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