Nuke the old JIT.
[oota-llvm.git] / include / llvm / ExecutionEngine / ExecutionEngine.h
index e920e98a0bf6076eeb5aea89ab79317548e995e4..22ce4491b7e42131c4b82daa008293cee4cd8ebc 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#ifndef LLVM_EXECUTION_ENGINE_H
-#define LLVM_EXECUTION_ENGINE_H
+#ifndef LLVM_EXECUTIONENGINE_EXECUTIONENGINE_H
+#define LLVM_EXECUTIONENGINE_EXECUTIONENGINE_H
 
-#include "llvm/MC/MCCodeGenInfo.h"
+#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/IR/ValueHandle.h"
+#include "llvm/IR/ValueMap.h"
+#include "llvm/MC/MCCodeGenInfo.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
-#include "llvm/Support/ValueHandle.h"
 #include "llvm/Support/Mutex.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
-#include <vector>
 #include <map>
 #include <string>
+#include <vector>
 
 namespace llvm {
 
 struct GenericValue;
 class Constant;
+class DataLayout;
 class ExecutionEngine;
 class Function;
 class GlobalVariable;
@@ -42,12 +43,18 @@ 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.
+/// table.  Access to this class should be serialized under a mutex.
 class ExecutionEngineState {
 public:
   struct AddressMapConfig : public ValueMapConfig<const GlobalValue*> {
@@ -77,19 +84,19 @@ private:
 public:
   ExecutionEngineState(ExecutionEngine &EE);
 
-  GlobalAddressMapTy &getGlobalAddressMap(const MutexGuard &) {
+  GlobalAddressMapTy &getGlobalAddressMap() {
     return GlobalAddressMap;
   }
 
   std::map<void*, AssertingVH<const GlobalValue> > &
-  getGlobalAddressReverseMap(const MutexGuard &) {
+  getGlobalAddressReverseMap() {
     return GlobalAddressReverseMap;
   }
 
   /// \brief Erase an entry from the mapping table.
   ///
-  /// \returns The address that \arg ToUnmap was happed to.
-  void *RemoveMapping(const MutexGuard &, const GlobalValue *ToUnmap);
+  /// \returns The address that \p ToUnmap was happed to.
+  void *RemoveMapping(const GlobalValue *ToUnmap);
 };
 
 /// \brief Abstract interface for implementation execution of LLVM modules,
@@ -104,7 +111,7 @@ class ExecutionEngine {
   ExecutionEngineState EEState;
 
   /// The target data for the platform for which execution is being performed.
-  const TargetData *TD;
+  const DataLayout *DL;
 
   /// Whether lazy JIT compilation is enabled.
   bool CompilingLazily;
@@ -116,6 +123,9 @@ class ExecutionEngine {
   /// using dlsym).
   bool SymbolSearchingDisabled;
 
+  /// Whether the JIT should verify IR modules during compilation.
+  bool VerifyModules;
+
   friend class EngineBuilder;  // To allow access to JITCtor and InterpCtor.
 
 protected:
@@ -123,7 +133,7 @@ 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 *Val) { DL = Val; }
 
   /// getMemoryforGV - Allocate memory for a global variable.
   virtual char *getMemoryForGV(const GlobalVariable *GV);
@@ -131,17 +141,10 @@ protected:
   // To avoid having libexecutionengine depend on the JIT and interpreter
   // libraries, the execution engine implementations set these functions to ctor
   // pointers at startup time if they are linked in.
-  static ExecutionEngine *(*JITCtor)(
-    Module *M,
-    std::string *ErrorStr,
-    JITMemoryManager *JMM,
-    bool GVsWithCode,
-    TargetMachine *TM);
   static ExecutionEngine *(*MCJITCtor)(
     Module *M,
     std::string *ErrorStr,
-    JITMemoryManager *JMM,
-    bool GVsWithCode,
+    RTDyldMemoryManager *MCJMM,
     TargetMachine *TM);
   static ExecutionEngine *(*InterpCtor)(Module *M, std::string *ErrorStr);
 
@@ -150,17 +153,8 @@ protected:
   /// 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;
@@ -171,39 +165,6 @@ public:
 
   virtual ~ExecutionEngine();
 
-  /// create - This is the factory method for creating an execution engine which
-  /// is appropriate for the current machine.  This takes ownership of the
-  /// module.
-  ///
-  /// \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 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,
-                                 bool GVsWithCode = true);
-
-  /// createJIT - This is the factory method for creating a JIT for the current
-  /// machine, it does not fall back to the interpreter.  This takes ownership
-  /// of the Module and JITMemoryManager if successful.
-  ///
-  /// Clients should make sure to initialize targets prior to calling this
-  /// function.
-  static ExecutionEngine *createJIT(Module *M,
-                                    std::string *ErrorStr = 0,
-                                    JITMemoryManager *JMM = 0,
-                                    CodeGenOpt::Level OptLevel =
-                                    CodeGenOpt::Default,
-                                    bool GVsWithCode = true,
-                                    Reloc::Model RM = Reloc::Default,
-                                    CodeModel::Model CMM =
-                                    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
   /// destroyed, it destroys the Module as well.
@@ -211,9 +172,29 @@ 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(std::unique_ptr<object::ObjectFile> O);
+
+  /// 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.
+  virtual void addArchive(std::unique_ptr<object::Archive> A);
+
   //===--------------------------------------------------------------------===//
 
-  const TargetData *getTargetData() const { return TD; }
+  const DataLayout *getDataLayout() const { return DL; }
 
   /// removeModule - Remove a Module from the list of modules.  Returns true if
   /// M is found.
@@ -222,7 +203,7 @@ 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.
@@ -237,6 +218,11 @@ public:
   /// 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;
 
@@ -244,16 +230,43 @@ public:
   /// 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(void *LocalAddress, uint64_t TargetAddress) {
+  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.
@@ -294,10 +307,16 @@ 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
@@ -305,24 +324,43 @@ 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.
-  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) { }
+  virtual void runJITOnFunction(Function *, MachineCodeInfo * = nullptr) { }
 
   /// getGlobalValueAtAddress - Return the LLVM global value object that starts
   /// at the specified address.
@@ -338,23 +376,14 @@ public:
 
   void InitializeMemory(const Constant *Init, void *Addr);
 
-  /// recompileAndRelinkFunction - This method is used to force a function which
-  /// has already been compiled to be compiled again, possibly after it has been
-  /// modified.  Then the entry to the old copy is overwritten with a branch to
-  /// the new copy.  If there was no old copy, this acts just like
-  /// VM::getPointerToFunction().
-  virtual void *recompileAndRelinkFunction(Function *F) = 0;
-
-  /// freeMachineCodeForFunction - Release memory in the ExecutionEngine
-  /// corresponding to the machine code emitted to execute this function, useful
-  /// for garbage-collecting generated code.
-  virtual void freeMachineCodeForFunction(Function *F) = 0;
-
   /// 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
@@ -364,6 +393,30 @@ 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");
+  }
+
+  /// setProcessAllSections (MCJIT Only): By default, only sections that are
+  /// "required for execution" are passed to the RTDyldMemoryManager, and other
+  /// sections are discarded. Passing 'true' to this method will cause
+  /// RuntimeDyld to pass all sections to its RTDyldMemoryManager regardless
+  /// of whether they are "required to execute" in the usual sense.
+  ///
+  /// Rationale: Some MCJIT clients want to be able to inspect metadata
+  /// sections (e.g. Dwarf, Stack-maps) to enable functionality or analyze
+  /// performance. Passing these sections to the memory manager allows the
+  /// client to make policy about the relevant sections, rather than having
+  /// MCJIT do it.
+  virtual void setProcessAllSections(bool ProcessAllSections) {
+    llvm_unreachable("No support for ProcessAllSections option");
+  }
+
+  /// Return the target machine (if available).
+  virtual TargetMachine *getTargetMachine() { return nullptr; }
+
   /// 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
@@ -409,6 +462,17 @@ public:
     return SymbolSearchingDisabled;
   }
 
+  /// Enable/Disable IR module verification.
+  ///
+  /// Note: Module verification is enabled by default in Debug builds, and
+  /// disabled by default in Release. Use this method to override the default.
+  void setVerifyModules(bool Verify) {
+    VerifyModules = Verify;
+  }
+  bool getVerifyModules() const {
+    return VerifyModules;
+  }
+
   /// InstallLazyFunctionCreator - If an unknown function is needed, the
   /// specified function pointer is invoked to create it.  If it returns null,
   /// the JIT will abort.
@@ -416,41 +480,6 @@ 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);
 
@@ -481,28 +510,18 @@ 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;
   SmallVector<std::string, 4> MAttrs;
-  bool UseMCJIT;
+  bool VerifyModules;
 
   /// InitEngine - Does the common initialization of default options.
-  void InitEngine() {
-    WhichEngine = EngineKind::Either;
-    ErrorStr = NULL;
-    OptLevel = CodeGenOpt::Default;
-    JMM = NULL;
-    Options = TargetOptions();
-    AllocateGVsWithCode = false;
-    RelocModel = Reloc::Default;
-    CMModel = CodeModel::JITDefault;
-    UseMCJIT = false;
-  }
+  void InitEngine();
 
 public:
   /// EngineBuilder - Constructor for EngineBuilder.  If create() is called and
@@ -518,11 +537,28 @@ 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 = nullptr;
+    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 = nullptr;
     JMM = jmm;
     return *this;
   }
@@ -563,18 +599,6 @@ public:
     return *this;
   }
 
-  /// setAllocateGVsWithCode - Sets whether global values should be allocated
-  /// into the same buffer as code.  For most applications this should be set
-  /// to false.  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.  This option defaults
-  /// to false so that users of the new API can safely use the new memory
-  /// manager and free machine code.
-  EngineBuilder &setAllocateGVsWithCode(bool a) {
-    AllocateGVsWithCode = a;
-    return *this;
-  }
-
   /// setMArch - Override the architecture set by the Module's triple.
   EngineBuilder &setMArch(StringRef march) {
     MArch.assign(march.begin(), march.end());
@@ -587,10 +611,10 @@ public:
     return *this;
   }
 
-  /// setUseMCJIT - Set whether the MC-JIT implementation should be used
-  /// (experimental).
-  EngineBuilder &setUseMCJIT(bool Value) {
-    UseMCJIT = Value;
+  /// setVerifyModules - Set whether the JIT implementation should verify
+  /// IR modules during compilation.
+  EngineBuilder &setVerifyModules(bool Verify) {
+    VerifyModules = Verify;
     return *this;
   }
 
@@ -618,6 +642,9 @@ public:
   ExecutionEngine *create(TargetMachine *TM);
 };
 
+// Create wrappers for C Binding types (see CBindingWrapping.h).
+DEFINE_SIMPLE_CONVERSION_FUNCTIONS(ExecutionEngine, LLVMExecutionEngineRef)
+
 } // End llvm namespace
 
 #endif