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 cl::Flag   QuietMode ("quiet"  , "Do not emit any non-program output");
  28 cl::Alias  QuietModeA("q"      , "Alias for -quiet", cl::NoFlags, QuietMode);
  29 cl::Flag   ArrayChecksEnabled("array-checks", "Enable array bound checks");
  30 cl::Flag   AbortOnExceptions("abort-on-exception", "Halt execution on a machine exception");
  31
  32 // Create a TargetData structure to handle memory addressing and size/alignment
  33 // computations
  34 //
  35 static TargetData TD("lli Interpreter");
  36 CachedWriter CW;     // Object to accelerate printing of LLVM
  37
  38
  39 #ifdef PROFILE_STRUCTURE_FIELDS
  40 static cl::Flag ProfileStructureFields("profilestructfields",
  41                                        "Profile Structure Field Accesses");
  42 #include <map>
  43 static std::map<const StructType *, vector<unsigned> > FieldAccessCounts;
  44 #endif
  45
  46 sigjmp_buf SignalRecoverBuffer;
  47 static bool InInstruction = false;
  48
  49 extern "C" {
  50 static void SigHandler(int Signal) {
  51   if (InInstruction)
  52     siglongjmp(SignalRecoverBuffer, Signal);
  53 }
  54 }
  55
  56 static void initializeSignalHandlers() {
  57   struct sigaction Action;
  58   Action.sa_handler = SigHandler;
  59   Action.sa_flags   = SA_SIGINFO;
  60   sigemptyset(&Action.sa_mask);
  61   sigaction(SIGSEGV, &Action, 0);
  62   sigaction(SIGBUS, &Action, 0);
  63   sigaction(SIGINT, &Action, 0);
  64   sigaction(SIGFPE, &Action, 0);
  65 }
  66
  67
  68 //===----------------------------------------------------------------------===//
  69 //                     Value Manipulation code
  70 //===----------------------------------------------------------------------===//
  71
  72 static unsigned getOperandSlot(Value *V) {
  73   SlotNumber *SN = (SlotNumber*)V->getAnnotation(SlotNumberAID);
  74   assert(SN && "Operand does not have a slot number annotation!");
  75   return SN->SlotNum;
  76 }
  77
  78 #define GET_CONST_VAL(TY, CLASS) \
  79   case Type::TY##TyID: Result.TY##Val = cast<CLASS>(CPV)->getValue(); break
  80
  81 static GenericValue getOperandValue(Value *V, ExecutionContext &SF) {
  82   if (Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(V)) {
  83     GenericValue Result;
  84     switch (CPV->getType()->getPrimitiveID()) {
  85       GET_CONST_VAL(Bool   , ConstantBool);
  86       GET_CONST_VAL(UByte  , ConstantUInt);
  87       GET_CONST_VAL(SByte  , ConstantSInt);
  88       GET_CONST_VAL(UShort , ConstantUInt);
  89       GET_CONST_VAL(Short  , ConstantSInt);
  90       GET_CONST_VAL(UInt   , ConstantUInt);
  91       GET_CONST_VAL(Int    , ConstantSInt);
  92       GET_CONST_VAL(ULong  , ConstantUInt);
  93       GET_CONST_VAL(Long   , ConstantSInt);
  94       GET_CONST_VAL(Float  , ConstantFP);
  95       GET_CONST_VAL(Double , ConstantFP);
  96     case Type::PointerTyID:
  97       if (isa<ConstantPointerNull>(CPV)) {
  98         Result.PointerVal = 0;
  99       } else if (isa<ConstantPointerRef>(CPV)) {
 100         assert(0 && "Not implemented!");
 101       } else {
 102         assert(0 && "Unknown constant pointer type!");
 103       }
 104       break;
 105     default:
 106       cout << "ERROR: Constant unimp for type: " << CPV->getType() << "\n";
 107     }
 108     return Result;
 109   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
 110     GlobalAddress *Address =
 111       (GlobalAddress*)GV->getOrCreateAnnotation(GlobalAddressAID);
 112     GenericValue Result;
 113     Result.PointerVal = (PointerTy)(GenericValue*)Address->Ptr;
 114     return Result;
 115   } else {
 116     unsigned TyP = V->getType()->getUniqueID();   // TypePlane for value
 117     unsigned OpSlot = getOperandSlot(V);
 118     assert(TyP < SF.Values.size() &&
 119            OpSlot < SF.Values[TyP].size() && "Value out of range!");
 120     return SF.Values[TyP][getOperandSlot(V)];
 121   }
 122 }
 123
 124 static void printOperandInfo(Value *V, ExecutionContext &SF) {
 125   if (isa<Constant>(V)) {
 126     cout << "Constant Pool Value\n";
 127   } else if (isa<GlobalValue>(V)) {
 128     cout << "Global Value\n";
 129   } else {
 130     unsigned TyP  = V->getType()->getUniqueID();   // TypePlane for value
 131     unsigned Slot = getOperandSlot(V);
 132     cout << "Value=" << (void*)V << " TypeID=" << TyP << " Slot=" << Slot
 133          << " Addr=" << &SF.Values[TyP][Slot] << " SF=" << &SF
 134          << " Contents=0x";
 135
 136     const unsigned char *Buf = (const unsigned char*)&SF.Values[TyP][Slot];
 137     for (unsigned i = 0; i < sizeof(GenericValue); ++i) {
 138       unsigned char Cur = Buf[i];
 139       cout << ( Cur     >= 160? char((Cur>>4)+'A'-10) : char((Cur>>4) + '0'))
 140            << ((Cur&15) >=  10? char((Cur&15)+'A'-10) : char((Cur&15) + '0'));
 141     }
 142     cout << "\n";
 143   }
 144 }
 145
 146
 147
 148 static void SetValue(Value *V, GenericValue Val, ExecutionContext &SF) {
 149   unsigned TyP = V->getType()->getUniqueID();   // TypePlane for value
 150
 151   //cout << "Setting value: " << &SF.Values[TyP][getOperandSlot(V)] << "\n";
 152   SF.Values[TyP][getOperandSlot(V)] = Val;
 153 }
 154
 155
 156 //===----------------------------------------------------------------------===//
 157 //                    Annotation Wrangling code
 158 //===----------------------------------------------------------------------===//
 159
 160 void Interpreter::initializeExecutionEngine() {
 161   AnnotationManager::registerAnnotationFactory(MethodInfoAID,
 162                                                &MethodInfo::Create);
 163   AnnotationManager::registerAnnotationFactory(GlobalAddressAID,
 164                                                &GlobalAddress::Create);
 165   initializeSignalHandlers();
 166 }
 167
 168 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 169 // specified memory location...
 170 //
 171 static void InitializeMemory(Constant *Init, char *Addr) {
 172 #define INITIALIZE_MEMORY(TYID, CLASS, TY)  \
 173   case Type::TYID##TyID: {                  \
 174     TY Tmp = cast<CLASS>(Init)->getValue(); \
 175     memcpy(Addr, &Tmp, sizeof(TY));         \
 176   } return
 177
 178   switch (Init->getType()->getPrimitiveID()) {
 179     INITIALIZE_MEMORY(Bool   , ConstantBool, bool);
 180     INITIALIZE_MEMORY(UByte  , ConstantUInt, unsigned char);
 181     INITIALIZE_MEMORY(SByte  , ConstantSInt, signed   char);
 182     INITIALIZE_MEMORY(UShort , ConstantUInt, unsigned short);
 183     INITIALIZE_MEMORY(Short  , ConstantSInt, signed   short);
 184     INITIALIZE_MEMORY(UInt   , ConstantUInt, unsigned int);
 185     INITIALIZE_MEMORY(Int    , ConstantSInt, signed   int);
 186     INITIALIZE_MEMORY(ULong  , ConstantUInt, uint64_t);
 187     INITIALIZE_MEMORY(Long   , ConstantSInt,  int64_t);
 188     INITIALIZE_MEMORY(Float  , ConstantFP  , float);
 189     INITIALIZE_MEMORY(Double , ConstantFP  , double);
 190 #undef INITIALIZE_MEMORY
 191
 192   case Type::ArrayTyID: {
 193     ConstantArray *CPA = cast<ConstantArray>(Init);
 194     const vector<Use> &Val = CPA->getValues();
 195     unsigned ElementSize =
 196       TD.getTypeSize(cast<ArrayType>(CPA->getType())->getElementType());
 197     for (unsigned i = 0; i < Val.size(); ++i)
 198       InitializeMemory(cast<Constant>(Val[i].get()), Addr+i*ElementSize);
 199     return;
 200   }
 201
 202   case Type::StructTyID: {
 203     ConstantStruct *CPS = cast<ConstantStruct>(Init);
 204     const StructLayout *SL=TD.getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 205     const vector<Use> &Val = CPS->getValues();
 206     for (unsigned i = 0; i < Val.size(); ++i)
 207       InitializeMemory(cast<Constant>(Val[i].get()),
 208                        Addr+SL->MemberOffsets[i]);
 209     return;
 210   }
 211
 212   case Type::PointerTyID:
 213     if (isa<ConstantPointerNull>(Init)) {
 214       *(void**)Addr = 0;
 215     } else if (ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(Init)) {
 216       GlobalAddress *Address =
 217        (GlobalAddress*)CPR->getValue()->getOrCreateAnnotation(GlobalAddressAID);
 218       *(void**)Addr = (GenericValue*)Address->Ptr;
 219     } else {
 220       assert(0 && "Unknown Constant pointer type!");
 221     }
 222     return;
 223
 224   default:
 225     CW << "Bad Type: " << Init->getType() << "\n";
 226     assert(0 && "Unknown constant type to initialize memory with!");
 227   }
 228 }
 229
 230 Annotation *GlobalAddress::Create(AnnotationID AID, const Annotable *O, void *){
 231   assert(AID == GlobalAddressAID);
 232
 233   // This annotation will only be created on GlobalValue objects...
 234   GlobalValue *GVal = cast<GlobalValue>((Value*)O);
 235
 236   if (isa<Function>(GVal)) {
 237     // The GlobalAddress object for a function is just a pointer to function
 238     // itself.  Don't delete it when the annotation is gone though!
 239     return new GlobalAddress(GVal, false);
 240   }
 241
 242   // Handle the case of a global variable...
 243   assert(isa<GlobalVariable>(GVal) &&
 244          "Global value found that isn't a function or global variable!");
 245   GlobalVariable *GV = cast<GlobalVariable>(GVal);
 246
 247   // First off, we must allocate space for the global variable to point at...
 248   const Type *Ty = GV->getType()->getElementType();  // Type to be allocated
 249
 250   // Allocate enough memory to hold the type...
 251   void *Addr = calloc(1, TD.getTypeSize(Ty));
 252   assert(Addr != 0 && "Null pointer returned by malloc!");
 253
 254   // Initialize the memory if there is an initializer...
 255   if (GV->hasInitializer())
 256     InitializeMemory(GV->getInitializer(), (char*)Addr);
 257
 258   return new GlobalAddress(Addr, true);  // Simply invoke the ctor
 259 }
 260
 261
 262 //===----------------------------------------------------------------------===//
 263 //                      Unary Instruction Implementations
 264 //===----------------------------------------------------------------------===//
 265
 266 #define IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(OP, TY) \
 267    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = OP Src.TY##Val; break
 268
 269 static void executeNotInst(UnaryOperator *I, ExecutionContext &SF) {
 270   const Type *Ty   = I->getOperand(0)->getType();
 271   GenericValue Src = getOperandValue(I->getOperand(0), SF);
 272   GenericValue Dest;
 273   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 274     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, UByte);
 275     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, SByte);
 276     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, UShort);
 277     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, Short);
 278     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, UInt);
 279     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, Int);
 280     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, ULong);
 281     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, Long);
 282     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, Pointer);
 283   default:
 284     cout << "Unhandled type for Not instruction: " << Ty << "\n";
 285   }
 286   SetValue(I, Dest, SF);
 287 }
 288
 289 //===----------------------------------------------------------------------===//
 290 //                    Binary Instruction Implementations
 291 //===----------------------------------------------------------------------===//
 292
 293 #define IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(OP, TY) \
 294    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val; break
 295
 296 static GenericValue executeAddInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 297                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 298   GenericValue Dest;
 299   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 300     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UByte);
 301     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, SByte);
 302     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UShort);
 303     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Short);
 304     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UInt);
 305     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Int);
 306     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, ULong);
 307     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Long);
 308     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Float);
 309     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Double);
 310     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Pointer);
 311   default:
 312     cout << "Unhandled type for Add instruction: " << Ty << "\n";
 313   }
 314   return Dest;
 315 }
 316
 317 static GenericValue executeSubInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 318                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 319   GenericValue Dest;
 320   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 321     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UByte);
 322     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, SByte);
 323     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UShort);
 324     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Short);
 325     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UInt);
 326     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Int);
 327     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, ULong);
 328     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Long);
 329     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Float);
 330     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Double);
 331     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Pointer);
 332   default:
 333     cout << "Unhandled type for Sub instruction: " << Ty << "\n";
 334   }
 335   return Dest;
 336 }
 337
 338 static GenericValue executeMulInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 339                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 340   GenericValue Dest;
 341   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 342     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UByte);
 343     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, SByte);
 344     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UShort);
 345     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Short);
 346     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UInt);
 347     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Int);
 348     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, ULong);
 349     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Long);
 350     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Float);
 351     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Double);
 352     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Pointer);
 353   default:
 354     cout << "Unhandled type for Mul instruction: " << Ty << "\n";
 355   }
 356   return Dest;
 357 }
 358
 359 static GenericValue executeDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 360                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 361   GenericValue Dest;
 362   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 363     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, UByte);
 364     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, SByte);
 365     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, UShort);
 366     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Short);
 367     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, UInt);
 368     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Int);
 369     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, ULong);
 370     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Long);
 371     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Float);
 372     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Double);
 373     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Pointer);
 374   default:
 375     cout << "Unhandled type for Div instruction: " << Ty << "\n";
 376   }
 377   return Dest;
 378 }
 379
 380 static GenericValue executeRemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 381                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 382   GenericValue Dest;
 383   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 384     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, UByte);
 385     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, SByte);
 386     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, UShort);
 387     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Short);
 388     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, UInt);
 389     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Int);
 390     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, ULong);
 391     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Long);
 392     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Pointer);
 393   case Type::FloatTyID:
 394     Dest.FloatVal = fmod(Src1.FloatVal, Src2.FloatVal);
 395     break;
 396   case Type::DoubleTyID:
 397     Dest.DoubleVal = fmod(Src1.DoubleVal, Src2.DoubleVal);
 398     break;
 399   default:
 400     cout << "Unhandled type for Rem instruction: " << Ty << "\n";
 401   }
 402   return Dest;
 403 }
 404
 405 static GenericValue executeAndInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 406                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 407   GenericValue Dest;
 408   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 409     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, UByte);
 410     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, SByte);
 411     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, UShort);
 412     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Short);
 413     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, UInt);
 414     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Int);
 415     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, ULong);
 416     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Long);
 417     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Pointer);
 418   default:
 419     cout << "Unhandled type for And instruction: " << Ty << "\n";
 420   }
 421   return Dest;
 422 }
 423
 424
 425 static GenericValue executeOrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 426                                   const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 427   GenericValue Dest;
 428   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 429     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UByte);
 430     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, SByte);
 431     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UShort);
 432     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Short);
 433     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UInt);
 434     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Int);
 435     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, ULong);
 436     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Long);
 437     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Pointer);
 438   default:
 439     cout << "Unhandled type for Or instruction: " << Ty << "\n";
 440   }
 441   return Dest;
 442 }
 443
 444
 445 static GenericValue executeXorInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 446                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 447   GenericValue Dest;
 448   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 449     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UByte);
 450     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, SByte);
 451     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UShort);
 452     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Short);
 453     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UInt);
 454     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Int);
 455     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, ULong);
 456     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Long);
 457     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Pointer);
 458   default:
 459     cout << "Unhandled type for Xor instruction: " << Ty << "\n";
 460   }
 461   return Dest;
 462 }
 463
 464
 465 #define IMPLEMENT_SETCC(OP, TY) \
 466    case Type::TY##TyID: Dest.BoolVal = Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val; break
 467
 468 static GenericValue executeSetEQInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 469                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 470   GenericValue Dest;
 471   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 472     IMPLEMENT_SETCC(==, UByte);
 473     IMPLEMENT_SETCC(==, SByte);
 474     IMPLEMENT_SETCC(==, UShort);
 475     IMPLEMENT_SETCC(==, Short);
 476     IMPLEMENT_SETCC(==, UInt);
 477     IMPLEMENT_SETCC(==, Int);
 478     IMPLEMENT_SETCC(==, ULong);
 479     IMPLEMENT_SETCC(==, Long);
 480     IMPLEMENT_SETCC(==, Float);
 481     IMPLEMENT_SETCC(==, Double);
 482     IMPLEMENT_SETCC(==, Pointer);
 483   default:
 484     cout << "Unhandled type for SetEQ instruction: " << Ty << "\n";
 485   }
 486   return Dest;
 487 }
 488
 489 static GenericValue executeSetNEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 490                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 491   GenericValue Dest;
 492   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 493     IMPLEMENT_SETCC(!=, UByte);
 494     IMPLEMENT_SETCC(!=, SByte);
 495     IMPLEMENT_SETCC(!=, UShort);
 496     IMPLEMENT_SETCC(!=, Short);
 497     IMPLEMENT_SETCC(!=, UInt);
 498     IMPLEMENT_SETCC(!=, Int);
 499     IMPLEMENT_SETCC(!=, ULong);
 500     IMPLEMENT_SETCC(!=, Long);
 501     IMPLEMENT_SETCC(!=, Float);
 502     IMPLEMENT_SETCC(!=, Double);
 503     IMPLEMENT_SETCC(!=, Pointer);
 504
 505   default:
 506     cout << "Unhandled type for SetNE instruction: " << Ty << "\n";
 507   }
 508   return Dest;
 509 }
 510
 511 static GenericValue executeSetLEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 512                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 513   GenericValue Dest;
 514   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 515     IMPLEMENT_SETCC(<=, UByte);
 516     IMPLEMENT_SETCC(<=, SByte);
 517     IMPLEMENT_SETCC(<=, UShort);
 518     IMPLEMENT_SETCC(<=, Short);
 519     IMPLEMENT_SETCC(<=, UInt);
 520     IMPLEMENT_SETCC(<=, Int);
 521     IMPLEMENT_SETCC(<=, ULong);
 522     IMPLEMENT_SETCC(<=, Long);
 523     IMPLEMENT_SETCC(<=, Float);
 524     IMPLEMENT_SETCC(<=, Double);
 525     IMPLEMENT_SETCC(<=, Pointer);
 526   default:
 527     cout << "Unhandled type for SetLE instruction: " << Ty << "\n";
 528   }
 529   return Dest;
 530 }
 531
 532 static GenericValue executeSetGEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 533                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 534   GenericValue Dest;
 535   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 536     IMPLEMENT_SETCC(>=, UByte);
 537     IMPLEMENT_SETCC(>=, SByte);
 538     IMPLEMENT_SETCC(>=, UShort);
 539     IMPLEMENT_SETCC(>=, Short);
 540     IMPLEMENT_SETCC(>=, UInt);
 541     IMPLEMENT_SETCC(>=, Int);
 542     IMPLEMENT_SETCC(>=, ULong);
 543     IMPLEMENT_SETCC(>=, Long);
 544     IMPLEMENT_SETCC(>=, Float);
 545     IMPLEMENT_SETCC(>=, Double);
 546     IMPLEMENT_SETCC(>=, Pointer);
 547   default:
 548     cout << "Unhandled type for SetGE instruction: " << Ty << "\n";
 549   }
 550   return Dest;
 551 }
 552
 553 static GenericValue executeSetLTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 554                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 555   GenericValue Dest;
 556   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 557     IMPLEMENT_SETCC(<, UByte);
 558     IMPLEMENT_SETCC(<, SByte);
 559     IMPLEMENT_SETCC(<, UShort);
 560     IMPLEMENT_SETCC(<, Short);
 561     IMPLEMENT_SETCC(<, UInt);
 562     IMPLEMENT_SETCC(<, Int);
 563     IMPLEMENT_SETCC(<, ULong);
 564     IMPLEMENT_SETCC(<, Long);
 565     IMPLEMENT_SETCC(<, Float);
 566     IMPLEMENT_SETCC(<, Double);
 567     IMPLEMENT_SETCC(<, Pointer);
 568   default:
 569     cout << "Unhandled type for SetLT instruction: " << Ty << "\n";
 570   }
 571   return Dest;
 572 }
 573
 574 static GenericValue executeSetGTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 575                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 576   GenericValue Dest;
 577   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 578     IMPLEMENT_SETCC(>, UByte);
 579     IMPLEMENT_SETCC(>, SByte);
 580     IMPLEMENT_SETCC(>, UShort);
 581     IMPLEMENT_SETCC(>, Short);
 582     IMPLEMENT_SETCC(>, UInt);
 583     IMPLEMENT_SETCC(>, Int);
 584     IMPLEMENT_SETCC(>, ULong);
 585     IMPLEMENT_SETCC(>, Long);
 586     IMPLEMENT_SETCC(>, Float);
 587     IMPLEMENT_SETCC(>, Double);
 588     IMPLEMENT_SETCC(>, Pointer);
 589   default:
 590     cout << "Unhandled type for SetGT instruction: " << Ty << "\n";
 591   }
 592   return Dest;
 593 }
 594
 595 static void executeBinaryInst(BinaryOperator *I, ExecutionContext &SF) {
 596   const Type *Ty = I->getOperand(0)->getType();
 597   GenericValue Src1  = getOperandValue(I->getOperand(0), SF);
 598   GenericValue Src2  = getOperandValue(I->getOperand(1), SF);
 599   GenericValue R;   // Result
 600
 601   switch (I->getOpcode()) {
 602   case Instruction::Add:   R = executeAddInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 603   case Instruction::Sub:   R = executeSubInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 604   case Instruction::Mul:   R = executeMulInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 605   case Instruction::Div:   R = executeDivInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 606   case Instruction::Rem:   R = executeRemInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 607   case Instruction::And:   R = executeAndInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 608   case Instruction::Or:    R = executeOrInst   (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 609   case Instruction::Xor:   R = executeXorInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 610   case Instruction::SetEQ: R = executeSetEQInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 611   case Instruction::SetNE: R = executeSetNEInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 612   case Instruction::SetLE: R = executeSetLEInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 613   case Instruction::SetGE: R = executeSetGEInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 614   case Instruction::SetLT: R = executeSetLTInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 615   case Instruction::SetGT: R = executeSetGTInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 616   default:
 617     cout << "Don't know how to handle this binary operator!\n-->" << I;
 618     R = Src1;
 619   }
 620
 621   SetValue(I, R, SF);
 622 }
 623
 624 //===----------------------------------------------------------------------===//
 625 //                     Terminator Instruction Implementations
 626 //===----------------------------------------------------------------------===//
 627
 628 static void PerformExitStuff() {
 629 #ifdef PROFILE_STRUCTURE_FIELDS
 630   // Print out structure field accounting information...
 631   if (!FieldAccessCounts.empty()) {
 632     CW << "Profile Field Access Counts:\n";
 633     std::map<const StructType *, vector<unsigned> >::iterator
 634       I = FieldAccessCounts.begin(), E = FieldAccessCounts.end();
 635     for (; I != E; ++I) {
 636       vector<unsigned> &OfC = I->second;
 637       CW << "  '" << (Value*)I->first << "'\t- Sum=";
 638
 639       unsigned Sum = 0;
 640       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i)
 641         Sum += OfC[i];
 642       CW << Sum << " - ";
 643
 644       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i) {
 645         if (i) CW << ", ";
 646         CW << OfC[i];
 647       }
 648       CW << "\n";
 649     }
 650     CW << "\n";
 651
 652     CW << "Profile Field Access Percentages:\n";
 653     cout.precision(3);
 654     for (I = FieldAccessCounts.begin(); I != E; ++I) {
 655       vector<unsigned> &OfC = I->second;
 656       unsigned Sum = 0;
 657       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i)
 658         Sum += OfC[i];
 659
 660       CW << "  '" << (Value*)I->first << "'\t- ";
 661       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i) {
 662         if (i) CW << ", ";
 663         CW << double(OfC[i])/Sum;
 664       }
 665       CW << "\n";
 666     }
 667     CW << "\n";
 668
 669     FieldAccessCounts.clear();
 670   }
 671 #endif
 672 }
 673
 674 void Interpreter::exitCalled(GenericValue GV) {
 675   if (!QuietMode) {
 676     cout << "Program returned ";
 677     print(Type::IntTy, GV);
 678     cout << " via 'void exit(int)'\n";
 679   }
 680
 681   ExitCode = GV.SByteVal;
 682   ECStack.clear();
 683   PerformExitStuff();
 684 }
 685
 686 void Interpreter::executeRetInst(ReturnInst *I, ExecutionContext &SF) {
 687   const Type *RetTy = 0;
 688   GenericValue Result;
 689
 690   // Save away the return value... (if we are not 'ret void')
 691   if (I->getNumOperands()) {
 692     RetTy  = I->getReturnValue()->getType();
 693     Result = getOperandValue(I->getReturnValue(), SF);
 694   }
 695
 696   // Save previously executing meth
 697   const Function *M = ECStack.back().CurMethod;
 698
 699   // Pop the current stack frame... this invalidates SF
 700   ECStack.pop_back();
 701
 702   if (ECStack.empty()) {  // Finished main.  Put result into exit code...
 703     if (RetTy) {          // Nonvoid return type?
 704       if (!QuietMode) {
 705         CW << "Function " << M->getType() << " \"" << M->getName()
 706            << "\" returned ";
 707         print(RetTy, Result);
 708         cout << "\n";
 709       }
 710
 711       if (RetTy->isIntegral())
 712         ExitCode = Result.IntVal;   // Capture the exit code of the program
 713     } else {
 714       ExitCode = 0;
 715     }
 716
 717     PerformExitStuff();
 718     return;
 719   }
 720
 721   // If we have a previous stack frame, and we have a previous call, fill in
 722   // the return value...
 723   //
 724   ExecutionContext &NewSF = ECStack.back();
 725   if (NewSF.Caller) {
 726     if (NewSF.Caller->getType() != Type::VoidTy)             // Save result...
 727       SetValue(NewSF.Caller, Result, NewSF);
 728
 729     NewSF.Caller = 0;          // We returned from the call...
 730   } else if (!QuietMode) {
 731     // This must be a function that is executing because of a user 'call'
 732     // instruction.
 733     CW << "Function " << M->getType() << " \"" << M->getName()
 734        << "\" returned ";
 735     print(RetTy, Result);
 736     cout << "\n";
 737   }
 738 }
 739
 740 void Interpreter::executeBrInst(BranchInst *I, ExecutionContext &SF) {
 741   SF.PrevBB = SF.CurBB;               // Update PrevBB so that PHI nodes work...
 742   BasicBlock *Dest;
 743
 744   Dest = I->getSuccessor(0);          // Uncond branches have a fixed dest...
 745   if (!I->isUnconditional()) {
 746     Value *Cond = I->getCondition();
 747     GenericValue CondVal = getOperandValue(Cond, SF);
 748     if (CondVal.BoolVal == 0) // If false cond...
 749       Dest = I->getSuccessor(1);
 750   }
 751   SF.CurBB   = Dest;                  // Update CurBB to branch destination
 752   SF.CurInst = SF.CurBB->begin();     // Update new instruction ptr...
 753 }
 754
 755 //===----------------------------------------------------------------------===//
 756 //                     Memory Instruction Implementations
 757 //===----------------------------------------------------------------------===//
 758
 759 void Interpreter::executeAllocInst(AllocationInst *I, ExecutionContext &SF) {
 760   const Type *Ty = I->getType()->getElementType();  // Type to be allocated
 761
 762   // Get the number of elements being allocated by the array...
 763   unsigned NumElements = getOperandValue(I->getOperand(0), SF).UIntVal;
 764
 765   // Allocate enough memory to hold the type...
 766   // FIXME: Don't use CALLOC, use a tainted malloc.
 767   void *Memory = calloc(NumElements, TD.getTypeSize(Ty));
 768
 769   GenericValue Result;
 770   Result.PointerVal = (PointerTy)Memory;
 771   assert(Result.PointerVal != 0 && "Null pointer returned by malloc!");
 772   SetValue(I, Result, SF);
 773
 774   if (I->getOpcode() == Instruction::Alloca)
 775     ECStack.back().Allocas.add(Memory);
 776 }
 777
 778 static void executeFreeInst(FreeInst *I, ExecutionContext &SF) {
 779   assert(I->getOperand(0)->getType()->isPointerType() && "Freeing nonptr?");
 780   GenericValue Value = getOperandValue(I->getOperand(0), SF);
 781   // TODO: Check to make sure memory is allocated
 782   free((void*)Value.PointerVal);   // Free memory
 783 }
 784
 785
 786 // getElementOffset - The workhorse for getelementptr, load and store.  This
 787 // function returns the offset that arguments ArgOff+1 -> NumArgs specify for
 788 // the pointer type specified by argument Arg.
 789 //
 790 static PointerTy getElementOffset(MemAccessInst *I, ExecutionContext &SF) {
 791   assert(isa<PointerType>(I->getPointerOperand()->getType()) &&
 792          "Cannot getElementOffset of a nonpointer type!");
 793
 794   PointerTy Total = 0;
 795   const Type *Ty = I->getPointerOperand()->getType();
 796
 797   unsigned ArgOff = I->getFirstIndexOperandNumber();
 798   while (ArgOff < I->getNumOperands()) {
 799     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
 800       const StructLayout *SLO = TD.getStructLayout(STy);
 801
 802       // Indicies must be ubyte constants...
 803       const ConstantUInt *CPU = cast<ConstantUInt>(I->getOperand(ArgOff++));
 804       assert(CPU->getType() == Type::UByteTy);
 805       unsigned Index = CPU->getValue();
 806
 807 #ifdef PROFILE_STRUCTURE_FIELDS
 808       if (ProfileStructureFields) {
 809         // Do accounting for this field...
 810         vector<unsigned> &OfC = FieldAccessCounts[STy];
 811         if (OfC.size() == 0) OfC.resize(STy->getElementTypes().size());
 812         OfC[Index]++;
 813       }
 814 #endif
 815
 816       Total += SLO->MemberOffsets[Index];
 817       Ty = STy->getElementTypes()[Index];
 818     } else if (const SequentialType *ST = cast<SequentialType>(Ty)) {
 819
 820       // Get the index number for the array... which must be uint type...
 821       assert(I->getOperand(ArgOff)->getType() == Type::UIntTy);
 822       unsigned Idx = getOperandValue(I->getOperand(ArgOff++), SF).UIntVal;
 823       if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(ST))
 824         if (Idx >= AT->getNumElements() && ArrayChecksEnabled) {
 825           cerr << "Out of range memory access to element #" << Idx
 826                << " of a " << AT->getNumElements() << " element array."
 827                << " Subscript #" << (ArgOff-I->getFirstIndexOperandNumber())
 828                << "\n";
 829           // Get outta here!!!
 830           siglongjmp(SignalRecoverBuffer, SIGTRAP);
 831         }
 832
 833       Ty = ST->getElementType();
 834       unsigned Size = TD.getTypeSize(Ty);
 835       Total += Size*Idx;
 836     }
 837   }
 838
 839   return Total;
 840 }
 841
 842 static void executeGEPInst(GetElementPtrInst *I, ExecutionContext &SF) {
 843   GenericValue SRC = getOperandValue(I->getPointerOperand(), SF);
 844   PointerTy SrcPtr = SRC.PointerVal;
 845
 846   GenericValue Result;
 847   Result.PointerVal = SrcPtr + getElementOffset(I, SF);
 848   SetValue(I, Result, SF);
 849 }
 850
 851 static void executeLoadInst(LoadInst *I, ExecutionContext &SF) {
 852   GenericValue SRC = getOperandValue(I->getPointerOperand(), SF);
 853   PointerTy SrcPtr = SRC.PointerVal;
 854   PointerTy Offset = getElementOffset(I, SF);  // Handle any structure indices
 855   SrcPtr += Offset;
 856
 857   GenericValue *Ptr = (GenericValue*)SrcPtr;
 858   GenericValue Result;
 859
 860   switch (I->getType()->getPrimitiveID()) {
 861   case Type::BoolTyID:
 862   case Type::UByteTyID:
 863   case Type::SByteTyID:   Result.SByteVal   = Ptr->SByteVal; break;
 864   case Type::UShortTyID:
 865   case Type::ShortTyID:   Result.ShortVal   = Ptr->ShortVal; break;
 866   case Type::UIntTyID:
 867   case Type::IntTyID:     Result.IntVal     = Ptr->IntVal; break;
 868   case Type::ULongTyID:
 869   case Type::LongTyID:    Result.ULongVal   = Ptr->ULongVal; break;
 870   case Type::PointerTyID: Result.PointerVal = Ptr->PointerVal; break;
 871   case Type::FloatTyID:   Result.FloatVal   = Ptr->FloatVal; break;
 872   case Type::DoubleTyID:  Result.DoubleVal  = Ptr->DoubleVal; break;
 873   default:
 874     cout << "Cannot load value of type " << I->getType() << "!\n";
 875   }
 876
 877   SetValue(I, Result, SF);
 878 }
 879
 880 static void executeStoreInst(StoreInst *I, ExecutionContext &SF) {
 881   GenericValue SRC = getOperandValue(I->getPointerOperand(), SF);
 882   PointerTy SrcPtr = SRC.PointerVal;
 883   SrcPtr += getElementOffset(I, SF);  // Handle any structure indices
 884
 885   GenericValue *Ptr = (GenericValue *)SrcPtr;
 886   GenericValue Val = getOperandValue(I->getOperand(0), SF);
 887
 888   switch (I->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveID()) {
 889   case Type::BoolTyID:
 890   case Type::UByteTyID:
 891   case Type::SByteTyID:   Ptr->SByteVal = Val.SByteVal; break;
 892   case Type::UShortTyID:
 893   case Type::ShortTyID:   Ptr->ShortVal = Val.ShortVal; break;
 894   case Type::UIntTyID:
 895   case Type::IntTyID:     Ptr->IntVal = Val.IntVal; break;
 896   case Type::ULongTyID:
 897   case Type::LongTyID:    Ptr->LongVal = Val.LongVal; break;
 898   case Type::PointerTyID: Ptr->PointerVal = Val.PointerVal; break;
 899   case Type::FloatTyID:   Ptr->FloatVal = Val.FloatVal; break;
 900   case Type::DoubleTyID:  Ptr->DoubleVal = Val.DoubleVal; break;
 901   default:
 902     cout << "Cannot store value of type " << I->getType() << "!\n";
 903   }
 904 }
 905
 906
 907 //===----------------------------------------------------------------------===//
 908 //                 Miscellaneous Instruction Implementations
 909 //===----------------------------------------------------------------------===//
 910
 911 void Interpreter::executeCallInst(CallInst *I, ExecutionContext &SF) {
 912   ECStack.back().Caller = I;
 913   vector<GenericValue> ArgVals;
 914   ArgVals.reserve(I->getNumOperands()-1);
 915   for (unsigned i = 1; i < I->getNumOperands(); ++i)
 916     ArgVals.push_back(getOperandValue(I->getOperand(i), SF));
 917
 918   // To handle indirect calls, we must get the pointer value from the argument
 919   // and treat it as a function pointer.
 920   GenericValue SRC = getOperandValue(I->getCalledValue(), SF);
 921
 922   callMethod((Function*)SRC.PointerVal, ArgVals);
 923 }
 924
 925 static void executePHINode(PHINode *I, ExecutionContext &SF) {
 926   BasicBlock *PrevBB = SF.PrevBB;
 927   Value *IncomingValue = 0;
 928
 929   // Search for the value corresponding to this previous bb...
 930   for (unsigned i = I->getNumIncomingValues(); i > 0;) {
 931     if (I->getIncomingBlock(--i) == PrevBB) {
 932       IncomingValue = I->getIncomingValue(i);
 933       break;
 934     }
 935   }
 936   assert(IncomingValue && "No PHI node predecessor for current PrevBB!");
 937
 938   // Found the value, set as the result...
 939   SetValue(I, getOperandValue(IncomingValue, SF), SF);
 940 }
 941
 942 #define IMPLEMENT_SHIFT(OP, TY) \
 943    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src1.TY##Val OP Src2.UByteVal; break
 944
 945 static void executeShlInst(ShiftInst *I, ExecutionContext &SF) {
 946   const Type *Ty = I->getOperand(0)->getType();
 947   GenericValue Src1  = getOperandValue(I->getOperand(0), SF);
 948   GenericValue Src2  = getOperandValue(I->getOperand(1), SF);
 949   GenericValue Dest;
 950
 951   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 952     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UByte);
 953     IMPLEMENT_SHIFT(<<, SByte);
 954     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UShort);
 955     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Short);
 956     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UInt);
 957     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Int);
 958     IMPLEMENT_SHIFT(<<, ULong);
 959     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Long);
 960   default:
 961     cout << "Unhandled type for Shl instruction: " << Ty << "\n";
 962   }
 963   SetValue(I, Dest, SF);
 964 }
 965
 966 static void executeShrInst(ShiftInst *I, ExecutionContext &SF) {
 967   const Type *Ty = I->getOperand(0)->getType();
 968   GenericValue Src1  = getOperandValue(I->getOperand(0), SF);
 969   GenericValue Src2  = getOperandValue(I->getOperand(1), SF);
 970   GenericValue Dest;
 971
 972   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 973     IMPLEMENT_SHIFT(>>, UByte);
 974     IMPLEMENT_SHIFT(>>, SByte);
 975     IMPLEMENT_SHIFT(>>, UShort);
 976     IMPLEMENT_SHIFT(>>, Short);
 977     IMPLEMENT_SHIFT(>>, UInt);
 978     IMPLEMENT_SHIFT(>>, Int);
 979     IMPLEMENT_SHIFT(>>, ULong);
 980     IMPLEMENT_SHIFT(>>, Long);
 981   default:
 982     cout << "Unhandled type for Shr instruction: " << Ty << "\n";
 983   }
 984   SetValue(I, Dest, SF);
 985 }
 986
 987 #define IMPLEMENT_CAST(DTY, DCTY, STY) \
 988    case Type::STY##TyID: Dest.DTY##Val = DCTY Src.STY##Val; break;
 989
 990 #define IMPLEMENT_CAST_CASE_START(DESTTY, DESTCTY)    \
 991   case Type::DESTTY##TyID:                      \
 992     switch (SrcTy->getPrimitiveID()) {          \
 993       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Bool);    \
 994       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UByte);   \
 995       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, SByte);   \
 996       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UShort);  \
 997       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Short);   \
 998       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UInt);    \
 999       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Int);     \
1000       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, ULong);   \
1001       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Long);    \
1002       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Pointer);
1003
1004 #define IMPLEMENT_CAST_CASE_FP_IMP(DESTTY, DESTCTY) \
1005       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Float);   \
1006       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Double)
1007
1008 #define IMPLEMENT_CAST_CASE_END()    \
1009     default: cout << "Unhandled cast: " << SrcTy << " to " << Ty << "\n";  \
1010       break;                                    \
1011     }                                           \
1012     break
1013
1014 #define IMPLEMENT_CAST_CASE(DESTTY, DESTCTY) \
1015    IMPLEMENT_CAST_CASE_START(DESTTY, DESTCTY);   \
1016    IMPLEMENT_CAST_CASE_FP_IMP(DESTTY, DESTCTY); \
1017    IMPLEMENT_CAST_CASE_END()
1018
1019 static void executeCastInst(CastInst *I, ExecutionContext &SF) {
1020   const Type *Ty = I->getType();
1021   const Type *SrcTy = I->getOperand(0)->getType();
1022   GenericValue Src  = getOperandValue(I->getOperand(0), SF);
1023   GenericValue Dest;
1024
1025   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
1026     IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char));
1027     IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (  signed char));
1028     IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short));
1029     IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (  signed char));
1030     IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int ));
1031     IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (  signed int ));
1032     IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t));
1033     IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , ( int64_t));
1034     IMPLEMENT_CAST_CASE(Pointer, (PointerTy)(uint32_t));
1035     IMPLEMENT_CAST_CASE(Float  , (float));
1036     IMPLEMENT_CAST_CASE(Double , (double));
1037   default:
1038     cout << "Unhandled dest type for cast instruction: " << Ty << "\n";
1039   }
1040   SetValue(I, Dest, SF);
1041 }
1042
1043
1044
1045
1046 //===----------------------------------------------------------------------===//
1047 //                        Dispatch and Execution Code
1048 //===----------------------------------------------------------------------===//
1049
1050 MethodInfo::MethodInfo(Function *M) : Annotation(MethodInfoAID) {
1051   // Assign slot numbers to the function arguments...
1052   const Function::ArgumentListType &ArgList = M->getArgumentList();
1053   for (Function::ArgumentListType::const_iterator AI = ArgList.begin(),
1054          AE = ArgList.end(); AI != AE; ++AI)
1055     ((Value*)(*AI))->addAnnotation(new SlotNumber(getValueSlot((Value*)*AI)));
1056
1057   // Iterate over all of the instructions...
1058   unsigned InstNum = 0;
1059   for (Function::iterator MI = M->begin(), ME = M->end(); MI != ME; ++MI) {
1060     BasicBlock *BB = *MI;
1061     for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), IE = BB->end(); II != IE; ++II){
1062       Instruction *I = *II;          // For each instruction... Add Annote
1063       I->addAnnotation(new InstNumber(++InstNum, getValueSlot(I)));
1064     }
1065   }
1066 }
1067
1068 unsigned MethodInfo::getValueSlot(const Value *V) {
1069   unsigned Plane = V->getType()->getUniqueID();
1070   if (Plane >= NumPlaneElements.size())
1071     NumPlaneElements.resize(Plane+1, 0);
1072   return NumPlaneElements[Plane]++;
1073 }
1074
1075
1076 //===----------------------------------------------------------------------===//
1077 // callMethod - Execute the specified function...
1078 //
1079 void Interpreter::callMethod(Function *M, const vector<GenericValue> &ArgVals) {
1080   assert((ECStack.empty() || ECStack.back().Caller == 0 ||
1081           ECStack.back().Caller->getNumOperands()-1 == ArgVals.size()) &&
1082          "Incorrect number of arguments passed into function call!");
1083   if (M->isExternal()) {
1084     GenericValue Result = callExternalMethod(M, ArgVals);
1085     const Type *RetTy = M->getReturnType();
1086
1087     // Copy the result back into the result variable if we are not returning
1088     // void.
1089     if (RetTy != Type::VoidTy) {
1090       if (!ECStack.empty() && ECStack.back().Caller) {
1091         ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1092         SetValue(SF.Caller, Result, SF);
1093
1094         SF.Caller = 0;          // We returned from the call...
1095       } else if (!QuietMode) {
1096         // print it.
1097         CW << "Function " << M->getType() << " \"" << M->getName()
1098            << "\" returned ";
1099         print(RetTy, Result);
1100         cout << "\n";
1101
1102         if (RetTy->isIntegral())
1103           ExitCode = Result.SByteVal;   // Capture the exit code of the program
1104       }
1105     }
1106
1107     return;
1108   }
1109
1110   // Process the function, assigning instruction numbers to the instructions in
1111   // the function.  Also calculate the number of values for each type slot
1112   // active.
1113   //
1114   MethodInfo *MethInfo = (MethodInfo*)M->getOrCreateAnnotation(MethodInfoAID);
1115   ECStack.push_back(ExecutionContext());         // Make a new stack frame...
1116
1117   ExecutionContext &StackFrame = ECStack.back(); // Fill it in...
1118   StackFrame.CurMethod = M;
1119   StackFrame.CurBB     = M->front();
1120   StackFrame.CurInst   = StackFrame.CurBB->begin();
1121   StackFrame.MethInfo  = MethInfo;
1122
1123   // Initialize the values to nothing...
1124   StackFrame.Values.resize(MethInfo->NumPlaneElements.size());
1125   for (unsigned i = 0; i < MethInfo->NumPlaneElements.size(); ++i) {
1126     StackFrame.Values[i].resize(MethInfo->NumPlaneElements[i]);
1127
1128     // Taint the initial values of stuff
1129     memset(&StackFrame.Values[i][0], 42,
1130            MethInfo->NumPlaneElements[i]*sizeof(GenericValue));
1131   }
1132
1133   StackFrame.PrevBB = 0;  // No previous BB for PHI nodes...
1134
1135
1136   // Run through the function arguments and initialize their values...
1137   assert(ArgVals.size() == M->getArgumentList().size() &&
1138          "Invalid number of values passed to function invocation!");
1139   unsigned i = 0;
1140   for (Function::ArgumentListType::iterator AI = M->getArgumentList().begin(),
1141          AE = M->getArgumentList().end(); AI != AE; ++AI, ++i) {
1142     SetValue((Value*)*AI, ArgVals[i], StackFrame);
1143   }
1144 }
1145
1146 // executeInstruction - Interpret a single instruction, increment the "PC", and
1147 // return true if the next instruction is a breakpoint...
1148 //
1149 bool Interpreter::executeInstruction() {
1150   assert(!ECStack.empty() && "No program running, cannot execute inst!");
1151
1152   ExecutionContext &SF = ECStack.back();  // Current stack frame
1153   Instruction *I = *SF.CurInst++;         // Increment before execute
1154
1155   if (Trace)
1156     CW << "Run:" << I;
1157
1158   // Set a sigsetjmp buffer so that we can recover if an error happens during
1159   // instruction execution...
1160   //
1161   if (int SigNo = sigsetjmp(SignalRecoverBuffer, 1)) {
1162     --SF.CurInst;   // Back up to erroring instruction
1163     if (SigNo != SIGINT) {
1164       cout << "EXCEPTION OCCURRED [" << _sys_siglistp[SigNo] << "]:\n";
1165       printStackTrace();
1166       // If -abort-on-exception was specified, terminate LLI instead of trying
1167       // to debug it.
1168       //
1169       if (AbortOnExceptions) exit(1);
1170     } else if (SigNo == SIGINT) {
1171       cout << "CTRL-C Detected, execution halted.\n";
1172     }
1173     InInstruction = false;
1174     return true;
1175   }
1176
1177   InInstruction = true;
1178   if (I->isBinaryOp()) {
1179     executeBinaryInst(cast<BinaryOperator>(I), SF);
1180   } else {
1181     switch (I->getOpcode()) {
1182     case Instruction::Not:     executeNotInst(cast<UnaryOperator>(I),SF); break;
1183       // Terminators
1184     case Instruction::Ret:     executeRetInst  (cast<ReturnInst>(I), SF); break;
1185     case Instruction::Br:      executeBrInst   (cast<BranchInst>(I), SF); break;
1186       // Memory Instructions
1187     case Instruction::Alloca:
1188     case Instruction::Malloc:  executeAllocInst((AllocationInst*)I, SF); break;
1189     case Instruction::Free:    executeFreeInst (cast<FreeInst> (I), SF); break;
1190     case Instruction::Load:    executeLoadInst (cast<LoadInst> (I), SF); break;
1191     case Instruction::Store:   executeStoreInst(cast<StoreInst>(I), SF); break;
1192     case Instruction::GetElementPtr:
1193                           executeGEPInst(cast<GetElementPtrInst>(I), SF); break;
1194
1195       // Miscellaneous Instructions
1196     case Instruction::Call:    executeCallInst (cast<CallInst> (I), SF); break;
1197     case Instruction::PHINode: executePHINode  (cast<PHINode>  (I), SF); break;
1198     case Instruction::Shl:     executeShlInst  (cast<ShiftInst>(I), SF); break;
1199     case Instruction::Shr:     executeShrInst  (cast<ShiftInst>(I), SF); break;
1200     case Instruction::Cast:    executeCastInst (cast<CastInst> (I), SF); break;
1201     default:
1202       cout << "Don't know how to execute this instruction!\n-->" << I;
1203     }
1204   }
1205   InInstruction = false;
1206
1207   // Reset the current frame location to the top of stack
1208   CurFrame = ECStack.size()-1;
1209
1210   if (CurFrame == -1) return false;  // No breakpoint if no code
1211
1212   // Return true if there is a breakpoint annotation on the instruction...
1213   return (*ECStack[CurFrame].CurInst)->getAnnotation(BreakpointAID) != 0;
1214 }
1215
1216 void Interpreter::stepInstruction() {  // Do the 'step' command
1217   if (ECStack.empty()) {
1218     cout << "Error: no program running, cannot step!\n";
1219     return;
1220   }
1221
1222   // Run an instruction...
1223   executeInstruction();
1224
1225   // Print the next instruction to execute...
1226   printCurrentInstruction();
1227 }
1228
1229 // --- UI Stuff...
1230 void Interpreter::nextInstruction() {  // Do the 'next' command
1231   if (ECStack.empty()) {
1232     cout << "Error: no program running, cannot 'next'!\n";
1233     return;
1234   }
1235
1236   // If this is a call instruction, step over the call instruction...
1237   // TODO: ICALL, CALL WITH, ...
1238   if ((*ECStack.back().CurInst)->getOpcode() == Instruction::Call) {
1239     unsigned StackSize = ECStack.size();
1240     // Step into the function...
1241     if (executeInstruction()) {
1242       // Hit a breakpoint, print current instruction, then return to user...
1243       cout << "Breakpoint hit!\n";
1244       printCurrentInstruction();
1245       return;
1246     }
1247
1248     // If we we able to step into the function, finish it now.  We might not be
1249     // able the step into a function, if it's external for example.
1250     if (ECStack.size() != StackSize)
1251       finish(); // Finish executing the function...
1252     else
1253       printCurrentInstruction();
1254
1255   } else {
1256     // Normal instruction, just step...
1257     stepInstruction();
1258   }
1259 }
1260
1261 void Interpreter::run() {
1262   if (ECStack.empty()) {
1263     cout << "Error: no program running, cannot run!\n";
1264     return;
1265   }
1266
1267   bool HitBreakpoint = false;
1268   while (!ECStack.empty() && !HitBreakpoint) {
1269     // Run an instruction...
1270     HitBreakpoint = executeInstruction();
1271   }
1272
1273   if (HitBreakpoint) {
1274     cout << "Breakpoint hit!\n";
1275   }
1276   // Print the next instruction to execute...
1277   printCurrentInstruction();
1278 }
1279
1280 void Interpreter::finish() {
1281   if (ECStack.empty()) {
1282     cout << "Error: no program running, cannot run!\n";
1283     return;
1284   }
1285
1286   unsigned StackSize = ECStack.size();
1287   bool HitBreakpoint = false;
1288   while (ECStack.size() >= StackSize && !HitBreakpoint) {
1289     // Run an instruction...
1290     HitBreakpoint = executeInstruction();
1291   }
1292
1293   if (HitBreakpoint) {
1294     cout << "Breakpoint hit!\n";
1295   }
1296
1297   // Print the next instruction to execute...
1298   printCurrentInstruction();
1299 }
1300
1301
1302
1303 // printCurrentInstruction - Print out the instruction that the virtual PC is
1304 // at, or fail silently if no program is running.
1305 //
1306 void Interpreter::printCurrentInstruction() {
1307   if (!ECStack.empty()) {
1308     if (ECStack.back().CurBB->begin() == ECStack.back().CurInst)  // print label
1309       WriteAsOperand(cout, ECStack.back().CurBB) << ":\n";
1310
1311     Instruction *I = *ECStack.back().CurInst;
1312     InstNumber *IN = (InstNumber*)I->getAnnotation(SlotNumberAID);
1313     assert(IN && "Instruction has no numbering annotation!");
1314     cout << "#" << IN->InstNum << I;
1315   }
1316 }
1317
1318 void Interpreter::printValue(const Type *Ty, GenericValue V) {
1319   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
1320   case Type::BoolTyID:   cout << (V.BoolVal?"true":"false"); break;
1321   case Type::SByteTyID:  cout << V.SByteVal;  break;
1322   case Type::UByteTyID:  cout << V.UByteVal;  break;
1323   case Type::ShortTyID:  cout << V.ShortVal;  break;
1324   case Type::UShortTyID: cout << V.UShortVal; break;
1325   case Type::IntTyID:    cout << V.IntVal;    break;
1326   case Type::UIntTyID:   cout << V.UIntVal;   break;
1327   case Type::LongTyID:   cout << (long)V.LongVal;   break;
1328   case Type::ULongTyID:  cout << (unsigned long)V.ULongVal;  break;
1329   case Type::FloatTyID:  cout << V.FloatVal;  break;
1330   case Type::DoubleTyID: cout << V.DoubleVal; break;
1331   case Type::PointerTyID:cout << (void*)V.PointerVal; break;
1332   default:
1333     cout << "- Don't know how to print value of this type!";
1334     break;
1335   }
1336 }
1337
1338 void Interpreter::print(const Type *Ty, GenericValue V) {
1339   CW << Ty << " ";
1340   printValue(Ty, V);
1341 }
1342
1343 void Interpreter::print(const std::string &Name) {
1344   Value *PickedVal = ChooseOneOption(Name, LookupMatchingNames(Name));
1345   if (!PickedVal) return;
1346
1347   if (const Function *F = dyn_cast<const Function>(PickedVal)) {
1348     CW << F;  // Print the function
1349   } else if (const Type *Ty = dyn_cast<const Type>(PickedVal)) {
1350     CW << "type %" << Name << " = " << Ty->getDescription() << "\n";
1351   } else if (const BasicBlock *BB = dyn_cast<const BasicBlock>(PickedVal)) {
1352     CW << BB;   // Print the basic block
1353   } else {      // Otherwise there should be an annotation for the slot#
1354     print(PickedVal->getType(),
1355           getOperandValue(PickedVal, ECStack[CurFrame]));
1356     cout << "\n";
1357   }
1358 }
1359
1360 void Interpreter::infoValue(const std::string &Name) {
1361   Value *PickedVal = ChooseOneOption(Name, LookupMatchingNames(Name));
1362   if (!PickedVal) return;
1363
1364   cout << "Value: ";
1365   print(PickedVal->getType(),
1366         getOperandValue(PickedVal, ECStack[CurFrame]));
1367   cout << "\n";
1368   printOperandInfo(PickedVal, ECStack[CurFrame]);
1369 }
1370
1371 // printStackFrame - Print information about the specified stack frame, or -1
1372 // for the default one.
1373 //
1374 void Interpreter::printStackFrame(int FrameNo = -1) {
1375   if (FrameNo == -1) FrameNo = CurFrame;
1376   Function *Func = ECStack[FrameNo].CurMethod;
1377   const Type *RetTy = Func->getReturnType();
1378
1379   CW << ((FrameNo == CurFrame) ? '>' : '-') << "#" << FrameNo << ". "
1380      << (Value*)RetTy << " \"" << Func->getName() << "\"(";
1381
1382   Function::ArgumentListType &Args = Func->getArgumentList();
1383   for (unsigned i = 0; i < Args.size(); ++i) {
1384     if (i != 0) cout << ", ";
1385     CW << (Value*)Args[i] << "=";
1386
1387     printValue(((Value*)Args[i])->getType(),
1388                getOperandValue((Value*)Args[i], ECStack[FrameNo]));
1389   }
1390
1391   cout << ")\n";
1392   CW << *(ECStack[FrameNo].CurInst-(FrameNo != int(ECStack.size()-1)));
1393 }
1394