Make the need-stub variables accurate and consistent. In the case of
[oota-llvm.git] / lib / ExecutionEngine / JIT / JITEmitter.cpp
1 //===-- JITEmitter.cpp - Write machine code to executable memory ----------===//
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 a MachineCodeEmitter object that is used by the JIT to
11 // write machine code to memory and remember where relocatable values are.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #define DEBUG_TYPE "jit"
16 #include "JIT.h"
17 #include "JITDebugRegisterer.h"
18 #include "JITDwarfEmitter.h"
19 #include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
20 #include "llvm/Constants.h"
21 #include "llvm/Module.h"
22 #include "llvm/DerivedTypes.h"
23 #include "llvm/CodeGen/JITCodeEmitter.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineJumpTableInfo.h"
27 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
28 #include "llvm/CodeGen/MachineRelocation.h"
29 #include "llvm/ExecutionEngine/GenericValue.h"
30 #include "llvm/ExecutionEngine/JITEventListener.h"
31 #include "llvm/ExecutionEngine/JITMemoryManager.h"
32 #include "llvm/CodeGen/MachineCodeInfo.h"
33 #include "llvm/Target/TargetData.h"
34 #include "llvm/Target/TargetJITInfo.h"
35 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
36 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
37 #include "llvm/Support/Debug.h"
38 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
39 #include "llvm/Support/MutexGuard.h"
40 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
41 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
42 #include "llvm/System/Disassembler.h"
43 #include "llvm/System/Memory.h"
44 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
45 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
46 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
47 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
48 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
49 #include "llvm/ADT/ValueMap.h"
50 #include <algorithm>
51 #ifndef NDEBUG
52 #include <iomanip>
53 #endif
54 using namespace llvm;
55
56 STATISTIC(NumBytes, "Number of bytes of machine code compiled");
57 STATISTIC(NumRelos, "Number of relocations applied");
58 STATISTIC(NumRetries, "Number of retries with more memory");
59 static JIT *TheJIT = 0;
60
61
62 //===----------------------------------------------------------------------===//
63 // JIT lazy compilation code.
64 //
65 namespace {
66   class JITEmitter;
67   class JITResolverState;
68
69   template<typename ValueTy>
70   struct NoRAUWValueMapConfig : public ValueMapConfig<ValueTy> {
71     typedef JITResolverState *ExtraData;
72     static void onRAUW(JITResolverState *, Value *Old, Value *New) {
73       assert(false && "The JIT doesn't know how to handle a"
74              " RAUW on a value it has emitted.");
75     }
76   };
77
78   struct CallSiteValueMapConfig : public NoRAUWValueMapConfig<Function*> {
79     typedef JITResolverState *ExtraData;
80     static void onDelete(JITResolverState *JRS, Function *F);
81   };
82
83   class JITResolverState {
84   public:
85     typedef ValueMap<Function*, void*, NoRAUWValueMapConfig<Function*> >
86       FunctionToStubMapTy;
87     typedef std::map<void*, AssertingVH<Function> > CallSiteToFunctionMapTy;
88     typedef ValueMap<Function *, SmallPtrSet<void*, 1>,
89                      CallSiteValueMapConfig> FunctionToCallSitesMapTy;
90     typedef std::map<AssertingVH<GlobalValue>, void*> GlobalToIndirectSymMapTy;
91   private:
92     /// FunctionToStubMap - Keep track of the stub created for a particular
93     /// function so that we can reuse them if necessary.
94     FunctionToStubMapTy FunctionToStubMap;
95
96     /// CallSiteToFunctionMap - Keep track of the function that each lazy call
97     /// site corresponds to, and vice versa.
98     CallSiteToFunctionMapTy CallSiteToFunctionMap;
99     FunctionToCallSitesMapTy FunctionToCallSitesMap;
100
101     /// GlobalToIndirectSymMap - Keep track of the indirect symbol created for a
102     /// particular GlobalVariable so that we can reuse them if necessary.
103     GlobalToIndirectSymMapTy GlobalToIndirectSymMap;
104
105   public:
106     JITResolverState() : FunctionToStubMap(this),
107                          FunctionToCallSitesMap(this) {}
108
109     FunctionToStubMapTy& getFunctionToStubMap(const MutexGuard& locked) {
110       assert(locked.holds(TheJIT->lock));
111       return FunctionToStubMap;
112     }
113
114     GlobalToIndirectSymMapTy& getGlobalToIndirectSymMap(const MutexGuard& locked) {
115       assert(locked.holds(TheJIT->lock));
116       return GlobalToIndirectSymMap;
117     }
118
119     pair<void *, Function *> LookupFunctionFromCallSite(
120         const MutexGuard &locked, void *CallSite) const {
121       assert(locked.holds(TheJIT->lock));
122
123       // The address given to us for the stub may not be exactly right, it might be
124       // a little bit after the stub.  As such, use upper_bound to find it.
125       CallSiteToFunctionMapTy::const_iterator I =
126         CallSiteToFunctionMap.upper_bound(CallSite);
127       assert(I != CallSiteToFunctionMap.begin() &&
128              "This is not a known call site!");
129       --I;
130       return *I;
131     }
132
133     void AddCallSite(const MutexGuard &locked, void *CallSite, Function *F) {
134       assert(locked.holds(TheJIT->lock));
135
136       bool Inserted = CallSiteToFunctionMap.insert(
137           std::make_pair(CallSite, F)).second;
138       (void)Inserted;
139       assert(Inserted && "Pair was already in CallSiteToFunctionMap");
140       FunctionToCallSitesMap[F].insert(CallSite);
141     }
142
143     // Returns the Function of the stub if a stub was erased, or NULL if there
144     // was no stub.  This function uses the call-site->function map to find a
145     // relevant function, but asserts that only stubs and not other call sites
146     // will be passed in.
147     Function *EraseStub(const MutexGuard &locked, void *Stub) {
148       CallSiteToFunctionMapTy::iterator C2F_I =
149         CallSiteToFunctionMap.find(Stub);
150       if (C2F_I == CallSiteToFunctionMap.end()) {
151         // Not a stub.
152         return NULL;
153       }
154
155       Function *const F = C2F_I->second;
156 #ifndef NDEBUG
157       void *RealStub = FunctionToStubMap.lookup(F);
158       assert(RealStub == Stub &&
159              "Call-site that wasn't a stub pass in to EraseStub");
160 #endif
161       FunctionToStubMap.erase(F);
162       CallSiteToFunctionMap.erase(C2F_I);
163
164       // Remove the stub from the function->call-sites map, and remove the whole
165       // entry from the map if that was the last call site.
166       FunctionToCallSitesMapTy::iterator F2C_I = FunctionToCallSitesMap.find(F);
167       assert(F2C_I != FunctionToCallSitesMap.end() &&
168              "FunctionToCallSitesMap broken");
169       bool Erased = F2C_I->second.erase(Stub);
170       (void)Erased;
171       assert(Erased && "FunctionToCallSitesMap broken");
172       if (F2C_I->second.empty())
173         FunctionToCallSitesMap.erase(F2C_I);
174
175       return F;
176     }
177
178     void EraseAllCallSites(const MutexGuard &locked, Function *F) {
179       assert(locked.holds(TheJIT->lock));
180       EraseAllCallSitesPrelocked(F);
181     }
182     void EraseAllCallSitesPrelocked(Function *F) {
183       FunctionToCallSitesMapTy::iterator F2C = FunctionToCallSitesMap.find(F);
184       if (F2C == FunctionToCallSitesMap.end())
185         return;
186       for (SmallPtrSet<void*, 1>::const_iterator I = F2C->second.begin(),
187              E = F2C->second.end(); I != E; ++I) {
188         bool Erased = CallSiteToFunctionMap.erase(*I);
189         (void)Erased;
190         assert(Erased && "Missing call site->function mapping");
191       }
192       FunctionToCallSitesMap.erase(F2C);
193     }
194   };
195
196   /// JITResolver - Keep track of, and resolve, call sites for functions that
197   /// have not yet been compiled.
198   class JITResolver {
199     typedef JITResolverState::FunctionToStubMapTy FunctionToStubMapTy;
200     typedef JITResolverState::CallSiteToFunctionMapTy CallSiteToFunctionMapTy;
201     typedef JITResolverState::GlobalToIndirectSymMapTy GlobalToIndirectSymMapTy;
202
203     /// LazyResolverFn - The target lazy resolver function that we actually
204     /// rewrite instructions to use.
205     TargetJITInfo::LazyResolverFn LazyResolverFn;
206
207     JITResolverState state;
208
209     /// ExternalFnToStubMap - This is the equivalent of FunctionToStubMap for
210     /// external functions.
211     std::map<void*, void*> ExternalFnToStubMap;
212
213     /// revGOTMap - map addresses to indexes in the GOT
214     std::map<void*, unsigned> revGOTMap;
215     unsigned nextGOTIndex;
216
217     JITEmitter &JE;
218
219     static JITResolver *TheJITResolver;
220   public:
221     explicit JITResolver(JIT &jit, JITEmitter &je) : nextGOTIndex(0), JE(je) {
222       TheJIT = &jit;
223
224       LazyResolverFn = jit.getJITInfo().getLazyResolverFunction(JITCompilerFn);
225       assert(TheJITResolver == 0 && "Multiple JIT resolvers?");
226       TheJITResolver = this;
227     }
228     
229     ~JITResolver() {
230       TheJITResolver = 0;
231     }
232
233     /// getFunctionStubIfAvailable - This returns a pointer to a function stub
234     /// if it has already been created.
235     void *getFunctionStubIfAvailable(Function *F);
236
237     /// getFunctionStub - This returns a pointer to a function stub, creating
238     /// one on demand as needed.  If empty is true, create a function stub
239     /// pointing at address 0, to be filled in later.
240     void *getFunctionStub(Function *F);
241
242     /// getExternalFunctionStub - Return a stub for the function at the
243     /// specified address, created lazily on demand.
244     void *getExternalFunctionStub(void *FnAddr);
245
246     /// getGlobalValueIndirectSym - Return an indirect symbol containing the
247     /// specified GV address.
248     void *getGlobalValueIndirectSym(GlobalValue *V, void *GVAddress);
249
250     /// AddCallbackAtLocation - If the target is capable of rewriting an
251     /// instruction without the use of a stub, record the location of the use so
252     /// we know which function is being used at the location.
253     void *AddCallbackAtLocation(Function *F, void *Location) {
254       MutexGuard locked(TheJIT->lock);
255       /// Get the target-specific JIT resolver function.
256       state.AddCallSite(locked, Location, F);
257       return (void*)(intptr_t)LazyResolverFn;
258     }
259     
260     void getRelocatableGVs(SmallVectorImpl<GlobalValue*> &GVs,
261                            SmallVectorImpl<void*> &Ptrs);
262     
263     GlobalValue *invalidateStub(void *Stub);
264
265     /// getGOTIndexForAddress - Return a new or existing index in the GOT for
266     /// an address.  This function only manages slots, it does not manage the
267     /// contents of the slots or the memory associated with the GOT.
268     unsigned getGOTIndexForAddr(void *addr);
269
270     /// JITCompilerFn - This function is called to resolve a stub to a compiled
271     /// address.  If the LLVM Function corresponding to the stub has not yet
272     /// been compiled, this function compiles it first.
273     static void *JITCompilerFn(void *Stub);
274   };
275
276   /// JITEmitter - The JIT implementation of the MachineCodeEmitter, which is
277   /// used to output functions to memory for execution.
278   class JITEmitter : public JITCodeEmitter {
279     JITMemoryManager *MemMgr;
280
281     // When outputting a function stub in the context of some other function, we
282     // save BufferBegin/BufferEnd/CurBufferPtr here.
283     uint8_t *SavedBufferBegin, *SavedBufferEnd, *SavedCurBufferPtr;
284
285     // When reattempting to JIT a function after running out of space, we store
286     // the estimated size of the function we're trying to JIT here, so we can
287     // ask the memory manager for at least this much space.  When we
288     // successfully emit the function, we reset this back to zero.
289     uintptr_t SizeEstimate;
290
291     /// Relocations - These are the relocations that the function needs, as
292     /// emitted.
293     std::vector<MachineRelocation> Relocations;
294     
295     /// MBBLocations - This vector is a mapping from MBB ID's to their address.
296     /// It is filled in by the StartMachineBasicBlock callback and queried by
297     /// the getMachineBasicBlockAddress callback.
298     std::vector<uintptr_t> MBBLocations;
299
300     /// ConstantPool - The constant pool for the current function.
301     ///
302     MachineConstantPool *ConstantPool;
303
304     /// ConstantPoolBase - A pointer to the first entry in the constant pool.
305     ///
306     void *ConstantPoolBase;
307
308     /// ConstPoolAddresses - Addresses of individual constant pool entries.
309     ///
310     SmallVector<uintptr_t, 8> ConstPoolAddresses;
311
312     /// JumpTable - The jump tables for the current function.
313     ///
314     MachineJumpTableInfo *JumpTable;
315     
316     /// JumpTableBase - A pointer to the first entry in the jump table.
317     ///
318     void *JumpTableBase;
319
320     /// Resolver - This contains info about the currently resolved functions.
321     JITResolver Resolver;
322
323     /// DE - The dwarf emitter for the jit.
324     OwningPtr<JITDwarfEmitter> DE;
325
326     /// DR - The debug registerer for the jit.
327     OwningPtr<JITDebugRegisterer> DR;
328
329     /// LabelLocations - This vector is a mapping from Label ID's to their 
330     /// address.
331     std::vector<uintptr_t> LabelLocations;
332
333     /// MMI - Machine module info for exception informations
334     MachineModuleInfo* MMI;
335
336     // GVSet - a set to keep track of which globals have been seen
337     SmallPtrSet<const GlobalVariable*, 8> GVSet;
338
339     // CurFn - The llvm function being emitted.  Only valid during 
340     // finishFunction().
341     const Function *CurFn;
342
343     /// Information about emitted code, which is passed to the
344     /// JITEventListeners.  This is reset in startFunction and used in
345     /// finishFunction.
346     JITEvent_EmittedFunctionDetails EmissionDetails;
347
348     struct EmittedCode {
349       void *FunctionBody;  // Beginning of the function's allocation.
350       void *Code;  // The address the function's code actually starts at.
351       void *ExceptionTable;
352       EmittedCode() : FunctionBody(0), Code(0), ExceptionTable(0) {}
353     };
354     struct EmittedFunctionConfig : public ValueMapConfig<const Function*> {
355       typedef JITEmitter *ExtraData;
356       static void onDelete(JITEmitter *, const Function*);
357       static void onRAUW(JITEmitter *, const Function*, const Function*);
358     };
359     ValueMap<const Function *, EmittedCode,
360              EmittedFunctionConfig> EmittedFunctions;
361
362     // CurFnStubUses - For a given Function, a vector of stubs that it
363     // references.  This facilitates the JIT detecting that a stub is no
364     // longer used, so that it may be deallocated.
365     DenseMap<AssertingVH<const Function>, SmallVector<void*, 1> > CurFnStubUses;
366
367     // StubFnRefs - For a given pointer to a stub, a set of Functions which
368     // reference the stub.  When the count of a stub's references drops to zero,
369     // the stub is unused.
370     DenseMap<void *, SmallPtrSet<const Function*, 1> > StubFnRefs;
371     
372     // ExtFnStubs - A map of external function names to stubs which have entries
373     // in the JITResolver's ExternalFnToStubMap.
374     StringMap<void *> ExtFnStubs;
375
376     DebugLocTuple PrevDLT;
377
378   public:
379     JITEmitter(JIT &jit, JITMemoryManager *JMM, TargetMachine &TM)
380       : SizeEstimate(0), Resolver(jit, *this), MMI(0), CurFn(0),
381           EmittedFunctions(this) {
382       MemMgr = JMM ? JMM : JITMemoryManager::CreateDefaultMemManager();
383       if (jit.getJITInfo().needsGOT()) {
384         MemMgr->AllocateGOT();
385         DEBUG(errs() << "JIT is managing a GOT\n");
386       }
387
388       if (DwarfExceptionHandling || JITEmitDebugInfo) {
389         DE.reset(new JITDwarfEmitter(jit));
390       }
391       if (JITEmitDebugInfo) {
392         DR.reset(new JITDebugRegisterer(TM));
393       }
394     }
395     ~JITEmitter() { 
396       delete MemMgr;
397     }
398
399     /// classof - Methods for support type inquiry through isa, cast, and
400     /// dyn_cast:
401     ///
402     static inline bool classof(const JITEmitter*) { return true; }
403     static inline bool classof(const MachineCodeEmitter*) { return true; }
404     
405     JITResolver &getJITResolver() { return Resolver; }
406
407     virtual void startFunction(MachineFunction &F);
408     virtual bool finishFunction(MachineFunction &F);
409     
410     void emitConstantPool(MachineConstantPool *MCP);
411     void initJumpTableInfo(MachineJumpTableInfo *MJTI);
412     void emitJumpTableInfo(MachineJumpTableInfo *MJTI);
413     
414     virtual void startGVStub(const GlobalValue* GV, unsigned StubSize,
415                                    unsigned Alignment = 1);
416     virtual void startGVStub(const GlobalValue* GV, void *Buffer,
417                              unsigned StubSize);
418     virtual void* finishGVStub(const GlobalValue *GV);
419
420     /// allocateSpace - Reserves space in the current block if any, or
421     /// allocate a new one of the given size.
422     virtual void *allocateSpace(uintptr_t Size, unsigned Alignment);
423
424     /// allocateGlobal - Allocate memory for a global.  Unlike allocateSpace,
425     /// this method does not allocate memory in the current output buffer,
426     /// because a global may live longer than the current function.
427     virtual void *allocateGlobal(uintptr_t Size, unsigned Alignment);
428
429     virtual void addRelocation(const MachineRelocation &MR) {
430       Relocations.push_back(MR);
431     }
432     
433     virtual void StartMachineBasicBlock(MachineBasicBlock *MBB) {
434       if (MBBLocations.size() <= (unsigned)MBB->getNumber())
435         MBBLocations.resize((MBB->getNumber()+1)*2);
436       MBBLocations[MBB->getNumber()] = getCurrentPCValue();
437       DEBUG(errs() << "JIT: Emitting BB" << MBB->getNumber() << " at ["
438                    << (void*) getCurrentPCValue() << "]\n");
439     }
440
441     virtual uintptr_t getConstantPoolEntryAddress(unsigned Entry) const;
442     virtual uintptr_t getJumpTableEntryAddress(unsigned Entry) const;
443
444     virtual uintptr_t getMachineBasicBlockAddress(MachineBasicBlock *MBB) const {
445       assert(MBBLocations.size() > (unsigned)MBB->getNumber() && 
446              MBBLocations[MBB->getNumber()] && "MBB not emitted!");
447       return MBBLocations[MBB->getNumber()];
448     }
449
450     /// retryWithMoreMemory - Log a retry and deallocate all memory for the
451     /// given function.  Increase the minimum allocation size so that we get
452     /// more memory next time.
453     void retryWithMoreMemory(MachineFunction &F);
454
455     /// deallocateMemForFunction - Deallocate all memory for the specified
456     /// function body.
457     void deallocateMemForFunction(const Function *F);
458
459     /// AddStubToCurrentFunction - Mark the current function being JIT'd as
460     /// using the stub at the specified address. Allows
461     /// deallocateMemForFunction to also remove stubs no longer referenced.
462     void AddStubToCurrentFunction(void *Stub);
463     
464     /// getExternalFnStubs - Accessor for the JIT to find stubs emitted for
465     /// MachineRelocations that reference external functions by name.
466     const StringMap<void*> &getExternalFnStubs() const { return ExtFnStubs; }
467     
468     virtual void processDebugLoc(DebugLoc DL, bool BeforePrintingInsn);
469
470     virtual void emitLabel(uint64_t LabelID) {
471       if (LabelLocations.size() <= LabelID)
472         LabelLocations.resize((LabelID+1)*2);
473       LabelLocations[LabelID] = getCurrentPCValue();
474     }
475
476     virtual uintptr_t getLabelAddress(uint64_t LabelID) const {
477       assert(LabelLocations.size() > (unsigned)LabelID && 
478              LabelLocations[LabelID] && "Label not emitted!");
479       return LabelLocations[LabelID];
480     }
481  
482     virtual void setModuleInfo(MachineModuleInfo* Info) {
483       MMI = Info;
484       if (DE.get()) DE->setModuleInfo(Info);
485     }
486
487     void setMemoryExecutable() {
488       MemMgr->setMemoryExecutable();
489     }
490     
491     JITMemoryManager *getMemMgr() const { return MemMgr; }
492
493   private:
494     void *getPointerToGlobal(GlobalValue *GV, void *Reference,
495                              bool MayNeedFarStub);
496     void *getPointerToGVIndirectSym(GlobalValue *V, void *Reference);
497     unsigned addSizeOfGlobal(const GlobalVariable *GV, unsigned Size);
498     unsigned addSizeOfGlobalsInConstantVal(const Constant *C, unsigned Size);
499     unsigned addSizeOfGlobalsInInitializer(const Constant *Init, unsigned Size);
500     unsigned GetSizeOfGlobalsInBytes(MachineFunction &MF);
501   };
502 }
503
504 JITResolver *JITResolver::TheJITResolver = 0;
505
506 void CallSiteValueMapConfig::onDelete(JITResolverState *JRS, Function *F) {
507   JRS->EraseAllCallSitesPrelocked(F);
508 }
509
510 /// getFunctionStubIfAvailable - This returns a pointer to a function stub
511 /// if it has already been created.
512 void *JITResolver::getFunctionStubIfAvailable(Function *F) {
513   MutexGuard locked(TheJIT->lock);
514
515   // If we already have a stub for this function, recycle it.
516   return state.getFunctionToStubMap(locked).lookup(F);
517 }
518
519 /// getFunctionStub - This returns a pointer to a function stub, creating
520 /// one on demand as needed.
521 void *JITResolver::getFunctionStub(Function *F) {
522   MutexGuard locked(TheJIT->lock);
523
524   // If we already have a stub for this function, recycle it.
525   void *&Stub = state.getFunctionToStubMap(locked)[F];
526   if (Stub) return Stub;
527
528   // Call the lazy resolver function if we are JIT'ing lazily.  Otherwise we
529   // must resolve the symbol now.
530   void *Actual = TheJIT->isCompilingLazily()
531     ? (void *)(intptr_t)LazyResolverFn : (void *)0;
532
533   // If this is an external declaration, attempt to resolve the address now
534   // to place in the stub.
535   if (F->isDeclaration() && !F->hasNotBeenReadFromBitcode()) {
536     Actual = TheJIT->getPointerToFunction(F);
537
538     // If we resolved the symbol to a null address (eg. a weak external)
539     // don't emit a stub. Return a null pointer to the application.  If dlsym
540     // stubs are enabled, not being able to resolve the address is not
541     // meaningful.
542     if (!Actual && !TheJIT->areDlsymStubsEnabled()) return 0;
543   }
544
545   // Codegen a new stub, calling the lazy resolver or the actual address of the
546   // external function, if it was resolved.
547   Stub = TheJIT->getJITInfo().emitFunctionStub(F, Actual, JE);
548
549   if (Actual != (void*)(intptr_t)LazyResolverFn) {
550     // If we are getting the stub for an external function, we really want the
551     // address of the stub in the GlobalAddressMap for the JIT, not the address
552     // of the external function.
553     TheJIT->updateGlobalMapping(F, Stub);
554   }
555
556   DEBUG(errs() << "JIT: Stub emitted at [" << Stub << "] for function '"
557         << F->getName() << "'\n");
558
559   // Finally, keep track of the stub-to-Function mapping so that the
560   // JITCompilerFn knows which function to compile!
561   state.AddCallSite(locked, Stub, F);
562
563   // If we are JIT'ing non-lazily but need to call a function that does not
564   // exist yet, add it to the JIT's work list so that we can fill in the stub
565   // address later.
566   if (!Actual && !TheJIT->isCompilingLazily())
567     if (!F->isDeclaration() || F->hasNotBeenReadFromBitcode())
568       TheJIT->addPendingFunction(F);
569
570   return Stub;
571 }
572
573 /// getGlobalValueIndirectSym - Return a lazy pointer containing the specified
574 /// GV address.
575 void *JITResolver::getGlobalValueIndirectSym(GlobalValue *GV, void *GVAddress) {
576   MutexGuard locked(TheJIT->lock);
577
578   // If we already have a stub for this global variable, recycle it.
579   void *&IndirectSym = state.getGlobalToIndirectSymMap(locked)[GV];
580   if (IndirectSym) return IndirectSym;
581
582   // Otherwise, codegen a new indirect symbol.
583   IndirectSym = TheJIT->getJITInfo().emitGlobalValueIndirectSym(GV, GVAddress,
584                                                                 JE);
585
586   DEBUG(errs() << "JIT: Indirect symbol emitted at [" << IndirectSym 
587         << "] for GV '" << GV->getName() << "'\n");
588
589   return IndirectSym;
590 }
591
592 /// getExternalFunctionStub - Return a stub for the function at the
593 /// specified address, created lazily on demand.
594 void *JITResolver::getExternalFunctionStub(void *FnAddr) {
595   // If we already have a stub for this function, recycle it.
596   void *&Stub = ExternalFnToStubMap[FnAddr];
597   if (Stub) return Stub;
598
599   Stub = TheJIT->getJITInfo().emitFunctionStub(0, FnAddr, JE);
600
601   DEBUG(errs() << "JIT: Stub emitted at [" << Stub
602                << "] for external function at '" << FnAddr << "'\n");
603   return Stub;
604 }
605
606 unsigned JITResolver::getGOTIndexForAddr(void* addr) {
607   unsigned idx = revGOTMap[addr];
608   if (!idx) {
609     idx = ++nextGOTIndex;
610     revGOTMap[addr] = idx;
611     DEBUG(errs() << "JIT: Adding GOT entry " << idx << " for addr ["
612                  << addr << "]\n");
613   }
614   return idx;
615 }
616
617 void JITResolver::getRelocatableGVs(SmallVectorImpl<GlobalValue*> &GVs,
618                                     SmallVectorImpl<void*> &Ptrs) {
619   MutexGuard locked(TheJIT->lock);
620   
621   const FunctionToStubMapTy &FM = state.getFunctionToStubMap(locked);
622   GlobalToIndirectSymMapTy &GM = state.getGlobalToIndirectSymMap(locked);
623   
624   for (FunctionToStubMapTy::const_iterator i = FM.begin(), e = FM.end();
625        i != e; ++i){
626     Function *F = i->first;
627     if (F->isDeclaration() && F->hasExternalLinkage()) {
628       GVs.push_back(i->first);
629       Ptrs.push_back(i->second);
630     }
631   }
632   for (GlobalToIndirectSymMapTy::iterator i = GM.begin(), e = GM.end();
633        i != e; ++i) {
634     GVs.push_back(i->first);
635     Ptrs.push_back(i->second);
636   }
637 }
638
639 GlobalValue *JITResolver::invalidateStub(void *Stub) {
640   MutexGuard locked(TheJIT->lock);
641
642   GlobalToIndirectSymMapTy &GM = state.getGlobalToIndirectSymMap(locked);
643
644   // Look up the cheap way first, to see if it's a function stub we are
645   // invalidating.  If so, remove it from both the forward and reverse maps.
646   if (Function *F = state.EraseStub(locked, Stub)) {
647     return F;
648   }
649
650   // Otherwise, it might be an indirect symbol stub.  Find it and remove it.
651   for (GlobalToIndirectSymMapTy::iterator i = GM.begin(), e = GM.end();
652        i != e; ++i) {
653     if (i->second != Stub)
654       continue;
655     GlobalValue *GV = i->first;
656     GM.erase(i);
657     return GV;
658   }
659   
660   // Lastly, check to see if it's in the ExternalFnToStubMap.
661   for (std::map<void *, void *>::iterator i = ExternalFnToStubMap.begin(),
662        e = ExternalFnToStubMap.end(); i != e; ++i) {
663     if (i->second != Stub)
664       continue;
665     ExternalFnToStubMap.erase(i);
666     break;
667   }
668   
669   return 0;
670 }
671
672 /// JITCompilerFn - This function is called when a lazy compilation stub has
673 /// been entered.  It looks up which function this stub corresponds to, compiles
674 /// it if necessary, then returns the resultant function pointer.
675 void *JITResolver::JITCompilerFn(void *Stub) {
676   JITResolver &JR = *TheJITResolver;
677   
678   Function* F = 0;
679   void* ActualPtr = 0;
680
681   {
682     // Only lock for getting the Function. The call getPointerToFunction made
683     // in this function might trigger function materializing, which requires
684     // JIT lock to be unlocked.
685     MutexGuard locked(TheJIT->lock);
686
687     // The address given to us for the stub may not be exactly right, it might
688     // be a little bit after the stub.  As such, use upper_bound to find it.
689     pair<void*, Function*> I =
690       JR.state.LookupFunctionFromCallSite(locked, Stub);
691     F = I.second;
692     ActualPtr = I.first;
693   }
694
695   // If we have already code generated the function, just return the address.
696   void *Result = TheJIT->getPointerToGlobalIfAvailable(F);
697   
698   if (!Result) {
699     // Otherwise we don't have it, do lazy compilation now.
700     
701     // If lazy compilation is disabled, emit a useful error message and abort.
702     if (!TheJIT->isCompilingLazily()) {
703       llvm_report_error("LLVM JIT requested to do lazy compilation of function '"
704                         + F->getName() + "' when lazy compiles are disabled!");
705     }
706   
707     DEBUG(errs() << "JIT: Lazily resolving function '" << F->getName()
708           << "' In stub ptr = " << Stub << " actual ptr = "
709           << ActualPtr << "\n");
710
711     Result = TheJIT->getPointerToFunction(F);
712   }
713
714   // Reacquire the lock to update the GOT map.
715   MutexGuard locked(TheJIT->lock);
716
717   // We might like to remove the call site from the CallSiteToFunction map, but
718   // we can't do that! Multiple threads could be stuck, waiting to acquire the
719   // lock above. As soon as the 1st function finishes compiling the function,
720   // the next one will be released, and needs to be able to find the function it
721   // needs to call.
722
723   // FIXME: We could rewrite all references to this stub if we knew them.
724
725   // What we will do is set the compiled function address to map to the
726   // same GOT entry as the stub so that later clients may update the GOT
727   // if they see it still using the stub address.
728   // Note: this is done so the Resolver doesn't have to manage GOT memory
729   // Do this without allocating map space if the target isn't using a GOT
730   if(JR.revGOTMap.find(Stub) != JR.revGOTMap.end())
731     JR.revGOTMap[Result] = JR.revGOTMap[Stub];
732
733   return Result;
734 }
735
736 //===----------------------------------------------------------------------===//
737 // JITEmitter code.
738 //
739 void *JITEmitter::getPointerToGlobal(GlobalValue *V, void *Reference,
740                                      bool MayNeedFarStub) {
741   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
742     return TheJIT->getOrEmitGlobalVariable(GV);
743
744   if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V))
745     return TheJIT->getPointerToGlobal(GA->resolveAliasedGlobal(false));
746
747   // If we have already compiled the function, return a pointer to its body.
748   Function *F = cast<Function>(V);
749   void *ResultPtr;
750   if (MayNeedFarStub) {
751     // Return the function stub if it's already created.
752     ResultPtr = Resolver.getFunctionStubIfAvailable(F);
753     if (ResultPtr)
754       AddStubToCurrentFunction(ResultPtr);
755   } else {
756     ResultPtr = TheJIT->getPointerToGlobalIfAvailable(F);
757   }
758   if (ResultPtr) return ResultPtr;
759
760   // If this is an external function pointer, we can force the JIT to
761   // 'compile' it, which really just adds it to the map.  In dlsym mode, 
762   // external functions are forced through a stub, regardless of reloc type.
763   if (F->isDeclaration() && !F->hasNotBeenReadFromBitcode() &&
764       !MayNeedFarStub && !TheJIT->areDlsymStubsEnabled())
765     return TheJIT->getPointerToFunction(F);
766
767   // Okay, the function has not been compiled yet, if the target callback
768   // mechanism is capable of rewriting the instruction directly, prefer to do
769   // that instead of emitting a stub.  This uses the lazy resolver, so is not
770   // legal if lazy compilation is disabled.
771   if (!MayNeedFarStub && TheJIT->isCompilingLazily())
772     return Resolver.AddCallbackAtLocation(F, Reference);
773
774   // Otherwise, we have to emit a stub.
775   void *StubAddr = Resolver.getFunctionStub(F);
776
777   // Add the stub to the current function's list of referenced stubs, so we can
778   // deallocate them if the current function is ever freed.  It's possible to
779   // return null from getFunctionStub in the case of a weak extern that fails
780   // to resolve.
781   if (StubAddr)
782     AddStubToCurrentFunction(StubAddr);
783
784   return StubAddr;
785 }
786
787 void *JITEmitter::getPointerToGVIndirectSym(GlobalValue *V, void *Reference) {
788   // Make sure GV is emitted first, and create a stub containing the fully
789   // resolved address.
790   void *GVAddress = getPointerToGlobal(V, Reference, false);
791   void *StubAddr = Resolver.getGlobalValueIndirectSym(V, GVAddress);
792   
793   // Add the stub to the current function's list of referenced stubs, so we can
794   // deallocate them if the current function is ever freed.
795   AddStubToCurrentFunction(StubAddr);
796   
797   return StubAddr;
798 }
799
800 void JITEmitter::AddStubToCurrentFunction(void *StubAddr) {
801   assert(CurFn && "Stub added to current function, but current function is 0!");
802
803   SmallVectorImpl<void*> &StubsUsed = CurFnStubUses[CurFn];
804   StubsUsed.push_back(StubAddr);
805
806   SmallPtrSet<const Function *, 1> &FnRefs = StubFnRefs[StubAddr];
807   FnRefs.insert(CurFn);
808 }
809
810 void JITEmitter::processDebugLoc(DebugLoc DL, bool BeforePrintingInsn) {
811   if (!DL.isUnknown()) {
812     DebugLocTuple CurDLT = EmissionDetails.MF->getDebugLocTuple(DL);
813
814     if (BeforePrintingInsn) {
815       if (CurDLT.Scope != 0 && PrevDLT != CurDLT) {
816         JITEvent_EmittedFunctionDetails::LineStart NextLine;
817         NextLine.Address = getCurrentPCValue();
818         NextLine.Loc = DL;
819         EmissionDetails.LineStarts.push_back(NextLine);
820       }
821   
822       PrevDLT = CurDLT;
823     }
824   }
825 }
826
827 static unsigned GetConstantPoolSizeInBytes(MachineConstantPool *MCP,
828                                            const TargetData *TD) {
829   const std::vector<MachineConstantPoolEntry> &Constants = MCP->getConstants();
830   if (Constants.empty()) return 0;
831
832   unsigned Size = 0;
833   for (unsigned i = 0, e = Constants.size(); i != e; ++i) {
834     MachineConstantPoolEntry CPE = Constants[i];
835     unsigned AlignMask = CPE.getAlignment() - 1;
836     Size = (Size + AlignMask) & ~AlignMask;
837     const Type *Ty = CPE.getType();
838     Size += TD->getTypeAllocSize(Ty);
839   }
840   return Size;
841 }
842
843 static unsigned GetJumpTableSizeInBytes(MachineJumpTableInfo *MJTI) {
844   const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT = MJTI->getJumpTables();
845   if (JT.empty()) return 0;
846   
847   unsigned NumEntries = 0;
848   for (unsigned i = 0, e = JT.size(); i != e; ++i)
849     NumEntries += JT[i].MBBs.size();
850
851   unsigned EntrySize = MJTI->getEntrySize();
852
853   return NumEntries * EntrySize;
854 }
855
856 static uintptr_t RoundUpToAlign(uintptr_t Size, unsigned Alignment) {
857   if (Alignment == 0) Alignment = 1;
858   // Since we do not know where the buffer will be allocated, be pessimistic. 
859   return Size + Alignment;
860 }
861
862 /// addSizeOfGlobal - add the size of the global (plus any alignment padding)
863 /// into the running total Size.
864
865 unsigned JITEmitter::addSizeOfGlobal(const GlobalVariable *GV, unsigned Size) {
866   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
867   size_t GVSize = (size_t)TheJIT->getTargetData()->getTypeAllocSize(ElTy);
868   size_t GVAlign = 
869       (size_t)TheJIT->getTargetData()->getPreferredAlignment(GV);
870   DEBUG(errs() << "JIT: Adding in size " << GVSize << " alignment " << GVAlign);
871   DEBUG(GV->dump());
872   // Assume code section ends with worst possible alignment, so first
873   // variable needs maximal padding.
874   if (Size==0)
875     Size = 1;
876   Size = ((Size+GVAlign-1)/GVAlign)*GVAlign;
877   Size += GVSize;
878   return Size;
879 }
880
881 /// addSizeOfGlobalsInConstantVal - find any globals that we haven't seen yet
882 /// but are referenced from the constant; put them in GVSet and add their
883 /// size into the running total Size.
884
885 unsigned JITEmitter::addSizeOfGlobalsInConstantVal(const Constant *C, 
886                                               unsigned Size) {
887   // If its undefined, return the garbage.
888   if (isa<UndefValue>(C))
889     return Size;
890
891   // If the value is a ConstantExpr
892   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
893     Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
894     switch (CE->getOpcode()) {
895     case Instruction::GetElementPtr:
896     case Instruction::Trunc:
897     case Instruction::ZExt:
898     case Instruction::SExt:
899     case Instruction::FPTrunc:
900     case Instruction::FPExt:
901     case Instruction::UIToFP:
902     case Instruction::SIToFP:
903     case Instruction::FPToUI:
904     case Instruction::FPToSI:
905     case Instruction::PtrToInt:
906     case Instruction::IntToPtr:
907     case Instruction::BitCast: {
908       Size = addSizeOfGlobalsInConstantVal(Op0, Size);
909       break;
910     }
911     case Instruction::Add:
912     case Instruction::FAdd:
913     case Instruction::Sub:
914     case Instruction::FSub:
915     case Instruction::Mul:
916     case Instruction::FMul:
917     case Instruction::UDiv:
918     case Instruction::SDiv:
919     case Instruction::URem:
920     case Instruction::SRem:
921     case Instruction::And:
922     case Instruction::Or:
923     case Instruction::Xor: {
924       Size = addSizeOfGlobalsInConstantVal(Op0, Size);
925       Size = addSizeOfGlobalsInConstantVal(CE->getOperand(1), Size);
926       break;
927     }
928     default: {
929        std::string msg;
930        raw_string_ostream Msg(msg);
931        Msg << "ConstantExpr not handled: " << *CE;
932        llvm_report_error(Msg.str());
933     }
934     }
935   }
936
937   if (C->getType()->getTypeID() == Type::PointerTyID)
938     if (const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
939       if (GVSet.insert(GV))
940         Size = addSizeOfGlobal(GV, Size);
941
942   return Size;
943 }
944
945 /// addSizeOfGLobalsInInitializer - handle any globals that we haven't seen yet
946 /// but are referenced from the given initializer.
947
948 unsigned JITEmitter::addSizeOfGlobalsInInitializer(const Constant *Init, 
949                                               unsigned Size) {
950   if (!isa<UndefValue>(Init) &&
951       !isa<ConstantVector>(Init) &&
952       !isa<ConstantAggregateZero>(Init) &&
953       !isa<ConstantArray>(Init) &&
954       !isa<ConstantStruct>(Init) &&
955       Init->getType()->isFirstClassType())
956     Size = addSizeOfGlobalsInConstantVal(Init, Size);
957   return Size;
958 }
959
960 /// GetSizeOfGlobalsInBytes - walk the code for the function, looking for
961 /// globals; then walk the initializers of those globals looking for more.
962 /// If their size has not been considered yet, add it into the running total
963 /// Size.
964
965 unsigned JITEmitter::GetSizeOfGlobalsInBytes(MachineFunction &MF) {
966   unsigned Size = 0;
967   GVSet.clear();
968
969   for (MachineFunction::iterator MBB = MF.begin(), E = MF.end(); 
970        MBB != E; ++MBB) {
971     for (MachineBasicBlock::const_iterator I = MBB->begin(), E = MBB->end();
972          I != E; ++I) {
973       const TargetInstrDesc &Desc = I->getDesc();
974       const MachineInstr &MI = *I;
975       unsigned NumOps = Desc.getNumOperands();
976       for (unsigned CurOp = 0; CurOp < NumOps; CurOp++) {
977         const MachineOperand &MO = MI.getOperand(CurOp);
978         if (MO.isGlobal()) {
979           GlobalValue* V = MO.getGlobal();
980           const GlobalVariable *GV = dyn_cast<const GlobalVariable>(V);
981           if (!GV)
982             continue;
983           // If seen in previous function, it will have an entry here.
984           if (TheJIT->getPointerToGlobalIfAvailable(GV))
985             continue;
986           // If seen earlier in this function, it will have an entry here.
987           // FIXME: it should be possible to combine these tables, by
988           // assuming the addresses of the new globals in this module
989           // start at 0 (or something) and adjusting them after codegen
990           // complete.  Another possibility is to grab a marker bit in GV.
991           if (GVSet.insert(GV))
992             // A variable as yet unseen.  Add in its size.
993             Size = addSizeOfGlobal(GV, Size);
994         }
995       }
996     }
997   }
998   DEBUG(errs() << "JIT: About to look through initializers\n");
999   // Look for more globals that are referenced only from initializers.
1000   // GVSet.end is computed each time because the set can grow as we go.
1001   for (SmallPtrSet<const GlobalVariable *, 8>::iterator I = GVSet.begin(); 
1002        I != GVSet.end(); I++) {
1003     const GlobalVariable* GV = *I;
1004     if (GV->hasInitializer())
1005       Size = addSizeOfGlobalsInInitializer(GV->getInitializer(), Size);
1006   }
1007
1008   return Size;
1009 }
1010
1011 void JITEmitter::startFunction(MachineFunction &F) {
1012   DEBUG(errs() << "JIT: Starting CodeGen of Function "
1013         << F.getFunction()->getName() << "\n");
1014
1015   uintptr_t ActualSize = 0;
1016   // Set the memory writable, if it's not already
1017   MemMgr->setMemoryWritable();
1018   if (MemMgr->NeedsExactSize()) {
1019     DEBUG(errs() << "JIT: ExactSize\n");
1020     const TargetInstrInfo* TII = F.getTarget().getInstrInfo();
1021     MachineJumpTableInfo *MJTI = F.getJumpTableInfo();
1022     MachineConstantPool *MCP = F.getConstantPool();
1023     
1024     // Ensure the constant pool/jump table info is at least 4-byte aligned.
1025     ActualSize = RoundUpToAlign(ActualSize, 16);
1026     
1027     // Add the alignment of the constant pool
1028     ActualSize = RoundUpToAlign(ActualSize, MCP->getConstantPoolAlignment());
1029
1030     // Add the constant pool size
1031     ActualSize += GetConstantPoolSizeInBytes(MCP, TheJIT->getTargetData());
1032
1033     // Add the aligment of the jump table info
1034     ActualSize = RoundUpToAlign(ActualSize, MJTI->getAlignment());
1035
1036     // Add the jump table size
1037     ActualSize += GetJumpTableSizeInBytes(MJTI);
1038     
1039     // Add the alignment for the function
1040     ActualSize = RoundUpToAlign(ActualSize,
1041                                 std::max(F.getFunction()->getAlignment(), 8U));
1042
1043     // Add the function size
1044     ActualSize += TII->GetFunctionSizeInBytes(F);
1045
1046     DEBUG(errs() << "JIT: ActualSize before globals " << ActualSize << "\n");
1047     // Add the size of the globals that will be allocated after this function.
1048     // These are all the ones referenced from this function that were not
1049     // previously allocated.
1050     ActualSize += GetSizeOfGlobalsInBytes(F);
1051     DEBUG(errs() << "JIT: ActualSize after globals " << ActualSize << "\n");
1052   } else if (SizeEstimate > 0) {
1053     // SizeEstimate will be non-zero on reallocation attempts.
1054     ActualSize = SizeEstimate;
1055   }
1056
1057   BufferBegin = CurBufferPtr = MemMgr->startFunctionBody(F.getFunction(),
1058                                                          ActualSize);
1059   BufferEnd = BufferBegin+ActualSize;
1060   EmittedFunctions[F.getFunction()].FunctionBody = BufferBegin;
1061
1062   // Ensure the constant pool/jump table info is at least 4-byte aligned.
1063   emitAlignment(16);
1064
1065   emitConstantPool(F.getConstantPool());
1066   initJumpTableInfo(F.getJumpTableInfo());
1067
1068   // About to start emitting the machine code for the function.
1069   emitAlignment(std::max(F.getFunction()->getAlignment(), 8U));
1070   TheJIT->updateGlobalMapping(F.getFunction(), CurBufferPtr);
1071   EmittedFunctions[F.getFunction()].Code = CurBufferPtr;
1072
1073   MBBLocations.clear();
1074
1075   EmissionDetails.MF = &F;
1076   EmissionDetails.LineStarts.clear();
1077 }
1078
1079 bool JITEmitter::finishFunction(MachineFunction &F) {
1080   if (CurBufferPtr == BufferEnd) {
1081     // We must call endFunctionBody before retrying, because
1082     // deallocateMemForFunction requires it.
1083     MemMgr->endFunctionBody(F.getFunction(), BufferBegin, CurBufferPtr);
1084     retryWithMoreMemory(F);
1085     return true;
1086   }
1087
1088   emitJumpTableInfo(F.getJumpTableInfo());
1089
1090   // FnStart is the start of the text, not the start of the constant pool and
1091   // other per-function data.
1092   uint8_t *FnStart =
1093     (uint8_t *)TheJIT->getPointerToGlobalIfAvailable(F.getFunction());
1094
1095   // FnEnd is the end of the function's machine code.
1096   uint8_t *FnEnd = CurBufferPtr;
1097
1098   if (!Relocations.empty()) {
1099     CurFn = F.getFunction();
1100     NumRelos += Relocations.size();
1101
1102     // Resolve the relocations to concrete pointers.
1103     for (unsigned i = 0, e = Relocations.size(); i != e; ++i) {
1104       MachineRelocation &MR = Relocations[i];
1105       void *ResultPtr = 0;
1106       if (!MR.letTargetResolve()) {
1107         if (MR.isExternalSymbol()) {
1108           ResultPtr = TheJIT->getPointerToNamedFunction(MR.getExternalSymbol(),
1109                                                         false);
1110           DEBUG(errs() << "JIT: Map \'" << MR.getExternalSymbol() << "\' to ["
1111                        << ResultPtr << "]\n"); 
1112
1113           // If the target REALLY wants a stub for this function, emit it now.
1114           if (MR.mayNeedFarStub()) {
1115             if (!TheJIT->areDlsymStubsEnabled()) {
1116               ResultPtr = Resolver.getExternalFunctionStub(ResultPtr);
1117             } else {
1118               void *&Stub = ExtFnStubs[MR.getExternalSymbol()];
1119               if (!Stub) {
1120                 Stub = Resolver.getExternalFunctionStub((void *)&Stub);
1121                 AddStubToCurrentFunction(Stub);
1122               }
1123               ResultPtr = Stub;
1124             }
1125           }
1126         } else if (MR.isGlobalValue()) {
1127           ResultPtr = getPointerToGlobal(MR.getGlobalValue(),
1128                                          BufferBegin+MR.getMachineCodeOffset(),
1129                                          MR.mayNeedFarStub());
1130         } else if (MR.isIndirectSymbol()) {
1131           ResultPtr = getPointerToGVIndirectSym(
1132               MR.getGlobalValue(), BufferBegin+MR.getMachineCodeOffset());
1133         } else if (MR.isBasicBlock()) {
1134           ResultPtr = (void*)getMachineBasicBlockAddress(MR.getBasicBlock());
1135         } else if (MR.isConstantPoolIndex()) {
1136           ResultPtr = (void*)getConstantPoolEntryAddress(MR.getConstantPoolIndex());
1137         } else {
1138           assert(MR.isJumpTableIndex());
1139           ResultPtr=(void*)getJumpTableEntryAddress(MR.getJumpTableIndex());
1140         }
1141
1142         MR.setResultPointer(ResultPtr);
1143       }
1144
1145       // if we are managing the GOT and the relocation wants an index,
1146       // give it one
1147       if (MR.isGOTRelative() && MemMgr->isManagingGOT()) {
1148         unsigned idx = Resolver.getGOTIndexForAddr(ResultPtr);
1149         MR.setGOTIndex(idx);
1150         if (((void**)MemMgr->getGOTBase())[idx] != ResultPtr) {
1151           DEBUG(errs() << "JIT: GOT was out of date for " << ResultPtr
1152                        << " pointing at " << ((void**)MemMgr->getGOTBase())[idx]
1153                        << "\n");
1154           ((void**)MemMgr->getGOTBase())[idx] = ResultPtr;
1155         }
1156       }
1157     }
1158
1159     CurFn = 0;
1160     TheJIT->getJITInfo().relocate(BufferBegin, &Relocations[0],
1161                                   Relocations.size(), MemMgr->getGOTBase());
1162   }
1163
1164   // Update the GOT entry for F to point to the new code.
1165   if (MemMgr->isManagingGOT()) {
1166     unsigned idx = Resolver.getGOTIndexForAddr((void*)BufferBegin);
1167     if (((void**)MemMgr->getGOTBase())[idx] != (void*)BufferBegin) {
1168       DEBUG(errs() << "JIT: GOT was out of date for " << (void*)BufferBegin
1169                    << " pointing at " << ((void**)MemMgr->getGOTBase())[idx]
1170                    << "\n");
1171       ((void**)MemMgr->getGOTBase())[idx] = (void*)BufferBegin;
1172     }
1173   }
1174
1175   // CurBufferPtr may have moved beyond FnEnd, due to memory allocation for
1176   // global variables that were referenced in the relocations.
1177   MemMgr->endFunctionBody(F.getFunction(), BufferBegin, CurBufferPtr);
1178
1179   if (CurBufferPtr == BufferEnd) {
1180     retryWithMoreMemory(F);
1181     return true;
1182   } else {
1183     // Now that we've succeeded in emitting the function, reset the
1184     // SizeEstimate back down to zero.
1185     SizeEstimate = 0;
1186   }
1187
1188   BufferBegin = CurBufferPtr = 0;
1189   NumBytes += FnEnd-FnStart;
1190
1191   // Invalidate the icache if necessary.
1192   sys::Memory::InvalidateInstructionCache(FnStart, FnEnd-FnStart);
1193
1194   TheJIT->NotifyFunctionEmitted(*F.getFunction(), FnStart, FnEnd-FnStart,
1195                                 EmissionDetails);
1196
1197   DEBUG(errs() << "JIT: Finished CodeGen of [" << (void*)FnStart
1198         << "] Function: " << F.getFunction()->getName()
1199         << ": " << (FnEnd-FnStart) << " bytes of text, "
1200         << Relocations.size() << " relocations\n");
1201
1202   Relocations.clear();
1203   ConstPoolAddresses.clear();
1204
1205   // Mark code region readable and executable if it's not so already.
1206   MemMgr->setMemoryExecutable();
1207
1208   DEBUG(
1209     if (sys::hasDisassembler()) {
1210       errs() << "JIT: Disassembled code:\n";
1211       errs() << sys::disassembleBuffer(FnStart, FnEnd-FnStart,
1212                                        (uintptr_t)FnStart);
1213     } else {
1214       errs() << "JIT: Binary code:\n";
1215       uint8_t* q = FnStart;
1216       for (int i = 0; q < FnEnd; q += 4, ++i) {
1217         if (i == 4)
1218           i = 0;
1219         if (i == 0)
1220           errs() << "JIT: " << (long)(q - FnStart) << ": ";
1221         bool Done = false;
1222         for (int j = 3; j >= 0; --j) {
1223           if (q + j >= FnEnd)
1224             Done = true;
1225           else
1226             errs() << (unsigned short)q[j];
1227         }
1228         if (Done)
1229           break;
1230         errs() << ' ';
1231         if (i == 3)
1232           errs() << '\n';
1233       }
1234       errs()<< '\n';
1235     }
1236         );
1237
1238   if (DwarfExceptionHandling || JITEmitDebugInfo) {
1239     uintptr_t ActualSize = 0;
1240     SavedBufferBegin = BufferBegin;
1241     SavedBufferEnd = BufferEnd;
1242     SavedCurBufferPtr = CurBufferPtr;
1243
1244     if (MemMgr->NeedsExactSize()) {
1245       ActualSize = DE->GetDwarfTableSizeInBytes(F, *this, FnStart, FnEnd);
1246     }
1247
1248     BufferBegin = CurBufferPtr = MemMgr->startExceptionTable(F.getFunction(),
1249                                                              ActualSize);
1250     BufferEnd = BufferBegin+ActualSize;
1251     EmittedFunctions[F.getFunction()].ExceptionTable = BufferBegin;
1252     uint8_t *EhStart;
1253     uint8_t *FrameRegister = DE->EmitDwarfTable(F, *this, FnStart, FnEnd,
1254                                                 EhStart);
1255     MemMgr->endExceptionTable(F.getFunction(), BufferBegin, CurBufferPtr,
1256                               FrameRegister);
1257     uint8_t *EhEnd = CurBufferPtr;
1258     BufferBegin = SavedBufferBegin;
1259     BufferEnd = SavedBufferEnd;
1260     CurBufferPtr = SavedCurBufferPtr;
1261
1262     if (DwarfExceptionHandling) {
1263       TheJIT->RegisterTable(FrameRegister);
1264     }
1265
1266     if (JITEmitDebugInfo) {
1267       DebugInfo I;
1268       I.FnStart = FnStart;
1269       I.FnEnd = FnEnd;
1270       I.EhStart = EhStart;
1271       I.EhEnd = EhEnd;
1272       DR->RegisterFunction(F.getFunction(), I);
1273     }
1274   }
1275
1276   if (MMI)
1277     MMI->EndFunction();
1278  
1279   return false;
1280 }
1281
1282 void JITEmitter::retryWithMoreMemory(MachineFunction &F) {
1283   DEBUG(errs() << "JIT: Ran out of space for native code.  Reattempting.\n");
1284   Relocations.clear();  // Clear the old relocations or we'll reapply them.
1285   ConstPoolAddresses.clear();
1286   ++NumRetries;
1287   deallocateMemForFunction(F.getFunction());
1288   // Try again with at least twice as much free space.
1289   SizeEstimate = (uintptr_t)(2 * (BufferEnd - BufferBegin));
1290 }
1291
1292 /// deallocateMemForFunction - Deallocate all memory for the specified
1293 /// function body.  Also drop any references the function has to stubs.
1294 /// May be called while the Function is being destroyed inside ~Value().
1295 void JITEmitter::deallocateMemForFunction(const Function *F) {
1296   ValueMap<const Function *, EmittedCode, EmittedFunctionConfig>::iterator
1297     Emitted = EmittedFunctions.find(F);
1298   if (Emitted != EmittedFunctions.end()) {
1299     MemMgr->deallocateFunctionBody(Emitted->second.FunctionBody);
1300     MemMgr->deallocateExceptionTable(Emitted->second.ExceptionTable);
1301     TheJIT->NotifyFreeingMachineCode(Emitted->second.Code);
1302
1303     EmittedFunctions.erase(Emitted);
1304   }
1305
1306   // TODO: Do we need to unregister exception handling information from libgcc
1307   // here?
1308
1309   if (JITEmitDebugInfo) {
1310     DR->UnregisterFunction(F);
1311   }
1312
1313   // If the function did not reference any stubs, return.
1314   if (CurFnStubUses.find(F) == CurFnStubUses.end())
1315     return;
1316   
1317   // For each referenced stub, erase the reference to this function, and then
1318   // erase the list of referenced stubs.
1319   SmallVectorImpl<void *> &StubList = CurFnStubUses[F];
1320   for (unsigned i = 0, e = StubList.size(); i != e; ++i) {
1321     void *Stub = StubList[i];
1322     
1323     // If we already invalidated this stub for this function, continue.
1324     if (StubFnRefs.count(Stub) == 0)
1325       continue;
1326       
1327     SmallPtrSet<const Function *, 1> &FnRefs = StubFnRefs[Stub];
1328     FnRefs.erase(F);
1329     
1330     // If this function was the last reference to the stub, invalidate the stub
1331     // in the JITResolver.  Were there a memory manager deallocateStub routine,
1332     // we could call that at this point too.
1333     if (FnRefs.empty()) {
1334       DEBUG(errs() << "\nJIT: Invalidated Stub at [" << Stub << "]\n");
1335       StubFnRefs.erase(Stub);
1336
1337       // Invalidate the stub.  If it is a GV stub, update the JIT's global
1338       // mapping for that GV to zero, otherwise, search the string map of
1339       // external function names to stubs and remove the entry for this stub.
1340       GlobalValue *GV = Resolver.invalidateStub(Stub);
1341       if (GV) {
1342         TheJIT->updateGlobalMapping(GV, 0);
1343       } else {
1344         for (StringMapIterator<void*> i = ExtFnStubs.begin(),
1345              e = ExtFnStubs.end(); i != e; ++i) {
1346           if (i->second == Stub) {
1347             ExtFnStubs.erase(i);
1348             break;
1349           }
1350         }
1351       }
1352     }
1353   }
1354   CurFnStubUses.erase(F);
1355 }
1356
1357
1358 void* JITEmitter::allocateSpace(uintptr_t Size, unsigned Alignment) {
1359   if (BufferBegin)
1360     return JITCodeEmitter::allocateSpace(Size, Alignment);
1361
1362   // create a new memory block if there is no active one.
1363   // care must be taken so that BufferBegin is invalidated when a
1364   // block is trimmed
1365   BufferBegin = CurBufferPtr = MemMgr->allocateSpace(Size, Alignment);
1366   BufferEnd = BufferBegin+Size;
1367   return CurBufferPtr;
1368 }
1369
1370 void* JITEmitter::allocateGlobal(uintptr_t Size, unsigned Alignment) {
1371   // Delegate this call through the memory manager.
1372   return MemMgr->allocateGlobal(Size, Alignment);
1373 }
1374
1375 void JITEmitter::emitConstantPool(MachineConstantPool *MCP) {
1376   if (TheJIT->getJITInfo().hasCustomConstantPool())
1377     return;
1378
1379   const std::vector<MachineConstantPoolEntry> &Constants = MCP->getConstants();
1380   if (Constants.empty()) return;
1381
1382   unsigned Size = GetConstantPoolSizeInBytes(MCP, TheJIT->getTargetData());
1383   unsigned Align = MCP->getConstantPoolAlignment();
1384   ConstantPoolBase = allocateSpace(Size, Align);
1385   ConstantPool = MCP;
1386
1387   if (ConstantPoolBase == 0) return;  // Buffer overflow.
1388
1389   DEBUG(errs() << "JIT: Emitted constant pool at [" << ConstantPoolBase
1390                << "] (size: " << Size << ", alignment: " << Align << ")\n");
1391
1392   // Initialize the memory for all of the constant pool entries.
1393   unsigned Offset = 0;
1394   for (unsigned i = 0, e = Constants.size(); i != e; ++i) {
1395     MachineConstantPoolEntry CPE = Constants[i];
1396     unsigned AlignMask = CPE.getAlignment() - 1;
1397     Offset = (Offset + AlignMask) & ~AlignMask;
1398
1399     uintptr_t CAddr = (uintptr_t)ConstantPoolBase + Offset;
1400     ConstPoolAddresses.push_back(CAddr);
1401     if (CPE.isMachineConstantPoolEntry()) {
1402       // FIXME: add support to lower machine constant pool values into bytes!
1403       llvm_report_error("Initialize memory with machine specific constant pool"
1404                         "entry has not been implemented!");
1405     }
1406     TheJIT->InitializeMemory(CPE.Val.ConstVal, (void*)CAddr);
1407     DEBUG(errs() << "JIT:   CP" << i << " at [0x";
1408           errs().write_hex(CAddr) << "]\n");
1409
1410     const Type *Ty = CPE.Val.ConstVal->getType();
1411     Offset += TheJIT->getTargetData()->getTypeAllocSize(Ty);
1412   }
1413 }
1414
1415 void JITEmitter::initJumpTableInfo(MachineJumpTableInfo *MJTI) {
1416   if (TheJIT->getJITInfo().hasCustomJumpTables())
1417     return;
1418
1419   const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT = MJTI->getJumpTables();
1420   if (JT.empty()) return;
1421   
1422   unsigned NumEntries = 0;
1423   for (unsigned i = 0, e = JT.size(); i != e; ++i)
1424     NumEntries += JT[i].MBBs.size();
1425
1426   unsigned EntrySize = MJTI->getEntrySize();
1427
1428   // Just allocate space for all the jump tables now.  We will fix up the actual
1429   // MBB entries in the tables after we emit the code for each block, since then
1430   // we will know the final locations of the MBBs in memory.
1431   JumpTable = MJTI;
1432   JumpTableBase = allocateSpace(NumEntries * EntrySize, MJTI->getAlignment());
1433 }
1434
1435 void JITEmitter::emitJumpTableInfo(MachineJumpTableInfo *MJTI) {
1436   if (TheJIT->getJITInfo().hasCustomJumpTables())
1437     return;
1438
1439   const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT = MJTI->getJumpTables();
1440   if (JT.empty() || JumpTableBase == 0) return;
1441   
1442   if (TargetMachine::getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
1443     assert(MJTI->getEntrySize() == 4 && "Cross JIT'ing?");
1444     // For each jump table, place the offset from the beginning of the table
1445     // to the target address.
1446     int *SlotPtr = (int*)JumpTableBase;
1447
1448     for (unsigned i = 0, e = JT.size(); i != e; ++i) {
1449       const std::vector<MachineBasicBlock*> &MBBs = JT[i].MBBs;
1450       // Store the offset of the basic block for this jump table slot in the
1451       // memory we allocated for the jump table in 'initJumpTableInfo'
1452       uintptr_t Base = (uintptr_t)SlotPtr;
1453       for (unsigned mi = 0, me = MBBs.size(); mi != me; ++mi) {
1454         uintptr_t MBBAddr = getMachineBasicBlockAddress(MBBs[mi]);
1455         *SlotPtr++ = TheJIT->getJITInfo().getPICJumpTableEntry(MBBAddr, Base);
1456       }
1457     }
1458   } else {
1459     assert(MJTI->getEntrySize() == sizeof(void*) && "Cross JIT'ing?");
1460     
1461     // For each jump table, map each target in the jump table to the address of 
1462     // an emitted MachineBasicBlock.
1463     intptr_t *SlotPtr = (intptr_t*)JumpTableBase;
1464
1465     for (unsigned i = 0, e = JT.size(); i != e; ++i) {
1466       const std::vector<MachineBasicBlock*> &MBBs = JT[i].MBBs;
1467       // Store the address of the basic block for this jump table slot in the
1468       // memory we allocated for the jump table in 'initJumpTableInfo'
1469       for (unsigned mi = 0, me = MBBs.size(); mi != me; ++mi)
1470         *SlotPtr++ = getMachineBasicBlockAddress(MBBs[mi]);
1471     }
1472   }
1473 }
1474
1475 void JITEmitter::startGVStub(const GlobalValue* GV, unsigned StubSize,
1476                              unsigned Alignment) {
1477   SavedBufferBegin = BufferBegin;
1478   SavedBufferEnd = BufferEnd;
1479   SavedCurBufferPtr = CurBufferPtr;
1480   
1481   BufferBegin = CurBufferPtr = MemMgr->allocateStub(GV, StubSize, Alignment);
1482   BufferEnd = BufferBegin+StubSize+1;
1483 }
1484
1485 void JITEmitter::startGVStub(const GlobalValue* GV, void *Buffer,
1486                              unsigned StubSize) {
1487   SavedBufferBegin = BufferBegin;
1488   SavedBufferEnd = BufferEnd;
1489   SavedCurBufferPtr = CurBufferPtr;
1490   
1491   BufferBegin = CurBufferPtr = (uint8_t *)Buffer;
1492   BufferEnd = BufferBegin+StubSize+1;
1493 }
1494
1495 void *JITEmitter::finishGVStub(const GlobalValue* GV) {
1496   NumBytes += getCurrentPCOffset();
1497   std::swap(SavedBufferBegin, BufferBegin);
1498   BufferEnd = SavedBufferEnd;
1499   CurBufferPtr = SavedCurBufferPtr;
1500   return SavedBufferBegin;
1501 }
1502
1503 // getConstantPoolEntryAddress - Return the address of the 'ConstantNum' entry
1504 // in the constant pool that was last emitted with the 'emitConstantPool'
1505 // method.
1506 //
1507 uintptr_t JITEmitter::getConstantPoolEntryAddress(unsigned ConstantNum) const {
1508   assert(ConstantNum < ConstantPool->getConstants().size() &&
1509          "Invalid ConstantPoolIndex!");
1510   return ConstPoolAddresses[ConstantNum];
1511 }
1512
1513 // getJumpTableEntryAddress - Return the address of the JumpTable with index
1514 // 'Index' in the jumpp table that was last initialized with 'initJumpTableInfo'
1515 //
1516 uintptr_t JITEmitter::getJumpTableEntryAddress(unsigned Index) const {
1517   const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT = JumpTable->getJumpTables();
1518   assert(Index < JT.size() && "Invalid jump table index!");
1519   
1520   unsigned Offset = 0;
1521   unsigned EntrySize = JumpTable->getEntrySize();
1522   
1523   for (unsigned i = 0; i < Index; ++i)
1524     Offset += JT[i].MBBs.size();
1525   
1526    Offset *= EntrySize;
1527   
1528   return (uintptr_t)((char *)JumpTableBase + Offset);
1529 }
1530
1531 void JITEmitter::EmittedFunctionConfig::onDelete(
1532   JITEmitter *Emitter, const Function *F) {
1533   Emitter->deallocateMemForFunction(F);
1534 }
1535 void JITEmitter::EmittedFunctionConfig::onRAUW(
1536   JITEmitter *, const Function*, const Function*) {
1537   llvm_unreachable("The JIT doesn't know how to handle a"
1538                    " RAUW on a value it has emitted.");
1539 }
1540
1541
1542 //===----------------------------------------------------------------------===//
1543 //  Public interface to this file
1544 //===----------------------------------------------------------------------===//
1545
1546 JITCodeEmitter *JIT::createEmitter(JIT &jit, JITMemoryManager *JMM,
1547                                    TargetMachine &tm) {
1548   return new JITEmitter(jit, JMM, tm);
1549 }
1550
1551 // getPointerToNamedFunction - This function is used as a global wrapper to
1552 // JIT::getPointerToNamedFunction for the purpose of resolving symbols when
1553 // bugpoint is debugging the JIT. In that scenario, we are loading an .so and
1554 // need to resolve function(s) that are being mis-codegenerated, so we need to
1555 // resolve their addresses at runtime, and this is the way to do it.
1556 extern "C" {
1557   void *getPointerToNamedFunction(const char *Name) {
1558     if (Function *F = TheJIT->FindFunctionNamed(Name))
1559       return TheJIT->getPointerToFunction(F);
1560     return TheJIT->getPointerToNamedFunction(Name);
1561   }
1562 }
1563
1564 // getPointerToFunctionOrStub - If the specified function has been
1565 // code-gen'd, return a pointer to the function.  If not, compile it, or use
1566 // a stub to implement lazy compilation if available.
1567 //
1568 void *JIT::getPointerToFunctionOrStub(Function *F) {
1569   // If we have already code generated the function, just return the address.
1570   if (void *Addr = getPointerToGlobalIfAvailable(F))
1571     return Addr;
1572   
1573   // Get a stub if the target supports it.
1574   assert(isa<JITEmitter>(JCE) && "Unexpected MCE?");
1575   JITEmitter *JE = cast<JITEmitter>(getCodeEmitter());
1576   return JE->getJITResolver().getFunctionStub(F);
1577 }
1578
1579 void JIT::updateFunctionStub(Function *F) {
1580   // Get the empty stub we generated earlier.
1581   assert(isa<JITEmitter>(JCE) && "Unexpected MCE?");
1582   JITEmitter *JE = cast<JITEmitter>(getCodeEmitter());
1583   void *Stub = JE->getJITResolver().getFunctionStub(F);
1584
1585   // Tell the target jit info to rewrite the stub at the specified address,
1586   // rather than creating a new one.
1587   void *Addr = getPointerToGlobalIfAvailable(F);
1588   getJITInfo().emitFunctionStubAtAddr(F, Addr, Stub, *getCodeEmitter());
1589 }
1590
1591 /// updateDlsymStubTable - Emit the data necessary to relocate the stubs
1592 /// that were emitted during code generation.
1593 ///
1594 void JIT::updateDlsymStubTable() {
1595   assert(isa<JITEmitter>(JCE) && "Unexpected MCE?");
1596   JITEmitter *JE = cast<JITEmitter>(getCodeEmitter());
1597   
1598   SmallVector<GlobalValue*, 8> GVs;
1599   SmallVector<void*, 8> Ptrs;
1600   const StringMap<void *> &ExtFns = JE->getExternalFnStubs();
1601
1602   JE->getJITResolver().getRelocatableGVs(GVs, Ptrs);
1603
1604   unsigned nStubs = GVs.size() + ExtFns.size();
1605   
1606   // If there are no relocatable stubs, return.
1607   if (nStubs == 0)
1608     return;
1609
1610   // If there are no new relocatable stubs, return.
1611   void *CurTable = JE->getMemMgr()->getDlsymTable();
1612   if (CurTable && (*(unsigned *)CurTable == nStubs))
1613     return;
1614   
1615   // Calculate the size of the stub info
1616   unsigned offset = 4 + 4 * nStubs + sizeof(intptr_t) * nStubs;
1617   
1618   SmallVector<unsigned, 8> Offsets;
1619   for (unsigned i = 0; i != GVs.size(); ++i) {
1620     Offsets.push_back(offset);
1621     offset += GVs[i]->getName().size() + 1;
1622   }
1623   for (StringMapConstIterator<void*> i = ExtFns.begin(), e = ExtFns.end(); 
1624        i != e; ++i) {
1625     Offsets.push_back(offset);
1626     offset += strlen(i->first()) + 1;
1627   }
1628   
1629   // Allocate space for the new "stub", which contains the dlsym table.
1630   JE->startGVStub(0, offset, 4);
1631   
1632   // Emit the number of records
1633   JE->emitInt32(nStubs);
1634   
1635   // Emit the string offsets
1636   for (unsigned i = 0; i != nStubs; ++i)
1637     JE->emitInt32(Offsets[i]);
1638   
1639   // Emit the pointers.  Verify that they are at least 2-byte aligned, and set
1640   // the low bit to 0 == GV, 1 == Function, so that the client code doing the
1641   // relocation can write the relocated pointer at the appropriate place in
1642   // the stub.
1643   for (unsigned i = 0; i != GVs.size(); ++i) {
1644     intptr_t Ptr = (intptr_t)Ptrs[i];
1645     assert((Ptr & 1) == 0 && "Stub pointers must be at least 2-byte aligned!");
1646     
1647     if (isa<Function>(GVs[i]))
1648       Ptr |= (intptr_t)1;
1649            
1650     if (sizeof(Ptr) == 8)
1651       JE->emitInt64(Ptr);
1652     else
1653       JE->emitInt32(Ptr);
1654   }
1655   for (StringMapConstIterator<void*> i = ExtFns.begin(), e = ExtFns.end(); 
1656        i != e; ++i) {
1657     intptr_t Ptr = (intptr_t)i->second | 1;
1658
1659     if (sizeof(Ptr) == 8)
1660       JE->emitInt64(Ptr);
1661     else
1662       JE->emitInt32(Ptr);
1663   }
1664   
1665   // Emit the strings.
1666   for (unsigned i = 0; i != GVs.size(); ++i)
1667     JE->emitString(GVs[i]->getName());
1668   for (StringMapConstIterator<void*> i = ExtFns.begin(), e = ExtFns.end(); 
1669        i != e; ++i)
1670     JE->emitString(i->first());
1671   
1672   // Tell the JIT memory manager where it is.  The JIT Memory Manager will
1673   // deallocate space for the old one, if one existed.
1674   JE->getMemMgr()->SetDlsymTable(JE->finishGVStub(0));
1675 }
1676
1677 /// freeMachineCodeForFunction - release machine code memory for given Function.
1678 ///
1679 void JIT::freeMachineCodeForFunction(Function *F) {
1680   // Delete translation for this from the ExecutionEngine, so it will get
1681   // retranslated next time it is used.
1682   updateGlobalMapping(F, 0);
1683
1684   // Free the actual memory for the function body and related stuff.
1685   assert(isa<JITEmitter>(JCE) && "Unexpected MCE?");
1686   cast<JITEmitter>(JCE)->deallocateMemForFunction(F);
1687 }