lib/ExecutionEngine/Interpreter/Execution.cpp

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