lib/ExecutionEngine/ExecutionEngine.cpp

   1 //===-- ExecutionEngine.cpp - Common Implementation shared by EEs ---------===//
   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 the common interface used by the various execution engine
  11 // subclasses.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "jit"
  16 #include "llvm/Constants.h"
  17 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  18 #include "llvm/Module.h"
  19 #include "llvm/ModuleProvider.h"
  20 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  21 #include "llvm/Config/alloca.h"
  22 #include "llvm/ExecutionEngine/ExecutionEngine.h"
  23 #include "llvm/ExecutionEngine/GenericValue.h"
  24 #include "llvm/Support/Debug.h"
  25 #include "llvm/Support/MutexGuard.h"
  26 #include "llvm/System/DynamicLibrary.h"
  27 #include "llvm/System/Host.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  29 #include <cmath>
  30 #include <cstring>
  31 using namespace llvm;
  32
  33 STATISTIC(NumInitBytes, "Number of bytes of global vars initialized");
  34 STATISTIC(NumGlobals  , "Number of global vars initialized");
  35
  36 ExecutionEngine::EECtorFn ExecutionEngine::JITCtor = 0;
  37 ExecutionEngine::EECtorFn ExecutionEngine::InterpCtor = 0;
  38 ExecutionEngine::EERegisterFn ExecutionEngine::ExceptionTableRegister = 0;
  39
  40
  41 ExecutionEngine::ExecutionEngine(ModuleProvider *P) : LazyFunctionCreator(0) {
  42   LazyCompilationDisabled = false;
  43   Modules.push_back(P);
  44   assert(P && "ModuleProvider is null?");
  45 }
  46
  47 ExecutionEngine::~ExecutionEngine() {
  48   clearAllGlobalMappings();
  49   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i)
  50     delete Modules[i];
  51 }
  52
  53 /// removeModuleProvider - Remove a ModuleProvider from the list of modules.
  54 /// Release module from ModuleProvider.
  55 Module* ExecutionEngine::removeModuleProvider(ModuleProvider *P,
  56                                               std::string *ErrInfo) {
  57   for(SmallVector<ModuleProvider *, 1>::iterator I = Modules.begin(),
  58         E = Modules.end(); I != E; ++I) {
  59     ModuleProvider *MP = *I;
  60     if (MP == P) {
  61       Modules.erase(I);
  62       clearGlobalMappingsFromModule(MP->getModule());
  63       return MP->releaseModule(ErrInfo);
  64     }
  65   }
  66   return NULL;
  67 }
  68
  69 /// FindFunctionNamed - Search all of the active modules to find the one that
  70 /// defines FnName.  This is very slow operation and shouldn't be used for
  71 /// general code.
  72 Function *ExecutionEngine::FindFunctionNamed(const char *FnName) {
  73   for (unsigned i = 0, e = Modules.size(); i != e; ++i) {
  74     if (Function *F = Modules[i]->getModule()->getFunction(FnName))
  75       return F;
  76   }
  77   return 0;
  78 }
  79
  80
  81 /// addGlobalMapping - Tell the execution engine that the specified global is
  82 /// at the specified location.  This is used internally as functions are JIT'd
  83 /// and as global variables are laid out in memory.  It can and should also be
  84 /// used by clients of the EE that want to have an LLVM global overlay
  85 /// existing data in memory.
  86 void ExecutionEngine::addGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
  87   MutexGuard locked(lock);
  88
  89   void *&CurVal = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
  90   assert((CurVal == 0 || Addr == 0) && "GlobalMapping already established!");
  91   CurVal = Addr;
  92
  93   // If we are using the reverse mapping, add it too
  94   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
  95     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
  96     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
  97     V = GV;
  98   }
  99 }
 100
 101 /// clearAllGlobalMappings - Clear all global mappings and start over again
 102 /// use in dynamic compilation scenarios when you want to move globals
 103 void ExecutionEngine::clearAllGlobalMappings() {
 104   MutexGuard locked(lock);
 105
 106   state.getGlobalAddressMap(locked).clear();
 107   state.getGlobalAddressReverseMap(locked).clear();
 108 }
 109
 110 /// clearGlobalMappingsFromModule - Clear all global mappings that came from a
 111 /// particular module, because it has been removed from the JIT.
 112 void ExecutionEngine::clearGlobalMappingsFromModule(Module *M) {
 113   MutexGuard locked(lock);
 114
 115   for (Module::iterator FI = M->begin(), FE = M->end(); FI != FE; ++FI) {
 116     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(FI);
 117     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(FI);
 118   }
 119   for (Module::global_iterator GI = M->global_begin(), GE = M->global_end();
 120        GI != GE; ++GI) {
 121     state.getGlobalAddressMap(locked).erase(GI);
 122     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(GI);
 123   }
 124 }
 125
 126 /// updateGlobalMapping - Replace an existing mapping for GV with a new
 127 /// address.  This updates both maps as required.  If "Addr" is null, the
 128 /// entry for the global is removed from the mappings.
 129 void *ExecutionEngine::updateGlobalMapping(const GlobalValue *GV, void *Addr) {
 130   MutexGuard locked(lock);
 131
 132   std::map<const GlobalValue*, void *> &Map = state.getGlobalAddressMap(locked);
 133
 134   // Deleting from the mapping?
 135   if (Addr == 0) {
 136     std::map<const GlobalValue*, void *>::iterator I = Map.find(GV);
 137     void *OldVal;
 138     if (I == Map.end())
 139       OldVal = 0;
 140     else {
 141       OldVal = I->second;
 142       Map.erase(I);
 143     }
 144
 145     if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 146       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(Addr);
 147     return OldVal;
 148   }
 149
 150   void *&CurVal = Map[GV];
 151   void *OldVal = CurVal;
 152
 153   if (CurVal && !state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty())
 154     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).erase(CurVal);
 155   CurVal = Addr;
 156
 157   // If we are using the reverse mapping, add it too
 158   if (!state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 159     const GlobalValue *&V = state.getGlobalAddressReverseMap(locked)[Addr];
 160     assert((V == 0 || GV == 0) && "GlobalMapping already established!");
 161     V = GV;
 162   }
 163   return OldVal;
 164 }
 165
 166 /// getPointerToGlobalIfAvailable - This returns the address of the specified
 167 /// global value if it is has already been codegen'd, otherwise it returns null.
 168 ///
 169 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobalIfAvailable(const GlobalValue *GV) {
 170   MutexGuard locked(lock);
 171
 172   std::map<const GlobalValue*, void*>::iterator I =
 173   state.getGlobalAddressMap(locked).find(GV);
 174   return I != state.getGlobalAddressMap(locked).end() ? I->second : 0;
 175 }
 176
 177 /// getGlobalValueAtAddress - Return the LLVM global value object that starts
 178 /// at the specified address.
 179 ///
 180 const GlobalValue *ExecutionEngine::getGlobalValueAtAddress(void *Addr) {
 181   MutexGuard locked(lock);
 182
 183   // If we haven't computed the reverse mapping yet, do so first.
 184   if (state.getGlobalAddressReverseMap(locked).empty()) {
 185     for (std::map<const GlobalValue*, void *>::iterator
 186          I = state.getGlobalAddressMap(locked).begin(),
 187          E = state.getGlobalAddressMap(locked).end(); I != E; ++I)
 188       state.getGlobalAddressReverseMap(locked).insert(std::make_pair(I->second,
 189                                                                      I->first));
 190   }
 191
 192   std::map<void *, const GlobalValue*>::iterator I =
 193     state.getGlobalAddressReverseMap(locked).find(Addr);
 194   return I != state.getGlobalAddressReverseMap(locked).end() ? I->second : 0;
 195 }
 196
 197 // CreateArgv - Turn a vector of strings into a nice argv style array of
 198 // pointers to null terminated strings.
 199 //
 200 static void *CreateArgv(ExecutionEngine *EE,
 201                         const std::vector<std::string> &InputArgv) {
 202   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 203   char *Result = new char[(InputArgv.size()+1)*PtrSize];
 204
 205   DOUT << "ARGV = " << (void*)Result << "\n";
 206   const Type *SBytePtr = PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty);
 207
 208   for (unsigned i = 0; i != InputArgv.size(); ++i) {
 209     unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
 210     char *Dest = new char[Size];
 211     DOUT << "ARGV[" << i << "] = " << (void*)Dest << "\n";
 212
 213     std::copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
 214     Dest[Size-1] = 0;
 215
 216     // Endian safe: Result[i] = (PointerTy)Dest;
 217     EE->StoreValueToMemory(PTOGV(Dest), (GenericValue*)(Result+i*PtrSize),
 218                            SBytePtr);
 219   }
 220
 221   // Null terminate it
 222   EE->StoreValueToMemory(PTOGV(0),
 223                          (GenericValue*)(Result+InputArgv.size()*PtrSize),
 224                          SBytePtr);
 225   return Result;
 226 }
 227
 228
 229 /// runStaticConstructorsDestructors - This method is used to execute all of
 230 /// the static constructors or destructors for a program, depending on the
 231 /// value of isDtors.
 232 void ExecutionEngine::runStaticConstructorsDestructors(bool isDtors) {
 233   const char *Name = isDtors ? "llvm.global_dtors" : "llvm.global_ctors";
 234
 235   // Execute global ctors/dtors for each module in the program.
 236   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 237     GlobalVariable *GV = Modules[m]->getModule()->getNamedGlobal(Name);
 238
 239     // If this global has internal linkage, or if it has a use, then it must be
 240     // an old-style (llvmgcc3) static ctor with __main linked in and in use.  If
 241     // this is the case, don't execute any of the global ctors, __main will do
 242     // it.
 243     if (!GV || GV->isDeclaration() || GV->hasInternalLinkage()) continue;
 244
 245     // Should be an array of '{ int, void ()* }' structs.  The first value is
 246     // the init priority, which we ignore.
 247     ConstantArray *InitList = dyn_cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
 248     if (!InitList) continue;
 249     for (unsigned i = 0, e = InitList->getNumOperands(); i != e; ++i)
 250       if (ConstantStruct *CS =
 251           dyn_cast<ConstantStruct>(InitList->getOperand(i))) {
 252         if (CS->getNumOperands() != 2) break; // Not array of 2-element structs.
 253
 254         Constant *FP = CS->getOperand(1);
 255         if (FP->isNullValue())
 256           break;  // Found a null terminator, exit.
 257
 258         if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(FP))
 259           if (CE->isCast())
 260             FP = CE->getOperand(0);
 261         if (Function *F = dyn_cast<Function>(FP)) {
 262           // Execute the ctor/dtor function!
 263           runFunction(F, std::vector<GenericValue>());
 264         }
 265       }
 266   }
 267 }
 268
 269 /// isTargetNullPtr - Return whether the target pointer stored at Loc is null.
 270 static bool isTargetNullPtr(ExecutionEngine *EE, void *Loc) {
 271   unsigned PtrSize = EE->getTargetData()->getPointerSize();
 272   for (unsigned i = 0; i < PtrSize; ++i)
 273     if (*(i + (uint8_t*)Loc))
 274       return false;
 275   return true;
 276 }
 277
 278 /// runFunctionAsMain - This is a helper function which wraps runFunction to
 279 /// handle the common task of starting up main with the specified argc, argv,
 280 /// and envp parameters.
 281 int ExecutionEngine::runFunctionAsMain(Function *Fn,
 282                                        const std::vector<std::string> &argv,
 283                                        const char * const * envp) {
 284   std::vector<GenericValue> GVArgs;
 285   GenericValue GVArgc;
 286   GVArgc.IntVal = APInt(32, argv.size());
 287
 288   // Check main() type
 289   unsigned NumArgs = Fn->getFunctionType()->getNumParams();
 290   const FunctionType *FTy = Fn->getFunctionType();
 291   const Type* PPInt8Ty =
 292     PointerType::getUnqual(PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty));
 293   switch (NumArgs) {
 294   case 3:
 295    if (FTy->getParamType(2) != PPInt8Ty) {
 296      cerr << "Invalid type for third argument of main() supplied\n";
 297      abort();
 298    }
 299    // FALLS THROUGH
 300   case 2:
 301    if (FTy->getParamType(1) != PPInt8Ty) {
 302      cerr << "Invalid type for second argument of main() supplied\n";
 303      abort();
 304    }
 305    // FALLS THROUGH
 306   case 1:
 307    if (FTy->getParamType(0) != Type::Int32Ty) {
 308      cerr << "Invalid type for first argument of main() supplied\n";
 309      abort();
 310    }
 311    // FALLS THROUGH
 312   case 0:
 313    if (FTy->getReturnType() != Type::Int32Ty &&
 314        FTy->getReturnType() != Type::VoidTy) {
 315      cerr << "Invalid return type of main() supplied\n";
 316      abort();
 317    }
 318    break;
 319   default:
 320    cerr << "Invalid number of arguments of main() supplied\n";
 321    abort();
 322   }
 323
 324   if (NumArgs) {
 325     GVArgs.push_back(GVArgc); // Arg #0 = argc.
 326     if (NumArgs > 1) {
 327       GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, argv))); // Arg #1 = argv.
 328       assert(!isTargetNullPtr(this, GVTOP(GVArgs[1])) &&
 329              "argv[0] was null after CreateArgv");
 330       if (NumArgs > 2) {
 331         std::vector<std::string> EnvVars;
 332         for (unsigned i = 0; envp[i]; ++i)
 333           EnvVars.push_back(envp[i]);
 334         GVArgs.push_back(PTOGV(CreateArgv(this, EnvVars))); // Arg #2 = envp.
 335       }
 336     }
 337   }
 338   return runFunction(Fn, GVArgs).IntVal.getZExtValue();
 339 }
 340
 341 /// If possible, create a JIT, unless the caller specifically requests an
 342 /// Interpreter or there's an error. If even an Interpreter cannot be created,
 343 /// NULL is returned.
 344 ///
 345 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(ModuleProvider *MP,
 346                                          bool ForceInterpreter,
 347                                          std::string *ErrorStr) {
 348   ExecutionEngine *EE = 0;
 349
 350   // Make sure we can resolve symbols in the program as well. The zero arg
 351   // to the function tells DynamicLibrary to load the program, not a library.
 352   if (sys::DynamicLibrary::LoadLibraryPermanently(0, ErrorStr))
 353     return 0;
 354
 355   // Unless the interpreter was explicitly selected, try making a JIT.
 356   if (!ForceInterpreter && JITCtor)
 357     EE = JITCtor(MP, ErrorStr);
 358
 359   // If we can't make a JIT, make an interpreter instead.
 360   if (EE == 0 && InterpCtor)
 361     EE = InterpCtor(MP, ErrorStr);
 362
 363   return EE;
 364 }
 365
 366 ExecutionEngine *ExecutionEngine::create(Module *M) {
 367   return create(new ExistingModuleProvider(M));
 368 }
 369
 370 /// getPointerToGlobal - This returns the address of the specified global
 371 /// value.  This may involve code generation if it's a function.
 372 ///
 373 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV) {
 374   if (Function *F = const_cast<Function*>(dyn_cast<Function>(GV)))
 375     return getPointerToFunction(F);
 376
 377   MutexGuard locked(lock);
 378   void *p = state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 379   if (p)
 380     return p;
 381
 382   // Global variable might have been added since interpreter started.
 383   if (GlobalVariable *GVar =
 384           const_cast<GlobalVariable *>(dyn_cast<GlobalVariable>(GV)))
 385     EmitGlobalVariable(GVar);
 386   else
 387     assert(0 && "Global hasn't had an address allocated yet!");
 388   return state.getGlobalAddressMap(locked)[GV];
 389 }
 390
 391 /// This function converts a Constant* into a GenericValue. The interesting
 392 /// part is if C is a ConstantExpr.
 393 /// @brief Get a GenericValue for a Constant*
 394 GenericValue ExecutionEngine::getConstantValue(const Constant *C) {
 395   // If its undefined, return the garbage.
 396   if (isa<UndefValue>(C))
 397     return GenericValue();
 398
 399   // If the value is a ConstantExpr
 400   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 401     Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
 402     switch (CE->getOpcode()) {
 403     case Instruction::GetElementPtr: {
 404       // Compute the index
 405       GenericValue Result = getConstantValue(Op0);
 406       SmallVector<Value*, 8> Indices(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
 407       uint64_t Offset =
 408         TD->getIndexedOffset(Op0->getType(), &Indices[0], Indices.size());
 409
 410       char* tmp = (char*) Result.PointerVal;
 411       Result = PTOGV(tmp + Offset);
 412       return Result;
 413     }
 414     case Instruction::Trunc: {
 415       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 416       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 417       GV.IntVal = GV.IntVal.trunc(BitWidth);
 418       return GV;
 419     }
 420     case Instruction::ZExt: {
 421       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 422       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 423       GV.IntVal = GV.IntVal.zext(BitWidth);
 424       return GV;
 425     }
 426     case Instruction::SExt: {
 427       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 428       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 429       GV.IntVal = GV.IntVal.sext(BitWidth);
 430       return GV;
 431     }
 432     case Instruction::FPTrunc: {
 433       // FIXME long double
 434       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 435       GV.FloatVal = float(GV.DoubleVal);
 436       return GV;
 437     }
 438     case Instruction::FPExt:{
 439       // FIXME long double
 440       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 441       GV.DoubleVal = double(GV.FloatVal);
 442       return GV;
 443     }
 444     case Instruction::UIToFP: {
 445       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 446       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 447         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.roundToDouble());
 448       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 449         GV.DoubleVal = GV.IntVal.roundToDouble();
 450       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 451         const uint64_t zero[] = {0, 0};
 452         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 453         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 454                                    false,
 455                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 456         GV.IntVal = apf.convertToAPInt();
 457       }
 458       return GV;
 459     }
 460     case Instruction::SIToFP: {
 461       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 462       if (CE->getType() == Type::FloatTy)
 463         GV.FloatVal = float(GV.IntVal.signedRoundToDouble());
 464       else if (CE->getType() == Type::DoubleTy)
 465         GV.DoubleVal = GV.IntVal.signedRoundToDouble();
 466       else if (CE->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 467         const uint64_t zero[] = { 0, 0};
 468         APFloat apf = APFloat(APInt(80, 2, zero));
 469         (void)apf.convertFromAPInt(GV.IntVal,
 470                                    true,
 471                                    APFloat::rmNearestTiesToEven);
 472         GV.IntVal = apf.convertToAPInt();
 473       }
 474       return GV;
 475     }
 476     case Instruction::FPToUI: // double->APInt conversion handles sign
 477     case Instruction::FPToSI: {
 478       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 479       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(CE->getType())->getBitWidth();
 480       if (Op0->getType() == Type::FloatTy)
 481         GV.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(GV.FloatVal, BitWidth);
 482       else if (Op0->getType() == Type::DoubleTy)
 483         GV.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(GV.DoubleVal, BitWidth);
 484       else if (Op0->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
 485         APFloat apf = APFloat(GV.IntVal);
 486         uint64_t v;
 487         (void)apf.convertToInteger(&v, BitWidth,
 488                                    CE->getOpcode()==Instruction::FPToSI,
 489                                    APFloat::rmTowardZero);
 490         GV.IntVal = v; // endian?
 491       }
 492       return GV;
 493     }
 494     case Instruction::PtrToInt: {
 495       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 496       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 497       GV.IntVal = APInt(PtrWidth, uintptr_t(GV.PointerVal));
 498       return GV;
 499     }
 500     case Instruction::IntToPtr: {
 501       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 502       uint32_t PtrWidth = TD->getPointerSizeInBits();
 503       if (PtrWidth != GV.IntVal.getBitWidth())
 504         GV.IntVal = GV.IntVal.zextOrTrunc(PtrWidth);
 505       assert(GV.IntVal.getBitWidth() <= 64 && "Bad pointer width");
 506       GV.PointerVal = PointerTy(uintptr_t(GV.IntVal.getZExtValue()));
 507       return GV;
 508     }
 509     case Instruction::BitCast: {
 510       GenericValue GV = getConstantValue(Op0);
 511       const Type* DestTy = CE->getType();
 512       switch (Op0->getType()->getTypeID()) {
 513         default: assert(0 && "Invalid bitcast operand");
 514         case Type::IntegerTyID:
 515           assert(DestTy->isFloatingPoint() && "invalid bitcast");
 516           if (DestTy == Type::FloatTy)
 517             GV.FloatVal = GV.IntVal.bitsToFloat();
 518           else if (DestTy == Type::DoubleTy)
 519             GV.DoubleVal = GV.IntVal.bitsToDouble();
 520           break;
 521         case Type::FloatTyID:
 522           assert(DestTy == Type::Int32Ty && "Invalid bitcast");
 523           GV.IntVal.floatToBits(GV.FloatVal);
 524           break;
 525         case Type::DoubleTyID:
 526           assert(DestTy == Type::Int64Ty && "Invalid bitcast");
 527           GV.IntVal.doubleToBits(GV.DoubleVal);
 528           break;
 529         case Type::PointerTyID:
 530           assert(isa<PointerType>(DestTy) && "Invalid bitcast");
 531           break; // getConstantValue(Op0)  above already converted it
 532       }
 533       return GV;
 534     }
 535     case Instruction::Add:
 536     case Instruction::Sub:
 537     case Instruction::Mul:
 538     case Instruction::UDiv:
 539     case Instruction::SDiv:
 540     case Instruction::URem:
 541     case Instruction::SRem:
 542     case Instruction::And:
 543     case Instruction::Or:
 544     case Instruction::Xor: {
 545       GenericValue LHS = getConstantValue(Op0);
 546       GenericValue RHS = getConstantValue(CE->getOperand(1));
 547       GenericValue GV;
 548       switch (CE->getOperand(0)->getType()->getTypeID()) {
 549       default: assert(0 && "Bad add type!"); abort();
 550       case Type::IntegerTyID:
 551         switch (CE->getOpcode()) {
 552           default: assert(0 && "Invalid integer opcode");
 553           case Instruction::Add: GV.IntVal = LHS.IntVal + RHS.IntVal; break;
 554           case Instruction::Sub: GV.IntVal = LHS.IntVal - RHS.IntVal; break;
 555           case Instruction::Mul: GV.IntVal = LHS.IntVal * RHS.IntVal; break;
 556           case Instruction::UDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.udiv(RHS.IntVal); break;
 557           case Instruction::SDiv:GV.IntVal = LHS.IntVal.sdiv(RHS.IntVal); break;
 558           case Instruction::URem:GV.IntVal = LHS.IntVal.urem(RHS.IntVal); break;
 559           case Instruction::SRem:GV.IntVal = LHS.IntVal.srem(RHS.IntVal); break;
 560           case Instruction::And: GV.IntVal = LHS.IntVal & RHS.IntVal; break;
 561           case Instruction::Or:  GV.IntVal = LHS.IntVal | RHS.IntVal; break;
 562           case Instruction::Xor: GV.IntVal = LHS.IntVal ^ RHS.IntVal; break;
 563         }
 564         break;
 565       case Type::FloatTyID:
 566         switch (CE->getOpcode()) {
 567           default: assert(0 && "Invalid float opcode"); abort();
 568           case Instruction::Add:
 569             GV.FloatVal = LHS.FloatVal + RHS.FloatVal; break;
 570           case Instruction::Sub:
 571             GV.FloatVal = LHS.FloatVal - RHS.FloatVal; break;
 572           case Instruction::Mul:
 573             GV.FloatVal = LHS.FloatVal * RHS.FloatVal; break;
 574           case Instruction::FDiv:
 575             GV.FloatVal = LHS.FloatVal / RHS.FloatVal; break;
 576           case Instruction::FRem:
 577             GV.FloatVal = ::fmodf(LHS.FloatVal,RHS.FloatVal); break;
 578         }
 579         break;
 580       case Type::DoubleTyID:
 581         switch (CE->getOpcode()) {
 582           default: assert(0 && "Invalid double opcode"); abort();
 583           case Instruction::Add:
 584             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal + RHS.DoubleVal; break;
 585           case Instruction::Sub:
 586             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal - RHS.DoubleVal; break;
 587           case Instruction::Mul:
 588             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal * RHS.DoubleVal; break;
 589           case Instruction::FDiv:
 590             GV.DoubleVal = LHS.DoubleVal / RHS.DoubleVal; break;
 591           case Instruction::FRem:
 592             GV.DoubleVal = ::fmod(LHS.DoubleVal,RHS.DoubleVal); break;
 593         }
 594         break;
 595       case Type::X86_FP80TyID:
 596       case Type::PPC_FP128TyID:
 597       case Type::FP128TyID: {
 598         APFloat apfLHS = APFloat(LHS.IntVal);
 599         switch (CE->getOpcode()) {
 600           default: assert(0 && "Invalid long double opcode"); abort();
 601           case Instruction::Add:
 602             apfLHS.add(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 603             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 604             break;
 605           case Instruction::Sub:
 606             apfLHS.subtract(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 607             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 608             break;
 609           case Instruction::Mul:
 610             apfLHS.multiply(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 611             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 612             break;
 613           case Instruction::FDiv:
 614             apfLHS.divide(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 615             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 616             break;
 617           case Instruction::FRem:
 618             apfLHS.mod(APFloat(RHS.IntVal), APFloat::rmNearestTiesToEven);
 619             GV.IntVal = apfLHS.convertToAPInt();
 620             break;
 621           }
 622         }
 623         break;
 624       }
 625       return GV;
 626     }
 627     default:
 628       break;
 629     }
 630     cerr << "ConstantExpr not handled: " << *CE << "\n";
 631     abort();
 632   }
 633
 634   GenericValue Result;
 635   switch (C->getType()->getTypeID()) {
 636   case Type::FloatTyID:
 637     Result.FloatVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToFloat();
 638     break;
 639   case Type::DoubleTyID:
 640     Result.DoubleVal = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToDouble();
 641     break;
 642   case Type::X86_FP80TyID:
 643   case Type::FP128TyID:
 644   case Type::PPC_FP128TyID:
 645     Result.IntVal = cast <ConstantFP>(C)->getValueAPF().convertToAPInt();
 646     break;
 647   case Type::IntegerTyID:
 648     Result.IntVal = cast<ConstantInt>(C)->getValue();
 649     break;
 650   case Type::PointerTyID:
 651     if (isa<ConstantPointerNull>(C))
 652       Result.PointerVal = 0;
 653     else if (const Function *F = dyn_cast<Function>(C))
 654       Result = PTOGV(getPointerToFunctionOrStub(const_cast<Function*>(F)));
 655     else if (const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C))
 656       Result = PTOGV(getOrEmitGlobalVariable(const_cast<GlobalVariable*>(GV)));
 657     else
 658       assert(0 && "Unknown constant pointer type!");
 659     break;
 660   default:
 661     cerr << "ERROR: Constant unimplemented for type: " << *C->getType() << "\n";
 662     abort();
 663   }
 664   return Result;
 665 }
 666
 667 /// StoreIntToMemory - Fills the StoreBytes bytes of memory starting from Dst
 668 /// with the integer held in IntVal.
 669 static void StoreIntToMemory(const APInt &IntVal, uint8_t *Dst,
 670                              unsigned StoreBytes) {
 671   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= StoreBytes && "Integer too small!");
 672   uint8_t *Src = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 673
 674   if (sys::littleEndianHost())
 675     // Little-endian host - the source is ordered from LSB to MSB.  Order the
 676     // destination from LSB to MSB: Do a straight copy.
 677     memcpy(Dst, Src, StoreBytes);
 678   else {
 679     // Big-endian host - the source is an array of 64 bit words ordered from
 680     // LSW to MSW.  Each word is ordered from MSB to LSB.  Order the destination
 681     // from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in a word.
 682     while (StoreBytes > sizeof(uint64_t)) {
 683       StoreBytes -= sizeof(uint64_t);
 684       // May not be aligned so use memcpy.
 685       memcpy(Dst + StoreBytes, Src, sizeof(uint64_t));
 686       Src += sizeof(uint64_t);
 687     }
 688
 689     memcpy(Dst, Src + sizeof(uint64_t) - StoreBytes, StoreBytes);
 690   }
 691 }
 692
 693 /// StoreValueToMemory - Stores the data in Val of type Ty at address Ptr.  Ptr
 694 /// is the address of the memory at which to store Val, cast to GenericValue *.
 695 /// It is not a pointer to a GenericValue containing the address at which to
 696 /// store Val.
 697 void ExecutionEngine::StoreValueToMemory(const GenericValue &Val, GenericValue *Ptr,
 698                                          const Type *Ty) {
 699   const unsigned StoreBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 700
 701   switch (Ty->getTypeID()) {
 702   case Type::IntegerTyID:
 703     StoreIntToMemory(Val.IntVal, (uint8_t*)Ptr, StoreBytes);
 704     break;
 705   case Type::FloatTyID:
 706     *((float*)Ptr) = Val.FloatVal;
 707     break;
 708   case Type::DoubleTyID:
 709     *((double*)Ptr) = Val.DoubleVal;
 710     break;
 711   case Type::X86_FP80TyID: {
 712       uint16_t *Dest = (uint16_t*)Ptr;
 713       const uint16_t *Src = (uint16_t*)Val.IntVal.getRawData();
 714       // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 715       Dest[0] = Src[4];
 716       Dest[1] = Src[0];
 717       Dest[2] = Src[1];
 718       Dest[3] = Src[2];
 719       Dest[4] = Src[3];
 720       break;
 721     }
 722   case Type::PointerTyID:
 723     // Ensure 64 bit target pointers are fully initialized on 32 bit hosts.
 724     if (StoreBytes != sizeof(PointerTy))
 725       memset(Ptr, 0, StoreBytes);
 726
 727     *((PointerTy*)Ptr) = Val.PointerVal;
 728     break;
 729   default:
 730     cerr << "Cannot store value of type " << *Ty << "!\n";
 731   }
 732
 733   if (sys::littleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian())
 734     // Host and target are different endian - reverse the stored bytes.
 735     std::reverse((uint8_t*)Ptr, StoreBytes + (uint8_t*)Ptr);
 736 }
 737
 738 /// LoadIntFromMemory - Loads the integer stored in the LoadBytes bytes starting
 739 /// from Src into IntVal, which is assumed to be wide enough and to hold zero.
 740 static void LoadIntFromMemory(APInt &IntVal, uint8_t *Src, unsigned LoadBytes) {
 741   assert((IntVal.getBitWidth()+7)/8 >= LoadBytes && "Integer too small!");
 742   uint8_t *Dst = (uint8_t *)IntVal.getRawData();
 743
 744   if (sys::littleEndianHost())
 745     // Little-endian host - the destination must be ordered from LSB to MSB.
 746     // The source is ordered from LSB to MSB: Do a straight copy.
 747     memcpy(Dst, Src, LoadBytes);
 748   else {
 749     // Big-endian - the destination is an array of 64 bit words ordered from
 750     // LSW to MSW.  Each word must be ordered from MSB to LSB.  The source is
 751     // ordered from MSB to LSB: Reverse the word order, but not the bytes in
 752     // a word.
 753     while (LoadBytes > sizeof(uint64_t)) {
 754       LoadBytes -= sizeof(uint64_t);
 755       // May not be aligned so use memcpy.
 756       memcpy(Dst, Src + LoadBytes, sizeof(uint64_t));
 757       Dst += sizeof(uint64_t);
 758     }
 759
 760     memcpy(Dst + sizeof(uint64_t) - LoadBytes, Src, LoadBytes);
 761   }
 762 }
 763
 764 /// FIXME: document
 765 ///
 766 void ExecutionEngine::LoadValueFromMemory(GenericValue &Result,
 767                                           GenericValue *Ptr,
 768                                           const Type *Ty) {
 769   const unsigned LoadBytes = getTargetData()->getTypeStoreSize(Ty);
 770
 771   if (sys::littleEndianHost() != getTargetData()->isLittleEndian()) {
 772     // Host and target are different endian - reverse copy the stored
 773     // bytes into a buffer, and load from that.
 774     uint8_t *Src = (uint8_t*)Ptr;
 775     uint8_t *Buf = (uint8_t*)alloca(LoadBytes);
 776     std::reverse_copy(Src, Src + LoadBytes, Buf);
 777     Ptr = (GenericValue*)Buf;
 778   }
 779
 780   switch (Ty->getTypeID()) {
 781   case Type::IntegerTyID:
 782     // An APInt with all words initially zero.
 783     Result.IntVal = APInt(cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(), 0);
 784     LoadIntFromMemory(Result.IntVal, (uint8_t*)Ptr, LoadBytes);
 785     break;
 786   case Type::FloatTyID:
 787     Result.FloatVal = *((float*)Ptr);
 788     break;
 789   case Type::DoubleTyID:
 790     Result.DoubleVal = *((double*)Ptr);
 791     break;
 792   case Type::PointerTyID:
 793     Result.PointerVal = *((PointerTy*)Ptr);
 794     break;
 795   case Type::X86_FP80TyID: {
 796     // This is endian dependent, but it will only work on x86 anyway.
 797     // FIXME: Will not trap if loading a signaling NaN.
 798     uint16_t *p = (uint16_t*)Ptr;
 799     union {
 800       uint16_t x[8];
 801       uint64_t y[2];
 802     };
 803     x[0] = p[1];
 804     x[1] = p[2];
 805     x[2] = p[3];
 806     x[3] = p[4];
 807     x[4] = p[0];
 808     Result.IntVal = APInt(80, 2, y);
 809     break;
 810   }
 811   default:
 812     cerr << "Cannot load value of type " << *Ty << "!\n";
 813     abort();
 814   }
 815 }
 816
 817 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 818 // specified memory location...
 819 //
 820 void ExecutionEngine::InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr) {
 821   if (isa<UndefValue>(Init)) {
 822     return;
 823   } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Init)) {
 824     unsigned ElementSize =
 825       getTargetData()->getABITypeSize(CP->getType()->getElementType());
 826     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
 827       InitializeMemory(CP->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 828     return;
 829   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
 830     memset(Addr, 0, (size_t)getTargetData()->getABITypeSize(Init->getType()));
 831     return;
 832   } else if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(Init)) {
 833     unsigned ElementSize =
 834       getTargetData()->getABITypeSize(CPA->getType()->getElementType());
 835     for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 836       InitializeMemory(CPA->getOperand(i), (char*)Addr+i*ElementSize);
 837     return;
 838   } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(Init)) {
 839     const StructLayout *SL =
 840       getTargetData()->getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 841     for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 842       InitializeMemory(CPS->getOperand(i), (char*)Addr+SL->getElementOffset(i));
 843     return;
 844   } else if (Init->getType()->isFirstClassType()) {
 845     GenericValue Val = getConstantValue(Init);
 846     StoreValueToMemory(Val, (GenericValue*)Addr, Init->getType());
 847     return;
 848   }
 849
 850   cerr << "Bad Type: " << *Init->getType() << "\n";
 851   assert(0 && "Unknown constant type to initialize memory with!");
 852 }
 853
 854 /// EmitGlobals - Emit all of the global variables to memory, storing their
 855 /// addresses into GlobalAddress.  This must make sure to copy the contents of
 856 /// their initializers into the memory.
 857 ///
 858 void ExecutionEngine::emitGlobals() {
 859   const TargetData *TD = getTargetData();
 860
 861   // Loop over all of the global variables in the program, allocating the memory
 862   // to hold them.  If there is more than one module, do a prepass over globals
 863   // to figure out how the different modules should link together.
 864   //
 865   std::map<std::pair<std::string, const Type*>,
 866            const GlobalValue*> LinkedGlobalsMap;
 867
 868   if (Modules.size() != 1) {
 869     for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 870       Module &M = *Modules[m]->getModule();
 871       for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(),
 872            E = M.global_end(); I != E; ++I) {
 873         const GlobalValue *GV = I;
 874         if (GV->hasInternalLinkage() || GV->isDeclaration() ||
 875             GV->hasAppendingLinkage() || !GV->hasName())
 876           continue;// Ignore external globals and globals with internal linkage.
 877
 878         const GlobalValue *&GVEntry =
 879           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 880
 881         // If this is the first time we've seen this global, it is the canonical
 882         // version.
 883         if (!GVEntry) {
 884           GVEntry = GV;
 885           continue;
 886         }
 887
 888         // If the existing global is strong, never replace it.
 889         if (GVEntry->hasExternalLinkage() ||
 890             GVEntry->hasDLLImportLinkage() ||
 891             GVEntry->hasDLLExportLinkage())
 892           continue;
 893
 894         // Otherwise, we know it's linkonce/weak, replace it if this is a strong
 895         // symbol.  FIXME is this right for common?
 896         if (GV->hasExternalLinkage() || GVEntry->hasExternalWeakLinkage())
 897           GVEntry = GV;
 898       }
 899     }
 900   }
 901
 902   std::vector<const GlobalValue*> NonCanonicalGlobals;
 903   for (unsigned m = 0, e = Modules.size(); m != e; ++m) {
 904     Module &M = *Modules[m]->getModule();
 905     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 906          I != E; ++I) {
 907       // In the multi-module case, see what this global maps to.
 908       if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 909         if (const GlobalValue *GVEntry =
 910               LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())]) {
 911           // If something else is the canonical global, ignore this one.
 912           if (GVEntry != &*I) {
 913             NonCanonicalGlobals.push_back(I);
 914             continue;
 915           }
 916         }
 917       }
 918
 919       if (!I->isDeclaration()) {
 920         // Get the type of the global.
 921         const Type *Ty = I->getType()->getElementType();
 922
 923         // Allocate some memory for it!
 924         unsigned Size = TD->getABITypeSize(Ty);
 925         addGlobalMapping(I, new char[Size]);
 926       } else {
 927         // External variable reference. Try to use the dynamic loader to
 928         // get a pointer to it.
 929         if (void *SymAddr =
 930             sys::DynamicLibrary::SearchForAddressOfSymbol(I->getName().c_str()))
 931           addGlobalMapping(I, SymAddr);
 932         else {
 933           cerr << "Could not resolve external global address: "
 934                << I->getName() << "\n";
 935           abort();
 936         }
 937       }
 938     }
 939
 940     // If there are multiple modules, map the non-canonical globals to their
 941     // canonical location.
 942     if (!NonCanonicalGlobals.empty()) {
 943       for (unsigned i = 0, e = NonCanonicalGlobals.size(); i != e; ++i) {
 944         const GlobalValue *GV = NonCanonicalGlobals[i];
 945         const GlobalValue *CGV =
 946           LinkedGlobalsMap[std::make_pair(GV->getName(), GV->getType())];
 947         void *Ptr = getPointerToGlobalIfAvailable(CGV);
 948         assert(Ptr && "Canonical global wasn't codegen'd!");
 949         addGlobalMapping(GV, getPointerToGlobalIfAvailable(CGV));
 950       }
 951     }
 952
 953     // Now that all of the globals are set up in memory, loop through them all
 954     // and initialize their contents.
 955     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 956          I != E; ++I) {
 957       if (!I->isDeclaration()) {
 958         if (!LinkedGlobalsMap.empty()) {
 959           if (const GlobalValue *GVEntry =
 960                 LinkedGlobalsMap[std::make_pair(I->getName(), I->getType())])
 961             if (GVEntry != &*I)  // Not the canonical variable.
 962               continue;
 963         }
 964         EmitGlobalVariable(I);
 965       }
 966     }
 967   }
 968 }
 969
 970 // EmitGlobalVariable - This method emits the specified global variable to the
 971 // address specified in GlobalAddresses, or allocates new memory if it's not
 972 // already in the map.
 973 void ExecutionEngine::EmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV) {
 974   void *GA = getPointerToGlobalIfAvailable(GV);
 975   DOUT << "Global '" << GV->getName() << "' -> " << GA << "\n";
 976
 977   const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
 978   size_t GVSize = (size_t)getTargetData()->getABITypeSize(ElTy);
 979   if (GA == 0) {
 980     // If it's not already specified, allocate memory for the global.
 981     GA = new char[GVSize];
 982     addGlobalMapping(GV, GA);
 983   }
 984
 985   InitializeMemory(GV->getInitializer(), GA);
 986   NumInitBytes += (unsigned)GVSize;
 987   ++NumGlobals;
 988 }