const_cast<Function*>(dyn_cast<Function>(GV)))
 349     return getPointerToFunction(F);
 350
 351   MutexGuard locked(lock);
 352   void *p = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 353   if (p)
 354     return p;
 355
 356   // Global variable might have been added since interpreter started.
 357   if (GlobalVariable *GVar =
 358           const_cast<GlobalVariable *>(dyn_cast<GlobalVariable>(GV)))
 359     EmitGlobalVariable(GVar);
 360   else
 361     assert(0 && "Global hasn't had an address allocated yet!");
 362   return state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 363 }
 364
 365 /// This function converts a Constant* into a GenericValue. The interesting
 366 /// part is if C is a ConstantExpr.
 367 /// @brief Get a GenericValue for a Constant*
 368 GenericValue ExecutionEngine::getConstantValue(const Constant *C) {
 369   // If its undefined, return the garbage.
 370   if (isa<UndefValue>(C))
 371     return GenericValue();
 372
 373   // If the value is a ConstantExpr
 374   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 375     Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
 376     switch (CE->getOpcode()) {
 377     case Instruction::GetElementPtr: {
 378       // Compute the index
 379       GenericValue Result = getConstantValue(Op0);
 380       SmallVector<Value*, 8> Indices(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
 381       uint64_t Offset =
 382         TD->getIndexedOffset(Op0->getType(), &Indices[0], Indices.size());
 383
 384       char* tmp = (char*) Result.PointerVal;
 385       Result = PTOGV(tmp + Offset);
 386       return Result;
 387     }
 388     case Instruction::Trunc: {
 389       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 390       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 391       GV.IntVal = GV.IntVal.trunc(BitWidth);
 392       return GV;
 393     }
 394     case Instruction::ZExt: {
 395       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 396       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 397       GV.IntVal = GV.IntVal.zext(BitWidth);
 398       return GV;
 399     }
 400     case Instruction::SExt: {
 401       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 402       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 403       GV.IntVal = GV.IntVal.sext(BitWidth);
 404       return GV;
 405     }
 406     case Instruction::FPTrunc: {
 407       // FIXME long double
 408       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 409       GV.FloatVal = float(GV.DoubleVal);
 410       return GV;
 411     }
 412     case Instruction::FPExt:{
 413       // FIXME long double
 414       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 415       GV.DoubleVal = double(GV.FloatVal);
 416       return GV;
 417     }
 418     case Instruction::UIToFP: {
 419       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 420       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 421         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.roundToDouble());
 422       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 423         GV.DoubleVal = GV.IntVal.roundToDouble();
 424       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 425         const uint64_t zero[] = {0, 0};
 426         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 427         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 428                                    false,
 429                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 430         GV.IntVal = apf.convertToAPInt();
 431       }
 432       return GV;
 433     }
 434     case Instruction::SIToFP: {
 435       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 436       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 437         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.signedRoundToDouble());
 438       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 439         GV.DoubleVal = GV.IntVal.signedRoundToDouble();
 440       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 441         const uint64_t zero[] = { 0, 0};
 442         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 443         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 444                                    true,
 445                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 446         GV.IntVal = apf.convertToAPInt();
 447       }
 448       return GV;
 449     }
 450     case Instruction::FPToUI: // double->APInt conversion handles sign
 451     case Instruction::FPToSI: {
 452       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 453       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 454       if (Op0->getType() == Type::FloatTy)
 455         GV.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(GV.FloatVal, BitWidth);
 456       else if (Op0->getType() == Type::DoubleTy)
 457         GV.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(GV.DoubleVal, BitWidth);
 458       else if (Op0->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 459         APFloat apf = APFloat(GV.IntVal);
 460         uint64_t v;
 461         (void)apf.convertToInteger(&v, BitWidth,
 462                                    CE->getOpcode()==Instruction::FPToSI,
 463                                    APFloat::rmTowardZero);
 464         GV.IntVal = v; // endian?
 465       }
 466       return GV;
 467     }
 468     case Instruction::PtrToInt: {
 469       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 470       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 471       GV.IntVal = APInt(PtrWidth, uintptr_t(GV.PointerVal));
 472       return GV;
 473     }
 474     case Instruction::IntToPtr: {
 475       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 476       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 477       if (PtrWidth != GV.IntVal.getBitWidth())
 478         GV.IntVal = GV.IntVal.zextOrTrunc(PtrWidth);
 479       assert(GV.IntVal.getBitWidth() <= 64 && "Bad pointer width");
 480       GV.PointerVal = PointerTy(uintptr_t(GV.IntVal.getZExtValue()));
 481       return GV;
 482     }
 483     case Instruction::BitCast: {
 484       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 485       const Type* DestTy = CE->getType();
 486       switch (Op0->getType()->getTypeID()) {
 487         default: assert(0 && "Invalid bitcast operand");
 488         case Type::IntegerTyID:
 489           assert(DestTy->isFloatingPoint() && "invalid bitcast");
 490           if (DestTy == Type::FloatTy)
 491             GV.FloatVal = GV.IntVal.bitsToFloat();
 492           else if (DestTy == Type::DoubleTy)
 493             GV.DoubleVal = GV.IntVal.bitsToDouble();
 494           break;
 495         case Type::FloatTyID:
 496           assert(DestTy == Type::Int32Ty && "Invalid bitcast");
 497           GV.IntVal.floatToBits(GV.FloatVal);
 498           break;
 499         case Type::DoubleTyID:
 500           assert(DestTy == Type::Int64Ty && "Invalid bitcast");
 501           GV.IntVal.doubleToBits(GV.DoubleVal);
 502           break;
 503         case Type::PointerTyID:
 504           assert(isa<PointerType>(DestTy) && "Invalid bitcast");
 505           break; // getConstantValue(Op0)  above already converted it
 506       }
 507       return GV;
 508     }
 509     case Instruction::Add:
 510     case Instruction::Sub:
 511     case Instruction::Mul:
 512     case Instruction::UDiv:
 513     case Instruction::SDiv:
 514     case Instruction::URem:
 515     case Instruction::SRem:
 516     case Instruction::And:
 517     case Instruction::Or:
 518     case Instruction::Xor: {
 519       GenericValue LHS = getConstantValue(Op0);
 520       GenericValue RHS = getConstantValue(CE->getOperand(1));
 521       GenericValue GV;
 522       switch (CE->getOperand(0)->getType()->getTypeID()) {
 523       default: assert(0 && "Bad add type!"); abort();
 524       case Type::IntegerTyID:
 525         switch (CE->getOpcode()) {
 526           default: assert(0 && "Invalid integer opcode");
 527           case Instruction::Add: GV.IntVal = LHS.IntVal + RHS.IntVal; break;
 528           case Instruction::Sub: GV.IntVal = LHS.IntVal - RHS.IntVal; break;
 529           case Instruction::Mul: GV.IntVal = LHS.IntVal * RHS.IntVal; break;
 530           case Instruction::UDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.udiv(RHS.IntVal); break;
 531           case Instruction::SDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.sdiv(RHS.IntVal); break;
 532           case Instruction::URem:GV.IntVal = LHS.IntVal.urem(RHS.IntVal); break;
 533           case Instruction::SRem:GV.IntVal = LHS.IntVal.srem(RHS.IntVal); break;
 534           case Instruction::And: GV.IntVal = LHS.IntVal & RHS.IntVal; break;
 535           case Instruction::Or:  GV.IntVal = LHS.IntVal | RHS.IntVal; break;
 536           case Instruction::Xor: GV.IntVal = LHS.IntVal ^ RHS.IntVal; break;
 537         }
 538         break;
 539       case Type::FloatTyID:
 540         switch (CE->getOpcode()) {
 541           default: assert(0 && "Invalid float opcode"); abort();
 542           case Instruction::Add:
 543             GV.FloatVal = LHS.FloatVal + RHS.FloatVal; break;
 544           case Instruction::Sub:
 545             GV.FloatVal = LHS.FloatVal - RHS.FloatVal; break;
 546           case Instruction::Mul:
 547             GV.FloatVal = LHS.FloatVal * RHS.FloatVal; break;
 548           case Instruction::FDiv:
 549             GV.FloatVal = LHS.FloatVal / RHS.FloatVal; break;
 550           case Instruction::FRem:
 551             GV.FloatVal = ::fmodf(LHS.FloatVal,RHS.FloatVal); break;
 552         }
 553         break;
 554       case Type::DoubleTyID:
 555         switch (CE->getOpcode()) {
 556           default: assert(0 && "Invalid double opcode"); abort();
 557           case Instruction::Add:
 558             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal + RHS.DoubleVal; break;
 559           case Instruction::Sub:
 560             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal - RHS.DoubleVal; break;
 561           case Instruction::Mul:
 562             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal * RHS.DoubleVal; break;
 563           case Instruction::FDiv:
 564             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal / RHS.DoubleVal; break;
 565           case Instruction::FRem:
 566             GV.DoubleVal = ::fmod(LHS.DoubleVal,RHS.DoubleVal); break;
 567         }
 568         break;
 569       case Type::X86_FP80TyID:
 570       case Type::PPC_FP128TyID:
 571       case Type::FP128TyID: {
 572         APFloat apfLHS = APFloat(LHS.IntVal);
 573         switch (CE->getOpcode()) {
 574           default: assert(0 && "Invalid long double opcode"); abort();
 575           case Instruction::Add:
 576             apfLHS.add(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 577             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 578             break;
 579           case Instruction::Sub:
 580             apfLHS.subtract(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 581             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 582             break;
 583           case Instruction::Mul:
 584             apfLHS.multiply(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 585             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 586             break;
 587           case Instruction::FDiv:
 588             apfLHS.divide(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 589             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 590             break;
 591           case Instruction::FRem:
 592             apfLHS.mod(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 593             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 594             break;
 595           }
 596         }
 597         break;
 598       }
 599       return GV;
 600     }
 601     default:
 602       break;
 603     }
 604     cerr << "ConstantExpr not handled: " << *CE << "\n";
 605     abort();
 606   }
 607
 608   GenericValue Result;
 609   switch (C->getType()->getTypeID()) {
 610   case Type::FloatTyID:
 611     Result.FloatVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToFloat();
 612     break;
 613   case Type::DoubleTyID:
 614     Result.DoubleVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToDouble();
 615     break;
 616   case Type::X86_FP80TyID:
 617   case Type::FP128TyID:
 618   case Type::PPC_FP128TyID:
 619     Result.IntVal = cast <ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToAPInt();
 620     break;
 621   case Type::IntegerTyID:
 622     Result.IntVal = cast<ConstantInt>(C)->getValue();
 623     break;
 624   case Type::PointerTyID:
 625     if (isa<ConstantPointerNull>(C))
 626       Result.PointerVal = 0;
 627     else if (const Function *F = dyn_cast<Function>(C))
 628       Result = PTOGV(getPointerToFunctionOrStub(const_cast<Function*>(F)));
 629     else if (const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
 630       Result = PTOGV(getOrEmitGlobalVariable(const_cast<GlobalVariable*>(GV)));
 631     else
 632       assert(0 && "Unknown constant pointer type!");
 633     break;
 634   default:
 635     cerr << "ERROR: Constant unimplemented for type: " << *C->getType() << "\n";
 636     abort();
 637   }
 638   return Result;
 639 }
 640
 641 /// StoreIntToMemory - Fills the StoreBytes bytes of memory starting from Dst
 642 /// with the integer held in IntVal.
 643 static void StoreIntToMemory(const APInt &IntVal, uint8_t *Dst,
 644                              unsigned StoreBytes) {
 645   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= StoreBytes && "Integer too small!");
 646   uint8_t *Src = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 647
 648   if (sys::littleEndianHost())
 649     // Little-endian host - the source is ordered from LSB to MSB.  Order the
 650     // destination from LSB to MSB: Do a straight copy.
 651     memcpy(Dst, Src, StoreBytes);
 652   else {
 653     // Big-endian host - the source is an array of 64 bit words ordered from
 654     // LSW to MSW.  Each word is ordered from MSB to LSB.  Order the destination
 655     // from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in a word.
 656     while (StoreBytes > sizeof(uint64_t)) {
 657       StoreBytes -= sizeof(uint64_t);
 658       // May not be aligned so use memcpy.
 659       memcpy(Dst + StoreBytes, Src, sizeof(uint64_t));
 660       Src += sizeof(uint64_t);
 661     }
 662
 663     memcpy(Dst, Src + sizeof(uint64_t) - StoreBytes, StoreBytes);
 664   }
 665 }
 666
 667 /// StoreValueToMemory - Stores the data in Val of type Ty at address Ptr.  Ptr
 668 /// is the address of the memory at which to store Val, cast to GenericValue *.
 669 /// It is not a pointer to a GenericValue containing the address at which to
 670 /// store Val.
 671 void ExecutionEngine::StoreValueToMemory(const GenericValue &Val, GenericValue *Ptr,
 672                                          const Type *Ty) {
 673   const unsigned StoreBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 674
 675   switch (Ty->getTypeID()) {
 676   case Type::IntegerTyID:
 677     StoreIntToMemory(Val.IntVal, (uint8_t*)Ptr, StoreBytes);
 678     break;
 679   case Type::FloatTyID:
 680     *((float*)Ptr) = Val.FloatVal;
 681     break;
 682   case Type::DoubleTyID:
 683     *((double*)Ptr) = Val.DoubleVal;
 684     break;
 685   case Type::X86_FP80TyID: {
 686       uint16_t *Dest = (uint16_t*)Ptr;
 687       const uint16_t *Src = (uint16_t*)Val.IntVal.getRawData();
 688       // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 689       Dest[0] = Src[4];
 690       Dest[1] = Src[0];
 691       Dest[2] = Src[1];
 692       Dest[3] = Src[2];
 693       Dest[4] = Src[3];
 694       break;
 695     }
 696   case Type::PointerTyID:
 697     // Ensure 64 bit target pointers are fully initialized on 32 bit hosts.
 698     if (StoreBytes != sizeof(PointerTy))
 699       memset(Ptr, 0, StoreBytes);
 700
 701     *((PointerTy*)Ptr) = Val.PointerVal;
 702     break;
 703   default:
 704     cerr << "Cannot store value of type " << *Ty << "!\n";
 705   }
 706
 707   if (sys::littleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian())
 708     // Host and target are different endian - reverse the stored bytes.
 709     std::reverse((uint8_t*)Ptr, StoreBytes + (uint8_t*)Ptr);
 710 }
 711
 712 /// LoadIntFromMemory - Loads the integer stored in the LoadBytes bytes starting
 713 /// from Src into IntVal, which is assumed to be wide enough and to hold zero.
 714 static void LoadIntFromMemory(APInt &IntVal, uint8_t *Src, unsigned LoadBytes) {
 715   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= LoadBytes && "Integer too small!");
 716   uint8_t *Dst = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 717
 718   if (sys::littleEndianHost())
 719     // Little-endian host - the destination must be ordered from LSB to MSB.
 720     // The source is ordered from LSB to MSB: Do a straight copy.
 721     memcpy(Dst, Src, LoadBytes);
 722   else {
 723     // Big-endian - the destination is an array of 64 bit words ordered from
 724     // LSW to MSW.  Each word must be ordered from MSB to LSB.  The source is
 725     // ordered from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in
 726     // a word.
 727     while (LoadBytes > sizeof(uint64_t)) {
 728       LoadBytes -= sizeof(uint64_t);
 729       // May not be aligned so use memcpy.
 730       memcpy(Dst, Src + LoadBytes, sizeof(uint64_t));
 731       Dst += sizeof(uint64_t);
 732     }
 733
 734     memcpy(Dst + sizeof(uint64_t) - LoadBytes, Src, LoadBytes);
 735   }
 736 }
 737
 738 /// FIXME: document
 739 ///
 740 void ExecutionEngine::LoadValueFromMemory(GenericValue &Result,
 741                                                   GenericValue *Ptr,
 742                                                   const Type *Ty) {
 743   const unsigned LoadBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 744
 745   if (sys::littleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian()) {
 746     // Host and target are different endian - reverse copy the stored
 747     // bytes into a buffer, and load from that.
 748     uint8_t *Src = (uint8_t*)Ptr;
 749     uint8_t *Buf = (uint8_t*)alloca(LoadBytes);
 750     std::reverse_copy(Src, Src + LoadBytes, Buf);
 751     Ptr = (GenericValue*)Buf;
 752   }
 753
 754   switch (Ty->getTypeID()) {
 755   case Type::IntegerTyID:
 756     // An APInt with all words initially zero.
 757     Result.IntVal = APInt(cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(), 0);
 758     LoadIntFromMemory(Result.IntVal, (uint8_t*)Ptr, LoadBytes);
 759     break;
 760   case Type::FloatTyID:
 761     Result.FloatVal = *((float*)Ptr);
 762     break;
 763   case Type::DoubleTyID:
 764     Result.DoubleVal = *((double*)Ptr);
 765     break;
 766   case Type::PointerTyID:
 767     Result.PointerVal = *((PointerTy*)Ptr);
 768     break;
 769   case Type::X86_FP80TyID: {
 770     // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 771     // FIXME: Will not trap if loading a signaling NaN.
 772     uint16_t *p = (uint16_t*)Ptr;
 773     union {
 774       uint16_t x[8];
 775       uint64_t y[2];
 776     };
 777     x[0] = p[1];
 778     x[1] = p[2];
 779     x[2] = p[3];
 780     x[3] = p[4];
 781     x[4] = p[0];
 782     Result.IntVal = APInt(80, 2, y);
 783     break;
 784   }
 785   default:
 786     cerr << "Cannot load value of type " << *Ty << "!\n";
 787     abort();
 788   }
 789 }
 790
 791 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 792 // specified memory location...
 793 //
 794 void ExecutionEngine::InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr) {
 795   if (isa<UndefValue>(Init)) {
 796     return;
 797   } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Init)) {
 798     unsigned ElementSize =
 799       getTargetData()->getABITypeSize(CP->getType()->getElementType());
 800     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
 801       InitializeMemory(CP->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 802     return;
 803   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
 804     memset(Addr, 0, (size_t)getTargetData()->getABITypeSize(Init->getType()));
 805     return;
 806   } else if (Init->getType()->isFirstClassType()) {
 807     GenericValue Val = getConstantValue(Init);
 808     StoreValueToMemory(Val, (GenericValue*)Addr, Init->getType());
 809     return;
 810   }
 811
 812   switch (Init->getType()->getTypeID()) {
 813   case Type::ArrayTyID: {
 814     const ConstantArray *CPA = cast<ConstantArray>(Init);
 815     unsigned ElementSize =
 816       getTargetData()->getABITypeSize(CPA->getType()->getElementType());
 817     for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 818       InitializeMemory(CPA->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 819     return;
 820   }
 821
 822   case Type::StructTyID: {
 823     const ConstantStruct *CPS = cast<ConstantStruct>(Init);
 824     const StructLayout *SL =
 825       getTargetData()->getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 826     for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 827       InitializeMemory(CPS->getOperand(i), (char*)Addr+SL->getElementOffset(i));
 828     return;
 829   }
 830
 831   default:
 832     cerr << "Bad Type: " << *Init->getType() << "\n";
 833     assert(0 && "Unknown constant type to initialize memory with!");
 834   }
 835 }
 836
 837 /// EmitGlobals - Emit all of the global variables to memory, storing their
 838 /// addresses into GlobalAddress.  This must make sure to copy the contents of
 839 /// their initializers into the memory.
 840 ///
 841 void ExecutionEngine::emitGlobals() {
 842   const TargetData *TD = getTargetData();
 843
 844   // Loop over all of the global variables in the program, allocating the memory
 845   // to hold them.  If there is more than one module, do a prepass over globals
 846   // to figure out how the different modules should link together.
 847   //
 848   std::map<std::pair<std::string, const Type*>,
 849            const GlobalValue*> LinkedGlobalsMap;
 850
 851   if (Modules.size() != 1) {
 852     for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 853       Module &M = *Modules[m]->getModule();
 854       for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(),
 855            E = M.global_end(); I != E; ++I) {
 856         const GlobalValue *GV = I;
 857         if (GV->hasInternalLinkage() || GV->isDeclaration() ||
 858             GV->hasAppendingLinkage() || !GV->hasName())
 859           continue;// Ignore external globals and globals with internal linkage.
 860
 861         const GlobalValue *&GVEntry =
 862           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 863
 864         // If this is the first time we've seen this global, it is the canonical
 865         // version.
 866         if (!GVEntry) {
 867           GVEntry = GV;
 868           continue;
 869         }
 870
 871         // If the existing global is strong, never replace it.
 872         if (GVEntry->hasExternalLinkage() ||
 873             GVEntry->hasDLLImportLinkage() ||
 874             GVEntry->hasDLLExportLinkage())
 875           continue;
 876
 877         // Otherwise, we know it's linkonce/weak, replace it if this is a strong
 878         // symbol.
 879         if (GV->hasExternalLinkage() || GVEntry->hasExternalWeakLinkage())
 880           GVEntry = GV;
 881       }
 882     }
 883   }
 884
 885   std::vector<const GlobalValue*> NonCanonicalGlobals;
 886   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 887     Module &M = *Modules[m]->getModule();
 888     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 889          I != E; ++I) {
 890       // In the multi-module case, see what this global maps to.
 891       if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 892         if (const GlobalValue *GVEntry =
 893               LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())]) {
 894           // If something else is the canonical global, ignore this one.
 895           if (GVEntry != &*I) {
 896             NonCanonicalGlobals.push_back(I);
 897             continue;
 898           }
 899         }
 900       }
 901
 902       if (!I->isDeclaration()) {
 903         // Get the type of the global.
 904         const Type *Ty = I->getType()->getElementType();
 905
 906         // Allocate some memory for it!
 907         unsigned Size = TD->getABITypeSize(Ty);
 908         addGlobalMapping(I, new char[Size]);
 909       } else {
 910         // External variable reference. Try to use the dynamic loader to
 911         // get a pointer to it.
 912         if (void *SymAddr =
 913             sys::DynamicLibrary::SearchForAddressOfSymbol(I->getName().c_str()))
 914           addGlobalMapping(I, SymAddr);
 915         else {
 916           cerr << "Could not resolve external global address: "
 917                << I->getName() << "\n";
 918           abort();
 919         }
 920       }
 921     }
 922
 923     // If there are multiple modules, map the non-canonical globals to their
 924     // canonical location.
 925     if (!NonCanonicalGlobals.empty()) {
 926       for (unsigned i = 0, e = NonCanonicalGlobals.size(); i != e; ++i) {
 927         const GlobalValue *GV = NonCanonicalGlobals[i];
 928         const GlobalValue *CGV =
 929           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 930         void *Ptr = getPointerToGlobalIfAvailable(CGV);
 931         assert(Ptr && "Canonical global wasn't codegen'd!");
 932         addGlobalMapping(GV, getPointerToGlobalIfAvailable(CGV));
 933       }
 934     }
 935
 936     // Now that all of the globals are set up in memory, loop through them all
 937     // and initialize their contents.
 938     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 939          I != E; ++I) {
 940       if (!I->isDeclaration()) {
 941         if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 942           if (const GlobalValue *GVEntry =
 943                 LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())])
 944             if (GVEntry != &*I)  // Not the canonical variable.
 945               continue;
 946         }
 947         EmitGlobalVariable(I);
 948       }
 949     }
 950   }
 951 }
 952
 953 // EmitGlobalVariable - This method emits the specified global variable to the
 954 // address specified in GlobalAddresses, or allocates new memory if it's not
 955 // already in the map.
 956 void ExecutionEngine::EmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV) {
 957   void *GA = getPointerToGlobalIfAvailable(GV);
 958   DOUT << "Global '" << GV->getName() << "' -> " << GA << "\n";
 959
 960   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
 961   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getABITypeSize(ElTy);
 962   if (GA == 0) {
 963     // If it's not already specified, allocate memory for the global.
 964     GA = new char[GVSize];
 965     addGlobalMapping(GV, GA);
 966   }
 967
 968   InitializeMemory(GV->getInitializer(), GA);
 969   NumInitBytes += (unsigned)GVSize;
 970   ++NumGlobals;
 971 }