Make EngineBuilder return more error codes, by KS Sreeram.
[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) = 0;
44 ExecutionEngine *(*ExecutionEngine::InterpCtor)(ModuleProvider *MP,
45                                                 std::string *ErrorStr) = 0;
46 ExecutionEngine::EERegisterFn ExecutionEngine::ExceptionTableRegister = 0;
47
48
49 ExecutionEngine::ExecutionEngine(ModuleProvider *P) : LazyFunctionCreator(0) {
50   LazyCompilationDisabled = false;
51   GVCompilationDisabled   = false;
52   SymbolSearchingDisabled = false;
53   DlsymStubsEnabled       = false;
54   Modules.push_back(P);
55   assert(P && "ModuleProvider is null?");
56 }
57
58 ExecutionEngine::~ExecutionEngine() {
59   clearAllGlobalMappings();
60   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i)
61     delete Modules[i];
62 }
63
64 char* ExecutionEngine::getMemoryForGV(const GlobalVariable* GV) {
65   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
66   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(ElTy);
67   return new char[GVSize];
68 }
69
70 /// removeModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules.
71 /// Relases the Module from the ModuleProvider, materializing it in the
72 /// process, and returns the materialized Module.
73 Module* ExecutionEngine::removeModuleProvider(ModuleProvider *P, 
74                                               std::string *ErrInfo) {
75   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(), 
76         E = Modules.end(); I != E; ++I) {
77     ModuleProvider *MP = *I;
78     if (MP == P) {
79       Modules.erase(I);
80       clearGlobalMappingsFromModule(MP->getModule());
81       return MP->releaseModule(ErrInfo);
82     }
83   }
84   return NULL;
85 }
86
87 /// deleteModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules,
88 /// and deletes the ModuleProvider and owned Module.  Avoids materializing 
89 /// the underlying module.
90 void ExecutionEngine::deleteModuleProvider(ModuleProvider *P, 
91                                            std::string *ErrInfo) {
92   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(), 
93       E = Modules.end(); I != E; ++I) {
94     ModuleProvider *MP = *I;
95     if (MP == P) {
96       Modules.erase(I);
97       clearGlobalMappingsFromModule(MP->getModule());
98       delete MP;
99       return;
100     }
101   }
102 }
103
104 /// FindFunctionNamed - Search all of the active modules to find the one that
105 /// defines FnName.  This is very slow operation and shouldn't be used for
106 /// general code.
107 Function *ExecutionEngine::FindFunctionNamed(const char *FnName) {
108   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i) {
109     if (Function *F = Modules[i]->getModule()->getFunction(FnName))
110       return F;
111   }
112   return 0;
113 }
114
115
116 /// addGlobalMapping - Tell the execution engine that the specified global is
117 /// at the specified location.  This is used internally as functions are JIT'd
118 /// and as global variables are laid out in memory.  It can and should also be
119 /// used by clients of the EE that want to have an LLVM global overlay
120 /// existing data in memory.
121 void ExecutionEngine::addGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
122   MutexGuard locked(lock);
123
124   DEBUG(errs() << "JIT: Map \'" << GV->getName() 
125         << "\' to [" << Addr << "]\n";);
126   void *&CurVal = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
127   assert((CurVal == 0 || Addr == 0) && "GlobalMapping already established!");
128   CurVal = Addr;
129   
130   // If we are using the reverse mapping, add it too
131   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
132     AssertingVH<const GlobalValue> &V =
133       state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
134     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
135     V = GV;
136   }
137 }
138
139 /// clearAllGlobalMappings - Clear all global mappings and start over again
140 /// use in dynamic compilation scenarios when you want to move globals
141 void ExecutionEngine::clearAllGlobalMappings() {
142   MutexGuard locked(lock);
143   
144   state.getGlobalAddressMap(locked).clear();
145   state.getGlobalAddressReverseMap(locked).clear();
146 }
147
148 /// clearGlobalMappingsFromModule - Clear all global mappings that came from a
149 /// particular module, because it has been removed from the JIT.
150 void ExecutionEngine::clearGlobalMappingsFromModule(Module *M) {
151   MutexGuard locked(lock);
152   
153   for (Module::iterator FI = M->begin(), FE = M->end(); FI != FE; ++FI) {
154     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(&*FI);
155     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(&*FI);
156   }
157   for (Module::global_iterator GI = M->global_begin(), GE = M->global_end(); 
158        GI != GE; ++GI) {
159     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(&*GI);
160     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(&*GI);
161   }
162 }
163
164 /// updateGlobalMapping - Replace an existing mapping for GV with a new
165 /// address.  This updates both maps as required.  If "Addr" is null, the
166 /// entry for the global is removed from the mappings.
167 void *ExecutionEngine::updateGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
168   MutexGuard locked(lock);
169
170   std::map<AssertingVH<const GlobalValue>, void *> &Map =
171     state.getGlobalAddressMap(locked);
172
173   // Deleting from the mapping?
174   if (Addr == 0) {
175     std::map<AssertingVH<const GlobalValue>, void *>::iterator I = Map.find(GV);
176     void *OldVal;
177     if (I == Map.end())
178       OldVal = 0;
179     else {
180       OldVal = I->second;
181       Map.erase(I); 
182     }
183     
184     if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
185       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(OldVal);
186     return OldVal;
187   }
188   
189   void *&CurVal = Map[GV];
190   void *OldVal = CurVal;
191
192   if (CurVal && !state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
193     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(CurVal);
194   CurVal = Addr;
195   
196   // If we are using the reverse mapping, add it too
197   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
198     AssertingVH<const GlobalValue> &V =
199       state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
200     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
201     V = GV;
202   }
203   return OldVal;
204 }
205
206 /// getPointerToGlobalIfAvailable - This returns the address of the specified
207 /// global value if it is has already been codegen'd, otherwise it returns null.
208 ///
209 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobalIfAvailable(const GlobalValue *GV) {
210   MutexGuard locked(lock);
211   
212   std::map<AssertingVH<const GlobalValue>, void*>::iterator I =
213     state.getGlobalAddressMap(locked).find(GV);
214   return I != state.getGlobalAddressMap(locked).end() ? I->second : 0;
215 }
216
217 /// getGlobalValueAtAddress - Return the LLVM global value object that starts
218 /// at the specified address.
219 ///
220 const GlobalValue *ExecutionEngine::getGlobalValueAtAddress(void *Addr) {
221   MutexGuard locked(lock);
222
223   // If we haven't computed the reverse mapping yet, do so first.
224   if (state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
225     for (std::map<AssertingVH<const GlobalValue>, void *>::iterator
226          I = state.getGlobalAddressMap(locked).begin(),
227          E = state.getGlobalAddressMap(locked).end(); I != E; ++I)
228       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).insert(std::make_pair(I->second,
229                                                                      I->first));
230   }
231
232   std::map<void *, AssertingVH<const GlobalValue> >::iterator I =
233     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).find(Addr);
234   return I != state.getGlobalAddressReverseMap(locked).end() ? I->second : 0;
235 }
236
237 // CreateArgv - Turn a vector of strings into a nice argv style array of
238 // pointers to null terminated strings.
239 //
240 static void *CreateArgv(LLVMContext &C, ExecutionEngine *EE,
241                         const std::vector<std::string> &InputArgv) {
242   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
243   char *Result = new char[(InputArgv.size()+1)*PtrSize];
244
245   DEBUG(errs() << "JIT: ARGV = " << (void*)Result << "\n");
246   const Type *SBytePtr = PointerType::getUnqual(Type::getInt8Ty(C));
247
248   for (unsigned i = 0; i != InputArgv.size(); ++i) {
249     unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
250     char *Dest = new char[Size];
251     DEBUG(errs() << "JIT: ARGV[" << i << "] = " << (void*)Dest << "\n");
252
253     std::copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
254     Dest[Size-1] = 0;
255
256     // Endian safe: Result[i] = (PointerTy)Dest;
257     EE->StoreValueToMemory(PTOGV(Dest), (GenericValue*)(Result+i*PtrSize),
258                            SBytePtr);
259   }
260
261   // Null terminate it
262   EE->StoreValueToMemory(PTOGV(0),
263                          (GenericValue*)(Result+InputArgv.size()*PtrSize),
264                          SBytePtr);
265   return Result;
266 }
267
268
269 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
270 /// the static constructors or destructors for a module, depending on the
271 /// value of isDtors.
272 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(Module *module,
273                                                        bool isDtors) {
274   const char *Name = isDtors ? "llvm.global_dtors" : "llvm.global_ctors";
275   
276   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
277   
278  GlobalVariable *GV = module->getNamedGlobal(Name);
279
280  // If this global has internal linkage, or if it has a use, then it must be
281  // an old-style (llvmgcc3) static ctor with __main linked in and in use.  If
282  // this is the case, don't execute any of the global ctors, __main will do
283  // it.
284  if (!GV || GV->isDeclaration() || GV->hasLocalLinkage()) return;
285  
286  // Should be an array of '{ int, void ()* }' structs.  The first value is
287  // the init priority, which we ignore.
288  ConstantArray *InitList = dyn_cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
289  if (!InitList) return;
290  for (unsigned i = 0, e = InitList->getNumOperands(); i != e; ++i)
291    if (ConstantStruct *CS = 
292        dyn_cast<ConstantStruct>(InitList->getOperand(i))) {
293      if (CS->getNumOperands() != 2) return; // Not array of 2-element structs.
294    
295      Constant *FP = CS->getOperand(1);
296      if (FP->isNullValue())
297        break;  // Found a null terminator, exit.
298    
299      if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(FP))
300        if (CE->isCast())
301          FP = CE->getOperand(0);
302      if (Function *F = dyn_cast<Function>(FP)) {
303        // Execute the ctor/dtor function!
304        runFunction(F, std::vector<GenericValue>());
305      }
306    }
307 }
308
309 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
310 /// the static constructors or destructors for a program, depending on the
311 /// value of isDtors.
312 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors) {
313   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
314   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m)
315     runStaticConstructorsDestructors(Modules[m]->getModule(), isDtors);
316 }
317
318 #ifndef NDEBUG
319 /// isTargetNullPtr - Return whether the target pointer stored at Loc is null.
320 static bool isTargetNullPtr(ExecutionEngine *EE, void *Loc) {
321   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
322   for (unsigned i = 0; i < PtrSize; ++i)
323     if (*(i + (uint8_t*)Loc))
324       return false;
325   return true;
326 }
327 #endif
328
329 /// runFunctionAsMain - This is a helper function which wraps runFunction to
330 /// handle the common task of starting up main with the specified argc, argv,
331 /// and envp parameters.
332 int ExecutionEngine::runFunctionAsMain(Function *Fn,
333                                        const std::vector<std::string> &argv,
334                                        const char * const * envp) {
335   std::vector<GenericValue> GVArgs;
336   GenericValue GVArgc;
337   GVArgc.IntVal = APInt(32, argv.size());
338
339   // Check main() type
340   unsigned NumArgs = Fn->getFunctionType()->getNumParams();
341   const FunctionType *FTy = Fn->getFunctionType();
342   const Type* PPInt8Ty = 
343     PointerType::getUnqual(PointerType::getUnqual(
344           Type::getInt8Ty(Fn->getContext())));
345   switch (NumArgs) {
346   case 3:
347    if (FTy->getParamType(2) != PPInt8Ty) {
348      llvm_report_error("Invalid type for third argument of main() supplied");
349    }
350    // FALLS THROUGH
351   case 2:
352    if (FTy->getParamType(1) != PPInt8Ty) {
353      llvm_report_error("Invalid type for second argument of main() supplied");
354    }
355    // FALLS THROUGH
356   case 1:
357    if (FTy->getParamType(0) != Type::getInt32Ty(Fn->getContext())) {
358      llvm_report_error("Invalid type for first argument of main() supplied");
359    }
360    // FALLS THROUGH
361   case 0:
362    if (!isa<IntegerType>(FTy->getReturnType()) &&
363        FTy->getReturnType() != Type::getVoidTy(FTy->getContext())) {
364      llvm_report_error("Invalid return type of main() supplied");
365    }
366    break;
367   default:
368    llvm_report_error("Invalid number of arguments of main() supplied");
369   }
370   
371   if (NumArgs) {
372     GVArgs.push_back(GVArgc); // Arg #0 = argc.
373     if (NumArgs > 1) {
374       // Arg #1 = argv.
375       GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(Fn->getContext(), this, argv))); 
376       assert(!isTargetNullPtr(this, GVTOP(GVArgs[1])) &&
377              "argv[0] was null after CreateArgv");
378       if (NumArgs > 2) {
379         std::vector<std::string> EnvVars;
380         for (unsigned i = 0; envp[i]; ++i)
381           EnvVars.push_back(envp[i]);
382         // Arg #2 = envp.
383         GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(Fn->getContext(), this, EnvVars)));
384       }
385     }
386   }
387   return runFunction(Fn, GVArgs).IntVal.getZExtValue();
388 }
389
390 /// If possible, create a JIT, unless the caller specifically requests an
391 /// Interpreter or there's an error. If even an Interpreter cannot be created,
392 /// NULL is returned.
393 ///
394 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(ModuleProvider *MP,
395                                          bool ForceInterpreter,
396                                          std::string *ErrorStr,
397                                          CodeGenOpt::Level OptLevel,
398                                          bool GVsWithCode) {
399   return EngineBuilder(MP)
400       .setEngineKind(ForceInterpreter
401                      ? EngineKind::Interpreter
402                      : EngineKind::JIT)
403       .setErrorStr(ErrorStr)
404       .setOptLevel(OptLevel)
405       .setAllocateGVsWithCode(GVsWithCode)
406       .create();
407 }
408
409 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(Module *M) {
410   return EngineBuilder(M).create();
411 }
412
413 /// EngineBuilder - Overloaded constructor that automatically creates an
414 /// ExistingModuleProvider for an existing module.
415 EngineBuilder::EngineBuilder(Module *m) : MP(new ExistingModuleProvider(m)) {
416   InitEngine();
417 }
418
419 ExecutionEngine *EngineBuilder::create() {
420   // Make sure we can resolve symbols in the program as well. The zero arg
421   // to the function tells DynamicLibrary to load the program, not a library.
422   if (sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently(0, ErrorStr))
423     return 0;
424
425   // If the user specified a memory manager but didn't specify which engine to
426   // create, we assume they only want the JIT, and we fail if they only want
427   // the interpreter.
428   if (JMM) {
429     if (WhichEngine & EngineKind::JIT)
430       WhichEngine = EngineKind::JIT;
431     else {
432       *ErrorStr = "Cannot create an interpreter with a memory manager.";
433       return 0;
434     }
435   }
436
437   // Unless the interpreter was explicitly selected or the JIT is not linked,
438   // try making a JIT.
439   if (WhichEngine & EngineKind::JIT) {
440     if (ExecutionEngine::JITCtor) {
441       ExecutionEngine *EE =
442         ExecutionEngine::JITCtor(MP, ErrorStr, JMM, OptLevel,
443                                  AllocateGVsWithCode);
444       if (EE) return EE;
445     } else {
446       *ErrorStr = "JIT has not been linked in.";
447       return 0;
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     *ErrorStr = "Interpreter has not been linked in.";
457     return 0;
458   }
459   
460   return 0;
461 }
462
463 /// getPointerToGlobal - This returns the address of the specified global
464 /// value.  This may involve code generation if it's a function.
465 ///
466 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV) {
467   if (Function *F = const_cast<Function*>(dyn_cast<Function>(GV)))
468     return getPointerToFunction(F);
469
470   MutexGuard locked(lock);
471   void *p = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
472   if (p)
473     return p;
474
475   // Global variable might have been added since interpreter started.
476   if (GlobalVariable *GVar =
477           const_cast<GlobalVariable *>(dyn_cast<GlobalVariable>(GV)))
478     EmitGlobalVariable(GVar);
479   else
480     llvm_unreachable("Global hasn't had an address allocated yet!");
481   return state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
482 }
483
484 /// This function converts a Constant* into a GenericValue. The interesting 
485 /// part is if C is a ConstantExpr.
486 /// @brief Get a GenericValue for a Constant*
487 GenericValue ExecutionEngine::getConstantValue(const Constant *C) {
488   // If its undefined, return the garbage.
489   if (isa<UndefValue>(C)) 
490     return GenericValue();
491
492   // If the value is a ConstantExpr
493   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
494     Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
495     switch (CE->getOpcode()) {
496     case Instruction::GetElementPtr: {
497       // Compute the index 
498       GenericValue Result = getConstantValue(Op0);
499       SmallVector<Value*, 8> Indices(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
500       uint64_t Offset =
501         TD->getIndexedOffset(Op0->getType(), &Indices[0], Indices.size());
502
503       char* tmp = (char*) Result.PointerVal;
504       Result = PTOGV(tmp + Offset);
505       return Result;
506     }
507     case Instruction::Trunc: {
508       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
509       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
510       GV.IntVal = GV.IntVal.trunc(BitWidth);
511       return GV;
512     }
513     case Instruction::ZExt: {
514       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
515       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
516       GV.IntVal = GV.IntVal.zext(BitWidth);
517       return GV;
518     }
519     case Instruction::SExt: {
520       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
521       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
522       GV.IntVal = GV.IntVal.sext(BitWidth);
523       return GV;
524     }
525     case Instruction::FPTrunc: {
526       // FIXME long double
527       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
528       GV.FloatVal = float(GV.DoubleVal);
529       return GV;
530     }
531     case Instruction::FPExt:{
532       // FIXME long double
533       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
534       GV.DoubleVal = double(GV.FloatVal);
535       return GV;
536     }
537     case Instruction::UIToFP: {
538       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
539       if (CE->getType() == Type::getFloatTy(CE->getContext()))
540         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.roundToDouble());
541       else if (CE->getType() == Type::getDoubleTy(CE->getContext()))
542         GV.DoubleVal = GV.IntVal.roundToDouble();
543       else if (CE->getType() == Type::getX86_FP80Ty(Op0->getContext())) {
544         const uint64_t zero[] = {0, 0};
545         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
546         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal, 
547                                    false,
548                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
549         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
550       }
551       return GV;
552     }
553     case Instruction::SIToFP: {
554       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
555       if (CE->getType() == Type::getFloatTy(CE->getContext()))
556         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.signedRoundToDouble());
557       else if (CE->getType() == Type::getDoubleTy(CE->getContext()))
558         GV.DoubleVal = GV.IntVal.signedRoundToDouble();
559       else if (CE->getType() == Type::getX86_FP80Ty(CE->getContext())) {
560         const uint64_t zero[] = { 0, 0};
561         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
562         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal, 
563                                    true,
564                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
565         GV.IntVal = apf.bitcastToAPInt();
566       }
567       return GV;
568     }
569     case Instruction::FPToUI: // double->APInt conversion handles sign
570     case Instruction::FPToSI: {
571       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
572       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
573       if (Op0->getType() == Type::getFloatTy(Op0->getContext()))
574         GV.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(GV.FloatVal, BitWidth);
575       else if (Op0->getType() == Type::getDoubleTy(Op0->getContext()))
576         GV.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(GV.DoubleVal, BitWidth);
577       else if (Op0->getType() == Type::getX86_FP80Ty(Op0->getContext())) {
578         APFloat apf = APFloat(GV.IntVal);
579         uint64_t v;
580         bool ignored;
581         (void)apf.convertToInteger(&v, BitWidth,
582                                    CE->getOpcode()==Instruction::FPToSI, 
583                                    APFloat::rmTowardZero, &ignored);
584         GV.IntVal = v; // endian?
585       }
586       return GV;
587     }
588     case Instruction::PtrToInt: {
589       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
590       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
591       GV.IntVal = APInt(PtrWidth, uintptr_t(GV.PointerVal));
592       return GV;
593     }
594     case Instruction::IntToPtr: {
595       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
596       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
597       if (PtrWidth != GV.IntVal.getBitWidth())
598         GV.IntVal = GV.IntVal.zextOrTrunc(PtrWidth);
599       assert(GV.IntVal.getBitWidth() <= 64 && "Bad pointer width");
600       GV.PointerVal = PointerTy(uintptr_t(GV.IntVal.getZExtValue()));
601       return GV;
602     }
603     case Instruction::BitCast: {
604       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
605       const Type* DestTy = CE->getType();
606       switch (Op0->getType()->getTypeID()) {
607         default: llvm_unreachable("Invalid bitcast operand");
608         case Type::IntegerTyID:
609           assert(DestTy->isFloatingPoint() && "invalid bitcast");
610           if (DestTy == Type::getFloatTy(Op0->getContext()))
611             GV.FloatVal = GV.IntVal.bitsToFloat();
612           else if (DestTy == Type::getDoubleTy(DestTy->getContext()))
613             GV.DoubleVal = GV.IntVal.bitsToDouble();
614           break;
615         case Type::FloatTyID: 
616           assert(DestTy == Type::getInt32Ty(DestTy->getContext()) &&
617                  "Invalid bitcast");
618           GV.IntVal.floatToBits(GV.FloatVal);
619           break;
620         case Type::DoubleTyID:
621           assert(DestTy == Type::getInt64Ty(DestTy->getContext()) &&
622                  "Invalid bitcast");
623           GV.IntVal.doubleToBits(GV.DoubleVal);
624           break;
625         case Type::PointerTyID:
626           assert(isa<PointerType>(DestTy) && "Invalid bitcast");
627           break; // getConstantValue(Op0)  above already converted it
628       }
629       return GV;
630     }
631     case Instruction::Add:
632     case Instruction::FAdd:
633     case Instruction::Sub:
634     case Instruction::FSub:
635     case Instruction::Mul:
636     case Instruction::FMul:
637     case Instruction::UDiv:
638     case Instruction::SDiv:
639     case Instruction::URem:
640     case Instruction::SRem:
641     case Instruction::And:
642     case Instruction::Or:
643     case Instruction::Xor: {
644       GenericValue LHS = getConstantValue(Op0);
645       GenericValue RHS = getConstantValue(CE->getOperand(1));
646       GenericValue GV;
647       switch (CE->getOperand(0)->getType()->getTypeID()) {
648       default: llvm_unreachable("Bad add type!");
649       case Type::IntegerTyID:
650         switch (CE->getOpcode()) {
651           default: llvm_unreachable("Invalid integer opcode");
652           case Instruction::Add: GV.IntVal = LHS.IntVal + RHS.IntVal; break;
653           case Instruction::Sub: GV.IntVal = LHS.IntVal - RHS.IntVal; break;
654           case Instruction::Mul: GV.IntVal = LHS.IntVal * RHS.IntVal; break;
655           case Instruction::UDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.udiv(RHS.IntVal); break;
656           case Instruction::SDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.sdiv(RHS.IntVal); break;
657           case Instruction::URem:GV.IntVal = LHS.IntVal.urem(RHS.IntVal); break;
658           case Instruction::SRem:GV.IntVal = LHS.IntVal.srem(RHS.IntVal); break;
659           case Instruction::And: GV.IntVal = LHS.IntVal & RHS.IntVal; break;
660           case Instruction::Or:  GV.IntVal = LHS.IntVal | RHS.IntVal; break;
661           case Instruction::Xor: GV.IntVal = LHS.IntVal ^ RHS.IntVal; break;
662         }
663         break;
664       case Type::FloatTyID:
665         switch (CE->getOpcode()) {
666           default: llvm_unreachable("Invalid float opcode");
667           case Instruction::FAdd:
668             GV.FloatVal = LHS.FloatVal + RHS.FloatVal; break;
669           case Instruction::FSub:
670             GV.FloatVal = LHS.FloatVal - RHS.FloatVal; break;
671           case Instruction::FMul:
672             GV.FloatVal = LHS.FloatVal * RHS.FloatVal; break;
673           case Instruction::FDiv: 
674             GV.FloatVal = LHS.FloatVal / RHS.FloatVal; break;
675           case Instruction::FRem: 
676             GV.FloatVal = ::fmodf(LHS.FloatVal,RHS.FloatVal); break;
677         }
678         break;
679       case Type::DoubleTyID:
680         switch (CE->getOpcode()) {
681           default: llvm_unreachable("Invalid double opcode");
682           case Instruction::FAdd:
683             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal + RHS.DoubleVal; break;
684           case Instruction::FSub:
685             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal - RHS.DoubleVal; break;
686           case Instruction::FMul:
687             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal * RHS.DoubleVal; break;
688           case Instruction::FDiv: 
689             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal / RHS.DoubleVal; break;
690           case Instruction::FRem: 
691             GV.DoubleVal = ::fmod(LHS.DoubleVal,RHS.DoubleVal); break;
692         }
693         break;
694       case Type::X86_FP80TyID:
695       case Type::PPC_FP128TyID:
696       case Type::FP128TyID: {
697         APFloat apfLHS = APFloat(LHS.IntVal);
698         switch (CE->getOpcode()) {
699           default: llvm_unreachable("Invalid long double opcode");llvm_unreachable(0);
700           case Instruction::FAdd:
701             apfLHS.add(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
702             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
703             break;
704           case Instruction::FSub:
705             apfLHS.subtract(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
706             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
707             break;
708           case Instruction::FMul:
709             apfLHS.multiply(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
710             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
711             break;
712           case Instruction::FDiv: 
713             apfLHS.divide(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
714             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
715             break;
716           case Instruction::FRem: 
717             apfLHS.mod(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
718             GV.IntVal = apfLHS.bitcastToAPInt();
719             break;
720           }
721         }
722         break;
723       }
724       return GV;
725     }
726     default:
727       break;
728     }
729     std::string msg;
730     raw_string_ostream Msg(msg);
731     Msg << "ConstantExpr not handled: " << *CE;
732     llvm_report_error(Msg.str());
733   }
734
735   GenericValue Result;
736   switch (C->getType()->getTypeID()) {
737   case Type::FloatTyID: 
738     Result.FloatVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToFloat(); 
739     break;
740   case Type::DoubleTyID:
741     Result.DoubleVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToDouble();
742     break;
743   case Type::X86_FP80TyID:
744   case Type::FP128TyID:
745   case Type::PPC_FP128TyID:
746     Result.IntVal = cast <ConstantFP>(C)->getValueAPF().bitcastToAPInt();
747     break;
748   case Type::IntegerTyID:
749     Result.IntVal = cast<ConstantInt>(C)->getValue();
750     break;
751   case Type::PointerTyID:
752     if (isa<ConstantPointerNull>(C))
753       Result.PointerVal = 0;
754     else if (const Function *F = dyn_cast<Function>(C))
755       Result = PTOGV(getPointerToFunctionOrStub(const_cast<Function*>(F)));
756     else if (const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
757       Result = PTOGV(getOrEmitGlobalVariable(const_cast<GlobalVariable*>(GV)));
758     else
759       llvm_unreachable("Unknown constant pointer type!");
760     break;
761   default:
762     std::string msg;
763     raw_string_ostream Msg(msg);
764     Msg << "ERROR: Constant unimplemented for type: " << *C->getType();
765     llvm_report_error(Msg.str());
766   }
767   return Result;
768 }
769
770 /// StoreIntToMemory - Fills the StoreBytes bytes of memory starting from Dst
771 /// with the integer held in IntVal.
772 static void StoreIntToMemory(const APInt &IntVal, uint8_t *Dst,
773                              unsigned StoreBytes) {
774   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= StoreBytes && "Integer too small!");
775   uint8_t *Src = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
776
777   if (sys::isLittleEndianHost())
778     // Little-endian host - the source is ordered from LSB to MSB.  Order the
779     // destination from LSB to MSB: Do a straight copy.
780     memcpy(Dst, Src, StoreBytes);
781   else {
782     // Big-endian host - the source is an array of 64 bit words ordered from
783     // LSW to MSW.  Each word is ordered from MSB to LSB.  Order the destination
784     // from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in a word.
785     while (StoreBytes > sizeof(uint64_t)) {
786       StoreBytes -= sizeof(uint64_t);
787       // May not be aligned so use memcpy.
788       memcpy(Dst + StoreBytes, Src, sizeof(uint64_t));
789       Src += sizeof(uint64_t);
790     }
791
792     memcpy(Dst, Src + sizeof(uint64_t) - StoreBytes, StoreBytes);
793   }
794 }
795
796 /// StoreValueToMemory - Stores the data in Val of type Ty at address Ptr.  Ptr
797 /// is the address of the memory at which to store Val, cast to GenericValue *.
798 /// It is not a pointer to a GenericValue containing the address at which to
799 /// store Val.
800 void ExecutionEngine::StoreValueToMemory(const GenericValue &Val,
801                                          GenericValue *Ptr, const Type *Ty) {
802   const unsigned StoreBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
803
804   switch (Ty->getTypeID()) {
805   case Type::IntegerTyID:
806     StoreIntToMemory(Val.IntVal, (uint8_t*)Ptr, StoreBytes);
807     break;
808   case Type::FloatTyID:
809     *((float*)Ptr) = Val.FloatVal;
810     break;
811   case Type::DoubleTyID:
812     *((double*)Ptr) = Val.DoubleVal;
813     break;
814   case Type::X86_FP80TyID:
815     memcpy(Ptr, Val.IntVal.getRawData(), 10);
816     break;
817   case Type::PointerTyID:
818     // Ensure 64 bit target pointers are fully initialized on 32 bit hosts.
819     if (StoreBytes != sizeof(PointerTy))
820       memset(Ptr, 0, StoreBytes);
821
822     *((PointerTy*)Ptr) = Val.PointerVal;
823     break;
824   default:
825     errs() << "Cannot store value of type " << *Ty << "!\n";
826   }
827
828   if (sys::isLittleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian())
829     // Host and target are different endian - reverse the stored bytes.
830     std::reverse((uint8_t*)Ptr, StoreBytes + (uint8_t*)Ptr);
831 }
832
833 /// LoadIntFromMemory - Loads the integer stored in the LoadBytes bytes starting
834 /// from Src into IntVal, which is assumed to be wide enough and to hold zero.
835 static void LoadIntFromMemory(APInt &IntVal, uint8_t *Src, unsigned LoadBytes) {
836   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= LoadBytes && "Integer too small!");
837   uint8_t *Dst = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
838
839   if (sys::isLittleEndianHost())
840     // Little-endian host - the destination must be ordered from LSB to MSB.
841     // The source is ordered from LSB to MSB: Do a straight copy.
842     memcpy(Dst, Src, LoadBytes);
843   else {
844     // Big-endian - the destination is an array of 64 bit words ordered from
845     // LSW to MSW.  Each word must be ordered from MSB to LSB.  The source is
846     // ordered from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in
847     // a word.
848     while (LoadBytes > sizeof(uint64_t)) {
849       LoadBytes -= sizeof(uint64_t);
850       // May not be aligned so use memcpy.
851       memcpy(Dst, Src + LoadBytes, sizeof(uint64_t));
852       Dst += sizeof(uint64_t);
853     }
854
855     memcpy(Dst + sizeof(uint64_t) - LoadBytes, Src, LoadBytes);
856   }
857 }
858
859 /// FIXME: document
860 ///
861 void ExecutionEngine::LoadValueFromMemory(GenericValue &Result,
862                                           GenericValue *Ptr,
863                                           const Type *Ty) {
864   const unsigned LoadBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
865
866   switch (Ty->getTypeID()) {
867   case Type::IntegerTyID:
868     // An APInt with all words initially zero.
869     Result.IntVal = APInt(cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(), 0);
870     LoadIntFromMemory(Result.IntVal, (uint8_t*)Ptr, LoadBytes);
871     break;
872   case Type::FloatTyID:
873     Result.FloatVal = *((float*)Ptr);
874     break;
875   case Type::DoubleTyID:
876     Result.DoubleVal = *((double*)Ptr);
877     break;
878   case Type::PointerTyID:
879     Result.PointerVal = *((PointerTy*)Ptr);
880     break;
881   case Type::X86_FP80TyID: {
882     // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
883     // FIXME: Will not trap if loading a signaling NaN.
884     uint64_t y[2];
885     memcpy(y, Ptr, 10);
886     Result.IntVal = APInt(80, 2, y);
887     break;
888   }
889   default:
890     std::string msg;
891     raw_string_ostream Msg(msg);
892     Msg << "Cannot load value of type " << *Ty << "!";
893     llvm_report_error(Msg.str());
894   }
895 }
896
897 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
898 // specified memory location...
899 //
900 void ExecutionEngine::InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr) {
901   DEBUG(errs() << "JIT: Initializing " << Addr << " ");
902   DEBUG(Init->dump());
903   if (isa<UndefValue>(Init)) {
904     return;
905   } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Init)) {
906     unsigned ElementSize =
907       getTargetData()->getTypeAllocSize(CP->getType()->getElementType());
908     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
909       InitializeMemory(CP->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
910     return;
911   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
912     memset(Addr, 0, (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(Init->getType()));
913     return;
914   } else if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(Init)) {
915     unsigned ElementSize =
916       getTargetData()->getTypeAllocSize(CPA->getType()->getElementType());
917     for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
918       InitializeMemory(CPA->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
919     return;
920   } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(Init)) {
921     const StructLayout *SL =
922       getTargetData()->getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
923     for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
924       InitializeMemory(CPS->getOperand(i), (char*)Addr+SL->getElementOffset(i));
925     return;
926   } else if (Init->getType()->isFirstClassType()) {
927     GenericValue Val = getConstantValue(Init);
928     StoreValueToMemory(Val, (GenericValue*)Addr, Init->getType());
929     return;
930   }
931
932   errs() << "Bad Type: " << *Init->getType() << "\n";
933   llvm_unreachable("Unknown constant type to initialize memory with!");
934 }
935
936 /// EmitGlobals - Emit all of the global variables to memory, storing their
937 /// addresses into GlobalAddress.  This must make sure to copy the contents of
938 /// their initializers into the memory.
939 ///
940 void ExecutionEngine::emitGlobals() {
941
942   // Loop over all of the global variables in the program, allocating the memory
943   // to hold them.  If there is more than one module, do a prepass over globals
944   // to figure out how the different modules should link together.
945   //
946   std::map<std::pair<std::string, const Type*>,
947            const GlobalValue*> LinkedGlobalsMap;
948
949   if (Modules.size() != 1) {
950     for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
951       Module &M = *Modules[m]->getModule();
952       for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(),
953            E = M.global_end(); I != E; ++I) {
954         const GlobalValue *GV = I;
955         if (GV->hasLocalLinkage() || GV->isDeclaration() ||
956             GV->hasAppendingLinkage() || !GV->hasName())
957           continue;// Ignore external globals and globals with internal linkage.
958           
959         const GlobalValue *&GVEntry = 
960           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
961
962         // If this is the first time we've seen this global, it is the canonical
963         // version.
964         if (!GVEntry) {
965           GVEntry = GV;
966           continue;
967         }
968         
969         // If the existing global is strong, never replace it.
970         if (GVEntry->hasExternalLinkage() ||
971             GVEntry->hasDLLImportLinkage() ||
972             GVEntry->hasDLLExportLinkage())
973           continue;
974         
975         // Otherwise, we know it's linkonce/weak, replace it if this is a strong
976         // symbol.  FIXME is this right for common?
977         if (GV->hasExternalLinkage() || GVEntry->hasExternalWeakLinkage())
978           GVEntry = GV;
979       }
980     }
981   }
982   
983   std::vector<const GlobalValue*> NonCanonicalGlobals;
984   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
985     Module &M = *Modules[m]->getModule();
986     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
987          I != E; ++I) {
988       // In the multi-module case, see what this global maps to.
989       if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
990         if (const GlobalValue *GVEntry = 
991               LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())]) {
992           // If something else is the canonical global, ignore this one.
993           if (GVEntry != &*I) {
994             NonCanonicalGlobals.push_back(I);
995             continue;
996           }
997         }
998       }
999       
1000       if (!I->isDeclaration()) {
1001         addGlobalMapping(I, getMemoryForGV(I));
1002       } else {
1003         // External variable reference. Try to use the dynamic loader to
1004         // get a pointer to it.
1005         if (void *SymAddr =
1006             sys::DynamicLibrary::SearchForAddressOfSymbol(I->getName()))
1007           addGlobalMapping(I, SymAddr);
1008         else {
1009           llvm_report_error("Could not resolve external global address: "
1010                             +I->getName());
1011         }
1012       }
1013     }
1014     
1015     // If there are multiple modules, map the non-canonical globals to their
1016     // canonical location.
1017     if (!NonCanonicalGlobals.empty()) {
1018       for (unsigned i = 0, e = NonCanonicalGlobals.size(); i != e; ++i) {
1019         const GlobalValue *GV = NonCanonicalGlobals[i];
1020         const GlobalValue *CGV =
1021           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
1022         void *Ptr = getPointerToGlobalIfAvailable(CGV);
1023         assert(Ptr && "Canonical global wasn't codegen'd!");
1024         addGlobalMapping(GV, Ptr);
1025       }
1026     }
1027     
1028     // Now that all of the globals are set up in memory, loop through them all 
1029     // and initialize their contents.
1030     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
1031          I != E; ++I) {
1032       if (!I->isDeclaration()) {
1033         if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
1034           if (const GlobalValue *GVEntry = 
1035                 LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())])
1036             if (GVEntry != &*I)  // Not the canonical variable.
1037               continue;
1038         }
1039         EmitGlobalVariable(I);
1040       }
1041     }
1042   }
1043 }
1044
1045 // EmitGlobalVariable - This method emits the specified global variable to the
1046 // address specified in GlobalAddresses, or allocates new memory if it's not
1047 // already in the map.
1048 void ExecutionEngine::EmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV) {
1049   void *GA = getPointerToGlobalIfAvailable(GV);
1050
1051   if (GA == 0) {
1052     // If it's not already specified, allocate memory for the global.
1053     GA = getMemoryForGV(GV);
1054     addGlobalMapping(GV, GA);
1055   }
1056   
1057   // Don't initialize if it's thread local, let the client do it.
1058   if (!GV->isThreadLocal())
1059     InitializeMemory(GV->getInitializer(), GA);
1060   
1061   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
1062   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getTypeAllocSize(ElTy);
1063   NumInitBytes += (unsigned)GVSize;
1064   ++NumGlobals;
1065 }