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