lib/ExecutionEngine/Interpreter/Execution.cpp

   1 //===-- Execution.cpp - Implement code to simulate the program ------------===//
   2 //
   3 //  This file contains the actual instruction interpreter.
   4 //
   5 //===----------------------------------------------------------------------===//
   6
   7 #include "Interpreter.h"
   8 #include "ExecutionAnnotations.h"
   9 #include "llvm/iPHINode.h"
  10 #include "llvm/iOther.h"
  11 #include "llvm/iTerminators.h"
  12 #include "llvm/iMemory.h"
  13 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  14 #include "llvm/Constants.h"
  15 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
  16 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  17 #include "Support/CommandLine.h"
  18 #include "Support/Statistic.h"
  19 #include <math.h>  // For fmod
  20 #include <signal.h>
  21 #include <setjmp.h>
  22 using std::vector;
  23 using std::cout;
  24 using std::cerr;
  25
  26 namespace {
  27   Statistic<> NumDynamicInsts("lli", "Number of dynamic instructions executed");
  28 }
  29
  30 static cl::opt<bool>
  31 QuietMode("quiet", cl::desc("Do not emit any non-program output"));
  32
  33 static cl::alias
  34 QuietModeA("q", cl::desc("Alias for -quiet"), cl::aliasopt(QuietMode));
  35
  36 static cl::opt<bool>
  37 ArrayChecksEnabled("array-checks", cl::desc("Enable array bound checks"));
  38
  39 static cl::opt<bool>
  40 AbortOnExceptions("abort-on-exception",
  41                   cl::desc("Halt execution on a machine exception"));
  42
  43 // Create a TargetData structure to handle memory addressing and size/alignment
  44 // computations
  45 //
  46 TargetData TD("lli Interpreter");
  47 CachedWriter CW;     // Object to accelerate printing of LLVM
  48
  49
  50 #ifdef PROFILE_STRUCTURE_FIELDS
  51 static cl::opt<bool>
  52 ProfileStructureFields("profilestructfields",
  53                        cl::desc("Profile Structure Field Accesses"));
  54 #include <map>
  55 static std::map<const StructType *, vector<unsigned> > FieldAccessCounts;
  56 #endif
  57
  58 sigjmp_buf SignalRecoverBuffer;
  59 static bool InInstruction = false;
  60
  61 extern "C" {
  62 static void SigHandler(int Signal) {
  63   if (InInstruction)
  64     siglongjmp(SignalRecoverBuffer, Signal);
  65 }
  66 }
  67
  68 static void initializeSignalHandlers() {
  69   struct sigaction Action;
  70   Action.sa_handler = SigHandler;
  71   Action.sa_flags   = SA_SIGINFO;
  72   sigemptyset(&Action.sa_mask);
  73   sigaction(SIGSEGV, &Action, 0);
  74   sigaction(SIGBUS, &Action, 0);
  75   sigaction(SIGINT, &Action, 0);
  76   sigaction(SIGFPE, &Action, 0);
  77 }
  78
  79
  80 //===----------------------------------------------------------------------===//
  81 //                     Value Manipulation code
  82 //===----------------------------------------------------------------------===//
  83
  84 static unsigned getOperandSlot(Value *V) {
  85   SlotNumber *SN = (SlotNumber*)V->getAnnotation(SlotNumberAID);
  86   assert(SN && "Operand does not have a slot number annotation!");
  87   return SN->SlotNum;
  88 }
  89
  90 #define GET_CONST_VAL(TY, CLASS) \
  91   case Type::TY##TyID: Result.TY##Val = cast<CLASS>(C)->getValue(); break
  92
  93 // Operations used by constant expr implementations...
  94 static GenericValue executeCastOperation(Value *Src, const Type *DestTy,
  95                                          ExecutionContext &SF);
  96 static GenericValue executeGEPOperation(Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
  97                                         User::op_iterator IdxEnd,
  98                                         ExecutionContext &SF);
  99 static GenericValue executeAddInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 100                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF);
 101
 102 static GenericValue getConstantValue(const Constant *C) {
 103   GenericValue Result;
 104   switch (C->getType()->getPrimitiveID()) {
 105     GET_CONST_VAL(Bool   , ConstantBool);
 106     GET_CONST_VAL(UByte  , ConstantUInt);
 107     GET_CONST_VAL(SByte  , ConstantSInt);
 108     GET_CONST_VAL(UShort , ConstantUInt);
 109     GET_CONST_VAL(Short  , ConstantSInt);
 110     GET_CONST_VAL(UInt   , ConstantUInt);
 111     GET_CONST_VAL(Int    , ConstantSInt);
 112     GET_CONST_VAL(ULong  , ConstantUInt);
 113     GET_CONST_VAL(Long   , ConstantSInt);
 114     GET_CONST_VAL(Float  , ConstantFP);
 115     GET_CONST_VAL(Double , ConstantFP);
 116   case Type::PointerTyID:
 117     if (isa<ConstantPointerNull>(C)) {
 118       Result.PointerVal = 0;
 119     } else if (const ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(C)){
 120       GlobalAddress *Address =
 121        (GlobalAddress*)CPR->getValue()->getOrCreateAnnotation(GlobalAddressAID);
 122       Result.PointerVal = (PointerTy)Address->Ptr;
 123     } else {
 124       assert(0 && "Unknown constant pointer type!");
 125     }
 126     break;
 127   default:
 128     cout << "ERROR: Constant unimp for type: " << C->getType() << "\n";
 129   }
 130   return Result;
 131 }
 132
 133 static GenericValue getOperandValue(Value *V, ExecutionContext &SF) {
 134   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
 135     switch (CE->getOpcode()) {
 136     case Instruction::Cast:
 137       return executeCastOperation(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
 138     case Instruction::GetElementPtr:
 139       return executeGEPOperation(CE->getOperand(0), CE->op_begin()+1,
 140                                  CE->op_end(), SF);
 141     case Instruction::Add:
 142       return executeAddInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 143                             getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 144                             CE->getType(), SF);
 145     default:
 146       cerr << "Unhandled ConstantExpr: " << CE << "\n";
 147       abort();
 148       { GenericValue V; return V; }
 149     }
 150   } else if (Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(V)) {
 151     return getConstantValue(CPV);
 152   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
 153     GlobalAddress *Address =
 154       (GlobalAddress*)GV->getOrCreateAnnotation(GlobalAddressAID);
 155     GenericValue Result;
 156     Result.PointerVal = (PointerTy)(GenericValue*)Address->Ptr;
 157     return Result;
 158   } else {
 159     unsigned TyP = V->getType()->getUniqueID();   // TypePlane for value
 160     unsigned OpSlot = getOperandSlot(V);
 161     assert(TyP < SF.Values.size() &&
 162            OpSlot < SF.Values[TyP].size() && "Value out of range!");
 163     return SF.Values[TyP][getOperandSlot(V)];
 164   }
 165 }
 166
 167 static void printOperandInfo(Value *V, ExecutionContext &SF) {
 168   if (isa<Constant>(V)) {
 169     cout << "Constant Pool Value\n";
 170   } else if (isa<GlobalValue>(V)) {
 171     cout << "Global Value\n";
 172   } else {
 173     unsigned TyP  = V->getType()->getUniqueID();   // TypePlane for value
 174     unsigned Slot = getOperandSlot(V);
 175     cout << "Value=" << (void*)V << " TypeID=" << TyP << " Slot=" << Slot
 176          << " Addr=" << &SF.Values[TyP][Slot] << " SF=" << &SF
 177          << " Contents=0x";
 178
 179     const unsigned char *Buf = (const unsigned char*)&SF.Values[TyP][Slot];
 180     for (unsigned i = 0; i < sizeof(GenericValue); ++i) {
 181       unsigned char Cur = Buf[i];
 182       cout << ( Cur     >= 160? char((Cur>>4)+'A'-10) : char((Cur>>4) + '0'))
 183            << ((Cur&15) >=  10? char((Cur&15)+'A'-10) : char((Cur&15) + '0'));
 184     }
 185     cout << "\n";
 186   }
 187 }
 188
 189
 190
 191 static void SetValue(Value *V, GenericValue Val, ExecutionContext &SF) {
 192   unsigned TyP = V->getType()->getUniqueID();   // TypePlane for value
 193
 194   //cout << "Setting value: " << &SF.Values[TyP][getOperandSlot(V)] << "\n";
 195   SF.Values[TyP][getOperandSlot(V)] = Val;
 196 }
 197
 198
 199 //===----------------------------------------------------------------------===//
 200 //                    Annotation Wrangling code
 201 //===----------------------------------------------------------------------===//
 202
 203 void Interpreter::initializeExecutionEngine() {
 204   AnnotationManager::registerAnnotationFactory(MethodInfoAID,
 205                                                &MethodInfo::Create);
 206   AnnotationManager::registerAnnotationFactory(GlobalAddressAID,
 207                                                &GlobalAddress::Create);
 208   initializeSignalHandlers();
 209 }
 210
 211 static void StoreValueToMemory(GenericValue Val, GenericValue *Ptr,
 212                                const Type *Ty);
 213
 214 // InitializeMemory - Recursive function to apply a Constant value into the
 215 // specified memory location...
 216 //
 217 static void InitializeMemory(const Constant *Init, char *Addr) {
 218
 219   if (Init->getType()->isFirstClassType()) {
 220     GenericValue Val = getConstantValue(Init);
 221     StoreValueToMemory(Val, (GenericValue*)Addr, Init->getType());
 222     return;
 223   }
 224
 225   switch (Init->getType()->getPrimitiveID()) {
 226   case Type::ArrayTyID: {
 227     const ConstantArray *CPA = cast<ConstantArray>(Init);
 228     const vector<Use> &Val = CPA->getValues();
 229     unsigned ElementSize =
 230       TD.getTypeSize(cast<ArrayType>(CPA->getType())->getElementType());
 231     for (unsigned i = 0; i < Val.size(); ++i)
 232       InitializeMemory(cast<Constant>(Val[i].get()), Addr+i*ElementSize);
 233     return;
 234   }
 235
 236   case Type::StructTyID: {
 237     const ConstantStruct *CPS = cast<ConstantStruct>(Init);
 238     const StructLayout *SL=TD.getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 239     const vector<Use> &Val = CPS->getValues();
 240     for (unsigned i = 0; i < Val.size(); ++i)
 241       InitializeMemory(cast<Constant>(Val[i].get()),
 242                        Addr+SL->MemberOffsets[i]);
 243     return;
 244   }
 245
 246   default:
 247     CW << "Bad Type: " << Init->getType() << "\n";
 248     assert(0 && "Unknown constant type to initialize memory with!");
 249   }
 250 }
 251
 252 Annotation *GlobalAddress::Create(AnnotationID AID, const Annotable *O, void *){
 253   assert(AID == GlobalAddressAID);
 254
 255   // This annotation will only be created on GlobalValue objects...
 256   GlobalValue *GVal = cast<GlobalValue>((Value*)O);
 257
 258   if (isa<Function>(GVal)) {
 259     // The GlobalAddress object for a function is just a pointer to function
 260     // itself.  Don't delete it when the annotation is gone though!
 261     return new GlobalAddress(GVal, false);
 262   }
 263
 264   // Handle the case of a global variable...
 265   assert(isa<GlobalVariable>(GVal) &&
 266          "Global value found that isn't a function or global variable!");
 267   GlobalVariable *GV = cast<GlobalVariable>(GVal);
 268
 269   // First off, we must allocate space for the global variable to point at...
 270   const Type *Ty = GV->getType()->getElementType();  // Type to be allocated
 271
 272   // Allocate enough memory to hold the type...
 273   void *Addr = calloc(1, TD.getTypeSize(Ty));
 274   assert(Addr != 0 && "Null pointer returned by malloc!");
 275
 276   // Initialize the memory if there is an initializer...
 277   if (GV->hasInitializer())
 278     InitializeMemory(GV->getInitializer(), (char*)Addr);
 279
 280   return new GlobalAddress(Addr, true);  // Simply invoke the ctor
 281 }
 282
 283 //===----------------------------------------------------------------------===//
 284 //                    Binary Instruction Implementations
 285 //===----------------------------------------------------------------------===//
 286
 287 #define IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(OP, TY) \
 288    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val; break
 289
 290 static GenericValue executeAddInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 291                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 292   GenericValue Dest;
 293   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 294     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UByte);
 295     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, SByte);
 296     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UShort);
 297     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Short);
 298     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UInt);
 299     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Int);
 300     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, ULong);
 301     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Long);
 302     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Float);
 303     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Double);
 304     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Pointer);
 305   default:
 306     cout << "Unhandled type for Add instruction: " << Ty << "\n";
 307   }
 308   return Dest;
 309 }
 310
 311 static GenericValue executeSubInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 312                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 313   GenericValue Dest;
 314   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 315     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UByte);
 316     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, SByte);
 317     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UShort);
 318     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Short);
 319     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UInt);
 320     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Int);
 321     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, ULong);
 322     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Long);
 323     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Float);
 324     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Double);
 325     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Pointer);
 326   default:
 327     cout << "Unhandled type for Sub instruction: " << Ty << "\n";
 328   }
 329   return Dest;
 330 }
 331
 332 static GenericValue executeMulInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 333                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 334   GenericValue Dest;
 335   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 336     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UByte);
 337     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, SByte);
 338     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UShort);
 339     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Short);
 340     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UInt);
 341     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Int);
 342     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, ULong);
 343     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Long);
 344     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Float);
 345     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Double);
 346     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Pointer);
 347   default:
 348     cout << "Unhandled type for Mul instruction: " << Ty << "\n";
 349   }
 350   return Dest;
 351 }
 352
 353 static GenericValue executeDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 354                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 355   GenericValue Dest;
 356   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 357     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, UByte);
 358     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, SByte);
 359     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, UShort);
 360     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Short);
 361     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, UInt);
 362     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Int);
 363     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, ULong);
 364     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Long);
 365     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Float);
 366     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Double);
 367     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Pointer);
 368   default:
 369     cout << "Unhandled type for Div instruction: " << Ty << "\n";
 370   }
 371   return Dest;
 372 }
 373
 374 static GenericValue executeRemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 375                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 376   GenericValue Dest;
 377   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 378     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, UByte);
 379     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, SByte);
 380     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, UShort);
 381     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Short);
 382     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, UInt);
 383     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Int);
 384     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, ULong);
 385     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Long);
 386     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(%, Pointer);
 387   case Type::FloatTyID:
 388     Dest.FloatVal = fmod(Src1.FloatVal, Src2.FloatVal);
 389     break;
 390   case Type::DoubleTyID:
 391     Dest.DoubleVal = fmod(Src1.DoubleVal, Src2.DoubleVal);
 392     break;
 393   default:
 394     cout << "Unhandled type for Rem instruction: " << Ty << "\n";
 395   }
 396   return Dest;
 397 }
 398
 399 static GenericValue executeAndInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 400                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 401   GenericValue Dest;
 402   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 403     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, UByte);
 404     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, SByte);
 405     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, UShort);
 406     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Short);
 407     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, UInt);
 408     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Int);
 409     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, ULong);
 410     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Long);
 411     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Pointer);
 412   default:
 413     cout << "Unhandled type for And instruction: " << Ty << "\n";
 414   }
 415   return Dest;
 416 }
 417
 418
 419 static GenericValue executeOrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 420                                   const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 421   GenericValue Dest;
 422   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 423     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UByte);
 424     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, SByte);
 425     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UShort);
 426     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Short);
 427     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UInt);
 428     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Int);
 429     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, ULong);
 430     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Long);
 431     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Pointer);
 432   default:
 433     cout << "Unhandled type for Or instruction: " << Ty << "\n";
 434   }
 435   return Dest;
 436 }
 437
 438
 439 static GenericValue executeXorInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 440                                    const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 441   GenericValue Dest;
 442   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 443     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UByte);
 444     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, SByte);
 445     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UShort);
 446     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Short);
 447     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UInt);
 448     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Int);
 449     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, ULong);
 450     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Long);
 451     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Pointer);
 452   default:
 453     cout << "Unhandled type for Xor instruction: " << Ty << "\n";
 454   }
 455   return Dest;
 456 }
 457
 458
 459 #define IMPLEMENT_SETCC(OP, TY) \
 460    case Type::TY##TyID: Dest.BoolVal = Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val; break
 461
 462 static GenericValue executeSetEQInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 463                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 464   GenericValue Dest;
 465   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 466     IMPLEMENT_SETCC(==, UByte);
 467     IMPLEMENT_SETCC(==, SByte);
 468     IMPLEMENT_SETCC(==, UShort);
 469     IMPLEMENT_SETCC(==, Short);
 470     IMPLEMENT_SETCC(==, UInt);
 471     IMPLEMENT_SETCC(==, Int);
 472     IMPLEMENT_SETCC(==, ULong);
 473     IMPLEMENT_SETCC(==, Long);
 474     IMPLEMENT_SETCC(==, Float);
 475     IMPLEMENT_SETCC(==, Double);
 476     IMPLEMENT_SETCC(==, Pointer);
 477   default:
 478     cout << "Unhandled type for SetEQ instruction: " << Ty << "\n";
 479   }
 480   return Dest;
 481 }
 482
 483 static GenericValue executeSetNEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 484                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 485   GenericValue Dest;
 486   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 487     IMPLEMENT_SETCC(!=, UByte);
 488     IMPLEMENT_SETCC(!=, SByte);
 489     IMPLEMENT_SETCC(!=, UShort);
 490     IMPLEMENT_SETCC(!=, Short);
 491     IMPLEMENT_SETCC(!=, UInt);
 492     IMPLEMENT_SETCC(!=, Int);
 493     IMPLEMENT_SETCC(!=, ULong);
 494     IMPLEMENT_SETCC(!=, Long);
 495     IMPLEMENT_SETCC(!=, Float);
 496     IMPLEMENT_SETCC(!=, Double);
 497     IMPLEMENT_SETCC(!=, Pointer);
 498
 499   default:
 500     cout << "Unhandled type for SetNE instruction: " << Ty << "\n";
 501   }
 502   return Dest;
 503 }
 504
 505 static GenericValue executeSetLEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 506                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 507   GenericValue Dest;
 508   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 509     IMPLEMENT_SETCC(<=, UByte);
 510     IMPLEMENT_SETCC(<=, SByte);
 511     IMPLEMENT_SETCC(<=, UShort);
 512     IMPLEMENT_SETCC(<=, Short);
 513     IMPLEMENT_SETCC(<=, UInt);
 514     IMPLEMENT_SETCC(<=, Int);
 515     IMPLEMENT_SETCC(<=, ULong);
 516     IMPLEMENT_SETCC(<=, Long);
 517     IMPLEMENT_SETCC(<=, Float);
 518     IMPLEMENT_SETCC(<=, Double);
 519     IMPLEMENT_SETCC(<=, Pointer);
 520   default:
 521     cout << "Unhandled type for SetLE instruction: " << Ty << "\n";
 522   }
 523   return Dest;
 524 }
 525
 526 static GenericValue executeSetGEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 527                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 528   GenericValue Dest;
 529   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 530     IMPLEMENT_SETCC(>=, UByte);
 531     IMPLEMENT_SETCC(>=, SByte);
 532     IMPLEMENT_SETCC(>=, UShort);
 533     IMPLEMENT_SETCC(>=, Short);
 534     IMPLEMENT_SETCC(>=, UInt);
 535     IMPLEMENT_SETCC(>=, Int);
 536     IMPLEMENT_SETCC(>=, ULong);
 537     IMPLEMENT_SETCC(>=, Long);
 538     IMPLEMENT_SETCC(>=, Float);
 539     IMPLEMENT_SETCC(>=, Double);
 540     IMPLEMENT_SETCC(>=, Pointer);
 541   default:
 542     cout << "Unhandled type for SetGE instruction: " << Ty << "\n";
 543   }
 544   return Dest;
 545 }
 546
 547 static GenericValue executeSetLTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 548                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 549   GenericValue Dest;
 550   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 551     IMPLEMENT_SETCC(<, UByte);
 552     IMPLEMENT_SETCC(<, SByte);
 553     IMPLEMENT_SETCC(<, UShort);
 554     IMPLEMENT_SETCC(<, Short);
 555     IMPLEMENT_SETCC(<, UInt);
 556     IMPLEMENT_SETCC(<, Int);
 557     IMPLEMENT_SETCC(<, ULong);
 558     IMPLEMENT_SETCC(<, Long);
 559     IMPLEMENT_SETCC(<, Float);
 560     IMPLEMENT_SETCC(<, Double);
 561     IMPLEMENT_SETCC(<, Pointer);
 562   default:
 563     cout << "Unhandled type for SetLT instruction: " << Ty << "\n";
 564   }
 565   return Dest;
 566 }
 567
 568 static GenericValue executeSetGTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 569                                      const Type *Ty, ExecutionContext &SF) {
 570   GenericValue Dest;
 571   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 572     IMPLEMENT_SETCC(>, UByte);
 573     IMPLEMENT_SETCC(>, SByte);
 574     IMPLEMENT_SETCC(>, UShort);
 575     IMPLEMENT_SETCC(>, Short);
 576     IMPLEMENT_SETCC(>, UInt);
 577     IMPLEMENT_SETCC(>, Int);
 578     IMPLEMENT_SETCC(>, ULong);
 579     IMPLEMENT_SETCC(>, Long);
 580     IMPLEMENT_SETCC(>, Float);
 581     IMPLEMENT_SETCC(>, Double);
 582     IMPLEMENT_SETCC(>, Pointer);
 583   default:
 584     cout << "Unhandled type for SetGT instruction: " << Ty << "\n";
 585   }
 586   return Dest;
 587 }
 588
 589 static void executeBinaryInst(BinaryOperator &I, ExecutionContext &SF) {
 590   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 591   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 592   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 593   GenericValue R;   // Result
 594
 595   switch (I.getOpcode()) {
 596   case Instruction::Add:   R = executeAddInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 597   case Instruction::Sub:   R = executeSubInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 598   case Instruction::Mul:   R = executeMulInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 599   case Instruction::Div:   R = executeDivInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 600   case Instruction::Rem:   R = executeRemInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 601   case Instruction::And:   R = executeAndInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 602   case Instruction::Or:    R = executeOrInst   (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 603   case Instruction::Xor:   R = executeXorInst  (Src1, Src2, Ty, SF); break;
 604   case Instruction::SetEQ: R = executeSetEQInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 605   case Instruction::SetNE: R = executeSetNEInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 606   case Instruction::SetLE: R = executeSetLEInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 607   case Instruction::SetGE: R = executeSetGEInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 608   case Instruction::SetLT: R = executeSetLTInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 609   case Instruction::SetGT: R = executeSetGTInst(Src1, Src2, Ty, SF); break;
 610   default:
 611     cout << "Don't know how to handle this binary operator!\n-->" << I;
 612     R = Src1;
 613   }
 614
 615   SetValue(&I, R, SF);
 616 }
 617
 618 //===----------------------------------------------------------------------===//
 619 //                     Terminator Instruction Implementations
 620 //===----------------------------------------------------------------------===//
 621
 622 static void PerformExitStuff() {
 623 #ifdef PROFILE_STRUCTURE_FIELDS
 624   // Print out structure field accounting information...
 625   if (!FieldAccessCounts.empty()) {
 626     CW << "Profile Field Access Counts:\n";
 627     std::map<const StructType *, vector<unsigned> >::iterator
 628       I = FieldAccessCounts.begin(), E = FieldAccessCounts.end();
 629     for (; I != E; ++I) {
 630       vector<unsigned> &OfC = I->second;
 631       CW << "  '" << (Value*)I->first << "'\t- Sum=";
 632
 633       unsigned Sum = 0;
 634       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i)
 635         Sum += OfC[i];
 636       CW << Sum << " - ";
 637
 638       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i) {
 639         if (i) CW << ", ";
 640         CW << OfC[i];
 641       }
 642       CW << "\n";
 643     }
 644     CW << "\n";
 645
 646     CW << "Profile Field Access Percentages:\n";
 647     cout.precision(3);
 648     for (I = FieldAccessCounts.begin(); I != E; ++I) {
 649       vector<unsigned> &OfC = I->second;
 650       unsigned Sum = 0;
 651       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i)
 652         Sum += OfC[i];
 653
 654       CW << "  '" << (Value*)I->first << "'\t- ";
 655       for (unsigned i = 0; i < OfC.size(); ++i) {
 656         if (i) CW << ", ";
 657         CW << double(OfC[i])/Sum;
 658       }
 659       CW << "\n";
 660     }
 661     CW << "\n";
 662
 663     FieldAccessCounts.clear();
 664   }
 665 #endif
 666 }
 667
 668 void Interpreter::exitCalled(GenericValue GV) {
 669   if (!QuietMode) {
 670     cout << "Program returned ";
 671     print(Type::IntTy, GV);
 672     cout << " via 'void exit(int)'\n";
 673   }
 674
 675   ExitCode = GV.SByteVal;
 676   ECStack.clear();
 677   PerformExitStuff();
 678 }
 679
 680 void Interpreter::executeRetInst(ReturnInst &I, ExecutionContext &SF) {
 681   const Type *RetTy = 0;
 682   GenericValue Result;
 683
 684   // Save away the return value... (if we are not 'ret void')
 685   if (I.getNumOperands()) {
 686     RetTy  = I.getReturnValue()->getType();
 687     Result = getOperandValue(I.getReturnValue(), SF);
 688   }
 689
 690   // Save previously executing meth
 691   const Function *M = ECStack.back().CurMethod;
 692
 693   // Pop the current stack frame... this invalidates SF
 694   ECStack.pop_back();
 695
 696   if (ECStack.empty()) {  // Finished main.  Put result into exit code...
 697     if (RetTy) {          // Nonvoid return type?
 698       if (!QuietMode) {
 699         CW << "Function " << M->getType() << " \"" << M->getName()
 700            << "\" returned ";
 701         print(RetTy, Result);
 702         cout << "\n";
 703       }
 704
 705       if (RetTy->isIntegral())
 706         ExitCode = Result.IntVal;   // Capture the exit code of the program
 707     } else {
 708       ExitCode = 0;
 709     }
 710
 711     PerformExitStuff();
 712     return;
 713   }
 714
 715   // If we have a previous stack frame, and we have a previous call, fill in
 716   // the return value...
 717   //
 718   ExecutionContext &NewSF = ECStack.back();
 719   if (NewSF.Caller) {
 720     if (NewSF.Caller->getType() != Type::VoidTy)             // Save result...
 721       SetValue(NewSF.Caller, Result, NewSF);
 722
 723     NewSF.Caller = 0;          // We returned from the call...
 724   } else if (!QuietMode) {
 725     // This must be a function that is executing because of a user 'call'
 726     // instruction.
 727     CW << "Function " << M->getType() << " \"" << M->getName()
 728        << "\" returned ";
 729     print(RetTy, Result);
 730     cout << "\n";
 731   }
 732 }
 733
 734 void Interpreter::executeBrInst(BranchInst &I, ExecutionContext &SF) {
 735   SF.PrevBB = SF.CurBB;               // Update PrevBB so that PHI nodes work...
 736   BasicBlock *Dest;
 737
 738   Dest = I.getSuccessor(0);          // Uncond branches have a fixed dest...
 739   if (!I.isUnconditional()) {
 740     Value *Cond = I.getCondition();
 741     GenericValue CondVal = getOperandValue(Cond, SF);
 742     if (CondVal.BoolVal == 0) // If false cond...
 743       Dest = I.getSuccessor(1);
 744   }
 745   SF.CurBB   = Dest;                  // Update CurBB to branch destination
 746   SF.CurInst = SF.CurBB->begin();     // Update new instruction ptr...
 747 }
 748
 749 //===----------------------------------------------------------------------===//
 750 //                     Memory Instruction Implementations
 751 //===----------------------------------------------------------------------===//
 752
 753 void Interpreter::executeAllocInst(AllocationInst &I, ExecutionContext &SF) {
 754   const Type *Ty = I.getType()->getElementType();  // Type to be allocated
 755
 756   // Get the number of elements being allocated by the array...
 757   unsigned NumElements = getOperandValue(I.getOperand(0), SF).UIntVal;
 758
 759   // Allocate enough memory to hold the type...
 760   // FIXME: Don't use CALLOC, use a tainted malloc.
 761   void *Memory = calloc(NumElements, TD.getTypeSize(Ty));
 762
 763   GenericValue Result;
 764   Result.PointerVal = (PointerTy)Memory;
 765   assert(Result.PointerVal != 0 && "Null pointer returned by malloc!");
 766   SetValue(&I, Result, SF);
 767
 768   if (I.getOpcode() == Instruction::Alloca)
 769     ECStack.back().Allocas.add(Memory);
 770 }
 771
 772 static void executeFreeInst(FreeInst &I, ExecutionContext &SF) {
 773   assert(isa<PointerType>(I.getOperand(0)->getType()) && "Freeing nonptr?");
 774   GenericValue Value = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 775   // TODO: Check to make sure memory is allocated
 776   free((void*)Value.PointerVal);   // Free memory
 777 }
 778
 779
 780 // getElementOffset - The workhorse for getelementptr.
 781 //
 782 static GenericValue executeGEPOperation(Value *Ptr, User::op_iterator I,
 783                                         User::op_iterator E,
 784                                         ExecutionContext &SF) {
 785   assert(isa<PointerType>(Ptr->getType()) &&
 786          "Cannot getElementOffset of a nonpointer type!");
 787
 788   PointerTy Total = 0;
 789   const Type *Ty = Ptr->getType();
 790
 791   for (; I != E; ++I) {
 792     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
 793       const StructLayout *SLO = TD.getStructLayout(STy);
 794
 795       // Indicies must be ubyte constants...
 796       const ConstantUInt *CPU = cast<ConstantUInt>(*I);
 797       assert(CPU->getType() == Type::UByteTy);
 798       unsigned Index = CPU->getValue();
 799
 800 #ifdef PROFILE_STRUCTURE_FIELDS
 801       if (ProfileStructureFields) {
 802         // Do accounting for this field...
 803         vector<unsigned> &OfC = FieldAccessCounts[STy];
 804         if (OfC.size() == 0) OfC.resize(STy->getElementTypes().size());
 805         OfC[Index]++;
 806       }
 807 #endif
 808
 809       Total += SLO->MemberOffsets[Index];
 810       Ty = STy->getElementTypes()[Index];
 811     } else if (const SequentialType *ST = cast<SequentialType>(Ty)) {
 812
 813       // Get the index number for the array... which must be uint type...
 814       assert((*I)->getType() == Type::LongTy);
 815       unsigned Idx = getOperandValue(*I, SF).LongVal;
 816       if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(ST))
 817         if (Idx >= AT->getNumElements() && ArrayChecksEnabled) {
 818           cerr << "Out of range memory access to element #" << Idx
 819                << " of a " << AT->getNumElements() << " element array."
 820                << " Subscript #" << *I << "\n";
 821           // Get outta here!!!
 822           siglongjmp(SignalRecoverBuffer, SIGTRAP);
 823         }
 824
 825       Ty = ST->getElementType();
 826       unsigned Size = TD.getTypeSize(Ty);
 827       Total += Size*Idx;
 828     }
 829   }
 830
 831   GenericValue Result;
 832   Result.PointerVal = getOperandValue(Ptr, SF).PointerVal + Total;
 833   return Result;
 834 }
 835
 836 static void executeGEPInst(GetElementPtrInst &I, ExecutionContext &SF) {
 837   SetValue(&I, executeGEPOperation(I.getPointerOperand(),
 838                                    I.idx_begin(), I.idx_end(), SF), SF);
 839 }
 840
 841 static void executeLoadInst(LoadInst &I, ExecutionContext &SF) {
 842   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 843   GenericValue *Ptr = (GenericValue*)SRC.PointerVal;
 844   GenericValue Result;
 845
 846   if (TD.isLittleEndian()) {
 847     switch (I.getType()->getPrimitiveID()) {
 848     case Type::BoolTyID:
 849     case Type::UByteTyID:
 850     case Type::SByteTyID:   Result.UByteVal = Ptr->Untyped[0]; break;
 851     case Type::UShortTyID:
 852     case Type::ShortTyID:   Result.UShortVal = (unsigned)Ptr->Untyped[0] |
 853                                               ((unsigned)Ptr->Untyped[1] << 8);
 854                             break;
 855     case Type::FloatTyID:
 856     case Type::UIntTyID:
 857     case Type::IntTyID:     Result.UIntVal = (unsigned)Ptr->Untyped[0] |
 858                                             ((unsigned)Ptr->Untyped[1] <<  8) |
 859                                             ((unsigned)Ptr->Untyped[2] << 16) |
 860                                             ((unsigned)Ptr->Untyped[3] << 24);
 861                             break;
 862     case Type::DoubleTyID:
 863     case Type::ULongTyID:
 864     case Type::LongTyID:
 865     case Type::PointerTyID: Result.ULongVal = (uint64_t)Ptr->Untyped[0] |
 866                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[1] <<  8) |
 867                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[2] << 16) |
 868                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[3] << 24) |
 869                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[4] << 32) |
 870                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[5] << 40) |
 871                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[6] << 48) |
 872                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[7] << 56);
 873                             break;
 874     default:
 875       cout << "Cannot load value of type " << I.getType() << "!\n";
 876     }
 877   } else {
 878     switch (I.getType()->getPrimitiveID()) {
 879     case Type::BoolTyID:
 880     case Type::UByteTyID:
 881     case Type::SByteTyID:   Result.UByteVal = Ptr->Untyped[0]; break;
 882     case Type::UShortTyID:
 883     case Type::ShortTyID:   Result.UShortVal = (unsigned)Ptr->Untyped[1] |
 884                                               ((unsigned)Ptr->Untyped[0] << 8);
 885                             break;
 886     case Type::FloatTyID:
 887     case Type::UIntTyID:
 888     case Type::IntTyID:     Result.UIntVal = (unsigned)Ptr->Untyped[3] |
 889                                             ((unsigned)Ptr->Untyped[2] <<  8) |
 890                                             ((unsigned)Ptr->Untyped[1] << 16) |
 891                                             ((unsigned)Ptr->Untyped[0] << 24);
 892                             break;
 893     case Type::DoubleTyID:
 894     case Type::ULongTyID:
 895     case Type::LongTyID:
 896     case Type::PointerTyID: Result.ULongVal = (uint64_t)Ptr->Untyped[7] |
 897                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[6] <<  8) |
 898                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[5] << 16) |
 899                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[4] << 24) |
 900                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[3] << 32) |
 901                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[2] << 40) |
 902                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[1] << 48) |
 903                                              ((uint64_t)Ptr->Untyped[0] << 56);
 904                             break;
 905     default:
 906       cout << "Cannot load value of type " << I.getType() << "!\n";
 907     }
 908   }
 909
 910   SetValue(&I, Result, SF);
 911 }
 912
 913 static void StoreValueToMemory(GenericValue Val, GenericValue *Ptr,
 914                                const Type *Ty) {
 915   if (TD.isLittleEndian()) {
 916     switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 917     case Type::BoolTyID:
 918     case Type::UByteTyID:
 919     case Type::SByteTyID:   Ptr->Untyped[0] = Val.UByteVal; break;
 920     case Type::UShortTyID:
 921     case Type::ShortTyID:   Ptr->Untyped[0] = Val.UShortVal & 255;
 922                             Ptr->Untyped[1] = (Val.UShortVal >> 8) & 255;
 923                             break;
 924     case Type::FloatTyID:
 925     case Type::UIntTyID:
 926     case Type::IntTyID:     Ptr->Untyped[0] =  Val.UIntVal        & 255;
 927                             Ptr->Untyped[1] = (Val.UIntVal >>  8) & 255;
 928                             Ptr->Untyped[2] = (Val.UIntVal >> 16) & 255;
 929                             Ptr->Untyped[3] = (Val.UIntVal >> 24) & 255;
 930                             break;
 931     case Type::DoubleTyID:
 932     case Type::ULongTyID:
 933     case Type::LongTyID:
 934     case Type::PointerTyID: Ptr->Untyped[0] =  Val.ULongVal        & 255;
 935                             Ptr->Untyped[1] = (Val.ULongVal >>  8) & 255;
 936                             Ptr->Untyped[2] = (Val.ULongVal >> 16) & 255;
 937                             Ptr->Untyped[3] = (Val.ULongVal >> 24) & 255;
 938                             Ptr->Untyped[4] = (Val.ULongVal >> 32) & 255;
 939                             Ptr->Untyped[5] = (Val.ULongVal >> 40) & 255;
 940                             Ptr->Untyped[6] = (Val.ULongVal >> 48) & 255;
 941                             Ptr->Untyped[7] = (Val.ULongVal >> 56) & 255;
 942                             break;
 943     default:
 944       cout << "Cannot store value of type " << Ty << "!\n";
 945     }
 946   } else {
 947     switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 948     case Type::BoolTyID:
 949     case Type::UByteTyID:
 950     case Type::SByteTyID:   Ptr->Untyped[0] = Val.UByteVal; break;
 951     case Type::UShortTyID:
 952     case Type::ShortTyID:   Ptr->Untyped[1] = Val.UShortVal & 255;
 953                             Ptr->Untyped[0] = (Val.UShortVal >> 8) & 255;
 954                             break;
 955     case Type::FloatTyID:
 956     case Type::UIntTyID:
 957     case Type::IntTyID:     Ptr->Untyped[3] =  Val.UIntVal        & 255;
 958                             Ptr->Untyped[2] = (Val.UIntVal >>  8) & 255;
 959                             Ptr->Untyped[1] = (Val.UIntVal >> 16) & 255;
 960                             Ptr->Untyped[0] = (Val.UIntVal >> 24) & 255;
 961                             break;
 962     case Type::DoubleTyID:
 963     case Type::ULongTyID:
 964     case Type::LongTyID:
 965     case Type::PointerTyID: Ptr->Untyped[7] =  Val.ULongVal        & 255;
 966                             Ptr->Untyped[6] = (Val.ULongVal >>  8) & 255;
 967                             Ptr->Untyped[5] = (Val.ULongVal >> 16) & 255;
 968                             Ptr->Untyped[4] = (Val.ULongVal >> 24) & 255;
 969                             Ptr->Untyped[3] = (Val.ULongVal >> 32) & 255;
 970                             Ptr->Untyped[2] = (Val.ULongVal >> 40) & 255;
 971                             Ptr->Untyped[1] = (Val.ULongVal >> 48) & 255;
 972                             Ptr->Untyped[0] = (Val.ULongVal >> 56) & 255;
 973                             break;
 974     default:
 975       cout << "Cannot store value of type " << Ty << "!\n";
 976     }
 977   }
 978 }
 979
 980 static void executeStoreInst(StoreInst &I, ExecutionContext &SF) {
 981   GenericValue Val = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 982   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 983   StoreValueToMemory(Val, (GenericValue *)SRC.PointerVal,
 984                      I.getOperand(0)->getType());
 985 }
 986
 987
 988 GenericValue Interpreter::CreateArgv(const std::vector<std::string> &InputArgv){
 989   // Pointers are 64 bits...
 990   PointerTy *Result = new PointerTy[InputArgv.size()+1];  // 64 bit assumption
 991
 992   for (unsigned i = 0; i < InputArgv.size(); ++i) {
 993     unsigned Size = InputArgv[i].size()+1;
 994     char *Dest = new char[Size];
 995     copy(InputArgv[i].begin(), InputArgv[i].end(), Dest);
 996     Dest[Size-1] = 0;
 997
 998     GenericValue GV; GV.PointerVal = (PointerTy)Dest;
 999     // Endian safe: Result[i] = (PointerTy)Dest;
1000     StoreValueToMemory(GV, (GenericValue*)(Result+i),
1001                        Type::LongTy);  // 64 bit assumption
1002   }
1003
1004   Result[InputArgv.size()] = 0;
1005   GenericValue GV; GV.PointerVal = (PointerTy)Result;
1006   return GV;
1007 }
1008
1009
1010 //===----------------------------------------------------------------------===//
1011 //                 Miscellaneous Instruction Implementations
1012 //===----------------------------------------------------------------------===//
1013
1014 void Interpreter::executeCallInst(CallInst &I, ExecutionContext &SF) {
1015   ECStack.back().Caller = &I;
1016   vector<GenericValue> ArgVals;
1017   ArgVals.reserve(I.getNumOperands()-1);
1018   for (unsigned i = 1; i < I.getNumOperands(); ++i)
1019     ArgVals.push_back(getOperandValue(I.getOperand(i), SF));
1020
1021   // To handle indirect calls, we must get the pointer value from the argument
1022   // and treat it as a function pointer.
1023   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getCalledValue(), SF);
1024
1025   callMethod((Function*)SRC.PointerVal, ArgVals);
1026 }
1027
1028 static void executePHINode(PHINode &I, ExecutionContext &SF) {
1029   BasicBlock *PrevBB = SF.PrevBB;
1030   Value *IncomingValue = 0;
1031
1032   // Search for the value corresponding to this previous bb...
1033   for (unsigned i = I.getNumIncomingValues(); i > 0;) {
1034     if (I.getIncomingBlock(--i) == PrevBB) {
1035       IncomingValue = I.getIncomingValue(i);
1036       break;
1037     }
1038   }
1039   assert(IncomingValue && "No PHI node predecessor for current PrevBB!");
1040
1041   // Found the value, set as the result...
1042   SetValue(&I, getOperandValue(IncomingValue, SF), SF);
1043 }
1044
1045 #define IMPLEMENT_SHIFT(OP, TY) \
1046    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src1.TY##Val OP Src2.UByteVal; break
1047
1048 static void executeShlInst(ShiftInst &I, ExecutionContext &SF) {
1049   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
1050   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
1051   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
1052   GenericValue Dest;
1053
1054   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
1055     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UByte);
1056     IMPLEMENT_SHIFT(<<, SByte);
1057     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UShort);
1058     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Short);
1059     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UInt);
1060     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Int);
1061     IMPLEMENT_SHIFT(<<, ULong);
1062     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Long);
1063     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Pointer);
1064   default:
1065     cout << "Unhandled type for Shl instruction: " << Ty << "\n";
1066   }
1067   SetValue(&I, Dest, SF);
1068 }
1069
1070 static void executeShrInst(ShiftInst &I, ExecutionContext &SF) {
1071   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
1072   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
1073   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
1074   GenericValue Dest;
1075
1076   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
1077     IMPLEMENT_SHIFT(>>, UByte);
1078     IMPLEMENT_SHIFT(>>, SByte);
1079     IMPLEMENT_SHIFT(>>, UShort);
1080     IMPLEMENT_SHIFT(>>, Short);
1081     IMPLEMENT_SHIFT(>>, UInt);
1082     IMPLEMENT_SHIFT(>>, Int);
1083     IMPLEMENT_SHIFT(>>, ULong);
1084     IMPLEMENT_SHIFT(>>, Long);
1085     IMPLEMENT_SHIFT(>>, Pointer);
1086   default:
1087     cout << "Unhandled type for Shr instruction: " << Ty << "\n";
1088   }
1089   SetValue(&I, Dest, SF);
1090 }
1091
1092 #define IMPLEMENT_CAST(DTY, DCTY, STY) \
1093    case Type::STY##TyID: Dest.DTY##Val = DCTY Src.STY##Val; break;
1094
1095 #define IMPLEMENT_CAST_CASE_START(DESTTY, DESTCTY)    \
1096   case Type::DESTTY##TyID:                      \
1097     switch (SrcTy->getPrimitiveID()) {          \
1098       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Bool);    \
1099       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UByte);   \
1100       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, SByte);   \
1101       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UShort);  \
1102       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Short);   \
1103       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UInt);    \
1104       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Int);     \
1105       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, ULong);   \
1106       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Long);    \
1107       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Pointer);
1108
1109 #define IMPLEMENT_CAST_CASE_FP_IMP(DESTTY, DESTCTY) \
1110       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Float);   \
1111       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Double)
1112
1113 #define IMPLEMENT_CAST_CASE_END()    \
1114     default: cout << "Unhandled cast: " << SrcTy << " to " << Ty << "\n";  \
1115       break;                                    \
1116     }                                           \
1117     break
1118
1119 #define IMPLEMENT_CAST_CASE(DESTTY, DESTCTY) \
1120    IMPLEMENT_CAST_CASE_START(DESTTY, DESTCTY);   \
1121    IMPLEMENT_CAST_CASE_FP_IMP(DESTTY, DESTCTY); \
1122    IMPLEMENT_CAST_CASE_END()
1123
1124 static GenericValue executeCastOperation(Value *SrcVal, const Type *Ty,
1125                                          ExecutionContext &SF) {
1126   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
1127   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1128
1129   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
1130     IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char));
1131     IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (  signed char));
1132     IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short));
1133     IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (  signed short));
1134     IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int ));
1135     IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (  signed int ));
1136     IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t));
1137     IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , ( int64_t));
1138     IMPLEMENT_CAST_CASE(Pointer, (PointerTy));
1139     IMPLEMENT_CAST_CASE(Float  , (float));
1140     IMPLEMENT_CAST_CASE(Double , (double));
1141   default:
1142     cout << "Unhandled dest type for cast instruction: " << Ty << "\n";
1143   }
1144
1145   return Dest;
1146 }
1147
1148
1149 static void executeCastInst(CastInst &I, ExecutionContext &SF) {
1150   SetValue(&I, executeCastOperation(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1151 }
1152
1153
1154 //===----------------------------------------------------------------------===//
1155 //                        Dispatch and Execution Code
1156 //===----------------------------------------------------------------------===//
1157
1158 MethodInfo::MethodInfo(Function *F) : Annotation(MethodInfoAID) {
1159   // Assign slot numbers to the function arguments...
1160   for (Function::const_aiterator AI = F->abegin(), E = F->aend(); AI != E; ++AI)
1161     AI->addAnnotation(new SlotNumber(getValueSlot(AI)));
1162
1163   // Iterate over all of the instructions...
1164   unsigned InstNum = 0;
1165   for (Function::iterator BB = F->begin(), BBE = F->end(); BB != BBE; ++BB)
1166     for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), IE = BB->end(); II != IE; ++II)
1167       // For each instruction... Add Annote
1168       II->addAnnotation(new InstNumber(++InstNum, getValueSlot(II)));
1169 }
1170
1171 unsigned MethodInfo::getValueSlot(const Value *V) {
1172   unsigned Plane = V->getType()->getUniqueID();
1173   if (Plane >= NumPlaneElements.size())
1174     NumPlaneElements.resize(Plane+1, 0);
1175   return NumPlaneElements[Plane]++;
1176 }
1177
1178
1179 //===----------------------------------------------------------------------===//
1180 // callMethod - Execute the specified function...
1181 //
1182 void Interpreter::callMethod(Function *M, const vector<GenericValue> &ArgVals) {
1183   assert((ECStack.empty() || ECStack.back().Caller == 0 ||
1184           ECStack.back().Caller->getNumOperands()-1 == ArgVals.size()) &&
1185          "Incorrect number of arguments passed into function call!");
1186   if (M->isExternal()) {
1187     GenericValue Result = callExternalMethod(M, ArgVals);
1188     const Type *RetTy = M->getReturnType();
1189
1190     // Copy the result back into the result variable if we are not returning
1191     // void.
1192     if (RetTy != Type::VoidTy) {
1193       if (!ECStack.empty() && ECStack.back().Caller) {
1194         ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1195         SetValue(SF.Caller, Result, SF);
1196
1197         SF.Caller = 0;          // We returned from the call...
1198       } else if (!QuietMode) {
1199         // print it.
1200         CW << "Function " << M->getType() << " \"" << M->getName()
1201            << "\" returned ";
1202         print(RetTy, Result);
1203         cout << "\n";
1204
1205         if (RetTy->isIntegral())
1206           ExitCode = Result.IntVal;   // Capture the exit code of the program
1207       }
1208     }
1209
1210     return;
1211   }
1212
1213   // Process the function, assigning instruction numbers to the instructions in
1214   // the function.  Also calculate the number of values for each type slot
1215   // active.
1216   //
1217   MethodInfo *MethInfo = (MethodInfo*)M->getOrCreateAnnotation(MethodInfoAID);
1218   ECStack.push_back(ExecutionContext());         // Make a new stack frame...
1219
1220   ExecutionContext &StackFrame = ECStack.back(); // Fill it in...
1221   StackFrame.CurMethod = M;
1222   StackFrame.CurBB     = M->begin();
1223   StackFrame.CurInst   = StackFrame.CurBB->begin();
1224   StackFrame.MethInfo  = MethInfo;
1225
1226   // Initialize the values to nothing...
1227   StackFrame.Values.resize(MethInfo->NumPlaneElements.size());
1228   for (unsigned i = 0; i < MethInfo->NumPlaneElements.size(); ++i) {
1229     StackFrame.Values[i].resize(MethInfo->NumPlaneElements[i]);
1230
1231     // Taint the initial values of stuff
1232     memset(&StackFrame.Values[i][0], 42,
1233            MethInfo->NumPlaneElements[i]*sizeof(GenericValue));
1234   }
1235
1236   StackFrame.PrevBB = 0;  // No previous BB for PHI nodes...
1237
1238
1239   // Run through the function arguments and initialize their values...
1240   assert(ArgVals.size() == M->asize() &&
1241          "Invalid number of values passed to function invocation!");
1242   unsigned i = 0;
1243   for (Function::aiterator AI = M->abegin(), E = M->aend(); AI != E; ++AI, ++i)
1244     SetValue(AI, ArgVals[i], StackFrame);
1245 }
1246
1247 // executeInstruction - Interpret a single instruction, increment the "PC", and
1248 // return true if the next instruction is a breakpoint...
1249 //
1250 bool Interpreter::executeInstruction() {
1251   assert(!ECStack.empty() && "No program running, cannot execute inst!");
1252
1253   ExecutionContext &SF = ECStack.back();  // Current stack frame
1254   Instruction &I = *SF.CurInst++;         // Increment before execute
1255
1256   if (Trace)
1257     CW << "Run:" << I;
1258
1259   // Track the number of dynamic instructions executed.
1260   ++NumDynamicInsts;
1261
1262   // Set a sigsetjmp buffer so that we can recover if an error happens during
1263   // instruction execution...
1264   //
1265   if (int SigNo = sigsetjmp(SignalRecoverBuffer, 1)) {
1266     --SF.CurInst;   // Back up to erroring instruction
1267     if (SigNo != SIGINT) {
1268       cout << "EXCEPTION OCCURRED [" << strsignal(SigNo) << "]:\n";
1269       printStackTrace();
1270       // If -abort-on-exception was specified, terminate LLI instead of trying
1271       // to debug it.
1272       //
1273       if (AbortOnExceptions) exit(1);
1274     } else if (SigNo == SIGINT) {
1275       cout << "CTRL-C Detected, execution halted.\n";
1276     }
1277     InInstruction = false;
1278     return true;
1279   }
1280
1281   InInstruction = true;
1282   if (I.isBinaryOp()) {
1283     executeBinaryInst(cast<BinaryOperator>(I), SF);
1284   } else {
1285     switch (I.getOpcode()) {
1286       // Terminators
1287     case Instruction::Ret:     executeRetInst  (cast<ReturnInst>(I), SF); break;
1288     case Instruction::Br:      executeBrInst   (cast<BranchInst>(I), SF); break;
1289       // Memory Instructions
1290     case Instruction::Alloca:
1291     case Instruction::Malloc:  executeAllocInst((AllocationInst&)I, SF); break;
1292     case Instruction::Free:    executeFreeInst (cast<FreeInst> (I), SF); break;
1293     case Instruction::Load:    executeLoadInst (cast<LoadInst> (I), SF); break;
1294     case Instruction::Store:   executeStoreInst(cast<StoreInst>(I), SF); break;
1295     case Instruction::GetElementPtr:
1296                           executeGEPInst(cast<GetElementPtrInst>(I), SF); break;
1297
1298       // Miscellaneous Instructions
1299     case Instruction::Call:    executeCallInst (cast<CallInst> (I), SF); break;
1300     case Instruction::PHINode: executePHINode  (cast<PHINode>  (I), SF); break;
1301     case Instruction::Shl:     executeShlInst  (cast<ShiftInst>(I), SF); break;
1302     case Instruction::Shr:     executeShrInst  (cast<ShiftInst>(I), SF); break;
1303     case Instruction::Cast:    executeCastInst (cast<CastInst> (I), SF); break;
1304     default:
1305       cout << "Don't know how to execute this instruction!\n-->" << I;
1306     }
1307   }
1308   InInstruction = false;
1309
1310   // Reset the current frame location to the top of stack
1311   CurFrame = ECStack.size()-1;
1312
1313   if (CurFrame == -1) return false;  // No breakpoint if no code
1314
1315   // Return true if there is a breakpoint annotation on the instruction...
1316   return ECStack[CurFrame].CurInst->getAnnotation(BreakpointAID) != 0;
1317 }
1318
1319 void Interpreter::stepInstruction() {  // Do the 'step' command
1320   if (ECStack.empty()) {
1321     cout << "Error: no program running, cannot step!\n";
1322     return;
1323   }
1324
1325   // Run an instruction...
1326   executeInstruction();
1327
1328   // Print the next instruction to execute...
1329   printCurrentInstruction();
1330 }
1331
1332 // --- UI Stuff...
1333 void Interpreter::nextInstruction() {  // Do the 'next' command
1334   if (ECStack.empty()) {
1335     cout << "Error: no program running, cannot 'next'!\n";
1336     return;
1337   }
1338
1339   // If this is a call instruction, step over the call instruction...
1340   // TODO: ICALL, CALL WITH, ...
1341   if (ECStack.back().CurInst->getOpcode() == Instruction::Call) {
1342     unsigned StackSize = ECStack.size();
1343     // Step into the function...
1344     if (executeInstruction()) {
1345       // Hit a breakpoint, print current instruction, then return to user...
1346       cout << "Breakpoint hit!\n";
1347       printCurrentInstruction();
1348       return;
1349     }
1350
1351     // If we we able to step into the function, finish it now.  We might not be
1352     // able the step into a function, if it's external for example.
1353     if (ECStack.size() != StackSize)
1354       finish(); // Finish executing the function...
1355     else
1356       printCurrentInstruction();
1357
1358   } else {
1359     // Normal instruction, just step...
1360     stepInstruction();
1361   }
1362 }
1363
1364 void Interpreter::run() {
1365   if (ECStack.empty()) {
1366     cout << "Error: no program running, cannot run!\n";
1367     return;
1368   }
1369
1370   bool HitBreakpoint = false;
1371   while (!ECStack.empty() && !HitBreakpoint) {
1372     // Run an instruction...
1373     HitBreakpoint = executeInstruction();
1374   }
1375
1376   if (HitBreakpoint) {
1377     cout << "Breakpoint hit!\n";
1378   }
1379   // Print the next instruction to execute...
1380   printCurrentInstruction();
1381 }
1382
1383 void Interpreter::finish() {
1384   if (ECStack.empty()) {
1385     cout << "Error: no program running, cannot run!\n";
1386     return;
1387   }
1388
1389   unsigned StackSize = ECStack.size();
1390   bool HitBreakpoint = false;
1391   while (ECStack.size() >= StackSize && !HitBreakpoint) {
1392     // Run an instruction...
1393     HitBreakpoint = executeInstruction();
1394   }
1395
1396   if (HitBreakpoint) {
1397     cout << "Breakpoint hit!\n";
1398   }
1399
1400   // Print the next instruction to execute...
1401   printCurrentInstruction();
1402 }
1403
1404
1405
1406 // printCurrentInstruction - Print out the instruction that the virtual PC is
1407 // at, or fail silently if no program is running.
1408 //
1409 void Interpreter::printCurrentInstruction() {
1410   if (!ECStack.empty()) {
1411     if (ECStack.back().CurBB->begin() == ECStack.back().CurInst)  // print label
1412       WriteAsOperand(cout, ECStack.back().CurBB) << ":\n";
1413
1414     Instruction &I = *ECStack.back().CurInst;
1415     InstNumber *IN = (InstNumber*)I.getAnnotation(SlotNumberAID);
1416     assert(IN && "Instruction has no numbering annotation!");
1417     cout << "#" << IN->InstNum << I;
1418   }
1419 }
1420
1421 void Interpreter::printValue(const Type *Ty, GenericValue V) {
1422   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
1423   case Type::BoolTyID:   cout << (V.BoolVal?"true":"false"); break;
1424   case Type::SByteTyID:
1425     cout << (int)V.SByteVal << " '" << V.SByteVal << "'";  break;
1426   case Type::UByteTyID:
1427     cout << (unsigned)V.UByteVal << " '" << V.UByteVal << "'";  break;
1428   case Type::ShortTyID:  cout << V.ShortVal;  break;
1429   case Type::UShortTyID: cout << V.UShortVal; break;
1430   case Type::IntTyID:    cout << V.IntVal;    break;
1431   case Type::UIntTyID:   cout << V.UIntVal;   break;
1432   case Type::LongTyID:   cout << (long)V.LongVal;   break;
1433   case Type::ULongTyID:  cout << (unsigned long)V.ULongVal;  break;
1434   case Type::FloatTyID:  cout << V.FloatVal;  break;
1435   case Type::DoubleTyID: cout << V.DoubleVal; break;
1436   case Type::PointerTyID:cout << (void*)V.PointerVal; break;
1437   default:
1438     cout << "- Don't know how to print value of this type!";
1439     break;
1440   }
1441 }
1442
1443 void Interpreter::print(const Type *Ty, GenericValue V) {
1444   CW << Ty << " ";
1445   printValue(Ty, V);
1446 }
1447
1448 void Interpreter::print(const std::string &Name) {
1449   Value *PickedVal = ChooseOneOption(Name, LookupMatchingNames(Name));
1450   if (!PickedVal) return;
1451
1452   if (const Function *F = dyn_cast<const Function>(PickedVal)) {
1453     CW << F;  // Print the function
1454   } else if (const Type *Ty = dyn_cast<const Type>(PickedVal)) {
1455     CW << "type %" << Name << " = " << Ty->getDescription() << "\n";
1456   } else if (const BasicBlock *BB = dyn_cast<const BasicBlock>(PickedVal)) {
1457     CW << BB;   // Print the basic block
1458   } else {      // Otherwise there should be an annotation for the slot#
1459     print(PickedVal->getType(),
1460           getOperandValue(PickedVal, ECStack[CurFrame]));
1461     cout << "\n";
1462   }
1463 }
1464
1465 void Interpreter::infoValue(const std::string &Name) {
1466   Value *PickedVal = ChooseOneOption(Name, LookupMatchingNames(Name));
1467   if (!PickedVal) return;
1468
1469   cout << "Value: ";
1470   print(PickedVal->getType(),
1471         getOperandValue(PickedVal, ECStack[CurFrame]));
1472   cout << "\n";
1473   printOperandInfo(PickedVal, ECStack[CurFrame]);
1474 }
1475
1476 // printStackFrame - Print information about the specified stack frame, or -1
1477 // for the default one.
1478 //
1479 void Interpreter::printStackFrame(int FrameNo) {
1480   if (FrameNo == -1) FrameNo = CurFrame;
1481   Function *F = ECStack[FrameNo].CurMethod;
1482   const Type *RetTy = F->getReturnType();
1483
1484   CW << ((FrameNo == CurFrame) ? '>' : '-') << "#" << FrameNo << ". "
1485      << (Value*)RetTy << " \"" << F->getName() << "\"(";
1486
1487   unsigned i = 0;
1488   for (Function::aiterator I = F->abegin(), E = F->aend(); I != E; ++I, ++i) {
1489     if (i != 0) cout << ", ";
1490     CW << *I << "=";
1491
1492     printValue(I->getType(), getOperandValue(I, ECStack[FrameNo]));
1493   }
1494
1495   cout << ")\n";
1496
1497   if (FrameNo != int(ECStack.size()-1)) {
1498     BasicBlock::iterator I = ECStack[FrameNo].CurInst;
1499     CW << --I;
1500   } else {
1501     CW << *ECStack[FrameNo].CurInst;
1502   }
1503 }
1504