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