Remove the isImplicitlyPrivate argument of getNameWithPrefix.
[oota-llvm.git] / lib / ExecutionEngine / MCJIT / MCJIT.cpp
index f1e9dab250bf720578bd650ec89c871876bd9423..8d9c33f49a3df7761c87d4020896f991758451b6 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//===-- JIT.cpp - MC-based Just-in-Time Compiler --------------------------===//
+//===-- MCJIT.cpp - MC-based Just-in-Time Compiler ------------------------===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
@@ -9,9 +9,23 @@
 
 #include "MCJIT.h"
 #include "llvm/ExecutionEngine/GenericValue.h"
+#include "llvm/ExecutionEngine/JITEventListener.h"
+#include "llvm/ExecutionEngine/JITMemoryManager.h"
 #include "llvm/ExecutionEngine/MCJIT.h"
-#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/ExecutionEngine/ObjectBuffer.h"
+#include "llvm/ExecutionEngine/ObjectImage.h"
+#include "llvm/PassManager.h"
+#include "llvm/ExecutionEngine/SectionMemoryManager.h"
+#include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/IR/Function.h"
+#include "llvm/IR/Module.h"
+#include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
 #include "llvm/Support/DynamicLibrary.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/MemoryBuffer.h"
+#include "llvm/Support/MutexGuard.h"
+#include "llvm/Target/Mangler.h"
 
 using namespace llvm;
 
@@ -28,53 +42,291 @@ extern "C" void LLVMLinkInMCJIT() {
 
 ExecutionEngine *MCJIT::createJIT(Module *M,
                                   std::string *ErrorStr,
-                                  JITMemoryManager *JMM,
-                                  CodeGenOpt::Level OptLevel,
+                                  RTDyldMemoryManager *MemMgr,
                                   bool GVsWithCode,
-                                  CodeModel::Model CMM,
-                                  StringRef MArch,
-                                  StringRef MCPU,
-                                  const SmallVectorImpl<std::string>& MAttrs) {
+                                  TargetMachine *TM) {
   // Try to register the program as a source of symbols to resolve against.
   //
   // FIXME: Don't do this here.
   sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently(0, NULL);
 
-  // Pick a target either via -march or by guessing the native arch.
-  //
-  // FIXME: This should be lifted out of here, it isn't something which should
-  // be part of the JIT policy, rather the burden for this selection should be
-  // pushed to clients.
-  TargetMachine *TM = MCJIT::selectTarget(M, MArch, MCPU, MAttrs, ErrorStr);
-  if (!TM || (ErrorStr && ErrorStr->length() > 0)) return 0;
-  TM->setCodeModel(CMM);
-
-  // If the target supports JIT code generation, create the JIT.
-  if (TargetJITInfo *TJ = TM->getJITInfo())
-    return new MCJIT(M, *TM, *TJ, JMM, OptLevel, GVsWithCode);
-
-  if (ErrorStr)
-    *ErrorStr = "target does not support JIT code generation";
-  return 0;
+  return new MCJIT(M, TM, MemMgr ? MemMgr : new SectionMemoryManager(),
+                   GVsWithCode);
 }
 
-MCJIT::MCJIT(Module *M, TargetMachine &tm, TargetJITInfo &tji,
-             JITMemoryManager *JMM, CodeGenOpt::Level OptLevel,
+MCJIT::MCJIT(Module *m, TargetMachine *tm, RTDyldMemoryManager *MM,
              bool AllocateGVsWithCode)
-  : ExecutionEngine(M) {
+  : ExecutionEngine(m), TM(tm), Ctx(0), MemMgr(this, MM), Dyld(&MemMgr),
+    ObjCache(0) {
+
+  OwnedModules.addModule(m);
+  setDataLayout(TM->getDataLayout());
 }
 
 MCJIT::~MCJIT() {
+  MutexGuard locked(lock);
+  // FIXME: We are managing our modules, so we do not want the base class
+  // ExecutionEngine to manage them as well. To avoid double destruction
+  // of the first (and only) module added in ExecutionEngine constructor
+  // we remove it from EE and will destruct it ourselves.
+  //
+  // It may make sense to move our module manager (based on SmallStPtr) back
+  // into EE if the JIT and Interpreter can live with it.
+  // If so, additional functions: addModule, removeModule, FindFunctionNamed,
+  // runStaticConstructorsDestructors could be moved back to EE as well.
+  //
+  Modules.clear();
+  Dyld.deregisterEHFrames();
+
+  LoadedObjectMap::iterator it, end = LoadedObjects.end();
+  for (it = LoadedObjects.begin(); it != end; ++it) {
+    ObjectImage *Obj = it->second;
+    if (Obj) {
+      NotifyFreeingObject(*Obj);
+      delete Obj;
+    }
+  }
+  LoadedObjects.clear();
+  delete TM;
+}
+
+void MCJIT::addModule(Module *M) {
+  MutexGuard locked(lock);
+  OwnedModules.addModule(M);
+}
+
+bool MCJIT::removeModule(Module *M) {
+  MutexGuard locked(lock);
+  return OwnedModules.removeModule(M);
+}
+
+
+
+void MCJIT::setObjectCache(ObjectCache* NewCache) {
+  MutexGuard locked(lock);
+  ObjCache = NewCache;
+}
+
+ObjectBufferStream* MCJIT::emitObject(Module *M) {
+  MutexGuard locked(lock);
+
+  // This must be a module which has already been added but not loaded to this
+  // MCJIT instance, since these conditions are tested by our caller,
+  // generateCodeForModule.
+
+  PassManager PM;
+
+  PM.add(new DataLayout(*TM->getDataLayout()));
+
+  // The RuntimeDyld will take ownership of this shortly
+  OwningPtr<ObjectBufferStream> CompiledObject(new ObjectBufferStream());
+
+  // Turn the machine code intermediate representation into bytes in memory
+  // that may be executed.
+  if (TM->addPassesToEmitMC(PM, Ctx, CompiledObject->getOStream(), false)) {
+    report_fatal_error("Target does not support MC emission!");
+  }
+
+  // Initialize passes.
+  PM.run(*M);
+  // Flush the output buffer to get the generated code into memory
+  CompiledObject->flush();
+
+  // If we have an object cache, tell it about the new object.
+  // Note that we're using the compiled image, not the loaded image (as below).
+  if (ObjCache) {
+    // MemoryBuffer is a thin wrapper around the actual memory, so it's OK
+    // to create a temporary object here and delete it after the call.
+    OwningPtr<MemoryBuffer> MB(CompiledObject->getMemBuffer());
+    ObjCache->notifyObjectCompiled(M, MB.get());
+  }
+
+  return CompiledObject.take();
+}
+
+void MCJIT::generateCodeForModule(Module *M) {
+  // Get a thread lock to make sure we aren't trying to load multiple times
+  MutexGuard locked(lock);
+
+  // This must be a module which has already been added to this MCJIT instance.
+  assert(OwnedModules.ownsModule(M) &&
+         "MCJIT::generateCodeForModule: Unknown module.");
+
+  // Re-compilation is not supported
+  if (OwnedModules.hasModuleBeenLoaded(M))
+    return;
+
+  OwningPtr<ObjectBuffer> ObjectToLoad;
+  // Try to load the pre-compiled object from cache if possible
+  if (0 != ObjCache) {
+    OwningPtr<MemoryBuffer> PreCompiledObject(ObjCache->getObject(M));
+    if (0 != PreCompiledObject.get())
+      ObjectToLoad.reset(new ObjectBuffer(PreCompiledObject.take()));
+  }
+
+  // If the cache did not contain a suitable object, compile the object
+  if (!ObjectToLoad) {
+    ObjectToLoad.reset(emitObject(M));
+    assert(ObjectToLoad.get() && "Compilation did not produce an object.");
+  }
+
+  // Load the object into the dynamic linker.
+  // MCJIT now owns the ObjectImage pointer (via its LoadedObjects map).
+  ObjectImage *LoadedObject = Dyld.loadObject(ObjectToLoad.take());
+  LoadedObjects[M] = LoadedObject;
+  if (!LoadedObject)
+    report_fatal_error(Dyld.getErrorString());
+
+  // FIXME: Make this optional, maybe even move it to a JIT event listener
+  LoadedObject->registerWithDebugger();
+
+  NotifyObjectEmitted(*LoadedObject);
+
+  OwnedModules.markModuleAsLoaded(M);
+}
+
+void MCJIT::finalizeLoadedModules() {
+  MutexGuard locked(lock);
+
+  // Resolve any outstanding relocations.
+  Dyld.resolveRelocations();
+
+  OwnedModules.markAllLoadedModulesAsFinalized();
+
+  // Register EH frame data for any module we own which has been loaded
+  Dyld.registerEHFrames();
+
+  // Set page permissions.
+  MemMgr.finalizeMemory();
+}
+
+// FIXME: Rename this.
+void MCJIT::finalizeObject() {
+  MutexGuard locked(lock);
+
+  for (ModulePtrSet::iterator I = OwnedModules.begin_added(),
+                              E = OwnedModules.end_added();
+       I != E; ++I) {
+    Module *M = *I;
+    generateCodeForModule(M);
+  }
+
+  finalizeLoadedModules();
+}
+
+void MCJIT::finalizeModule(Module *M) {
+  MutexGuard locked(lock);
+
+  // This must be a module which has already been added to this MCJIT instance.
+  assert(OwnedModules.ownsModule(M) && "MCJIT::finalizeModule: Unknown module.");
+
+  // If the module hasn't been compiled, just do that.
+  if (!OwnedModules.hasModuleBeenLoaded(M))
+    generateCodeForModule(M);
+
+  finalizeLoadedModules();
 }
 
 void *MCJIT::getPointerToBasicBlock(BasicBlock *BB) {
   report_fatal_error("not yet implemented");
-  return 0;
 }
 
+uint64_t MCJIT::getExistingSymbolAddress(const std::string &Name) {
+  Mangler Mang(TM);
+  SmallString<128> FullName;
+  Mang.getNameWithPrefix(FullName, Name);
+  return Dyld.getSymbolLoadAddress(FullName);
+}
+
+Module *MCJIT::findModuleForSymbol(const std::string &Name,
+                                   bool CheckFunctionsOnly) {
+  MutexGuard locked(lock);
+
+  // If it hasn't already been generated, see if it's in one of our modules.
+  for (ModulePtrSet::iterator I = OwnedModules.begin_added(),
+                              E = OwnedModules.end_added();
+       I != E; ++I) {
+    Module *M = *I;
+    Function *F = M->getFunction(Name);
+    if (F && !F->isDeclaration())
+      return M;
+    if (!CheckFunctionsOnly) {
+      GlobalVariable *G = M->getGlobalVariable(Name);
+      if (G && !G->isDeclaration())
+        return M;
+      // FIXME: Do we need to worry about global aliases?
+    }
+  }
+  // We didn't find the symbol in any of our modules.
+  return NULL;
+}
+
+uint64_t MCJIT::getSymbolAddress(const std::string &Name,
+                                 bool CheckFunctionsOnly)
+{
+  MutexGuard locked(lock);
+
+  // First, check to see if we already have this symbol.
+  uint64_t Addr = getExistingSymbolAddress(Name);
+  if (Addr)
+    return Addr;
+
+  // If it hasn't already been generated, see if it's in one of our modules.
+  Module *M = findModuleForSymbol(Name, CheckFunctionsOnly);
+  if (!M)
+    return 0;
+
+  generateCodeForModule(M);
+
+  // Check the RuntimeDyld table again, it should be there now.
+  return getExistingSymbolAddress(Name);
+}
+
+uint64_t MCJIT::getGlobalValueAddress(const std::string &Name) {
+  MutexGuard locked(lock);
+  uint64_t Result = getSymbolAddress(Name, false);
+  if (Result != 0)
+    finalizeLoadedModules();
+  return Result;
+}
+
+uint64_t MCJIT::getFunctionAddress(const std::string &Name) {
+  MutexGuard locked(lock);
+  uint64_t Result = getSymbolAddress(Name, true);
+  if (Result != 0)
+    finalizeLoadedModules();
+  return Result;
+}
+
+// Deprecated.  Use getFunctionAddress instead.
 void *MCJIT::getPointerToFunction(Function *F) {
-  report_fatal_error("not yet implemented");
-  return 0;
+  MutexGuard locked(lock);
+
+  if (F->isDeclaration() || F->hasAvailableExternallyLinkage()) {
+    bool AbortOnFailure = !F->hasExternalWeakLinkage();
+    void *Addr = getPointerToNamedFunction(F->getName(), AbortOnFailure);
+    addGlobalMapping(F, Addr);
+    return Addr;
+  }
+
+  Module *M = F->getParent();
+  bool HasBeenAddedButNotLoaded = OwnedModules.hasModuleBeenAddedButNotLoaded(M);
+
+  // Make sure the relevant module has been compiled and loaded.
+  if (HasBeenAddedButNotLoaded)
+    generateCodeForModule(M);
+  else if (!OwnedModules.hasModuleBeenLoaded(M))
+    // If this function doesn't belong to one of our modules, we're done.
+    return NULL;
+
+  // FIXME: Should the Dyld be retaining module information? Probably not.
+  //
+  // This is the accessor for the target address, so make sure to check the
+  // load address of the symbol, not the local address.
+  Mangler Mang(TM);
+  SmallString<128> Name;
+  Mang.getNameWithPrefix(Name, F);
+  return (void*)Dyld.getSymbolLoadAddress(Name);
 }
 
 void *MCJIT::recompileAndRelinkFunction(Function *F) {
@@ -85,8 +337,203 @@ void MCJIT::freeMachineCodeForFunction(Function *F) {
   report_fatal_error("not yet implemented");
 }
 
+void MCJIT::runStaticConstructorsDestructorsInModulePtrSet(
+    bool isDtors, ModulePtrSet::iterator I, ModulePtrSet::iterator E) {
+  for (; I != E; ++I) {
+    ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(*I, isDtors);
+  }
+}
+
+void MCJIT::runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors) {
+  // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
+  runStaticConstructorsDestructorsInModulePtrSet(
+      isDtors, OwnedModules.begin_added(), OwnedModules.end_added());
+  runStaticConstructorsDestructorsInModulePtrSet(
+      isDtors, OwnedModules.begin_loaded(), OwnedModules.end_loaded());
+  runStaticConstructorsDestructorsInModulePtrSet(
+      isDtors, OwnedModules.begin_finalized(), OwnedModules.end_finalized());
+}
+
+Function *MCJIT::FindFunctionNamedInModulePtrSet(const char *FnName,
+                                                 ModulePtrSet::iterator I,
+                                                 ModulePtrSet::iterator E) {
+  for (; I != E; ++I) {
+    if (Function *F = (*I)->getFunction(FnName))
+      return F;
+  }
+  return 0;
+}
+
+Function *MCJIT::FindFunctionNamed(const char *FnName) {
+  Function *F = FindFunctionNamedInModulePtrSet(
+      FnName, OwnedModules.begin_added(), OwnedModules.end_added());
+  if (!F)
+    F = FindFunctionNamedInModulePtrSet(FnName, OwnedModules.begin_loaded(),
+                                        OwnedModules.end_loaded());
+  if (!F)
+    F = FindFunctionNamedInModulePtrSet(FnName, OwnedModules.begin_finalized(),
+                                        OwnedModules.end_finalized());
+  return F;
+}
+
 GenericValue MCJIT::runFunction(Function *F,
                                 const std::vector<GenericValue> &ArgValues) {
-  report_fatal_error("not yet implemented");
-  return GenericValue();
+  assert(F && "Function *F was null at entry to run()");
+
+  void *FPtr = getPointerToFunction(F);
+  assert(FPtr && "Pointer to fn's code was null after getPointerToFunction");
+  FunctionType *FTy = F->getFunctionType();
+  Type *RetTy = FTy->getReturnType();
+
+  assert((FTy->getNumParams() == ArgValues.size() ||
+          (FTy->isVarArg() && FTy->getNumParams() <= ArgValues.size())) &&
+         "Wrong number of arguments passed into function!");
+  assert(FTy->getNumParams() == ArgValues.size() &&
+         "This doesn't support passing arguments through varargs (yet)!");
+
+  // Handle some common cases first.  These cases correspond to common `main'
+  // prototypes.
+  if (RetTy->isIntegerTy(32) || RetTy->isVoidTy()) {
+    switch (ArgValues.size()) {
+    case 3:
+      if (FTy->getParamType(0)->isIntegerTy(32) &&
+          FTy->getParamType(1)->isPointerTy() &&
+          FTy->getParamType(2)->isPointerTy()) {
+        int (*PF)(int, char **, const char **) =
+          (int(*)(int, char **, const char **))(intptr_t)FPtr;
+
+        // Call the function.
+        GenericValue rv;
+        rv.IntVal = APInt(32, PF(ArgValues[0].IntVal.getZExtValue(),
+                                 (char **)GVTOP(ArgValues[1]),
+                                 (const char **)GVTOP(ArgValues[2])));
+        return rv;
+      }
+      break;
+    case 2:
+      if (FTy->getParamType(0)->isIntegerTy(32) &&
+          FTy->getParamType(1)->isPointerTy()) {
+        int (*PF)(int, char **) = (int(*)(int, char **))(intptr_t)FPtr;
+
+        // Call the function.
+        GenericValue rv;
+        rv.IntVal = APInt(32, PF(ArgValues[0].IntVal.getZExtValue(),
+                                 (char **)GVTOP(ArgValues[1])));
+        return rv;
+      }
+      break;
+    case 1:
+      if (FTy->getNumParams() == 1 &&
+          FTy->getParamType(0)->isIntegerTy(32)) {
+        GenericValue rv;
+        int (*PF)(int) = (int(*)(int))(intptr_t)FPtr;
+        rv.IntVal = APInt(32, PF(ArgValues[0].IntVal.getZExtValue()));
+        return rv;
+      }
+      break;
+    }
+  }
+
+  // Handle cases where no arguments are passed first.
+  if (ArgValues.empty()) {
+    GenericValue rv;
+    switch (RetTy->getTypeID()) {
+    default: llvm_unreachable("Unknown return type for function call!");
+    case Type::IntegerTyID: {
+      unsigned BitWidth = cast<IntegerType>(RetTy)->getBitWidth();
+      if (BitWidth == 1)
+        rv.IntVal = APInt(BitWidth, ((bool(*)())(intptr_t)FPtr)());
+      else if (BitWidth <= 8)
+        rv.IntVal = APInt(BitWidth, ((char(*)())(intptr_t)FPtr)());
+      else if (BitWidth <= 16)
+        rv.IntVal = APInt(BitWidth, ((short(*)())(intptr_t)FPtr)());
+      else if (BitWidth <= 32)
+        rv.IntVal = APInt(BitWidth, ((int(*)())(intptr_t)FPtr)());
+      else if (BitWidth <= 64)
+        rv.IntVal = APInt(BitWidth, ((int64_t(*)())(intptr_t)FPtr)());
+      else
+        llvm_unreachable("Integer types > 64 bits not supported");
+      return rv;
+    }
+    case Type::VoidTyID:
+      rv.IntVal = APInt(32, ((int(*)())(intptr_t)FPtr)());
+      return rv;
+    case Type::FloatTyID:
+      rv.FloatVal = ((float(*)())(intptr_t)FPtr)();
+      return rv;
+    case Type::DoubleTyID:
+      rv.DoubleVal = ((double(*)())(intptr_t)FPtr)();
+      return rv;
+    case Type::X86_FP80TyID:
+    case Type::FP128TyID:
+    case Type::PPC_FP128TyID:
+      llvm_unreachable("long double not supported yet");
+    case Type::PointerTyID:
+      return PTOGV(((void*(*)())(intptr_t)FPtr)());
+    }
+  }
+
+  llvm_unreachable("Full-featured argument passing not supported yet!");
+}
+
+void *MCJIT::getPointerToNamedFunction(const std::string &Name,
+                                       bool AbortOnFailure) {
+  if (!isSymbolSearchingDisabled()) {
+    void *ptr = MemMgr.getPointerToNamedFunction(Name, false);
+    if (ptr)
+      return ptr;
+  }
+
+  /// If a LazyFunctionCreator is installed, use it to get/create the function.
+  if (LazyFunctionCreator)
+    if (void *RP = LazyFunctionCreator(Name))
+      return RP;
+
+  if (AbortOnFailure) {
+    report_fatal_error("Program used external function '"+Name+
+                       "' which could not be resolved!");
+  }
+  return 0;
+}
+
+void MCJIT::RegisterJITEventListener(JITEventListener *L) {
+  if (L == NULL)
+    return;
+  MutexGuard locked(lock);
+  EventListeners.push_back(L);
+}
+void MCJIT::UnregisterJITEventListener(JITEventListener *L) {
+  if (L == NULL)
+    return;
+  MutexGuard locked(lock);
+  SmallVector<JITEventListener*, 2>::reverse_iterator I=
+      std::find(EventListeners.rbegin(), EventListeners.rend(), L);
+  if (I != EventListeners.rend()) {
+    std::swap(*I, EventListeners.back());
+    EventListeners.pop_back();
+  }
+}
+void MCJIT::NotifyObjectEmitted(const ObjectImage& Obj) {
+  MutexGuard locked(lock);
+  MemMgr.notifyObjectLoaded(this, &Obj);
+  for (unsigned I = 0, S = EventListeners.size(); I < S; ++I) {
+    EventListeners[I]->NotifyObjectEmitted(Obj);
+  }
+}
+void MCJIT::NotifyFreeingObject(const ObjectImage& Obj) {
+  MutexGuard locked(lock);
+  for (unsigned I = 0, S = EventListeners.size(); I < S; ++I) {
+    EventListeners[I]->NotifyFreeingObject(Obj);
+  }
+}
+
+uint64_t LinkingMemoryManager::getSymbolAddress(const std::string &Name) {
+  uint64_t Result = ParentEngine->getSymbolAddress(Name, false);
+  // If the symbols wasn't found and it begins with an underscore, try again
+  // without the underscore.
+  if (!Result && Name[0] == '_')
+    Result = ParentEngine->getSymbolAddress(Name.substr(1), false);
+  if (Result)
+    return Result;
+  return ClientMM->getSymbolAddress(Name);
 }