lib/ExecutionEngine/Interpreter/Execution.cpp

   1 //===-- Execution.cpp - Implement code to simulate the program ------------===//
   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 contains the actual instruction interpreter.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "interpreter"
  15 #include "Interpreter.h"
  16 #include "llvm/Constants.h"
  17 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  18 #include "llvm/Instructions.h"
  19 #include "llvm/ParameterAttributes.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/IntrinsicLowering.h"
  21 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  22 #include "llvm/ADT/APInt.h"
  23 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  24 #include "llvm/Support/Debug.h"
  25 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  26 #include <algorithm>
  27 #include <cmath>
  28 #include <cstring>
  29 using namespace llvm;
  30
  31 STATISTIC(NumDynamicInsts, "Number of dynamic instructions executed");
  32 static Interpreter *TheEE = 0;
  33
  34 //===----------------------------------------------------------------------===//
  35 //                     Various Helper Functions
  36 //===----------------------------------------------------------------------===//
  37
  38 static inline uint64_t doSignExtension(uint64_t Val, const IntegerType* ITy) {
  39   // Determine if the value is signed or not
  40   bool isSigned = (Val & (1 << (ITy->getBitWidth()-1))) != 0;
  41   // If its signed, extend the sign bits
  42   if (isSigned)
  43     Val |= ~ITy->getBitMask();
  44   return Val;
  45 }
  46
  47 static void SetValue(Value *V, GenericValue Val, ExecutionContext &SF) {
  48   SF.Values[V] = Val;
  49 }
  50
  51 void Interpreter::initializeExecutionEngine() {
  52   TheEE = this;
  53 }
  54
  55 //===----------------------------------------------------------------------===//
  56 //                    Binary Instruction Implementations
  57 //===----------------------------------------------------------------------===//
  58
  59 #define IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(OP, TY) \
  60    case Type::TY##TyID: \
  61      Dest.TY##Val = Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val; \
  62      break
  63
  64 #define IMPLEMENT_INTEGER_BINOP1(OP, TY) \
  65    case Type::IntegerTyID: { \
  66      Dest.IntVal = Src1.IntVal OP Src2.IntVal; \
  67      break; \
  68    }
  69
  70
  71 static void executeAddInst(GenericValue &Dest, GenericValue Src1,
  72                            GenericValue Src2, const Type *Ty) {
  73   switch (Ty->getTypeID()) {
  74     IMPLEMENT_INTEGER_BINOP1(+, Ty);
  75     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Float);
  76     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Double);
  77   default:
  78     cerr << "Unhandled type for Add instruction: " << *Ty << "\n";
  79     abort();
  80   }
  81 }
  82
  83 static void executeSubInst(GenericValue &Dest, GenericValue Src1,
  84                            GenericValue Src2, const Type *Ty) {
  85   switch (Ty->getTypeID()) {
  86     IMPLEMENT_INTEGER_BINOP1(-, Ty);
  87     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Float);
  88     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Double);
  89   default:
  90     cerr << "Unhandled type for Sub instruction: " << *Ty << "\n";
  91     abort();
  92   }
  93 }
  94
  95 static void executeMulInst(GenericValue &Dest, GenericValue Src1,
  96                            GenericValue Src2, const Type *Ty) {
  97   switch (Ty->getTypeID()) {
  98     IMPLEMENT_INTEGER_BINOP1(*, Ty);
  99     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Float);
 100     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Double);
 101   default:
 102     cerr << "Unhandled type for Mul instruction: " << *Ty << "\n";
 103     abort();
 104   }
 105 }
 106
 107 static void executeFDivInst(GenericValue &Dest, GenericValue Src1,
 108                             GenericValue Src2, const Type *Ty) {
 109   switch (Ty->getTypeID()) {
 110     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Float);
 111     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Double);
 112   default:
 113     cerr << "Unhandled type for FDiv instruction: " << *Ty << "\n";
 114     abort();
 115   }
 116 }
 117
 118 static void executeFRemInst(GenericValue &Dest, GenericValue Src1,
 119                             GenericValue Src2, const Type *Ty) {
 120   switch (Ty->getTypeID()) {
 121   case Type::FloatTyID:
 122     Dest.FloatVal = fmod(Src1.FloatVal, Src2.FloatVal);
 123     break;
 124   case Type::DoubleTyID:
 125     Dest.DoubleVal = fmod(Src1.DoubleVal, Src2.DoubleVal);
 126     break;
 127   default:
 128     cerr << "Unhandled type for Rem instruction: " << *Ty << "\n";
 129     abort();
 130   }
 131 }
 132
 133 #define IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(OP, TY) \
 134    case Type::IntegerTyID:  \
 135       Dest.IntVal = APInt(1,Src1.IntVal.OP(Src2.IntVal)); \
 136       break;
 137
 138 // Handle pointers specially because they must be compared with only as much
 139 // width as the host has.  We _do not_ want to be comparing 64 bit values when
 140 // running on a 32-bit target, otherwise the upper 32 bits might mess up
 141 // comparisons if they contain garbage.
 142 #define IMPLEMENT_POINTER_ICMP(OP) \
 143    case Type::PointerTyID: \
 144       Dest.IntVal = APInt(1,(void*)(intptr_t)Src1.PointerVal OP \
 145                             (void*)(intptr_t)Src2.PointerVal); \
 146       break;
 147
 148 static GenericValue executeICMP_EQ(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 149                                    const Type *Ty) {
 150   GenericValue Dest;
 151   switch (Ty->getTypeID()) {
 152     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(eq,Ty);
 153     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(==);
 154   default:
 155     cerr << "Unhandled type for ICMP_EQ predicate: " << *Ty << "\n";
 156     abort();
 157   }
 158   return Dest;
 159 }
 160
 161 static GenericValue executeICMP_NE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 162                                    const Type *Ty) {
 163   GenericValue Dest;
 164   switch (Ty->getTypeID()) {
 165     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(ne,Ty);
 166     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(!=);
 167   default:
 168     cerr << "Unhandled type for ICMP_NE predicate: " << *Ty << "\n";
 169     abort();
 170   }
 171   return Dest;
 172 }
 173
 174 static GenericValue executeICMP_ULT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 175                                     const Type *Ty) {
 176   GenericValue Dest;
 177   switch (Ty->getTypeID()) {
 178     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(ult,Ty);
 179     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(<);
 180   default:
 181     cerr << "Unhandled type for ICMP_ULT predicate: " << *Ty << "\n";
 182     abort();
 183   }
 184   return Dest;
 185 }
 186
 187 static GenericValue executeICMP_SLT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 188                                     const Type *Ty) {
 189   GenericValue Dest;
 190   switch (Ty->getTypeID()) {
 191     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(slt,Ty);
 192     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(<);
 193   default:
 194     cerr << "Unhandled type for ICMP_SLT predicate: " << *Ty << "\n";
 195     abort();
 196   }
 197   return Dest;
 198 }
 199
 200 static GenericValue executeICMP_UGT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 201                                     const Type *Ty) {
 202   GenericValue Dest;
 203   switch (Ty->getTypeID()) {
 204     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(ugt,Ty);
 205     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(>);
 206   default:
 207     cerr << "Unhandled type for ICMP_UGT predicate: " << *Ty << "\n";
 208     abort();
 209   }
 210   return Dest;
 211 }
 212
 213 static GenericValue executeICMP_SGT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 214                                     const Type *Ty) {
 215   GenericValue Dest;
 216   switch (Ty->getTypeID()) {
 217     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(sgt,Ty);
 218     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(>);
 219   default:
 220     cerr << "Unhandled type for ICMP_SGT predicate: " << *Ty << "\n";
 221     abort();
 222   }
 223   return Dest;
 224 }
 225
 226 static GenericValue executeICMP_ULE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 227                                     const Type *Ty) {
 228   GenericValue Dest;
 229   switch (Ty->getTypeID()) {
 230     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(ule,Ty);
 231     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(<=);
 232   default:
 233     cerr << "Unhandled type for ICMP_ULE predicate: " << *Ty << "\n";
 234     abort();
 235   }
 236   return Dest;
 237 }
 238
 239 static GenericValue executeICMP_SLE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 240                                     const Type *Ty) {
 241   GenericValue Dest;
 242   switch (Ty->getTypeID()) {
 243     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(sle,Ty);
 244     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(<=);
 245   default:
 246     cerr << "Unhandled type for ICMP_SLE predicate: " << *Ty << "\n";
 247     abort();
 248   }
 249   return Dest;
 250 }
 251
 252 static GenericValue executeICMP_UGE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 253                                     const Type *Ty) {
 254   GenericValue Dest;
 255   switch (Ty->getTypeID()) {
 256     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(uge,Ty);
 257     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(>=);
 258   default:
 259     cerr << "Unhandled type for ICMP_UGE predicate: " << *Ty << "\n";
 260     abort();
 261   }
 262   return Dest;
 263 }
 264
 265 static GenericValue executeICMP_SGE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 266                                     const Type *Ty) {
 267   GenericValue Dest;
 268   switch (Ty->getTypeID()) {
 269     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(sge,Ty);
 270     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(>=);
 271   default:
 272     cerr << "Unhandled type for ICMP_SGE predicate: " << *Ty << "\n";
 273     abort();
 274   }
 275   return Dest;
 276 }
 277
 278 void Interpreter::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
 279   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 280   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 281   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 282   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 283   GenericValue R;   // Result
 284
 285   switch (I.getPredicate()) {
 286   case ICmpInst::ICMP_EQ:  R = executeICMP_EQ(Src1,  Src2, Ty); break;
 287   case ICmpInst::ICMP_NE:  R = executeICMP_NE(Src1,  Src2, Ty); break;
 288   case ICmpInst::ICMP_ULT: R = executeICMP_ULT(Src1, Src2, Ty); break;
 289   case ICmpInst::ICMP_SLT: R = executeICMP_SLT(Src1, Src2, Ty); break;
 290   case ICmpInst::ICMP_UGT: R = executeICMP_UGT(Src1, Src2, Ty); break;
 291   case ICmpInst::ICMP_SGT: R = executeICMP_SGT(Src1, Src2, Ty); break;
 292   case ICmpInst::ICMP_ULE: R = executeICMP_ULE(Src1, Src2, Ty); break;
 293   case ICmpInst::ICMP_SLE: R = executeICMP_SLE(Src1, Src2, Ty); break;
 294   case ICmpInst::ICMP_UGE: R = executeICMP_UGE(Src1, Src2, Ty); break;
 295   case ICmpInst::ICMP_SGE: R = executeICMP_SGE(Src1, Src2, Ty); break;
 296   default:
 297     cerr << "Don't know how to handle this ICmp predicate!\n-->" << I;
 298     abort();
 299   }
 300
 301   SetValue(&I, R, SF);
 302 }
 303
 304 #define IMPLEMENT_FCMP(OP, TY) \
 305    case Type::TY##TyID: \
 306      Dest.IntVal = APInt(1,Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val); \
 307      break
 308
 309 static GenericValue executeFCMP_OEQ(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 310                                    const Type *Ty) {
 311   GenericValue Dest;
 312   switch (Ty->getTypeID()) {
 313     IMPLEMENT_FCMP(==, Float);
 314     IMPLEMENT_FCMP(==, Double);
 315   default:
 316     cerr << "Unhandled type for FCmp EQ instruction: " << *Ty << "\n";
 317     abort();
 318   }
 319   return Dest;
 320 }
 321
 322 static GenericValue executeFCMP_ONE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 323                                    const Type *Ty) {
 324   GenericValue Dest;
 325   switch (Ty->getTypeID()) {
 326     IMPLEMENT_FCMP(!=, Float);
 327     IMPLEMENT_FCMP(!=, Double);
 328
 329   default:
 330     cerr << "Unhandled type for FCmp NE instruction: " << *Ty << "\n";
 331     abort();
 332   }
 333   return Dest;
 334 }
 335
 336 static GenericValue executeFCMP_OLE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 337                                    const Type *Ty) {
 338   GenericValue Dest;
 339   switch (Ty->getTypeID()) {
 340     IMPLEMENT_FCMP(<=, Float);
 341     IMPLEMENT_FCMP(<=, Double);
 342   default:
 343     cerr << "Unhandled type for FCmp LE instruction: " << *Ty << "\n";
 344     abort();
 345   }
 346   return Dest;
 347 }
 348
 349 static GenericValue executeFCMP_OGE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 350                                    const Type *Ty) {
 351   GenericValue Dest;
 352   switch (Ty->getTypeID()) {
 353     IMPLEMENT_FCMP(>=, Float);
 354     IMPLEMENT_FCMP(>=, Double);
 355   default:
 356     cerr << "Unhandled type for FCmp GE instruction: " << *Ty << "\n";
 357     abort();
 358   }
 359   return Dest;
 360 }
 361
 362 static GenericValue executeFCMP_OLT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 363                                    const Type *Ty) {
 364   GenericValue Dest;
 365   switch (Ty->getTypeID()) {
 366     IMPLEMENT_FCMP(<, Float);
 367     IMPLEMENT_FCMP(<, Double);
 368   default:
 369     cerr << "Unhandled type for FCmp LT instruction: " << *Ty << "\n";
 370     abort();
 371   }
 372   return Dest;
 373 }
 374
 375 static GenericValue executeFCMP_OGT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 376                                      const Type *Ty) {
 377   GenericValue Dest;
 378   switch (Ty->getTypeID()) {
 379     IMPLEMENT_FCMP(>, Float);
 380     IMPLEMENT_FCMP(>, Double);
 381   default:
 382     cerr << "Unhandled type for FCmp GT instruction: " << *Ty << "\n";
 383     abort();
 384   }
 385   return Dest;
 386 }
 387
 388 #define IMPLEMENT_UNORDERED(TY, X,Y) \
 389    if (TY == Type::FloatTy) \
 390      if (X.FloatVal != X.FloatVal || Y.FloatVal != Y.FloatVal) { \
 391        Dest.IntVal = APInt(1,true); \
 392        return Dest; \
 393      } \
 394    else if (X.DoubleVal != X.DoubleVal || Y.DoubleVal != Y.DoubleVal) { \
 395      Dest.IntVal = APInt(1,true); \
 396      return Dest; \
 397    }
 398
 399
 400 static GenericValue executeFCMP_UEQ(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 401                                    const Type *Ty) {
 402   GenericValue Dest;
 403   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 404   return executeFCMP_OEQ(Src1, Src2, Ty);
 405 }
 406
 407 static GenericValue executeFCMP_UNE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 408                                    const Type *Ty) {
 409   GenericValue Dest;
 410   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 411   return executeFCMP_ONE(Src1, Src2, Ty);
 412 }
 413
 414 static GenericValue executeFCMP_ULE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 415                                    const Type *Ty) {
 416   GenericValue Dest;
 417   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 418   return executeFCMP_OLE(Src1, Src2, Ty);
 419 }
 420
 421 static GenericValue executeFCMP_UGE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 422                                    const Type *Ty) {
 423   GenericValue Dest;
 424   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 425   return executeFCMP_OGE(Src1, Src2, Ty);
 426 }
 427
 428 static GenericValue executeFCMP_ULT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 429                                    const Type *Ty) {
 430   GenericValue Dest;
 431   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 432   return executeFCMP_OLT(Src1, Src2, Ty);
 433 }
 434
 435 static GenericValue executeFCMP_UGT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 436                                      const Type *Ty) {
 437   GenericValue Dest;
 438   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 439   return executeFCMP_OGT(Src1, Src2, Ty);
 440 }
 441
 442 static GenericValue executeFCMP_ORD(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 443                                      const Type *Ty) {
 444   GenericValue Dest;
 445   if (Ty == Type::FloatTy)
 446     Dest.IntVal = APInt(1,(Src1.FloatVal == Src1.FloatVal &&
 447                            Src2.FloatVal == Src2.FloatVal));
 448   else
 449     Dest.IntVal = APInt(1,(Src1.DoubleVal == Src1.DoubleVal &&
 450                            Src2.DoubleVal == Src2.DoubleVal));
 451   return Dest;
 452 }
 453
 454 static GenericValue executeFCMP_UNO(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 455                                      const Type *Ty) {
 456   GenericValue Dest;
 457   if (Ty == Type::FloatTy)
 458     Dest.IntVal = APInt(1,(Src1.FloatVal != Src1.FloatVal ||
 459                            Src2.FloatVal != Src2.FloatVal));
 460   else
 461     Dest.IntVal = APInt(1,(Src1.DoubleVal != Src1.DoubleVal ||
 462                            Src2.DoubleVal != Src2.DoubleVal));
 463   return Dest;
 464 }
 465
 466 void Interpreter::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
 467   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 468   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 469   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 470   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 471   GenericValue R;   // Result
 472
 473   switch (I.getPredicate()) {
 474   case FCmpInst::FCMP_FALSE: R.IntVal = APInt(1,false); break;
 475   case FCmpInst::FCMP_TRUE:  R.IntVal = APInt(1,true); break;
 476   case FCmpInst::FCMP_ORD:   R = executeFCMP_ORD(Src1, Src2, Ty); break;
 477   case FCmpInst::FCMP_UNO:   R = executeFCMP_UNO(Src1, Src2, Ty); break;
 478   case FCmpInst::FCMP_UEQ:   R = executeFCMP_UEQ(Src1, Src2, Ty); break;
 479   case FCmpInst::FCMP_OEQ:   R = executeFCMP_OEQ(Src1, Src2, Ty); break;
 480   case FCmpInst::FCMP_UNE:   R = executeFCMP_UNE(Src1, Src2, Ty); break;
 481   case FCmpInst::FCMP_ONE:   R = executeFCMP_ONE(Src1, Src2, Ty); break;
 482   case FCmpInst::FCMP_ULT:   R = executeFCMP_ULT(Src1, Src2, Ty); break;
 483   case FCmpInst::FCMP_OLT:   R = executeFCMP_OLT(Src1, Src2, Ty); break;
 484   case FCmpInst::FCMP_UGT:   R = executeFCMP_UGT(Src1, Src2, Ty); break;
 485   case FCmpInst::FCMP_OGT:   R = executeFCMP_OGT(Src1, Src2, Ty); break;
 486   case FCmpInst::FCMP_ULE:   R = executeFCMP_ULE(Src1, Src2, Ty); break;
 487   case FCmpInst::FCMP_OLE:   R = executeFCMP_OLE(Src1, Src2, Ty); break;
 488   case FCmpInst::FCMP_UGE:   R = executeFCMP_UGE(Src1, Src2, Ty); break;
 489   case FCmpInst::FCMP_OGE:   R = executeFCMP_OGE(Src1, Src2, Ty); break;
 490   default:
 491     cerr << "Don't know how to handle this FCmp predicate!\n-->" << I;
 492     abort();
 493   }
 494
 495   SetValue(&I, R, SF);
 496 }
 497
 498 static GenericValue executeCmpInst(unsigned predicate, GenericValue Src1,
 499                                    GenericValue Src2, const Type *Ty) {
 500   GenericValue Result;
 501   switch (predicate) {
 502   case ICmpInst::ICMP_EQ:    return executeICMP_EQ(Src1, Src2, Ty);
 503   case ICmpInst::ICMP_NE:    return executeICMP_NE(Src1, Src2, Ty);
 504   case ICmpInst::ICMP_UGT:   return executeICMP_UGT(Src1, Src2, Ty);
 505   case ICmpInst::ICMP_SGT:   return executeICMP_SGT(Src1, Src2, Ty);
 506   case ICmpInst::ICMP_ULT:   return executeICMP_ULT(Src1, Src2, Ty);
 507   case ICmpInst::ICMP_SLT:   return executeICMP_SLT(Src1, Src2, Ty);
 508   case ICmpInst::ICMP_UGE:   return executeICMP_UGE(Src1, Src2, Ty);
 509   case ICmpInst::ICMP_SGE:   return executeICMP_SGE(Src1, Src2, Ty);
 510   case ICmpInst::ICMP_ULE:   return executeICMP_ULE(Src1, Src2, Ty);
 511   case ICmpInst::ICMP_SLE:   return executeICMP_SLE(Src1, Src2, Ty);
 512   case FCmpInst::FCMP_ORD:   return executeFCMP_ORD(Src1, Src2, Ty);
 513   case FCmpInst::FCMP_UNO:   return executeFCMP_UNO(Src1, Src2, Ty);
 514   case FCmpInst::FCMP_OEQ:   return executeFCMP_OEQ(Src1, Src2, Ty);
 515   case FCmpInst::FCMP_UEQ:   return executeFCMP_UEQ(Src1, Src2, Ty);
 516   case FCmpInst::FCMP_ONE:   return executeFCMP_ONE(Src1, Src2, Ty);
 517   case FCmpInst::FCMP_UNE:   return executeFCMP_UNE(Src1, Src2, Ty);
 518   case FCmpInst::FCMP_OLT:   return executeFCMP_OLT(Src1, Src2, Ty);
 519   case FCmpInst::FCMP_ULT:   return executeFCMP_ULT(Src1, Src2, Ty);
 520   case FCmpInst::FCMP_OGT:   return executeFCMP_OGT(Src1, Src2, Ty);
 521   case FCmpInst::FCMP_UGT:   return executeFCMP_UGT(Src1, Src2, Ty);
 522   case FCmpInst::FCMP_OLE:   return executeFCMP_OLE(Src1, Src2, Ty);
 523   case FCmpInst::FCMP_ULE:   return executeFCMP_ULE(Src1, Src2, Ty);
 524   case FCmpInst::FCMP_OGE:   return executeFCMP_OGE(Src1, Src2, Ty);
 525   case FCmpInst::FCMP_UGE:   return executeFCMP_UGE(Src1, Src2, Ty);
 526   case FCmpInst::FCMP_FALSE: {
 527     GenericValue Result;
 528     Result.IntVal = APInt(1, false);
 529     return Result;
 530   }
 531   case FCmpInst::FCMP_TRUE: {
 532     GenericValue Result;
 533     Result.IntVal = APInt(1, true);
 534     return Result;
 535   }
 536   default:
 537     cerr << "Unhandled Cmp predicate\n";
 538     abort();
 539   }
 540 }
 541
 542 void Interpreter::visitBinaryOperator(BinaryOperator &I) {
 543   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 544   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 545   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 546   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 547   GenericValue R;   // Result
 548
 549   switch (I.getOpcode()) {
 550   case Instruction::Add:   executeAddInst  (R, Src1, Src2, Ty); break;
 551   case Instruction::Sub:   executeSubInst  (R, Src1, Src2, Ty); break;
 552   case Instruction::Mul:   executeMulInst  (R, Src1, Src2, Ty); break;
 553   case Instruction::FDiv:  executeFDivInst (R, Src1, Src2, Ty); break;
 554   case Instruction::FRem:  executeFRemInst (R, Src1, Src2, Ty); break;
 555   case Instruction::UDiv:  R.IntVal = Src1.IntVal.udiv(Src2.IntVal); break;
 556   case Instruction::SDiv:  R.IntVal = Src1.IntVal.sdiv(Src2.IntVal); break;
 557   case Instruction::URem:  R.IntVal = Src1.IntVal.urem(Src2.IntVal); break;
 558   case Instruction::SRem:  R.IntVal = Src1.IntVal.srem(Src2.IntVal); break;
 559   case Instruction::And:   R.IntVal = Src1.IntVal & Src2.IntVal; break;
 560   case Instruction::Or:    R.IntVal = Src1.IntVal | Src2.IntVal; break;
 561   case Instruction::Xor:   R.IntVal = Src1.IntVal ^ Src2.IntVal; break;
 562   default:
 563     cerr << "Don't know how to handle this binary operator!\n-->" << I;
 564     abort();
 565   }
 566
 567   SetValue(&I, R, SF);
 568 }
 569
 570 static GenericValue executeSelectInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 571                                       GenericValue Src3) {
 572   return Src1.IntVal == 0 ? Src3 : Src2;
 573 }
 574
 575 void Interpreter::visitSelectInst(SelectInst &I) {
 576   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 577   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 578   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 579   GenericValue Src3 = getOperandValue(I.getOperand(2), SF);
 580   GenericValue R = executeSelectInst(Src1, Src2, Src3);
 581   SetValue(&I, R, SF);
 582 }
 583
 584
 585 //===----------------------------------------------------------------------===//
 586 //                     Terminator Instruction Implementations
 587 //===----------------------------------------------------------------------===//
 588
 589 void Interpreter::exitCalled(GenericValue GV) {
 590   // runAtExitHandlers() assumes there are no stack frames, but
 591   // if exit() was called, then it had a stack frame. Blow away
 592   // the stack before interpreting atexit handlers.
 593   ECStack.clear ();
 594   runAtExitHandlers ();
 595   exit (GV.IntVal.zextOrTrunc(32).getZExtValue());
 596 }
 597
 598 /// Pop the last stack frame off of ECStack and then copy the result
 599 /// back into the result variable if we are not returning void. The
 600 /// result variable may be the ExitValue, or the Value of the calling
 601 /// CallInst if there was a previous stack frame. This method may
 602 /// invalidate any ECStack iterators you have. This method also takes
 603 /// care of switching to the normal destination BB, if we are returning
 604 /// from an invoke.
 605 ///
 606 void Interpreter::popStackAndReturnValueToCaller (const Type *RetTy,
 607                                                   GenericValue Result) {
 608   // Pop the current stack frame.
 609   ECStack.pop_back();
 610
 611   if (ECStack.empty()) {  // Finished main.  Put result into exit code...
 612     if (RetTy && RetTy->isInteger()) {          // Nonvoid return type?
 613       ExitValue = Result;   // Capture the exit value of the program
 614     } else {
 615       memset(&ExitValue.Untyped, 0, sizeof(ExitValue.Untyped));
 616     }
 617   } else {
 618     // If we have a previous stack frame, and we have a previous call,
 619     // fill in the return value...
 620     ExecutionContext &CallingSF = ECStack.back();
 621     if (Instruction *I = CallingSF.Caller.getInstruction()) {
 622       if (CallingSF.Caller.getType() != Type::VoidTy)      // Save result...
 623         SetValue(I, Result, CallingSF);
 624       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst> (I))
 625         SwitchToNewBasicBlock (II->getNormalDest (), CallingSF);
 626       CallingSF.Caller = CallSite();          // We returned from the call...
 627     }
 628   }
 629 }
 630
 631 void Interpreter::visitReturnInst(ReturnInst &I) {
 632   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 633   const Type *RetTy = Type::VoidTy;
 634   GenericValue Result;
 635
 636   // Save away the return value... (if we are not 'ret void')
 637   if (I.getNumOperands()) {
 638     RetTy  = I.getReturnValue()->getType();
 639     Result = getOperandValue(I.getReturnValue(), SF);
 640   }
 641
 642   popStackAndReturnValueToCaller(RetTy, Result);
 643 }
 644
 645 void Interpreter::visitUnwindInst(UnwindInst &I) {
 646   // Unwind stack
 647   Instruction *Inst;
 648   do {
 649     ECStack.pop_back ();
 650     if (ECStack.empty ())
 651       abort ();
 652     Inst = ECStack.back ().Caller.getInstruction ();
 653   } while (!(Inst && isa<InvokeInst> (Inst)));
 654
 655   // Return from invoke
 656   ExecutionContext &InvokingSF = ECStack.back ();
 657   InvokingSF.Caller = CallSite ();
 658
 659   // Go to exceptional destination BB of invoke instruction
 660   SwitchToNewBasicBlock(cast<InvokeInst>(Inst)->getUnwindDest(), InvokingSF);
 661 }
 662
 663 void Interpreter::visitUnreachableInst(UnreachableInst &I) {
 664   cerr << "ERROR: Program executed an 'unreachable' instruction!\n";
 665   abort();
 666 }
 667
 668 void Interpreter::visitBranchInst(BranchInst &I) {
 669   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 670   BasicBlock *Dest;
 671
 672   Dest = I.getSuccessor(0);          // Uncond branches have a fixed dest...
 673   if (!I.isUnconditional()) {
 674     Value *Cond = I.getCondition();
 675     if (getOperandValue(Cond, SF).IntVal == 0) // If false cond...
 676       Dest = I.getSuccessor(1);
 677   }
 678   SwitchToNewBasicBlock(Dest, SF);
 679 }
 680
 681 void Interpreter::visitSwitchInst(SwitchInst &I) {
 682   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 683   GenericValue CondVal = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 684   const Type *ElTy = I.getOperand(0)->getType();
 685
 686   // Check to see if any of the cases match...
 687   BasicBlock *Dest = 0;
 688   for (unsigned i = 2, e = I.getNumOperands(); i != e; i += 2)
 689     if (executeICMP_EQ(CondVal, getOperandValue(I.getOperand(i), SF), ElTy)
 690         .IntVal != 0) {
 691       Dest = cast<BasicBlock>(I.getOperand(i+1));
 692       break;
 693     }
 694
 695   if (!Dest) Dest = I.getDefaultDest();   // No cases matched: use default
 696   SwitchToNewBasicBlock(Dest, SF);
 697 }
 698
 699 // SwitchToNewBasicBlock - This method is used to jump to a new basic block.
 700 // This function handles the actual updating of block and instruction iterators
 701 // as well as execution of all of the PHI nodes in the destination block.
 702 //
 703 // This method does this because all of the PHI nodes must be executed
 704 // atomically, reading their inputs before any of the results are updated.  Not
 705 // doing this can cause problems if the PHI nodes depend on other PHI nodes for
 706 // their inputs.  If the input PHI node is updated before it is read, incorrect
 707 // results can happen.  Thus we use a two phase approach.
 708 //
 709 void Interpreter::SwitchToNewBasicBlock(BasicBlock *Dest, ExecutionContext &SF){
 710   BasicBlock *PrevBB = SF.CurBB;      // Remember where we came from...
 711   SF.CurBB   = Dest;                  // Update CurBB to branch destination
 712   SF.CurInst = SF.CurBB->begin();     // Update new instruction ptr...
 713
 714   if (!isa<PHINode>(SF.CurInst)) return;  // Nothing fancy to do
 715
 716   // Loop over all of the PHI nodes in the current block, reading their inputs.
 717   std::vector<GenericValue> ResultValues;
 718
 719   for (; PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(SF.CurInst); ++SF.CurInst) {
 720     // Search for the value corresponding to this previous bb...
 721     int i = PN->getBasicBlockIndex(PrevBB);
 722     assert(i != -1 && "PHINode doesn't contain entry for predecessor??");
 723     Value *IncomingValue = PN->getIncomingValue(i);
 724
 725     // Save the incoming value for this PHI node...
 726     ResultValues.push_back(getOperandValue(IncomingValue, SF));
 727   }
 728
 729   // Now loop over all of the PHI nodes setting their values...
 730   SF.CurInst = SF.CurBB->begin();
 731   for (unsigned i = 0; isa<PHINode>(SF.CurInst); ++SF.CurInst, ++i) {
 732     PHINode *PN = cast<PHINode>(SF.CurInst);
 733     SetValue(PN, ResultValues[i], SF);
 734   }
 735 }
 736
 737 //===----------------------------------------------------------------------===//
 738 //                     Memory Instruction Implementations
 739 //===----------------------------------------------------------------------===//
 740
 741 void Interpreter::visitAllocationInst(AllocationInst &I) {
 742   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 743
 744   const Type *Ty = I.getType()->getElementType();  // Type to be allocated
 745
 746   // Get the number of elements being allocated by the array...
 747   unsigned NumElements =
 748     getOperandValue(I.getOperand(0), SF).IntVal.getZExtValue();
 749
 750   unsigned TypeSize = (size_t)TD.getABITypeSize(Ty);
 751
 752   // Avoid malloc-ing zero bytes, use max()...
 753   unsigned MemToAlloc = std::max(1U, NumElements * TypeSize);
 754
 755   // Allocate enough memory to hold the type...
 756   void *Memory = malloc(MemToAlloc);
 757
 758   DOUT << "Allocated Type: " << *Ty << " (" << TypeSize << " bytes) x "
 759        << NumElements << " (Total: " << MemToAlloc << ") at "
 760        << uintptr_t(Memory) << '\n';
 761
 762   GenericValue Result = PTOGV(Memory);
 763   assert(Result.PointerVal != 0 && "Null pointer returned by malloc!");
 764   SetValue(&I, Result, SF);
 765
 766   if (I.getOpcode() == Instruction::Alloca)
 767     ECStack.back().Allocas.add(Memory);
 768 }
 769
 770 void Interpreter::visitFreeInst(FreeInst &I) {
 771   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 772   assert(isa<PointerType>(I.getOperand(0)->getType()) && "Freeing nonptr?");
 773   GenericValue Value = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 774   // TODO: Check to make sure memory is allocated
 775   free(GVTOP(Value));   // Free memory
 776 }
 777
 778 // getElementOffset - The workhorse for getelementptr.
 779 //
 780 GenericValue Interpreter::executeGEPOperation(Value *Ptr, gep_type_iterator I,
 781                                               gep_type_iterator E,
 782                                               ExecutionContext &SF) {
 783   assert(isa<PointerType>(Ptr->getType()) &&
 784          "Cannot getElementOffset of a nonpointer type!");
 785
 786   uint64_t Total = 0;
 787
 788   for (; I != E; ++I) {
 789     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*I)) {
 790       const StructLayout *SLO = TD.getStructLayout(STy);
 791
 792       const ConstantInt *CPU = cast<ConstantInt>(I.getOperand());
 793       unsigned Index = unsigned(CPU->getZExtValue());
 794
 795       Total += SLO->getElementOffset(Index);
 796     } else {
 797       const SequentialType *ST = cast<SequentialType>(*I);
 798       // Get the index number for the array... which must be long type...
 799       GenericValue IdxGV = getOperandValue(I.getOperand(), SF);
 800
 801       int64_t Idx;
 802       unsigned BitWidth =
 803         cast<IntegerType>(I.getOperand()->getType())->getBitWidth();
 804       if (BitWidth == 32)
 805         Idx = (int64_t)(int32_t)IdxGV.IntVal.getZExtValue();
 806       else if (BitWidth == 64)
 807         Idx = (int64_t)IdxGV.IntVal.getZExtValue();
 808       else
 809         assert(0 && "Invalid index type for getelementptr");
 810       Total += TD.getABITypeSize(ST->getElementType())*Idx;
 811     }
 812   }
 813
 814   GenericValue Result;
 815   Result.PointerVal = ((char*)getOperandValue(Ptr, SF).PointerVal) + Total;
 816   DOUT << "GEP Index " << Total << " bytes.\n";
 817   return Result;
 818 }
 819
 820 void Interpreter::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I) {
 821   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 822   SetValue(&I, TheEE->executeGEPOperation(I.getPointerOperand(),
 823                                    gep_type_begin(I), gep_type_end(I), SF), SF);
 824 }
 825
 826 void Interpreter::visitLoadInst(LoadInst &I) {
 827   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 828   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 829   GenericValue *Ptr = (GenericValue*)GVTOP(SRC);
 830   GenericValue Result;
 831   LoadValueFromMemory(Result, Ptr, I.getType());
 832   SetValue(&I, Result, SF);
 833 }
 834
 835 void Interpreter::visitStoreInst(StoreInst &I) {
 836   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 837   GenericValue Val = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 838   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 839   StoreValueToMemory(Val, (GenericValue *)GVTOP(SRC),
 840                      I.getOperand(0)->getType());
 841 }
 842
 843 //===----------------------------------------------------------------------===//
 844 //                 Miscellaneous Instruction Implementations
 845 //===----------------------------------------------------------------------===//
 846
 847 void Interpreter::visitCallSite(CallSite CS) {
 848   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 849
 850   // Check to see if this is an intrinsic function call...
 851   Function *F = CS.getCalledFunction();
 852   if (F && F->isDeclaration ())
 853     switch (F->getIntrinsicID()) {
 854     case Intrinsic::not_intrinsic:
 855       break;
 856     case Intrinsic::vastart: { // va_start
 857       GenericValue ArgIndex;
 858       ArgIndex.UIntPairVal.first = ECStack.size() - 1;
 859       ArgIndex.UIntPairVal.second = 0;
 860       SetValue(CS.getInstruction(), ArgIndex, SF);
 861       return;
 862     }
 863     case Intrinsic::vaend:    // va_end is a noop for the interpreter
 864       return;
 865     case Intrinsic::vacopy:   // va_copy: dest = src
 866       SetValue(CS.getInstruction(), getOperandValue(*CS.arg_begin(), SF), SF);
 867       return;
 868     default:
 869       // If it is an unknown intrinsic function, use the intrinsic lowering
 870       // class to transform it into hopefully tasty LLVM code.
 871       //
 872       BasicBlock::iterator me(CS.getInstruction());
 873       BasicBlock *Parent = CS.getInstruction()->getParent();
 874       bool atBegin(Parent->begin() == me);
 875       if (!atBegin)
 876         --me;
 877       IL->LowerIntrinsicCall(cast<CallInst>(CS.getInstruction()));
 878
 879       // Restore the CurInst pointer to the first instruction newly inserted, if
 880       // any.
 881       if (atBegin) {
 882         SF.CurInst = Parent->begin();
 883       } else {
 884         SF.CurInst = me;
 885         ++SF.CurInst;
 886       }
 887       return;
 888     }
 889
 890
 891   SF.Caller = CS;
 892   std::vector<GenericValue> ArgVals;
 893   const unsigned NumArgs = SF.Caller.arg_size();
 894   ArgVals.reserve(NumArgs);
 895   uint16_t pNum = 1;
 896   for (CallSite::arg_iterator i = SF.Caller.arg_begin(),
 897          e = SF.Caller.arg_end(); i != e; ++i, ++pNum) {
 898     Value *V = *i;
 899     ArgVals.push_back(getOperandValue(V, SF));
 900     // Promote all integral types whose size is < sizeof(i32) into i32.
 901     // We do this by zero or sign extending the value as appropriate
 902     // according to the parameter attributes
 903     const Type *Ty = V->getType();
 904     if (Ty->isInteger() && (ArgVals.back().IntVal.getBitWidth() < 32))
 905       if (CS.paramHasAttr(pNum, ParamAttr::ZExt))
 906         ArgVals.back().IntVal = ArgVals.back().IntVal.zext(32);
 907       else if (CS.paramHasAttr(pNum, ParamAttr::SExt))
 908         ArgVals.back().IntVal = ArgVals.back().IntVal.sext(32);
 909   }
 910
 911   // To handle indirect calls, we must get the pointer value from the argument
 912   // and treat it as a function pointer.
 913   GenericValue SRC = getOperandValue(SF.Caller.getCalledValue(), SF);
 914   callFunction((Function*)GVTOP(SRC), ArgVals);
 915 }
 916
 917 void Interpreter::visitShl(BinaryOperator &I) {
 918   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 919   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 920   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 921   GenericValue Dest;
 922   Dest.IntVal = Src1.IntVal.shl(Src2.IntVal.getZExtValue());
 923   SetValue(&I, Dest, SF);
 924 }
 925
 926 void Interpreter::visitLShr(BinaryOperator &I) {
 927   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 928   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 929   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 930   GenericValue Dest;
 931   Dest.IntVal =  Src1.IntVal.lshr(Src2.IntVal.getZExtValue());
 932   SetValue(&I, Dest, SF);
 933 }
 934
 935 void Interpreter::visitAShr(BinaryOperator &I) {
 936   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 937   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 938   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 939   GenericValue Dest;
 940   Dest.IntVal = Src1.IntVal.ashr(Src2.IntVal.getZExtValue());
 941   SetValue(&I, Dest, SF);
 942 }
 943
 944 GenericValue Interpreter::executeTruncInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 945                                            ExecutionContext &SF) {
 946   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
 947   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
 948   const IntegerType *DITy = cast<IntegerType>(DstTy);
 949   const IntegerType *SITy = cast<IntegerType>(SrcTy);
 950   unsigned DBitWidth = DITy->getBitWidth();
 951   unsigned SBitWidth = SITy->getBitWidth();
 952   assert(SBitWidth > DBitWidth && "Invalid truncate");
 953   Dest.IntVal = Src.IntVal.trunc(DBitWidth);
 954   return Dest;
 955 }
 956
 957 GenericValue Interpreter::executeSExtInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 958                                           ExecutionContext &SF) {
 959   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
 960   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
 961   const IntegerType *DITy = cast<IntegerType>(DstTy);
 962   const IntegerType *SITy = cast<IntegerType>(SrcTy);
 963   unsigned DBitWidth = DITy->getBitWidth();
 964   unsigned SBitWidth = SITy->getBitWidth();
 965   assert(SBitWidth < DBitWidth && "Invalid sign extend");
 966   Dest.IntVal = Src.IntVal.sext(DBitWidth);
 967   return Dest;
 968 }
 969
 970 GenericValue Interpreter::executeZExtInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 971                                           ExecutionContext &SF) {
 972   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
 973   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
 974   const IntegerType *DITy = cast<IntegerType>(DstTy);
 975   const IntegerType *SITy = cast<IntegerType>(SrcTy);
 976   unsigned DBitWidth = DITy->getBitWidth();
 977   unsigned SBitWidth = SITy->getBitWidth();
 978   assert(SBitWidth < DBitWidth && "Invalid sign extend");
 979   Dest.IntVal = Src.IntVal.zext(DBitWidth);
 980   return Dest;
 981 }
 982
 983 GenericValue Interpreter::executeFPTruncInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 984                                              ExecutionContext &SF) {
 985   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
 986   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
 987   assert(SrcTy == Type::DoubleTy && DstTy == Type::FloatTy &&
 988          "Invalid FPTrunc instruction");
 989   Dest.FloatVal = (float) Src.DoubleVal;
 990   return Dest;
 991 }
 992
 993 GenericValue Interpreter::executeFPExtInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 994                                            ExecutionContext &SF) {
 995   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
 996   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
 997   assert(SrcTy == Type::FloatTy && DstTy == Type::DoubleTy &&
 998          "Invalid FPTrunc instruction");
 999   Dest.DoubleVal = (double) Src.FloatVal;
1000   return Dest;
1001 }
1002
1003 GenericValue Interpreter::executeFPToUIInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1004                                             ExecutionContext &SF) {
1005   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
1006   uint32_t DBitWidth = cast<IntegerType>(DstTy)->getBitWidth();
1007   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1008   assert(SrcTy->isFloatingPoint() && "Invalid FPToUI instruction");
1009
1010   if (SrcTy->getTypeID() == Type::FloatTyID)
1011     Dest.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(Src.FloatVal, DBitWidth);
1012   else
1013     Dest.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(Src.DoubleVal, DBitWidth);
1014   return Dest;
1015 }
1016
1017 GenericValue Interpreter::executeFPToSIInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1018                                             ExecutionContext &SF) {
1019   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
1020   uint32_t DBitWidth = cast<IntegerType>(DstTy)->getBitWidth();
1021   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1022   assert(SrcTy->isFloatingPoint() && "Invalid FPToSI instruction");
1023
1024   if (SrcTy->getTypeID() == Type::FloatTyID)
1025     Dest.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(Src.FloatVal, DBitWidth);
1026   else
1027     Dest.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(Src.DoubleVal, DBitWidth);
1028   return Dest;
1029 }
1030
1031 GenericValue Interpreter::executeUIToFPInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1032                                             ExecutionContext &SF) {
1033   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1034   assert(DstTy->isFloatingPoint() && "Invalid UIToFP instruction");
1035
1036   if (DstTy->getTypeID() == Type::FloatTyID)
1037     Dest.FloatVal = APIntOps::RoundAPIntToFloat(Src.IntVal);
1038   else
1039     Dest.DoubleVal = APIntOps::RoundAPIntToDouble(Src.IntVal);
1040   return Dest;
1041 }
1042
1043 GenericValue Interpreter::executeSIToFPInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1044                                             ExecutionContext &SF) {
1045   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1046   assert(DstTy->isFloatingPoint() && "Invalid SIToFP instruction");
1047
1048   if (DstTy->getTypeID() == Type::FloatTyID)
1049     Dest.FloatVal = APIntOps::RoundSignedAPIntToFloat(Src.IntVal);
1050   else
1051     Dest.DoubleVal = APIntOps::RoundSignedAPIntToDouble(Src.IntVal);
1052   return Dest;
1053
1054 }
1055
1056 GenericValue Interpreter::executePtrToIntInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1057                                               ExecutionContext &SF) {
1058   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
1059   uint32_t DBitWidth = cast<IntegerType>(DstTy)->getBitWidth();
1060   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1061   assert(isa<PointerType>(SrcTy) && "Invalid PtrToInt instruction");
1062
1063   Dest.IntVal = APInt(DBitWidth, (intptr_t) Src.PointerVal);
1064   return Dest;
1065 }
1066
1067 GenericValue Interpreter::executeIntToPtrInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1068                                               ExecutionContext &SF) {
1069   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1070   assert(isa<PointerType>(DstTy) && "Invalid PtrToInt instruction");
1071
1072   uint32_t PtrSize = TD.getPointerSizeInBits();
1073   if (PtrSize != Src.IntVal.getBitWidth())
1074     Src.IntVal = Src.IntVal.zextOrTrunc(PtrSize);
1075
1076   Dest.PointerVal = PointerTy(intptr_t(Src.IntVal.getZExtValue()));
1077   return Dest;
1078 }
1079
1080 GenericValue Interpreter::executeBitCastInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1081                                              ExecutionContext &SF) {
1082
1083   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
1084   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1085   if (isa<PointerType>(DstTy)) {
1086     assert(isa<PointerType>(SrcTy) && "Invalid BitCast");
1087     Dest.PointerVal = Src.PointerVal;
1088   } else if (DstTy->isInteger()) {
1089     if (SrcTy == Type::FloatTy) {
1090       Dest.IntVal.zext(sizeof(Src.FloatVal) * 8);
1091       Dest.IntVal.floatToBits(Src.FloatVal);
1092     } else if (SrcTy == Type::DoubleTy) {
1093       Dest.IntVal.zext(sizeof(Src.DoubleVal) * 8);
1094       Dest.IntVal.doubleToBits(Src.DoubleVal);
1095     } else if (SrcTy->isInteger()) {
1096       Dest.IntVal = Src.IntVal;
1097     } else
1098       assert(0 && "Invalid BitCast");
1099   } else if (DstTy == Type::FloatTy) {
1100     if (SrcTy->isInteger())
1101       Dest.FloatVal = Src.IntVal.bitsToFloat();
1102     else
1103       Dest.FloatVal = Src.FloatVal;
1104   } else if (DstTy == Type::DoubleTy) {
1105     if (SrcTy->isInteger())
1106       Dest.DoubleVal = Src.IntVal.bitsToDouble();
1107     else
1108       Dest.DoubleVal = Src.DoubleVal;
1109   } else
1110     assert(0 && "Invalid Bitcast");
1111
1112   return Dest;
1113 }
1114
1115 void Interpreter::visitTruncInst(TruncInst &I) {
1116   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1117   SetValue(&I, executeTruncInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1118 }
1119
1120 void Interpreter::visitSExtInst(SExtInst &I) {
1121   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1122   SetValue(&I, executeSExtInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1123 }
1124
1125 void Interpreter::visitZExtInst(ZExtInst &I) {
1126   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1127   SetValue(&I, executeZExtInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1128 }
1129
1130 void Interpreter::visitFPTruncInst(FPTruncInst &I) {
1131   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1132   SetValue(&I, executeFPTruncInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1133 }
1134
1135 void Interpreter::visitFPExtInst(FPExtInst &I) {
1136   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1137   SetValue(&I, executeFPExtInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1138 }
1139
1140 void Interpreter::visitUIToFPInst(UIToFPInst &I) {
1141   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1142   SetValue(&I, executeUIToFPInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1143 }
1144
1145 void Interpreter::visitSIToFPInst(SIToFPInst &I) {
1146   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1147   SetValue(&I, executeSIToFPInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1148 }
1149
1150 void Interpreter::visitFPToUIInst(FPToUIInst &I) {
1151   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1152   SetValue(&I, executeFPToUIInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1153 }
1154
1155 void Interpreter::visitFPToSIInst(FPToSIInst &I) {
1156   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1157   SetValue(&I, executeFPToSIInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1158 }
1159
1160 void Interpreter::visitPtrToIntInst(PtrToIntInst &I) {
1161   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1162   SetValue(&I, executePtrToIntInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1163 }
1164
1165 void Interpreter::visitIntToPtrInst(IntToPtrInst &I) {
1166   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1167   SetValue(&I, executeIntToPtrInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1168 }
1169
1170 void Interpreter::visitBitCastInst(BitCastInst &I) {
1171   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1172   SetValue(&I, executeBitCastInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1173 }
1174
1175 #define IMPLEMENT_VAARG(TY) \
1176    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src.TY##Val; break
1177
1178 void Interpreter::visitVAArgInst(VAArgInst &I) {
1179   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1180
1181   // Get the incoming valist parameter.  LLI treats the valist as a
1182   // (ec-stack-depth var-arg-index) pair.
1183   GenericValue VAList = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
1184   GenericValue Dest;
1185   GenericValue Src = ECStack[VAList.UIntPairVal.first]
1186                       .VarArgs[VAList.UIntPairVal.second];
1187   const Type *Ty = I.getType();
1188   switch (Ty->getTypeID()) {
1189     case Type::IntegerTyID: Dest.IntVal = Src.IntVal;
1190     IMPLEMENT_VAARG(Pointer);
1191     IMPLEMENT_VAARG(Float);
1192     IMPLEMENT_VAARG(Double);
1193   default:
1194     cerr << "Unhandled dest type for vaarg instruction: " << *Ty << "\n";
1195     abort();
1196   }
1197
1198   // Set the Value of this Instruction.
1199   SetValue(&I, Dest, SF);
1200
1201   // Move the pointer to the next vararg.
1202   ++VAList.UIntPairVal.second;
1203 }
1204
1205 GenericValue Interpreter::getConstantExprValue (ConstantExpr *CE,
1206                                                 ExecutionContext &SF) {
1207   switch (CE->getOpcode()) {
1208   case Instruction::Trunc:
1209       return executeTruncInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1210   case Instruction::ZExt:
1211       return executeZExtInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1212   case Instruction::SExt:
1213       return executeSExtInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1214   case Instruction::FPTrunc:
1215       return executeFPTruncInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1216   case Instruction::FPExt:
1217       return executeFPExtInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1218   case Instruction::UIToFP:
1219       return executeUIToFPInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1220   case Instruction::SIToFP:
1221       return executeSIToFPInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1222   case Instruction::FPToUI:
1223       return executeFPToUIInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1224   case Instruction::FPToSI:
1225       return executeFPToSIInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1226   case Instruction::PtrToInt:
1227       return executePtrToIntInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1228   case Instruction::IntToPtr:
1229       return executeIntToPtrInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1230   case Instruction::BitCast:
1231       return executeBitCastInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1232   case Instruction::GetElementPtr:
1233     return executeGEPOperation(CE->getOperand(0), gep_type_begin(CE),
1234                                gep_type_end(CE), SF);
1235   case Instruction::FCmp:
1236   case Instruction::ICmp:
1237     return executeCmpInst(CE->getPredicate(),
1238                           getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
1239                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
1240                           CE->getOperand(0)->getType());
1241   case Instruction::Select:
1242     return executeSelectInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
1243                              getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
1244                              getOperandValue(CE->getOperand(2), SF));
1245   default :
1246     break;
1247   }
1248
1249   // The cases below here require a GenericValue parameter for the result
1250   // so we initialize one, compute it and then return it.
1251   GenericValue Op0 = getOperandValue(CE->getOperand(0), SF);
1252   GenericValue Op1 = getOperandValue(CE->getOperand(1), SF);
1253   GenericValue Dest;
1254   const Type * Ty = CE->getOperand(0)->getType();
1255   switch (CE->getOpcode()) {
1256   case Instruction::Add:  executeAddInst (Dest, Op0, Op1, Ty); break;
1257   case Instruction::Sub:  executeSubInst (Dest, Op0, Op1, Ty); break;
1258   case Instruction::Mul:  executeMulInst (Dest, Op0, Op1, Ty); break;
1259   case Instruction::FDiv: executeFDivInst(Dest, Op0, Op1, Ty); break;
1260   case Instruction::FRem: executeFRemInst(Dest, Op0, Op1, Ty); break;
1261   case Instruction::SDiv: Dest.IntVal = Op0.IntVal.sdiv(Op1.IntVal); break;
1262   case Instruction::UDiv: Dest.IntVal = Op0.IntVal.udiv(Op1.IntVal); break;
1263   case Instruction::URem: Dest.IntVal = Op0.IntVal.urem(Op1.IntVal); break;
1264   case Instruction::SRem: Dest.IntVal = Op0.IntVal.srem(Op1.IntVal); break;
1265   case Instruction::And:  Dest.IntVal = Op0.IntVal.And(Op1.IntVal); break;
1266   case Instruction::Or:   Dest.IntVal = Op0.IntVal.Or(Op1.IntVal); break;
1267   case Instruction::Xor:  Dest.IntVal = Op0.IntVal.Xor(Op1.IntVal); break;
1268   case Instruction::Shl:
1269     Dest.IntVal = Op0.IntVal.shl(Op1.IntVal.getZExtValue());
1270     break;
1271   case Instruction::LShr:
1272     Dest.IntVal = Op0.IntVal.lshr(Op1.IntVal.getZExtValue());
1273     break;
1274   case Instruction::AShr:
1275     Dest.IntVal = Op0.IntVal.ashr(Op1.IntVal.getZExtValue());
1276     break;
1277   default:
1278     cerr << "Unhandled ConstantExpr: " << *CE << "\n";
1279     abort();
1280     return GenericValue();
1281   }
1282   return Dest;
1283 }
1284
1285 GenericValue Interpreter::getOperandValue(Value *V, ExecutionContext &SF) {
1286   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
1287     return getConstantExprValue(CE, SF);
1288   } else if (Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(V)) {
1289     return getConstantValue(CPV);
1290   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
1291     return PTOGV(getPointerToGlobal(GV));
1292   } else {
1293     return SF.Values[V];
1294   }
1295 }
1296
1297 //===----------------------------------------------------------------------===//
1298 //                        Dispatch and Execution Code
1299 //===----------------------------------------------------------------------===//
1300
1301 //===----------------------------------------------------------------------===//
1302 // callFunction - Execute the specified function...
1303 //
1304 void Interpreter::callFunction(Function *F,
1305                                const std::vector<GenericValue> &ArgVals) {
1306   assert((ECStack.empty() || ECStack.back().Caller.getInstruction() == 0 ||
1307           ECStack.back().Caller.arg_size() == ArgVals.size()) &&
1308          "Incorrect number of arguments passed into function call!");
1309   // Make a new stack frame... and fill it in.
1310   ECStack.push_back(ExecutionContext());
1311   ExecutionContext &StackFrame = ECStack.back();
1312   StackFrame.CurFunction = F;
1313
1314   // Special handling for external functions.
1315   if (F->isDeclaration()) {
1316     GenericValue Result = callExternalFunction (F, ArgVals);
1317     // Simulate a 'ret' instruction of the appropriate type.
1318     popStackAndReturnValueToCaller (F->getReturnType (), Result);
1319     return;
1320   }
1321
1322   // Get pointers to first LLVM BB & Instruction in function.
1323   StackFrame.CurBB     = F->begin();
1324   StackFrame.CurInst   = StackFrame.CurBB->begin();
1325
1326   // Run through the function arguments and initialize their values...
1327   assert((ArgVals.size() == F->arg_size() ||
1328          (ArgVals.size() > F->arg_size() && F->getFunctionType()->isVarArg()))&&
1329          "Invalid number of values passed to function invocation!");
1330
1331   // Handle non-varargs arguments...
1332   unsigned i = 0;
1333   for (Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
1334        AI != E; ++AI, ++i)
1335     SetValue(AI, ArgVals[i], StackFrame);
1336
1337   // Handle varargs arguments...
1338   StackFrame.VarArgs.assign(ArgVals.begin()+i, ArgVals.end());
1339 }
1340
1341
1342 void Interpreter::run() {
1343   while (!ECStack.empty()) {
1344     // Interpret a single instruction & increment the "PC".
1345     ExecutionContext &SF = ECStack.back();  // Current stack frame
1346     Instruction &I = *SF.CurInst++;         // Increment before execute
1347
1348     // Track the number of dynamic instructions executed.
1349     ++NumDynamicInsts;
1350
1351     DOUT << "About to interpret: " << I;
1352     visit(I);   // Dispatch to one of the visit* methods...
1353 #if 0
1354     // This is not safe, as visiting the instruction could lower it and free I.
1355 #ifndef NDEBUG
1356     if (!isa<CallInst>(I) && !isa<InvokeInst>(I) &&
1357         I.getType() != Type::VoidTy) {
1358       DOUT << "  --> ";
1359       const GenericValue &Val = SF.Values[&I];
1360       switch (I.getType()->getTypeID()) {
1361       default: assert(0 && "Invalid GenericValue Type");
1362       case Type::VoidTyID:    DOUT << "void"; break;
1363       case Type::FloatTyID:   DOUT << "float " << Val.FloatVal; break;
1364       case Type::DoubleTyID:  DOUT << "double " << Val.DoubleVal; break;
1365       case Type::PointerTyID: DOUT << "void* " << intptr_t(Val.PointerVal);
1366         break;
1367       case Type::IntegerTyID:
1368         DOUT << "i" << Val.IntVal.getBitWidth() << " "
1369         << Val.IntVal.toStringUnsigned(10)
1370         << " (0x" << Val.IntVal.toStringUnsigned(16) << ")\n";
1371         break;
1372       }
1373     }
1374 #endif
1375 #endif
1376   }
1377 }