Re-apply r196639: Add support for archives and object file caching under MCJIT.
[oota-llvm.git] / include / llvm / ExecutionEngine / ExecutionEngine.h
index ef5e9ec644f15a5ff8b4305705c95173d5fd2970..199cf8deb8bbcaff47a8ed6740b122721d0a30e5 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#ifndef LLVM_EXECUTION_ENGINE_H
-#define LLVM_EXECUTION_ENGINE_H
+#ifndef LLVM_EXECUTIONENGINE_EXECUTIONENGINE_H
+#define LLVM_EXECUTIONENGINE_EXECUTIONENGINE_H
 
-#include <vector>
-#include <map>
-#include <string>
+#include "llvm-c/ExecutionEngine.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
 #include "llvm/ADT/ValueMap.h"
-#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
-#include "llvm/Support/ValueHandle.h"
+#include "llvm/MC/MCCodeGenInfo.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/Mutex.h"
+#include "llvm/Support/ValueHandle.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
+#include "llvm/Target/TargetOptions.h"
+#include <map>
+#include <string>
+#include <vector>
 
 namespace llvm {
 
 struct GenericValue;
 class Constant;
+class DataLayout;
 class ExecutionEngine;
 class Function;
 class GlobalVariable;
@@ -39,9 +43,16 @@ class JITMemoryManager;
 class MachineCodeInfo;
 class Module;
 class MutexGuard;
-class TargetData;
+class ObjectCache;
+class RTDyldMemoryManager;
+class Triple;
 class Type;
 
+namespace object {
+  class Archive;
+  class ObjectFile;
+}
+
 /// \brief Helper class for helping synchronize access to the global address map
 /// table.
 class ExecutionEngineState {
@@ -84,7 +95,7 @@ public:
 
   /// \brief Erase an entry from the mapping table.
   ///
-  /// \returns The address that \arg ToUnmap was happed to.
+  /// \returns The address that \p ToUnmap was happed to.
   void *RemoveMapping(const MutexGuard &, const GlobalValue *ToUnmap);
 };
 
@@ -100,7 +111,7 @@ class ExecutionEngine {
   ExecutionEngineState EEState;
 
   /// The target data for the platform for which execution is being performed.
-  const TargetData *TD;
+  const DataLayout *TD;
 
   /// Whether lazy JIT compilation is enabled.
   bool CompilingLazily;
@@ -119,9 +130,7 @@ protected:
   /// optimize for the case where there is only one module.
   SmallVector<Module*, 1> Modules;
 
-  void setTargetData(const TargetData *td) {
-    TD = td;
-  }
+  void setDataLayout(const DataLayout *td) { TD = td; }
 
   /// getMemoryforGV - Allocate memory for a global variable.
   virtual char *getMemoryForGV(const GlobalVariable *GV);
@@ -133,41 +142,23 @@ protected:
     Module *M,
     std::string *ErrorStr,
     JITMemoryManager *JMM,
-    CodeGenOpt::Level OptLevel,
     bool GVsWithCode,
-    CodeModel::Model CMM,
-    StringRef MArch,
-    StringRef MCPU,
-    const SmallVectorImpl<std::string>& MAttrs);
+    TargetMachine *TM);
   static ExecutionEngine *(*MCJITCtor)(
     Module *M,
     std::string *ErrorStr,
-    JITMemoryManager *JMM,
-    CodeGenOpt::Level OptLevel,
+    RTDyldMemoryManager *MCJMM,
     bool GVsWithCode,
-    CodeModel::Model CMM,
-    StringRef MArch,
-    StringRef MCPU,
-    const SmallVectorImpl<std::string>& MAttrs);
-  static ExecutionEngine *(*InterpCtor)(Module *M,
-                                        std::string *ErrorStr);
+    TargetMachine *TM);
+  static ExecutionEngine *(*InterpCtor)(Module *M, std::string *ErrorStr);
 
   /// LazyFunctionCreator - If an unknown function is needed, this function
   /// pointer is invoked to create it.  If this returns null, the JIT will
   /// abort.
   void *(*LazyFunctionCreator)(const std::string &);
 
-  /// ExceptionTableRegister - If Exception Handling is set, the JIT will
-  /// register dwarf tables with this function.
-  typedef void (*EERegisterFn)(void*);
-  EERegisterFn ExceptionTableRegister;
-  EERegisterFn ExceptionTableDeregister;
-  /// This maps functions to their exception tables frames.
-  DenseMap<const Function*, void*> AllExceptionTables;
-
-
 public:
-  /// lock - This lock protects the ExecutionEngine, JIT, JITResolver and
+  /// lock - This lock protects the ExecutionEngine, MCJIT, JIT, JITResolver and
   /// JITEmitter classes.  It must be held while changing the internal state of
   /// any of those classes.
   sys::Mutex lock;
@@ -185,14 +176,14 @@ public:
   /// \param GVsWithCode - Allocating globals with code breaks
   /// freeMachineCodeForFunction and is probably unsafe and bad for performance.
   /// However, we have clients who depend on this behavior, so we must support
-  /// it.  Eventually, when we're willing to break some backwards compatability,
+  /// it.  Eventually, when we're willing to break some backwards compatibility,
   /// this flag should be flipped to false, so that by default
   /// freeMachineCodeForFunction works.
   static ExecutionEngine *create(Module *M,
                                  bool ForceInterpreter = false,
                                  std::string *ErrorStr = 0,
                                  CodeGenOpt::Level OptLevel =
-                                   CodeGenOpt::Default,
+                                 CodeGenOpt::Default,
                                  bool GVsWithCode = true);
 
   /// createJIT - This is the factory method for creating a JIT for the current
@@ -205,10 +196,11 @@ public:
                                     std::string *ErrorStr = 0,
                                     JITMemoryManager *JMM = 0,
                                     CodeGenOpt::Level OptLevel =
-                                      CodeGenOpt::Default,
+                                    CodeGenOpt::Default,
                                     bool GVsWithCode = true,
+                                    Reloc::Model RM = Reloc::Default,
                                     CodeModel::Model CMM =
-                                      CodeModel::Default);
+                                    CodeModel::JITDefault);
 
   /// addModule - Add a Module to the list of modules that we can JIT from.
   /// Note that this takes ownership of the Module: when the ExecutionEngine is
@@ -217,9 +209,36 @@ public:
     Modules.push_back(M);
   }
 
+  /// addObjectFile - Add an ObjectFile to the execution engine.
+  ///
+  /// This method is only supported by MCJIT.  MCJIT will immediately load the
+  /// object into memory and adds its symbols to the list used to resolve
+  /// external symbols while preparing other objects for execution.
+  ///
+  /// Objects added using this function will not be made executable until
+  /// needed by another object.
+  ///
+  /// MCJIT will take ownership of the ObjectFile.
+  virtual void addObjectFile(object::ObjectFile *O) {
+    llvm_unreachable(
+      "ExecutionEngine subclass doesn't implement addObjectFile.");
+  }
+
+  /// addArchive - Add an Archive to the execution engine.
+  ///
+  /// This method is only supported by MCJIT.  MCJIT will use the archive to
+  /// resolve external symbols in objects it is loading.  If a symbol is found
+  /// in the Archive the contained object file will be extracted (in memory)
+  /// and loaded for possible execution.
+  ///
+  /// MCJIT will take ownership of the Archive.
+  virtual void addArchive(object::Archive *A) {
+    llvm_unreachable("ExecutionEngine subclass doesn't implement addArchive.");
+  }
+
   //===--------------------------------------------------------------------===//
 
-  const TargetData *getTargetData() const { return TD; }
+  const DataLayout *getDataLayout() const { return TD; }
 
   /// removeModule - Remove a Module from the list of modules.  Returns true if
   /// M is found.
@@ -228,18 +247,70 @@ public:
   /// FindFunctionNamed - Search all of the active modules to find the one that
   /// defines FnName.  This is very slow operation and shouldn't be used for
   /// general code.
-  Function *FindFunctionNamed(const char *FnName);
+  virtual Function *FindFunctionNamed(const char *FnName);
 
   /// runFunction - Execute the specified function with the specified arguments,
   /// and return the result.
   virtual GenericValue runFunction(Function *F,
                                 const std::vector<GenericValue> &ArgValues) = 0;
 
+  /// getPointerToNamedFunction - This method returns the address of the
+  /// specified function by using the dlsym function call.  As such it is only
+  /// useful for resolving library symbols, not code generated symbols.
+  ///
+  /// If AbortOnFailure is false and no function with the given name is
+  /// found, this function silently returns a null pointer. Otherwise,
+  /// it prints a message to stderr and aborts.
+  ///
+  /// This function is deprecated for the MCJIT execution engine.
+  ///
+  /// FIXME: the JIT and MCJIT interfaces should be disentangled or united
+  /// again, if possible.
+  ///
+  virtual void *getPointerToNamedFunction(const std::string &Name,
+                                          bool AbortOnFailure = true) = 0;
+
+  /// mapSectionAddress - map a section to its target address space value.
+  /// Map the address of a JIT section as returned from the memory manager
+  /// to the address in the target process as the running code will see it.
+  /// This is the address which will be used for relocation resolution.
+  virtual void mapSectionAddress(const void *LocalAddress, uint64_t TargetAddress) {
+    llvm_unreachable("Re-mapping of section addresses not supported with this "
+                     "EE!");
+  }
+
+  /// generateCodeForModule - Run code generationen for the specified module and
+  /// load it into memory.
+  ///
+  /// When this function has completed, all code and data for the specified
+  /// module, and any module on which this module depends, will be generated
+  /// and loaded into memory, but relocations will not yet have been applied
+  /// and all memory will be readable and writable but not executable.
+  ///
+  /// This function is primarily useful when generating code for an external
+  /// target, allowing the client an opportunity to remap section addresses
+  /// before relocations are applied.  Clients that intend to execute code
+  /// locally can use the getFunctionAddress call, which will generate code
+  /// and apply final preparations all in one step.
+  ///
+  /// This method has no effect for the legacy JIT engine or the interpeter.
+  virtual void generateCodeForModule(Module *M) {}
+
+  /// finalizeObject - ensure the module is fully processed and is usable.
+  ///
+  /// It is the user-level function for completing the process of making the
+  /// object usable for execution.  It should be called after sections within an
+  /// object have been relocated using mapSectionAddress.  When this method is
+  /// called the MCJIT execution engine will reapply relocations for a loaded
+  /// object.  This method has no effect for the legacy JIT engine or the
+  /// interpeter.
+  virtual void finalizeObject() {}
+
   /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
   /// the static constructors or destructors for a program.
   ///
   /// \param isDtors - Run the destructors instead of constructors.
-  void runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors);
+  virtual void runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors);
 
   /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
   /// the static constructors or destructors for a particular module.
@@ -280,10 +351,16 @@ public:
   /// getPointerToGlobalIfAvailable - This returns the address of the specified
   /// global value if it is has already been codegen'd, otherwise it returns
   /// null.
+  ///
+  /// This function is deprecated for the MCJIT execution engine.  It doesn't
+  /// seem to be needed in that case, but an equivalent can be added if it is.
   void *getPointerToGlobalIfAvailable(const GlobalValue *GV);
 
   /// getPointerToGlobal - This returns the address of the specified global
   /// value. This may involve code generation if it's a function.
+  ///
+  /// This function is deprecated for the MCJIT execution engine.  Use
+  /// getGlobalValueAddress instead.
   void *getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV);
 
   /// getPointerToFunction - The different EE's represent function bodies in
@@ -291,22 +368,48 @@ public:
   /// pointer should look like.  When F is destroyed, the ExecutionEngine will
   /// remove its global mapping and free any machine code.  Be sure no threads
   /// are running inside F when that happens.
+  ///
+  /// This function is deprecated for the MCJIT execution engine.  Use
+  /// getFunctionAddress instead.
   virtual void *getPointerToFunction(Function *F) = 0;
 
   /// getPointerToBasicBlock - The different EE's represent basic blocks in
   /// different ways.  Return the representation for a blockaddress of the
   /// specified block.
+  ///
+  /// This function will not be implemented for the MCJIT execution engine.
   virtual void *getPointerToBasicBlock(BasicBlock *BB) = 0;
 
   /// getPointerToFunctionOrStub - If the specified function has been
   /// code-gen'd, return a pointer to the function.  If not, compile it, or use
   /// a stub to implement lazy compilation if available.  See
   /// getPointerToFunction for the requirements on destroying F.
+  ///
+  /// This function is deprecated for the MCJIT execution engine.  Use
+  /// getFunctionAddress instead.
   virtual void *getPointerToFunctionOrStub(Function *F) {
     // Default implementation, just codegen the function.
     return getPointerToFunction(F);
   }
 
+  /// getGlobalValueAddress - Return the address of the specified global
+  /// value. This may involve code generation.
+  ///
+  /// This function should not be called with the JIT or interpreter engines.
+  virtual uint64_t getGlobalValueAddress(const std::string &Name) {
+    // Default implementation for JIT and interpreter.  MCJIT will override this.
+    // JIT and interpreter clients should use getPointerToGlobal instead.
+    return 0;
+  }
+
+  /// getFunctionAddress - Return the address of the specified function.
+  /// This may involve code generation.
+  virtual uint64_t getFunctionAddress(const std::string &Name) {
+    // Default implementation for JIT and interpreter.  MCJIT will override this.
+    // JIT and interpreter clients should use getPointerToFunction instead.
+    return 0;
+  }
+
   // The JIT overrides a version that actually does this.
   virtual void runJITOnFunction(Function *, MachineCodeInfo * = 0) { }
 
@@ -320,7 +423,7 @@ public:
   /// GenericValue *.  It is not a pointer to a GenericValue containing the
   /// address at which to store Val.
   void StoreValueToMemory(const GenericValue &Val, GenericValue *Ptr,
-                          const Type *Ty);
+                          Type *Ty);
 
   void InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr);
 
@@ -339,8 +442,11 @@ public:
   /// getOrEmitGlobalVariable - Return the address of the specified global
   /// variable, possibly emitting it to memory if needed.  This is used by the
   /// Emitter.
+  ///
+  /// This function is deprecated for the MCJIT execution engine.  Use
+  /// getGlobalValueAddress instead.
   virtual void *getOrEmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV) {
-    return getPointerToGlobal((GlobalValue*)GV);
+    return getPointerToGlobal((const GlobalValue *)GV);
   }
 
   /// Registers a listener to be called back on various events within
@@ -350,6 +456,12 @@ public:
   virtual void RegisterJITEventListener(JITEventListener *) {}
   virtual void UnregisterJITEventListener(JITEventListener *) {}
 
+  /// Sets the pre-compiled object cache.  The ownership of the ObjectCache is
+  /// not changed.  Supported by MCJIT but not JIT.
+  virtual void setObjectCache(ObjectCache *) {
+    llvm_unreachable("No support for an object cache");
+  }
+
   /// DisableLazyCompilation - When lazy compilation is off (the default), the
   /// JIT will eagerly compile every function reachable from the argument to
   /// getPointerToFunction.  If lazy compilation is turned on, the JIT will only
@@ -402,41 +514,6 @@ public:
     LazyFunctionCreator = P;
   }
 
-  /// InstallExceptionTableRegister - The JIT will use the given function
-  /// to register the exception tables it generates.
-  void InstallExceptionTableRegister(EERegisterFn F) {
-    ExceptionTableRegister = F;
-  }
-  void InstallExceptionTableDeregister(EERegisterFn F) {
-    ExceptionTableDeregister = F;
-  }
-
-  /// RegisterTable - Registers the given pointer as an exception table.  It
-  /// uses the ExceptionTableRegister function.
-  void RegisterTable(const Function *fn, void* res) {
-    if (ExceptionTableRegister) {
-      ExceptionTableRegister(res);
-      AllExceptionTables[fn] = res;
-    }
-  }
-
-  /// DeregisterTable - Deregisters the exception frame previously registered
-  /// for the given function.
-  void DeregisterTable(const Function *Fn) {
-    if (ExceptionTableDeregister) {
-      DenseMap<const Function*, void*>::iterator frame =
-        AllExceptionTables.find(Fn);
-      if(frame != AllExceptionTables.end()) {
-        ExceptionTableDeregister(frame->second);
-        AllExceptionTables.erase(frame);
-      }
-    }
-  }
-
-  /// DeregisterAllTables - Deregisters all previously registered pointers to an
-  /// exception tables.  It uses the ExceptionTableoDeregister function.
-  void DeregisterAllTables();
-
 protected:
   explicit ExecutionEngine(Module *M);
 
@@ -446,7 +523,7 @@ protected:
 
   GenericValue getConstantValue(const Constant *C);
   void LoadValueFromMemory(GenericValue &Result, GenericValue *Ptr,
-                           const Type *Ty);
+                           Type *Ty);
 };
 
 namespace EngineKind {
@@ -467,8 +544,11 @@ private:
   EngineKind::Kind WhichEngine;
   std::string *ErrorStr;
   CodeGenOpt::Level OptLevel;
+  RTDyldMemoryManager *MCJMM;
   JITMemoryManager *JMM;
   bool AllocateGVsWithCode;
+  TargetOptions Options;
+  Reloc::Model RelocModel;
   CodeModel::Model CMModel;
   std::string MArch;
   std::string MCPU;
@@ -480,9 +560,12 @@ private:
     WhichEngine = EngineKind::Either;
     ErrorStr = NULL;
     OptLevel = CodeGenOpt::Default;
+    MCJMM = NULL;
     JMM = NULL;
+    Options = TargetOptions();
     AllocateGVsWithCode = false;
-    CMModel = CodeModel::Default;
+    RelocModel = Reloc::Default;
+    CMModel = CodeModel::JITDefault;
     UseMCJIT = false;
   }
 
@@ -500,11 +583,28 @@ public:
     return *this;
   }
 
-  /// setJITMemoryManager - Sets the memory manager to use.  This allows
-  /// clients to customize their memory allocation policies.  If create() is
-  /// called and is successful, the created engine takes ownership of the
-  /// memory manager.  This option defaults to NULL.
+  /// setMCJITMemoryManager - Sets the MCJIT memory manager to use. This allows
+  /// clients to customize their memory allocation policies for the MCJIT. This
+  /// is only appropriate for the MCJIT; setting this and configuring the builder
+  /// to create anything other than MCJIT will cause a runtime error. If create()
+  /// is called and is successful, the created engine takes ownership of the
+  /// memory manager. This option defaults to NULL. Using this option nullifies
+  /// the setJITMemoryManager() option.
+  EngineBuilder &setMCJITMemoryManager(RTDyldMemoryManager *mcjmm) {
+    MCJMM = mcjmm;
+    JMM = NULL;
+    return *this;
+  }
+
+  /// setJITMemoryManager - Sets the JIT memory manager to use.  This allows
+  /// clients to customize their memory allocation policies.  This is only
+  /// appropriate for either JIT or MCJIT; setting this and configuring the
+  /// builder to create an interpreter will cause a runtime error. If create()
+  /// is called and is successful, the created engine takes ownership of the
+  /// memory manager.  This option defaults to NULL. This option overrides
+  /// setMCJITMemoryManager() as well.
   EngineBuilder &setJITMemoryManager(JITMemoryManager *jmm) {
+    MCJMM = NULL;
     JMM = jmm;
     return *this;
   }
@@ -523,8 +623,23 @@ public:
     return *this;
   }
 
+  /// setTargetOptions - Set the target options that the ExecutionEngine
+  /// target is using. Defaults to TargetOptions().
+  EngineBuilder &setTargetOptions(const TargetOptions &Opts) {
+    Options = Opts;
+    return *this;
+  }
+
+  /// setRelocationModel - Set the relocation model that the ExecutionEngine
+  /// target is using. Defaults to target specific default "Reloc::Default".
+  EngineBuilder &setRelocationModel(Reloc::Model RM) {
+    RelocModel = RM;
+    return *this;
+  }
+
   /// setCodeModel - Set the CodeModel that the ExecutionEngine target
-  /// data is using. Defaults to target specific default "CodeModel::Default".
+  /// data is using. Defaults to target specific default
+  /// "CodeModel::JITDefault".
   EngineBuilder &setCodeModel(CodeModel::Model M) {
     CMModel = M;
     return *this;
@@ -569,9 +684,25 @@ public:
     return *this;
   }
 
-  ExecutionEngine *create();
+  TargetMachine *selectTarget();
+
+  /// selectTarget - Pick a target either via -march or by guessing the native
+  /// arch.  Add any CPU features specified via -mcpu or -mattr.
+  TargetMachine *selectTarget(const Triple &TargetTriple,
+                              StringRef MArch,
+                              StringRef MCPU,
+                              const SmallVectorImpl<std::string>& MAttrs);
+
+  ExecutionEngine *create() {
+    return create(selectTarget());
+  }
+
+  ExecutionEngine *create(TargetMachine *TM);
 };
 
+// Create wrappers for C Binding types (see CBindingWrapping.h).
+DEFINE_SIMPLE_CONVERSION_FUNCTIONS(ExecutionEngine, LLVMExecutionEngineRef)
+
 } // End llvm namespace
 
 #endif