lib/ExecutionEngine/Interpreter/Execution.cpp

   1 //===-- Execution.cpp - Implement code to simulate the program ------------===//
   2 //
   3 //  This file contains the actual instruction interpreter.
   4 //
   5 //===----------------------------------------------------------------------===//
   6
   7 #include "Interpreter.h"
   8 #include "ExecutionAnnotations.h"
   9 #include "llvm/iPHINode.h"
  10 #include "llvm/iOther.h"
  11 #include "llvm/iTerminators.h"
  12 #include "llvm/iMemory.h"
  13 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  14 #include "llvm/Constants.h"
  15 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
  16 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  17 #include "llvm/GlobalVariable.h"
  18 #include "Support/CommandLine.h"
  19 #include <math.h>  // For fmod
  20 #include <signal.h>
  21 #include <setjmp.h>
  22 #include <iostream>
  23 using std::vector;
  24 using std::cout;
  25 using std::cerr;
  26
  27 static cl::opt<bool>
  28 QuietMode("quiet", cl::desc("Do not emit any non-program output"));
  29
  30 static cl::alias
  31 QuietModeA("q", cl::desc("Alias for -quiet"), cl::aliasopt(QuietMode));
  32
  33 static cl::opt<bool>
  34 ArrayChecksEnabled("array-checks", cl::desc("Enable array bound checks"));
  35
  36 static cl::opt<bool>
  37 AbortOnExceptions("abort-on-exception",
  38                   cl::desc("Halt execution on a machine exception"));
  39
  40 // Create a TargetData structure to handle memory addressing and size/alignment
  41 // computations
  42 //
  43 static TargetData TD("lli Interpreter");
  44 CachedWriter CW;     // Object to accelerate printing of LLVM
  45
  46
  47 #ifdef PROFILE_STRUCTURE_FIELDS
  48 static cl::opt<bool>
  49 ProfileStructureFields("profilestructfields",
  50                        cl::desc("Profile Structure Field Accesses"));
  51 #include <map>
  52 static std::map<const StructType *, vector<unsigned> > FieldAccessCounts;
  53 #endif
  54
  55 sigjmp_buf SignalRecoverBuffer;
  56 static bool InInstruction = false;
  57
  58 extern "C" {
  59 static void SigHandler(int Signal) {
  60   if (InInstruction)
  61     siglongjmp(SignalRecoverBuffer, Signal);
  62 }
  63 }
  64
  65 static void initializeSignalHandlers() {
  66   struct sigaction Action;
  67   Action.sa_handler = SigHandler;
  68   Action.sa_flags   = SA_SIGINFO;
  69   sigemptyset(&Action.sa_mask);
  70   sigaction(SIGSEGV, &Action, 0);
  71   sigaction(SIGBUS, &Action, 0);
  72   sigaction(SIGINT, &Action, 0);
  73   sigaction(SIGFPE, &Action, 0);
  74 }
  75
  76
  77 //===----------------------------------------------------------------------===//
  78 //                     Value Manipulation code
  79 //===----------------------------------------------------------------------===//
  80
  81 static unsigned getOperandSlot(Value *V) {
  82   SlotNumber *SN = (SlotNumber*)V->getAnnotation(SlotNumberAID);
  83   assert(SN && "Operand does not have a slot number annotation!");
  84   return SN->SlotNum;
  85 }
  86
  87 #define GET_CONST_VAL(TY, CLASS) \
  88   case Type::TY##TyID: Result.TY##Val = cast<CLASS>(CPV)->getValue(); break
  89
  90 static GenericValue getOperandValue(Value *V, ExecutionContext &SF) {
  91   if (Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(V)) {
  92     GenericValue Result;
  93     switch (CPV->getType()->getPrimitiveID()) {
  94       GET_CONST_VAL(Bool   , ConstantBool);
  95       GET_CONST_VAL(UByte  , ConstantUInt);
  96       GET_CONST_VAL(SByte  , ConstantSInt);
  97       GET_CONST_VAL(UShort , ConstantUInt);
  98       GET_CONST_VAL(Short  , ConstantSInt);
  99       GET_CONST_VAL(UInt   , ConstantUInt);
 100       GET_CONST_VAL(Int    , ConstantSInt);
 101       GET_CONST_VAL(ULong  , ConstantUInt);
 102       GET_CONST_VAL(Long   , ConstantSInt);
 103       GET_CONST_VAL(Float  , ConstantFP);
 104       GET_CONST_VAL(Double , ConstantFP);
 105     case Type::PointerTyID:
 106       if (isa<ConstantPointerNull>(CPV)) {
 107         Result.PointerVal = 0;
 108       } else if (isa<ConstantPointerRef>(CPV)) {
 109         assert(0 && "Not implemented!");
 110       } else {
 111         assert(0 && "Unknown constant pointer type!");
 112       }
 113       break;
 114     default:
 115       cout << "ERROR: Constant unimp for type: " << CPV->getType() << "\n";
 116     }
 117     return Result;
 118   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
 119     GlobalAddress *Address =
 120       (GlobalAddress*)GV->getOrCreateAnnotation(GlobalAddressAID);
 121     GenericValue Result;
 122     Result.PointerVal = (PointerTy)(GenericValue*)Address->Ptr;
 123     return Result;
 124   } else {
 125     unsigned TyP = V->getType()->getUniqueID();   // TypePlane for value
 126     unsigned OpSlot = getOperandSlot(V);
 127     assert(TyP < SF.Values.size() &&
 128            OpSlot < SF.Values[TyP].size() && "Value out of range!");
 129     return SF.Values[TyP][getOperandSlot(V)];
 130   }
 131 }
 132
 133 static void printOperandInfo(Value *V, ExecutionContext &SF) {
 134   if (isa<Constant>(V)) {
 135     cout << "Constant Pool Value\n";
 136   } else if (isa<GlobalValue>(V)) {
 137     cout << "Global Value\n";
 138   } else {
 139     unsigned TyP  = V->getType()->getUniqueID();   // TypePlane for value
 140     unsigned Slot = getOperandSlot(V);
 141     cout << "Value=" << (void*)V << " TypeID=" << TyP << " Slot=" << Slot
 142          << " Addr=" << &SF.Values[TyP][Slot] << " SF=" << &SF
 143          << " Contents=0x";
 144
 145     const unsigned char *Buf = (const unsigned char*)&SF.Values[TyP][Slot];
 146     for (unsigned i = 0; i < sizeof(GenericValue); ++i) {
 147       unsigned char Cur = Buf[i];
 148       cout << ( Cur     >= 160? char((Cur>>4)+'A'-10) : char((Cur>>4) + '0'))
 149            << ((Cur&15) >=  10? char((Cur&15)+'A'-10) : char((Cur&15) + '0'));
 150     }
 151     cout << "\n";
 152   }
 153 }
 154
 155
 156
 157 static void SetValue(Value *V, GenericValue Val, ExecutionContext &SF) {
 158   unsigned TyP = V->getType()->getUniqueID();   // TypePlane for value
 159
 160   //cout << "Setting value: " << &SF.Values[TyP][getOperandSlot(V)] << "\n";
 161   SF.Values[TyP][getOperandSlot(V)] = Val;
 162 }
 163
 164
 165 //===----------------------------------------------------------------------===//
 166 //                    Annotation Wrangling code
 167 //===----------------------------------------------------------------------===//
 168
 169 void Interpreter::initializeExecutionEngine() {
 170   AnnotationManager::registerAnnotationFactory(MethodInfoAID,
 171                                                &MethodInfo::Create);
 172   AnnotationManager::registerAnnotationFactory(GlobalAddressAID,
 173                                                &GlobalAddress::Create);
 174   initializeSignalHandlers();
 175 }
 176
 177 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 178 // specified memory location...
 179 //
 180 static void InitializeMemory(const Constant *Init, char *Addr) {
 181 #define INITIALIZE_MEMORY(TYID, CLASS, TY)  \
 182   case Type::TYID##TyID: {                  \
 183     TY Tmp = cast<CLASS>(Init)->getValue(); \
 184     memcpy(Addr, &Tmp, sizeof(TY));         \
 185   } return
 186
 187   switch (Init->getType()->getPrimitiveID()) {
 188     INITIALIZE_MEMORY(Bool   , ConstantBool, bool);
 189     INITIALIZE_MEMORY(UByte  , ConstantUInt, unsigned char);
 190     INITIALIZE_MEMORY(SByte  , ConstantSInt, signed   char);
 191     INITIALIZE_MEMORY(UShort , ConstantUInt, unsigned short);
 192     INITIALIZE_MEMORY(Short  , ConstantSInt, signed   short);
 193     INITIALIZE_MEMORY(UInt   , ConstantUInt, unsigned int);
 194     INITIALIZE_MEMORY(Int    , ConstantSInt, signed   int);
 195     INITIALIZE_MEMORY(ULong  , ConstantUInt, uint64_t);
 196     INITIALIZE_MEMORY(Long   , ConstantSInt,  int64_t);
 197     INITIALIZE_MEMORY(Float  , ConstantFP  , float);
 198     INITIALIZE_MEMORY(Double , ConstantFP  , double);
 199 #undef INITIALIZE_MEMORY
 200
 201   case Type::ArrayTyID: {
 202     const ConstantArray *CPA = cast<ConstantArray>(Init);
 203     const vector<Use> &Val = CPA->getValues();
 204     unsigned ElementSize =
 205       TD.getTypeSize(cast<ArrayType>(CPA->getType())->getElementType());
 206     for (unsigned i = 0; i < Val.size(); ++i)
 207       InitializeMemory(cast<Constant>(Val[i].get()), Addr+i*ElementSize);
 208     return;
 209   }
 210
 211   case Type::StructTyID: {
 212     const ConstantStruct *CPS = cast<ConstantStruct>(Init);
 213     const StructLayout *SL=TD.getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 214     const vector<Use> &Val = CPS->getValues();
 215     for (unsigned i = 0; i < Val.size(); ++i)
 216       InitializeMemory(cast<Constant>(Val[i].get()),
 217                        Addr+SL->MemberOffsets[i]);
 218     return;
 219   }
 220
 221   case Type::PointerTyID:
 222     if (isa<ConstantPointerNull>(Init)) {
 223       *(void**)Addr = 0;
 224     } else if (const ConstantPointerRef *CPR =
 225                dyn_cast<ConstantPointerRef>(Init)) {
 226       GlobalAddress *Address =
 227        (GlobalAddress*)CPR->getValue()->getOrCreateAnnotation(GlobalAddressAID);
 228       *(void**)Addr = (GenericValue*)Address->Ptr;
 229     } else {
 230       assert(0 && "Unknown Constant pointer type!");
 231     }
 232     return;
 233
 234   default:
 235     CW << "Bad Type: " << Init->getType() << "\n";
 236     assert(0 && "Unknown constant type to initialize memory with!");
 237   }
 238 }
 239
 240 Annotation *GlobalAddress::Create(AnnotationID AID, const Annotable *O, void *){
 241   assert(AID == GlobalAddressAID);
 242
 243   // This annotation will only be created on GlobalValue objects...
 244   GlobalValue *GVal = cast<GlobalValue>((Value*)O);
 245
 246   if (isa<Function>(GVal)) {
 247     // The GlobalAddress object for a function is just a pointer to function
 248     // itself.  Don't delete it when the annotation is gone though!
 249     return new GlobalAddress(GVal, false);
 250   }
 251
 252   // Handle the case of a global variable...
 253   assert(isa<GlobalVariable>(GVal) &&
 254          "Global value found that isn't a function or global variable!");
 255   GlobalVariable *GV = cast<GlobalVariable>(GVal);
 256
 257   // First off, we must allocate space for the global variable to point at...
 258   const Type *Ty = GV->getType()->getElementType();  // Type to be allocated
 259
 260   // Allocate enough memory to hold the type...
 261   void *Addr = calloc(1, TD.getTypeSize(Ty));
 262   assert(Addr != 0 && "Null pointer returned by malloc!");
 263
 264   // Initialize the memory if there is an initializer...
 265   if (GV->hasInitializer())
 266     InitializeMemory(GV->getInitializer(), (char*)Addr);
 267
 268   return new GlobalAddress(Addr, true);  // Simply invoke the ctor
 269 }
 270
 271
 272 //===----------------------------------------------------------------------===//
 273 //                      Unary Instruction Implementations
 274 //===----------------------------------------------------------------------===//
 275
 276 #define IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(OP, TY) \
 277    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = OP Src.TY##Val; break
 278
 279 static void executeNotInst(UnaryOperator &I, ExecutionContext &SF) {
 280   const Type *Ty   = I.getOperand(0)->getType();
 281   GenericValue Src = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 282   GenericValue Dest;
 283   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 284     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, UByte);
 285     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, SByte);
 286     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, UShort);
 287     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, Short);
 288     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, UInt);
 289     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, Int);
 290     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, ULong);
 291     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, Long);
 292     IMPLEMENT_UNARY_OPERATOR(~, Pointer);
 293   default:
 294     cout << "Unhandled type for Not instruction: " << Ty << "\n";
 295   }
 296   SetValue(&I, Dest, SF);
 297 }
 298
 299 //===----------------------------------------------------------------------===//
 300 //                    Binary Instruction Implementations
 301 //===----------------------------------------------------------------------===//
 302
 303 #define IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(OP, TY) \
 304    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val; break
 305
 306 static GenericValue executeAddInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 307                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 308   GenericValue Dest;
 309   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 310     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UByte);
 311     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, SByte);
 312     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UShort);
 313     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Short);
 314     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UInt);
 315     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Int);
 316     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, ULong);
 317     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Long);
 318     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Float);
 319     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Double);
 320     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Pointer);
 321   default:
 322     cout << "Unhandled type for Add instruction: " << Ty << "\n";
 323   }
 324   return Dest;
 325 }
 326
 327 static GenericValue executeSubInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 328                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 329   GenericValue Dest;
 330   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 331     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UByte);
 332     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, SByte);
 333     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UShort);
 334     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Short);
 335     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UInt);
 336     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Int);
 337     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, ULong);
 338     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Long);
 339     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Float);
 340     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Double);
 341     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Pointer);
 342   default:
 343     cout << "Unhandled type for Sub instruction: " << Ty << "\n";
 344   }
 345   return Dest;
 346 }
 347
 348 static GenericValue executeMulInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 349                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 350   GenericValue Dest;
 351   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 352     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UByte);
 353     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, SByte);
 354     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UShort);
 355     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Short);
 356     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UInt);
 357     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Int);
 358     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, ULong);
 359     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Long);
 360     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Float);
 361     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Double);
 362     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Pointer);
 363   default:
 364     cout << "Unhandled type for Mul instruction: " << Ty << "\n";
 365   }
 366   return Dest;
 367 }
 368
 369 static GenericValue executeDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 370                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 371   GenericValue Dest;
 372   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 373     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, UByte);
 374     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, SByte);
 375     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, UShort);
 376     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Short);
 377     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, UInt);
 378     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Int);
 379     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, ULong);
 380     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Long);
 381     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Float);
 382     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Double);
 383     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Pointer);
 384   default:
 385     cout << "Unhandled type for Div instruction: " << Ty << "\n";
 386   }
 387   return Dest;
 388 }
 389
 390 static GenericValue executeRemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 391                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 392   GenericValue Dest;
 393   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 394     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, UByte);
 395     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, SByte);
 396     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, UShort);
 397     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Short);
 398     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, UInt);
 399     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Int);
 400     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, ULong);
 401     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Long);
 402     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Pointer);
 403   case Type::FloatTyID:
 404     Dest.FloatVal = fmod(Src1.FloatVal, Src2.FloatVal);
 405     break;
 406   case Type::DoubleTyID:
 407     Dest.DoubleVal = fmod(Src1.DoubleVal, Src2.DoubleVal);
 408     break;
 409   default:
 410     cout << "Unhandled type for Rem instruction: " << Ty << "\n";
 411   }
 412   return Dest;
 413 }
 414
 415 static GenericValue executeAndInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 416                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 417   GenericValue Dest;
 418   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 419     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, UByte);
 420     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, SByte);
 421     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, UShort);
 422     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Short);
 423     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, UInt);
 424     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Int);
 425     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, ULong);
 426     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Long);
 427     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Pointer);
 428   default:
 429     cout << "Unhandled type for And instruction: " << Ty << "\n";
 430   }
 431   return Dest;
 432 }
 433
 434
 435 static GenericValue executeOrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 436                                   const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 437   GenericValue Dest;
 438   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 439     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UByte);
 440     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, SByte);
 441     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UShort);
 442     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Short);
 443     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UInt);
 444     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Int);
 445     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, ULong);
 446     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Long);
 447     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Pointer);
 448   default:
 449     cout << "Unhandled type for Or instruction: " << Ty << "\n";
 450   }
 451   return Dest;
 452 }
 453
 454
 455 static GenericValue executeXorInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 456                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 457   GenericValue Dest;
 458   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 459     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UByte);
 460     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, SByte);
 461     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UShort);
 462     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Short);
 463     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UInt);
 464     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Int);
 465     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, ULong);
 466     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Long);
 467     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Pointer);
 468   default:
 469     cout << "Unhandled type for Xor instruction: " << Ty << "\n";
 470   }
 471   return Dest;
 472 }
 473
 474
 475 #define IMPLEMENT_SETCC(OP, TY) \
 476    case Type::TY##TyID: Dest.BoolVal = Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val; break
 477
 478 static GenericValue executeSetEQInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 479                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 480   GenericValue Dest;
 481   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 482     IMPLEMENT_SETCC(==, UByte);
 483     IMPLEMENT_SETCC(==, SByte);
 484     IMPLEMENT_SETCC(==, UShort);
 485     IMPLEMENT_SETCC(==, Short);
 486     IMPLEMENT_SETCC(==, UInt);
 487     IMPLEMENT_SETCC(==, Int);
 488     IMPLEMENT_SETCC(==, ULong);
 489     IMPLEMENT_SETCC(==, Long);
 490     IMPLEMENT_SETCC(==, Float);
 491     IMPLEMENT_SETCC(==, Double);
 492     IMPLEMENT_SETCC(==, Pointer);
 493   default:
 494     cout << "Unhandled type for SetEQ instruction: " << Ty << "\n";
 495   }
 496   return Dest;
 497 }
 498
 499 static GenericValue executeSetNEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 500                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 501   GenericValue Dest;
 502   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 503     IMPLEMENT_SETCC(!=, UByte);
 504     IMPLEMENT_SETCC(!=, SByte);
 505     IMPLEMENT_SETCC(!=, UShort);
 506     IMPLEMENT_SETCC(!=, Short);
 507     IMPLEMENT_SETCC(!=, UInt);
 508     IMPLEMENT_SETCC(!=, Int);
 509     IMPLEMENT_SETCC(!=, ULong);
 510     IMPLEMENT_SETCC(!=, Long);
 511     IMPLEMENT_SETCC(!=, Float);
 512     IMPLEMENT_SETCC(!=, Double);
 513     IMPLEMENT_SETCC(!=, Pointer);
 514
 515   default:
 516     cout << "Unhandled type for SetNE instruction: " << Ty << "\n";
 517   }
 518   return Dest;
 519 }
 520
 521 static GenericValue executeSetLEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 522                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 523   GenericValue Dest;
 524   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 525     IMPLEMENT_SETCC(<=, UByte);
 526     IMPLEMENT_SETCC(<=, SByte);
 527     IMPLEMENT_SETCC(<=, UShort);
 528     IMPLEMENT_SETCC(<=, Short);
 529     IMPLEMENT_SETCC(<=, UInt);
 530     IMPLEMENT_SETCC(<=, Int);
 531     IMPLEMENT_SETCC(<=, ULong);
 532     IMPLEMENT_SETCC(<=, Long);
 533     IMPLEMENT_SETCC(<=, Float);
 534     IMPLEMENT_SETCC(<=, Double);
 535     IMPLEMENT_SETCC(<=, Pointer);
 536   default:
 537     cout << "Unhandled type for SetLE instruction: " << Ty << "\n";
 538   }
 539   return Dest;
 540 }
 541
 542 static GenericValue executeSetGEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 543                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 544   GenericValue Dest;
 545   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 546     IMPLEMENT_SETCC(>=, UByte);
 547     IMPLEMENT_SETCC(>=, SByte);
 548     IMPLEMENT_SETCC(>=, UShort);
 549     IMPLEMENT_SETCC(>=, Short);
 550     IMPLEMENT_SETCC(>=, UInt);
 551     IMPLEMENT_SETCC(>=, Int);
 552     IMPLEMENT_SETCC(>=, ULong);
 553     IMPLEMENT_SETCC(>=, Long);
 554     IMPLEMENT_SETCC(>=, Float);
 555     IMPLEMENT_SETCC(>=, Double);
 556     IMPLEMENT_SETCC(>=, Pointer);
 557   default:
 558     cout << "Unhandled type for SetGE instruction: " << Ty << "\n";
 559   }
 560   return Dest;
 561 }
 562
 563 static GenericValue executeSetLTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 564                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 565   GenericValue Dest;
 566   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 567     IMPLEMENT_SETCC(<, UByte);
 568     IMPLEMENT_SETCC(<, SByte);
 569     IMPLEMENT_SETCC(<, UShort);
 570     IMPLEMENT_SETCC(<, Short);
 571     IMPLEMENT_SETCC(<, UInt);
 572     IMPLEMENT_SETCC(<, Int);
 573     IMPLEMENT_SETCC(<, ULong);
 574     IMPLEMENT_SETCC(<, Long);
 575     IMPLEMENT_SETCC(<, Float);
 576     IMPLEMENT_SETCC(<, Double);
 577     IMPLEMENT_SETCC(<, Pointer);
 578   default:
 579     cout << "Unhandled type for SetLT instruction: " << Ty << "\n";
 580   }
 581   return Dest;
 582 }
 583
 584 static GenericValue executeSetGTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 585                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 586   GenericValue Dest;
 587   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 588     IMPLEMENT_SETCC(>, UByte);
 589     IMPLEMENT_SETCC(>, SByte);
 590     IMPLEMENT_SETCC(>, UShort);
 591     IMPLEMENT_SETCC(>, Short);
 592     IMPLEMENT_SETCC(>, UInt);
 593     IMPLEMENT_SETCC(>, Int);
 594     IMPLEMENT_SETCC(>, ULong);
 595     IMPLEMENT_SETCC(>, Long);
 596     IMPLEMENT_SETCC(>, Float);
 597     IMPLEMENT_SETCC(>, Double);
 598     IMPLEMENT_SETCC(>, Pointer);
 599   default:
 600     cout << "Unhandled type for SetGT instruction: " << Ty << "\n";
 601   }
 602   return Dest;
 603 }
 604
 605 static void executeBinaryInst(BinaryOperator &I, ExecutionContext &SF) {
 606   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 607   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 608   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 609   GenericValue R;   // Result
 610
 611   switch (I.getOpcode()) {
 612   case Instruction::Add:   R = executeAddInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 613   case Instruction::Sub:   R = executeSubInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 614   case Instruction::Mul:   R = executeMulInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 615   case Instruction::Div:   R = executeDivInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 616   case Instruction::Rem:   R = executeRemInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 617   case Instruction::And:   R = executeAndInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 618   case Instruction::Or:    R = executeOrInst   (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 619   case Instruction::Xor:   R = executeXorInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 620   case Instruction::SetEQ: R = executeSetEQInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 621   case Instruction::SetNE: R = executeSetNEInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 622   case Instruction::SetLE: R = executeSetLEInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 623   case Instruction::SetGE: R = executeSetGEInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 624   case Instruction::SetLT: R = executeSetLTInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 625   case Instruction::SetGT: R = executeSetGTInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 626   default:
 627     cout << "Don't know how to handle this binary operator!\n-->" << I;
 628     R = Src1;
 629   }
 630
 631   SetValue(&I, R, SF);
 632 }
 633
 634 //===----------------------------------------------------------------------===//
 635 //                     Terminator Instruction Implementations
 636 //===----------------------------------------------------------------------===//
 637
 638 static void PerformExitStuff() {
 639 #ifdef PROFILE_STRUCTURE_FIELDS
 640   // Print out structure field accounting information...
 641   if (!FieldAccessCounts.empty()) {
 642     CW << "Profile Field Access Counts:\n";
 643     std::map<const StructType *, vector<unsigned> >::iterator
 644       I = FieldAccessCounts.begin(), E = FieldAccessCounts.end();
 645     for (; I != E; ++I) {
 646       vector<unsigned> &OfC = I->second;
 647       CW << "  '" << (Value*)I->first << "'\t- Sum=";
 648
 649       unsigned Sum = 0;
 650       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i)
 651         Sum += OfC[i];
 652       CW << Sum << " - ";
 653
 654       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i) {
 655         if (i) CW << ", ";
 656         CW << OfC[i];
 657       }
 658       CW << "\n";
 659     }
 660     CW << "\n";
 661
 662     CW << "Profile Field Access Percentages:\n";
 663     cout.precision(3);
 664     for (I = FieldAccessCounts.begin(); I != E; ++I) {
 665       vector<unsigned> &OfC = I->second;
 666       unsigned Sum = 0;
 667       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i)
 668         Sum += OfC[i];
 669
 670       CW << "  '" << (Value*)I->first << "'\t- ";
 671       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i) {
 672         if (i) CW << ", ";
 673         CW << double(OfC[i])/Sum;
 674       }
 675       CW << "\n";
 676     }
 677     CW << "\n";
 678
 679     FieldAccessCounts.clear();
 680   }
 681 #endif
 682 }
 683
 684 void Interpreter::exitCalled(GenericValue GV) {
 685   if (!QuietMode) {
 686     cout << "Program returned ";
 687     print(Type::IntTy, GV);
 688     cout << " via 'void exit(int)'\n";
 689   }
 690
 691   ExitCode = GV.SByteVal;
 692   ECStack.clear();
 693   PerformExitStuff();
 694 }
 695
 696 void Interpreter::executeRetInst(ReturnInst &I, ExecutionContext &SF) {
 697   const Type *RetTy = 0;
 698   GenericValue Result;
 699
 700   // Save away the return value... (if we are not 'ret void')
 701   if (I.getNumOperands()) {
 702     RetTy  = I.getReturnValue()->getType();
 703     Result = getOperandValue(I.getReturnValue(), SF);
 704   }
 705
 706   // Save previously executing meth
 707   const Function *M = ECStack.back().CurMethod;
 708
 709   // Pop the current stack frame... this invalidates SF
 710   ECStack.pop_back();
 711
 712   if (ECStack.empty()) {  // Finished main.  Put result into exit code...
 713     if (RetTy) {          // Nonvoid return type?
 714       if (!QuietMode) {
 715         CW << "Function " << M->getType() << " \"" << M->getName()
 716            << "\" returned ";
 717         print(RetTy, Result);
 718         cout << "\n";
 719       }
 720
 721       if (RetTy->isIntegral())
 722         ExitCode = Result.IntVal;   // Capture the exit code of the program
 723     } else {
 724       ExitCode = 0;
 725     }
 726
 727     PerformExitStuff();
 728     return;
 729   }
 730
 731   // If we have a previous stack frame, and we have a previous call, fill in
 732   // the return value...
 733   //
 734   ExecutionContext &NewSF = ECStack.back();
 735   if (NewSF.Caller) {
 736     if (NewSF.Caller->getType() != Type::VoidTy)             // Save result...
 737       SetValue(NewSF.Caller, Result, NewSF);
 738
 739     NewSF.Caller = 0;          // We returned from the call...
 740   } else if (!QuietMode) {
 741     // This must be a function that is executing because of a user 'call'
 742     // instruction.
 743     CW << "Function " << M->getType() << " \"" << M->getName()
 744        << "\" returned ";
 745     print(RetTy, Result);
 746     cout << "\n";
 747   }
 748 }
 749
 750 void Interpreter::executeBrInst(BranchInst &I, ExecutionContext &SF) {
 751   SF.PrevBB = SF.CurBB;               // Update PrevBB so that PHI nodes work...
 752   BasicBlock *Dest;
 753
 754   Dest = I.getSuccessor(0);          // Uncond branches have a fixed dest...
 755   if (!I.isUnconditional()) {
 756     Value *Cond = I.getCondition();
 757     GenericValue CondVal = getOperandValue(Cond, SF);
 758     if (CondVal.BoolVal == 0) // If false cond...
 759       Dest = I.getSuccessor(1);
 760   }
 761   SF.CurBB   = Dest;                  // Update CurBB to branch destination
 762   SF.CurInst = SF.CurBB->begin();     // Update new instruction ptr...
 763 }
 764
 765 //===----------------------------------------------------------------------===//
 766 //                     Memory Instruction Implementations
 767 //===----------------------------------------------------------------------===//
 768
 769 void Interpreter::executeAllocInst(AllocationInst &I, ExecutionContext &SF) {
 770   const Type *Ty = I.getType()->getElementType();  // Type to be allocated
 771
 772   // Get the number of elements being allocated by the array...
 773   unsigned NumElements = getOperandValue(I.getOperand(0), SF).UIntVal;
 774
 775   // Allocate enough memory to hold the type...
 776   // FIXME: Don't use CALLOC, use a tainted malloc.
 777   void *Memory = calloc(NumElements, TD.getTypeSize(Ty));
 778
 779   GenericValue Result;
 780   Result.PointerVal = (PointerTy)Memory;
 781   assert(Result.PointerVal != 0 && "Null pointer returned by malloc!");
 782   SetValue(&I, Result, SF);
 783
 784   if (I.getOpcode() == Instruction::Alloca)
 785     ECStack.back().Allocas.add(Memory);
 786 }
 787
 788 static void executeFreeInst(FreeInst &I, ExecutionContext &SF) {
 789   assert(isa<PointerType>(I.getOperand(0)->getType()) && "Freeing nonptr?");
 790   GenericValue Value = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 791   // TODO: Check to make sure memory is allocated
 792   free((void*)Value.PointerVal);   // Free memory
 793 }
 794
 795
 796 // getElementOffset - The workhorse for getelementptr, load and store.  This
 797 // function returns the offset that arguments ArgOff+1 -> NumArgs specify for
 798 // the pointer type specified by argument Arg.
 799 //
 800 static PointerTy getElementOffset(MemAccessInst &I, ExecutionContext &SF) {
 801   assert(isa<PointerType>(I.getPointerOperand()->getType()) &&
 802          "Cannot getElementOffset of a nonpointer type!");
 803
 804   PointerTy Total = 0;
 805   const Type *Ty = I.getPointerOperand()->getType();
 806
 807   unsigned ArgOff = I.getFirstIndexOperandNumber();
 808   while (ArgOff < I.getNumOperands()) {
 809     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
 810       const StructLayout *SLO = TD.getStructLayout(STy);
 811
 812       // Indicies must be ubyte constants...
 813       const ConstantUInt *CPU = cast<ConstantUInt>(I.getOperand(ArgOff++));
 814       assert(CPU->getType() == Type::UByteTy);
 815       unsigned Index = CPU->getValue();
 816
 817 #ifdef PROFILE_STRUCTURE_FIELDS
 818       if (ProfileStructureFields) {
 819         // Do accounting for this field...
 820         vector<unsigned> &OfC = FieldAccessCounts[STy];
 821         if (OfC.size() == 0) OfC.resize(STy->getElementTypes().size());
 822         OfC[Index]++;
 823       }
 824 #endif
 825
 826       Total += SLO->MemberOffsets[Index];
 827       Ty = STy->getElementTypes()[Index];
 828     } else if (const SequentialType *ST = cast<SequentialType>(Ty)) {
 829
 830       // Get the index number for the array... which must be uint type...
 831       assert(I.getOperand(ArgOff)->getType() == Type::UIntTy);
 832       unsigned Idx = getOperandValue(I.getOperand(ArgOff++), SF).UIntVal;
 833       if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(ST))
 834         if (Idx >= AT->getNumElements() && ArrayChecksEnabled) {
 835           cerr << "Out of range memory access to element #" << Idx
 836                << " of a " << AT->getNumElements() << " element array."
 837                << " Subscript #" << (ArgOff-I.getFirstIndexOperandNumber())
 838                << "\n";
 839           // Get outta here!!!
 840           siglongjmp(SignalRecoverBuffer, SIGTRAP);
 841         }
 842
 843       Ty = ST->getElementType();
 844       unsigned Size = TD.getTypeSize(Ty);
 845       Total += Size*Idx;
 846     }
 847   }
 848
 849   return Total;
 850 }
 851
 852 static void executeGEPInst(GetElementPtrInst &I, ExecutionContext &SF) {
 853   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 854   PointerTy SrcPtr = SRC.PointerVal;
 855
 856   GenericValue Result;
 857   Result.PointerVal = SrcPtr + getElementOffset(I, SF);
 858   SetValue(&I, Result, SF);
 859 }
 860
 861 static void executeLoadInst(LoadInst &I, ExecutionContext &SF) {
 862   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 863   PointerTy SrcPtr = SRC.PointerVal;
 864   PointerTy Offset = getElementOffset(I, SF);  // Handle any structure indices
 865   SrcPtr += Offset;
 866
 867   GenericValue *Ptr = (GenericValue*)SrcPtr;
 868   GenericValue Result;
 869
 870   switch (I.getType()->getPrimitiveID()) {
 871   case Type::BoolTyID:
 872   case Type::UByteTyID:
 873   case Type::SByteTyID:   Result.SByteVal   = Ptr->SByteVal; break;
 874   case Type::UShortTyID:
 875   case Type::ShortTyID:   Result.ShortVal   = Ptr->ShortVal; break;
 876   case Type::UIntTyID:
 877   case Type::IntTyID:     Result.IntVal     = Ptr->IntVal; break;
 878   case Type::ULongTyID:
 879   case Type::LongTyID:    Result.ULongVal   = Ptr->ULongVal; break;
 880   case Type::PointerTyID: Result.PointerVal = Ptr->PointerVal; break;
 881   case Type::FloatTyID:   Result.FloatVal   = Ptr->FloatVal; break;
 882   case Type::DoubleTyID:  Result.DoubleVal  = Ptr->DoubleVal; break;
 883   default:
 884     cout << "Cannot load value of type " << I.getType() << "!\n";
 885   }
 886
 887   SetValue(&I, Result, SF);
 888 }
 889
 890 static void executeStoreInst(StoreInst &I, ExecutionContext &SF) {
 891   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 892   PointerTy SrcPtr = SRC.PointerVal;
 893   SrcPtr += getElementOffset(I, SF);  // Handle any structure indices
 894
 895   GenericValue *Ptr = (GenericValue *)SrcPtr;
 896   GenericValue Val = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 897
 898   switch (I.getOperand(0)->getType()->getPrimitiveID()) {
 899   case Type::BoolTyID:
 900   case Type::UByteTyID:
 901   case Type::SByteTyID:   Ptr->SByteVal = Val.SByteVal; break;
 902   case Type::UShortTyID:
 903   case Type::ShortTyID:   Ptr->ShortVal = Val.ShortVal; break;
 904   case Type::UIntTyID:
 905   case Type::IntTyID:     Ptr->IntVal = Val.IntVal; break;
 906   case Type::ULongTyID:
 907   case Type::LongTyID:    Ptr->LongVal = Val.LongVal; break;
 908   case Type::PointerTyID: Ptr->PointerVal = Val.PointerVal; break;
 909   case Type::FloatTyID:   Ptr->FloatVal = Val.FloatVal; break;
 910   case Type::DoubleTyID:  Ptr->DoubleVal = Val.DoubleVal; break;
 911   default:
 912     cout << "Cannot store value of type " << I.getType() << "!\n";
 913   }
 914 }
 915
 916
 917 //===----------------------------------------------------------------------===//
 918 //                 Miscellaneous Instruction Implementations
 919 //===----------------------------------------------------------------------===//
 920
 921 void Interpreter::executeCallInst(CallInst &I, ExecutionContext &SF) {
 922   ECStack.back().Caller = &I;
 923   vector<GenericValue> ArgVals;
 924   ArgVals.reserve(I.getNumOperands()-1);
 925   for (unsigned i = 1; i < I.getNumOperands(); ++i)
 926     ArgVals.push_back(getOperandValue(I.getOperand(i), SF));
 927
 928   // To handle indirect calls, we must get the pointer value from the argument
 929   // and treat it as a function pointer.
 930   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getCalledValue(), SF);
 931
 932   callMethod((Function*)SRC.PointerVal, ArgVals);
 933 }
 934
 935 static void executePHINode(PHINode &I, ExecutionContext &SF) {
 936   BasicBlock *PrevBB = SF.PrevBB;
 937   Value *IncomingValue = 0;
 938
 939   // Search for the value corresponding to this previous bb...
 940   for (unsigned i = I.getNumIncomingValues(); i > 0;) {
 941     if (I.getIncomingBlock(--i) == PrevBB) {
 942       IncomingValue = I.getIncomingValue(i);
 943       break;
 944     }
 945   }
 946   assert(IncomingValue && "No PHI node predecessor for current PrevBB!");
 947
 948   // Found the value, set as the result...
 949   SetValue(&I, getOperandValue(IncomingValue, SF), SF);
 950 }
 951
 952 #define IMPLEMENT_SHIFT(OP, TY) \
 953    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src1.TY##Val OP Src2.UByteVal; break
 954
 955 static void executeShlInst(ShiftInst &I, ExecutionContext &SF) {
 956   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 957   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 958   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 959   GenericValue Dest;
 960
 961   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 962     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UByte);
 963     IMPLEMENT_SHIFT(<<, SByte);
 964     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UShort);
 965     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Short);
 966     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UInt);
 967     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Int);
 968     IMPLEMENT_SHIFT(<<, ULong);
 969     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Long);
 970     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Pointer);
 971   default:
 972     cout << "Unhandled type for Shl instruction: " << Ty << "\n";
 973   }
 974   SetValue(&I, Dest, SF);
 975 }
 976
 977 static void executeShrInst(ShiftInst &I, ExecutionContext &SF) {
 978   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 979   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 980   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 981   GenericValue Dest;
 982
 983   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 984     IMPLEMENT_SHIFT(>>, UByte);
 985     IMPLEMENT_SHIFT(>>, SByte);
 986     IMPLEMENT_SHIFT(>>, UShort);
 987     IMPLEMENT_SHIFT(>>, Short);
 988     IMPLEMENT_SHIFT(>>, UInt);
 989     IMPLEMENT_SHIFT(>>, Int);
 990     IMPLEMENT_SHIFT(>>, ULong);
 991     IMPLEMENT_SHIFT(>>, Long);
 992     IMPLEMENT_SHIFT(>>, Pointer);
 993   default:
 994     cout << "Unhandled type for Shr instruction: " << Ty << "\n";
 995   }
 996   SetValue(&I, Dest, SF);
 997 }
 998
 999 #define IMPLEMENT_CAST(DTY, DCTY, STY) \
1000    case Type::STY##TyID: Dest.DTY##Val = DCTY Src.STY##Val; break;
1001
1002 #define IMPLEMENT_CAST_CASE_START(DESTTY, DESTCTY)    \
1003   case Type::DESTTY##TyID:                      \
1004     switch (SrcTy->getPrimitiveID()) {          \
1005       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Bool);    \
1006       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UByte);   \
1007       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, SByte);   \
1008       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UShort);  \
1009       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Short);   \
1010       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UInt);    \
1011       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Int);     \
1012       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, ULong);   \
1013       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Long);    \
1014       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Pointer);
1015
1016 #define IMPLEMENT_CAST_CASE_FP_IMP(DESTTY, DESTCTY) \
1017       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Float);   \
1018       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Double)
1019
1020 #define IMPLEMENT_CAST_CASE_END()    \
1021     default: cout << "Unhandled cast: " << SrcTy << " to " << Ty << "\n";  \
1022       break;                                    \
1023     }                                           \
1024     break
1025
1026 #define IMPLEMENT_CAST_CASE(DESTTY, DESTCTY) \
1027    IMPLEMENT_CAST_CASE_START(DESTTY, DESTCTY);   \
1028    IMPLEMENT_CAST_CASE_FP_IMP(DESTTY, DESTCTY); \
1029    IMPLEMENT_CAST_CASE_END()
1030
1031 static void executeCastInst(CastInst &I, ExecutionContext &SF) {
1032   const Type *Ty    = I.getType();
1033   const Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1034   GenericValue Src  = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
1035   GenericValue Dest;
1036
1037   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
1038     IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char));
1039     IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (  signed char));
1040     IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short));
1041     IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (  signed char));
1042     IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int ));
1043     IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (  signed int ));
1044     IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t));
1045     IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , ( int64_t));
1046     IMPLEMENT_CAST_CASE(Pointer, (PointerTy)(uint32_t));
1047     IMPLEMENT_CAST_CASE(Float  , (float));
1048     IMPLEMENT_CAST_CASE(Double , (double));
1049   default:
1050     cout << "Unhandled dest type for cast instruction: " << Ty << "\n";
1051   }
1052   SetValue(&I, Dest, SF);
1053 }
1054
1055
1056
1057
1058 //===----------------------------------------------------------------------===//
1059 //                        Dispatch and Execution Code
1060 //===----------------------------------------------------------------------===//
1061
1062 MethodInfo::MethodInfo(Function *F) : Annotation(MethodInfoAID) {
1063   // Assign slot numbers to the function arguments...
1064   for (Function::const_aiterator AI = F->abegin(), E = F->aend(); AI != E; ++AI)
1065     AI->addAnnotation(new SlotNumber(getValueSlot(AI)));
1066
1067   // Iterate over all of the instructions...
1068   unsigned InstNum = 0;
1069   for (Function::iterator BB = F->begin(), BBE = F->end(); BB != BBE; ++BB)
1070     for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), IE = BB->end(); II != IE; ++II)
1071       // For each instruction... Add Annote
1072       II->addAnnotation(new InstNumber(++InstNum, getValueSlot(II)));
1073 }
1074
1075 unsigned MethodInfo::getValueSlot(const Value *V) {
1076   unsigned Plane = V->getType()->getUniqueID();
1077   if (Plane >= NumPlaneElements.size())
1078     NumPlaneElements.resize(Plane+1, 0);
1079   return NumPlaneElements[Plane]++;
1080 }
1081
1082
1083 //===----------------------------------------------------------------------===//
1084 // callMethod - Execute the specified function...
1085 //
1086 void Interpreter::callMethod(Function *M, const vector<GenericValue> &ArgVals) {
1087   assert((ECStack.empty() || ECStack.back().Caller == 0 ||
1088           ECStack.back().Caller->getNumOperands()-1 == ArgVals.size()) &&
1089          "Incorrect number of arguments passed into function call!");
1090   if (M->isExternal()) {
1091     GenericValue Result = callExternalMethod(M, ArgVals);
1092     const Type *RetTy = M->getReturnType();
1093
1094     // Copy the result back into the result variable if we are not returning
1095     // void.
1096     if (RetTy != Type::VoidTy) {
1097       if (!ECStack.empty() && ECStack.back().Caller) {
1098         ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1099         SetValue(SF.Caller, Result, SF);
1100
1101         SF.Caller = 0;          // We returned from the call...
1102       } else if (!QuietMode) {
1103         // print it.
1104         CW << "Function " << M->getType() << " \"" << M->getName()
1105            << "\" returned ";
1106         print(RetTy, Result);
1107         cout << "\n";
1108
1109         if (RetTy->isIntegral())
1110           ExitCode = Result.SByteVal;   // Capture the exit code of the program
1111       }
1112     }
1113
1114     return;
1115   }
1116
1117   // Process the function, assigning instruction numbers to the instructions in
1118   // the function.  Also calculate the number of values for each type slot
1119   // active.
1120   //
1121   MethodInfo *MethInfo = (MethodInfo*)M->getOrCreateAnnotation(MethodInfoAID);
1122   ECStack.push_back(ExecutionContext());         // Make a new stack frame...
1123
1124   ExecutionContext &StackFrame = ECStack.back(); // Fill it in...
1125   StackFrame.CurMethod = M;
1126   StackFrame.CurBB     = M->begin();
1127   StackFrame.CurInst   = StackFrame.CurBB->begin();
1128   StackFrame.MethInfo  = MethInfo;
1129
1130   // Initialize the values to nothing...
1131   StackFrame.Values.resize(MethInfo->NumPlaneElements.size());
1132   for (unsigned i = 0; i < MethInfo->NumPlaneElements.size(); ++i) {
1133     StackFrame.Values[i].resize(MethInfo->NumPlaneElements[i]);
1134
1135     // Taint the initial values of stuff
1136     memset(&StackFrame.Values[i][0], 42,
1137            MethInfo->NumPlaneElements[i]*sizeof(GenericValue));
1138   }
1139
1140   StackFrame.PrevBB = 0;  // No previous BB for PHI nodes...
1141
1142
1143   // Run through the function arguments and initialize their values...
1144   assert(ArgVals.size() == M->asize() &&
1145          "Invalid number of values passed to function invocation!");
1146   unsigned i = 0;
1147   for (Function::aiterator AI = M->abegin(), E = M->aend(); AI != E; ++AI, ++i)
1148     SetValue(AI, ArgVals[i], StackFrame);
1149 }
1150
1151 // executeInstruction - Interpret a single instruction, increment the "PC", and
1152 // return true if the next instruction is a breakpoint...
1153 //
1154 bool Interpreter::executeInstruction() {
1155   assert(!ECStack.empty() && "No program running, cannot execute inst!");
1156
1157   ExecutionContext &SF = ECStack.back();  // Current stack frame
1158   Instruction &I = *SF.CurInst++;         // Increment before execute
1159
1160   if (Trace)
1161     CW << "Run:" << I;
1162
1163   // Set a sigsetjmp buffer so that we can recover if an error happens during
1164   // instruction execution...
1165   //
1166   if (int SigNo = sigsetjmp(SignalRecoverBuffer, 1)) {
1167     --SF.CurInst;   // Back up to erroring instruction
1168     if (SigNo != SIGINT) {
1169       cout << "EXCEPTION OCCURRED [" << _sys_siglistp[SigNo] << "]:\n";
1170       printStackTrace();
1171       // If -abort-on-exception was specified, terminate LLI instead of trying
1172       // to debug it.
1173       //
1174       if (AbortOnExceptions) exit(1);
1175     } else if (SigNo == SIGINT) {
1176       cout << "CTRL-C Detected, execution halted.\n";
1177     }
1178     InInstruction = false;
1179     return true;
1180   }
1181
1182   InInstruction = true;
1183   if (I.isBinaryOp()) {
1184     executeBinaryInst(cast<BinaryOperator>(I), SF);
1185   } else {
1186     switch (I.getOpcode()) {
1187     case Instruction::Not:     executeNotInst(cast<UnaryOperator>(I),SF); break;
1188       // Terminators
1189     case Instruction::Ret:     executeRetInst  (cast<ReturnInst>(I), SF); break;
1190     case Instruction::Br:      executeBrInst   (cast<BranchInst>(I), SF); break;
1191       // Memory Instructions
1192     case Instruction::Alloca:
1193     case Instruction::Malloc:  executeAllocInst((AllocationInst&)I, SF); break;
1194     case Instruction::Free:    executeFreeInst (cast<FreeInst> (I), SF); break;
1195     case Instruction::Load:    executeLoadInst (cast<LoadInst> (I), SF); break;
1196     case Instruction::Store:   executeStoreInst(cast<StoreInst>(I), SF); break;
1197     case Instruction::GetElementPtr:
1198                           executeGEPInst(cast<GetElementPtrInst>(I), SF); break;
1199
1200       // Miscellaneous Instructions
1201     case Instruction::Call:    executeCallInst (cast<CallInst> (I), SF); break;
1202     case Instruction::PHINode: executePHINode  (cast<PHINode>  (I), SF); break;
1203     case Instruction::Shl:     executeShlInst  (cast<ShiftInst>(I), SF); break;
1204     case Instruction::Shr:     executeShrInst  (cast<ShiftInst>(I), SF); break;
1205     case Instruction::Cast:    executeCastInst (cast<CastInst> (I), SF); break;
1206     default:
1207       cout << "Don't know how to execute this instruction!\n-->" << I;
1208     }
1209   }
1210   InInstruction = false;
1211
1212   // Reset the current frame location to the top of stack
1213   CurFrame = ECStack.size()-1;
1214
1215   if (CurFrame == -1) return false;  // No breakpoint if no code
1216
1217   // Return true if there is a breakpoint annotation on the instruction...
1218   return ECStack[CurFrame].CurInst->getAnnotation(BreakpointAID) != 0;
1219 }
1220
1221 void Interpreter::stepInstruction() {  // Do the 'step' command
1222   if (ECStack.empty()) {
1223     cout << "Error: no program running, cannot step!\n";
1224     return;
1225   }
1226
1227   // Run an instruction...
1228   executeInstruction();
1229
1230   // Print the next instruction to execute...
1231   printCurrentInstruction();
1232 }
1233
1234 // --- UI Stuff...
1235 void Interpreter::nextInstruction() {  // Do the 'next' command
1236   if (ECStack.empty()) {
1237     cout << "Error: no program running, cannot 'next'!\n";
1238     return;
1239   }
1240
1241   // If this is a call instruction, step over the call instruction...
1242   // TODO: ICALL, CALL WITH, ...
1243   if (ECStack.back().CurInst->getOpcode() == Instruction::Call) {
1244     unsigned StackSize = ECStack.size();
1245     // Step into the function...
1246     if (executeInstruction()) {
1247       // Hit a breakpoint, print current instruction, then return to user...
1248       cout << "Breakpoint hit!\n";
1249       printCurrentInstruction();
1250       return;
1251     }
1252
1253     // If we we able to step into the function, finish it now.  We might not be
1254     // able the step into a function, if it's external for example.
1255     if (ECStack.size() != StackSize)
1256       finish(); // Finish executing the function...
1257     else
1258       printCurrentInstruction();
1259
1260   } else {
1261     // Normal instruction, just step...
1262     stepInstruction();
1263   }
1264 }
1265
1266 void Interpreter::run() {
1267   if (ECStack.empty()) {
1268     cout << "Error: no program running, cannot run!\n";
1269     return;
1270   }
1271
1272   bool HitBreakpoint = false;
1273   while (!ECStack.empty() && !HitBreakpoint) {
1274     // Run an instruction...
1275     HitBreakpoint = executeInstruction();
1276   }
1277
1278   if (HitBreakpoint) {
1279     cout << "Breakpoint hit!\n";
1280   }
1281   // Print the next instruction to execute...
1282   printCurrentInstruction();
1283 }
1284
1285 void Interpreter::finish() {
1286   if (ECStack.empty()) {
1287     cout << "Error: no program running, cannot run!\n";
1288     return;
1289   }
1290
1291   unsigned StackSize = ECStack.size();
1292   bool HitBreakpoint = false;
1293   while (ECStack.size() >= StackSize && !HitBreakpoint) {
1294     // Run an instruction...
1295     HitBreakpoint = executeInstruction();
1296   }
1297
1298   if (HitBreakpoint) {
1299     cout << "Breakpoint hit!\n";
1300   }
1301
1302   // Print the next instruction to execute...
1303   printCurrentInstruction();
1304 }
1305
1306
1307
1308 // printCurrentInstruction - Print out the instruction that the virtual PC is
1309 // at, or fail silently if no program is running.
1310 //
1311 void Interpreter::printCurrentInstruction() {
1312   if (!ECStack.empty()) {
1313     if (ECStack.back().CurBB->begin() == ECStack.back().CurInst)  // print label
1314       WriteAsOperand(cout, ECStack.back().CurBB) << ":\n";
1315
1316     Instruction &I = *ECStack.back().CurInst;
1317     InstNumber *IN = (InstNumber*)I.getAnnotation(SlotNumberAID);
1318     assert(IN && "Instruction has no numbering annotation!");
1319     cout << "#" << IN->InstNum << I;
1320   }
1321 }
1322
1323 void Interpreter::printValue(const Type *Ty, GenericValue V) {
1324   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
1325   case Type::BoolTyID:   cout << (V.BoolVal?"true":"false"); break;
1326   case Type::SByteTyID:  cout << V.SByteVal;  break;
1327   case Type::UByteTyID:  cout << V.UByteVal;  break;
1328   case Type::ShortTyID:  cout << V.ShortVal;  break;
1329   case Type::UShortTyID: cout << V.UShortVal; break;
1330   case Type::IntTyID:    cout << V.IntVal;    break;
1331   case Type::UIntTyID:   cout << V.UIntVal;   break;
1332   case Type::LongTyID:   cout << (long)V.LongVal;   break;
1333   case Type::ULongTyID:  cout << (unsigned long)V.ULongVal;  break;
1334   case Type::FloatTyID:  cout << V.FloatVal;  break;
1335   case Type::DoubleTyID: cout << V.DoubleVal; break;
1336   case Type::PointerTyID:cout << (void*)V.PointerVal; break;
1337   default:
1338     cout << "- Don't know how to print value of this type!";
1339     break;
1340   }
1341 }
1342
1343 void Interpreter::print(const Type *Ty, GenericValue V) {
1344   CW << Ty << " ";
1345   printValue(Ty, V);
1346 }
1347
1348 void Interpreter::print(const std::string &Name) {
1349   Value *PickedVal = ChooseOneOption(Name, LookupMatchingNames(Name));
1350   if (!PickedVal) return;
1351
1352   if (const Function *F = dyn_cast<const Function>(PickedVal)) {
1353     CW << F;  // Print the function
1354   } else if (const Type *Ty = dyn_cast<const Type>(PickedVal)) {
1355     CW << "type %" << Name << " = " << Ty->getDescription() << "\n";
1356   } else if (const BasicBlock *BB = dyn_cast<const BasicBlock>(PickedVal)) {
1357     CW << BB;   // Print the basic block
1358   } else {      // Otherwise there should be an annotation for the slot#
1359     print(PickedVal->getType(),
1360           getOperandValue(PickedVal, ECStack[CurFrame]));
1361     cout << "\n";
1362   }
1363 }
1364
1365 void Interpreter::infoValue(const std::string &Name) {
1366   Value *PickedVal = ChooseOneOption(Name, LookupMatchingNames(Name));
1367   if (!PickedVal) return;
1368
1369   cout << "Value: ";
1370   print(PickedVal->getType(),
1371         getOperandValue(PickedVal, ECStack[CurFrame]));
1372   cout << "\n";
1373   printOperandInfo(PickedVal, ECStack[CurFrame]);
1374 }
1375
1376 // printStackFrame - Print information about the specified stack frame, or -1
1377 // for the default one.
1378 //
1379 void Interpreter::printStackFrame(int FrameNo = -1) {
1380   if (FrameNo == -1) FrameNo = CurFrame;
1381   Function *F = ECStack[FrameNo].CurMethod;
1382   const Type *RetTy = F->getReturnType();
1383
1384   CW << ((FrameNo == CurFrame) ? '>' : '-') << "#" << FrameNo << ". "
1385      << (Value*)RetTy << " \"" << F->getName() << "\"(";
1386
1387   unsigned i = 0;
1388   for (Function::aiterator I = F->abegin(), E = F->aend(); I != E; ++I, ++i) {
1389     if (i != 0) cout << ", ";
1390     CW << *I << "=";
1391
1392     printValue(I->getType(), getOperandValue(I, ECStack[FrameNo]));
1393   }
1394
1395   cout << ")\n";
1396
1397   if (FrameNo != int(ECStack.size()-1)) {
1398     BasicBlock::iterator I = ECStack[FrameNo].CurInst;
1399     CW << --I;
1400   } else {
1401     CW << *ECStack[FrameNo].CurInst;
1402   }
1403 }
1404