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