lib/ExecutionEngine/ExecutionEngine.cpp

   1 //===-- ExecutionEngine.cpp - Common Implementation shared by EE's --------===//
   2 //
   3 // This file defines the common interface used by the various execution engine
   4 // subclasses.
   5 //
   6 //===----------------------------------------------------------------------===//
   7
   8 #include "ExecutionEngine.h"
   9 #include "GenericValue.h"
  10 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  11 #include "llvm/Constants.h"
  12 #include "llvm/Module.h"
  13 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  14 #include "Support/Statistic.h"
  15 #include <dlfcn.h>
  16
  17 Statistic<> NumInitBytes("lli", "Number of bytes of global vars initialized");
  18
  19 // getPointerToGlobal - This returns the address of the specified global
  20 // value.  This may involve code generation if it's a function.
  21 //
  22 void *ExecutionEngine::getPointerToGlobal(const GlobalValue *GV) {
  23   if (const Function *F = dyn_cast<Function>(GV))
  24     return getPointerToFunction(F);
  25
  26   assert(GlobalAddress[GV] && "Global hasn't had an address allocated yet?");
  27   return GlobalAddress[GV];
  28 }
  29
  30
  31 GenericValue ExecutionEngine::getConstantValue(const Constant *C) {
  32   GenericValue Result;
  33
  34   if (ConstantExpr *CE = const_cast<ConstantExpr*>(dyn_cast<ConstantExpr>(C)))
  35     switch (CE->getOpcode()) {
  36     case Instruction::GetElementPtr: {
  37       Result = getConstantValue(cast<Constant>(CE->getOperand(0)));
  38       std::vector<Value*> Indexes(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
  39       uint64_t Offset =
  40         TD->getIndexedOffset(CE->getOperand(0)->getType(), Indexes);
  41
  42       Result.LongVal += Offset;
  43       return Result;
  44     }
  45
  46     default:
  47       std::cerr << "ConstantExpr not handled as global var init: " << *CE
  48                 << "\n";
  49       abort();
  50     }
  51
  52   switch (C->getType()->getPrimitiveID()) {
  53 #define GET_CONST_VAL(TY, CLASS) \
  54   case Type::TY##TyID: Result.TY##Val = cast<CLASS>(C)->getValue(); break
  55     GET_CONST_VAL(Bool   , ConstantBool);
  56     GET_CONST_VAL(UByte  , ConstantUInt);
  57     GET_CONST_VAL(SByte  , ConstantSInt);
  58     GET_CONST_VAL(UShort , ConstantUInt);
  59     GET_CONST_VAL(Short  , ConstantSInt);
  60     GET_CONST_VAL(UInt   , ConstantUInt);
  61     GET_CONST_VAL(Int    , ConstantSInt);
  62     GET_CONST_VAL(ULong  , ConstantUInt);
  63     GET_CONST_VAL(Long   , ConstantSInt);
  64     GET_CONST_VAL(Float  , ConstantFP);
  65     GET_CONST_VAL(Double , ConstantFP);
  66 #undef GET_CONST_VAL
  67   case Type::PointerTyID:
  68     if (isa<ConstantPointerNull>(C)) {
  69       Result.PointerVal = 0;
  70     } else if (const ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(C)){
  71       Result = PTOGV(getPointerToGlobal(CPR->getValue()));
  72
  73     } else {
  74       assert(0 && "Unknown constant pointer type!");
  75     }
  76     break;
  77   default:
  78     std::cout << "ERROR: Constant unimp for type: " << C->getType() << "\n";
  79     abort();
  80   }
  81   return Result;
  82 }
  83
  84 void ExecutionEngine::StoreValueToMemory(GenericValue Val, GenericValue *Ptr,
  85                                      const Type *Ty) {
  86   if (getTargetData().isLittleEndian()) {
  87     switch (Ty->getPrimitiveID()) {
  88     case Type::BoolTyID:
  89     case Type::UByteTyID:
  90     case Type::SByteTyID:   Ptr->Untyped[0] = Val.UByteVal; break;
  91     case Type::UShortTyID:
  92     case Type::ShortTyID:   Ptr->Untyped[0] = Val.UShortVal & 255;
  93                             Ptr->Untyped[1] = (Val.UShortVal >> 8) & 255;
  94                             break;
  95     Store4BytesLittleEndian:
  96     case Type::FloatTyID:
  97     case Type::UIntTyID:
  98     case Type::IntTyID:     Ptr->Untyped[0] =  Val.UIntVal        & 255;
  99                             Ptr->Untyped[1] = (Val.UIntVal >>  8) & 255;
 100                             Ptr->Untyped[2] = (Val.UIntVal >> 16) & 255;
 101                             Ptr->Untyped[3] = (Val.UIntVal >> 24) & 255;
 102                             break;
 103     case Type::PointerTyID: if (CurMod.has32BitPointers())
 104                               goto Store4BytesLittleEndian;
 105     case Type::DoubleTyID:
 106     case Type::ULongTyID:
 107     case Type::LongTyID:    Ptr->Untyped[0] =  Val.ULongVal        & 255;
 108                             Ptr->Untyped[1] = (Val.ULongVal >>  8) & 255;
 109                             Ptr->Untyped[2] = (Val.ULongVal >> 16) & 255;
 110                             Ptr->Untyped[3] = (Val.ULongVal >> 24) & 255;
 111                             Ptr->Untyped[4] = (Val.ULongVal >> 32) & 255;
 112                             Ptr->Untyped[5] = (Val.ULongVal >> 40) & 255;
 113                             Ptr->Untyped[6] = (Val.ULongVal >> 48) & 255;
 114                             Ptr->Untyped[7] = (Val.ULongVal >> 56) & 255;
 115                             break;
 116     default:
 117       std::cout << "Cannot store value of type " << Ty << "!\n";
 118     }
 119   } else {
 120     switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 121     case Type::BoolTyID:
 122     case Type::UByteTyID:
 123     case Type::SByteTyID:   Ptr->Untyped[0] = Val.UByteVal; break;
 124     case Type::UShortTyID:
 125     case Type::ShortTyID:   Ptr->Untyped[1] = Val.UShortVal & 255;
 126                             Ptr->Untyped[0] = (Val.UShortVal >> 8) & 255;
 127                             break;
 128     Store4BytesBigEndian:
 129     case Type::FloatTyID:
 130     case Type::UIntTyID:
 131     case Type::IntTyID:     Ptr->Untyped[3] =  Val.UIntVal        & 255;
 132                             Ptr->Untyped[2] = (Val.UIntVal >>  8) & 255;
 133                             Ptr->Untyped[1] = (Val.UIntVal >> 16) & 255;
 134                             Ptr->Untyped[0] = (Val.UIntVal >> 24) & 255;
 135                             break;
 136     case Type::PointerTyID: if (CurMod.has32BitPointers())
 137                               goto Store4BytesBigEndian;
 138     case Type::DoubleTyID:
 139     case Type::ULongTyID:
 140     case Type::LongTyID:    Ptr->Untyped[7] =  Val.ULongVal        & 255;
 141                             Ptr->Untyped[6] = (Val.ULongVal >>  8) & 255;
 142                             Ptr->Untyped[5] = (Val.ULongVal >> 16) & 255;
 143                             Ptr->Untyped[4] = (Val.ULongVal >> 24) & 255;
 144                             Ptr->Untyped[3] = (Val.ULongVal >> 32) & 255;
 145                             Ptr->Untyped[2] = (Val.ULongVal >> 40) & 255;
 146                             Ptr->Untyped[1] = (Val.ULongVal >> 48) & 255;
 147                             Ptr->Untyped[0] = (Val.ULongVal >> 56) & 255;
 148                             break;
 149     default:
 150       std::cout << "Cannot store value of type " << Ty << "!\n";
 151     }
 152   }
 153 }
 154
 155 GenericValue ExecutionEngine::LoadValueFromMemory(GenericValue *Ptr,
 156                                                   const Type *Ty) {
 157   GenericValue Result;
 158   if (getTargetData().isLittleEndian()) {
 159     switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 160     case Type::BoolTyID:
 161     case Type::UByteTyID:
 162     case Type::SByteTyID:   Result.UByteVal = Ptr->Untyped[0]; break;
 163     case Type::UShortTyID:
 164     case Type::ShortTyID:   Result.UShortVal = (unsigned)Ptr->Untyped[0] |
 165                                               ((unsigned)Ptr->Untyped[1] << 8);
 166                             break;
 167     Load4BytesLittleEndian:
 168     case Type::FloatTyID:
 169     case Type::UIntTyID:
 170     case Type::IntTyID:     Result.UIntVal = (unsigned)Ptr->Untyped[0] |
 171                                             ((unsigned)Ptr->Untyped[1] <<  8) |
 172                                             ((unsigned)Ptr->Untyped[2] << 16) |
 173                                             ((unsigned)Ptr->Untyped[3] << 24);
 174                             break;
 175     case Type::PointerTyID: if (getModule().has32BitPointers())
 176                               goto Load4BytesLittleEndian;
 177     case Type::DoubleTyID:
 178     case Type::ULongTyID:
 179     case Type::LongTyID:    Result.ULongVal = (uint64_t)Ptr->Untyped[0] |
 180                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[1] <<  8) |
 181                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[2] << 16) |
 182                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[3] << 24) |
 183                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[4] << 32) |
 184                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[5] << 40) |
 185                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[6] << 48) |
 186                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[7] << 56);
 187                             break;
 188     default:
 189       std::cout << "Cannot load value of type " << *Ty << "!\n";
 190       abort();
 191     }
 192   } else {
 193     switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 194     case Type::BoolTyID:
 195     case Type::UByteTyID:
 196     case Type::SByteTyID:   Result.UByteVal = Ptr->Untyped[0]; break;
 197     case Type::UShortTyID:
 198     case Type::ShortTyID:   Result.UShortVal = (unsigned)Ptr->Untyped[1] |
 199                                               ((unsigned)Ptr->Untyped[0] << 8);
 200                             break;
 201     Load4BytesBigEndian:
 202     case Type::FloatTyID:
 203     case Type::UIntTyID:
 204     case Type::IntTyID:     Result.UIntVal = (unsigned)Ptr->Untyped[3] |
 205                                             ((unsigned)Ptr->Untyped[2] <<  8) |
 206                                             ((unsigned)Ptr->Untyped[1] << 16) |
 207                                             ((unsigned)Ptr->Untyped[0] << 24);
 208                             break;
 209     case Type::PointerTyID: if (getModule().has32BitPointers())
 210                               goto Load4BytesBigEndian;
 211     case Type::DoubleTyID:
 212     case Type::ULongTyID:
 213     case Type::LongTyID:    Result.ULongVal = (uint64_t)Ptr->Untyped[7] |
 214                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[6] <<  8) |
 215                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[5] << 16) |
 216                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[4] << 24) |
 217                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[3] << 32) |
 218                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[2] << 40) |
 219                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[1] << 48) |
 220                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[0] << 56);
 221                             break;
 222     default:
 223       std::cout << "Cannot load value of type " << *Ty << "!\n";
 224       abort();
 225     }
 226   }
 227   return Result;
 228 }
 229
 230
 231 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 232 // specified memory location...
 233 //
 234 void ExecutionEngine::InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr) {
 235   if (Init->getType()->isFirstClassType()) {
 236     GenericValue Val = getConstantValue(Init);
 237     StoreValueToMemory(Val, (GenericValue*)Addr, Init->getType());
 238     return;
 239   }
 240
 241   switch (Init->getType()->getPrimitiveID()) {
 242   case Type::ArrayTyID: {
 243     const ConstantArray *CPA = cast<ConstantArray>(Init);
 244     const std::vector<Use> &Val = CPA->getValues();
 245     unsigned ElementSize =
 246       getTargetData().getTypeSize(cast<ArrayType>(CPA->getType())->getElementType());
 247     for (unsigned i = 0; i < Val.size(); ++i)
 248       InitializeMemory(cast<Constant>(Val[i].get()), (char*)Addr+i*ElementSize);
 249     return;
 250   }
 251
 252   case Type::StructTyID: {
 253     const ConstantStruct *CPS = cast<ConstantStruct>(Init);
 254     const StructLayout *SL =
 255       getTargetData().getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 256     const std::vector<Use> &Val = CPS->getValues();
 257     for (unsigned i = 0; i < Val.size(); ++i)
 258       InitializeMemory(cast<Constant>(Val[i].get()),
 259                        (char*)Addr+SL->MemberOffsets[i]);
 260     return;
 261   }
 262
 263   default:
 264     std::cerr << "Bad Type: " << Init->getType() << "\n";
 265     assert(0 && "Unknown constant type to initialize memory with!");
 266   }
 267 }
 268
 269
 270
 271 void *ExecutionEngine::CreateArgv(const std::vector<std::string> &InputArgv) {
 272   if (getTargetData().getPointerSize() == 8) {   // 64 bit target?
 273     PointerTy *Result = new PointerTy[InputArgv.size()+1];
 274     DEBUG(std::cerr << "ARGV = " << (void*)Result << "\n");
 275
 276     for (unsigned i = 0; i < InputArgv.size(); ++i) {
 277       unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
 278       char *Dest = new char[Size];
 279       DEBUG(std::cerr << "ARGV[" << i << "] = " << (void*)Dest << "\n");
 280
 281       copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
 282       Dest[Size-1] = 0;
 283
 284       // Endian safe: Result[i] = (PointerTy)Dest;
 285       StoreValueToMemory(PTOGV(Dest), (GenericValue*)(Result+i), Type::LongTy);
 286     }
 287     Result[InputArgv.size()] = 0;
 288     return Result;
 289
 290   } else {                                      // 32 bit target?
 291     int *Result = new int[InputArgv.size()+1];
 292     DEBUG(std::cerr << "ARGV = " << (void*)Result << "\n");
 293
 294     for (unsigned i = 0; i < InputArgv.size(); ++i) {
 295       unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
 296       char *Dest = new char[Size];
 297       DEBUG(std::cerr << "ARGV[" << i << "] = " << (void*)Dest << "\n");
 298
 299       copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
 300       Dest[Size-1] = 0;
 301
 302       // Endian safe: Result[i] = (PointerTy)Dest;
 303       StoreValueToMemory(PTOGV(Dest), (GenericValue*)(Result+i), Type::IntTy);
 304     }
 305     Result[InputArgv.size()] = 0;  // null terminate it
 306     return Result;
 307   }
 308 }
 309
 310 /// EmitGlobals - Emit all of the global variables to memory, storing their
 311 /// addresses into GlobalAddress.  This must make sure to copy the contents of
 312 /// their initializers into the memory.
 313 ///
 314 void ExecutionEngine::emitGlobals() {
 315   const TargetData &TD = getTargetData();
 316
 317   // Loop over all of the global variables in the program, allocating the memory
 318   // to hold them.
 319   for (Module::giterator I = getModule().gbegin(), E = getModule().gend();
 320        I != E; ++I)
 321     if (!I->isExternal()) {
 322       // Get the type of the global...
 323       const Type *Ty = I->getType()->getElementType();
 324
 325       // Allocate some memory for it!
 326       unsigned Size = TD.getTypeSize(Ty);
 327       GlobalAddress[I] = new char[Size];
 328       NumInitBytes += Size;
 329
 330       DEBUG(std::cerr << "Global '" << I->getName() << "' -> "
 331                       << (void*)GlobalAddress[I] << "\n");
 332     } else {
 333       // External variable reference, try to use dlsym to get a pointer to it in
 334       // the LLI image.
 335       if (void *SymAddr = dlsym(0, I->getName().c_str()))
 336         GlobalAddress[I] = SymAddr;
 337       else {
 338         std::cerr << "Could not resolve external global address: "
 339                   << I->getName() << "\n";
 340         abort();
 341       }
 342     }
 343
 344   // Now that all of the globals are set up in memory, loop through them all and
 345   // initialize their contents.
 346   for (Module::giterator I = getModule().gbegin(), E = getModule().gend();
 347        I != E; ++I)
 348     if (!I->isExternal())
 349       InitializeMemory(I->getInitializer(), GlobalAddress[I]);
 350 }
 351