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