lib/ExecutionEngine/MCJIT/SectionMemoryManager.cpp

   1 //===- SectionMemoryManager.cpp - Memory manager for MCJIT/RtDyld *- C++ -*-==//
   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 implements the section-based memory manager used by the MCJIT
  11 // execution engine and RuntimeDyld
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "llvm/Config/config.h"
  16 #include "llvm/ExecutionEngine/SectionMemoryManager.h"
  17 #include "llvm/Support/DynamicLibrary.h"
  18 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  19
  20 #ifdef __linux__
  21   // These includes used by SectionMemoryManager::getPointerToNamedFunction()
  22   // for Glibc trickery. See comments in this function for more information.
  23   #ifdef HAVE_SYS_STAT_H
  24     #include <sys/stat.h>
  25   #endif
  26   #include <fcntl.h>
  27   #include <unistd.h>
  28 #endif
  29
  30 namespace llvm {
  31
  32 uint8_t *SectionMemoryManager::allocateDataSection(uintptr_t Size,
  33                                                     unsigned Alignment,
  34                                                     unsigned SectionID,
  35                                                     bool IsReadOnly) {
  36   if (IsReadOnly)
  37     return allocateSection(RODataMem, Size, Alignment);
  38   return allocateSection(RWDataMem, Size, Alignment);
  39 }
  40
  41 uint8_t *SectionMemoryManager::allocateCodeSection(uintptr_t Size,
  42                                                    unsigned Alignment,
  43                                                    unsigned SectionID) {
  44   return allocateSection(CodeMem, Size, Alignment);
  45 }
  46
  47 uint8_t *SectionMemoryManager::allocateSection(MemoryGroup &MemGroup,
  48                                                uintptr_t Size,
  49                                                unsigned Alignment) {
  50   if (!Alignment)
  51     Alignment = 16;
  52
  53   assert(!(Alignment & (Alignment - 1)) && "Alignment must be a power of two.");
  54
  55   uintptr_t RequiredSize = Alignment * ((Size + Alignment - 1)/Alignment + 1);
  56   uintptr_t Addr = 0;
  57
  58   // Look in the list of free memory regions and use a block there if one
  59   // is available.
  60   for (int i = 0, e = MemGroup.FreeMem.size(); i != e; ++i) {
  61     sys::MemoryBlock &MB = MemGroup.FreeMem[i];
  62     if (MB.size() >= RequiredSize) {
  63       Addr = (uintptr_t)MB.base();
  64       uintptr_t EndOfBlock = Addr + MB.size();
  65       // Align the address.
  66       Addr = (Addr + Alignment - 1) & ~(uintptr_t)(Alignment - 1);
  67       // Store cutted free memory block.
  68       MemGroup.FreeMem[i] = sys::MemoryBlock((void*)(Addr + Size),
  69                                              EndOfBlock - Addr - Size);
  70       return (uint8_t*)Addr;
  71     }
  72   }
  73
  74   // No pre-allocated free block was large enough. Allocate a new memory region.
  75   // Note that all sections get allocated as read-write.  The permissions will
  76   // be updated later based on memory group.
  77   //
  78   // FIXME: It would be useful to define a default allocation size (or add
  79   // it as a constructor parameter) to minimize the number of allocations.
  80   //
  81   // FIXME: Initialize the Near member for each memory group to avoid
  82   // interleaving.
  83   error_code ec;
  84   sys::MemoryBlock MB = sys::Memory::allocateMappedMemory(RequiredSize,
  85                                                           &MemGroup.Near,
  86                                                           sys::Memory::MF_READ |
  87                                                             sys::Memory::MF_WRITE,
  88                                                           ec);
  89   if (ec) {
  90     // FIXME: Add error propogation to the interface.
  91     return NULL;
  92   }
  93
  94   // Save this address as the basis for our next request
  95   MemGroup.Near = MB;
  96
  97   MemGroup.AllocatedMem.push_back(MB);
  98   Addr = (uintptr_t)MB.base();
  99   uintptr_t EndOfBlock = Addr + MB.size();
 100
 101   // Align the address.
 102   Addr = (Addr + Alignment - 1) & ~(uintptr_t)(Alignment - 1);
 103
 104   // The allocateMappedMemory may allocate much more memory than we need. In
 105   // this case, we store the unused memory as a free memory block.
 106   unsigned FreeSize = EndOfBlock-Addr-Size;
 107   if (FreeSize > 16)
 108     MemGroup.FreeMem.push_back(sys::MemoryBlock((void*)(Addr + Size), FreeSize));
 109
 110   // Return aligned address
 111   return (uint8_t*)Addr;
 112 }
 113
 114 bool SectionMemoryManager::applyPermissions(std::string *ErrMsg)
 115 {
 116   // FIXME: Should in-progress permissions be reverted if an error occurs?
 117   error_code ec;
 118
 119   // Make code memory executable.
 120   ec = applyMemoryGroupPermissions(CodeMem,
 121                                    sys::Memory::MF_READ | sys::Memory::MF_EXEC);
 122   if (ec) {
 123     if (ErrMsg) {
 124       *ErrMsg = ec.message();
 125     }
 126     return true;
 127   }
 128
 129   // Make read-only data memory read-only.
 130   ec = applyMemoryGroupPermissions(RODataMem,
 131                                    sys::Memory::MF_READ | sys::Memory::MF_EXEC);
 132   if (ec) {
 133     if (ErrMsg) {
 134       *ErrMsg = ec.message();
 135     }
 136     return true;
 137   }
 138
 139   // Read-write data memory already has the correct permissions
 140
 141   // Some platforms with separate data cache and instruction cache require
 142   // explicit cache flush, otherwise JIT code manipulations (like resolved
 143   // relocations) will get to the data cache but not to the instruction cache.
 144   invalidateInstructionCache();
 145
 146   return false;
 147 }
 148
 149 error_code SectionMemoryManager::applyMemoryGroupPermissions(MemoryGroup &MemGroup,
 150                                                              unsigned Permissions) {
 151
 152   for (int i = 0, e = MemGroup.AllocatedMem.size(); i != e; ++i) {
 153       error_code ec;
 154       ec = sys::Memory::protectMappedMemory(MemGroup.AllocatedMem[i],
 155                                             Permissions);
 156       if (ec) {
 157         return ec;
 158       }
 159   }
 160
 161   return error_code::success();
 162 }
 163
 164 void SectionMemoryManager::invalidateInstructionCache() {
 165   for (int i = 0, e = CodeMem.AllocatedMem.size(); i != e; ++i)
 166     sys::Memory::InvalidateInstructionCache(CodeMem.AllocatedMem[i].base(),
 167                                             CodeMem.AllocatedMem[i].size());
 168 }
 169
 170 static int jit_noop() {
 171   return 0;
 172 }
 173
 174 void *SectionMemoryManager::getPointerToNamedFunction(const std::string &Name,
 175                                                        bool AbortOnFailure) {
 176 #if defined(__linux__)
 177   //===--------------------------------------------------------------------===//
 178   // Function stubs that are invoked instead of certain library calls
 179   //
 180   // Force the following functions to be linked in to anything that uses the
 181   // JIT. This is a hack designed to work around the all-too-clever Glibc
 182   // strategy of making these functions work differently when inlined vs. when
 183   // not inlined, and hiding their real definitions in a separate archive file
 184   // that the dynamic linker can't see. For more info, search for
 185   // 'libc_nonshared.a' on Google, or read http://llvm.org/PR274.
 186   if (Name == "stat") return (void*)(intptr_t)&stat;
 187   if (Name == "fstat") return (void*)(intptr_t)&fstat;
 188   if (Name == "lstat") return (void*)(intptr_t)&lstat;
 189   if (Name == "stat64") return (void*)(intptr_t)&stat64;
 190   if (Name == "fstat64") return (void*)(intptr_t)&fstat64;
 191   if (Name == "lstat64") return (void*)(intptr_t)&lstat64;
 192   if (Name == "atexit") return (void*)(intptr_t)&atexit;
 193   if (Name == "mknod") return (void*)(intptr_t)&mknod;
 194 #endif // __linux__
 195
 196   // We should not invoke parent's ctors/dtors from generated main()!
 197   // On Mingw and Cygwin, the symbol __main is resolved to
 198   // callee's(eg. tools/lli) one, to invoke wrong duplicated ctors
 199   // (and register wrong callee's dtors with atexit(3)).
 200   // We expect ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors()
 201   // is called before ExecutionEngine::runFunctionAsMain() is called.
 202   if (Name == "__main") return (void*)(intptr_t)&jit_noop;
 203
 204   const char *NameStr = Name.c_str();
 205   void *Ptr = sys::DynamicLibrary::SearchForAddressOfSymbol(NameStr);
 206   if (Ptr) return Ptr;
 207
 208   // If it wasn't found and if it starts with an underscore ('_') character,
 209   // try again without the underscore.
 210   if (NameStr[0] == '_') {
 211     Ptr = sys::DynamicLibrary::SearchForAddressOfSymbol(NameStr+1);
 212     if (Ptr) return Ptr;
 213   }
 214
 215   if (AbortOnFailure)
 216     report_fatal_error("Program used external function '" + Name +
 217                       "' which could not be resolved!");
 218   return 0;
 219 }
 220
 221 SectionMemoryManager::~SectionMemoryManager() {
 222   for (unsigned i = 0, e = CodeMem.AllocatedMem.size(); i != e; ++i)
 223     sys::Memory::releaseMappedMemory(CodeMem.AllocatedMem[i]);
 224   for (unsigned i = 0, e = RWDataMem.AllocatedMem.size(); i != e; ++i)
 225     sys::Memory::releaseMappedMemory(RWDataMem.AllocatedMem[i]);
 226   for (unsigned i = 0, e = RODataMem.AllocatedMem.size(); i != e; ++i)
 227     sys::Memory::releaseMappedMemory(RODataMem.AllocatedMem[i]);
 228 }
 229
 230 } // namespace llvm
 231