lib/ExecutionEngine/Interpreter/Execution.cpp

   1 //===-- Execution.cpp - Implement code to simulate the program ------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source 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/CodeGen/IntrinsicLowering.h"
  20 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  21 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  22 #include "llvm/Support/Debug.h"
  23 #include <cmath>
  24 using namespace llvm;
  25
  26 STATISTIC(NumDynamicInsts, "Number of dynamic instructions executed");
  27 static Interpreter *TheEE = 0;
  28
  29
  30 //===----------------------------------------------------------------------===//
  31 //                     Value Manipulation code
  32 //===----------------------------------------------------------------------===//
  33
  34 static GenericValue executeAddInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  35                                    const Type *Ty);
  36 static GenericValue executeSubInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  37                                    const Type *Ty);
  38 static GenericValue executeMulInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  39                                    const Type *Ty);
  40 static GenericValue executeUDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  41                                     const Type *Ty);
  42 static GenericValue executeSDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  43                                     const Type *Ty);
  44 static GenericValue executeFDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  45                                     const Type *Ty);
  46 static GenericValue executeURemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  47                                     const Type *Ty);
  48 static GenericValue executeSRemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  49                                     const Type *Ty);
  50 static GenericValue executeFRemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  51                                     const Type *Ty);
  52 static GenericValue executeAndInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  53                                    const Type *Ty);
  54 static GenericValue executeOrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  55                                    const Type *Ty);
  56 static GenericValue executeXorInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  57                                    const Type *Ty);
  58 static GenericValue executeSetEQInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  59                                    const Type *Ty);
  60 static GenericValue executeSetNEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  61                                    const Type *Ty);
  62 static GenericValue executeSetLTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  63                                    const Type *Ty);
  64 static GenericValue executeSetGTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  65                                    const Type *Ty);
  66 static GenericValue executeSetLEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  67                                    const Type *Ty);
  68 static GenericValue executeSetGEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  69                                    const Type *Ty);
  70 static GenericValue executeShlInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  71                                    const Type *Ty);
  72 static GenericValue executeLShrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  73                                     const Type *Ty);
  74 static GenericValue executeAShrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  75                                     const Type *Ty);
  76 static GenericValue executeSelectInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
  77                                       GenericValue Src3);
  78
  79 GenericValue Interpreter::getConstantExprValue (ConstantExpr *CE,
  80                                                 ExecutionContext &SF) {
  81   switch (CE->getOpcode()) {
  82   case Instruction::Trunc:
  83   case Instruction::ZExt:
  84   case Instruction::SExt:
  85   case Instruction::FPTrunc:
  86   case Instruction::FPExt:
  87   case Instruction::UIToFP:
  88   case Instruction::SIToFP:
  89   case Instruction::FPToUI:
  90   case Instruction::FPToSI:
  91   case Instruction::PtrToInt:
  92   case Instruction::IntToPtr:
  93   case Instruction::BitCast:
  94     return executeCastOperation(Instruction::CastOps(CE->getOpcode()),
  95                                 CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
  96   case Instruction::GetElementPtr:
  97     return executeGEPOperation(CE->getOperand(0), gep_type_begin(CE),
  98                                gep_type_end(CE), SF);
  99   case Instruction::Add:
 100     return executeAddInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 101                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 102                           CE->getOperand(0)->getType());
 103   case Instruction::Sub:
 104     return executeSubInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 105                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 106                           CE->getOperand(0)->getType());
 107   case Instruction::Mul:
 108     return executeMulInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 109                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 110                           CE->getOperand(0)->getType());
 111   case Instruction::SDiv:
 112     return executeSDivInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 113                            getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 114                            CE->getOperand(0)->getType());
 115   case Instruction::UDiv:
 116     return executeUDivInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 117                            getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 118                            CE->getOperand(0)->getType());
 119   case Instruction::FDiv:
 120     return executeFDivInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 121                            getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 122                            CE->getOperand(0)->getType());
 123   case Instruction::URem:
 124     return executeURemInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 125                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 126                           CE->getOperand(0)->getType());
 127   case Instruction::SRem:
 128     return executeSRemInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 129                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 130                           CE->getOperand(0)->getType());
 131   case Instruction::FRem:
 132     return executeFRemInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 133                            getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 134                            CE->getOperand(0)->getType());
 135   case Instruction::And:
 136     return executeAndInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 137                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 138                           CE->getOperand(0)->getType());
 139   case Instruction::Or:
 140     return executeOrInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 141                          getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 142                          CE->getOperand(0)->getType());
 143   case Instruction::Xor:
 144     return executeXorInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 145                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 146                           CE->getOperand(0)->getType());
 147   case Instruction::SetEQ:
 148     return executeSetEQInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 149                             getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 150                             CE->getOperand(0)->getType());
 151   case Instruction::SetNE:
 152     return executeSetNEInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 153                             getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 154                             CE->getOperand(0)->getType());
 155   case Instruction::SetLE:
 156     return executeSetLEInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 157                             getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 158                             CE->getOperand(0)->getType());
 159   case Instruction::SetGE:
 160     return executeSetGEInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 161                             getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 162                             CE->getOperand(0)->getType());
 163   case Instruction::SetLT:
 164     return executeSetLTInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 165                             getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 166                             CE->getOperand(0)->getType());
 167   case Instruction::SetGT:
 168     return executeSetGTInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 169                             getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 170                             CE->getOperand(0)->getType());
 171   case Instruction::Shl:
 172     return executeShlInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 173                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 174                           CE->getOperand(0)->getType());
 175   case Instruction::LShr:
 176     return executeLShrInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 177                            getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 178                            CE->getOperand(0)->getType());
 179   case Instruction::AShr:
 180     return executeAShrInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 181                            getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 182                            CE->getOperand(0)->getType());
 183   case Instruction::Select:
 184     return executeSelectInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
 185                              getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
 186                              getOperandValue(CE->getOperand(2), SF));
 187   default:
 188     cerr << "Unhandled ConstantExpr: " << *CE << "\n";
 189     abort();
 190     return GenericValue();
 191   }
 192 }
 193
 194 GenericValue Interpreter::getOperandValue(Value *V, ExecutionContext &SF) {
 195   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
 196     return getConstantExprValue(CE, SF);
 197   } else if (Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(V)) {
 198     return getConstantValue(CPV);
 199   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
 200     return PTOGV(getPointerToGlobal(GV));
 201   } else {
 202     return SF.Values[V];
 203   }
 204 }
 205
 206 static void SetValue(Value *V, GenericValue Val, ExecutionContext &SF) {
 207   SF.Values[V] = Val;
 208 }
 209
 210 void Interpreter::initializeExecutionEngine() {
 211   TheEE = this;
 212 }
 213
 214 //===----------------------------------------------------------------------===//
 215 //                    Binary Instruction Implementations
 216 //===----------------------------------------------------------------------===//
 217
 218 #define IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(OP, TY) \
 219    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val; break
 220
 221 static GenericValue executeAddInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 222                                    const Type *Ty) {
 223   GenericValue Dest;
 224   switch (Ty->getTypeID()) {
 225     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UByte);
 226     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, SByte);
 227     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UShort);
 228     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Short);
 229     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, UInt);
 230     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Int);
 231     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, ULong);
 232     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Long);
 233     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Float);
 234     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Double);
 235   default:
 236     cerr << "Unhandled type for Add instruction: " << *Ty << "\n";
 237     abort();
 238   }
 239   return Dest;
 240 }
 241
 242 static GenericValue executeSubInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 243                                    const Type *Ty) {
 244   GenericValue Dest;
 245   switch (Ty->getTypeID()) {
 246     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UByte);
 247     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, SByte);
 248     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UShort);
 249     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Short);
 250     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, UInt);
 251     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Int);
 252     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, ULong);
 253     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Long);
 254     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Float);
 255     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Double);
 256   default:
 257     cerr << "Unhandled type for Sub instruction: " << *Ty << "\n";
 258     abort();
 259   }
 260   return Dest;
 261 }
 262
 263 static GenericValue executeMulInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 264                                    const Type *Ty) {
 265   GenericValue Dest;
 266   switch (Ty->getTypeID()) {
 267     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UByte);
 268     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, SByte);
 269     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UShort);
 270     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Short);
 271     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, UInt);
 272     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Int);
 273     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, ULong);
 274     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Long);
 275     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Float);
 276     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Double);
 277   default:
 278     cerr << "Unhandled type for Mul instruction: " << *Ty << "\n";
 279     abort();
 280   }
 281   return Dest;
 282 }
 283
 284 #define IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(OP, TY1, TY2) \
 285    case Type::TY2##TyID: IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(OP, TY1)
 286
 287 static GenericValue executeUDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 288                                    const Type *Ty) {
 289   GenericValue Dest;
 290   switch (Ty->getTypeID()) {
 291     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, UByte,  SByte);
 292     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, UShort, Short);
 293     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, UInt,   Int);
 294     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, ULong,  Long);
 295   default:
 296     cerr << "Unhandled type for UDiv instruction: " << *Ty << "\n";
 297     abort();
 298   }
 299   return Dest;
 300 }
 301
 302 static GenericValue executeSDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 303                                    const Type *Ty) {
 304   GenericValue Dest;
 305   switch (Ty->getTypeID()) {
 306     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, SByte, UByte);
 307     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, Short, UShort);
 308     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, Int,   UInt);
 309     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(/, Long,  ULong);
 310   default:
 311     cerr << "Unhandled type for SDiv instruction: " << *Ty << "\n";
 312     abort();
 313   }
 314   return Dest;
 315 }
 316
 317 static GenericValue executeFDivInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 318                                    const Type *Ty) {
 319   GenericValue Dest;
 320   switch (Ty->getTypeID()) {
 321     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Float);
 322     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Double);
 323   default:
 324     cerr << "Unhandled type for Div instruction: " << *Ty << "\n";
 325     abort();
 326   }
 327   return Dest;
 328 }
 329
 330 static GenericValue executeURemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 331                                    const Type *Ty) {
 332   GenericValue Dest;
 333   switch (Ty->getTypeID()) {
 334     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, UByte,  SByte);
 335     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, UShort, Short);
 336     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, UInt,   Int);
 337     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, ULong,  Long);
 338   default:
 339     cerr << "Unhandled type for URem instruction: " << *Ty << "\n";
 340     abort();
 341   }
 342   return Dest;
 343 }
 344
 345 static GenericValue executeSRemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 346                                    const Type *Ty) {
 347   GenericValue Dest;
 348   switch (Ty->getTypeID()) {
 349     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, SByte, UByte);
 350     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, Short, UShort);
 351     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, Int,   UInt);
 352     IMPLEMENT_SIGNLESS_BINOP(%, Long,  ULong);
 353   default:
 354     cerr << "Unhandled type for Rem instruction: " << *Ty << "\n";
 355     abort();
 356   }
 357   return Dest;
 358 }
 359
 360 static GenericValue executeFRemInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 361                                    const Type *Ty) {
 362   GenericValue Dest;
 363   switch (Ty->getTypeID()) {
 364   case Type::FloatTyID:
 365     Dest.FloatVal = fmod(Src1.FloatVal, Src2.FloatVal);
 366     break;
 367   case Type::DoubleTyID:
 368     Dest.DoubleVal = fmod(Src1.DoubleVal, Src2.DoubleVal);
 369     break;
 370   default:
 371     cerr << "Unhandled type for Rem instruction: " << *Ty << "\n";
 372     abort();
 373   }
 374   return Dest;
 375 }
 376
 377 static GenericValue executeAndInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 378                                    const Type *Ty) {
 379   GenericValue Dest;
 380   switch (Ty->getTypeID()) {
 381     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Bool);
 382     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, UByte);
 383     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, SByte);
 384     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, UShort);
 385     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Short);
 386     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, UInt);
 387     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Int);
 388     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, ULong);
 389     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(&, Long);
 390   default:
 391     cerr << "Unhandled type for And instruction: " << *Ty << "\n";
 392     abort();
 393   }
 394   return Dest;
 395 }
 396
 397 static GenericValue executeOrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 398                                   const Type *Ty) {
 399   GenericValue Dest;
 400   switch (Ty->getTypeID()) {
 401     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Bool);
 402     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UByte);
 403     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, SByte);
 404     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UShort);
 405     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Short);
 406     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, UInt);
 407     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Int);
 408     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, ULong);
 409     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(|, Long);
 410   default:
 411     cerr << "Unhandled type for Or instruction: " << *Ty << "\n";
 412     abort();
 413   }
 414   return Dest;
 415 }
 416
 417 static GenericValue executeXorInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 418                                    const Type *Ty) {
 419   GenericValue Dest;
 420   switch (Ty->getTypeID()) {
 421     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Bool);
 422     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UByte);
 423     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, SByte);
 424     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UShort);
 425     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Short);
 426     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, UInt);
 427     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Int);
 428     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, ULong);
 429     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(^, Long);
 430   default:
 431     cerr << "Unhandled type for Xor instruction: " << *Ty << "\n";
 432     abort();
 433   }
 434   return Dest;
 435 }
 436
 437 #define IMPLEMENT_SETCC(OP, TY) \
 438    case Type::TY##TyID: Dest.BoolVal = Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val; break
 439
 440 // Handle pointers specially because they must be compared with only as much
 441 // width as the host has.  We _do not_ want to be comparing 64 bit values when
 442 // running on a 32-bit target, otherwise the upper 32 bits might mess up
 443 // comparisons if they contain garbage.
 444 #define IMPLEMENT_POINTERSETCC(OP) \
 445    case Type::PointerTyID: \
 446         Dest.BoolVal = (void*)(intptr_t)Src1.PointerVal OP \
 447                        (void*)(intptr_t)Src2.PointerVal; break
 448
 449 static GenericValue executeSetEQInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 450                                      const Type *Ty) {
 451   GenericValue Dest;
 452   switch (Ty->getTypeID()) {
 453     IMPLEMENT_SETCC(==, UByte);
 454     IMPLEMENT_SETCC(==, SByte);
 455     IMPLEMENT_SETCC(==, UShort);
 456     IMPLEMENT_SETCC(==, Short);
 457     IMPLEMENT_SETCC(==, UInt);
 458     IMPLEMENT_SETCC(==, Int);
 459     IMPLEMENT_SETCC(==, ULong);
 460     IMPLEMENT_SETCC(==, Long);
 461     IMPLEMENT_SETCC(==, Float);
 462     IMPLEMENT_SETCC(==, Double);
 463     IMPLEMENT_POINTERSETCC(==);
 464   default:
 465     cerr << "Unhandled type for SetEQ instruction: " << *Ty << "\n";
 466     abort();
 467   }
 468   return Dest;
 469 }
 470
 471 static GenericValue executeSetNEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 472                                      const Type *Ty) {
 473   GenericValue Dest;
 474   switch (Ty->getTypeID()) {
 475     IMPLEMENT_SETCC(!=, UByte);
 476     IMPLEMENT_SETCC(!=, SByte);
 477     IMPLEMENT_SETCC(!=, UShort);
 478     IMPLEMENT_SETCC(!=, Short);
 479     IMPLEMENT_SETCC(!=, UInt);
 480     IMPLEMENT_SETCC(!=, Int);
 481     IMPLEMENT_SETCC(!=, ULong);
 482     IMPLEMENT_SETCC(!=, Long);
 483     IMPLEMENT_SETCC(!=, Float);
 484     IMPLEMENT_SETCC(!=, Double);
 485     IMPLEMENT_POINTERSETCC(!=);
 486
 487   default:
 488     cerr << "Unhandled type for SetNE instruction: " << *Ty << "\n";
 489     abort();
 490   }
 491   return Dest;
 492 }
 493
 494 static GenericValue executeSetLEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 495                                      const Type *Ty) {
 496   GenericValue Dest;
 497   switch (Ty->getTypeID()) {
 498     IMPLEMENT_SETCC(<=, UByte);
 499     IMPLEMENT_SETCC(<=, SByte);
 500     IMPLEMENT_SETCC(<=, UShort);
 501     IMPLEMENT_SETCC(<=, Short);
 502     IMPLEMENT_SETCC(<=, UInt);
 503     IMPLEMENT_SETCC(<=, Int);
 504     IMPLEMENT_SETCC(<=, ULong);
 505     IMPLEMENT_SETCC(<=, Long);
 506     IMPLEMENT_SETCC(<=, Float);
 507     IMPLEMENT_SETCC(<=, Double);
 508     IMPLEMENT_POINTERSETCC(<=);
 509   default:
 510     cerr << "Unhandled type for SetLE instruction: " << *Ty << "\n";
 511     abort();
 512   }
 513   return Dest;
 514 }
 515
 516 static GenericValue executeSetGEInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 517                                      const Type *Ty) {
 518   GenericValue Dest;
 519   switch (Ty->getTypeID()) {
 520     IMPLEMENT_SETCC(>=, UByte);
 521     IMPLEMENT_SETCC(>=, SByte);
 522     IMPLEMENT_SETCC(>=, UShort);
 523     IMPLEMENT_SETCC(>=, Short);
 524     IMPLEMENT_SETCC(>=, UInt);
 525     IMPLEMENT_SETCC(>=, Int);
 526     IMPLEMENT_SETCC(>=, ULong);
 527     IMPLEMENT_SETCC(>=, Long);
 528     IMPLEMENT_SETCC(>=, Float);
 529     IMPLEMENT_SETCC(>=, Double);
 530     IMPLEMENT_POINTERSETCC(>=);
 531   default:
 532     cerr << "Unhandled type for SetGE instruction: " << *Ty << "\n";
 533     abort();
 534   }
 535   return Dest;
 536 }
 537
 538 static GenericValue executeSetLTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 539                                      const Type *Ty) {
 540   GenericValue Dest;
 541   switch (Ty->getTypeID()) {
 542     IMPLEMENT_SETCC(<, UByte);
 543     IMPLEMENT_SETCC(<, SByte);
 544     IMPLEMENT_SETCC(<, UShort);
 545     IMPLEMENT_SETCC(<, Short);
 546     IMPLEMENT_SETCC(<, UInt);
 547     IMPLEMENT_SETCC(<, Int);
 548     IMPLEMENT_SETCC(<, ULong);
 549     IMPLEMENT_SETCC(<, Long);
 550     IMPLEMENT_SETCC(<, Float);
 551     IMPLEMENT_SETCC(<, Double);
 552     IMPLEMENT_POINTERSETCC(<);
 553   default:
 554     cerr << "Unhandled type for SetLT instruction: " << *Ty << "\n";
 555     abort();
 556   }
 557   return Dest;
 558 }
 559
 560 static GenericValue executeSetGTInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 561                                      const Type *Ty) {
 562   GenericValue Dest;
 563   switch (Ty->getTypeID()) {
 564     IMPLEMENT_SETCC(>, UByte);
 565     IMPLEMENT_SETCC(>, SByte);
 566     IMPLEMENT_SETCC(>, UShort);
 567     IMPLEMENT_SETCC(>, Short);
 568     IMPLEMENT_SETCC(>, UInt);
 569     IMPLEMENT_SETCC(>, Int);
 570     IMPLEMENT_SETCC(>, ULong);
 571     IMPLEMENT_SETCC(>, Long);
 572     IMPLEMENT_SETCC(>, Float);
 573     IMPLEMENT_SETCC(>, Double);
 574     IMPLEMENT_POINTERSETCC(>);
 575   default:
 576     cerr << "Unhandled type for SetGT instruction: " << *Ty << "\n";
 577     abort();
 578   }
 579   return Dest;
 580 }
 581
 582 void Interpreter::visitBinaryOperator(BinaryOperator &I) {
 583   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 584   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 585   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 586   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 587   GenericValue R;   // Result
 588
 589   switch (I.getOpcode()) {
 590   case Instruction::Add:   R = executeAddInst  (Src1, Src2, Ty); break;
 591   case Instruction::Sub:   R = executeSubInst  (Src1, Src2, Ty); break;
 592   case Instruction::Mul:   R = executeMulInst  (Src1, Src2, Ty); break;
 593   case Instruction::UDiv:  R = executeUDivInst (Src1, Src2, Ty); break;
 594   case Instruction::SDiv:  R = executeSDivInst (Src1, Src2, Ty); break;
 595   case Instruction::FDiv:  R = executeFDivInst (Src1, Src2, Ty); break;
 596   case Instruction::URem:  R = executeURemInst (Src1, Src2, Ty); break;
 597   case Instruction::SRem:  R = executeSRemInst (Src1, Src2, Ty); break;
 598   case Instruction::FRem:  R = executeFRemInst (Src1, Src2, Ty); break;
 599   case Instruction::And:   R = executeAndInst  (Src1, Src2, Ty); break;
 600   case Instruction::Or:    R = executeOrInst   (Src1, Src2, Ty); break;
 601   case Instruction::Xor:   R = executeXorInst  (Src1, Src2, Ty); break;
 602   case Instruction::SetEQ: R = executeSetEQInst(Src1, Src2, Ty); break;
 603   case Instruction::SetNE: R = executeSetNEInst(Src1, Src2, Ty); break;
 604   case Instruction::SetLE: R = executeSetLEInst(Src1, Src2, Ty); break;
 605   case Instruction::SetGE: R = executeSetGEInst(Src1, Src2, Ty); break;
 606   case Instruction::SetLT: R = executeSetLTInst(Src1, Src2, Ty); break;
 607   case Instruction::SetGT: R = executeSetGTInst(Src1, Src2, Ty); break;
 608   default:
 609     cerr << "Don't know how to handle this binary operator!\n-->" << I;
 610     abort();
 611   }
 612
 613   SetValue(&I, R, SF);
 614 }
 615
 616 static GenericValue executeSelectInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 617                                       GenericValue Src3) {
 618   return Src1.BoolVal ? Src2 : Src3;
 619 }
 620
 621 void Interpreter::visitSelectInst(SelectInst &I) {
 622   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 623   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 624   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 625   GenericValue Src3 = getOperandValue(I.getOperand(2), SF);
 626   GenericValue R = executeSelectInst(Src1, Src2, Src3);
 627   SetValue(&I, R, SF);
 628 }
 629
 630
 631 //===----------------------------------------------------------------------===//
 632 //                     Terminator Instruction Implementations
 633 //===----------------------------------------------------------------------===//
 634
 635 void Interpreter::exitCalled(GenericValue GV) {
 636   // runAtExitHandlers() assumes there are no stack frames, but
 637   // if exit() was called, then it had a stack frame. Blow away
 638   // the stack before interpreting atexit handlers.
 639   ECStack.clear ();
 640   runAtExitHandlers ();
 641   exit (GV.IntVal);
 642 }
 643
 644 /// Pop the last stack frame off of ECStack and then copy the result
 645 /// back into the result variable if we are not returning void. The
 646 /// result variable may be the ExitValue, or the Value of the calling
 647 /// CallInst if there was a previous stack frame. This method may
 648 /// invalidate any ECStack iterators you have. This method also takes
 649 /// care of switching to the normal destination BB, if we are returning
 650 /// from an invoke.
 651 ///
 652 void Interpreter::popStackAndReturnValueToCaller (const Type *RetTy,
 653                                                   GenericValue Result) {
 654   // Pop the current stack frame.
 655   ECStack.pop_back();
 656
 657   if (ECStack.empty()) {  // Finished main.  Put result into exit code...
 658     if (RetTy && RetTy->isIntegral()) {          // Nonvoid return type?
 659       ExitValue = Result;   // Capture the exit value of the program
 660     } else {
 661       memset(&ExitValue, 0, sizeof(ExitValue));
 662     }
 663   } else {
 664     // If we have a previous stack frame, and we have a previous call,
 665     // fill in the return value...
 666     ExecutionContext &CallingSF = ECStack.back();
 667     if (Instruction *I = CallingSF.Caller.getInstruction()) {
 668       if (CallingSF.Caller.getType() != Type::VoidTy)      // Save result...
 669         SetValue(I, Result, CallingSF);
 670       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst> (I))
 671         SwitchToNewBasicBlock (II->getNormalDest (), CallingSF);
 672       CallingSF.Caller = CallSite();          // We returned from the call...
 673     }
 674   }
 675 }
 676
 677 void Interpreter::visitReturnInst(ReturnInst &I) {
 678   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 679   const Type *RetTy = Type::VoidTy;
 680   GenericValue Result;
 681
 682   // Save away the return value... (if we are not 'ret void')
 683   if (I.getNumOperands()) {
 684     RetTy  = I.getReturnValue()->getType();
 685     Result = getOperandValue(I.getReturnValue(), SF);
 686   }
 687
 688   popStackAndReturnValueToCaller(RetTy, Result);
 689 }
 690
 691 void Interpreter::visitUnwindInst(UnwindInst &I) {
 692   // Unwind stack
 693   Instruction *Inst;
 694   do {
 695     ECStack.pop_back ();
 696     if (ECStack.empty ())
 697       abort ();
 698     Inst = ECStack.back ().Caller.getInstruction ();
 699   } while (!(Inst && isa<InvokeInst> (Inst)));
 700
 701   // Return from invoke
 702   ExecutionContext &InvokingSF = ECStack.back ();
 703   InvokingSF.Caller = CallSite ();
 704
 705   // Go to exceptional destination BB of invoke instruction
 706   SwitchToNewBasicBlock(cast<InvokeInst>(Inst)->getUnwindDest(), InvokingSF);
 707 }
 708
 709 void Interpreter::visitUnreachableInst(UnreachableInst &I) {
 710   cerr << "ERROR: Program executed an 'unreachable' instruction!\n";
 711   abort();
 712 }
 713
 714 void Interpreter::visitBranchInst(BranchInst &I) {
 715   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 716   BasicBlock *Dest;
 717
 718   Dest = I.getSuccessor(0);          // Uncond branches have a fixed dest...
 719   if (!I.isUnconditional()) {
 720     Value *Cond = I.getCondition();
 721     if (getOperandValue(Cond, SF).BoolVal == 0) // If false cond...
 722       Dest = I.getSuccessor(1);
 723   }
 724   SwitchToNewBasicBlock(Dest, SF);
 725 }
 726
 727 void Interpreter::visitSwitchInst(SwitchInst &I) {
 728   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 729   GenericValue CondVal = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 730   const Type *ElTy = I.getOperand(0)->getType();
 731
 732   // Check to see if any of the cases match...
 733   BasicBlock *Dest = 0;
 734   for (unsigned i = 2, e = I.getNumOperands(); i != e; i += 2)
 735     if (executeSetEQInst(CondVal,
 736                          getOperandValue(I.getOperand(i), SF), ElTy).BoolVal) {
 737       Dest = cast<BasicBlock>(I.getOperand(i+1));
 738       break;
 739     }
 740
 741   if (!Dest) Dest = I.getDefaultDest();   // No cases matched: use default
 742   SwitchToNewBasicBlock(Dest, SF);
 743 }
 744
 745 // SwitchToNewBasicBlock - This method is used to jump to a new basic block.
 746 // This function handles the actual updating of block and instruction iterators
 747 // as well as execution of all of the PHI nodes in the destination block.
 748 //
 749 // This method does this because all of the PHI nodes must be executed
 750 // atomically, reading their inputs before any of the results are updated.  Not
 751 // doing this can cause problems if the PHI nodes depend on other PHI nodes for
 752 // their inputs.  If the input PHI node is updated before it is read, incorrect
 753 // results can happen.  Thus we use a two phase approach.
 754 //
 755 void Interpreter::SwitchToNewBasicBlock(BasicBlock *Dest, ExecutionContext &SF){
 756   BasicBlock *PrevBB = SF.CurBB;      // Remember where we came from...
 757   SF.CurBB   = Dest;                  // Update CurBB to branch destination
 758   SF.CurInst = SF.CurBB->begin();     // Update new instruction ptr...
 759
 760   if (!isa<PHINode>(SF.CurInst)) return;  // Nothing fancy to do
 761
 762   // Loop over all of the PHI nodes in the current block, reading their inputs.
 763   std::vector<GenericValue> ResultValues;
 764
 765   for (; PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(SF.CurInst); ++SF.CurInst) {
 766     // Search for the value corresponding to this previous bb...
 767     int i = PN->getBasicBlockIndex(PrevBB);
 768     assert(i != -1 && "PHINode doesn't contain entry for predecessor??");
 769     Value *IncomingValue = PN->getIncomingValue(i);
 770
 771     // Save the incoming value for this PHI node...
 772     ResultValues.push_back(getOperandValue(IncomingValue, SF));
 773   }
 774
 775   // Now loop over all of the PHI nodes setting their values...
 776   SF.CurInst = SF.CurBB->begin();
 777   for (unsigned i = 0; isa<PHINode>(SF.CurInst); ++SF.CurInst, ++i) {
 778     PHINode *PN = cast<PHINode>(SF.CurInst);
 779     SetValue(PN, ResultValues[i], SF);
 780   }
 781 }
 782
 783 //===----------------------------------------------------------------------===//
 784 //                     Memory Instruction Implementations
 785 //===----------------------------------------------------------------------===//
 786
 787 void Interpreter::visitAllocationInst(AllocationInst &I) {
 788   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 789
 790   const Type *Ty = I.getType()->getElementType();  // Type to be allocated
 791
 792   // Get the number of elements being allocated by the array...
 793   unsigned NumElements = getOperandValue(I.getOperand(0), SF).UIntVal;
 794
 795   // Allocate enough memory to hold the type...
 796   void *Memory = malloc(NumElements * (size_t)TD.getTypeSize(Ty));
 797
 798   GenericValue Result = PTOGV(Memory);
 799   assert(Result.PointerVal != 0 && "Null pointer returned by malloc!");
 800   SetValue(&I, Result, SF);
 801
 802   if (I.getOpcode() == Instruction::Alloca)
 803     ECStack.back().Allocas.add(Memory);
 804 }
 805
 806 void Interpreter::visitFreeInst(FreeInst &I) {
 807   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 808   assert(isa<PointerType>(I.getOperand(0)->getType()) && "Freeing nonptr?");
 809   GenericValue Value = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 810   // TODO: Check to make sure memory is allocated
 811   free(GVTOP(Value));   // Free memory
 812 }
 813
 814 // getElementOffset - The workhorse for getelementptr.
 815 //
 816 GenericValue Interpreter::executeGEPOperation(Value *Ptr, gep_type_iterator I,
 817                                               gep_type_iterator E,
 818                                               ExecutionContext &SF) {
 819   assert(isa<PointerType>(Ptr->getType()) &&
 820          "Cannot getElementOffset of a nonpointer type!");
 821
 822   PointerTy Total = 0;
 823
 824   for (; I != E; ++I) {
 825     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*I)) {
 826       const StructLayout *SLO = TD.getStructLayout(STy);
 827
 828       const ConstantInt *CPU = cast<ConstantInt>(I.getOperand());
 829       unsigned Index = unsigned(CPU->getZExtValue());
 830
 831       Total += (PointerTy)SLO->MemberOffsets[Index];
 832     } else {
 833       const SequentialType *ST = cast<SequentialType>(*I);
 834       // Get the index number for the array... which must be long type...
 835       GenericValue IdxGV = getOperandValue(I.getOperand(), SF);
 836
 837       uint64_t Idx;
 838       switch (I.getOperand()->getType()->getTypeID()) {
 839       default: assert(0 && "Illegal getelementptr index for sequential type!");
 840       case Type::SByteTyID:  Idx = IdxGV.SByteVal; break;
 841       case Type::ShortTyID:  Idx = IdxGV.ShortVal; break;
 842       case Type::IntTyID:    Idx = IdxGV.IntVal; break;
 843       case Type::LongTyID:   Idx = IdxGV.LongVal; break;
 844       case Type::UByteTyID:  Idx = IdxGV.UByteVal; break;
 845       case Type::UShortTyID: Idx = IdxGV.UShortVal; break;
 846       case Type::UIntTyID:   Idx = IdxGV.UIntVal; break;
 847       case Type::ULongTyID:  Idx = IdxGV.ULongVal; break;
 848       }
 849       Total += PointerTy(TD.getTypeSize(ST->getElementType())*Idx);
 850     }
 851   }
 852
 853   GenericValue Result;
 854   Result.PointerVal = getOperandValue(Ptr, SF).PointerVal + Total;
 855   return Result;
 856 }
 857
 858 void Interpreter::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I) {
 859   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 860   SetValue(&I, TheEE->executeGEPOperation(I.getPointerOperand(),
 861                                    gep_type_begin(I), gep_type_end(I), SF), SF);
 862 }
 863
 864 void Interpreter::visitLoadInst(LoadInst &I) {
 865   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 866   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 867   GenericValue *Ptr = (GenericValue*)GVTOP(SRC);
 868   GenericValue Result = LoadValueFromMemory(Ptr, I.getType());
 869   SetValue(&I, Result, SF);
 870 }
 871
 872 void Interpreter::visitStoreInst(StoreInst &I) {
 873   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 874   GenericValue Val = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 875   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 876   StoreValueToMemory(Val, (GenericValue *)GVTOP(SRC),
 877                      I.getOperand(0)->getType());
 878 }
 879
 880 //===----------------------------------------------------------------------===//
 881 //                 Miscellaneous Instruction Implementations
 882 //===----------------------------------------------------------------------===//
 883
 884 void Interpreter::visitCallSite(CallSite CS) {
 885   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 886
 887   // Check to see if this is an intrinsic function call...
 888   if (Function *F = CS.getCalledFunction())
 889    if (F->isExternal ())
 890     switch (F->getIntrinsicID()) {
 891     case Intrinsic::not_intrinsic:
 892       break;
 893     case Intrinsic::vastart: { // va_start
 894       GenericValue ArgIndex;
 895       ArgIndex.UIntPairVal.first = ECStack.size() - 1;
 896       ArgIndex.UIntPairVal.second = 0;
 897       SetValue(CS.getInstruction(), ArgIndex, SF);
 898       return;
 899     }
 900     case Intrinsic::vaend:    // va_end is a noop for the interpreter
 901       return;
 902     case Intrinsic::vacopy:   // va_copy: dest = src
 903       SetValue(CS.getInstruction(), getOperandValue(*CS.arg_begin(), SF), SF);
 904       return;
 905     default:
 906       // If it is an unknown intrinsic function, use the intrinsic lowering
 907       // class to transform it into hopefully tasty LLVM code.
 908       //
 909       Instruction *Prev = CS.getInstruction()->getPrev();
 910       BasicBlock *Parent = CS.getInstruction()->getParent();
 911       IL->LowerIntrinsicCall(cast<CallInst>(CS.getInstruction()));
 912
 913       // Restore the CurInst pointer to the first instruction newly inserted, if
 914       // any.
 915       if (!Prev) {
 916         SF.CurInst = Parent->begin();
 917       } else {
 918         SF.CurInst = Prev;
 919         ++SF.CurInst;
 920       }
 921       return;
 922     }
 923
 924   SF.Caller = CS;
 925   std::vector<GenericValue> ArgVals;
 926   const unsigned NumArgs = SF.Caller.arg_size();
 927   ArgVals.reserve(NumArgs);
 928   for (CallSite::arg_iterator i = SF.Caller.arg_begin(),
 929          e = SF.Caller.arg_end(); i != e; ++i) {
 930     Value *V = *i;
 931     ArgVals.push_back(getOperandValue(V, SF));
 932     // Promote all integral types whose size is < sizeof(int) into ints.  We do
 933     // this by zero or sign extending the value as appropriate according to the
 934     // source type.
 935     const Type *Ty = V->getType();
 936     if (Ty->isIntegral() && Ty->getPrimitiveSize() < 4) {
 937       if (Ty == Type::ShortTy)
 938         ArgVals.back().IntVal = ArgVals.back().ShortVal;
 939       else if (Ty == Type::UShortTy)
 940         ArgVals.back().UIntVal = ArgVals.back().UShortVal;
 941       else if (Ty == Type::SByteTy)
 942         ArgVals.back().IntVal = ArgVals.back().SByteVal;
 943       else if (Ty == Type::UByteTy)
 944         ArgVals.back().UIntVal = ArgVals.back().UByteVal;
 945       else if (Ty == Type::BoolTy)
 946         ArgVals.back().UIntVal = ArgVals.back().BoolVal;
 947       else
 948         assert(0 && "Unknown type!");
 949     }
 950   }
 951
 952   // To handle indirect calls, we must get the pointer value from the argument
 953   // and treat it as a function pointer.
 954   GenericValue SRC = getOperandValue(SF.Caller.getCalledValue(), SF);
 955   callFunction((Function*)GVTOP(SRC), ArgVals);
 956 }
 957
 958 #define IMPLEMENT_SHIFT(OP, TY) \
 959    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src1.TY##Val OP Src2.UByteVal; break
 960
 961 #define IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(OP, TY1, TY2) \
 962    case Type::TY2##TyID: \
 963    IMPLEMENT_SHIFT(OP, TY1)
 964
 965 static GenericValue executeShlInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 966                                    const Type *Ty) {
 967   GenericValue Dest;
 968   switch (Ty->getTypeID()) {
 969     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UByte);
 970     IMPLEMENT_SHIFT(<<, SByte);
 971     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UShort);
 972     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Short);
 973     IMPLEMENT_SHIFT(<<, UInt);
 974     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Int);
 975     IMPLEMENT_SHIFT(<<, ULong);
 976     IMPLEMENT_SHIFT(<<, Long);
 977   default:
 978     cerr << "Unhandled type for Shl instruction: " << *Ty << "\n";
 979   }
 980   return Dest;
 981 }
 982
 983 static GenericValue executeLShrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 984                                     const Type *Ty) {
 985   GenericValue Dest;
 986   switch (Ty->getTypeID()) {
 987     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, UByte,  SByte);
 988     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, UShort, Short);
 989     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, UInt,   Int);
 990     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, ULong,  Long);
 991   default:
 992     cerr << "Unhandled type for LShr instruction: " << *Ty << "\n";
 993     abort();
 994   }
 995   return Dest;
 996 }
 997
 998 static GenericValue executeAShrInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 999                                     const Type *Ty) {
1000   GenericValue Dest;
1001   switch (Ty->getTypeID()) {
1002     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, SByte, UByte);
1003     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, Short, UShort);
1004     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, Int,   UInt);
1005     IMPLEMENT_SIGNLESS_SHIFT(>>, Long,  ULong);
1006   default:
1007     cerr << "Unhandled type for AShr instruction: " << *Ty << "\n";
1008     abort();
1009   }
1010   return Dest;
1011 }
1012
1013 void Interpreter::visitShl(ShiftInst &I) {
1014   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1015   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
1016   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
1017   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
1018   GenericValue Dest;
1019   Dest = executeShlInst (Src1, Src2, Ty);
1020   SetValue(&I, Dest, SF);
1021 }
1022
1023 void Interpreter::visitLShr(ShiftInst &I) {
1024   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1025   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
1026   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
1027   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
1028   GenericValue Dest;
1029   Dest = executeLShrInst (Src1, Src2, Ty);
1030   SetValue(&I, Dest, SF);
1031 }
1032
1033 void Interpreter::visitAShr(ShiftInst &I) {
1034   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1035   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
1036   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
1037   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
1038   GenericValue Dest;
1039   Dest = executeAShrInst (Src1, Src2, Ty);
1040   SetValue(&I, Dest, SF);
1041 }
1042
1043 #define IMPLEMENT_CAST_START \
1044   switch (DstTy->getTypeID()) {
1045
1046 #define IMPLEMENT_CAST(DTY, DCTY, STY) \
1047      case Type::STY##TyID: Dest.DTY##Val = DCTY Src.STY##Val; break;
1048
1049 #define IMPLEMENT_CAST_CASE(DESTTY, DESTCTY)    \
1050   case Type::DESTTY##TyID:                      \
1051     switch (SrcTy->getTypeID()) {               \
1052       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Bool);    \
1053       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UByte);   \
1054       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, SByte);   \
1055       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UShort);  \
1056       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Short);   \
1057       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, UInt);    \
1058       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Int);     \
1059       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, ULong);   \
1060       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Long);    \
1061       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Pointer); \
1062       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Float);   \
1063       IMPLEMENT_CAST(DESTTY, DESTCTY, Double)   \
1064     default:                                    \
1065       cerr << "Unhandled cast: "                \
1066         << *SrcTy << " to " << *DstTy << "\n";  \
1067       abort();                                  \
1068     }                                           \
1069     break
1070
1071 #define IMPLEMENT_CAST_END                      \
1072   default: cerr                                 \
1073       << "Unhandled dest type for cast instruction: "  \
1074       << *DstTy << "\n";                        \
1075     abort();                                    \
1076   }
1077
1078 GenericValue Interpreter::executeCastOperation(Instruction::CastOps opcode,
1079                                                Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1080                                                ExecutionContext &SF) {
1081   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
1082   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1083
1084   if (opcode == Instruction::Trunc && DstTy->getTypeID() == Type::BoolTyID) {
1085     // For truncations to bool, we must clear the high order bits of the source
1086     switch (SrcTy->getTypeID()) {
1087       case Type::BoolTyID:   Src.BoolVal   &= 1; break;
1088       case Type::SByteTyID:  Src.SByteVal  &= 1; break;
1089       case Type::UByteTyID:  Src.UByteVal  &= 1; break;
1090       case Type::ShortTyID:  Src.ShortVal  &= 1; break;
1091       case Type::UShortTyID: Src.UShortVal &= 1; break;
1092       case Type::IntTyID:    Src.IntVal    &= 1; break;
1093       case Type::UIntTyID:   Src.UIntVal   &= 1; break;
1094       case Type::LongTyID:   Src.LongVal   &= 1; break;
1095       case Type::ULongTyID:  Src.ULongVal  &= 1; break;
1096       default:
1097         assert(0 && "Can't trunc a non-integer!");
1098         break;
1099     }
1100   } else if (opcode == Instruction::SExt &&
1101              SrcTy->getTypeID() == Type::BoolTyID) {
1102     // For sign extension from bool, we must extend the source bits.
1103     SrcTy = Type::LongTy;
1104     Src.LongVal = 0 - Src.BoolVal;
1105   }
1106
1107   switch (opcode) {
1108     case Instruction::Trunc:     // src integer, dest integral (can't be long)
1109       IMPLEMENT_CAST_START
1110       IMPLEMENT_CAST_CASE(Bool   , (bool));
1111       IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char));
1112       IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (  signed char));
1113       IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short));
1114       IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (  signed short));
1115       IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int ));
1116       IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (  signed int ));
1117       IMPLEMENT_CAST_END
1118       break;
1119     case Instruction::ZExt:      // src integral (can't be long), dest integer
1120       IMPLEMENT_CAST_START
1121       IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char));
1122       IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (signed char)(unsigned char));
1123       IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short));
1124       IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (signed short)(unsigned short));
1125       IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int ));
1126       IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (signed int)(unsigned int ));
1127       IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t));
1128       IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , (int64_t)(uint64_t));
1129       IMPLEMENT_CAST_END
1130       break;
1131     case Instruction::SExt:      // src integral (can't be long), dest integer
1132       IMPLEMENT_CAST_START
1133       IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char)(signed char));
1134       IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (signed char));
1135       IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short)(signed short));
1136       IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (signed short));
1137       IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int )(signed int));
1138       IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (signed int));
1139       IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t)(int64_t));
1140       IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , (int64_t));
1141       IMPLEMENT_CAST_END
1142       break;
1143     case Instruction::FPTrunc:   // src double, dest float
1144       IMPLEMENT_CAST_START
1145       IMPLEMENT_CAST_CASE(Float  , (float));
1146       IMPLEMENT_CAST_END
1147       break;
1148     case Instruction::FPExt:     // src float, dest double
1149       IMPLEMENT_CAST_START
1150       IMPLEMENT_CAST_CASE(Double , (double));
1151       IMPLEMENT_CAST_END
1152       break;
1153     case Instruction::UIToFP:    // src integral, dest floating
1154       IMPLEMENT_CAST_START
1155       IMPLEMENT_CAST_CASE(Float  , (float)(uint64_t));
1156       IMPLEMENT_CAST_CASE(Double , (double)(uint64_t));
1157       IMPLEMENT_CAST_END
1158       break;
1159     case Instruction::SIToFP:    // src integeral, dest floating
1160       IMPLEMENT_CAST_START
1161       IMPLEMENT_CAST_CASE(Float  , (float)(int64_t));
1162       IMPLEMENT_CAST_CASE(Double , (double)(int64_t));
1163       IMPLEMENT_CAST_END
1164       break;
1165     case Instruction::FPToUI:    // src floating, dest integral
1166       IMPLEMENT_CAST_START
1167       IMPLEMENT_CAST_CASE(Bool   , (bool));
1168       IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char));
1169       IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (signed char)(unsigned char));
1170       IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short));
1171       IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (signed short)(unsigned short));
1172       IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int ));
1173       IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (signed int)(unsigned int ));
1174       IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t));
1175       IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , (int64_t)(uint64_t));
1176       IMPLEMENT_CAST_END
1177       break;
1178     case Instruction::FPToSI:    // src floating, dest integral
1179       IMPLEMENT_CAST_START
1180       IMPLEMENT_CAST_CASE(Bool   , (bool));
1181       IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char)(signed char));
1182       IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (signed char));
1183       IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short)(signed short));
1184       IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (signed short));
1185       IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int )(signed int));
1186       IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (signed int));
1187       IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t)(int64_t));
1188       IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , (int64_t));
1189       IMPLEMENT_CAST_END
1190       break;
1191     case Instruction::PtrToInt:  // src pointer,  dest integral
1192       IMPLEMENT_CAST_START
1193       IMPLEMENT_CAST_CASE(Bool   , (bool));
1194       IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char));
1195       IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (signed char)(unsigned char));
1196       IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short));
1197       IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (signed short)(unsigned short));
1198       IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int));
1199       IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (signed int)(unsigned int));
1200       IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t));
1201       IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , (int64_t)(uint64_t));
1202       IMPLEMENT_CAST_END
1203       break;
1204     case Instruction::IntToPtr:  // src integral, dest pointer
1205       IMPLEMENT_CAST_START
1206       IMPLEMENT_CAST_CASE(Pointer, (PointerTy));
1207       IMPLEMENT_CAST_END
1208       break;
1209     case Instruction::BitCast:   // src any, dest any (same size)
1210       IMPLEMENT_CAST_START
1211       IMPLEMENT_CAST_CASE(Bool   , (bool));
1212       IMPLEMENT_CAST_CASE(UByte  , (unsigned char));
1213       IMPLEMENT_CAST_CASE(SByte  , (  signed char));
1214       IMPLEMENT_CAST_CASE(UShort , (unsigned short));
1215       IMPLEMENT_CAST_CASE(Short  , (  signed short));
1216       IMPLEMENT_CAST_CASE(UInt   , (unsigned int));
1217       IMPLEMENT_CAST_CASE(Int    , (  signed int));
1218       IMPLEMENT_CAST_CASE(ULong  , (uint64_t));
1219       IMPLEMENT_CAST_CASE(Long   , ( int64_t));
1220       IMPLEMENT_CAST_CASE(Pointer, (PointerTy));
1221       IMPLEMENT_CAST_CASE(Float  , (float));
1222       IMPLEMENT_CAST_CASE(Double , (double));
1223       IMPLEMENT_CAST_END
1224       break;
1225     default:
1226       cerr << "Invalid cast opcode for cast instruction: " << opcode << "\n";
1227       abort();
1228   }
1229   return Dest;
1230 }
1231
1232 void Interpreter::visitCastInst(CastInst &I) {
1233   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1234   SetValue(&I, executeCastOperation(I.getOpcode(), I.getOperand(0),
1235                                     I.getType(), SF), SF);
1236 }
1237
1238 #define IMPLEMENT_VAARG(TY) \
1239    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src.TY##Val; break
1240
1241 void Interpreter::visitVAArgInst(VAArgInst &I) {
1242   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1243
1244   // Get the incoming valist parameter.  LLI treats the valist as a
1245   // (ec-stack-depth var-arg-index) pair.
1246   GenericValue VAList = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
1247   GenericValue Dest;
1248   GenericValue Src = ECStack[VAList.UIntPairVal.first]
1249    .VarArgs[VAList.UIntPairVal.second];
1250   const Type *Ty = I.getType();
1251   switch (Ty->getTypeID()) {
1252     IMPLEMENT_VAARG(UByte);
1253     IMPLEMENT_VAARG(SByte);
1254     IMPLEMENT_VAARG(UShort);
1255     IMPLEMENT_VAARG(Short);
1256     IMPLEMENT_VAARG(UInt);
1257     IMPLEMENT_VAARG(Int);
1258     IMPLEMENT_VAARG(ULong);
1259     IMPLEMENT_VAARG(Long);
1260     IMPLEMENT_VAARG(Pointer);
1261     IMPLEMENT_VAARG(Float);
1262     IMPLEMENT_VAARG(Double);
1263     IMPLEMENT_VAARG(Bool);
1264   default:
1265     cerr << "Unhandled dest type for vaarg instruction: " << *Ty << "\n";
1266     abort();
1267   }
1268
1269   // Set the Value of this Instruction.
1270   SetValue(&I, Dest, SF);
1271
1272   // Move the pointer to the next vararg.
1273   ++VAList.UIntPairVal.second;
1274 }
1275
1276 //===----------------------------------------------------------------------===//
1277 //                        Dispatch and Execution Code
1278 //===----------------------------------------------------------------------===//
1279
1280 //===----------------------------------------------------------------------===//
1281 // callFunction - Execute the specified function...
1282 //
1283 void Interpreter::callFunction(Function *F,
1284                                const std::vector<GenericValue> &ArgVals) {
1285   assert((ECStack.empty() || ECStack.back().Caller.getInstruction() == 0 ||
1286           ECStack.back().Caller.arg_size() == ArgVals.size()) &&
1287          "Incorrect number of arguments passed into function call!");
1288   // Make a new stack frame... and fill it in.
1289   ECStack.push_back(ExecutionContext());
1290   ExecutionContext &StackFrame = ECStack.back();
1291   StackFrame.CurFunction = F;
1292
1293   // Special handling for external functions.
1294   if (F->isExternal()) {
1295     GenericValue Result = callExternalFunction (F, ArgVals);
1296     // Simulate a 'ret' instruction of the appropriate type.
1297     popStackAndReturnValueToCaller (F->getReturnType (), Result);
1298     return;
1299   }
1300
1301   // Get pointers to first LLVM BB & Instruction in function.
1302   StackFrame.CurBB     = F->begin();
1303   StackFrame.CurInst   = StackFrame.CurBB->begin();
1304
1305   // Run through the function arguments and initialize their values...
1306   assert((ArgVals.size() == F->arg_size() ||
1307          (ArgVals.size() > F->arg_size() && F->getFunctionType()->isVarArg()))&&
1308          "Invalid number of values passed to function invocation!");
1309
1310   // Handle non-varargs arguments...
1311   unsigned i = 0;
1312   for (Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), E = F->arg_end(); AI != E; ++AI, ++i)
1313     SetValue(AI, ArgVals[i], StackFrame);
1314
1315   // Handle varargs arguments...
1316   StackFrame.VarArgs.assign(ArgVals.begin()+i, ArgVals.end());
1317 }
1318
1319 void Interpreter::run() {
1320   while (!ECStack.empty()) {
1321     // Interpret a single instruction & increment the "PC".
1322     ExecutionContext &SF = ECStack.back();  // Current stack frame
1323     Instruction &I = *SF.CurInst++;         // Increment before execute
1324
1325     // Track the number of dynamic instructions executed.
1326     ++NumDynamicInsts;
1327
1328     DOUT << "About to interpret: " << I;
1329     visit(I);   // Dispatch to one of the visit* methods...
1330   }
1331 }