lib/ExecutionEngine/Interpreter/Execution.cpp

   1 //===-- Execution.cpp - Implement code to simulate the program ------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source 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/CodeGen/IntrinsicLowering.h"
  20 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  21 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  22 #include "llvm/Support/Debug.h"
  23 using namespace llvm;
  24
  25 namespace {
  26   Statistic<> NumDynamicInsts("lli", "Number of dynamic instructions executed");
  27
  28   Interpreter *TheEE = 0;
  29 }
  30
  31
  32 //===----------------------------------------------------------------------===//
  33 //                     Value Manipulation code
  34 //===----------------------------------------------------------------------===//
  35
  36 static GenericValue executeAddInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  37                                    const Type *Ty);
  38 static GenericValue executeSubInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  39                                    const Type *Ty);
  40 static GenericValue executeMulInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  41                                    const Type *Ty);
  42 static GenericValue executeUDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  43                                     const Type *Ty);
  44 static GenericValue executeSDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  45                                     const Type *Ty);
  46 static GenericValue executeFDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  47                                     const Type *Ty);
  48 static GenericValue executeURemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  49                                     const Type *Ty);
  50 static GenericValue executeSRemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  51                                     const Type *Ty);
  52 static GenericValue executeFRemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  53                                     const Type *Ty);
  54 static GenericValue executeAndInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  55                                    const Type *Ty);
  56 static GenericValue executeOrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  57                                    const Type *Ty);
  58 static GenericValue executeXorInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  59                                    const Type *Ty);
  60 static GenericValue executeSetEQInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  61                                    const Type *Ty);
  62 static GenericValue executeSetNEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  63                                    const Type *Ty);
  64 static GenericValue executeSetLTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  65                                    const Type *Ty);
  66 static GenericValue executeSetGTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  67                                    const Type *Ty);
  68 static GenericValue executeSetLEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  69                                    const Type *Ty);
  70 static GenericValue executeSetGEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  71                                    const Type *Ty);
  72 static GenericValue executeShlInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  73                                    const Type *Ty);
  74 static GenericValue executeLShrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  75                                     const Type *Ty);
  76 static GenericValue executeAShrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  77                                     const Type *Ty);
  78 static GenericValue executeSelectInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  79                                       GenericValue Src3);
  80
  81 GenericValue Interpreter::getConstantExprValue (ConstantExpr *CE,
  82                                                 ExecutionContext &SF) {
  83   switch (CE->getOpcode()) {
  84   case Instruction::Trunc:
  85   case Instruction::ZExt:
  86   case Instruction::SExt:
  87   case Instruction::FPTrunc:
  88   case Instruction::FPExt:
  89   case Instruction::UIToFP:
  90   case Instruction::SIToFP:
  91   case Instruction::FPToUI:
  92   case Instruction::FPToSI:
  93   case Instruction::PtrToInt:
  94   case Instruction::IntToPtr:
  95   case Instruction::BitCast:
  96     return executeCastOperation(Instruction::CastOps(CE->getOpcode()),
  97                                 CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
  98   case Instruction::GetElementPtr:
  99     return executeGEPOperation(CE->getOperand(0), gep_type_begin(CE),
 100                                gep_type_end(CE), SF);
 101   case Instruction::Add:
 102     return executeAddInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 103                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 104                           CE->getOperand(0)->getType());
 105   case Instruction::Sub:
 106     return executeSubInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 107                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 108                           CE->getOperand(0)->getType());
 109   case Instruction::Mul:
 110     return executeMulInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 111                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 112                           CE->getOperand(0)->getType());
 113   case Instruction::SDiv:
 114     return executeSDivInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 115                            getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 116                            CE->getOperand(0)->getType());
 117   case Instruction::UDiv:
 118     return executeUDivInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 119                            getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 120                            CE->getOperand(0)->getType());
 121   case Instruction::FDiv:
 122     return executeFDivInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 123                            getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 124                            CE->getOperand(0)->getType());
 125   case Instruction::URem:
 126     return executeURemInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 127                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 128                           CE->getOperand(0)->getType());
 129   case Instruction::SRem:
 130     return executeSRemInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 131                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 132                           CE->getOperand(0)->getType());
 133   case Instruction::FRem:
 134     return executeFRemInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 135                            getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 136                            CE->getOperand(0)->getType());
 137   case Instruction::And:
 138     return executeAndInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 139                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 140                           CE->getOperand(0)->getType());
 141   case Instruction::Or:
 142     return executeOrInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 143                          getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 144                          CE->getOperand(0)->getType());
 145   case Instruction::Xor:
 146     return executeXorInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 147                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 148                           CE->getOperand(0)->getType());
 149   case Instruction::SetEQ:
 150     return executeSetEQInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 151                             getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 152                             CE->getOperand(0)->getType());
 153   case Instruction::SetNE:
 154     return executeSetNEInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 155                             getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 156                             CE->getOperand(0)->getType());
 157   case Instruction::SetLE:
 158     return executeSetLEInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 159                             getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 160                             CE->getOperand(0)->getType());
 161   case Instruction::SetGE:
 162     return executeSetGEInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 163                             getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 164                             CE->getOperand(0)->getType());
 165   case Instruction::SetLT:
 166     return executeSetLTInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 167                             getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 168                             CE->getOperand(0)->getType());
 169   case Instruction::SetGT:
 170     return executeSetGTInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 171                             getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 172                             CE->getOperand(0)->getType());
 173   case Instruction::Shl:
 174     return executeShlInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 175                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 176                           CE->getOperand(0)->getType());
 177   case Instruction::LShr:
 178     return executeLShrInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 179                            getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 180                            CE->getOperand(0)->getType());
 181   case Instruction::AShr:
 182     return executeAShrInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 183                            getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 184                            CE->getOperand(0)->getType());
 185   case Instruction::Select:
 186     return executeSelectInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 187                              getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 188                              getOperandValue(CE->getOperand(2), SF));
 189   default:
 190     llvm_cerr << "Unhandled ConstantExpr: " << *CE << "\n";
 191     abort();
 192     return GenericValue();
 193   }
 194 }
 195
 196 GenericValue Interpreter::getOperandValue(Value *V, ExecutionContext &SF) {
 197   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
 198     return getConstantExprValue(CE, SF);
 199   } else if (Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(V)) {
 200     return getConstantValue(CPV);
 201   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
 202     return PTOGV(getPointerToGlobal(GV));
 203   } else {
 204     return SF.Values[V];
 205   }
 206 }
 207
 208 static void SetValue(Value *V, GenericValue Val, ExecutionContext &SF) {
 209   SF.Values[V] = Val;
 210 }
 211
 212 void Interpreter::initializeExecutionEngine() {
 213   TheEE = this;
 214 }
 215
 216 //===----------------------------------------------------------------------===//
 217 //                    Binary Instruction Implementations
 218 //===----------------------------------------------------------------------===//
 219
 220 #define IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(OP, TY) \
 221    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val; break
 222
 223 static GenericValue executeAddInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 224                                    const Type *Ty) {
 225   GenericValue Dest;
 226   switch (Ty->getTypeID()) {
 227     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UByte);
 228     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, SByte);
 229     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UShort);
 230     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Short);
 231     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UInt);
 232     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Int);
 233     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, ULong);
 234     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Long);
 235     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Float);
 236     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Double);
 237   default:
 238     llvm_cerr << "Unhandled type for Add instruction: " << *Ty << "\n";
 239     abort();
 240   }
 241   return Dest;
 242 }
 243
 244 static GenericValue executeSubInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 245                                    const Type *Ty) {
 246   GenericValue Dest;
 247   switch (Ty->getTypeID()) {
 248     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UByte);
 249     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, SByte);
 250     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UShort);
 251     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Short);
 252     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UInt);
 253     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Int);
 254     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, ULong);
 255     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Long);
 256     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Float);
 257     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Double);
 258   default:
 259     llvm_cerr << "Unhandled type for Sub instruction: " << *Ty << "\n";
 260     abort();
 261   }
 262   return Dest;
 263 }
 264
 265 static GenericValue executeMulInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 266                                    const Type *Ty) {
 267   GenericValue Dest;
 268   switch (Ty->getTypeID()) {
 269     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UByte);
 270     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, SByte);
 271     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UShort);
 272     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Short);
 273     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UInt);
 274     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Int);
 275     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, ULong);
 276     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Long);
 277     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Float);
 278     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Double);
 279   default:
 280     llvm_cerr << "Unhandled type for Mul instruction: " << *Ty << "\n";
 281     abort();
 282   }
 283   return Dest;
 284 }
 285
 286 #define IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(OP, TY1, TY2) \
 287    case Type::TY2##TyID: IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(OP, TY1)
 288
 289 static GenericValue executeUDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 290                                    const Type *Ty) {
 291   GenericValue Dest;
 292   switch (Ty->getTypeID()) {
 293     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, UByte,  SByte);
 294     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, UShort, Short);
 295     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, UInt,   Int);
 296     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, ULong,  Long);
 297   default:
 298     llvm_cerr << "Unhandled type for UDiv instruction: " << *Ty << "\n";
 299     abort();
 300   }
 301   return Dest;
 302 }
 303
 304 static GenericValue executeSDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 305                                    const Type *Ty) {
 306   GenericValue Dest;
 307   switch (Ty->getTypeID()) {
 308     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, SByte, UByte);
 309     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, Short, UShort);
 310     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, Int,   UInt);
 311     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, Long,  ULong);
 312   default:
 313     llvm_cerr << "Unhandled type for SDiv instruction: " << *Ty << "\n";
 314     abort();
 315   }
 316   return Dest;
 317 }
 318
 319 static GenericValue executeFDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 320                                    const Type *Ty) {
 321   GenericValue Dest;
 322   switch (Ty->getTypeID()) {
 323     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Float);
 324     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Double);
 325   default:
 326     llvm_cerr << "Unhandled type for Div instruction: " << *Ty << "\n";
 327     abort();
 328   }
 329   return Dest;
 330 }
 331
 332 static GenericValue executeURemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 333                                    const Type *Ty) {
 334   GenericValue Dest;
 335   switch (Ty->getTypeID()) {
 336     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, UByte,  SByte);
 337     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, UShort, Short);
 338     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, UInt,   Int);
 339     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, ULong,  Long);
 340   default:
 341     llvm_cerr << "Unhandled type for URem instruction: " << *Ty << "\n";
 342     abort();
 343   }
 344   return Dest;
 345 }
 346
 347 static GenericValue executeSRemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 348                                    const Type *Ty) {
 349   GenericValue Dest;
 350   switch (Ty->getTypeID()) {
 351     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, SByte, UByte);
 352     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, Short, UShort);
 353     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, Int,   UInt);
 354     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, Long,  ULong);
 355   default:
 356     llvm_cerr << "Unhandled type for Rem instruction: " << *Ty << "\n";
 357     abort();
 358   }
 359   return Dest;
 360 }
 361
 362 static GenericValue executeFRemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 363                                    const Type *Ty) {
 364   GenericValue Dest;
 365   switch (Ty->getTypeID()) {
 366   case Type::FloatTyID:
 367     Dest.FloatVal = fmod(Src1.FloatVal, Src2.FloatVal);
 368     break;
 369   case Type::DoubleTyID:
 370     Dest.DoubleVal = fmod(Src1.DoubleVal, Src2.DoubleVal);
 371     break;
 372   default:
 373     llvm_cerr << "Unhandled type for Rem instruction: " << *Ty << "\n";
 374     abort();
 375   }
 376   return Dest;
 377 }
 378
 379 static GenericValue executeAndInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 380                                    const Type *Ty) {
 381   GenericValue Dest;
 382   switch (Ty->getTypeID()) {
 383     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Bool);
 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   default:
 393     llvm_cerr << "Unhandled type for And instruction: " << *Ty << "\n";
 394     abort();
 395   }
 396   return Dest;
 397 }
 398
 399 static GenericValue executeOrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 400                                   const Type *Ty) {
 401   GenericValue Dest;
 402   switch (Ty->getTypeID()) {
 403     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Bool);
 404     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UByte);
 405     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, SByte);
 406     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UShort);
 407     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Short);
 408     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UInt);
 409     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Int);
 410     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, ULong);
 411     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Long);
 412   default:
 413     llvm_cerr << "Unhandled type for Or instruction: " << *Ty << "\n";
 414     abort();
 415   }
 416   return Dest;
 417 }
 418
 419 static GenericValue executeXorInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 420                                    const Type *Ty) {
 421   GenericValue Dest;
 422   switch (Ty->getTypeID()) {
 423     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Bool);
 424     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UByte);
 425     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, SByte);
 426     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UShort);
 427     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Short);
 428     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UInt);
 429     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Int);
 430     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, ULong);
 431     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Long);
 432   default:
 433     llvm_cerr << "Unhandled type for Xor instruction: " << *Ty << "\n";
 434     abort();
 435   }
 436   return Dest;
 437 }
 438
 439 #define IMPLEMENT_SETCC(OP, TY) \
 440    case Type::TY##TyID: Dest.BoolVal = Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val; break
 441
 442 // Handle pointers specially because they must be compared with only as much
 443 // width as the host has.  We _do not_ want to be comparing 64 bit values when
 444 // running on a 32-bit target, otherwise the upper 32 bits might mess up
 445 // comparisons if they contain garbage.
 446 #define IMPLEMENT_POINTERSETCC(OP) \
 447    case Type::PointerTyID: \
 448         Dest.BoolVal = (void*)(intptr_t)Src1.PointerVal OP \
 449                        (void*)(intptr_t)Src2.PointerVal; break
 450
 451 static GenericValue executeSetEQInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 452                                      const Type *Ty) {
 453   GenericValue Dest;
 454   switch (Ty->getTypeID()) {
 455     IMPLEMENT_SETCC(==, UByte);
 456     IMPLEMENT_SETCC(==, SByte);
 457     IMPLEMENT_SETCC(==, UShort);
 458     IMPLEMENT_SETCC(==, Short);
 459     IMPLEMENT_SETCC(==, UInt);
 460     IMPLEMENT_SETCC(==, Int);
 461     IMPLEMENT_SETCC(==, ULong);
 462     IMPLEMENT_SETCC(==, Long);
 463     IMPLEMENT_SETCC(==, Float);
 464     IMPLEMENT_SETCC(==, Double);
 465     IMPLEMENT_POINTERSETCC(==);
 466   default:
 467     llvm_cerr << "Unhandled type for SetEQ instruction: " << *Ty << "\n";
 468     abort();
 469   }
 470   return Dest;
 471 }
 472
 473 static GenericValue executeSetNEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 474                                      const Type *Ty) {
 475   GenericValue Dest;
 476   switch (Ty->getTypeID()) {
 477     IMPLEMENT_SETCC(!=, UByte);
 478     IMPLEMENT_SETCC(!=, SByte);
 479     IMPLEMENT_SETCC(!=, UShort);
 480     IMPLEMENT_SETCC(!=, Short);
 481     IMPLEMENT_SETCC(!=, UInt);
 482     IMPLEMENT_SETCC(!=, Int);
 483     IMPLEMENT_SETCC(!=, ULong);
 484     IMPLEMENT_SETCC(!=, Long);
 485     IMPLEMENT_SETCC(!=, Float);
 486     IMPLEMENT_SETCC(!=, Double);
 487     IMPLEMENT_POINTERSETCC(!=);
 488
 489   default:
 490     llvm_cerr << "Unhandled type for SetNE instruction: " << *Ty << "\n";
 491     abort();
 492   }
 493   return Dest;
 494 }
 495
 496 static GenericValue executeSetLEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 497                                      const Type *Ty) {
 498   GenericValue Dest;
 499   switch (Ty->getTypeID()) {
 500     IMPLEMENT_SETCC(<=, UByte);
 501     IMPLEMENT_SETCC(<=, SByte);
 502     IMPLEMENT_SETCC(<=, UShort);
 503     IMPLEMENT_SETCC(<=, Short);
 504     IMPLEMENT_SETCC(<=, UInt);
 505     IMPLEMENT_SETCC(<=, Int);
 506     IMPLEMENT_SETCC(<=, ULong);
 507     IMPLEMENT_SETCC(<=, Long);
 508     IMPLEMENT_SETCC(<=, Float);
 509     IMPLEMENT_SETCC(<=, Double);
 510     IMPLEMENT_POINTERSETCC(<=);
 511   default:
 512     llvm_cerr << "Unhandled type for SetLE instruction: " << *Ty << "\n";
 513     abort();
 514   }
 515   return Dest;
 516 }
 517
 518 static GenericValue executeSetGEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 519                                      const Type *Ty) {
 520   GenericValue Dest;
 521   switch (Ty->getTypeID()) {
 522     IMPLEMENT_SETCC(>=, UByte);
 523     IMPLEMENT_SETCC(>=, SByte);
 524     IMPLEMENT_SETCC(>=, UShort);
 525     IMPLEMENT_SETCC(>=, Short);
 526     IMPLEMENT_SETCC(>=, UInt);
 527     IMPLEMENT_SETCC(>=, Int);
 528     IMPLEMENT_SETCC(>=, ULong);
 529     IMPLEMENT_SETCC(>=, Long);
 530     IMPLEMENT_SETCC(>=, Float);
 531     IMPLEMENT_SETCC(>=, Double);
 532     IMPLEMENT_POINTERSETCC(>=);
 533   default:
 534     llvm_cerr << "Unhandled type for SetGE instruction: " << *Ty << "\n";
 535     abort();
 536   }
 537   return Dest;
 538 }
 539
 540 static GenericValue executeSetLTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 541                                      const Type *Ty) {
 542   GenericValue Dest;
 543   switch (Ty->getTypeID()) {
 544     IMPLEMENT_SETCC(<, UByte);
 545     IMPLEMENT_SETCC(<, SByte);
 546     IMPLEMENT_SETCC(<, UShort);
 547     IMPLEMENT_SETCC(<, Short);
 548     IMPLEMENT_SETCC(<, UInt);
 549     IMPLEMENT_SETCC(<, Int);
 550     IMPLEMENT_SETCC(<, ULong);
 551     IMPLEMENT_SETCC(<, Long);
 552     IMPLEMENT_SETCC(<, Float);
 553     IMPLEMENT_SETCC(<, Double);
 554     IMPLEMENT_POINTERSETCC(<);
 555   default:
 556     llvm_cerr << "Unhandled type for SetLT instruction: " << *Ty << "\n";
 557     abort();
 558   }
 559   return Dest;
 560 }
 561
 562 static GenericValue executeSetGTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 563                                      const Type *Ty) {
 564   GenericValue Dest;
 565   switch (Ty->getTypeID()) {
 566     IMPLEMENT_SETCC(>, UByte);
 567     IMPLEMENT_SETCC(>, SByte);
 568     IMPLEMENT_SETCC(>, UShort);
 569     IMPLEMENT_SETCC(>, Short);
 570     IMPLEMENT_SETCC(>, UInt);
 571     IMPLEMENT_SETCC(>, Int);
 572     IMPLEMENT_SETCC(>, ULong);
 573     IMPLEMENT_SETCC(>, Long);
 574     IMPLEMENT_SETCC(>, Float);
 575     IMPLEMENT_SETCC(>, Double);
 576     IMPLEMENT_POINTERSETCC(>);
 577   default:
 578     llvm_cerr << "Unhandled type for SetGT instruction: " << *Ty << "\n";
 579     abort();
 580   }
 581   return Dest;
 582 }
 583
 584 void Interpreter::visitBinaryOperator(BinaryOperator &I) {
 585   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 586   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 587   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 588   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 589   GenericValue R;   // Result
 590
 591   switch (I.getOpcode()) {
 592   case Instruction::Add:   R = executeAddInst  (Src1, Src2, Ty); break;
 593   case Instruction::Sub:   R = executeSubInst  (Src1, Src2, Ty); break;
 594   case Instruction::Mul:   R = executeMulInst  (Src1, Src2, Ty); break;
 595   case Instruction::UDiv:  R = executeUDivInst (Src1, Src2, Ty); break;
 596   case Instruction::SDiv:  R = executeSDivInst (Src1, Src2, Ty); break;
 597   case Instruction::FDiv:  R = executeFDivInst (Src1, Src2, Ty); break;
 598   case Instruction::URem:  R = executeURemInst (Src1, Src2, Ty); break;
 599   case Instruction::SRem:  R = executeSRemInst (Src1, Src2, Ty); break;
 600   case Instruction::FRem:  R = executeFRemInst (Src1, Src2, Ty); break;
 601   case Instruction::And:   R = executeAndInst  (Src1, Src2, Ty); break;
 602   case Instruction::Or:    R = executeOrInst   (Src1, Src2, Ty); break;
 603   case Instruction::Xor:   R = executeXorInst  (Src1, Src2, Ty); break;
 604   case Instruction::SetEQ: R = executeSetEQInst(Src1, Src2, Ty); break;
 605   case Instruction::SetNE: R = executeSetNEInst(Src1, Src2, Ty); break;
 606   case Instruction::SetLE: R = executeSetLEInst(Src1, Src2, Ty); break;
 607   case Instruction::SetGE: R = executeSetGEInst(Src1, Src2, Ty); break;
 608   case Instruction::SetLT: R = executeSetLTInst(Src1, Src2, Ty); break;
 609   case Instruction::SetGT: R = executeSetGTInst(Src1, Src2, Ty); break;
 610   default:
 611     llvm_cerr << "Don't know how to handle this binary operator!\n-->" << I;
 612     abort();
 613   }
 614
 615   SetValue(&I, R, SF);
 616 }
 617
 618 static GenericValue executeSelectInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 619                                       GenericValue Src3) {
 620   return Src1.BoolVal ? Src2 : Src3;
 621 }
 622
 623 void Interpreter::visitSelectInst(SelectInst &I) {
 624   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 625   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 626   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 627   GenericValue Src3 = getOperandValue(I.getOperand(2), SF);
 628   GenericValue R = executeSelectInst(Src1, Src2, Src3);
 629   SetValue(&I, R, SF);
 630 }
 631
 632
 633 //===----------------------------------------------------------------------===//
 634 //                     Terminator Instruction Implementations
 635 //===----------------------------------------------------------------------===//
 636
 637 void Interpreter::exitCalled(GenericValue GV) {
 638   // runAtExitHandlers() assumes there are no stack frames, but
 639   // if exit() was called, then it had a stack frame. Blow away
 640   // the stack before interpreting atexit handlers.
 641   ECStack.clear ();
 642   runAtExitHandlers ();
 643   exit (GV.IntVal);
 644 }
 645
 646 /// Pop the last stack frame off of ECStack and then copy the result
 647 /// back into the result variable if we are not returning void. The
 648 /// result variable may be the ExitValue, or the Value of the calling
 649 /// CallInst if there was a previous stack frame. This method may
 650 /// invalidate any ECStack iterators you have. This method also takes
 651 /// care of switching to the normal destination BB, if we are returning
 652 /// from an invoke.
 653 ///
 654 void Interpreter::popStackAndReturnValueToCaller (const Type *RetTy,
 655                                                   GenericValue Result) {
 656   // Pop the current stack frame.
 657   ECStack.pop_back();
 658
 659   if (ECStack.empty()) {  // Finished main.  Put result into exit code...
 660     if (RetTy && RetTy->isIntegral()) {          // Nonvoid return type?
 661       ExitValue = Result;   // Capture the exit value of the program
 662     } else {
 663       memset(&ExitValue, 0, sizeof(ExitValue));
 664     }
 665   } else {
 666     // If we have a previous stack frame, and we have a previous call,
 667     // fill in the return value...
 668     ExecutionContext &CallingSF = ECStack.back();
 669     if (Instruction *I = CallingSF.Caller.getInstruction()) {
 670       if (CallingSF.Caller.getType() != Type::VoidTy)      // Save result...
 671         SetValue(I, Result, CallingSF);
 672       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst> (I))
 673         SwitchToNewBasicBlock (II->getNormalDest (), CallingSF);
 674       CallingSF.Caller = CallSite();          // We returned from the call...
 675     }
 676   }
 677 }
 678
 679 void Interpreter::visitReturnInst(ReturnInst &I) {
 680   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 681   const Type *RetTy = Type::VoidTy;
 682   GenericValue Result;
 683
 684   // Save away the return value... (if we are not 'ret void')
 685   if (I.getNumOperands()) {
 686     RetTy  = I.getReturnValue()->getType();
 687     Result = getOperandValue(I.getReturnValue(), SF);
 688   }
 689
 690   popStackAndReturnValueToCaller(RetTy, Result);
 691 }
 692
 693 void Interpreter::visitUnwindInst(UnwindInst &I) {
 694   // Unwind stack
 695   Instruction *Inst;
 696   do {
 697     ECStack.pop_back ();
 698     if (ECStack.empty ())
 699       abort ();
 700     Inst = ECStack.back ().Caller.getInstruction ();
 701   } while (!(Inst && isa<InvokeInst> (Inst)));
 702
 703   // Return from invoke
 704   ExecutionContext &InvokingSF = ECStack.back ();
 705   InvokingSF.Caller = CallSite ();
 706
 707   // Go to exceptional destination BB of invoke instruction
 708   SwitchToNewBasicBlock(cast<InvokeInst>(Inst)->getUnwindDest(), InvokingSF);
 709 }
 710
 711 void Interpreter::visitUnreachableInst(UnreachableInst &I) {
 712   llvm_cerr << "ERROR: Program executed an 'unreachable' instruction!\n";
 713   abort();
 714 }
 715
 716 void Interpreter::visitBranchInst(BranchInst &I) {
 717   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 718   BasicBlock *Dest;
 719
 720   Dest = I.getSuccessor(0);          // Uncond branches have a fixed dest...
 721   if (!I.isUnconditional()) {
 722     Value *Cond = I.getCondition();
 723     if (getOperandValue(Cond, SF).BoolVal == 0) // If false cond...
 724       Dest = I.getSuccessor(1);
 725   }
 726   SwitchToNewBasicBlock(Dest, SF);
 727 }
 728
 729 void Interpreter::visitSwitchInst(SwitchInst &I) {
 730   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 731   GenericValue CondVal = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 732   const Type *ElTy = I.getOperand(0)->getType();
 733
 734   // Check to see if any of the cases match...
 735   BasicBlock *Dest = 0;
 736   for (unsigned i = 2, e = I.getNumOperands(); i != e; i += 2)
 737     if (executeSetEQInst(CondVal,
 738                          getOperandValue(I.getOperand(i), SF), ElTy).BoolVal) {
 739       Dest = cast<BasicBlock>(I.getOperand(i+1));
 740       break;
 741     }
 742
 743   if (!Dest) Dest = I.getDefaultDest();   // No cases matched: use default
 744   SwitchToNewBasicBlock(Dest, SF);
 745 }
 746
 747 // SwitchToNewBasicBlock - This method is used to jump to a new basic block.
 748 // This function handles the actual updating of block and instruction iterators
 749 // as well as execution of all of the PHI nodes in the destination block.
 750 //
 751 // This method does this because all of the PHI nodes must be executed
 752 // atomically, reading their inputs before any of the results are updated.  Not
 753 // doing this can cause problems if the PHI nodes depend on other PHI nodes for
 754 // their inputs.  If the input PHI node is updated before it is read, incorrect
 755 // results can happen.  Thus we use a two phase approach.
 756 //
 757 void Interpreter::SwitchToNewBasicBlock(BasicBlock *Dest, ExecutionContext &SF){
 758   BasicBlock *PrevBB = SF.CurBB;      // Remember where we came from...
 759   SF.CurBB   = Dest;                  // Update CurBB to branch destination
 760   SF.CurInst = SF.CurBB->begin();     // Update new instruction ptr...
 761
 762   if (!isa<PHINode>(SF.CurInst)) return;  // Nothing fancy to do
 763
 764   // Loop over all of the PHI nodes in the current block, reading their inputs.
 765   std::vector<GenericValue> ResultValues;
 766
 767   for (; PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(SF.CurInst); ++SF.CurInst) {
 768     // Search for the value corresponding to this previous bb...
 769     int i = PN->getBasicBlockIndex(PrevBB);
 770     assert(i != -1 && "PHINode doesn't contain entry for predecessor??");
 771     Value *IncomingValue = PN->getIncomingValue(i);
 772
 773     // Save the incoming value for this PHI node...
 774     ResultValues.push_back(getOperandValue(IncomingValue, SF));
 775   }
 776
 777   // Now loop over all of the PHI nodes setting their values...
 778   SF.CurInst = SF.CurBB->begin();
 779   for (unsigned i = 0; isa<PHINode>(SF.CurInst); ++SF.CurInst, ++i) {
 780     PHINode *PN = cast<PHINode>(SF.CurInst);
 781     SetValue(PN, ResultValues[i], SF);
 782   }
 783 }
 784
 785 //===----------------------------------------------------------------------===//
 786 //                     Memory Instruction Implementations
 787 //===----------------------------------------------------------------------===//
 788
 789 void Interpreter::visitAllocationInst(AllocationInst &I) {
 790   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 791
 792   const Type *Ty = I.getType()->getElementType();  // Type to be allocated
 793
 794   // Get the number of elements being allocated by the array...
 795   unsigned NumElements = getOperandValue(I.getOperand(0), SF).UIntVal;
 796
 797   // Allocate enough memory to hold the type...
 798   void *Memory = malloc(NumElements * (size_t)TD.getTypeSize(Ty));
 799
 800   GenericValue Result = PTOGV(Memory);
 801   assert(Result.PointerVal != 0 && "Null pointer returned by malloc!");
 802   SetValue(&I, Result, SF);
 803
 804   if (I.getOpcode() == Instruction::Alloca)
 805     ECStack.back().Allocas.add(Memory);
 806 }
 807
 808 void Interpreter::visitFreeInst(FreeInst &I) {
 809   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 810   assert(isa<PointerType>(I.getOperand(0)->getType()) && "Freeing nonptr?");
 811   GenericValue Value = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 812   // TODO: Check to make sure memory is allocated
 813   free(GVTOP(Value));   // Free memory
 814 }
 815
 816 // getElementOffset - The workhorse for getelementptr.
 817 //
 818 GenericValue Interpreter::executeGEPOperation(Value *Ptr, gep_type_iterator I,
 819                                               gep_type_iterator E,
 820                                               ExecutionContext &SF) {
 821   assert(isa<PointerType>(Ptr->getType()) &&
 822          "Cannot getElementOffset of a nonpointer type!");
 823
 824   PointerTy Total = 0;
 825
 826   for (; I != E; ++I) {
 827     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*I)) {
 828       const StructLayout *SLO = TD.getStructLayout(STy);
 829
 830       const ConstantInt *CPU = cast<ConstantInt>(I.getOperand());
 831       unsigned Index = unsigned(CPU->getZExtValue());
 832
 833       Total += (PointerTy)SLO->MemberOffsets[Index];
 834     } else {
 835       const SequentialType *ST = cast<SequentialType>(*I);
 836       // Get the index number for the array... which must be long type...
 837       GenericValue IdxGV = getOperandValue(I.getOperand(), SF);
 838
 839       uint64_t Idx;
 840       switch (I.getOperand()->getType()->getTypeID()) {
 841       default: assert(0 && "Illegal getelementptr index for sequential type!");
 842       case Type::SByteTyID:  Idx = IdxGV.SByteVal; break;
 843       case Type::ShortTyID:  Idx = IdxGV.ShortVal; break;
 844       case Type::IntTyID:    Idx = IdxGV.IntVal; break;
 845       case Type::LongTyID:   Idx = IdxGV.LongVal; break;
 846       case Type::UByteTyID:  Idx = IdxGV.UByteVal; break;
 847       case Type::UShortTyID: Idx = IdxGV.UShortVal; break;
 848       case Type::UIntTyID:   Idx = IdxGV.UIntVal; break;
 849       case Type::ULongTyID:  Idx = IdxGV.ULongVal; break;
 850       }
 851       Total += PointerTy(TD.getTypeSize(ST->getElementType())*Idx);
 852     }
 853   }
 854
 855   GenericValue Result;
 856   Result.PointerVal = getOperandValue(Ptr, SF).PointerVal + Total;
 857   return Result;
 858 }
 859
 860 void Interpreter::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I) {
 861   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 862   SetValue(&I, TheEE->executeGEPOperation(I.getPointerOperand(),
 863                                    gep_type_begin(I), gep_type_end(I), SF), SF);
 864 }
 865
 866 void Interpreter::visitLoadInst(LoadInst &I) {
 867   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 868   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 869   GenericValue *Ptr = (GenericValue*)GVTOP(SRC);
 870   GenericValue Result = LoadValueFromMemory(Ptr, I.getType());
 871   SetValue(&I, Result, SF);
 872 }
 873
 874 void Interpreter::visitStoreInst(StoreInst &I) {
 875   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 876   GenericValue Val = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 877   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 878   StoreValueToMemory(Val, (GenericValue *)GVTOP(SRC),
 879                      I.getOperand(0)->getType());
 880 }
 881
 882 //===----------------------------------------------------------------------===//
 883 //                 Miscellaneous Instruction Implementations
 884 //===----------------------------------------------------------------------===//
 885
 886 void Interpreter::visitCallSite(CallSite CS) {
 887   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 888
 889   // Check to see if this is an intrinsic function call...
 890   if (Function *F = CS.getCalledFunction())
 891    if (F->isExternal ())
 892     switch (F->getIntrinsicID()) {
 893     case Intrinsic::not_intrinsic:
 894       break;
 895     case Intrinsic::vastart: { // va_start
 896       GenericValue ArgIndex;
 897       ArgIndex.UIntPairVal.first = ECStack.size() - 1;
 898       ArgIndex.UIntPairVal.second = 0;
 899       SetValue(CS.getInstruction(), ArgIndex, SF);
 900       return;
 901     }
 902     case Intrinsic::vaend:    // va_end is a noop for the interpreter
 903       return;
 904     case Intrinsic::vacopy:   // va_copy: dest = src
 905       SetValue(CS.getInstruction(), getOperandValue(*CS.arg_begin(), SF), SF);
 906       return;
 907     default:
 908       // If it is an unknown intrinsic function, use the intrinsic lowering
 909       // class to transform it into hopefully tasty LLVM code.
 910       //
 911       Instruction *Prev = CS.getInstruction()->getPrev();
 912       BasicBlock *Parent = CS.getInstruction()->getParent();
 913       IL->LowerIntrinsicCall(cast<CallInst>(CS.getInstruction()));
 914
 915       // Restore the CurInst pointer to the first instruction newly inserted, if
 916       // any.
 917       if (!Prev) {
 918         SF.CurInst = Parent->begin();
 919       } else {
 920         SF.CurInst = Prev;
 921         ++SF.CurInst;
 922       }
 923       return;
 924     }
 925
 926   SF.Caller = CS;
 927   std::vector<GenericValue> ArgVals;
 928   const unsigned NumArgs = SF.Caller.arg_size();
 929   ArgVals.reserve(NumArgs);
 930   for (CallSite::arg_iterator i = SF.Caller.arg_begin(),
 931          e = SF.Caller.arg_end(); i != e; ++i) {
 932     Value *V = *i;
 933     ArgVals.push_back(getOperandValue(V, SF));
 934     // Promote all integral types whose size is < sizeof(int) into ints.  We do
 935     // this by zero or sign extending the value as appropriate according to the
 936     // source type.
 937     const Type *Ty = V->getType();
 938     if (Ty->isIntegral() && Ty->getPrimitiveSize() < 4) {
 939       if (Ty == Type::ShortTy)
 940         ArgVals.back().IntVal = ArgVals.back().ShortVal;
 941       else if (Ty == Type::UShortTy)
 942         ArgVals.back().UIntVal = ArgVals.back().UShortVal;
 943       else if (Ty == Type::SByteTy)
 944         ArgVals.back().IntVal = ArgVals.back().SByteVal;
 945       else if (Ty == Type::UByteTy)
 946         ArgVals.back().UIntVal = ArgVals.back().UByteVal;
 947       else if (Ty == Type::BoolTy)
 948         ArgVals.back().UIntVal = ArgVals.back().BoolVal;
 949       else
 950         assert(0 && "Unknown type!");
 951     }
 952   }
 953
 954   // To handle indirect calls, we must get the pointer value from the argument
 955   // and treat it as a function pointer.
 956   GenericValue SRC = getOperandValue(SF.Caller.getCalledValue(), SF);
 957   callFunction((Function*)GVTOP(SRC), ArgVals);
 958 }
 959
 960 #define IMPLEMENT_SHIFT(OP, TY) \
 961    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src1.TY##Val OP Src2.UByteVal; break
 962
 963 #define IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(OP, TY1, TY2) \
 964    case Type::TY2##TyID: \
 965    IMPLEMENT_SHIFT(OP, TY1)
 966
 967 static GenericValue executeShlInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 968                                    const Type *Ty) {
 969   GenericValue Dest;
 970   switch (Ty->getTypeID()) {
 971     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UByte);
 972     IMPLEMENT_SHIFT(<<, SByte);
 973     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UShort);
 974     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Short);
 975     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UInt);
 976     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Int);
 977     IMPLEMENT_SHIFT(<<, ULong);
 978     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Long);
 979   default:
 980     llvm_cerr << "Unhandled type for Shl instruction: " << *Ty << "\n";
 981   }
 982   return Dest;
 983 }
 984
 985 static GenericValue executeLShrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 986                                     const Type *Ty) {
 987   GenericValue Dest;
 988   switch (Ty->getTypeID()) {
 989     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, UByte,  SByte);
 990     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, UShort, Short);
 991     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, UInt,   Int);
 992     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, ULong,  Long);
 993   default:
 994     llvm_cerr << "Unhandled type for LShr instruction: " << *Ty << "\n";
 995     abort();
 996   }
 997   return Dest;
 998 }
 999
1000 static GenericValue executeAShrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
1001                                     const Type *Ty) {
1002   GenericValue Dest;
1003   switch (Ty->getTypeID()) {
1004     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, SByte, UByte);
1005     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, Short, UShort);
1006     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, Int,   UInt);
1007     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, Long,  ULong);
1008   default:
1009     llvm_cerr << "Unhandled type for AShr instruction: " << *Ty << "\n";
1010     abort();
1011   }
1012   return Dest;
1013 }
1014
1015 void Interpreter::visitShl(ShiftInst &I) {
1016   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1017   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
1018   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
1019   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
1020   GenericValue Dest;
1021   Dest = executeShlInst (Src1, Src2, Ty);
1022   SetValue(&I, Dest, SF);
1023 }
1024
1025 void Interpreter::visitLShr(ShiftInst &I) {
1026   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1027   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
1028   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
1029   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
1030   GenericValue Dest;
1031   Dest = executeLShrInst (Src1, Src2, Ty);
1032   SetValue(&I, Dest, SF);
1033 }
1034
1035 void Interpreter::visitAShr(ShiftInst &I) {
1036   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1037   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
1038   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
1039   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
1040   GenericValue Dest;
1041   Dest = executeAShrInst (Src1, Src2, Ty);
1042   SetValue(&I, Dest, SF);
1043 }
1044
1045 #define IMPLEMENT_CAST_START \
1046   switch (DstTy->getTypeID()) {
1047
1048 #define IMPLEMENT_CAST(DTY, DCTY, STY) \
1049      case Type::STY##TyID: Dest.DTY##Val = DCTY Src.STY##Val; break;
1050
1051 #define IMPLEMENT_CAST_CASE(DESTTY, DESTCTY)    \
1052   case Type::DESTTY##TyID:                      \
1053     switch (SrcTy->getTypeID()) {               \
1054       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Bool);    \
1055       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UByte);   \
1056       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, SByte);   \
1057       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UShort);  \
1058       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Short);   \
1059       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UInt);    \
1060       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Int);     \
1061       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, ULong);   \
1062       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Long);    \
1063       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Pointer); \
1064       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Float);   \
1065       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Double)   \
1066     default:                                    \
1067       llvm_cerr << "Unhandled cast: "           \
1068         << *SrcTy << " to " << *DstTy << "\n";  \
1069       abort();                                  \
1070     }                                           \
1071     break
1072
1073 #define IMPLEMENT_CAST_END                      \
1074   default: llvm_cerr                            \
1075       << "Unhandled dest type for cast instruction: "  \
1076       << *DstTy << "\n";                        \
1077     abort();                                    \
1078   }
1079
1080 GenericValue Interpreter::executeCastOperation(Instruction::CastOps opcode,
1081                                                Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1082                                                ExecutionContext &SF) {
1083   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
1084   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1085
1086   if (opcode == Instruction::Trunc && DstTy->getTypeID() == Type::BoolTyID) {
1087     // For truncations to bool, we must clear the high order bits of the source
1088     switch (SrcTy->getTypeID()) {
1089       case Type::BoolTyID:   Src.BoolVal   &= 1; break;
1090       case Type::SByteTyID:  Src.SByteVal  &= 1; break;
1091       case Type::UByteTyID:  Src.UByteVal  &= 1; break;
1092       case Type::ShortTyID:  Src.ShortVal  &= 1; break;
1093       case Type::UShortTyID: Src.UShortVal &= 1; break;
1094       case Type::IntTyID:    Src.IntVal    &= 1; break;
1095       case Type::UIntTyID:   Src.UIntVal   &= 1; break;
1096       case Type::LongTyID:   Src.LongVal   &= 1; break;
1097       case Type::ULongTyID:  Src.ULongVal  &= 1; break;
1098       default:
1099         assert(0 && "Can't trunc a non-integer!");
1100         break;
1101     }
1102   } else if (opcode == Instruction::SExt &&
1103              SrcTy->getTypeID() == Type::BoolTyID) {
1104     // For sign extension from bool, we must extend the source bits.
1105     SrcTy = Type::LongTy;
1106     Src.LongVal = 0 - Src.BoolVal;
1107   }
1108
1109   switch (opcode) {
1110     case Instruction::Trunc:     // src integer, dest integral (can't be long)
1111       IMPLEMENT_CAST_START
1112       IMPLEMENT_CAST_CASE(Bool   , (bool));
1113       IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char));
1114       IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (  signed char));
1115       IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short));
1116       IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (  signed short));
1117       IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int ));
1118       IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (  signed int ));
1119       IMPLEMENT_CAST_END
1120       break;
1121     case Instruction::ZExt:      // src integral (can't be long), dest integer
1122       IMPLEMENT_CAST_START
1123       IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char));
1124       IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (signed char)(unsigned char));
1125       IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short));
1126       IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (signed short)(unsigned short));
1127       IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int ));
1128       IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (signed int)(unsigned int ));
1129       IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t));
1130       IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , (int64_t)(uint64_t));
1131       IMPLEMENT_CAST_END
1132       break;
1133     case Instruction::SExt:      // src integral (can't be long), dest integer
1134       IMPLEMENT_CAST_START
1135       IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char)(signed char));
1136       IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (signed char));
1137       IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short)(signed short));
1138       IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (signed short));
1139       IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int )(signed int));
1140       IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (signed int));
1141       IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t)(int64_t));
1142       IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , (int64_t));
1143       IMPLEMENT_CAST_END
1144       break;
1145     case Instruction::FPTrunc:   // src double, dest float
1146       IMPLEMENT_CAST_START
1147       IMPLEMENT_CAST_CASE(Float  , (float));
1148       IMPLEMENT_CAST_END
1149       break;
1150     case Instruction::FPExt:     // src float, dest double
1151       IMPLEMENT_CAST_START
1152       IMPLEMENT_CAST_CASE(Double , (double));
1153       IMPLEMENT_CAST_END
1154       break;
1155     case Instruction::UIToFP:    // src integral, dest floating
1156       IMPLEMENT_CAST_START
1157       IMPLEMENT_CAST_CASE(Float  , (float)(uint64_t));
1158       IMPLEMENT_CAST_CASE(Double , (double)(uint64_t));
1159       IMPLEMENT_CAST_END
1160       break;
1161     case Instruction::SIToFP:    // src integeral, dest floating
1162       IMPLEMENT_CAST_START
1163       IMPLEMENT_CAST_CASE(Float  , (float)(int64_t));
1164       IMPLEMENT_CAST_CASE(Double , (double)(int64_t));
1165       IMPLEMENT_CAST_END
1166       break;
1167     case Instruction::FPToUI:    // src floating, dest integral
1168       IMPLEMENT_CAST_START
1169       IMPLEMENT_CAST_CASE(Bool   , (bool));
1170       IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char));
1171       IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (signed char)(unsigned char));
1172       IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short));
1173       IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (signed short)(unsigned short));
1174       IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int ));
1175       IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (signed int)(unsigned int ));
1176       IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t));
1177       IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , (int64_t)(uint64_t));
1178       IMPLEMENT_CAST_END
1179       break;
1180     case Instruction::FPToSI:    // src floating, dest integral
1181       IMPLEMENT_CAST_START
1182       IMPLEMENT_CAST_CASE(Bool   , (bool));
1183       IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char)(signed char));
1184       IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (signed char));
1185       IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short)(signed short));
1186       IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (signed short));
1187       IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int )(signed int));
1188       IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (signed int));
1189       IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t)(int64_t));
1190       IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , (int64_t));
1191       IMPLEMENT_CAST_END
1192       break;
1193     case Instruction::PtrToInt:  // src pointer,  dest integral
1194       IMPLEMENT_CAST_START
1195       IMPLEMENT_CAST_CASE(Bool   , (bool));
1196       IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char));
1197       IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (signed char)(unsigned char));
1198       IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short));
1199       IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (signed short)(unsigned short));
1200       IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int));
1201       IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (signed int)(unsigned int));
1202       IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t));
1203       IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , (int64_t)(uint64_t));
1204       IMPLEMENT_CAST_END
1205       break;
1206     case Instruction::IntToPtr:  // src integral, dest pointer
1207       IMPLEMENT_CAST_START
1208       IMPLEMENT_CAST_CASE(Pointer, (PointerTy));
1209       IMPLEMENT_CAST_END
1210       break;
1211     case Instruction::BitCast:   // src any, dest any (same size)
1212       IMPLEMENT_CAST_START
1213       IMPLEMENT_CAST_CASE(Bool   , (bool));
1214       IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char));
1215       IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (  signed char));
1216       IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short));
1217       IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (  signed short));
1218       IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int));
1219       IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (  signed int));
1220       IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t));
1221       IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , ( int64_t));
1222       IMPLEMENT_CAST_CASE(Pointer, (PointerTy));
1223       IMPLEMENT_CAST_CASE(Float  , (float));
1224       IMPLEMENT_CAST_CASE(Double , (double));
1225       IMPLEMENT_CAST_END
1226       break;
1227     default:
1228       llvm_cerr
1229         << "Invalid cast opcode for cast instruction: " << opcode << "\n";
1230       abort();
1231   }
1232   return Dest;
1233 }
1234
1235 void Interpreter::visitCastInst(CastInst &I) {
1236   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1237   SetValue(&I, executeCastOperation(I.getOpcode(), I.getOperand(0),
1238                                     I.getType(), SF), SF);
1239 }
1240
1241 #define IMPLEMENT_VAARG(TY) \
1242    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src.TY##Val; break
1243
1244 void Interpreter::visitVAArgInst(VAArgInst &I) {
1245   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1246
1247   // Get the incoming valist parameter.  LLI treats the valist as a
1248   // (ec-stack-depth var-arg-index) pair.
1249   GenericValue VAList = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
1250   GenericValue Dest;
1251   GenericValue Src = ECStack[VAList.UIntPairVal.first]
1252    .VarArgs[VAList.UIntPairVal.second];
1253   const Type *Ty = I.getType();
1254   switch (Ty->getTypeID()) {
1255     IMPLEMENT_VAARG(UByte);
1256     IMPLEMENT_VAARG(SByte);
1257     IMPLEMENT_VAARG(UShort);
1258     IMPLEMENT_VAARG(Short);
1259     IMPLEMENT_VAARG(UInt);
1260     IMPLEMENT_VAARG(Int);
1261     IMPLEMENT_VAARG(ULong);
1262     IMPLEMENT_VAARG(Long);
1263     IMPLEMENT_VAARG(Pointer);
1264     IMPLEMENT_VAARG(Float);
1265     IMPLEMENT_VAARG(Double);
1266     IMPLEMENT_VAARG(Bool);
1267   default:
1268     llvm_cerr << "Unhandled dest type for vaarg instruction: " << *Ty << "\n";
1269     abort();
1270   }
1271
1272   // Set the Value of this Instruction.
1273   SetValue(&I, Dest, SF);
1274
1275   // Move the pointer to the next vararg.
1276   ++VAList.UIntPairVal.second;
1277 }
1278
1279 //===----------------------------------------------------------------------===//
1280 //                        Dispatch and Execution Code
1281 //===----------------------------------------------------------------------===//
1282
1283 //===----------------------------------------------------------------------===//
1284 // callFunction - Execute the specified function...
1285 //
1286 void Interpreter::callFunction(Function *F,
1287                                const std::vector<GenericValue> &ArgVals) {
1288   assert((ECStack.empty() || ECStack.back().Caller.getInstruction() == 0 ||
1289           ECStack.back().Caller.arg_size() == ArgVals.size()) &&
1290          "Incorrect number of arguments passed into function call!");
1291   // Make a new stack frame... and fill it in.
1292   ECStack.push_back(ExecutionContext());
1293   ExecutionContext &StackFrame = ECStack.back();
1294   StackFrame.CurFunction = F;
1295
1296   // Special handling for external functions.
1297   if (F->isExternal()) {
1298     GenericValue Result = callExternalFunction (F, ArgVals);
1299     // Simulate a 'ret' instruction of the appropriate type.
1300     popStackAndReturnValueToCaller (F->getReturnType (), Result);
1301     return;
1302   }
1303
1304   // Get pointers to first LLVM BB & Instruction in function.
1305   StackFrame.CurBB     = F->begin();
1306   StackFrame.CurInst   = StackFrame.CurBB->begin();
1307
1308   // Run through the function arguments and initialize their values...
1309   assert((ArgVals.size() == F->arg_size() ||
1310          (ArgVals.size() > F->arg_size() && F->getFunctionType()->isVarArg()))&&
1311          "Invalid number of values passed to function invocation!");
1312
1313   // Handle non-varargs arguments...
1314   unsigned i = 0;
1315   for (Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), E = F->arg_end(); AI != E; ++AI, ++i)
1316     SetValue(AI, ArgVals[i], StackFrame);
1317
1318   // Handle varargs arguments...
1319   StackFrame.VarArgs.assign(ArgVals.begin()+i, ArgVals.end());
1320 }
1321
1322 void Interpreter::run() {
1323   while (!ECStack.empty()) {
1324     // Interpret a single instruction & increment the "PC".
1325     ExecutionContext &SF = ECStack.back();  // Current stack frame
1326     Instruction &I = *SF.CurInst++;         // Increment before execute
1327
1328     // Track the number of dynamic instructions executed.
1329     ++NumDynamicInsts;
1330
1331     DOUT << "About to interpret: " << I;
1332     visit(I);   // Dispatch to one of the visit* methods...
1333   }
1334 }