lib/ExecutionEngine/Interpreter/Execution.cpp

   1 //===-- Execution.cpp - Implement code to simulate the program ------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 //  This file contains the actual instruction interpreter.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "interpreter"
  15 #include "Interpreter.h"
  16 #include "llvm/Constants.h"
  17 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  18 #include "llvm/Instructions.h"
  19 #include "llvm/ParameterAttributes.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/IntrinsicLowering.h"
  21 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  22 #include "llvm/ADT/APInt.h"
  23 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  24 #include "llvm/Support/Debug.h"
  25 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  26 #include <cmath>
  27 #include <algorithm>
  28 using namespace llvm;
  29
  30 STATISTIC(NumDynamicInsts, "Number of dynamic instructions executed");
  31 static Interpreter *TheEE = 0;
  32
  33 //===----------------------------------------------------------------------===//
  34 //                     Various Helper Functions
  35 //===----------------------------------------------------------------------===//
  36
  37 static inline uint64_t doSignExtension(uint64_t Val, const IntegerType* ITy) {
  38   // Determine if the value is signed or not
  39   bool isSigned = (Val & (1 << (ITy->getBitWidth()-1))) != 0;
  40   // If its signed, extend the sign bits
  41   if (isSigned)
  42     Val |= ~ITy->getBitMask();
  43   return Val;
  44 }
  45
  46 static void SetValue(Value *V, GenericValue Val, ExecutionContext &SF) {
  47   SF.Values[V] = Val;
  48 }
  49
  50 void Interpreter::initializeExecutionEngine() {
  51   TheEE = this;
  52 }
  53
  54 //===----------------------------------------------------------------------===//
  55 //                    Binary Instruction Implementations
  56 //===----------------------------------------------------------------------===//
  57
  58 #define IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(OP, TY) \
  59    case Type::TY##TyID: \
  60      Dest.TY##Val = Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val; \
  61      break
  62
  63 #define IMPLEMENT_INTEGER_BINOP1(OP, TY) \
  64    case Type::IntegerTyID: { \
  65      Dest.IntVal = Src1.IntVal OP Src2.IntVal; \
  66      break; \
  67    }
  68
  69
  70 static void executeAddInst(GenericValue &Dest, GenericValue Src1,
  71                            GenericValue Src2, const Type *Ty) {
  72   switch (Ty->getTypeID()) {
  73     IMPLEMENT_INTEGER_BINOP1(+, Ty);
  74     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Float);
  75     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Double);
  76   default:
  77     cerr << "Unhandled type for Add instruction: " << *Ty << "\n";
  78     abort();
  79   }
  80 }
  81
  82 static void executeSubInst(GenericValue &Dest, GenericValue Src1,
  83                            GenericValue Src2, const Type *Ty) {
  84   switch (Ty->getTypeID()) {
  85     IMPLEMENT_INTEGER_BINOP1(-, Ty);
  86     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Float);
  87     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Double);
  88   default:
  89     cerr << "Unhandled type for Sub instruction: " << *Ty << "\n";
  90     abort();
  91   }
  92 }
  93
  94 static void executeMulInst(GenericValue &Dest, GenericValue Src1,
  95                            GenericValue Src2, const Type *Ty) {
  96   switch (Ty->getTypeID()) {
  97     IMPLEMENT_INTEGER_BINOP1(*, Ty);
  98     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Float);
  99     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Double);
 100   default:
 101     cerr << "Unhandled type for Mul instruction: " << *Ty << "\n";
 102     abort();
 103   }
 104 }
 105
 106 static void executeFDivInst(GenericValue &Dest, GenericValue Src1,
 107                             GenericValue Src2, const Type *Ty) {
 108   switch (Ty->getTypeID()) {
 109     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Float);
 110     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Double);
 111   default:
 112     cerr << "Unhandled type for FDiv instruction: " << *Ty << "\n";
 113     abort();
 114   }
 115 }
 116
 117 static void executeFRemInst(GenericValue &Dest, GenericValue Src1,
 118                             GenericValue Src2, const Type *Ty) {
 119   switch (Ty->getTypeID()) {
 120   case Type::FloatTyID:
 121     Dest.FloatVal = fmod(Src1.FloatVal, Src2.FloatVal);
 122     break;
 123   case Type::DoubleTyID:
 124     Dest.DoubleVal = fmod(Src1.DoubleVal, Src2.DoubleVal);
 125     break;
 126   default:
 127     cerr << "Unhandled type for Rem instruction: " << *Ty << "\n";
 128     abort();
 129   }
 130 }
 131
 132 #define IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(OP, TY) \
 133    case Type::IntegerTyID:  \
 134       Dest.IntVal = APInt(1,Src1.IntVal.OP(Src2.IntVal)); \
 135       break;
 136
 137 // Handle pointers specially because they must be compared with only as much
 138 // width as the host has.  We _do not_ want to be comparing 64 bit values when
 139 // running on a 32-bit target, otherwise the upper 32 bits might mess up
 140 // comparisons if they contain garbage.
 141 #define IMPLEMENT_POINTER_ICMP(OP) \
 142    case Type::PointerTyID: \
 143       Dest.IntVal = APInt(1,(void*)(intptr_t)Src1.PointerVal OP \
 144                             (void*)(intptr_t)Src2.PointerVal); \
 145       break;
 146
 147 static GenericValue executeICMP_EQ(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 148                                    const Type *Ty) {
 149   GenericValue Dest;
 150   switch (Ty->getTypeID()) {
 151     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(eq,Ty);
 152     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(==);
 153   default:
 154     cerr << "Unhandled type for ICMP_EQ predicate: " << *Ty << "\n";
 155     abort();
 156   }
 157   return Dest;
 158 }
 159
 160 static GenericValue executeICMP_NE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 161                                    const Type *Ty) {
 162   GenericValue Dest;
 163   switch (Ty->getTypeID()) {
 164     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(ne,Ty);
 165     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(!=);
 166   default:
 167     cerr << "Unhandled type for ICMP_NE predicate: " << *Ty << "\n";
 168     abort();
 169   }
 170   return Dest;
 171 }
 172
 173 static GenericValue executeICMP_ULT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 174                                     const Type *Ty) {
 175   GenericValue Dest;
 176   switch (Ty->getTypeID()) {
 177     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(ult,Ty);
 178     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(<);
 179   default:
 180     cerr << "Unhandled type for ICMP_ULT predicate: " << *Ty << "\n";
 181     abort();
 182   }
 183   return Dest;
 184 }
 185
 186 static GenericValue executeICMP_SLT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 187                                     const Type *Ty) {
 188   GenericValue Dest;
 189   switch (Ty->getTypeID()) {
 190     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(slt,Ty);
 191     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(<);
 192   default:
 193     cerr << "Unhandled type for ICMP_SLT predicate: " << *Ty << "\n";
 194     abort();
 195   }
 196   return Dest;
 197 }
 198
 199 static GenericValue executeICMP_UGT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 200                                     const Type *Ty) {
 201   GenericValue Dest;
 202   switch (Ty->getTypeID()) {
 203     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(ugt,Ty);
 204     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(>);
 205   default:
 206     cerr << "Unhandled type for ICMP_UGT predicate: " << *Ty << "\n";
 207     abort();
 208   }
 209   return Dest;
 210 }
 211
 212 static GenericValue executeICMP_SGT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 213                                     const Type *Ty) {
 214   GenericValue Dest;
 215   switch (Ty->getTypeID()) {
 216     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(sgt,Ty);
 217     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(>);
 218   default:
 219     cerr << "Unhandled type for ICMP_SGT predicate: " << *Ty << "\n";
 220     abort();
 221   }
 222   return Dest;
 223 }
 224
 225 static GenericValue executeICMP_ULE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 226                                     const Type *Ty) {
 227   GenericValue Dest;
 228   switch (Ty->getTypeID()) {
 229     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(ule,Ty);
 230     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(<=);
 231   default:
 232     cerr << "Unhandled type for ICMP_ULE predicate: " << *Ty << "\n";
 233     abort();
 234   }
 235   return Dest;
 236 }
 237
 238 static GenericValue executeICMP_SLE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 239                                     const Type *Ty) {
 240   GenericValue Dest;
 241   switch (Ty->getTypeID()) {
 242     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(sle,Ty);
 243     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(<=);
 244   default:
 245     cerr << "Unhandled type for ICMP_SLE predicate: " << *Ty << "\n";
 246     abort();
 247   }
 248   return Dest;
 249 }
 250
 251 static GenericValue executeICMP_UGE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 252                                     const Type *Ty) {
 253   GenericValue Dest;
 254   switch (Ty->getTypeID()) {
 255     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(uge,Ty);
 256     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(>=);
 257   default:
 258     cerr << "Unhandled type for ICMP_UGE predicate: " << *Ty << "\n";
 259     abort();
 260   }
 261   return Dest;
 262 }
 263
 264 static GenericValue executeICMP_SGE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 265                                     const Type *Ty) {
 266   GenericValue Dest;
 267   switch (Ty->getTypeID()) {
 268     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(sge,Ty);
 269     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(>=);
 270   default:
 271     cerr << "Unhandled type for ICMP_SGE predicate: " << *Ty << "\n";
 272     abort();
 273   }
 274   return Dest;
 275 }
 276
 277 void Interpreter::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
 278   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 279   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 280   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 281   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 282   GenericValue R;   // Result
 283
 284   switch (I.getPredicate()) {
 285   case ICmpInst::ICMP_EQ:  R = executeICMP_EQ(Src1,  Src2, Ty); break;
 286   case ICmpInst::ICMP_NE:  R = executeICMP_NE(Src1,  Src2, Ty); break;
 287   case ICmpInst::ICMP_ULT: R = executeICMP_ULT(Src1, Src2, Ty); break;
 288   case ICmpInst::ICMP_SLT: R = executeICMP_SLT(Src1, Src2, Ty); break;
 289   case ICmpInst::ICMP_UGT: R = executeICMP_UGT(Src1, Src2, Ty); break;
 290   case ICmpInst::ICMP_SGT: R = executeICMP_SGT(Src1, Src2, Ty); break;
 291   case ICmpInst::ICMP_ULE: R = executeICMP_ULE(Src1, Src2, Ty); break;
 292   case ICmpInst::ICMP_SLE: R = executeICMP_SLE(Src1, Src2, Ty); break;
 293   case ICmpInst::ICMP_UGE: R = executeICMP_UGE(Src1, Src2, Ty); break;
 294   case ICmpInst::ICMP_SGE: R = executeICMP_SGE(Src1, Src2, Ty); break;
 295   default:
 296     cerr << "Don't know how to handle this ICmp predicate!\n-->" << I;
 297     abort();
 298   }
 299
 300   SetValue(&I, R, SF);
 301 }
 302
 303 #define IMPLEMENT_FCMP(OP, TY) \
 304    case Type::TY##TyID: \
 305      Dest.IntVal = APInt(1,Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val); \
 306      break
 307
 308 static GenericValue executeFCMP_OEQ(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 309                                    const Type *Ty) {
 310   GenericValue Dest;
 311   switch (Ty->getTypeID()) {
 312     IMPLEMENT_FCMP(==, Float);
 313     IMPLEMENT_FCMP(==, Double);
 314   default:
 315     cerr << "Unhandled type for FCmp EQ instruction: " << *Ty << "\n";
 316     abort();
 317   }
 318   return Dest;
 319 }
 320
 321 static GenericValue executeFCMP_ONE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 322                                    const Type *Ty) {
 323   GenericValue Dest;
 324   switch (Ty->getTypeID()) {
 325     IMPLEMENT_FCMP(!=, Float);
 326     IMPLEMENT_FCMP(!=, Double);
 327
 328   default:
 329     cerr << "Unhandled type for FCmp NE instruction: " << *Ty << "\n";
 330     abort();
 331   }
 332   return Dest;
 333 }
 334
 335 static GenericValue executeFCMP_OLE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 336                                    const Type *Ty) {
 337   GenericValue Dest;
 338   switch (Ty->getTypeID()) {
 339     IMPLEMENT_FCMP(<=, Float);
 340     IMPLEMENT_FCMP(<=, Double);
 341   default:
 342     cerr << "Unhandled type for FCmp LE instruction: " << *Ty << "\n";
 343     abort();
 344   }
 345   return Dest;
 346 }
 347
 348 static GenericValue executeFCMP_OGE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 349                                    const Type *Ty) {
 350   GenericValue Dest;
 351   switch (Ty->getTypeID()) {
 352     IMPLEMENT_FCMP(>=, Float);
 353     IMPLEMENT_FCMP(>=, Double);
 354   default:
 355     cerr << "Unhandled type for FCmp GE instruction: " << *Ty << "\n";
 356     abort();
 357   }
 358   return Dest;
 359 }
 360
 361 static GenericValue executeFCMP_OLT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 362                                    const Type *Ty) {
 363   GenericValue Dest;
 364   switch (Ty->getTypeID()) {
 365     IMPLEMENT_FCMP(<, Float);
 366     IMPLEMENT_FCMP(<, Double);
 367   default:
 368     cerr << "Unhandled type for FCmp LT instruction: " << *Ty << "\n";
 369     abort();
 370   }
 371   return Dest;
 372 }
 373
 374 static GenericValue executeFCMP_OGT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 375                                      const Type *Ty) {
 376   GenericValue Dest;
 377   switch (Ty->getTypeID()) {
 378     IMPLEMENT_FCMP(>, Float);
 379     IMPLEMENT_FCMP(>, Double);
 380   default:
 381     cerr << "Unhandled type for FCmp GT instruction: " << *Ty << "\n";
 382     abort();
 383   }
 384   return Dest;
 385 }
 386
 387 #define IMPLEMENT_UNORDERED(TY, X,Y) \
 388    if (TY == Type::FloatTy) \
 389      if (X.FloatVal != X.FloatVal || Y.FloatVal != Y.FloatVal) { \
 390        Dest.IntVal = APInt(1,true); \
 391        return Dest; \
 392      } \
 393    else if (X.DoubleVal != X.DoubleVal || Y.DoubleVal != Y.DoubleVal) { \
 394      Dest.IntVal = APInt(1,true); \
 395      return Dest; \
 396    }
 397
 398
 399 static GenericValue executeFCMP_UEQ(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 400                                    const Type *Ty) {
 401   GenericValue Dest;
 402   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 403   return executeFCMP_OEQ(Src1, Src2, Ty);
 404 }
 405
 406 static GenericValue executeFCMP_UNE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 407                                    const Type *Ty) {
 408   GenericValue Dest;
 409   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 410   return executeFCMP_ONE(Src1, Src2, Ty);
 411 }
 412
 413 static GenericValue executeFCMP_ULE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 414                                    const Type *Ty) {
 415   GenericValue Dest;
 416   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 417   return executeFCMP_OLE(Src1, Src2, Ty);
 418 }
 419
 420 static GenericValue executeFCMP_UGE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 421                                    const Type *Ty) {
 422   GenericValue Dest;
 423   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 424   return executeFCMP_OGE(Src1, Src2, Ty);
 425 }
 426
 427 static GenericValue executeFCMP_ULT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 428                                    const Type *Ty) {
 429   GenericValue Dest;
 430   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 431   return executeFCMP_OLT(Src1, Src2, Ty);
 432 }
 433
 434 static GenericValue executeFCMP_UGT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 435                                      const Type *Ty) {
 436   GenericValue Dest;
 437   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 438   return executeFCMP_OGT(Src1, Src2, Ty);
 439 }
 440
 441 static GenericValue executeFCMP_ORD(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 442                                      const Type *Ty) {
 443   GenericValue Dest;
 444   if (Ty == Type::FloatTy)
 445     Dest.IntVal = APInt(1,(Src1.FloatVal == Src1.FloatVal &&
 446                            Src2.FloatVal == Src2.FloatVal));
 447   else
 448     Dest.IntVal = APInt(1,(Src1.DoubleVal == Src1.DoubleVal &&
 449                            Src2.DoubleVal == Src2.DoubleVal));
 450   return Dest;
 451 }
 452
 453 static GenericValue executeFCMP_UNO(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 454                                      const Type *Ty) {
 455   GenericValue Dest;
 456   if (Ty == Type::FloatTy)
 457     Dest.IntVal = APInt(1,(Src1.FloatVal != Src1.FloatVal ||
 458                            Src2.FloatVal != Src2.FloatVal));
 459   else
 460     Dest.IntVal = APInt(1,(Src1.DoubleVal != Src1.DoubleVal ||
 461                            Src2.DoubleVal != Src2.DoubleVal));
 462   return Dest;
 463 }
 464
 465 void Interpreter::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
 466   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 467   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 468   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 469   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 470   GenericValue R;   // Result
 471
 472   switch (I.getPredicate()) {
 473   case FCmpInst::FCMP_FALSE: R.IntVal = APInt(1,false); break;
 474   case FCmpInst::FCMP_TRUE:  R.IntVal = APInt(1,true); break;
 475   case FCmpInst::FCMP_ORD:   R = executeFCMP_ORD(Src1, Src2, Ty); break;
 476   case FCmpInst::FCMP_UNO:   R = executeFCMP_UNO(Src1, Src2, Ty); break;
 477   case FCmpInst::FCMP_UEQ:   R = executeFCMP_UEQ(Src1, Src2, Ty); break;
 478   case FCmpInst::FCMP_OEQ:   R = executeFCMP_OEQ(Src1, Src2, Ty); break;
 479   case FCmpInst::FCMP_UNE:   R = executeFCMP_UNE(Src1, Src2, Ty); break;
 480   case FCmpInst::FCMP_ONE:   R = executeFCMP_ONE(Src1, Src2, Ty); break;
 481   case FCmpInst::FCMP_ULT:   R = executeFCMP_ULT(Src1, Src2, Ty); break;
 482   case FCmpInst::FCMP_OLT:   R = executeFCMP_OLT(Src1, Src2, Ty); break;
 483   case FCmpInst::FCMP_UGT:   R = executeFCMP_UGT(Src1, Src2, Ty); break;
 484   case FCmpInst::FCMP_OGT:   R = executeFCMP_OGT(Src1, Src2, Ty); break;
 485   case FCmpInst::FCMP_ULE:   R = executeFCMP_ULE(Src1, Src2, Ty); break;
 486   case FCmpInst::FCMP_OLE:   R = executeFCMP_OLE(Src1, Src2, Ty); break;
 487   case FCmpInst::FCMP_UGE:   R = executeFCMP_UGE(Src1, Src2, Ty); break;
 488   case FCmpInst::FCMP_OGE:   R = executeFCMP_OGE(Src1, Src2, Ty); break;
 489   default:
 490     cerr << "Don't know how to handle this FCmp predicate!\n-->" << I;
 491     abort();
 492   }
 493
 494   SetValue(&I, R, SF);
 495 }
 496
 497 static GenericValue executeCmpInst(unsigned predicate, GenericValue Src1,
 498                                    GenericValue Src2, const Type *Ty) {
 499   GenericValue Result;
 500   switch (predicate) {
 501   case ICmpInst::ICMP_EQ:    return executeICMP_EQ(Src1, Src2, Ty);
 502   case ICmpInst::ICMP_NE:    return executeICMP_NE(Src1, Src2, Ty);
 503   case ICmpInst::ICMP_UGT:   return executeICMP_UGT(Src1, Src2, Ty);
 504   case ICmpInst::ICMP_SGT:   return executeICMP_SGT(Src1, Src2, Ty);
 505   case ICmpInst::ICMP_ULT:   return executeICMP_ULT(Src1, Src2, Ty);
 506   case ICmpInst::ICMP_SLT:   return executeICMP_SLT(Src1, Src2, Ty);
 507   case ICmpInst::ICMP_UGE:   return executeICMP_UGE(Src1, Src2, Ty);
 508   case ICmpInst::ICMP_SGE:   return executeICMP_SGE(Src1, Src2, Ty);
 509   case ICmpInst::ICMP_ULE:   return executeICMP_ULE(Src1, Src2, Ty);
 510   case ICmpInst::ICMP_SLE:   return executeICMP_SLE(Src1, Src2, Ty);
 511   case FCmpInst::FCMP_ORD:   return executeFCMP_ORD(Src1, Src2, Ty);
 512   case FCmpInst::FCMP_UNO:   return executeFCMP_UNO(Src1, Src2, Ty);
 513   case FCmpInst::FCMP_OEQ:   return executeFCMP_OEQ(Src1, Src2, Ty);
 514   case FCmpInst::FCMP_UEQ:   return executeFCMP_UEQ(Src1, Src2, Ty);
 515   case FCmpInst::FCMP_ONE:   return executeFCMP_ONE(Src1, Src2, Ty);
 516   case FCmpInst::FCMP_UNE:   return executeFCMP_UNE(Src1, Src2, Ty);
 517   case FCmpInst::FCMP_OLT:   return executeFCMP_OLT(Src1, Src2, Ty);
 518   case FCmpInst::FCMP_ULT:   return executeFCMP_ULT(Src1, Src2, Ty);
 519   case FCmpInst::FCMP_OGT:   return executeFCMP_OGT(Src1, Src2, Ty);
 520   case FCmpInst::FCMP_UGT:   return executeFCMP_UGT(Src1, Src2, Ty);
 521   case FCmpInst::FCMP_OLE:   return executeFCMP_OLE(Src1, Src2, Ty);
 522   case FCmpInst::FCMP_ULE:   return executeFCMP_ULE(Src1, Src2, Ty);
 523   case FCmpInst::FCMP_OGE:   return executeFCMP_OGE(Src1, Src2, Ty);
 524   case FCmpInst::FCMP_UGE:   return executeFCMP_UGE(Src1, Src2, Ty);
 525   case FCmpInst::FCMP_FALSE: {
 526     GenericValue Result;
 527     Result.IntVal = APInt(1, false);
 528     return Result;
 529   }
 530   case FCmpInst::FCMP_TRUE: {
 531     GenericValue Result;
 532     Result.IntVal = APInt(1, true);
 533     return Result;
 534   }
 535   default:
 536     cerr << "Unhandled Cmp predicate\n";
 537     abort();
 538   }
 539 }
 540
 541 void Interpreter::visitBinaryOperator(BinaryOperator &I) {
 542   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 543   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 544   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 545   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 546   GenericValue R;   // Result
 547
 548   switch (I.getOpcode()) {
 549   case Instruction::Add:   executeAddInst  (R, Src1, Src2, Ty); break;
 550   case Instruction::Sub:   executeSubInst  (R, Src1, Src2, Ty); break;
 551   case Instruction::Mul:   executeMulInst  (R, Src1, Src2, Ty); break;
 552   case Instruction::FDiv:  executeFDivInst (R, Src1, Src2, Ty); break;
 553   case Instruction::FRem:  executeFRemInst (R, Src1, Src2, Ty); break;
 554   case Instruction::UDiv:  R.IntVal = Src1.IntVal.udiv(Src2.IntVal); break;
 555   case Instruction::SDiv:  R.IntVal = Src1.IntVal.sdiv(Src2.IntVal); break;
 556   case Instruction::URem:  R.IntVal = Src1.IntVal.urem(Src2.IntVal); break;
 557   case Instruction::SRem:  R.IntVal = Src1.IntVal.srem(Src2.IntVal); break;
 558   case Instruction::And:   R.IntVal = Src1.IntVal & Src2.IntVal; break;
 559   case Instruction::Or:    R.IntVal = Src1.IntVal | Src2.IntVal; break;
 560   case Instruction::Xor:   R.IntVal = Src1.IntVal ^ Src2.IntVal; break;
 561   default:
 562     cerr << "Don't know how to handle this binary operator!\n-->" << I;
 563     abort();
 564   }
 565
 566   SetValue(&I, R, SF);
 567 }
 568
 569 static GenericValue executeSelectInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 570                                       GenericValue Src3) {
 571   return Src1.IntVal == 0 ? Src3 : Src2;
 572 }
 573
 574 void Interpreter::visitSelectInst(SelectInst &I) {
 575   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 576   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 577   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 578   GenericValue Src3 = getOperandValue(I.getOperand(2), SF);
 579   GenericValue R = executeSelectInst(Src1, Src2, Src3);
 580   SetValue(&I, R, SF);
 581 }
 582
 583
 584 //===----------------------------------------------------------------------===//
 585 //                     Terminator Instruction Implementations
 586 //===----------------------------------------------------------------------===//
 587
 588 void Interpreter::exitCalled(GenericValue GV) {
 589   // runAtExitHandlers() assumes there are no stack frames, but
 590   // if exit() was called, then it had a stack frame. Blow away
 591   // the stack before interpreting atexit handlers.
 592   ECStack.clear ();
 593   runAtExitHandlers ();
 594   exit (GV.IntVal.zextOrTrunc(32).getZExtValue());
 595 }
 596
 597 /// Pop the last stack frame off of ECStack and then copy the result
 598 /// back into the result variable if we are not returning void. The
 599 /// result variable may be the ExitValue, or the Value of the calling
 600 /// CallInst if there was a previous stack frame. This method may
 601 /// invalidate any ECStack iterators you have. This method also takes
 602 /// care of switching to the normal destination BB, if we are returning
 603 /// from an invoke.
 604 ///
 605 void Interpreter::popStackAndReturnValueToCaller (const Type *RetTy,
 606                                                   GenericValue Result) {
 607   // Pop the current stack frame.
 608   ECStack.pop_back();
 609
 610   if (ECStack.empty()) {  // Finished main.  Put result into exit code...
 611     if (RetTy && RetTy->isInteger()) {          // Nonvoid return type?
 612       ExitValue = Result;   // Capture the exit value of the program
 613     } else {
 614       memset(&ExitValue.Untyped, 0, sizeof(ExitValue.Untyped));
 615     }
 616   } else {
 617     // If we have a previous stack frame, and we have a previous call,
 618     // fill in the return value...
 619     ExecutionContext &CallingSF = ECStack.back();
 620     if (Instruction *I = CallingSF.Caller.getInstruction()) {
 621       if (CallingSF.Caller.getType() != Type::VoidTy)      // Save result...
 622         SetValue(I, Result, CallingSF);
 623       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst> (I))
 624         SwitchToNewBasicBlock (II->getNormalDest (), CallingSF);
 625       CallingSF.Caller = CallSite();          // We returned from the call...
 626     }
 627   }
 628 }
 629
 630 void Interpreter::visitReturnInst(ReturnInst &I) {
 631   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 632   const Type *RetTy = Type::VoidTy;
 633   GenericValue Result;
 634
 635   // Save away the return value... (if we are not 'ret void')
 636   if (I.getNumOperands()) {
 637     RetTy  = I.getReturnValue()->getType();
 638     Result = getOperandValue(I.getReturnValue(), SF);
 639   }
 640
 641   popStackAndReturnValueToCaller(RetTy, Result);
 642 }
 643
 644 void Interpreter::visitUnwindInst(UnwindInst &I) {
 645   // Unwind stack
 646   Instruction *Inst;
 647   do {
 648     ECStack.pop_back ();
 649     if (ECStack.empty ())
 650       abort ();
 651     Inst = ECStack.back ().Caller.getInstruction ();
 652   } while (!(Inst && isa<InvokeInst> (Inst)));
 653
 654   // Return from invoke
 655   ExecutionContext &InvokingSF = ECStack.back ();
 656   InvokingSF.Caller = CallSite ();
 657
 658   // Go to exceptional destination BB of invoke instruction
 659   SwitchToNewBasicBlock(cast<InvokeInst>(Inst)->getUnwindDest(), InvokingSF);
 660 }
 661
 662 void Interpreter::visitUnreachableInst(UnreachableInst &I) {
 663   cerr << "ERROR: Program executed an 'unreachable' instruction!\n";
 664   abort();
 665 }
 666
 667 void Interpreter::visitBranchInst(BranchInst &I) {
 668   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 669   BasicBlock *Dest;
 670
 671   Dest = I.getSuccessor(0);          // Uncond branches have a fixed dest...
 672   if (!I.isUnconditional()) {
 673     Value *Cond = I.getCondition();
 674     if (getOperandValue(Cond, SF).IntVal == 0) // If false cond...
 675       Dest = I.getSuccessor(1);
 676   }
 677   SwitchToNewBasicBlock(Dest, SF);
 678 }
 679
 680 void Interpreter::visitSwitchInst(SwitchInst &I) {
 681   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 682   GenericValue CondVal = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 683   const Type *ElTy = I.getOperand(0)->getType();
 684
 685   // Check to see if any of the cases match...
 686   BasicBlock *Dest = 0;
 687   for (unsigned i = 2, e = I.getNumOperands(); i != e; i += 2)
 688     if (executeICMP_EQ(CondVal, getOperandValue(I.getOperand(i), SF), ElTy)
 689         .IntVal != 0) {
 690       Dest = cast<BasicBlock>(I.getOperand(i+1));
 691       break;
 692     }
 693
 694   if (!Dest) Dest = I.getDefaultDest();   // No cases matched: use default
 695   SwitchToNewBasicBlock(Dest, SF);
 696 }
 697
 698 // SwitchToNewBasicBlock - This method is used to jump to a new basic block.
 699 // This function handles the actual updating of block and instruction iterators
 700 // as well as execution of all of the PHI nodes in the destination block.
 701 //
 702 // This method does this because all of the PHI nodes must be executed
 703 // atomically, reading their inputs before any of the results are updated.  Not
 704 // doing this can cause problems if the PHI nodes depend on other PHI nodes for
 705 // their inputs.  If the input PHI node is updated before it is read, incorrect
 706 // results can happen.  Thus we use a two phase approach.
 707 //
 708 void Interpreter::SwitchToNewBasicBlock(BasicBlock *Dest, ExecutionContext &SF){
 709   BasicBlock *PrevBB = SF.CurBB;      // Remember where we came from...
 710   SF.CurBB   = Dest;                  // Update CurBB to branch destination
 711   SF.CurInst = SF.CurBB->begin();     // Update new instruction ptr...
 712
 713   if (!isa<PHINode>(SF.CurInst)) return;  // Nothing fancy to do
 714
 715   // Loop over all of the PHI nodes in the current block, reading their inputs.
 716   std::vector<GenericValue> ResultValues;
 717
 718   for (; PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(SF.CurInst); ++SF.CurInst) {
 719     // Search for the value corresponding to this previous bb...
 720     int i = PN->getBasicBlockIndex(PrevBB);
 721     assert(i != -1 && "PHINode doesn't contain entry for predecessor??");
 722     Value *IncomingValue = PN->getIncomingValue(i);
 723
 724     // Save the incoming value for this PHI node...
 725     ResultValues.push_back(getOperandValue(IncomingValue, SF));
 726   }
 727
 728   // Now loop over all of the PHI nodes setting their values...
 729   SF.CurInst = SF.CurBB->begin();
 730   for (unsigned i = 0; isa<PHINode>(SF.CurInst); ++SF.CurInst, ++i) {
 731     PHINode *PN = cast<PHINode>(SF.CurInst);
 732     SetValue(PN, ResultValues[i], SF);
 733   }
 734 }
 735
 736 //===----------------------------------------------------------------------===//
 737 //                     Memory Instruction Implementations
 738 //===----------------------------------------------------------------------===//
 739
 740 void Interpreter::visitAllocationInst(AllocationInst &I) {
 741   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 742
 743   const Type *Ty = I.getType()->getElementType();  // Type to be allocated
 744
 745   // Get the number of elements being allocated by the array...
 746   unsigned NumElements =
 747     getOperandValue(I.getOperand(0), SF).IntVal.getZExtValue();
 748
 749   unsigned TypeSize = (size_t)TD.getABITypeSize(Ty);
 750
 751   // Avoid malloc-ing zero bytes, use max()...
 752   unsigned MemToAlloc = std::max(1U, NumElements * TypeSize);
 753
 754   // Allocate enough memory to hold the type...
 755   void *Memory = malloc(MemToAlloc);
 756
 757   DOUT << "Allocated Type: " << *Ty << " (" << TypeSize << " bytes) x "
 758        << NumElements << " (Total: " << MemToAlloc << ") at "
 759        << uintptr_t(Memory) << '\n';
 760
 761   GenericValue Result = PTOGV(Memory);
 762   assert(Result.PointerVal != 0 && "Null pointer returned by malloc!");
 763   SetValue(&I, Result, SF);
 764
 765   if (I.getOpcode() == Instruction::Alloca)
 766     ECStack.back().Allocas.add(Memory);
 767 }
 768
 769 void Interpreter::visitFreeInst(FreeInst &I) {
 770   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 771   assert(isa<PointerType>(I.getOperand(0)->getType()) && "Freeing nonptr?");
 772   GenericValue Value = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 773   // TODO: Check to make sure memory is allocated
 774   free(GVTOP(Value));   // Free memory
 775 }
 776
 777 // getElementOffset - The workhorse for getelementptr.
 778 //
 779 GenericValue Interpreter::executeGEPOperation(Value *Ptr, gep_type_iterator I,
 780                                               gep_type_iterator E,
 781                                               ExecutionContext &SF) {
 782   assert(isa<PointerType>(Ptr->getType()) &&
 783          "Cannot getElementOffset of a nonpointer type!");
 784
 785   uint64_t Total = 0;
 786
 787   for (; I != E; ++I) {
 788     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*I)) {
 789       const StructLayout *SLO = TD.getStructLayout(STy);
 790
 791       const ConstantInt *CPU = cast<ConstantInt>(I.getOperand());
 792       unsigned Index = unsigned(CPU->getZExtValue());
 793
 794       Total += SLO->getElementOffset(Index);
 795     } else {
 796       const SequentialType *ST = cast<SequentialType>(*I);
 797       // Get the index number for the array... which must be long type...
 798       GenericValue IdxGV = getOperandValue(I.getOperand(), SF);
 799
 800       int64_t Idx;
 801       unsigned BitWidth =
 802         cast<IntegerType>(I.getOperand()->getType())->getBitWidth();
 803       if (BitWidth == 32)
 804         Idx = (int64_t)(int32_t)IdxGV.IntVal.getZExtValue();
 805       else if (BitWidth == 64)
 806         Idx = (int64_t)IdxGV.IntVal.getZExtValue();
 807       else
 808         assert(0 && "Invalid index type for getelementptr");
 809       Total += TD.getABITypeSize(ST->getElementType())*Idx;
 810     }
 811   }
 812
 813   GenericValue Result;
 814   Result.PointerVal = ((char*)getOperandValue(Ptr, SF).PointerVal) + Total;
 815   DOUT << "GEP Index " << Total << " bytes.\n";
 816   return Result;
 817 }
 818
 819 void Interpreter::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I) {
 820   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 821   SetValue(&I, TheEE->executeGEPOperation(I.getPointerOperand(),
 822                                    gep_type_begin(I), gep_type_end(I), SF), SF);
 823 }
 824
 825 void Interpreter::visitLoadInst(LoadInst &I) {
 826   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 827   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 828   GenericValue *Ptr = (GenericValue*)GVTOP(SRC);
 829   GenericValue Result;
 830   LoadValueFromMemory(Result, Ptr, I.getType());
 831   SetValue(&I, Result, SF);
 832 }
 833
 834 void Interpreter::visitStoreInst(StoreInst &I) {
 835   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 836   GenericValue Val = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 837   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 838   StoreValueToMemory(Val, (GenericValue *)GVTOP(SRC),
 839                      I.getOperand(0)->getType());
 840 }
 841
 842 //===----------------------------------------------------------------------===//
 843 //                 Miscellaneous Instruction Implementations
 844 //===----------------------------------------------------------------------===//
 845
 846 void Interpreter::visitCallSite(CallSite CS) {
 847   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 848
 849   // Check to see if this is an intrinsic function call...
 850   Function *F = CS.getCalledFunction();
 851   if (F && F->isDeclaration ())
 852     switch (F->getIntrinsicID()) {
 853     case Intrinsic::not_intrinsic:
 854       break;
 855     case Intrinsic::vastart: { // va_start
 856       GenericValue ArgIndex;
 857       ArgIndex.UIntPairVal.first = ECStack.size() - 1;
 858       ArgIndex.UIntPairVal.second = 0;
 859       SetValue(CS.getInstruction(), ArgIndex, SF);
 860       return;
 861     }
 862     case Intrinsic::vaend:    // va_end is a noop for the interpreter
 863       return;
 864     case Intrinsic::vacopy:   // va_copy: dest = src
 865       SetValue(CS.getInstruction(), getOperandValue(*CS.arg_begin(), SF), SF);
 866       return;
 867     default:
 868       // If it is an unknown intrinsic function, use the intrinsic lowering
 869       // class to transform it into hopefully tasty LLVM code.
 870       //
 871       BasicBlock::iterator me(CS.getInstruction());
 872       BasicBlock *Parent = CS.getInstruction()->getParent();
 873       bool atBegin(Parent->begin() == me);
 874       if (!atBegin)
 875         --me;
 876       IL->LowerIntrinsicCall(cast<CallInst>(CS.getInstruction()));
 877
 878       // Restore the CurInst pointer to the first instruction newly inserted, if
 879       // any.
 880       if (atBegin) {
 881         SF.CurInst = Parent->begin();
 882       } else {
 883         SF.CurInst = me;
 884         ++SF.CurInst;
 885       }
 886       return;
 887     }
 888
 889
 890   SF.Caller = CS;
 891   std::vector<GenericValue> ArgVals;
 892   const unsigned NumArgs = SF.Caller.arg_size();
 893   ArgVals.reserve(NumArgs);
 894   uint16_t pNum = 1;
 895   for (CallSite::arg_iterator i = SF.Caller.arg_begin(),
 896          e = SF.Caller.arg_end(); i != e; ++i, ++pNum) {
 897     Value *V = *i;
 898     ArgVals.push_back(getOperandValue(V, SF));
 899     // Promote all integral types whose size is < sizeof(i32) into i32.
 900     // We do this by zero or sign extending the value as appropriate
 901     // according to the parameter attributes
 902     const Type *Ty = V->getType();
 903     if (Ty->isInteger() && (ArgVals.back().IntVal.getBitWidth() < 32))
 904       if (CS.paramHasAttr(pNum, ParamAttr::ZExt))
 905         ArgVals.back().IntVal = ArgVals.back().IntVal.zext(32);
 906       else if (CS.paramHasAttr(pNum, ParamAttr::SExt))
 907         ArgVals.back().IntVal = ArgVals.back().IntVal.sext(32);
 908   }
 909
 910   // To handle indirect calls, we must get the pointer value from the argument
 911   // and treat it as a function pointer.
 912   GenericValue SRC = getOperandValue(SF.Caller.getCalledValue(), SF);
 913   callFunction((Function*)GVTOP(SRC), ArgVals);
 914 }
 915
 916 void Interpreter::visitShl(BinaryOperator &I) {
 917   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 918   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 919   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 920   GenericValue Dest;
 921   Dest.IntVal = Src1.IntVal.shl(Src2.IntVal.getZExtValue());
 922   SetValue(&I, Dest, SF);
 923 }
 924
 925 void Interpreter::visitLShr(BinaryOperator &I) {
 926   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 927   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 928   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 929   GenericValue Dest;
 930   Dest.IntVal =  Src1.IntVal.lshr(Src2.IntVal.getZExtValue());
 931   SetValue(&I, Dest, SF);
 932 }
 933
 934 void Interpreter::visitAShr(BinaryOperator &I) {
 935   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 936   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 937   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 938   GenericValue Dest;
 939   Dest.IntVal = Src1.IntVal.ashr(Src2.IntVal.getZExtValue());
 940   SetValue(&I, Dest, SF);
 941 }
 942
 943 GenericValue Interpreter::executeTruncInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 944                                            ExecutionContext &SF) {
 945   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
 946   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
 947   const IntegerType *DITy = cast<IntegerType>(DstTy);
 948   const IntegerType *SITy = cast<IntegerType>(SrcTy);
 949   unsigned DBitWidth = DITy->getBitWidth();
 950   unsigned SBitWidth = SITy->getBitWidth();
 951   assert(SBitWidth > DBitWidth && "Invalid truncate");
 952   Dest.IntVal = Src.IntVal.trunc(DBitWidth);
 953   return Dest;
 954 }
 955
 956 GenericValue Interpreter::executeSExtInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 957                                           ExecutionContext &SF) {
 958   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
 959   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
 960   const IntegerType *DITy = cast<IntegerType>(DstTy);
 961   const IntegerType *SITy = cast<IntegerType>(SrcTy);
 962   unsigned DBitWidth = DITy->getBitWidth();
 963   unsigned SBitWidth = SITy->getBitWidth();
 964   assert(SBitWidth < DBitWidth && "Invalid sign extend");
 965   Dest.IntVal = Src.IntVal.sext(DBitWidth);
 966   return Dest;
 967 }
 968
 969 GenericValue Interpreter::executeZExtInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 970                                           ExecutionContext &SF) {
 971   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
 972   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
 973   const IntegerType *DITy = cast<IntegerType>(DstTy);
 974   const IntegerType *SITy = cast<IntegerType>(SrcTy);
 975   unsigned DBitWidth = DITy->getBitWidth();
 976   unsigned SBitWidth = SITy->getBitWidth();
 977   assert(SBitWidth < DBitWidth && "Invalid sign extend");
 978   Dest.IntVal = Src.IntVal.zext(DBitWidth);
 979   return Dest;
 980 }
 981
 982 GenericValue Interpreter::executeFPTruncInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 983                                              ExecutionContext &SF) {
 984   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
 985   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
 986   assert(SrcTy == Type::DoubleTy && DstTy == Type::FloatTy &&
 987          "Invalid FPTrunc instruction");
 988   Dest.FloatVal = (float) Src.DoubleVal;
 989   return Dest;
 990 }
 991
 992 GenericValue Interpreter::executeFPExtInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 993                                            ExecutionContext &SF) {
 994   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
 995   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
 996   assert(SrcTy == Type::FloatTy && DstTy == Type::DoubleTy &&
 997          "Invalid FPTrunc instruction");
 998   Dest.DoubleVal = (double) Src.FloatVal;
 999   return Dest;
1000 }
1001
1002 GenericValue Interpreter::executeFPToUIInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1003                                             ExecutionContext &SF) {
1004   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
1005   uint32_t DBitWidth = cast<IntegerType>(DstTy)->getBitWidth();
1006   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1007   assert(SrcTy->isFloatingPoint() && "Invalid FPToUI instruction");
1008
1009   if (SrcTy->getTypeID() == Type::FloatTyID)
1010     Dest.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(Src.FloatVal, DBitWidth);
1011   else
1012     Dest.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(Src.DoubleVal, DBitWidth);
1013   return Dest;
1014 }
1015
1016 GenericValue Interpreter::executeFPToSIInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1017                                             ExecutionContext &SF) {
1018   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
1019   uint32_t DBitWidth = cast<IntegerType>(DstTy)->getBitWidth();
1020   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1021   assert(SrcTy->isFloatingPoint() && "Invalid FPToSI instruction");
1022
1023   if (SrcTy->getTypeID() == Type::FloatTyID)
1024     Dest.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(Src.FloatVal, DBitWidth);
1025   else
1026     Dest.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(Src.DoubleVal, DBitWidth);
1027   return Dest;
1028 }
1029
1030 GenericValue Interpreter::executeUIToFPInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1031                                             ExecutionContext &SF) {
1032   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1033   assert(DstTy->isFloatingPoint() && "Invalid UIToFP instruction");
1034
1035   if (DstTy->getTypeID() == Type::FloatTyID)
1036     Dest.FloatVal = APIntOps::RoundAPIntToFloat(Src.IntVal);
1037   else
1038     Dest.DoubleVal = APIntOps::RoundAPIntToDouble(Src.IntVal);
1039   return Dest;
1040 }
1041
1042 GenericValue Interpreter::executeSIToFPInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1043                                             ExecutionContext &SF) {
1044   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1045   assert(DstTy->isFloatingPoint() && "Invalid SIToFP instruction");
1046
1047   if (DstTy->getTypeID() == Type::FloatTyID)
1048     Dest.FloatVal = APIntOps::RoundSignedAPIntToFloat(Src.IntVal);
1049   else
1050     Dest.DoubleVal = APIntOps::RoundSignedAPIntToDouble(Src.IntVal);
1051   return Dest;
1052
1053 }
1054
1055 GenericValue Interpreter::executePtrToIntInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1056                                               ExecutionContext &SF) {
1057   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
1058   uint32_t DBitWidth = cast<IntegerType>(DstTy)->getBitWidth();
1059   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1060   assert(isa<PointerType>(SrcTy) && "Invalid PtrToInt instruction");
1061
1062   Dest.IntVal = APInt(DBitWidth, (intptr_t) Src.PointerVal);
1063   return Dest;
1064 }
1065
1066 GenericValue Interpreter::executeIntToPtrInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1067                                               ExecutionContext &SF) {
1068   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1069   assert(isa<PointerType>(DstTy) && "Invalid PtrToInt instruction");
1070
1071   uint32_t PtrSize = TD.getPointerSizeInBits();
1072   if (PtrSize != Src.IntVal.getBitWidth())
1073     Src.IntVal = Src.IntVal.zextOrTrunc(PtrSize);
1074
1075   Dest.PointerVal = PointerTy(intptr_t(Src.IntVal.getZExtValue()));
1076   return Dest;
1077 }
1078
1079 GenericValue Interpreter::executeBitCastInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1080                                              ExecutionContext &SF) {
1081
1082   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
1083   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1084   if (isa<PointerType>(DstTy)) {
1085     assert(isa<PointerType>(SrcTy) && "Invalid BitCast");
1086     Dest.PointerVal = Src.PointerVal;
1087   } else if (DstTy->isInteger()) {
1088     if (SrcTy == Type::FloatTy) {
1089       Dest.IntVal.zext(sizeof(Src.FloatVal) * 8);
1090       Dest.IntVal.floatToBits(Src.FloatVal);
1091     } else if (SrcTy == Type::DoubleTy) {
1092       Dest.IntVal.zext(sizeof(Src.DoubleVal) * 8);
1093       Dest.IntVal.doubleToBits(Src.DoubleVal);
1094     } else if (SrcTy->isInteger()) {
1095       Dest.IntVal = Src.IntVal;
1096     } else
1097       assert(0 && "Invalid BitCast");
1098   } else if (DstTy == Type::FloatTy) {
1099     if (SrcTy->isInteger())
1100       Dest.FloatVal = Src.IntVal.bitsToFloat();
1101     else
1102       Dest.FloatVal = Src.FloatVal;
1103   } else if (DstTy == Type::DoubleTy) {
1104     if (SrcTy->isInteger())
1105       Dest.DoubleVal = Src.IntVal.bitsToDouble();
1106     else
1107       Dest.DoubleVal = Src.DoubleVal;
1108   } else
1109     assert(0 && "Invalid Bitcast");
1110
1111   return Dest;
1112 }
1113
1114 void Interpreter::visitTruncInst(TruncInst &I) {
1115   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1116   SetValue(&I, executeTruncInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1117 }
1118
1119 void Interpreter::visitSExtInst(SExtInst &I) {
1120   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1121   SetValue(&I, executeSExtInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1122 }
1123
1124 void Interpreter::visitZExtInst(ZExtInst &I) {
1125   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1126   SetValue(&I, executeZExtInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1127 }
1128
1129 void Interpreter::visitFPTruncInst(FPTruncInst &I) {
1130   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1131   SetValue(&I, executeFPTruncInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1132 }
1133
1134 void Interpreter::visitFPExtInst(FPExtInst &I) {
1135   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1136   SetValue(&I, executeFPExtInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1137 }
1138
1139 void Interpreter::visitUIToFPInst(UIToFPInst &I) {
1140   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1141   SetValue(&I, executeUIToFPInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1142 }
1143
1144 void Interpreter::visitSIToFPInst(SIToFPInst &I) {
1145   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1146   SetValue(&I, executeSIToFPInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1147 }
1148
1149 void Interpreter::visitFPToUIInst(FPToUIInst &I) {
1150   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1151   SetValue(&I, executeFPToUIInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1152 }
1153
1154 void Interpreter::visitFPToSIInst(FPToSIInst &I) {
1155   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1156   SetValue(&I, executeFPToSIInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1157 }
1158
1159 void Interpreter::visitPtrToIntInst(PtrToIntInst &I) {
1160   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1161   SetValue(&I, executePtrToIntInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1162 }
1163
1164 void Interpreter::visitIntToPtrInst(IntToPtrInst &I) {
1165   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1166   SetValue(&I, executeIntToPtrInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1167 }
1168
1169 void Interpreter::visitBitCastInst(BitCastInst &I) {
1170   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1171   SetValue(&I, executeBitCastInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1172 }
1173
1174 #define IMPLEMENT_VAARG(TY) \
1175    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src.TY##Val; break
1176
1177 void Interpreter::visitVAArgInst(VAArgInst &I) {
1178   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1179
1180   // Get the incoming valist parameter.  LLI treats the valist as a
1181   // (ec-stack-depth var-arg-index) pair.
1182   GenericValue VAList = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
1183   GenericValue Dest;
1184   GenericValue Src = ECStack[VAList.UIntPairVal.first]
1185                       .VarArgs[VAList.UIntPairVal.second];
1186   const Type *Ty = I.getType();
1187   switch (Ty->getTypeID()) {
1188     case Type::IntegerTyID: Dest.IntVal = Src.IntVal;
1189     IMPLEMENT_VAARG(Pointer);
1190     IMPLEMENT_VAARG(Float);
1191     IMPLEMENT_VAARG(Double);
1192   default:
1193     cerr << "Unhandled dest type for vaarg instruction: " << *Ty << "\n";
1194     abort();
1195   }
1196
1197   // Set the Value of this Instruction.
1198   SetValue(&I, Dest, SF);
1199
1200   // Move the pointer to the next vararg.
1201   ++VAList.UIntPairVal.second;
1202 }
1203
1204 GenericValue Interpreter::getConstantExprValue (ConstantExpr *CE,
1205                                                 ExecutionContext &SF) {
1206   switch (CE->getOpcode()) {
1207   case Instruction::Trunc:
1208       return executeTruncInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1209   case Instruction::ZExt:
1210       return executeZExtInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1211   case Instruction::SExt:
1212       return executeSExtInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1213   case Instruction::FPTrunc:
1214       return executeFPTruncInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1215   case Instruction::FPExt:
1216       return executeFPExtInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1217   case Instruction::UIToFP:
1218       return executeUIToFPInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1219   case Instruction::SIToFP:
1220       return executeSIToFPInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1221   case Instruction::FPToUI:
1222       return executeFPToUIInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1223   case Instruction::FPToSI:
1224       return executeFPToSIInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1225   case Instruction::PtrToInt:
1226       return executePtrToIntInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1227   case Instruction::IntToPtr:
1228       return executeIntToPtrInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1229   case Instruction::BitCast:
1230       return executeBitCastInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1231   case Instruction::GetElementPtr:
1232     return executeGEPOperation(CE->getOperand(0), gep_type_begin(CE),
1233                                gep_type_end(CE), SF);
1234   case Instruction::FCmp:
1235   case Instruction::ICmp:
1236     return executeCmpInst(CE->getPredicate(),
1237                           getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
1238                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
1239                           CE->getOperand(0)->getType());
1240   case Instruction::Select:
1241     return executeSelectInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
1242                              getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
1243                              getOperandValue(CE->getOperand(2), SF));
1244   default :
1245     break;
1246   }
1247
1248   // The cases below here require a GenericValue parameter for the result
1249   // so we initialize one, compute it and then return it.
1250   GenericValue Op0 = getOperandValue(CE->getOperand(0), SF);
1251   GenericValue Op1 = getOperandValue(CE->getOperand(1), SF);
1252   GenericValue Dest;
1253   const Type * Ty = CE->getOperand(0)->getType();
1254   switch (CE->getOpcode()) {
1255   case Instruction::Add:  executeAddInst (Dest, Op0, Op1, Ty); break;
1256   case Instruction::Sub:  executeSubInst (Dest, Op0, Op1, Ty); break;
1257   case Instruction::Mul:  executeMulInst (Dest, Op0, Op1, Ty); break;
1258   case Instruction::FDiv: executeFDivInst(Dest, Op0, Op1, Ty); break;
1259   case Instruction::FRem: executeFRemInst(Dest, Op0, Op1, Ty); break;
1260   case Instruction::SDiv: Dest.IntVal = Op0.IntVal.sdiv(Op1.IntVal); break;
1261   case Instruction::UDiv: Dest.IntVal = Op0.IntVal.udiv(Op1.IntVal); break;
1262   case Instruction::URem: Dest.IntVal = Op0.IntVal.urem(Op1.IntVal); break;
1263   case Instruction::SRem: Dest.IntVal = Op0.IntVal.srem(Op1.IntVal); break;
1264   case Instruction::And:  Dest.IntVal = Op0.IntVal.And(Op1.IntVal); break;
1265   case Instruction::Or:   Dest.IntVal = Op0.IntVal.Or(Op1.IntVal); break;
1266   case Instruction::Xor:  Dest.IntVal = Op0.IntVal.Xor(Op1.IntVal); break;
1267   case Instruction::Shl:
1268     Dest.IntVal = Op0.IntVal.shl(Op1.IntVal.getZExtValue());
1269     break;
1270   case Instruction::LShr:
1271     Dest.IntVal = Op0.IntVal.lshr(Op1.IntVal.getZExtValue());
1272     break;
1273   case Instruction::AShr:
1274     Dest.IntVal = Op0.IntVal.ashr(Op1.IntVal.getZExtValue());
1275     break;
1276   default:
1277     cerr << "Unhandled ConstantExpr: " << *CE << "\n";
1278     abort();
1279     return GenericValue();
1280   }
1281   return Dest;
1282 }
1283
1284 GenericValue Interpreter::getOperandValue(Value *V, ExecutionContext &SF) {
1285   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
1286     return getConstantExprValue(CE, SF);
1287   } else if (Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(V)) {
1288     return getConstantValue(CPV);
1289   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
1290     return PTOGV(getPointerToGlobal(GV));
1291   } else {
1292     return SF.Values[V];
1293   }
1294 }
1295
1296 //===----------------------------------------------------------------------===//
1297 //                        Dispatch and Execution Code
1298 //===----------------------------------------------------------------------===//
1299
1300 //===----------------------------------------------------------------------===//
1301 // callFunction - Execute the specified function...
1302 //
1303 void Interpreter::callFunction(Function *F,
1304                                const std::vector<GenericValue> &ArgVals) {
1305   assert((ECStack.empty() || ECStack.back().Caller.getInstruction() == 0 ||
1306           ECStack.back().Caller.arg_size() == ArgVals.size()) &&
1307          "Incorrect number of arguments passed into function call!");
1308   // Make a new stack frame... and fill it in.
1309   ECStack.push_back(ExecutionContext());
1310   ExecutionContext &StackFrame = ECStack.back();
1311   StackFrame.CurFunction = F;
1312
1313   // Special handling for external functions.
1314   if (F->isDeclaration()) {
1315     GenericValue Result = callExternalFunction (F, ArgVals);
1316     // Simulate a 'ret' instruction of the appropriate type.
1317     popStackAndReturnValueToCaller (F->getReturnType (), Result);
1318     return;
1319   }
1320
1321   // Get pointers to first LLVM BB & Instruction in function.
1322   StackFrame.CurBB     = F->begin();
1323   StackFrame.CurInst   = StackFrame.CurBB->begin();
1324
1325   // Run through the function arguments and initialize their values...
1326   assert((ArgVals.size() == F->arg_size() ||
1327          (ArgVals.size() > F->arg_size() && F->getFunctionType()->isVarArg()))&&
1328          "Invalid number of values passed to function invocation!");
1329
1330   // Handle non-varargs arguments...
1331   unsigned i = 0;
1332   for (Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
1333        AI != E; ++AI, ++i)
1334     SetValue(AI, ArgVals[i], StackFrame);
1335
1336   // Handle varargs arguments...
1337   StackFrame.VarArgs.assign(ArgVals.begin()+i, ArgVals.end());
1338 }
1339
1340
1341 void Interpreter::run() {
1342   while (!ECStack.empty()) {
1343     // Interpret a single instruction & increment the "PC".
1344     ExecutionContext &SF = ECStack.back();  // Current stack frame
1345     Instruction &I = *SF.CurInst++;         // Increment before execute
1346
1347     // Track the number of dynamic instructions executed.
1348     ++NumDynamicInsts;
1349
1350     DOUT << "About to interpret: " << I;
1351     visit(I);   // Dispatch to one of the visit* methods...
1352 #if 0
1353     // This is not safe, as visiting the instruction could lower it and free I.
1354 #ifndef NDEBUG
1355     if (!isa<CallInst>(I) && !isa<InvokeInst>(I) &&
1356         I.getType() != Type::VoidTy) {
1357       DOUT << "  --> ";
1358       const GenericValue &Val = SF.Values[&I];
1359       switch (I.getType()->getTypeID()) {
1360       default: assert(0 && "Invalid GenericValue Type");
1361       case Type::VoidTyID:    DOUT << "void"; break;
1362       case Type::FloatTyID:   DOUT << "float " << Val.FloatVal; break;
1363       case Type::DoubleTyID:  DOUT << "double " << Val.DoubleVal; break;
1364       case Type::PointerTyID: DOUT << "void* " << intptr_t(Val.PointerVal);
1365         break;
1366       case Type::IntegerTyID:
1367         DOUT << "i" << Val.IntVal.getBitWidth() << " "
1368         << Val.IntVal.toStringUnsigned(10)
1369         << " (0x" << Val.IntVal.toStringUnsigned(16) << ")\n";
1370         break;
1371       }
1372     }
1373 #endif
1374 #endif
1375   }
1376 }