Revert ExecutionEngine patches, they either failed to build or broke unit tests.
[oota-llvm.git] / 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/ExecutionEngine/GenericValue.h"
22 #include "llvm/ADT/SmallString.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/Support/DynamicLibrary.h"
30 #include "llvm/Support/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)(
40   Module *M,
41   std::string *ErrorStr,
42   JITMemoryManager *JMM,
43   CodeGenOpt::Level OptLevel,
44   bool GVsWithCode,
45   CodeModel::Model CMM,
46   StringRef MArch,
47   StringRef MCPU,
48   const SmallVectorImpl<std::string>& MAttrs) = 0;
49 ExecutionEngine *(*ExecutionEngine::MCJITCtor)(
50   Module *M,
51   std::string *ErrorStr,
52   JITMemoryManager *JMM,
53   CodeGenOpt::Level OptLevel,
54   bool GVsWithCode,
55   CodeModel::Model CMM,
56   StringRef MArch,
57   StringRef MCPU,
58   const SmallVectorImpl<std::string>& MAttrs) = 0;
59 ExecutionEngine *(*ExecutionEngine::InterpCtor)(Module *M,
60                                                 std::string *ErrorStr) = 0;
61
62 ExecutionEngine::ExecutionEngine(Module *M)
63   : EEState(*this),
64     LazyFunctionCreator(0),
65     ExceptionTableRegister(0),
66     ExceptionTableDeregister(0) {
67   CompilingLazily         = false;
68   GVCompilationDisabled   = false;
69   SymbolSearchingDisabled = false;
70   Modules.push_back(M);
71   assert(M && "Module is null?");
72 }
73
74 ExecutionEngine::~ExecutionEngine() {
75   clearAllGlobalMappings();
76   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i)
77     delete Modules[i];
78 }
79
80 void ExecutionEngine::DeregisterAllTables() {
81   if (ExceptionTableDeregister) {
82     DenseMap<const Function*, void*>::iterator it = AllExceptionTables.begin();
83     DenseMap<const Function*, void*>::iterator ite = AllExceptionTables.end();
84     for (; it != ite; ++it)
85       ExceptionTableDeregister(it->second);
86     AllExceptionTables.clear();
87   }
88 }
89
90 namespace {
91 /// \brief Helper class which uses a value handler to automatically deletes the
92 /// memory block when the GlobalVariable is destroyed.
93 class GVMemoryBlock : public CallbackVH {
94   GVMemoryBlock(const GlobalVariable *GV)
95     : CallbackVH(const_cast<GlobalVariable*>(GV)) {}
96
97 public:
98   /// \brief Returns the address the GlobalVariable should be written into.  The
99   /// GVMemoryBlock object prefixes that.
100   static char *Create(const GlobalVariable *GV, const TargetData& TD) {
101     const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
102     size_t GVSize = (size_t)TD.getTypeAllocSize(ElTy);
103     void *RawMemory = ::operator new(
104       TargetData::RoundUpAlignment(sizeof(GVMemoryBlock),
105                                    TD.getPreferredAlignment(GV))
106       + GVSize);
107     new(RawMemory) GVMemoryBlock(GV);
108     return static_cast<char*>(RawMemory) + sizeof(GVMemoryBlock);
109   }
110
111   virtual void deleted() {
112     // We allocated with operator new and with some extra memory hanging off the
113     // end, so don't just delete this.  I'm not sure if this is actually
114     // required.
115     this->~GVMemoryBlock();
116     ::operator delete(this);
117   }
118 };
119 }  // anonymous namespace
120
121 char *ExecutionEngine::getMemoryForGV(const GlobalVariable *GV) {
122   return GVMemoryBlock::Create(GV, *getTargetData());
123 }
124
125 bool ExecutionEngine::removeModule(Module *M) {
126   for(SmallVector<Module *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
127         E = Modules.end(); I != E; ++I) {
128     Module *Found = *I;
129     if (Found == M) {
130       Modules.erase(I);
131       clearGlobalMappingsFromModule(M);
132       return true;
133     }
134   }
135   return false;
136 }
137
138 Function *ExecutionEngine::FindFunctionNamed(const char *FnName) {
139   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i) {
140     if (Function *F = Modules[i]->getFunction(FnName))
141       return F;
142   }
143   return 0;
144 }
145
146
147 void *ExecutionEngineState::RemoveMapping(const MutexGuard &,
148                                           const GlobalValue *ToUnmap) {
149   GlobalAddressMapTy::iterator I = GlobalAddressMap.find(ToUnmap);
150   void *OldVal;
151
152   // FIXME: This is silly, we shouldn't end up with a mapping -> 0 in the
153   // GlobalAddressMap.
154   if (I == GlobalAddressMap.end())
155     OldVal = 0;
156   else {
157     OldVal = I->second;
158     GlobalAddressMap.erase(I);
159   }
160
161   GlobalAddressReverseMap.erase(OldVal);
162   return OldVal;
163 }
164
165 void ExecutionEngine::addGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
166   MutexGuard locked(lock);
167
168   DEBUG(dbgs() << "JIT: Map \'" << GV->getName()
169         << "\' to [" << Addr << "]\n";);
170   void *&CurVal = EEState.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
171   assert((CurVal == 0 || Addr == 0) && "GlobalMapping already established!");
172   CurVal = Addr;
173
174   // If we are using the reverse mapping, add it too.
175   if (!EEState.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
176     AssertingVH<const GlobalValue> &V =
177       EEState.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
178     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
179     V = GV;
180   }
181 }
182
183 void ExecutionEngine::clearAllGlobalMappings() {
184   MutexGuard locked(lock);
185
186   EEState.getGlobalAddressMap(locked).clear();
187   EEState.getGlobalAddressReverseMap(locked).clear();
188 }
189
190 void ExecutionEngine::clearGlobalMappingsFromModule(Module *M) {
191   MutexGuard locked(lock);
192
193   for (Module::iterator FI = M->begin(), FE = M->end(); FI != FE; ++FI)
194     EEState.RemoveMapping(locked, FI);
195   for (Module::global_iterator GI = M->global_begin(), GE = M->global_end();
196        GI != GE; ++GI)
197     EEState.RemoveMapping(locked, GI);
198 }
199
200 void *ExecutionEngine::updateGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
201   MutexGuard locked(lock);
202
203   ExecutionEngineState::GlobalAddressMapTy &Map =
204     EEState.getGlobalAddressMap(locked);
205
206   // Deleting from the mapping?
207   if (Addr == 0)
208     return EEState.RemoveMapping(locked, GV);
209
210   void *&CurVal = Map[GV];
211   void *OldVal = CurVal;
212
213   if (CurVal && !EEState.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
214     EEState.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(CurVal);
215   CurVal = Addr;
216
217   // If we are using the reverse mapping, add it too.
218   if (!EEState.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
219     AssertingVH<const GlobalValue> &V =
220       EEState.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
221     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
222     V = GV;
223   }
224   return OldVal;
225 }
226
227 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobalIfAvailable(const GlobalValue *GV) {
228   MutexGuard locked(lock);
229
230   ExecutionEngineState::GlobalAddressMapTy::iterator I =
231     EEState.getGlobalAddressMap(locked).find(GV);
232   return I != EEState.getGlobalAddressMap(locked).end() ? I->second : 0;
233 }
234
235 const GlobalValue *ExecutionEngine::getGlobalValueAtAddress(void *Addr) {
236   MutexGuard locked(lock);
237
238   // If we haven't computed the reverse mapping yet, do so first.
239   if (EEState.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
240     for (ExecutionEngineState::GlobalAddressMapTy::iterator
241          I = EEState.getGlobalAddressMap(locked).begin(),
242          E = EEState.getGlobalAddressMap(locked).end(); I != E; ++I)
243       EEState.getGlobalAddressReverseMap(locked).insert(std::make_pair(
244                                                           I->second, I->first));
245   }
246
247   std::map<void *, AssertingVH<const GlobalValue> >::iterator I =
248     EEState.getGlobalAddressReverseMap(locked).find(Addr);
249   return I != EEState.getGlobalAddressReverseMap(locked).end() ? I->second : 0;
250 }
251
252 namespace {
253 class ArgvArray {
254   char *Array;
255   std::vector<char*> Values;
256 public:
257   ArgvArray() : Array(NULL) {}
258   ~ArgvArray() { clear(); }
259   void clear() {
260     delete[] Array;
261     Array = NULL;
262     for (size_t I = 0, E = Values.size(); I != E; ++I) {
263       delete[] Values[I];
264     }
265     Values.clear();
266   }
267   /// Turn a vector of strings into a nice argv style array of pointers to null
268   /// terminated strings.
269   void *reset(LLVMContext &C, ExecutionEngine *EE,
270               const std::vector<std::string> &InputArgv);
271 };
272 }  // anonymous namespace
273 void *ArgvArray::reset(LLVMContext &C, ExecutionEngine *EE,
274                        const std::vector<std::string> &InputArgv) {
275   clear();  // Free the old contents.
276   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
277   Array = new char[(InputArgv.size()+1)*PtrSize];
278
279   DEBUG(dbgs() << "JIT: ARGV = " << (void*)Array << "\n");
280   const Type *SBytePtr = Type::getInt8PtrTy(C);
281
282   for (unsigned i = 0; i != InputArgv.size(); ++i) {
283     unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
284     char *Dest = new char[Size];
285     Values.push_back(Dest);
286     DEBUG(dbgs() << "JIT: ARGV[" << i << "] = " << (void*)Dest << "\n");
287
288     std::copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
289     Dest[Size-1] = 0;
290
291     // Endian safe: Array[i] = (PointerTy)Dest;
292     EE->StoreValueToMemory(PTOGV(Dest), (GenericValue*)(Array+i*PtrSize),
293                            SBytePtr);
294   }
295
296   // Null terminate it
297   EE->StoreValueToMemory(PTOGV(0),
298                          (GenericValue*)(Array+InputArgv.size()*PtrSize),
299                          SBytePtr);
300   return Array;
301 }
302
303 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(Module *module,
304                                                        bool isDtors) {
305   const char *Name = isDtors ? "llvm.global_dtors" : "llvm.global_ctors";
306   GlobalVariable *GV = module->getNamedGlobal(Name);
307
308   // If this global has internal linkage, or if it has a use, then it must be
309   // an old-style (llvmgcc3) static ctor with __main linked in and in use.  If
310   // this is the case, don't execute any of the global ctors, __main will do
311   // it.
312   if (!GV || GV->isDeclaration() || GV->hasLocalLinkage()) return;
313
314   // Should be an array of '{ i32, void ()* }' structs.  The first value is
315   // the init priority, which we ignore.
316   if (isa<ConstantAggregateZero>(GV->getInitializer()))
317     return;
318   ConstantArray *InitList = cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
319   for (unsigned i = 0, e = InitList->getNumOperands(); i != e; ++i) {
320     if (isa<ConstantAggregateZero>(InitList->getOperand(i)))
321       continue;
322     ConstantStruct *CS = cast<ConstantStruct>(InitList->getOperand(i));
323
324     Constant *FP = CS->getOperand(1);
325     if (FP->isNullValue())
326       continue;  // Found a sentinal value, ignore.
327
328     // Strip off constant expression casts.
329     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(FP))
330       if (CE->isCast())
331         FP = CE->getOperand(0);
332
333     // Execute the ctor/dtor function!
334     if (Function *F = dyn_cast<Function>(FP))
335       runFunction(F, std::vector<GenericValue>());
336
337     // FIXME: It is marginally lame that we just do nothing here if we see an
338     // entry we don't recognize. It might not be unreasonable for the verifier
339     // to not even allow this and just assert here.
340   }
341 }
342
343 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors) {
344   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
345   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i)
346     runStaticConstructorsDestructors(Modules[i], isDtors);
347 }
348
349 #ifndef NDEBUG
350 /// isTargetNullPtr - Return whether the target pointer stored at Loc is null.
351 static bool isTargetNullPtr(ExecutionEngine *EE, void *Loc) {
352   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
353   for (unsigned i = 0; i < PtrSize; ++i)
354     if (*(i + (uint8_t*)Loc))
355       return false;
356   return true;
357 }
358 #endif
359
360 int ExecutionEngine::runFunctionAsMain(Function *Fn,
361                                        const std::vector<std::string> &argv,
362                                        const char * const * envp) {
363   std::vector<GenericValue> GVArgs;
364   GenericValue GVArgc;
365   GVArgc.IntVal = APInt(32, argv.size());
366
367   // Check main() type
368   unsigned NumArgs = Fn->getFunctionType()->getNumParams();
369   const FunctionType *FTy = Fn->getFunctionType();
370   const Type* PPInt8Ty = Type::getInt8PtrTy(Fn->getContext())->getPointerTo();
371
372   // Check the argument types.
373   if (NumArgs > 3)
374     report_fatal_error("Invalid number of arguments of main() supplied");
375   if (NumArgs >= 3 && FTy->getParamType(2) != PPInt8Ty)
376     report_fatal_error("Invalid type for third argument of main() supplied");
377   if (NumArgs >= 2 && FTy->getParamType(1) != PPInt8Ty)
378     report_fatal_error("Invalid type for second argument of main() supplied");
379   if (NumArgs >= 1 && !FTy->getParamType(0)->isIntegerTy(32))
380     report_fatal_error("Invalid type for first argument of main() supplied");
381   if (!FTy->getReturnType()->isIntegerTy() &&
382       !FTy->getReturnType()->isVoidTy())
383     report_fatal_error("Invalid return type of main() supplied");
384
385   ArgvArray CArgv;
386   ArgvArray CEnv;
387   if (NumArgs) {
388     GVArgs.push_back(GVArgc); // Arg #0 = argc.
389     if (NumArgs > 1) {
390       // Arg #1 = argv.
391       GVArgs.push_back(PTOGV(CArgv.reset(Fn->getContext(), this, argv)));
392       assert(!isTargetNullPtr(this, GVTOP(GVArgs[1])) &&
393              "argv[0] was null after CreateArgv");
394       if (NumArgs > 2) {
395         std::vector<std::string> EnvVars;
396         for (unsigned i = 0; envp[i]; ++i)
397           EnvVars.push_back(envp[i]);
398         // Arg #2 = envp.
399         GVArgs.push_back(PTOGV(CEnv.reset(Fn->getContext(), this, EnvVars)));
400       }
401     }
402   }
403
404   return runFunction(Fn, GVArgs).IntVal.getZExtValue();
405 }
406
407 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(Module *M,
408                                          bool ForceInterpreter,
409                                          std::string *ErrorStr,
410                                          CodeGenOpt::Level OptLevel,
411                                          bool GVsWithCode) {
412   return EngineBuilder(M)
413       .setEngineKind(ForceInterpreter
414                      ? EngineKind::Interpreter
415                      : EngineKind::JIT)
416       .setErrorStr(ErrorStr)
417       .setOptLevel(OptLevel)
418       .setAllocateGVsWithCode(GVsWithCode)
419       .create();
420 }
421
422 ExecutionEngine *EngineBuilder::create() {
423   // Make sure we can resolve symbols in the program as well. The zero arg
424   // to the function tells DynamicLibrary to load the program, not a library.
425   if (sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently(0, ErrorStr))
426     return 0;
427
428   // If the user specified a memory manager but didn't specify which engine to
429   // create, we assume they only want the JIT, and we fail if they only want
430   // the interpreter.
431   if (JMM) {
432     if (WhichEngine & EngineKind::JIT)
433       WhichEngine = EngineKind::JIT;
434     else {
435       if (ErrorStr)
436         *ErrorStr = "Cannot create an interpreter with a memory manager.";
437       return 0;
438     }
439   }
440
441   // Unless the interpreter was explicitly selected or the JIT is not linked,
442   // try making a JIT.
443   if (WhichEngine & EngineKind::JIT) {
444     if (UseMCJIT && ExecutionEngine::MCJITCtor) {
445       ExecutionEngine *EE =
446         ExecutionEngine::MCJITCtor(M, ErrorStr, JMM, OptLevel,
447                                    AllocateGVsWithCode, CMModel,
448                                    MArch, MCPU, MAttrs);
449       if (EE) return EE;
450     } else if (ExecutionEngine::JITCtor) {
451       ExecutionEngine *EE =
452         ExecutionEngine::JITCtor(M, ErrorStr, JMM, OptLevel,
453                                  AllocateGVsWithCode, CMModel,
454                                  MArch, MCPU, MAttrs);
455       if (EE) return EE;
456     }
457   }
458
459   // If we can't make a JIT and we didn't request one specifically, try making
460   // an interpreter instead.
461   if (WhichEngine & EngineKind::Interpreter) {
462     if (ExecutionEngine::InterpCtor)
463       return ExecutionEngine::InterpCtor(M, ErrorStr);
464     if (ErrorStr)
465       *ErrorStr = "Interpreter has not been linked in.";
466     return 0;
467   }
468
469   if ((WhichEngine & EngineKind::JIT) && ExecutionEngine::JITCtor == 0) {
470     if (ErrorStr)
471       *ErrorStr = "JIT has not been linked in.";
472   }
473
474   return 0;
475 }
476
477 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV) {
478   if (Function *F = const_cast<Function*>(dyn_cast<Function>(GV)))
479     return getPointerToFunction(F);
480
481   MutexGuard locked(lock);
482   if (void *P = EEState.getGlobalAddressMap(locked)[GV])
483     return P;
484
485   // Global variable might have been added since interpreter started.
486   if (GlobalVariable *GVar =
487           const_cast<GlobalVariable *>(dyn_cast<GlobalVariable>(GV)))
488     EmitGlobalVariable(GVar);
489   else
490     llvm_unreachable("Global hasn't had an address allocated yet!");
491
492   return EEState.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
493 }
494
495 /// \brief Converts a Constant* into a GenericValue, including handling of
496 /// ConstantExpr values.
497 GenericValue ExecutionEngine::getConstantValue(const Constant *C) {
498   // If its undefined, return the garbage.
499   if (isa<UndefValue>(C)) {
500     GenericValue Result;
501     switch (C->getType()->getTypeID()) {
502     case Type::IntegerTyID:
503     case Type::X86_FP80TyID:
504     case Type::FP128TyID:
505     case Type::PPC_FP128TyID:
506       // Although the value is undefined, we still have to construct an APInt
507       // with the correct bit width.
508       Result.IntVal = APInt(C->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 0);
509       break;
510     default:
511       break;
512     }
513     return Result;
514   }
515
516   // Otherwise, if the value is a ConstantExpr...
517   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
518     Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
519     switch (CE->getOpcode()) {
520     case Instruction::GetElementPtr: {
521       // Compute the index
522       GenericValue Result = getConstantValue(Op0);
523       SmallVector<Value*, 8> Indices(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
524       uint64_t Offset =
525         TD->getIndexedOffset(Op0->getType(), &Indices[0], Indices.size());
526
527       char* tmp = (char*) Result.PointerVal;
528       Result = PTOGV(tmp + Offset);
529       return Result;
530     }
531     case Instruction::Trunc: {
532       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
533       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
534       GV.IntVal = GV.IntVal.trunc(BitWidth);
535       return GV;
536     }
537     case Instruction::ZExt: {
538       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
539       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
540       GV.IntVal = GV.IntVal.zext(BitWidth);
541       return GV;
542     }
543     case Instruction::SExt: {
544       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
545       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
546       GV.IntVal = GV.IntVal.sext(BitWidth);
547       return GV;
548     }
549     case Instruction::FPTrunc: {
550       // FIXME long double
551       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
552       GV.FloatVal = float(GV.DoubleVal);
553       return GV;
554     }
555     case Instruction::FPExt:{
556       // FIXME long double
557       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
558       GV.DoubleVal = double(GV.FloatVal);
559       return GV;
560     }
561     case Instruction::UIToFP: {
562       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
563       if (CE->getType()->isFloatTy())
564         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.roundToDouble());
565       else if (CE->getType()->isDoubleTy())
566         GV.DoubleVal = GV.IntVal.roundToDouble();
567       else if (CE->getType()->isX86_FP80Ty()) {
568         APFloat apf = APFloat::getZero(APFloat::x87DoubleExtended);
569         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
570                                    false,
571                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
572         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
573       }
574       return GV;
575     }
576     case Instruction::SIToFP: {
577       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
578       if (CE->getType()->isFloatTy())
579         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.signedRoundToDouble());
580       else if (CE->getType()->isDoubleTy())
581         GV.DoubleVal = GV.IntVal.signedRoundToDouble();
582       else if (CE->getType()->isX86_FP80Ty()) {
583         APFloat apf = APFloat::getZero(APFloat::x87DoubleExtended);
584         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
585                                    true,
586                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
587         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
588       }
589       return GV;
590     }
591     case Instruction::FPToUI: // double->APInt conversion handles sign
592     case Instruction::FPToSI: {
593       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
594       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
595       if (Op0->getType()->isFloatTy())
596         GV.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(GV.FloatVal, BitWidth);
597       else if (Op0->getType()->isDoubleTy())
598         GV.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(GV.DoubleVal, BitWidth);
599       else if (Op0->getType()->isX86_FP80Ty()) {
600         APFloat apf = APFloat(GV.IntVal);
601         uint64_t v;
602         bool ignored;
603         (void)apf.convertToInteger(&v, BitWidth,
604                                    CE->getOpcode()==Instruction::FPToSI,
605                                    APFloat::rmTowardZero, &ignored);
606         GV.IntVal = v; // endian?
607       }
608       return GV;
609     }
610     case Instruction::PtrToInt: {
611       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
612       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
613       GV.IntVal = APInt(PtrWidth, uintptr_t(GV.PointerVal));
614       return GV;
615     }
616     case Instruction::IntToPtr: {
617       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
618       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
619       if (PtrWidth != GV.IntVal.getBitWidth())
620         GV.IntVal = GV.IntVal.zextOrTrunc(PtrWidth);
621       assert(GV.IntVal.getBitWidth() <= 64 && "Bad pointer width");
622       GV.PointerVal = PointerTy(uintptr_t(GV.IntVal.getZExtValue()));
623       return GV;
624     }
625     case Instruction::BitCast: {
626       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
627       const Type* DestTy = CE->getType();
628       switch (Op0->getType()->getTypeID()) {
629         default: llvm_unreachable("Invalid bitcast operand");
630         case Type::IntegerTyID:
631           assert(DestTy->isFloatingPointTy() && "invalid bitcast");
632           if (DestTy->isFloatTy())
633             GV.FloatVal = GV.IntVal.bitsToFloat();
634           else if (DestTy->isDoubleTy())
635             GV.DoubleVal = GV.IntVal.bitsToDouble();
636           break;
637         case Type::FloatTyID:
638           assert(DestTy->isIntegerTy(32) && "Invalid bitcast");
639           GV.IntVal = APInt::floatToBits(GV.FloatVal);
640           break;
641         case Type::DoubleTyID:
642           assert(DestTy->isIntegerTy(64) && "Invalid bitcast");
643           GV.IntVal = APInt::doubleToBits(GV.DoubleVal);
644           break;
645         case Type::PointerTyID:
646           assert(DestTy->isPointerTy() && "Invalid bitcast");
647           break; // getConstantValue(Op0)  above already converted it
648       }
649       return GV;
650     }
651     case Instruction::Add:
652     case Instruction::FAdd:
653     case Instruction::Sub:
654     case Instruction::FSub:
655     case Instruction::Mul:
656     case Instruction::FMul:
657     case Instruction::UDiv:
658     case Instruction::SDiv:
659     case Instruction::URem:
660     case Instruction::SRem:
661     case Instruction::And:
662     case Instruction::Or:
663     case Instruction::Xor: {
664       GenericValue LHS = getConstantValue(Op0);
665       GenericValue RHS = getConstantValue(CE->getOperand(1));
666       GenericValue GV;
667       switch (CE->getOperand(0)->getType()->getTypeID()) {
668       default: llvm_unreachable("Bad add type!");
669       case Type::IntegerTyID:
670         switch (CE->getOpcode()) {
671           default: llvm_unreachable("Invalid integer opcode");
672           case Instruction::Add: GV.IntVal = LHS.IntVal + RHS.IntVal; break;
673           case Instruction::Sub: GV.IntVal = LHS.IntVal - RHS.IntVal; break;
674           case Instruction::Mul: GV.IntVal = LHS.IntVal * RHS.IntVal; break;
675           case Instruction::UDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.udiv(RHS.IntVal); break;
676           case Instruction::SDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.sdiv(RHS.IntVal); break;
677           case Instruction::URem:GV.IntVal = LHS.IntVal.urem(RHS.IntVal); break;
678           case Instruction::SRem:GV.IntVal = LHS.IntVal.srem(RHS.IntVal); break;
679           case Instruction::And: GV.IntVal = LHS.IntVal & RHS.IntVal; break;
680           case Instruction::Or:  GV.IntVal = LHS.IntVal | RHS.IntVal; break;
681           case Instruction::Xor: GV.IntVal = LHS.IntVal ^ RHS.IntVal; break;
682         }
683         break;
684       case Type::FloatTyID:
685         switch (CE->getOpcode()) {
686           default: llvm_unreachable("Invalid float opcode");
687           case Instruction::FAdd:
688             GV.FloatVal = LHS.FloatVal + RHS.FloatVal; break;
689           case Instruction::FSub:
690             GV.FloatVal = LHS.FloatVal - RHS.FloatVal; break;
691           case Instruction::FMul:
692             GV.FloatVal = LHS.FloatVal * RHS.FloatVal; break;
693           case Instruction::FDiv:
694             GV.FloatVal = LHS.FloatVal / RHS.FloatVal; break;
695           case Instruction::FRem:
696             GV.FloatVal = std::fmod(LHS.FloatVal,RHS.FloatVal); break;
697         }
698         break;
699       case Type::DoubleTyID:
700         switch (CE->getOpcode()) {
701           default: llvm_unreachable("Invalid double opcode");
702           case Instruction::FAdd:
703             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal + RHS.DoubleVal; break;
704           case Instruction::FSub:
705             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal - RHS.DoubleVal; break;
706           case Instruction::FMul:
707             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal * RHS.DoubleVal; break;
708           case Instruction::FDiv:
709             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal / RHS.DoubleVal; break;
710           case Instruction::FRem:
711             GV.DoubleVal = std::fmod(LHS.DoubleVal,RHS.DoubleVal); break;
712         }
713         break;
714       case Type::X86_FP80TyID:
715       case Type::PPC_FP128TyID:
716       case Type::FP128TyID: {
717         APFloat apfLHS = APFloat(LHS.IntVal);
718         switch (CE->getOpcode()) {
719           default: llvm_unreachable("Invalid long double opcode");
720           case Instruction::FAdd:
721             apfLHS.add(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
722             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
723             break;
724           case Instruction::FSub:
725             apfLHS.subtract(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
726             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
727             break;
728           case Instruction::FMul:
729             apfLHS.multiply(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
730             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
731             break;
732           case Instruction::FDiv:
733             apfLHS.divide(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
734             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
735             break;
736           case Instruction::FRem:
737             apfLHS.mod(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
738             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
739             break;
740           }
741         }
742         break;
743       }
744       return GV;
745     }
746     default:
747       break;
748     }
749
750     SmallString<256> Msg;
751     raw_svector_ostream OS(Msg);
752     OS << "ConstantExpr not handled: " << *CE;
753     report_fatal_error(OS.str());
754   }
755
756   // Otherwise, we have a simple constant.
757   GenericValue Result;
758   switch (C->getType()->getTypeID()) {
759   case Type::FloatTyID:
760     Result.FloatVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToFloat();
761     break;
762   case Type::DoubleTyID:
763     Result.DoubleVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToDouble();
764     break;
765   case Type::X86_FP80TyID:
766   case Type::FP128TyID:
767   case Type::PPC_FP128TyID:
768     Result.IntVal = cast <ConstantFP>(C)->getValueAPF().bitcastToAPInt();
769     break;
770   case Type::IntegerTyID:
771     Result.IntVal = cast<ConstantInt>(C)->getValue();
772     break;
773   case Type::PointerTyID:
774     if (isa<ConstantPointerNull>(C))
775       Result.PointerVal = 0;
776     else if (const Function *F = dyn_cast<Function>(C))
777       Result = PTOGV(getPointerToFunctionOrStub(const_cast<Function*>(F)));
778     else if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
779       Result = PTOGV(getOrEmitGlobalVariable(const_cast<GlobalVariable*>(GV)));
780     else if (const BlockAddress *BA = dyn_cast<BlockAddress>(C))
781       Result = PTOGV(getPointerToBasicBlock(const_cast<BasicBlock*>(
782                                                         BA->getBasicBlock())));
783     else
784       llvm_unreachable("Unknown constant pointer type!");
785     break;
786   default:
787     SmallString<256> Msg;
788     raw_svector_ostream OS(Msg);
789     OS << "ERROR: Constant unimplemented for type: " << *C->getType();
790     report_fatal_error(OS.str());
791   }
792
793   return Result;
794 }
795
796 /// StoreIntToMemory - Fills the StoreBytes bytes of memory starting from Dst
797 /// with the integer held in IntVal.
798 static void StoreIntToMemory(const APInt &IntVal, uint8_t *Dst,
799                              unsigned StoreBytes) {
800   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= StoreBytes && "Integer too small!");
801   uint8_t *Src = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
802
803   if (sys::isLittleEndianHost()) {
804     // Little-endian host - the source is ordered from LSB to MSB.  Order the
805     // destination from LSB to MSB: Do a straight copy.
806     memcpy(Dst, Src, StoreBytes);
807   } else {
808     // Big-endian host - the source is an array of 64 bit words ordered from
809     // LSW to MSW.  Each word is ordered from MSB to LSB.  Order the destination
810     // from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in a word.
811     while (StoreBytes > sizeof(uint64_t)) {
812       StoreBytes -= sizeof(uint64_t);
813       // May not be aligned so use memcpy.
814       memcpy(Dst + StoreBytes, Src, sizeof(uint64_t));
815       Src += sizeof(uint64_t);
816     }
817
818     memcpy(Dst, Src + sizeof(uint64_t) - StoreBytes, StoreBytes);
819   }
820 }
821
822 void ExecutionEngine::StoreValueToMemory(const GenericValue &Val,
823                                          GenericValue *Ptr, const Type *Ty) {
824   const unsigned StoreBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
825
826   switch (Ty->getTypeID()) {
827   case Type::IntegerTyID:
828     StoreIntToMemory(Val.IntVal, (uint8_t*)Ptr, StoreBytes);
829     break;
830   case Type::FloatTyID:
831     *((float*)Ptr) = Val.FloatVal;
832     break;
833   case Type::DoubleTyID:
834     *((double*)Ptr) = Val.DoubleVal;
835     break;
836   case Type::X86_FP80TyID:
837     memcpy(Ptr, Val.IntVal.getRawData(), 10);
838     break;
839   case Type::PointerTyID:
840     // Ensure 64 bit target pointers are fully initialized on 32 bit hosts.
841     if (StoreBytes != sizeof(PointerTy))
842       memset(&(Ptr->PointerVal), 0, StoreBytes);
843
844     *((PointerTy*)Ptr) = Val.PointerVal;
845     break;
846   default:
847     dbgs() << "Cannot store value of type " << *Ty << "!\n";
848   }
849
850   if (sys::isLittleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian())
851     // Host and target are different endian - reverse the stored bytes.
852     std::reverse((uint8_t*)Ptr, StoreBytes + (uint8_t*)Ptr);
853 }
854
855 /// LoadIntFromMemory - Loads the integer stored in the LoadBytes bytes starting
856 /// from Src into IntVal, which is assumed to be wide enough and to hold zero.
857 static void LoadIntFromMemory(APInt &IntVal, uint8_t *Src, unsigned LoadBytes) {
858   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= LoadBytes && "Integer too small!");
859   uint8_t *Dst = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
860
861   if (sys::isLittleEndianHost())
862     // Little-endian host - the destination must be ordered from LSB to MSB.
863     // The source is ordered from LSB to MSB: Do a straight copy.
864     memcpy(Dst, Src, LoadBytes);
865   else {
866     // Big-endian - the destination is an array of 64 bit words ordered from
867     // LSW to MSW.  Each word must be ordered from MSB to LSB.  The source is
868     // ordered from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in
869     // a word.
870     while (LoadBytes > sizeof(uint64_t)) {
871       LoadBytes -= sizeof(uint64_t);
872       // May not be aligned so use memcpy.
873       memcpy(Dst, Src + LoadBytes, sizeof(uint64_t));
874       Dst += sizeof(uint64_t);
875     }
876
877     memcpy(Dst + sizeof(uint64_t) - LoadBytes, Src, LoadBytes);
878   }
879 }
880
881 /// FIXME: document
882 ///
883 void ExecutionEngine::LoadValueFromMemory(GenericValue &Result,
884                                           GenericValue *Ptr,
885                                           const Type *Ty) {
886   const unsigned LoadBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
887
888   switch (Ty->getTypeID()) {
889   case Type::IntegerTyID:
890     // An APInt with all words initially zero.
891     Result.IntVal = APInt(cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(), 0);
892     LoadIntFromMemory(Result.IntVal, (uint8_t*)Ptr, LoadBytes);
893     break;
894   case Type::FloatTyID:
895     Result.FloatVal = *((float*)Ptr);
896     break;
897   case Type::DoubleTyID:
898     Result.DoubleVal = *((double*)Ptr);
899     break;
900   case Type::PointerTyID:
901     Result.PointerVal = *((PointerTy*)Ptr);
902     break;
903   case Type::X86_FP80TyID: {
904     // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
905     // FIXME: Will not trap if loading a signaling NaN.
906     uint64_t y[2];
907     memcpy(y, Ptr, 10);
908     Result.IntVal = APInt(80, 2, y);
909     break;
910   }
911   default:
912     SmallString<256> Msg;
913     raw_svector_ostream OS(Msg);
914     OS << "Cannot load value of type " << *Ty << "!";
915     report_fatal_error(OS.str());
916   }
917 }
918
919 void ExecutionEngine::InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr) {
920   DEBUG(dbgs() << "JIT: Initializing " << Addr << " ");
921   DEBUG(Init->dump());
922   if (isa<UndefValue>(Init)) {
923     return;
924   } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Init)) {
925     unsigned ElementSize =
926       getTargetData()->getTypeAllocSize(CP->getType()->getElementType());
927     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
928       InitializeMemory(CP->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
929     return;
930   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
931     memset(Addr, 0, (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(Init->getType()));
932     return;
933   } else if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(Init)) {
934     unsigned ElementSize =
935       getTargetData()->getTypeAllocSize(CPA->getType()->getElementType());
936     for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
937       InitializeMemory(CPA->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
938     return;
939   } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(Init)) {
940     const StructLayout *SL =
941       getTargetData()->getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
942     for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
943       InitializeMemory(CPS->getOperand(i), (char*)Addr+SL->getElementOffset(i));
944     return;
945   } else if (Init->getType()->isFirstClassType()) {
946     GenericValue Val = getConstantValue(Init);
947     StoreValueToMemory(Val, (GenericValue*)Addr, Init->getType());
948     return;
949   }
950
951   DEBUG(dbgs() << "Bad Type: " << *Init->getType() << "\n");
952   llvm_unreachable("Unknown constant type to initialize memory with!");
953 }
954
955 /// EmitGlobals - Emit all of the global variables to memory, storing their
956 /// addresses into GlobalAddress.  This must make sure to copy the contents of
957 /// their initializers into the memory.
958 void ExecutionEngine::emitGlobals() {
959   // Loop over all of the global variables in the program, allocating the memory
960   // to hold them.  If there is more than one module, do a prepass over globals
961   // to figure out how the different modules should link together.
962   std::map<std::pair<std::string, const Type*>,
963            const GlobalValue*> LinkedGlobalsMap;
964
965   if (Modules.size() != 1) {
966     for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
967       Module &M = *Modules[m];
968       for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(),
969            E = M.global_end(); I != E; ++I) {
970         const GlobalValue *GV = I;
971         if (GV->hasLocalLinkage() || GV->isDeclaration() ||
972             GV->hasAppendingLinkage() || !GV->hasName())
973           continue;// Ignore external globals and globals with internal linkage.
974
975         const GlobalValue *&GVEntry =
976           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
977
978         // If this is the first time we've seen this global, it is the canonical
979         // version.
980         if (!GVEntry) {
981           GVEntry = GV;
982           continue;
983         }
984
985         // If the existing global is strong, never replace it.
986         if (GVEntry->hasExternalLinkage() ||
987             GVEntry->hasDLLImportLinkage() ||
988             GVEntry->hasDLLExportLinkage())
989           continue;
990
991         // Otherwise, we know it's linkonce/weak, replace it if this is a strong
992         // symbol.  FIXME is this right for common?
993         if (GV->hasExternalLinkage() || GVEntry->hasExternalWeakLinkage())
994           GVEntry = GV;
995       }
996     }
997   }
998
999   std::vector<const GlobalValue*> NonCanonicalGlobals;
1000   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
1001     Module &M = *Modules[m];
1002     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
1003          I != E; ++I) {
1004       // In the multi-module case, see what this global maps to.
1005       if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
1006         if (const GlobalValue *GVEntry =
1007               LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())]) {
1008           // If something else is the canonical global, ignore this one.
1009           if (GVEntry != &*I) {
1010             NonCanonicalGlobals.push_back(I);
1011             continue;
1012           }
1013         }
1014       }
1015
1016       if (!I->isDeclaration()) {
1017         addGlobalMapping(I, getMemoryForGV(I));
1018       } else {
1019         // External variable reference. Try to use the dynamic loader to
1020         // get a pointer to it.
1021         if (void *SymAddr =
1022             sys::DynamicLibrary::SearchForAddressOfSymbol(I->getName()))
1023           addGlobalMapping(I, SymAddr);
1024         else {
1025           report_fatal_error("Could not resolve external global address: "
1026                             +I->getName());
1027         }
1028       }
1029     }
1030
1031     // If there are multiple modules, map the non-canonical globals to their
1032     // canonical location.
1033     if (!NonCanonicalGlobals.empty()) {
1034       for (unsigned i = 0, e = NonCanonicalGlobals.size(); i != e; ++i) {
1035         const GlobalValue *GV = NonCanonicalGlobals[i];
1036         const GlobalValue *CGV =
1037           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
1038         void *Ptr = getPointerToGlobalIfAvailable(CGV);
1039         assert(Ptr && "Canonical global wasn't codegen'd!");
1040         addGlobalMapping(GV, Ptr);
1041       }
1042     }
1043
1044     // Now that all of the globals are set up in memory, loop through them all
1045     // and initialize their contents.
1046     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
1047          I != E; ++I) {
1048       if (!I->isDeclaration()) {
1049         if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
1050           if (const GlobalValue *GVEntry =
1051                 LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())])
1052             if (GVEntry != &*I)  // Not the canonical variable.
1053               continue;
1054         }
1055         EmitGlobalVariable(I);
1056       }
1057     }
1058   }
1059 }
1060
1061 // EmitGlobalVariable - This method emits the specified global variable to the
1062 // address specified in GlobalAddresses, or allocates new memory if it's not
1063 // already in the map.
1064 void ExecutionEngine::EmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV) {
1065   void *GA = getPointerToGlobalIfAvailable(GV);
1066
1067   if (GA == 0) {
1068     // If it's not already specified, allocate memory for the global.
1069     GA = getMemoryForGV(GV);
1070     addGlobalMapping(GV, GA);
1071   }
1072
1073   // Don't initialize if it's thread local, let the client do it.
1074   if (!GV->isThreadLocal())
1075     InitializeMemory(GV->getInitializer(), GA);
1076
1077   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
1078   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(ElTy);
1079   NumInitBytes += (unsigned)GVSize;
1080   ++NumGlobals;
1081 }
1082
1083 ExecutionEngineState::ExecutionEngineState(ExecutionEngine &EE)
1084   : EE(EE), GlobalAddressMap(this) {
1085 }
1086
1087 sys::Mutex *
1088 ExecutionEngineState::AddressMapConfig::getMutex(ExecutionEngineState *EES) {
1089   return &EES->EE.lock;
1090 }
1091
1092 void ExecutionEngineState::AddressMapConfig::onDelete(ExecutionEngineState *EES,
1093                                                       const GlobalValue *Old) {
1094   void *OldVal = EES->GlobalAddressMap.lookup(Old);
1095   EES->GlobalAddressReverseMap.erase(OldVal);
1096 }
1097
1098 void ExecutionEngineState::AddressMapConfig::onRAUW(ExecutionEngineState *,
1099                                                     const GlobalValue *,
1100                                                     const GlobalValue *) {
1101   assert(false && "The ExecutionEngine doesn't know how to handle a"
1102          " RAUW on a value it has a global mapping for.");
1103 }