Merge pull request #487 from mayerwin/patch-1
[mono.git] / mono / mini / mini-llvm-cpp.cpp
index 110cc97f949e984e2a0ef6874bebe57bfeecf4d8..2b90cd692daac6ad903e56bbb23cbbb5ff4cc6e2 100644 (file)
@@ -1,7 +1,8 @@
 //
 // mini-llvm-cpp.cpp: C++ support classes for the mono LLVM integration
 //
-// (C) 2009 Novell, Inc.
+// (C) 2009-2011 Novell, Inc.
+// Copyright 2011 Xamarin, Inc (http://www.xamarin.com)
 //
 
 //
 // possible
 //
 
+#include "config.h"
+//undef those as llvm defines them on its own config.h as well.
+#undef PACKAGE_BUGREPORT
+#undef PACKAGE_NAME
+#undef PACKAGE_STRING
+#undef PACKAGE_TARNAME
+#undef PACKAGE_VERSION
+
 #include <stdint.h>
 
 #include <llvm/Support/raw_ostream.h>
@@ -28,7 +37,9 @@
 #include <llvm/ExecutionEngine/JITEventListener.h>
 #include <llvm/Target/TargetOptions.h>
 #include <llvm/Target/TargetData.h>
+#include <llvm/Target/TargetRegisterInfo.h>
 #include <llvm/Analysis/Verifier.h>
+#include <llvm/Analysis/Passes.h>
 #include <llvm/Transforms/Scalar.h>
 #include <llvm/Support/CommandLine.h>
 #include "llvm/Support/PassNameParser.h"
@@ -36,6 +47,7 @@
 #include <llvm/CodeGen/Passes.h>
 #include <llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h>
 #include <llvm/CodeGen/MachineFunction.h>
+#include <llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h>
 //#include <llvm/LinkAllPasses.h>
 
 #include "llvm-c/Core.h"
 
 #include "mini-llvm-cpp.h"
 
-extern "C" void LLVMInitializeX86TargetInfo();
+#define LLVM_CHECK_VERSION(major,minor) \
+       ((LLVM_MAJOR_VERSION > (major)) ||                                                                      \
+        ((LLVM_MAJOR_VERSION == (major)) && (LLVM_MINOR_VERSION >= (minor))))
+
+// extern "C" void LLVMInitializeARMTargetInfo();
+// extern "C" void LLVMInitializeARMTarget ();
+// extern "C" void LLVMInitializeARMTargetMC ();
 
 using namespace llvm;
 
@@ -55,7 +73,7 @@ private:
 public:
        /* Callbacks installed by mono */
        AllocCodeMemoryCb *alloc_cb;
-       FunctionEmittedCb *emitted_cb;
+       DlSymCb *dlsym_cb;
 
        MonoJITMemoryManager ();
        ~MonoJITMemoryManager ();
@@ -70,14 +88,6 @@ public:
                return mm->getGOTBase ();
     }
 
-#if LLVM_MAJOR_VERSION == 2 && LLVM_MINOR_VERSION < 7
-    void *getDlsymTable() const {
-               return mm->getDlsymTable ();
-    }
-
-       void SetDlsymTable(void *ptr);
-#endif
-
        void setPoisonMemory(bool) {
        }
 
@@ -103,23 +113,48 @@ public:
                                                   unsigned char *TableEnd, 
                                                   unsigned char* FrameRegister);
 
-#if LLVM_MAJOR_VERSION == 2 && LLVM_MINOR_VERSION >= 7
        virtual void deallocateFunctionBody(void*) {
        }
 
        virtual void deallocateExceptionTable(void*) {
        }
-#endif
+
+       virtual uint8_t *allocateCodeSection(uintptr_t Size, unsigned Alignment,
+                                                                                unsigned SectionID) {
+               // FIXME:
+               assert(0);
+               return NULL;
+       }
+
+       virtual uint8_t *allocateDataSection(uintptr_t Size, unsigned Alignment,
+                                                                                unsigned SectionID) {
+               // FIXME:
+               assert(0);
+               return NULL;
+       }
+
+       virtual void* getPointerToNamedFunction(const std::string &Name, bool AbortOnFailure) {
+               void *res;
+               char *err;
+
+               err = dlsym_cb (Name.c_str (), &res);
+               if (err) {
+                       outs () << "Unable to resolve: " << Name << ": " << err << "\n";
+                       assert(0);
+                       return NULL;
+               }
+               return res;
+       }
 };
 
 MonoJITMemoryManager::MonoJITMemoryManager ()
 {
-       SizeRequired = true;
        mm = JITMemoryManager::CreateDefaultMemManager ();
 }
 
 MonoJITMemoryManager::~MonoJITMemoryManager ()
 {
+       delete mm;
 }
 
 void
@@ -138,18 +173,13 @@ MonoJITMemoryManager::AllocateGOT()
        mm->AllocateGOT ();
 }
 
-#if LLVM_MAJOR_VERSION == 2 && LLVM_MINOR_VERSION < 7  
-void
-MonoJITMemoryManager::SetDlsymTable(void *ptr)
-{
-       mm->SetDlsymTable (ptr);
-}
-#endif
-
 unsigned char *
 MonoJITMemoryManager::startFunctionBody(const Function *F, 
                                        uintptr_t &ActualSize)
 {
+       // FIXME: This leaks memory
+       if (ActualSize == 0)
+               ActualSize = 128;
        return alloc_cb (wrap (F), ActualSize);
 }
   
@@ -164,7 +194,6 @@ void
 MonoJITMemoryManager::endFunctionBody(const Function *F, unsigned char *FunctionStart,
                                  unsigned char *FunctionEnd)
 {
-       emitted_cb (wrap (F), FunctionStart, FunctionEnd);
 }
 
 unsigned char *
@@ -188,7 +217,7 @@ unsigned char*
 MonoJITMemoryManager::startExceptionTable(const Function* F,
                                          uintptr_t &ActualSize)
 {
-       return alloc_cb (wrap (F), ActualSize);
+       return startFunctionBody(F, ActualSize);
 }
   
 void
@@ -198,7 +227,47 @@ MonoJITMemoryManager::endExceptionTable(const Function *F, unsigned char *TableS
 {
 }
 
+class MonoJITEventListener : public JITEventListener {
+
+public:
+       FunctionEmittedCb *emitted_cb;
+
+       MonoJITEventListener (FunctionEmittedCb *cb) {
+               emitted_cb = cb;
+       }
+
+       virtual void NotifyFunctionEmitted(const Function &F,
+                                                                          void *Code, size_t Size,
+                                                                          const EmittedFunctionDetails &Details) {
+               /*
+                * X86TargetMachine::setCodeModelForJIT() sets the code model to Large on amd64,
+                * which means the JIT will generate calls of the form
+                * mov reg, <imm>
+                * call *reg
+                * Our trampoline code can't patch this. Passing CodeModel::Small to createJIT
+                * doesn't seem to work, we need Default. A discussion is here:
+                * http://lists.cs.uiuc.edu/pipermail/llvmdev/2009-December/027999.html
+                * There seems to no way to get the TargeMachine used by an EE either, so we
+                * install a profiler hook and reset the code model here.
+                * This should be inside an ifdef, but we can't include our config.h either,
+                * since its definitions conflict with LLVM's config.h.
+                *
+                */
+               //#if defined(TARGET_X86) || defined(TARGET_AMD64)
+#ifndef LLVM_MONO_BRANCH
+               /* The LLVM mono branch contains a workaround, so this is not needed */
+               if (Details.MF->getTarget ().getCodeModel () == CodeModel::Large) {
+                       Details.MF->getTarget ().setCodeModel (CodeModel::Default);
+               }
+#endif
+               //#endif
+
+               emitted_cb (wrap (&F), Code, (char*)Code + Size);
+       }
+};
+
 static MonoJITMemoryManager *mono_mm;
+static MonoJITEventListener *mono_event_listener;
 
 static FunctionPassManager *fpm;
 
@@ -213,6 +282,7 @@ void
 mono_llvm_dump_value (LLVMValueRef value)
 {
        /* Same as LLVMDumpValue (), but print to stdout */
+       fflush (stdout);
        outs () << (*unwrap<Value> (value));
 }
 
@@ -232,6 +302,77 @@ mono_llvm_build_load (LLVMBuilderRef builder, LLVMValueRef PointerVal,
        return wrap(unwrap(builder)->CreateLoad(unwrap(PointerVal), is_volatile, Name));
 }
 
+LLVMValueRef 
+mono_llvm_build_aligned_load (LLVMBuilderRef builder, LLVMValueRef PointerVal,
+                                                         const char *Name, gboolean is_volatile, int alignment)
+{
+       LoadInst *ins;
+
+       ins = unwrap(builder)->CreateLoad(unwrap(PointerVal), is_volatile, Name);
+       ins->setAlignment (alignment);
+
+       return wrap(ins);
+}
+
+LLVMValueRef 
+mono_llvm_build_store (LLVMBuilderRef builder, LLVMValueRef Val, LLVMValueRef PointerVal,
+                                         gboolean is_volatile)
+{
+       return wrap(unwrap(builder)->CreateStore(unwrap(Val), unwrap(PointerVal), is_volatile));
+}
+
+LLVMValueRef 
+mono_llvm_build_aligned_store (LLVMBuilderRef builder, LLVMValueRef Val, LLVMValueRef PointerVal,
+                                                          gboolean is_volatile, int alignment)
+{
+       StoreInst *ins;
+
+       ins = unwrap(builder)->CreateStore(unwrap(Val), unwrap(PointerVal), is_volatile);
+       ins->setAlignment (alignment);
+
+       return wrap (ins);
+}
+
+LLVMValueRef
+mono_llvm_build_cmpxchg (LLVMBuilderRef builder, LLVMValueRef ptr, LLVMValueRef cmp, LLVMValueRef val)
+{
+       AtomicCmpXchgInst *ins;
+
+       ins = unwrap(builder)->CreateAtomicCmpXchg (unwrap(ptr), unwrap (cmp), unwrap (val), SequentiallyConsistent);
+       return wrap (ins);
+}
+
+LLVMValueRef
+mono_llvm_build_atomic_rmw (LLVMBuilderRef builder, AtomicRMWOp op, LLVMValueRef ptr, LLVMValueRef val)
+{
+       AtomicRMWInst::BinOp aop = AtomicRMWInst::Xchg;
+       AtomicRMWInst *ins;
+
+       switch (op) {
+       case LLVM_ATOMICRMW_OP_XCHG:
+               aop = AtomicRMWInst::Xchg;
+               break;
+       case LLVM_ATOMICRMW_OP_ADD:
+               aop = AtomicRMWInst::Add;
+               break;
+       default:
+               g_assert_not_reached ();
+               break;
+       }
+
+       ins = unwrap (builder)->CreateAtomicRMW (aop, unwrap (ptr), unwrap (val), AcquireRelease);
+       return wrap (ins);
+}
+
+LLVMValueRef
+mono_llvm_build_fence (LLVMBuilderRef builder)
+{
+       FenceInst *ins;
+
+       ins = unwrap (builder)->CreateFence (AcquireRelease);
+       return wrap (ins);
+}
+
 void
 mono_llvm_replace_uses_of (LLVMValueRef var, LLVMValueRef v)
 {
@@ -242,77 +383,243 @@ mono_llvm_replace_uses_of (LLVMValueRef var, LLVMValueRef v)
 static cl::list<const PassInfo*, bool, PassNameParser>
 PassList(cl::desc("Optimizations available:"));
 
-class MonoJITEventListener : public JITEventListener {
-       virtual void NotifyFunctionEmitted(const Function &F,
-                                                                          void *Code, size_t Size,
-                                                                          const EmittedFunctionDetails &Details) {
-               /*
-                * X86TargetMachine::setCodeModelForJIT() sets the code model to Large on amd64,
-                * which means the JIT will generate calls of the form
-                * mov reg, <imm>
-                * call *reg
-                * Our trampoline code can't patch this. Passing CodeModel::Small to createJIT
-                * doesn't seem to work, we need Default. A discussion is here:
-                * http://lists.cs.uiuc.edu/pipermail/llvmdev/2009-December/027999.html
-                * There seems to no way to get the TargeMachine used by an EE either, so we
-                * install a profiler hook and reset the code model here.
-                * This should be inside an ifdef, but we can't include our config.h either,
-                * since its definitions conflict with LLVM's config.h.
-                *
-                */
-               //#if defined(TARGET_X86) || defined(TARGET_AMD64)
-               if (Details.MF->getTarget ().getCodeModel () == CodeModel::Large) {
-                       Details.MF->getTarget ().setCodeModel (CodeModel::Default);
-               }
-               //#endif
-       }
-};
+static void
+force_pass_linking (void)
+{
+       // Make sure the rest is linked in, but never executed
+       if (getenv ("FOO") != (char*)-1)
+               return;
+
+       // This is a subset of the passes in LinkAllPasses.h
+       // The utility passes and the interprocedural passes are commented out
+
+      (void) llvm::createAAEvalPass();
+      (void) llvm::createAggressiveDCEPass();
+      (void) llvm::createAliasAnalysisCounterPass();
+      (void) llvm::createAliasDebugger();
+         /*
+      (void) llvm::createArgumentPromotionPass();
+      (void) llvm::createStructRetPromotionPass();
+         */
+      (void) llvm::createBasicAliasAnalysisPass();
+      (void) llvm::createLibCallAliasAnalysisPass(0);
+      (void) llvm::createScalarEvolutionAliasAnalysisPass();
+      (void) llvm::createBlockPlacementPass();
+      (void) llvm::createBreakCriticalEdgesPass();
+      (void) llvm::createCFGSimplificationPass();
+         /*
+      (void) llvm::createConstantMergePass();
+      (void) llvm::createConstantPropagationPass();
+         */
+         /*
+      (void) llvm::createDeadArgEliminationPass();
+         */
+      (void) llvm::createDeadCodeEliminationPass();
+      (void) llvm::createDeadInstEliminationPass();
+      (void) llvm::createDeadStoreEliminationPass();
+         /*
+      (void) llvm::createDeadTypeEliminationPass();
+      (void) llvm::createDomOnlyPrinterPass();
+      (void) llvm::createDomPrinterPass();
+      (void) llvm::createDomOnlyViewerPass();
+      (void) llvm::createDomViewerPass();
+      (void) llvm::createEdgeProfilerPass();
+      (void) llvm::createOptimalEdgeProfilerPass();
+      (void) llvm::createFunctionInliningPass();
+      (void) llvm::createAlwaysInlinerPass();
+      (void) llvm::createGlobalDCEPass();
+      (void) llvm::createGlobalOptimizerPass();
+      (void) llvm::createGlobalsModRefPass();
+      (void) llvm::createIPConstantPropagationPass();
+      (void) llvm::createIPSCCPPass();
+         */
+      (void) llvm::createIndVarSimplifyPass();
+      (void) llvm::createInstructionCombiningPass();
+         /*
+      (void) llvm::createInternalizePass(false);
+         */
+      (void) llvm::createLCSSAPass();
+      (void) llvm::createLICMPass();
+      (void) llvm::createLazyValueInfoPass();
+      (void) llvm::createLoopDependenceAnalysisPass();
+         /*
+      (void) llvm::createLoopExtractorPass();
+         */
+      (void) llvm::createLoopSimplifyPass();
+      (void) llvm::createLoopStrengthReducePass();
+      (void) llvm::createLoopUnrollPass();
+      (void) llvm::createLoopUnswitchPass();
+      (void) llvm::createLoopRotatePass();
+      (void) llvm::createLowerInvokePass();
+         /*
+      (void) llvm::createLowerSetJmpPass();
+         */
+      (void) llvm::createLowerSwitchPass();
+      (void) llvm::createNoAAPass();
+         /*
+      (void) llvm::createNoProfileInfoPass();
+      (void) llvm::createProfileEstimatorPass();
+      (void) llvm::createProfileVerifierPass();
+      (void) llvm::createProfileLoaderPass();
+         */
+      (void) llvm::createPromoteMemoryToRegisterPass();
+      (void) llvm::createDemoteRegisterToMemoryPass();
+         /*
+      (void) llvm::createPruneEHPass();
+      (void) llvm::createPostDomOnlyPrinterPass();
+      (void) llvm::createPostDomPrinterPass();
+      (void) llvm::createPostDomOnlyViewerPass();
+      (void) llvm::createPostDomViewerPass();
+         */
+      (void) llvm::createReassociatePass();
+      (void) llvm::createSCCPPass();
+      (void) llvm::createScalarReplAggregatesPass();
+      (void) llvm::createSimplifyLibCallsPass();
+         /*
+      (void) llvm::createSingleLoopExtractorPass();
+      (void) llvm::createStripSymbolsPass();
+      (void) llvm::createStripNonDebugSymbolsPass();
+      (void) llvm::createStripDeadDebugInfoPass();
+      (void) llvm::createStripDeadPrototypesPass();
+      (void) llvm::createTailCallEliminationPass();
+      (void) llvm::createTailDuplicationPass();
+      (void) llvm::createJumpThreadingPass();
+         */
+         /*
+      (void) llvm::createUnifyFunctionExitNodesPass();
+         */
+      (void) llvm::createInstCountPass();
+      (void) llvm::createCodeGenPreparePass();
+      (void) llvm::createGVNPass();
+      (void) llvm::createMemCpyOptPass();
+      (void) llvm::createLoopDeletionPass();
+         /*
+      (void) llvm::createPostDomTree();
+      (void) llvm::createPostDomFrontier();
+      (void) llvm::createInstructionNamerPass();
+      (void) llvm::createPartialSpecializationPass();
+      (void) llvm::createFunctionAttrsPass();
+      (void) llvm::createMergeFunctionsPass();
+      (void) llvm::createPrintModulePass(0);
+      (void) llvm::createPrintFunctionPass("", 0);
+      (void) llvm::createDbgInfoPrinterPass();
+      (void) llvm::createModuleDebugInfoPrinterPass();
+      (void) llvm::createPartialInliningPass();
+      (void) llvm::createGEPSplitterPass();
+      (void) llvm::createLintPass();
+         */
+      (void) llvm::createSinkingPass();
+}
 
 LLVMExecutionEngineRef
-mono_llvm_create_ee (LLVMModuleProviderRef MP, AllocCodeMemoryCb *alloc_cb, FunctionEmittedCb *emitted_cb, ExceptionTableCb *exception_cb)
+mono_llvm_create_ee (LLVMModuleProviderRef MP, AllocCodeMemoryCb *alloc_cb, FunctionEmittedCb *emitted_cb, ExceptionTableCb *exception_cb, DlSymCb *dlsym_cb)
 {
   std::string Error;
 
+  force_pass_linking ();
+
+#ifdef TARGET_ARM
+  LLVMInitializeARMTarget ();
+  LLVMInitializeARMTargetInfo ();
+  LLVMInitializeARMTargetMC ();
+#else
   LLVMInitializeX86Target ();
   LLVMInitializeX86TargetInfo ();
-
-  llvm::cl::ParseEnvironmentOptions("mono", "MONO_LLVM", "", false);
+  LLVMInitializeX86TargetMC ();
+#endif
 
   mono_mm = new MonoJITMemoryManager ();
   mono_mm->alloc_cb = alloc_cb;
-  mono_mm->emitted_cb = emitted_cb;
+  mono_mm->dlsym_cb = dlsym_cb;
 
-  DwarfExceptionHandling = true;
+  //JITExceptionHandling = true;
   // PrettyStackTrace installs signal handlers which trip up libgc
   DisablePrettyStackTrace = true;
 
-  ExecutionEngine *EE = ExecutionEngine::createJIT (unwrap (MP), &Error, mono_mm, CodeGenOpt::Default);
+  /*
+   * The Default code model doesn't seem to work on amd64,
+   * test_0_fields_with_big_offsets (among others) crashes, because LLVM tries to call
+   * memset using a normal pcrel code which is in 32bit memory, while memset isn't.
+   */
+
+  TargetOptions opts;
+  opts.JITExceptionHandling = 1;
+
+  EngineBuilder b (unwrap (MP));
+#ifdef TARGET_AMD64
+  ExecutionEngine *EE = b.setJITMemoryManager (mono_mm).setTargetOptions (opts).setCodeModel (CodeModel::Large).setAllocateGVsWithCode (true).create ();
+#else
+  ExecutionEngine *EE = b.setJITMemoryManager (mono_mm).setTargetOptions (opts).setAllocateGVsWithCode (true).create ();
+#endif
+  g_assert (EE);
+
+#if 0
+  ExecutionEngine *EE = ExecutionEngine::createJIT (unwrap (MP), &Error, mono_mm, CodeGenOpt::Default, true, Reloc::Default, CodeModel::Large);
   if (!EE) {
          errs () << "Unable to create LLVM ExecutionEngine: " << Error << "\n";
          g_assert_not_reached ();
   }
+#endif
+
   EE->InstallExceptionTableRegister (exception_cb);
-  EE->RegisterJITEventListener (new MonoJITEventListener ());
+  mono_event_listener = new MonoJITEventListener (emitted_cb);
+  EE->RegisterJITEventListener (mono_event_listener);
 
   fpm = new FunctionPassManager (unwrap (MP));
 
   fpm->add(new TargetData(*EE->getTargetData()));
-  /* Add a random set of passes */
-  /* Make this run-time configurable */
-  fpm->add(createInstructionCombiningPass());
-  fpm->add(createReassociatePass());
-  fpm->add(createGVNPass());
-  fpm->add(createCFGSimplificationPass());
-
-  /* Add passes specified by the env variable */
-  /* FIXME: This can only add passes which are linked in, thus are already used */
-  for (unsigned i = 0; i < PassList.size(); ++i) {
-      const PassInfo *PassInf = PassList[i];
-      Pass *P = 0;
-
-      if (PassInf->getNormalCtor())
-                 P = PassInf->getNormalCtor()();
-         fpm->add (P);
+
+  PassRegistry &Registry = *PassRegistry::getPassRegistry();
+  initializeCore(Registry);
+  initializeScalarOpts(Registry);
+  //initializeIPO(Registry);
+  initializeAnalysis(Registry);
+  initializeIPA(Registry);
+  initializeTransformUtils(Registry);
+  initializeInstCombine(Registry);
+  //initializeInstrumentation(Registry);
+  initializeTarget(Registry);
+
+  llvm::cl::ParseEnvironmentOptions("mono", "MONO_LLVM", "", false);
+
+  if (PassList.size() > 0) {
+         /* Use the passes specified by the env variable */
+         /* Only the passes in force_pass_linking () can be used */
+         for (unsigned i = 0; i < PassList.size(); ++i) {
+                 const PassInfo *PassInf = PassList[i];
+                 Pass *P = 0;
+
+                 if (PassInf->getNormalCtor())
+                         P = PassInf->getNormalCtor()();
+                 fpm->add (P);
+         }
+  } else {
+         /* Use the same passes used by 'opt' by default, without the ipo passes */
+         const char *opts = "-simplifycfg -domtree -domfrontier -scalarrepl -instcombine -simplifycfg -basiccg -domtree -domfrontier -scalarrepl -simplify-libcalls -instcombine -simplifycfg -instcombine -simplifycfg -reassociate -domtree -loops -loop-simplify -domfrontier -loop-simplify -lcssa -loop-rotate -licm -lcssa -loop-unswitch -instcombine -scalar-evolution -loop-simplify -lcssa -iv-users -indvars -loop-deletion -loop-simplify -lcssa -loop-unroll -instcombine -memdep -gvn -memdep -memcpyopt -sccp -instcombine -domtree -memdep -dse -adce -gvn -simplifycfg -preverify -domtree -verify";
+         char **args;
+         int i;
+
+         args = g_strsplit (opts, " ", 1000);
+         for (i = 0; args [i]; i++)
+                 ;
+         llvm::cl::ParseCommandLineOptions (i, args, "", false);
+         g_strfreev (args);
+
+         for (unsigned i = 0; i < PassList.size(); ++i) {
+                 const PassInfo *PassInf = PassList[i];
+                 Pass *P = 0;
+
+                 if (PassInf->getNormalCtor())
+                         P = PassInf->getNormalCtor()();
+                 fpm->add (P);
+         }
+
+         /*
+         fpm->add(createInstructionCombiningPass());
+         fpm->add(createReassociatePass());
+         fpm->add(createGVNPass());
+         fpm->add(createCFGSimplificationPass());
+         */
   }
 
   return wrap(EE);