lib/ExecutionEngine/Interpreter/Execution.cpp

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