lib/ExecutionEngine/Interpreter/Execution.cpp

   1 //===-- Execution.cpp - Implement code to simulate the program ------------===//
   2 //
   3 //  This file contains the actual instruction interpreter.
   4 //
   5 //===----------------------------------------------------------------------===//
   6
   7 #include "Interpreter.h"
   8 #include "ExecutionAnnotations.h"
   9 #include "llvm/iPHINode.h"
  10 #include "llvm/iOther.h"
  11 #include "llvm/iTerminators.h"
  12 #include "llvm/iMemory.h"
  13 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  14 #include "llvm/Constants.h"
  15 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
  16 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  17 #include "llvm/GlobalVariable.h"
  18 #include "Support/CommandLine.h"
  19 #include <math.h>  // For fmod
  20 #include <signal.h>
  21 #include <setjmp.h>
  22 #include <iostream>
  23 using std::vector;
  24 using std::cout;
  25 using std::cerr;
  26
  27 static cl::opt<bool>
  28 QuietMode("quiet", cl::desc("Do not emit any non-program output"));
  29
  30 static cl::alias
  31 QuietModeA("q", cl::desc("Alias for -quiet"), cl::aliasopt(QuietMode));
  32
  33 static cl::opt<bool>
  34 ArrayChecksEnabled("array-checks", cl::desc("Enable array bound checks"));
  35
  36 static cl::opt<bool>
  37 AbortOnExceptions("abort-on-exception",
  38                   cl::desc("Halt execution on a machine exception"));
  39
  40 // Create a TargetData structure to handle memory addressing and size/alignment
  41 // computations
  42 //
  43 static TargetData TD("lli Interpreter");
  44 CachedWriter CW;     // Object to accelerate printing of LLVM
  45
  46
  47 #ifdef PROFILE_STRUCTURE_FIELDS
  48 static cl::opt<bool>
  49 ProfileStructureFields("profilestructfields",
  50                        cl::desc("Profile Structure Field Accesses"));
  51 #include <map>
  52 static std::map<const StructType *, vector<unsigned> > FieldAccessCounts;
  53 #endif
  54
  55 sigjmp_buf SignalRecoverBuffer;
  56 static bool InInstruction = false;
  57
  58 extern "C" {
  59 static void SigHandler(int Signal) {
  60   if (InInstruction)
  61     siglongjmp(SignalRecoverBuffer, Signal);
  62 }
  63 }
  64
  65 static void initializeSignalHandlers() {
  66   struct sigaction Action;
  67   Action.sa_handler = SigHandler;
  68   Action.sa_flags   = SA_SIGINFO;
  69   sigemptyset(&Action.sa_mask);
  70   sigaction(SIGSEGV, &Action, 0);
  71   sigaction(SIGBUS, &Action, 0);
  72   sigaction(SIGINT, &Action, 0);
  73   sigaction(SIGFPE, &Action, 0);
  74 }
  75
  76
  77 //===----------------------------------------------------------------------===//
  78 //                     Value Manipulation code
  79 //===----------------------------------------------------------------------===//
  80
  81 static unsigned getOperandSlot(Value *V) {
  82   SlotNumber *SN = (SlotNumber*)V->getAnnotation(SlotNumberAID);
  83   assert(SN && "Operand does not have a slot number annotation!");
  84   return SN->SlotNum;
  85 }
  86
  87 #define GET_CONST_VAL(TY, CLASS) \
  88   case Type::TY##TyID: Result.TY##Val = cast<CLASS>(CPV)->getValue(); break
  89
  90 static GenericValue getOperandValue(Value *V, ExecutionContext &SF) {
  91   if (Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(V)) {
  92     GenericValue Result;
  93     switch (CPV->getType()->getPrimitiveID()) {
  94       GET_CONST_VAL(Bool   , ConstantBool);
  95       GET_CONST_VAL(UByte  , ConstantUInt);
  96       GET_CONST_VAL(SByte  , ConstantSInt);
  97       GET_CONST_VAL(UShort , ConstantUInt);
  98       GET_CONST_VAL(Short  , ConstantSInt);
  99       GET_CONST_VAL(UInt   , ConstantUInt);
 100       GET_CONST_VAL(Int    , ConstantSInt);
 101       GET_CONST_VAL(ULong  , ConstantUInt);
 102       GET_CONST_VAL(Long   , ConstantSInt);
 103       GET_CONST_VAL(Float  , ConstantFP);
 104       GET_CONST_VAL(Double , ConstantFP);
 105     case Type::PointerTyID:
 106       if (isa<ConstantPointerNull>(CPV)) {
 107         Result.PointerVal = 0;
 108       } else if (isa<ConstantPointerRef>(CPV)) {
 109         assert(0 && "Not implemented!");
 110       } else {
 111         assert(0 && "Unknown constant pointer type!");
 112       }
 113       break;
 114     default:
 115       cout << "ERROR: Constant unimp for type: " << CPV->getType() << "\n";
 116     }
 117     return Result;
 118   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
 119     GlobalAddress *Address =
 120       (GlobalAddress*)GV->getOrCreateAnnotation(GlobalAddressAID);
 121     GenericValue Result;
 122     Result.PointerVal = (PointerTy)(GenericValue*)Address->Ptr;
 123     return Result;
 124   } else {
 125     unsigned TyP = V->getType()->getUniqueID();   // TypePlane for value
 126     unsigned OpSlot = getOperandSlot(V);
 127     assert(TyP < SF.Values.size() &&
 128            OpSlot < SF.Values[TyP].size() && "Value out of range!");
 129     return SF.Values[TyP][getOperandSlot(V)];
 130   }
 131 }
 132
 133 static void printOperandInfo(Value *V, ExecutionContext &SF) {
 134   if (isa<Constant>(V)) {
 135     cout << "Constant Pool Value\n";
 136   } else if (isa<GlobalValue>(V)) {
 137     cout << "Global Value\n";
 138   } else {
 139     unsigned TyP  = V->getType()->getUniqueID();   // TypePlane for value
 140     unsigned Slot = getOperandSlot(V);
 141     cout << "Value=" << (void*)V << " TypeID=" << TyP << " Slot=" << Slot
 142          << " Addr=" << &SF.Values[TyP][Slot] << " SF=" << &SF
 143          << " Contents=0x";
 144
 145     const unsigned char *Buf = (const unsigned char*)&SF.Values[TyP][Slot];
 146     for (unsigned i = 0; i < sizeof(GenericValue); ++i) {
 147       unsigned char Cur = Buf[i];
 148       cout << ( Cur     >= 160? char((Cur>>4)+'A'-10) : char((Cur>>4) + '0'))
 149            << ((Cur&15) >=  10? char((Cur&15)+'A'-10) : char((Cur&15) + '0'));
 150     }
 151     cout << "\n";
 152   }
 153 }
 154
 155
 156
 157 static void SetValue(Value *V, GenericValue Val, ExecutionContext &SF) {
 158   unsigned TyP = V->getType()->getUniqueID();   // TypePlane for value
 159
 160   //cout << "Setting value: " << &SF.Values[TyP][getOperandSlot(V)] << "\n";
 161   SF.Values[TyP][getOperandSlot(V)] = Val;
 162 }
 163
 164
 165 //===----------------------------------------------------------------------===//
 166 //                    Annotation Wrangling code
 167 //===----------------------------------------------------------------------===//
 168
 169 void Interpreter::initializeExecutionEngine() {
 170   AnnotationManager::registerAnnotationFactory(MethodInfoAID,
 171                                                &MethodInfo::Create);
 172   AnnotationManager::registerAnnotationFactory(GlobalAddressAID,
 173                                                &GlobalAddress::Create);
 174   initializeSignalHandlers();
 175 }
 176
 177 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 178 // specified memory location...
 179 //
 180 static void InitializeMemory(const Constant *Init, char *Addr) {
 181 #define INITIALIZE_MEMORY(TYID, CLASS, TY)  \
 182   case Type::TYID##TyID: {                  \
 183     TY Tmp = cast<CLASS>(Init)->getValue(); \
 184     memcpy(Addr, &Tmp, sizeof(TY));         \
 185   } return
 186
 187   switch (Init->getType()->getPrimitiveID()) {
 188     INITIALIZE_MEMORY(Bool   , ConstantBool, bool);
 189     INITIALIZE_MEMORY(UByte  , ConstantUInt, unsigned char);
 190     INITIALIZE_MEMORY(SByte  , ConstantSInt, signed   char);
 191     INITIALIZE_MEMORY(UShort , ConstantUInt, unsigned short);
 192     INITIALIZE_MEMORY(Short  , ConstantSInt, signed   short);
 193     INITIALIZE_MEMORY(UInt   , ConstantUInt, unsigned int);
 194     INITIALIZE_MEMORY(Int    , ConstantSInt, signed   int);
 195     INITIALIZE_MEMORY(ULong  , ConstantUInt, uint64_t);
 196     INITIALIZE_MEMORY(Long   , ConstantSInt,  int64_t);
 197     INITIALIZE_MEMORY(Float  , ConstantFP  , float);
 198     INITIALIZE_MEMORY(Double , ConstantFP  , double);
 199 #undef INITIALIZE_MEMORY
 200
 201   case Type::ArrayTyID: {
 202     const ConstantArray *CPA = cast<ConstantArray>(Init);
 203     const vector<Use> &Val = CPA->getValues();
 204     unsigned ElementSize =
 205       TD.getTypeSize(cast<ArrayType>(CPA->getType())->getElementType());
 206     for (unsigned i = 0; i < Val.size(); ++i)
 207       InitializeMemory(cast<Constant>(Val[i].get()), Addr+i*ElementSize);
 208     return;
 209   }
 210
 211   case Type::StructTyID: {
 212     const ConstantStruct *CPS = cast<ConstantStruct>(Init);
 213     const StructLayout *SL=TD.getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 214     const vector<Use> &Val = CPS->getValues();
 215     for (unsigned i = 0; i < Val.size(); ++i)
 216       InitializeMemory(cast<Constant>(Val[i].get()),
 217                        Addr+SL->MemberOffsets[i]);
 218     return;
 219   }
 220
 221   case Type::PointerTyID:
 222     if (isa<ConstantPointerNull>(Init)) {
 223       *(void**)Addr = 0;
 224     } else if (const ConstantPointerRef *CPR =
 225                dyn_cast<ConstantPointerRef>(Init)) {
 226       GlobalAddress *Address =
 227        (GlobalAddress*)CPR->getValue()->getOrCreateAnnotation(GlobalAddressAID);
 228       *(void**)Addr = (GenericValue*)Address->Ptr;
 229     } else {
 230       assert(0 && "Unknown Constant pointer type!");
 231     }
 232     return;
 233
 234   default:
 235     CW << "Bad Type: " << Init->getType() << "\n";
 236     assert(0 && "Unknown constant type to initialize memory with!");
 237   }
 238 }
 239
 240 Annotation *GlobalAddress::Create(AnnotationID AID, const Annotable *O, void *){
 241   assert(AID == GlobalAddressAID);
 242
 243   // This annotation will only be created on GlobalValue objects...
 244   GlobalValue *GVal = cast<GlobalValue>((Value*)O);
 245
 246   if (isa<Function>(GVal)) {
 247     // The GlobalAddress object for a function is just a pointer to function
 248     // itself.  Don't delete it when the annotation is gone though!
 249     return new GlobalAddress(GVal, false);
 250   }
 251
 252   // Handle the case of a global variable...
 253   assert(isa<GlobalVariable>(GVal) &&
 254          "Global value found that isn't a function or global variable!");
 255   GlobalVariable *GV = cast<GlobalVariable>(GVal);
 256
 257   // First off, we must allocate space for the global variable to point at...
 258   const Type *Ty = GV->getType()->getElementType();  // Type to be allocated
 259
 260   // Allocate enough memory to hold the type...
 261   void *Addr = calloc(1, TD.getTypeSize(Ty));
 262   assert(Addr != 0 && "Null pointer returned by malloc!");
 263
 264   // Initialize the memory if there is an initializer...
 265   if (GV->hasInitializer())
 266     InitializeMemory(GV->getInitializer(), (char*)Addr);
 267
 268   return new GlobalAddress(Addr, true);  // Simply invoke the ctor
 269 }
 270
 271 //===----------------------------------------------------------------------===//
 272 //                    Binary Instruction Implementations
 273 //===----------------------------------------------------------------------===//
 274
 275 #define IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(OP, TY) \
 276    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val; break
 277
 278 static GenericValue executeAddInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 279                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 280   GenericValue Dest;
 281   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 282     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UByte);
 283     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, SByte);
 284     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UShort);
 285     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Short);
 286     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UInt);
 287     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Int);
 288     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, ULong);
 289     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Long);
 290     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Float);
 291     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Double);
 292     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Pointer);
 293   default:
 294     cout << "Unhandled type for Add instruction: " << Ty << "\n";
 295   }
 296   return Dest;
 297 }
 298
 299 static GenericValue executeSubInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 300                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 301   GenericValue Dest;
 302   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 303     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UByte);
 304     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, SByte);
 305     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UShort);
 306     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Short);
 307     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UInt);
 308     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Int);
 309     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, ULong);
 310     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Long);
 311     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Float);
 312     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Double);
 313     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Pointer);
 314   default:
 315     cout << "Unhandled type for Sub instruction: " << Ty << "\n";
 316   }
 317   return Dest;
 318 }
 319
 320 static GenericValue executeMulInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 321                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 322   GenericValue Dest;
 323   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 324     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UByte);
 325     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, SByte);
 326     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UShort);
 327     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Short);
 328     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UInt);
 329     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Int);
 330     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, ULong);
 331     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Long);
 332     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Float);
 333     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Double);
 334     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Pointer);
 335   default:
 336     cout << "Unhandled type for Mul instruction: " << Ty << "\n";
 337   }
 338   return Dest;
 339 }
 340
 341 static GenericValue executeDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 342                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 343   GenericValue Dest;
 344   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 345     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, UByte);
 346     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, SByte);
 347     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, UShort);
 348     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Short);
 349     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, UInt);
 350     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Int);
 351     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, ULong);
 352     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Long);
 353     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Float);
 354     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Double);
 355     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Pointer);
 356   default:
 357     cout << "Unhandled type for Div instruction: " << Ty << "\n";
 358   }
 359   return Dest;
 360 }
 361
 362 static GenericValue executeRemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 363                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 364   GenericValue Dest;
 365   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 366     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, UByte);
 367     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, SByte);
 368     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, UShort);
 369     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Short);
 370     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, UInt);
 371     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Int);
 372     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, ULong);
 373     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Long);
 374     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Pointer);
 375   case Type::FloatTyID:
 376     Dest.FloatVal = fmod(Src1.FloatVal, Src2.FloatVal);
 377     break;
 378   case Type::DoubleTyID:
 379     Dest.DoubleVal = fmod(Src1.DoubleVal, Src2.DoubleVal);
 380     break;
 381   default:
 382     cout << "Unhandled type for Rem instruction: " << Ty << "\n";
 383   }
 384   return Dest;
 385 }
 386
 387 static GenericValue executeAndInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 388                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 389   GenericValue Dest;
 390   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 391     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, UByte);
 392     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, SByte);
 393     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, UShort);
 394     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Short);
 395     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, UInt);
 396     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Int);
 397     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, ULong);
 398     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Long);
 399     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Pointer);
 400   default:
 401     cout << "Unhandled type for And instruction: " << Ty << "\n";
 402   }
 403   return Dest;
 404 }
 405
 406
 407 static GenericValue executeOrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 408                                   const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 409   GenericValue Dest;
 410   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 411     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UByte);
 412     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, SByte);
 413     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UShort);
 414     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Short);
 415     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UInt);
 416     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Int);
 417     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, ULong);
 418     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Long);
 419     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Pointer);
 420   default:
 421     cout << "Unhandled type for Or instruction: " << Ty << "\n";
 422   }
 423   return Dest;
 424 }
 425
 426
 427 static GenericValue executeXorInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 428                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 429   GenericValue Dest;
 430   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 431     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UByte);
 432     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, SByte);
 433     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UShort);
 434     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Short);
 435     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UInt);
 436     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Int);
 437     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, ULong);
 438     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Long);
 439     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Pointer);
 440   default:
 441     cout << "Unhandled type for Xor instruction: " << Ty << "\n";
 442   }
 443   return Dest;
 444 }
 445
 446
 447 #define IMPLEMENT_SETCC(OP, TY) \
 448    case Type::TY##TyID: Dest.BoolVal = Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val; break
 449
 450 static GenericValue executeSetEQInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 451                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 452   GenericValue Dest;
 453   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 454     IMPLEMENT_SETCC(==, UByte);
 455     IMPLEMENT_SETCC(==, SByte);
 456     IMPLEMENT_SETCC(==, UShort);
 457     IMPLEMENT_SETCC(==, Short);
 458     IMPLEMENT_SETCC(==, UInt);
 459     IMPLEMENT_SETCC(==, Int);
 460     IMPLEMENT_SETCC(==, ULong);
 461     IMPLEMENT_SETCC(==, Long);
 462     IMPLEMENT_SETCC(==, Float);
 463     IMPLEMENT_SETCC(==, Double);
 464     IMPLEMENT_SETCC(==, Pointer);
 465   default:
 466     cout << "Unhandled type for SetEQ instruction: " << Ty << "\n";
 467   }
 468   return Dest;
 469 }
 470
 471 static GenericValue executeSetNEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 472                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 473   GenericValue Dest;
 474   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 475     IMPLEMENT_SETCC(!=, UByte);
 476     IMPLEMENT_SETCC(!=, SByte);
 477     IMPLEMENT_SETCC(!=, UShort);
 478     IMPLEMENT_SETCC(!=, Short);
 479     IMPLEMENT_SETCC(!=, UInt);
 480     IMPLEMENT_SETCC(!=, Int);
 481     IMPLEMENT_SETCC(!=, ULong);
 482     IMPLEMENT_SETCC(!=, Long);
 483     IMPLEMENT_SETCC(!=, Float);
 484     IMPLEMENT_SETCC(!=, Double);
 485     IMPLEMENT_SETCC(!=, Pointer);
 486
 487   default:
 488     cout << "Unhandled type for SetNE instruction: " << Ty << "\n";
 489   }
 490   return Dest;
 491 }
 492
 493 static GenericValue executeSetLEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 494                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 495   GenericValue Dest;
 496   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 497     IMPLEMENT_SETCC(<=, UByte);
 498     IMPLEMENT_SETCC(<=, SByte);
 499     IMPLEMENT_SETCC(<=, UShort);
 500     IMPLEMENT_SETCC(<=, Short);
 501     IMPLEMENT_SETCC(<=, UInt);
 502     IMPLEMENT_SETCC(<=, Int);
 503     IMPLEMENT_SETCC(<=, ULong);
 504     IMPLEMENT_SETCC(<=, Long);
 505     IMPLEMENT_SETCC(<=, Float);
 506     IMPLEMENT_SETCC(<=, Double);
 507     IMPLEMENT_SETCC(<=, Pointer);
 508   default:
 509     cout << "Unhandled type for SetLE instruction: " << Ty << "\n";
 510   }
 511   return Dest;
 512 }
 513
 514 static GenericValue executeSetGEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 515                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 516   GenericValue Dest;
 517   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 518     IMPLEMENT_SETCC(>=, UByte);
 519     IMPLEMENT_SETCC(>=, SByte);
 520     IMPLEMENT_SETCC(>=, UShort);
 521     IMPLEMENT_SETCC(>=, Short);
 522     IMPLEMENT_SETCC(>=, UInt);
 523     IMPLEMENT_SETCC(>=, Int);
 524     IMPLEMENT_SETCC(>=, ULong);
 525     IMPLEMENT_SETCC(>=, Long);
 526     IMPLEMENT_SETCC(>=, Float);
 527     IMPLEMENT_SETCC(>=, Double);
 528     IMPLEMENT_SETCC(>=, Pointer);
 529   default:
 530     cout << "Unhandled type for SetGE instruction: " << Ty << "\n";
 531   }
 532   return Dest;
 533 }
 534
 535 static GenericValue executeSetLTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 536                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 537   GenericValue Dest;
 538   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 539     IMPLEMENT_SETCC(<, UByte);
 540     IMPLEMENT_SETCC(<, SByte);
 541     IMPLEMENT_SETCC(<, UShort);
 542     IMPLEMENT_SETCC(<, Short);
 543     IMPLEMENT_SETCC(<, UInt);
 544     IMPLEMENT_SETCC(<, Int);
 545     IMPLEMENT_SETCC(<, ULong);
 546     IMPLEMENT_SETCC(<, Long);
 547     IMPLEMENT_SETCC(<, Float);
 548     IMPLEMENT_SETCC(<, Double);
 549     IMPLEMENT_SETCC(<, Pointer);
 550   default:
 551     cout << "Unhandled type for SetLT instruction: " << Ty << "\n";
 552   }
 553   return Dest;
 554 }
 555
 556 static GenericValue executeSetGTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 557                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 558   GenericValue Dest;
 559   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 560     IMPLEMENT_SETCC(>, UByte);
 561     IMPLEMENT_SETCC(>, SByte);
 562     IMPLEMENT_SETCC(>, UShort);
 563     IMPLEMENT_SETCC(>, Short);
 564     IMPLEMENT_SETCC(>, UInt);
 565     IMPLEMENT_SETCC(>, Int);
 566     IMPLEMENT_SETCC(>, ULong);
 567     IMPLEMENT_SETCC(>, Long);
 568     IMPLEMENT_SETCC(>, Float);
 569     IMPLEMENT_SETCC(>, Double);
 570     IMPLEMENT_SETCC(>, Pointer);
 571   default:
 572     cout << "Unhandled type for SetGT instruction: " << Ty << "\n";
 573   }
 574   return Dest;
 575 }
 576
 577 static void executeBinaryInst(BinaryOperator &I, ExecutionContext &SF) {
 578   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 579   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 580   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 581   GenericValue R;   // Result
 582
 583   switch (I.getOpcode()) {
 584   case Instruction::Add:   R = executeAddInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 585   case Instruction::Sub:   R = executeSubInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 586   case Instruction::Mul:   R = executeMulInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 587   case Instruction::Div:   R = executeDivInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 588   case Instruction::Rem:   R = executeRemInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 589   case Instruction::And:   R = executeAndInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 590   case Instruction::Or:    R = executeOrInst   (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 591   case Instruction::Xor:   R = executeXorInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 592   case Instruction::SetEQ: R = executeSetEQInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 593   case Instruction::SetNE: R = executeSetNEInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 594   case Instruction::SetLE: R = executeSetLEInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 595   case Instruction::SetGE: R = executeSetGEInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 596   case Instruction::SetLT: R = executeSetLTInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 597   case Instruction::SetGT: R = executeSetGTInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 598   default:
 599     cout << "Don't know how to handle this binary operator!\n-->" << I;
 600     R = Src1;
 601   }
 602
 603   SetValue(&I, R, SF);
 604 }
 605
 606 //===----------------------------------------------------------------------===//
 607 //                     Terminator Instruction Implementations
 608 //===----------------------------------------------------------------------===//
 609
 610 static void PerformExitStuff() {
 611 #ifdef PROFILE_STRUCTURE_FIELDS
 612   // Print out structure field accounting information...
 613   if (!FieldAccessCounts.empty()) {
 614     CW << "Profile Field Access Counts:\n";
 615     std::map<const StructType *, vector<unsigned> >::iterator
 616       I = FieldAccessCounts.begin(), E = FieldAccessCounts.end();
 617     for (; I != E; ++I) {
 618       vector<unsigned> &OfC = I->second;
 619       CW << "  '" << (Value*)I->first << "'\t- Sum=";
 620
 621       unsigned Sum = 0;
 622       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i)
 623         Sum += OfC[i];
 624       CW << Sum << " - ";
 625
 626       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i) {
 627         if (i) CW << ", ";
 628         CW << OfC[i];
 629       }
 630       CW << "\n";
 631     }
 632     CW << "\n";
 633
 634     CW << "Profile Field Access Percentages:\n";
 635     cout.precision(3);
 636     for (I = FieldAccessCounts.begin(); I != E; ++I) {
 637       vector<unsigned> &OfC = I->second;
 638       unsigned Sum = 0;
 639       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i)
 640         Sum += OfC[i];
 641
 642       CW << "  '" << (Value*)I->first << "'\t- ";
 643       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i) {
 644         if (i) CW << ", ";
 645         CW << double(OfC[i])/Sum;
 646       }
 647       CW << "\n";
 648     }
 649     CW << "\n";
 650
 651     FieldAccessCounts.clear();
 652   }
 653 #endif
 654 }
 655
 656 void Interpreter::exitCalled(GenericValue GV) {
 657   if (!QuietMode) {
 658     cout << "Program returned ";
 659     print(Type::IntTy, GV);
 660     cout << " via 'void exit(int)'\n";
 661   }
 662
 663   ExitCode = GV.SByteVal;
 664   ECStack.clear();
 665   PerformExitStuff();
 666 }
 667
 668 void Interpreter::executeRetInst(ReturnInst &I, ExecutionContext &SF) {
 669   const Type *RetTy = 0;
 670   GenericValue Result;
 671
 672   // Save away the return value... (if we are not 'ret void')
 673   if (I.getNumOperands()) {
 674     RetTy  = I.getReturnValue()->getType();
 675     Result = getOperandValue(I.getReturnValue(), SF);
 676   }
 677
 678   // Save previously executing meth
 679   const Function *M = ECStack.back().CurMethod;
 680
 681   // Pop the current stack frame... this invalidates SF
 682   ECStack.pop_back();
 683
 684   if (ECStack.empty()) {  // Finished main.  Put result into exit code...
 685     if (RetTy) {          // Nonvoid return type?
 686       if (!QuietMode) {
 687         CW << "Function " << M->getType() << " \"" << M->getName()
 688            << "\" returned ";
 689         print(RetTy, Result);
 690         cout << "\n";
 691       }
 692
 693       if (RetTy->isIntegral())
 694         ExitCode = Result.IntVal;   // Capture the exit code of the program
 695     } else {
 696       ExitCode = 0;
 697     }
 698
 699     PerformExitStuff();
 700     return;
 701   }
 702
 703   // If we have a previous stack frame, and we have a previous call, fill in
 704   // the return value...
 705   //
 706   ExecutionContext &NewSF = ECStack.back();
 707   if (NewSF.Caller) {
 708     if (NewSF.Caller->getType() != Type::VoidTy)             // Save result...
 709       SetValue(NewSF.Caller, Result, NewSF);
 710
 711     NewSF.Caller = 0;          // We returned from the call...
 712   } else if (!QuietMode) {
 713     // This must be a function that is executing because of a user 'call'
 714     // instruction.
 715     CW << "Function " << M->getType() << " \"" << M->getName()
 716        << "\" returned ";
 717     print(RetTy, Result);
 718     cout << "\n";
 719   }
 720 }
 721
 722 void Interpreter::executeBrInst(BranchInst &I, ExecutionContext &SF) {
 723   SF.PrevBB = SF.CurBB;               // Update PrevBB so that PHI nodes work...
 724   BasicBlock *Dest;
 725
 726   Dest = I.getSuccessor(0);          // Uncond branches have a fixed dest...
 727   if (!I.isUnconditional()) {
 728     Value *Cond = I.getCondition();
 729     GenericValue CondVal = getOperandValue(Cond, SF);
 730     if (CondVal.BoolVal == 0) // If false cond...
 731       Dest = I.getSuccessor(1);
 732   }
 733   SF.CurBB   = Dest;                  // Update CurBB to branch destination
 734   SF.CurInst = SF.CurBB->begin();     // Update new instruction ptr...
 735 }
 736
 737 //===----------------------------------------------------------------------===//
 738 //                     Memory Instruction Implementations
 739 //===----------------------------------------------------------------------===//
 740
 741 void Interpreter::executeAllocInst(AllocationInst &I, ExecutionContext &SF) {
 742   const Type *Ty = I.getType()->getElementType();  // Type to be allocated
 743
 744   // Get the number of elements being allocated by the array...
 745   unsigned NumElements = getOperandValue(I.getOperand(0), SF).UIntVal;
 746
 747   // Allocate enough memory to hold the type...
 748   // FIXME: Don't use CALLOC, use a tainted malloc.
 749   void *Memory = calloc(NumElements, TD.getTypeSize(Ty));
 750
 751   GenericValue Result;
 752   Result.PointerVal = (PointerTy)Memory;
 753   assert(Result.PointerVal != 0 && "Null pointer returned by malloc!");
 754   SetValue(&I, Result, SF);
 755
 756   if (I.getOpcode() == Instruction::Alloca)
 757     ECStack.back().Allocas.add(Memory);
 758 }
 759
 760 static void executeFreeInst(FreeInst &I, ExecutionContext &SF) {
 761   assert(isa<PointerType>(I.getOperand(0)->getType()) && "Freeing nonptr?");
 762   GenericValue Value = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 763   // TODO: Check to make sure memory is allocated
 764   free((void*)Value.PointerVal);   // Free memory
 765 }
 766
 767
 768 // getElementOffset - The workhorse for getelementptr, load and store.  This
 769 // function returns the offset that arguments ArgOff+1 -> NumArgs specify for
 770 // the pointer type specified by argument Arg.
 771 //
 772 static PointerTy getElementOffset(MemAccessInst &I, ExecutionContext &SF) {
 773   assert(isa<PointerType>(I.getPointerOperand()->getType()) &&
 774          "Cannot getElementOffset of a nonpointer type!");
 775
 776   PointerTy Total = 0;
 777   const Type *Ty = I.getPointerOperand()->getType();
 778
 779   unsigned ArgOff = I.getFirstIndexOperandNumber();
 780   while (ArgOff < I.getNumOperands()) {
 781     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
 782       const StructLayout *SLO = TD.getStructLayout(STy);
 783
 784       // Indicies must be ubyte constants...
 785       const ConstantUInt *CPU = cast<ConstantUInt>(I.getOperand(ArgOff++));
 786       assert(CPU->getType() == Type::UByteTy);
 787       unsigned Index = CPU->getValue();
 788
 789 #ifdef PROFILE_STRUCTURE_FIELDS
 790       if (ProfileStructureFields) {
 791         // Do accounting for this field...
 792         vector<unsigned> &OfC = FieldAccessCounts[STy];
 793         if (OfC.size() == 0) OfC.resize(STy->getElementTypes().size());
 794         OfC[Index]++;
 795       }
 796 #endif
 797
 798       Total += SLO->MemberOffsets[Index];
 799       Ty = STy->getElementTypes()[Index];
 800     } else if (const SequentialType *ST = cast<SequentialType>(Ty)) {
 801
 802       // Get the index number for the array... which must be uint type...
 803       assert(I.getOperand(ArgOff)->getType() == Type::UIntTy);
 804       unsigned Idx = getOperandValue(I.getOperand(ArgOff++), SF).UIntVal;
 805       if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(ST))
 806         if (Idx >= AT->getNumElements() && ArrayChecksEnabled) {
 807           cerr << "Out of range memory access to element #" << Idx
 808                << " of a " << AT->getNumElements() << " element array."
 809                << " Subscript #" << (ArgOff-I.getFirstIndexOperandNumber())
 810                << "\n";
 811           // Get outta here!!!
 812           siglongjmp(SignalRecoverBuffer, SIGTRAP);
 813         }
 814
 815       Ty = ST->getElementType();
 816       unsigned Size = TD.getTypeSize(Ty);
 817       Total += Size*Idx;
 818     }
 819   }
 820
 821   return Total;
 822 }
 823
 824 static void executeGEPInst(GetElementPtrInst &I, ExecutionContext &SF) {
 825   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 826   PointerTy SrcPtr = SRC.PointerVal;
 827
 828   GenericValue Result;
 829   Result.PointerVal = SrcPtr + getElementOffset(I, SF);
 830   SetValue(&I, Result, SF);
 831 }
 832
 833 static void executeLoadInst(LoadInst &I, ExecutionContext &SF) {
 834   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 835   PointerTy SrcPtr = SRC.PointerVal;
 836   PointerTy Offset = getElementOffset(I, SF);  // Handle any structure indices
 837   SrcPtr += Offset;
 838
 839   GenericValue *Ptr = (GenericValue*)SrcPtr;
 840   GenericValue Result;
 841
 842   switch (I.getType()->getPrimitiveID()) {
 843   case Type::BoolTyID:
 844   case Type::UByteTyID:
 845   case Type::SByteTyID:   Result.SByteVal   = Ptr->SByteVal; break;
 846   case Type::UShortTyID:
 847   case Type::ShortTyID:   Result.ShortVal   = Ptr->ShortVal; break;
 848   case Type::UIntTyID:
 849   case Type::IntTyID:     Result.IntVal     = Ptr->IntVal; break;
 850   case Type::ULongTyID:
 851   case Type::LongTyID:    Result.ULongVal   = Ptr->ULongVal; break;
 852   case Type::PointerTyID: Result.PointerVal = Ptr->PointerVal; break;
 853   case Type::FloatTyID:   Result.FloatVal   = Ptr->FloatVal; break;
 854   case Type::DoubleTyID:  Result.DoubleVal  = Ptr->DoubleVal; break;
 855   default:
 856     cout << "Cannot load value of type " << I.getType() << "!\n";
 857   }
 858
 859   SetValue(&I, Result, SF);
 860 }
 861
 862 static void executeStoreInst(StoreInst &I, ExecutionContext &SF) {
 863   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 864   PointerTy SrcPtr = SRC.PointerVal;
 865   SrcPtr += getElementOffset(I, SF);  // Handle any structure indices
 866
 867   GenericValue *Ptr = (GenericValue *)SrcPtr;
 868   GenericValue Val = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 869
 870   switch (I.getOperand(0)->getType()->getPrimitiveID()) {
 871   case Type::BoolTyID:
 872   case Type::UByteTyID:
 873   case Type::SByteTyID:   Ptr->SByteVal = Val.SByteVal; break;
 874   case Type::UShortTyID:
 875   case Type::ShortTyID:   Ptr->ShortVal = Val.ShortVal; break;
 876   case Type::UIntTyID:
 877   case Type::IntTyID:     Ptr->IntVal = Val.IntVal; break;
 878   case Type::ULongTyID:
 879   case Type::LongTyID:    Ptr->LongVal = Val.LongVal; break;
 880   case Type::PointerTyID: Ptr->PointerVal = Val.PointerVal; break;
 881   case Type::FloatTyID:   Ptr->FloatVal = Val.FloatVal; break;
 882   case Type::DoubleTyID:  Ptr->DoubleVal = Val.DoubleVal; break;
 883   default:
 884     cout << "Cannot store value of type " << I.getType() << "!\n";
 885   }
 886 }
 887
 888
 889 //===----------------------------------------------------------------------===//
 890 //                 Miscellaneous Instruction Implementations
 891 //===----------------------------------------------------------------------===//
 892
 893 void Interpreter::executeCallInst(CallInst &I, ExecutionContext &SF) {
 894   ECStack.back().Caller = &I;
 895   vector<GenericValue> ArgVals;
 896   ArgVals.reserve(I.getNumOperands()-1);
 897   for (unsigned i = 1; i < I.getNumOperands(); ++i)
 898     ArgVals.push_back(getOperandValue(I.getOperand(i), SF));
 899
 900   // To handle indirect calls, we must get the pointer value from the argument
 901   // and treat it as a function pointer.
 902   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getCalledValue(), SF);
 903
 904   callMethod((Function*)SRC.PointerVal, ArgVals);
 905 }
 906
 907 static void executePHINode(PHINode &I, ExecutionContext &SF) {
 908   BasicBlock *PrevBB = SF.PrevBB;
 909   Value *IncomingValue = 0;
 910
 911   // Search for the value corresponding to this previous bb...
 912   for (unsigned i = I.getNumIncomingValues(); i > 0;) {
 913     if (I.getIncomingBlock(--i) == PrevBB) {
 914       IncomingValue = I.getIncomingValue(i);
 915       break;
 916     }
 917   }
 918   assert(IncomingValue && "No PHI node predecessor for current PrevBB!");
 919
 920   // Found the value, set as the result...
 921   SetValue(&I, getOperandValue(IncomingValue, SF), SF);
 922 }
 923
 924 #define IMPLEMENT_SHIFT(OP, TY) \
 925    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src1.TY##Val OP Src2.UByteVal; break
 926
 927 static void executeShlInst(ShiftInst &I, ExecutionContext &SF) {
 928   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 929   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 930   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 931   GenericValue Dest;
 932
 933   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 934     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UByte);
 935     IMPLEMENT_SHIFT(<<, SByte);
 936     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UShort);
 937     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Short);
 938     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UInt);
 939     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Int);
 940     IMPLEMENT_SHIFT(<<, ULong);
 941     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Long);
 942     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Pointer);
 943   default:
 944     cout << "Unhandled type for Shl instruction: " << Ty << "\n";
 945   }
 946   SetValue(&I, Dest, SF);
 947 }
 948
 949 static void executeShrInst(ShiftInst &I, ExecutionContext &SF) {
 950   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 951   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 952   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 953   GenericValue Dest;
 954
 955   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 956     IMPLEMENT_SHIFT(>>, UByte);
 957     IMPLEMENT_SHIFT(>>, SByte);
 958     IMPLEMENT_SHIFT(>>, UShort);
 959     IMPLEMENT_SHIFT(>>, Short);
 960     IMPLEMENT_SHIFT(>>, UInt);
 961     IMPLEMENT_SHIFT(>>, Int);
 962     IMPLEMENT_SHIFT(>>, ULong);
 963     IMPLEMENT_SHIFT(>>, Long);
 964     IMPLEMENT_SHIFT(>>, Pointer);
 965   default:
 966     cout << "Unhandled type for Shr instruction: " << Ty << "\n";
 967   }
 968   SetValue(&I, Dest, SF);
 969 }
 970
 971 #define IMPLEMENT_CAST(DTY, DCTY, STY) \
 972    case Type::STY##TyID: Dest.DTY##Val = DCTY Src.STY##Val; break;
 973
 974 #define IMPLEMENT_CAST_CASE_START(DESTTY, DESTCTY)    \
 975   case Type::DESTTY##TyID:                      \
 976     switch (SrcTy->getPrimitiveID()) {          \
 977       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Bool);    \
 978       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UByte);   \
 979       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, SByte);   \
 980       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UShort);  \
 981       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Short);   \
 982       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UInt);    \
 983       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Int);     \
 984       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, ULong);   \
 985       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Long);    \
 986       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Pointer);
 987
 988 #define IMPLEMENT_CAST_CASE_FP_IMP(DESTTY, DESTCTY) \
 989       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Float);   \
 990       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Double)
 991
 992 #define IMPLEMENT_CAST_CASE_END()    \
 993     default: cout << "Unhandled cast: " << SrcTy << " to " << Ty << "\n";  \
 994       break;                                    \
 995     }                                           \
 996     break
 997
 998 #define IMPLEMENT_CAST_CASE(DESTTY, DESTCTY) \
 999    IMPLEMENT_CAST_CASE_START(DESTTY, DESTCTY);   \
1000    IMPLEMENT_CAST_CASE_FP_IMP(DESTTY, DESTCTY); \
1001    IMPLEMENT_CAST_CASE_END()
1002
1003 static void executeCastInst(CastInst &I, ExecutionContext &SF) {
1004   const Type *Ty    = I.getType();
1005   const Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1006   GenericValue Src  = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
1007   GenericValue Dest;
1008
1009   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
1010     IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char));
1011     IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (  signed char));
1012     IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short));
1013     IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (  signed short));
1014     IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int ));
1015     IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (  signed int ));
1016     IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t));
1017     IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , ( int64_t));
1018     IMPLEMENT_CAST_CASE(Pointer, (PointerTy)(uint32_t));
1019     IMPLEMENT_CAST_CASE(Float  , (float));
1020     IMPLEMENT_CAST_CASE(Double , (double));
1021   default:
1022     cout << "Unhandled dest type for cast instruction: " << Ty << "\n";
1023   }
1024   SetValue(&I, Dest, SF);
1025 }
1026
1027
1028
1029
1030 //===----------------------------------------------------------------------===//
1031 //                        Dispatch and Execution Code
1032 //===----------------------------------------------------------------------===//
1033
1034 MethodInfo::MethodInfo(Function *F) : Annotation(MethodInfoAID) {
1035   // Assign slot numbers to the function arguments...
1036   for (Function::const_aiterator AI = F->abegin(), E = F->aend(); AI != E; ++AI)
1037     AI->addAnnotation(new SlotNumber(getValueSlot(AI)));
1038
1039   // Iterate over all of the instructions...
1040   unsigned InstNum = 0;
1041   for (Function::iterator BB = F->begin(), BBE = F->end(); BB != BBE; ++BB)
1042     for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), IE = BB->end(); II != IE; ++II)
1043       // For each instruction... Add Annote
1044       II->addAnnotation(new InstNumber(++InstNum, getValueSlot(II)));
1045 }
1046
1047 unsigned MethodInfo::getValueSlot(const Value *V) {
1048   unsigned Plane = V->getType()->getUniqueID();
1049   if (Plane >= NumPlaneElements.size())
1050     NumPlaneElements.resize(Plane+1, 0);
1051   return NumPlaneElements[Plane]++;
1052 }
1053
1054
1055 //===----------------------------------------------------------------------===//
1056 // callMethod - Execute the specified function...
1057 //
1058 void Interpreter::callMethod(Function *M, const vector<GenericValue> &ArgVals) {
1059   assert((ECStack.empty() || ECStack.back().Caller == 0 ||
1060           ECStack.back().Caller->getNumOperands()-1 == ArgVals.size()) &&
1061          "Incorrect number of arguments passed into function call!");
1062   if (M->isExternal()) {
1063     GenericValue Result = callExternalMethod(M, ArgVals);
1064     const Type *RetTy = M->getReturnType();
1065
1066     // Copy the result back into the result variable if we are not returning
1067     // void.
1068     if (RetTy != Type::VoidTy) {
1069       if (!ECStack.empty() && ECStack.back().Caller) {
1070         ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1071         SetValue(SF.Caller, Result, SF);
1072
1073         SF.Caller = 0;          // We returned from the call...
1074       } else if (!QuietMode) {
1075         // print it.
1076         CW << "Function " << M->getType() << " \"" << M->getName()
1077            << "\" returned ";
1078         print(RetTy, Result);
1079         cout << "\n";
1080
1081         if (RetTy->isIntegral())
1082           ExitCode = Result.SByteVal;   // Capture the exit code of the program
1083       }
1084     }
1085
1086     return;
1087   }
1088
1089   // Process the function, assigning instruction numbers to the instructions in
1090   // the function.  Also calculate the number of values for each type slot
1091   // active.
1092   //
1093   MethodInfo *MethInfo = (MethodInfo*)M->getOrCreateAnnotation(MethodInfoAID);
1094   ECStack.push_back(ExecutionContext());         // Make a new stack frame...
1095
1096   ExecutionContext &StackFrame = ECStack.back(); // Fill it in...
1097   StackFrame.CurMethod = M;
1098   StackFrame.CurBB     = M->begin();
1099   StackFrame.CurInst   = StackFrame.CurBB->begin();
1100   StackFrame.MethInfo  = MethInfo;
1101
1102   // Initialize the values to nothing...
1103   StackFrame.Values.resize(MethInfo->NumPlaneElements.size());
1104   for (unsigned i = 0; i < MethInfo->NumPlaneElements.size(); ++i) {
1105     StackFrame.Values[i].resize(MethInfo->NumPlaneElements[i]);
1106
1107     // Taint the initial values of stuff
1108     memset(&StackFrame.Values[i][0], 42,
1109            MethInfo->NumPlaneElements[i]*sizeof(GenericValue));
1110   }
1111
1112   StackFrame.PrevBB = 0;  // No previous BB for PHI nodes...
1113
1114
1115   // Run through the function arguments and initialize their values...
1116   assert(ArgVals.size() == M->asize() &&
1117          "Invalid number of values passed to function invocation!");
1118   unsigned i = 0;
1119   for (Function::aiterator AI = M->abegin(), E = M->aend(); AI != E; ++AI, ++i)
1120     SetValue(AI, ArgVals[i], StackFrame);
1121 }
1122
1123 // executeInstruction - Interpret a single instruction, increment the "PC", and
1124 // return true if the next instruction is a breakpoint...
1125 //
1126 bool Interpreter::executeInstruction() {
1127   assert(!ECStack.empty() && "No program running, cannot execute inst!");
1128
1129   ExecutionContext &SF = ECStack.back();  // Current stack frame
1130   Instruction &I = *SF.CurInst++;         // Increment before execute
1131
1132   if (Trace)
1133     CW << "Run:" << I;
1134
1135   // Set a sigsetjmp buffer so that we can recover if an error happens during
1136   // instruction execution...
1137   //
1138   if (int SigNo = sigsetjmp(SignalRecoverBuffer, 1)) {
1139     --SF.CurInst;   // Back up to erroring instruction
1140     if (SigNo != SIGINT) {
1141       cout << "EXCEPTION OCCURRED [" << _sys_siglistp[SigNo] << "]:\n";
1142       printStackTrace();
1143       // If -abort-on-exception was specified, terminate LLI instead of trying
1144       // to debug it.
1145       //
1146       if (AbortOnExceptions) exit(1);
1147     } else if (SigNo == SIGINT) {
1148       cout << "CTRL-C Detected, execution halted.\n";
1149     }
1150     InInstruction = false;
1151     return true;
1152   }
1153
1154   InInstruction = true;
1155   if (I.isBinaryOp()) {
1156     executeBinaryInst(cast<BinaryOperator>(I), SF);
1157   } else {
1158     switch (I.getOpcode()) {
1159       // Terminators
1160     case Instruction::Ret:     executeRetInst  (cast<ReturnInst>(I), SF); break;
1161     case Instruction::Br:      executeBrInst   (cast<BranchInst>(I), SF); break;
1162       // Memory Instructions
1163     case Instruction::Alloca:
1164     case Instruction::Malloc:  executeAllocInst((AllocationInst&)I, SF); break;
1165     case Instruction::Free:    executeFreeInst (cast<FreeInst> (I), SF); break;
1166     case Instruction::Load:    executeLoadInst (cast<LoadInst> (I), SF); break;
1167     case Instruction::Store:   executeStoreInst(cast<StoreInst>(I), SF); break;
1168     case Instruction::GetElementPtr:
1169                           executeGEPInst(cast<GetElementPtrInst>(I), SF); break;
1170
1171       // Miscellaneous Instructions
1172     case Instruction::Call:    executeCallInst (cast<CallInst> (I), SF); break;
1173     case Instruction::PHINode: executePHINode  (cast<PHINode>  (I), SF); break;
1174     case Instruction::Shl:     executeShlInst  (cast<ShiftInst>(I), SF); break;
1175     case Instruction::Shr:     executeShrInst  (cast<ShiftInst>(I), SF); break;
1176     case Instruction::Cast:    executeCastInst (cast<CastInst> (I), SF); break;
1177     default:
1178       cout << "Don't know how to execute this instruction!\n-->" << I;
1179     }
1180   }
1181   InInstruction = false;
1182
1183   // Reset the current frame location to the top of stack
1184   CurFrame = ECStack.size()-1;
1185
1186   if (CurFrame == -1) return false;  // No breakpoint if no code
1187
1188   // Return true if there is a breakpoint annotation on the instruction...
1189   return ECStack[CurFrame].CurInst->getAnnotation(BreakpointAID) != 0;
1190 }
1191
1192 void Interpreter::stepInstruction() {  // Do the 'step' command
1193   if (ECStack.empty()) {
1194     cout << "Error: no program running, cannot step!\n";
1195     return;
1196   }
1197
1198   // Run an instruction...
1199   executeInstruction();
1200
1201   // Print the next instruction to execute...
1202   printCurrentInstruction();
1203 }
1204
1205 // --- UI Stuff...
1206 void Interpreter::nextInstruction() {  // Do the 'next' command
1207   if (ECStack.empty()) {
1208     cout << "Error: no program running, cannot 'next'!\n";
1209     return;
1210   }
1211
1212   // If this is a call instruction, step over the call instruction...
1213   // TODO: ICALL, CALL WITH, ...
1214   if (ECStack.back().CurInst->getOpcode() == Instruction::Call) {
1215     unsigned StackSize = ECStack.size();
1216     // Step into the function...
1217     if (executeInstruction()) {
1218       // Hit a breakpoint, print current instruction, then return to user...
1219       cout << "Breakpoint hit!\n";
1220       printCurrentInstruction();
1221       return;
1222     }
1223
1224     // If we we able to step into the function, finish it now.  We might not be
1225     // able the step into a function, if it's external for example.
1226     if (ECStack.size() != StackSize)
1227       finish(); // Finish executing the function...
1228     else
1229       printCurrentInstruction();
1230
1231   } else {
1232     // Normal instruction, just step...
1233     stepInstruction();
1234   }
1235 }
1236
1237 void Interpreter::run() {
1238   if (ECStack.empty()) {
1239     cout << "Error: no program running, cannot run!\n";
1240     return;
1241   }
1242
1243   bool HitBreakpoint = false;
1244   while (!ECStack.empty() && !HitBreakpoint) {
1245     // Run an instruction...
1246     HitBreakpoint = executeInstruction();
1247   }
1248
1249   if (HitBreakpoint) {
1250     cout << "Breakpoint hit!\n";
1251   }
1252   // Print the next instruction to execute...
1253   printCurrentInstruction();
1254 }
1255
1256 void Interpreter::finish() {
1257   if (ECStack.empty()) {
1258     cout << "Error: no program running, cannot run!\n";
1259     return;
1260   }
1261
1262   unsigned StackSize = ECStack.size();
1263   bool HitBreakpoint = false;
1264   while (ECStack.size() >= StackSize && !HitBreakpoint) {
1265     // Run an instruction...
1266     HitBreakpoint = executeInstruction();
1267   }
1268
1269   if (HitBreakpoint) {
1270     cout << "Breakpoint hit!\n";
1271   }
1272
1273   // Print the next instruction to execute...
1274   printCurrentInstruction();
1275 }
1276
1277
1278
1279 // printCurrentInstruction - Print out the instruction that the virtual PC is
1280 // at, or fail silently if no program is running.
1281 //
1282 void Interpreter::printCurrentInstruction() {
1283   if (!ECStack.empty()) {
1284     if (ECStack.back().CurBB->begin() == ECStack.back().CurInst)  // print label
1285       WriteAsOperand(cout, ECStack.back().CurBB) << ":\n";
1286
1287     Instruction &I = *ECStack.back().CurInst;
1288     InstNumber *IN = (InstNumber*)I.getAnnotation(SlotNumberAID);
1289     assert(IN && "Instruction has no numbering annotation!");
1290     cout << "#" << IN->InstNum << I;
1291   }
1292 }
1293
1294 void Interpreter::printValue(const Type *Ty, GenericValue V) {
1295   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
1296   case Type::BoolTyID:   cout << (V.BoolVal?"true":"false"); break;
1297   case Type::SByteTyID:
1298     cout << (int)V.SByteVal << " '" << V.SByteVal << "'";  break;
1299   case Type::UByteTyID:
1300     cout << (unsigned)V.UByteVal << " '" << V.UByteVal << "'";  break;
1301   case Type::ShortTyID:  cout << V.ShortVal;  break;
1302   case Type::UShortTyID: cout << V.UShortVal; break;
1303   case Type::IntTyID:    cout << V.IntVal;    break;
1304   case Type::UIntTyID:   cout << V.UIntVal;   break;
1305   case Type::LongTyID:   cout << (long)V.LongVal;   break;
1306   case Type::ULongTyID:  cout << (unsigned long)V.ULongVal;  break;
1307   case Type::FloatTyID:  cout << V.FloatVal;  break;
1308   case Type::DoubleTyID: cout << V.DoubleVal; break;
1309   case Type::PointerTyID:cout << (void*)V.PointerVal; break;
1310   default:
1311     cout << "- Don't know how to print value of this type!";
1312     break;
1313   }
1314 }
1315
1316 void Interpreter::print(const Type *Ty, GenericValue V) {
1317   CW << Ty << " ";
1318   printValue(Ty, V);
1319 }
1320
1321 void Interpreter::print(const std::string &Name) {
1322   Value *PickedVal = ChooseOneOption(Name, LookupMatchingNames(Name));
1323   if (!PickedVal) return;
1324
1325   if (const Function *F = dyn_cast<const Function>(PickedVal)) {
1326     CW << F;  // Print the function
1327   } else if (const Type *Ty = dyn_cast<const Type>(PickedVal)) {
1328     CW << "type %" << Name << " = " << Ty->getDescription() << "\n";
1329   } else if (const BasicBlock *BB = dyn_cast<const BasicBlock>(PickedVal)) {
1330     CW << BB;   // Print the basic block
1331   } else {      // Otherwise there should be an annotation for the slot#
1332     print(PickedVal->getType(),
1333           getOperandValue(PickedVal, ECStack[CurFrame]));
1334     cout << "\n";
1335   }
1336 }
1337
1338 void Interpreter::infoValue(const std::string &Name) {
1339   Value *PickedVal = ChooseOneOption(Name, LookupMatchingNames(Name));
1340   if (!PickedVal) return;
1341
1342   cout << "Value: ";
1343   print(PickedVal->getType(),
1344         getOperandValue(PickedVal, ECStack[CurFrame]));
1345   cout << "\n";
1346   printOperandInfo(PickedVal, ECStack[CurFrame]);
1347 }
1348
1349 // printStackFrame - Print information about the specified stack frame, or -1
1350 // for the default one.
1351 //
1352 void Interpreter::printStackFrame(int FrameNo) {
1353   if (FrameNo == -1) FrameNo = CurFrame;
1354   Function *F = ECStack[FrameNo].CurMethod;
1355   const Type *RetTy = F->getReturnType();
1356
1357   CW << ((FrameNo == CurFrame) ? '>' : '-') << "#" << FrameNo << ". "
1358      << (Value*)RetTy << " \"" << F->getName() << "\"(";
1359
1360   unsigned i = 0;
1361   for (Function::aiterator I = F->abegin(), E = F->aend(); I != E; ++I, ++i) {
1362     if (i != 0) cout << ", ";
1363     CW << *I << "=";
1364
1365     printValue(I->getType(), getOperandValue(I, ECStack[FrameNo]));
1366   }
1367
1368   cout << ")\n";
1369
1370   if (FrameNo != int(ECStack.size()-1)) {
1371     BasicBlock::iterator I = ECStack[FrameNo].CurInst;
1372     CW << --I;
1373   } else {
1374     CW << *ECStack[FrameNo].CurInst;
1375   }
1376 }
1377