lib/ExecutionEngine/Interpreter/Execution.cpp

   1 //===-- Execution.cpp - Implement code to simulate the program ------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 //  This file contains the actual instruction interpreter.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "interpreter"
  15 #include "Interpreter.h"
  16 #include "llvm/Constants.h"
  17 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  18 #include "llvm/Instructions.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/IntrinsicLowering.h"
  20 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  21 #include "llvm/ADT/APInt.h"
  22 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  23 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  24 #include "llvm/Support/Debug.h"
  25 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  26 #include <algorithm>
  27 #include <cmath>
  28 #include <cstring>
  29 using namespace llvm;
  30
  31 STATISTIC(NumDynamicInsts, "Number of dynamic instructions executed");
  32
  33 static cl::opt<bool> PrintVolatile("interpreter-print-volatile", cl::Hidden,
  34           cl::desc("make the interpreter print every volatile load and store"));
  35
  36 //===----------------------------------------------------------------------===//
  37 //                     Various Helper Functions
  38 //===----------------------------------------------------------------------===//
  39
  40 static inline uint64_t doSignExtension(uint64_t Val, const IntegerType* ITy) {
  41   // Determine if the value is signed or not
  42   bool isSigned = (Val & (1 << (ITy->getBitWidth()-1))) != 0;
  43   // If its signed, extend the sign bits
  44   if (isSigned)
  45     Val |= ~ITy->getBitMask();
  46   return Val;
  47 }
  48
  49 static void SetValue(Value *V, GenericValue Val, ExecutionContext &SF) {
  50   SF.Values[V] = Val;
  51 }
  52
  53 //===----------------------------------------------------------------------===//
  54 //                    Binary Instruction Implementations
  55 //===----------------------------------------------------------------------===//
  56
  57 #define IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(OP, TY) \
  58    case Type::TY##TyID: \
  59      Dest.TY##Val = Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val; \
  60      break
  61
  62 static void executeFAddInst(GenericValue &Dest, GenericValue Src1,
  63                             GenericValue Src2, const Type *Ty) {
  64   switch (Ty->getTypeID()) {
  65     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Float);
  66     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(+, Double);
  67   default:
  68     cerr << "Unhandled type for FAdd instruction: " << *Ty << "\n";
  69     abort();
  70   }
  71 }
  72
  73 static void executeFSubInst(GenericValue &Dest, GenericValue Src1,
  74                             GenericValue Src2, const Type *Ty) {
  75   switch (Ty->getTypeID()) {
  76     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Float);
  77     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(-, Double);
  78   default:
  79     cerr << "Unhandled type for FSub instruction: " << *Ty << "\n";
  80     abort();
  81   }
  82 }
  83
  84 static void executeFMulInst(GenericValue &Dest, GenericValue Src1,
  85                             GenericValue Src2, const Type *Ty) {
  86   switch (Ty->getTypeID()) {
  87     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Float);
  88     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(*, Double);
  89   default:
  90     cerr << "Unhandled type for FMul instruction: " << *Ty << "\n";
  91     abort();
  92   }
  93 }
  94
  95 static void executeFDivInst(GenericValue &Dest, GenericValue Src1,
  96                             GenericValue Src2, const Type *Ty) {
  97   switch (Ty->getTypeID()) {
  98     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Float);
  99     IMPLEMENT_BINARY_OPERATOR(/, Double);
 100   default:
 101     cerr << "Unhandled type for FDiv instruction: " << *Ty << "\n";
 102     abort();
 103   }
 104 }
 105
 106 static void executeFRemInst(GenericValue &Dest, GenericValue Src1,
 107                             GenericValue Src2, const Type *Ty) {
 108   switch (Ty->getTypeID()) {
 109   case Type::FloatTyID:
 110     Dest.FloatVal = fmod(Src1.FloatVal, Src2.FloatVal);
 111     break;
 112   case Type::DoubleTyID:
 113     Dest.DoubleVal = fmod(Src1.DoubleVal, Src2.DoubleVal);
 114     break;
 115   default:
 116     cerr << "Unhandled type for Rem instruction: " << *Ty << "\n";
 117     abort();
 118   }
 119 }
 120
 121 #define IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(OP, TY) \
 122    case Type::IntegerTyID:  \
 123       Dest.IntVal = APInt(1,Src1.IntVal.OP(Src2.IntVal)); \
 124       break;
 125
 126 // Handle pointers specially because they must be compared with only as much
 127 // width as the host has.  We _do not_ want to be comparing 64 bit values when
 128 // running on a 32-bit target, otherwise the upper 32 bits might mess up
 129 // comparisons if they contain garbage.
 130 #define IMPLEMENT_POINTER_ICMP(OP) \
 131    case Type::PointerTyID: \
 132       Dest.IntVal = APInt(1,(void*)(intptr_t)Src1.PointerVal OP \
 133                             (void*)(intptr_t)Src2.PointerVal); \
 134       break;
 135
 136 static GenericValue executeICMP_EQ(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 137                                    const Type *Ty) {
 138   GenericValue Dest;
 139   switch (Ty->getTypeID()) {
 140     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(eq,Ty);
 141     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(==);
 142   default:
 143     cerr << "Unhandled type for ICMP_EQ predicate: " << *Ty << "\n";
 144     abort();
 145   }
 146   return Dest;
 147 }
 148
 149 static GenericValue executeICMP_NE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 150                                    const Type *Ty) {
 151   GenericValue Dest;
 152   switch (Ty->getTypeID()) {
 153     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(ne,Ty);
 154     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(!=);
 155   default:
 156     cerr << "Unhandled type for ICMP_NE predicate: " << *Ty << "\n";
 157     abort();
 158   }
 159   return Dest;
 160 }
 161
 162 static GenericValue executeICMP_ULT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 163                                     const Type *Ty) {
 164   GenericValue Dest;
 165   switch (Ty->getTypeID()) {
 166     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(ult,Ty);
 167     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(<);
 168   default:
 169     cerr << "Unhandled type for ICMP_ULT predicate: " << *Ty << "\n";
 170     abort();
 171   }
 172   return Dest;
 173 }
 174
 175 static GenericValue executeICMP_SLT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 176                                     const Type *Ty) {
 177   GenericValue Dest;
 178   switch (Ty->getTypeID()) {
 179     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(slt,Ty);
 180     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(<);
 181   default:
 182     cerr << "Unhandled type for ICMP_SLT predicate: " << *Ty << "\n";
 183     abort();
 184   }
 185   return Dest;
 186 }
 187
 188 static GenericValue executeICMP_UGT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 189                                     const Type *Ty) {
 190   GenericValue Dest;
 191   switch (Ty->getTypeID()) {
 192     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(ugt,Ty);
 193     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(>);
 194   default:
 195     cerr << "Unhandled type for ICMP_UGT predicate: " << *Ty << "\n";
 196     abort();
 197   }
 198   return Dest;
 199 }
 200
 201 static GenericValue executeICMP_SGT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 202                                     const Type *Ty) {
 203   GenericValue Dest;
 204   switch (Ty->getTypeID()) {
 205     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(sgt,Ty);
 206     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(>);
 207   default:
 208     cerr << "Unhandled type for ICMP_SGT predicate: " << *Ty << "\n";
 209     abort();
 210   }
 211   return Dest;
 212 }
 213
 214 static GenericValue executeICMP_ULE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 215                                     const Type *Ty) {
 216   GenericValue Dest;
 217   switch (Ty->getTypeID()) {
 218     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(ule,Ty);
 219     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(<=);
 220   default:
 221     cerr << "Unhandled type for ICMP_ULE predicate: " << *Ty << "\n";
 222     abort();
 223   }
 224   return Dest;
 225 }
 226
 227 static GenericValue executeICMP_SLE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 228                                     const Type *Ty) {
 229   GenericValue Dest;
 230   switch (Ty->getTypeID()) {
 231     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(sle,Ty);
 232     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(<=);
 233   default:
 234     cerr << "Unhandled type for ICMP_SLE predicate: " << *Ty << "\n";
 235     abort();
 236   }
 237   return Dest;
 238 }
 239
 240 static GenericValue executeICMP_UGE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 241                                     const Type *Ty) {
 242   GenericValue Dest;
 243   switch (Ty->getTypeID()) {
 244     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(uge,Ty);
 245     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(>=);
 246   default:
 247     cerr << "Unhandled type for ICMP_UGE predicate: " << *Ty << "\n";
 248     abort();
 249   }
 250   return Dest;
 251 }
 252
 253 static GenericValue executeICMP_SGE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 254                                     const Type *Ty) {
 255   GenericValue Dest;
 256   switch (Ty->getTypeID()) {
 257     IMPLEMENT_INTEGER_ICMP(sge,Ty);
 258     IMPLEMENT_POINTER_ICMP(>=);
 259   default:
 260     cerr << "Unhandled type for ICMP_SGE predicate: " << *Ty << "\n";
 261     abort();
 262   }
 263   return Dest;
 264 }
 265
 266 void Interpreter::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
 267   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 268   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 269   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 270   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 271   GenericValue R;   // Result
 272
 273   switch (I.getPredicate()) {
 274   case ICmpInst::ICMP_EQ:  R = executeICMP_EQ(Src1,  Src2, Ty); break;
 275   case ICmpInst::ICMP_NE:  R = executeICMP_NE(Src1,  Src2, Ty); break;
 276   case ICmpInst::ICMP_ULT: R = executeICMP_ULT(Src1, Src2, Ty); break;
 277   case ICmpInst::ICMP_SLT: R = executeICMP_SLT(Src1, Src2, Ty); break;
 278   case ICmpInst::ICMP_UGT: R = executeICMP_UGT(Src1, Src2, Ty); break;
 279   case ICmpInst::ICMP_SGT: R = executeICMP_SGT(Src1, Src2, Ty); break;
 280   case ICmpInst::ICMP_ULE: R = executeICMP_ULE(Src1, Src2, Ty); break;
 281   case ICmpInst::ICMP_SLE: R = executeICMP_SLE(Src1, Src2, Ty); break;
 282   case ICmpInst::ICMP_UGE: R = executeICMP_UGE(Src1, Src2, Ty); break;
 283   case ICmpInst::ICMP_SGE: R = executeICMP_SGE(Src1, Src2, Ty); break;
 284   default:
 285     cerr << "Don't know how to handle this ICmp predicate!\n-->" << I;
 286     abort();
 287   }
 288
 289   SetValue(&I, R, SF);
 290 }
 291
 292 #define IMPLEMENT_FCMP(OP, TY) \
 293    case Type::TY##TyID: \
 294      Dest.IntVal = APInt(1,Src1.TY##Val OP Src2.TY##Val); \
 295      break
 296
 297 static GenericValue executeFCMP_OEQ(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 298                                    const Type *Ty) {
 299   GenericValue Dest;
 300   switch (Ty->getTypeID()) {
 301     IMPLEMENT_FCMP(==, Float);
 302     IMPLEMENT_FCMP(==, Double);
 303   default:
 304     cerr << "Unhandled type for FCmp EQ instruction: " << *Ty << "\n";
 305     abort();
 306   }
 307   return Dest;
 308 }
 309
 310 static GenericValue executeFCMP_ONE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 311                                    const Type *Ty) {
 312   GenericValue Dest;
 313   switch (Ty->getTypeID()) {
 314     IMPLEMENT_FCMP(!=, Float);
 315     IMPLEMENT_FCMP(!=, Double);
 316
 317   default:
 318     cerr << "Unhandled type for FCmp NE instruction: " << *Ty << "\n";
 319     abort();
 320   }
 321   return Dest;
 322 }
 323
 324 static GenericValue executeFCMP_OLE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 325                                    const Type *Ty) {
 326   GenericValue Dest;
 327   switch (Ty->getTypeID()) {
 328     IMPLEMENT_FCMP(<=, Float);
 329     IMPLEMENT_FCMP(<=, Double);
 330   default:
 331     cerr << "Unhandled type for FCmp LE instruction: " << *Ty << "\n";
 332     abort();
 333   }
 334   return Dest;
 335 }
 336
 337 static GenericValue executeFCMP_OGE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 338                                    const Type *Ty) {
 339   GenericValue Dest;
 340   switch (Ty->getTypeID()) {
 341     IMPLEMENT_FCMP(>=, Float);
 342     IMPLEMENT_FCMP(>=, Double);
 343   default:
 344     cerr << "Unhandled type for FCmp GE instruction: " << *Ty << "\n";
 345     abort();
 346   }
 347   return Dest;
 348 }
 349
 350 static GenericValue executeFCMP_OLT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 351                                    const Type *Ty) {
 352   GenericValue Dest;
 353   switch (Ty->getTypeID()) {
 354     IMPLEMENT_FCMP(<, Float);
 355     IMPLEMENT_FCMP(<, Double);
 356   default:
 357     cerr << "Unhandled type for FCmp LT instruction: " << *Ty << "\n";
 358     abort();
 359   }
 360   return Dest;
 361 }
 362
 363 static GenericValue executeFCMP_OGT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 364                                      const Type *Ty) {
 365   GenericValue Dest;
 366   switch (Ty->getTypeID()) {
 367     IMPLEMENT_FCMP(>, Float);
 368     IMPLEMENT_FCMP(>, Double);
 369   default:
 370     cerr << "Unhandled type for FCmp GT instruction: " << *Ty << "\n";
 371     abort();
 372   }
 373   return Dest;
 374 }
 375
 376 #define IMPLEMENT_UNORDERED(TY, X,Y)                                     \
 377   if (TY == Type::FloatTy) {                                             \
 378     if (X.FloatVal != X.FloatVal || Y.FloatVal != Y.FloatVal) {          \
 379       Dest.IntVal = APInt(1,true);                                       \
 380       return Dest;                                                       \
 381     }                                                                    \
 382   } else if (X.DoubleVal != X.DoubleVal || Y.DoubleVal != Y.DoubleVal) { \
 383     Dest.IntVal = APInt(1,true);                                         \
 384     return Dest;                                                         \
 385   }
 386
 387
 388 static GenericValue executeFCMP_UEQ(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 389                                    const Type *Ty) {
 390   GenericValue Dest;
 391   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 392   return executeFCMP_OEQ(Src1, Src2, Ty);
 393 }
 394
 395 static GenericValue executeFCMP_UNE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 396                                    const Type *Ty) {
 397   GenericValue Dest;
 398   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 399   return executeFCMP_ONE(Src1, Src2, Ty);
 400 }
 401
 402 static GenericValue executeFCMP_ULE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 403                                    const Type *Ty) {
 404   GenericValue Dest;
 405   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 406   return executeFCMP_OLE(Src1, Src2, Ty);
 407 }
 408
 409 static GenericValue executeFCMP_UGE(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 410                                    const Type *Ty) {
 411   GenericValue Dest;
 412   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 413   return executeFCMP_OGE(Src1, Src2, Ty);
 414 }
 415
 416 static GenericValue executeFCMP_ULT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 417                                    const Type *Ty) {
 418   GenericValue Dest;
 419   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 420   return executeFCMP_OLT(Src1, Src2, Ty);
 421 }
 422
 423 static GenericValue executeFCMP_UGT(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 424                                      const Type *Ty) {
 425   GenericValue Dest;
 426   IMPLEMENT_UNORDERED(Ty, Src1, Src2)
 427   return executeFCMP_OGT(Src1, Src2, Ty);
 428 }
 429
 430 static GenericValue executeFCMP_ORD(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 431                                      const Type *Ty) {
 432   GenericValue Dest;
 433   if (Ty == Type::FloatTy)
 434     Dest.IntVal = APInt(1,(Src1.FloatVal == Src1.FloatVal &&
 435                            Src2.FloatVal == Src2.FloatVal));
 436   else
 437     Dest.IntVal = APInt(1,(Src1.DoubleVal == Src1.DoubleVal &&
 438                            Src2.DoubleVal == Src2.DoubleVal));
 439   return Dest;
 440 }
 441
 442 static GenericValue executeFCMP_UNO(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 443                                      const Type *Ty) {
 444   GenericValue Dest;
 445   if (Ty == Type::FloatTy)
 446     Dest.IntVal = APInt(1,(Src1.FloatVal != Src1.FloatVal ||
 447                            Src2.FloatVal != Src2.FloatVal));
 448   else
 449     Dest.IntVal = APInt(1,(Src1.DoubleVal != Src1.DoubleVal ||
 450                            Src2.DoubleVal != Src2.DoubleVal));
 451   return Dest;
 452 }
 453
 454 void Interpreter::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
 455   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 456   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 457   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 458   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 459   GenericValue R;   // Result
 460
 461   switch (I.getPredicate()) {
 462   case FCmpInst::FCMP_FALSE: R.IntVal = APInt(1,false); break;
 463   case FCmpInst::FCMP_TRUE:  R.IntVal = APInt(1,true); break;
 464   case FCmpInst::FCMP_ORD:   R = executeFCMP_ORD(Src1, Src2, Ty); break;
 465   case FCmpInst::FCMP_UNO:   R = executeFCMP_UNO(Src1, Src2, Ty); break;
 466   case FCmpInst::FCMP_UEQ:   R = executeFCMP_UEQ(Src1, Src2, Ty); break;
 467   case FCmpInst::FCMP_OEQ:   R = executeFCMP_OEQ(Src1, Src2, Ty); break;
 468   case FCmpInst::FCMP_UNE:   R = executeFCMP_UNE(Src1, Src2, Ty); break;
 469   case FCmpInst::FCMP_ONE:   R = executeFCMP_ONE(Src1, Src2, Ty); break;
 470   case FCmpInst::FCMP_ULT:   R = executeFCMP_ULT(Src1, Src2, Ty); break;
 471   case FCmpInst::FCMP_OLT:   R = executeFCMP_OLT(Src1, Src2, Ty); break;
 472   case FCmpInst::FCMP_UGT:   R = executeFCMP_UGT(Src1, Src2, Ty); break;
 473   case FCmpInst::FCMP_OGT:   R = executeFCMP_OGT(Src1, Src2, Ty); break;
 474   case FCmpInst::FCMP_ULE:   R = executeFCMP_ULE(Src1, Src2, Ty); break;
 475   case FCmpInst::FCMP_OLE:   R = executeFCMP_OLE(Src1, Src2, Ty); break;
 476   case FCmpInst::FCMP_UGE:   R = executeFCMP_UGE(Src1, Src2, Ty); break;
 477   case FCmpInst::FCMP_OGE:   R = executeFCMP_OGE(Src1, Src2, Ty); break;
 478   default:
 479     cerr << "Don't know how to handle this FCmp predicate!\n-->" << I;
 480     abort();
 481   }
 482
 483   SetValue(&I, R, SF);
 484 }
 485
 486 static GenericValue executeCmpInst(unsigned predicate, GenericValue Src1,
 487                                    GenericValue Src2, const Type *Ty) {
 488   GenericValue Result;
 489   switch (predicate) {
 490   case ICmpInst::ICMP_EQ:    return executeICMP_EQ(Src1, Src2, Ty);
 491   case ICmpInst::ICMP_NE:    return executeICMP_NE(Src1, Src2, Ty);
 492   case ICmpInst::ICMP_UGT:   return executeICMP_UGT(Src1, Src2, Ty);
 493   case ICmpInst::ICMP_SGT:   return executeICMP_SGT(Src1, Src2, Ty);
 494   case ICmpInst::ICMP_ULT:   return executeICMP_ULT(Src1, Src2, Ty);
 495   case ICmpInst::ICMP_SLT:   return executeICMP_SLT(Src1, Src2, Ty);
 496   case ICmpInst::ICMP_UGE:   return executeICMP_UGE(Src1, Src2, Ty);
 497   case ICmpInst::ICMP_SGE:   return executeICMP_SGE(Src1, Src2, Ty);
 498   case ICmpInst::ICMP_ULE:   return executeICMP_ULE(Src1, Src2, Ty);
 499   case ICmpInst::ICMP_SLE:   return executeICMP_SLE(Src1, Src2, Ty);
 500   case FCmpInst::FCMP_ORD:   return executeFCMP_ORD(Src1, Src2, Ty);
 501   case FCmpInst::FCMP_UNO:   return executeFCMP_UNO(Src1, Src2, Ty);
 502   case FCmpInst::FCMP_OEQ:   return executeFCMP_OEQ(Src1, Src2, Ty);
 503   case FCmpInst::FCMP_UEQ:   return executeFCMP_UEQ(Src1, Src2, Ty);
 504   case FCmpInst::FCMP_ONE:   return executeFCMP_ONE(Src1, Src2, Ty);
 505   case FCmpInst::FCMP_UNE:   return executeFCMP_UNE(Src1, Src2, Ty);
 506   case FCmpInst::FCMP_OLT:   return executeFCMP_OLT(Src1, Src2, Ty);
 507   case FCmpInst::FCMP_ULT:   return executeFCMP_ULT(Src1, Src2, Ty);
 508   case FCmpInst::FCMP_OGT:   return executeFCMP_OGT(Src1, Src2, Ty);
 509   case FCmpInst::FCMP_UGT:   return executeFCMP_UGT(Src1, Src2, Ty);
 510   case FCmpInst::FCMP_OLE:   return executeFCMP_OLE(Src1, Src2, Ty);
 511   case FCmpInst::FCMP_ULE:   return executeFCMP_ULE(Src1, Src2, Ty);
 512   case FCmpInst::FCMP_OGE:   return executeFCMP_OGE(Src1, Src2, Ty);
 513   case FCmpInst::FCMP_UGE:   return executeFCMP_UGE(Src1, Src2, Ty);
 514   case FCmpInst::FCMP_FALSE: {
 515     GenericValue Result;
 516     Result.IntVal = APInt(1, false);
 517     return Result;
 518   }
 519   case FCmpInst::FCMP_TRUE: {
 520     GenericValue Result;
 521     Result.IntVal = APInt(1, true);
 522     return Result;
 523   }
 524   default:
 525     cerr << "Unhandled Cmp predicate\n";
 526     abort();
 527   }
 528 }
 529
 530 void Interpreter::visitBinaryOperator(BinaryOperator &I) {
 531   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 532   const Type *Ty    = I.getOperand(0)->getType();
 533   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 534   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 535   GenericValue R;   // Result
 536
 537   switch (I.getOpcode()) {
 538   case Instruction::Add:   R.IntVal = Src1.IntVal + Src2.IntVal; break;
 539   case Instruction::Sub:   R.IntVal = Src1.IntVal - Src2.IntVal; break;
 540   case Instruction::Mul:   R.IntVal = Src1.IntVal * Src2.IntVal; break;
 541   case Instruction::FAdd:  executeFAddInst(R, Src1, Src2, Ty); break;
 542   case Instruction::FSub:  executeFSubInst(R, Src1, Src2, Ty); break;
 543   case Instruction::FMul:  executeFMulInst(R, Src1, Src2, Ty); break;
 544   case Instruction::FDiv:  executeFDivInst(R, Src1, Src2, Ty); break;
 545   case Instruction::FRem:  executeFRemInst(R, Src1, Src2, Ty); break;
 546   case Instruction::UDiv:  R.IntVal = Src1.IntVal.udiv(Src2.IntVal); break;
 547   case Instruction::SDiv:  R.IntVal = Src1.IntVal.sdiv(Src2.IntVal); break;
 548   case Instruction::URem:  R.IntVal = Src1.IntVal.urem(Src2.IntVal); break;
 549   case Instruction::SRem:  R.IntVal = Src1.IntVal.srem(Src2.IntVal); break;
 550   case Instruction::And:   R.IntVal = Src1.IntVal & Src2.IntVal; break;
 551   case Instruction::Or:    R.IntVal = Src1.IntVal | Src2.IntVal; break;
 552   case Instruction::Xor:   R.IntVal = Src1.IntVal ^ Src2.IntVal; break;
 553   default:
 554     cerr << "Don't know how to handle this binary operator!\n-->" << I;
 555     abort();
 556   }
 557
 558   SetValue(&I, R, SF);
 559 }
 560
 561 static GenericValue executeSelectInst(GenericValue Src1, GenericValue Src2,
 562                                       GenericValue Src3) {
 563   return Src1.IntVal == 0 ? Src3 : Src2;
 564 }
 565
 566 void Interpreter::visitSelectInst(SelectInst &I) {
 567   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 568   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 569   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 570   GenericValue Src3 = getOperandValue(I.getOperand(2), SF);
 571   GenericValue R = executeSelectInst(Src1, Src2, Src3);
 572   SetValue(&I, R, SF);
 573 }
 574
 575
 576 //===----------------------------------------------------------------------===//
 577 //                     Terminator Instruction Implementations
 578 //===----------------------------------------------------------------------===//
 579
 580 void Interpreter::exitCalled(GenericValue GV) {
 581   // runAtExitHandlers() assumes there are no stack frames, but
 582   // if exit() was called, then it had a stack frame. Blow away
 583   // the stack before interpreting atexit handlers.
 584   ECStack.clear ();
 585   runAtExitHandlers ();
 586   exit (GV.IntVal.zextOrTrunc(32).getZExtValue());
 587 }
 588
 589 /// Pop the last stack frame off of ECStack and then copy the result
 590 /// back into the result variable if we are not returning void. The
 591 /// result variable may be the ExitValue, or the Value of the calling
 592 /// CallInst if there was a previous stack frame. This method may
 593 /// invalidate any ECStack iterators you have. This method also takes
 594 /// care of switching to the normal destination BB, if we are returning
 595 /// from an invoke.
 596 ///
 597 void Interpreter::popStackAndReturnValueToCaller (const Type *RetTy,
 598                                                   GenericValue Result) {
 599   // Pop the current stack frame.
 600   ECStack.pop_back();
 601
 602   if (ECStack.empty()) {  // Finished main.  Put result into exit code...
 603     if (RetTy && RetTy->isInteger()) {          // Nonvoid return type?
 604       ExitValue = Result;   // Capture the exit value of the program
 605     } else {
 606       memset(&ExitValue.Untyped, 0, sizeof(ExitValue.Untyped));
 607     }
 608   } else {
 609     // If we have a previous stack frame, and we have a previous call,
 610     // fill in the return value...
 611     ExecutionContext &CallingSF = ECStack.back();
 612     if (Instruction *I = CallingSF.Caller.getInstruction()) {
 613       if (CallingSF.Caller.getType() != Type::VoidTy)      // Save result...
 614         SetValue(I, Result, CallingSF);
 615       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst> (I))
 616         SwitchToNewBasicBlock (II->getNormalDest (), CallingSF);
 617       CallingSF.Caller = CallSite();          // We returned from the call...
 618     }
 619   }
 620 }
 621
 622 void Interpreter::visitReturnInst(ReturnInst &I) {
 623   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 624   const Type *RetTy = Type::VoidTy;
 625   GenericValue Result;
 626
 627   // Save away the return value... (if we are not 'ret void')
 628   if (I.getNumOperands()) {
 629     RetTy  = I.getReturnValue()->getType();
 630     Result = getOperandValue(I.getReturnValue(), SF);
 631   }
 632
 633   popStackAndReturnValueToCaller(RetTy, Result);
 634 }
 635
 636 void Interpreter::visitUnwindInst(UnwindInst &I) {
 637   // Unwind stack
 638   Instruction *Inst;
 639   do {
 640     ECStack.pop_back ();
 641     if (ECStack.empty ())
 642       abort ();
 643     Inst = ECStack.back ().Caller.getInstruction ();
 644   } while (!(Inst && isa<InvokeInst> (Inst)));
 645
 646   // Return from invoke
 647   ExecutionContext &InvokingSF = ECStack.back ();
 648   InvokingSF.Caller = CallSite ();
 649
 650   // Go to exceptional destination BB of invoke instruction
 651   SwitchToNewBasicBlock(cast<InvokeInst>(Inst)->getUnwindDest(), InvokingSF);
 652 }
 653
 654 void Interpreter::visitUnreachableInst(UnreachableInst &I) {
 655   cerr << "ERROR: Program executed an 'unreachable' instruction!\n";
 656   abort();
 657 }
 658
 659 void Interpreter::visitBranchInst(BranchInst &I) {
 660   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 661   BasicBlock *Dest;
 662
 663   Dest = I.getSuccessor(0);          // Uncond branches have a fixed dest...
 664   if (!I.isUnconditional()) {
 665     Value *Cond = I.getCondition();
 666     if (getOperandValue(Cond, SF).IntVal == 0) // If false cond...
 667       Dest = I.getSuccessor(1);
 668   }
 669   SwitchToNewBasicBlock(Dest, SF);
 670 }
 671
 672 void Interpreter::visitSwitchInst(SwitchInst &I) {
 673   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 674   GenericValue CondVal = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 675   const Type *ElTy = I.getOperand(0)->getType();
 676
 677   // Check to see if any of the cases match...
 678   BasicBlock *Dest = 0;
 679   for (unsigned i = 2, e = I.getNumOperands(); i != e; i += 2)
 680     if (executeICMP_EQ(CondVal, getOperandValue(I.getOperand(i), SF), ElTy)
 681         .IntVal != 0) {
 682       Dest = cast<BasicBlock>(I.getOperand(i+1));
 683       break;
 684     }
 685
 686   if (!Dest) Dest = I.getDefaultDest();   // No cases matched: use default
 687   SwitchToNewBasicBlock(Dest, SF);
 688 }
 689
 690 // SwitchToNewBasicBlock - This method is used to jump to a new basic block.
 691 // This function handles the actual updating of block and instruction iterators
 692 // as well as execution of all of the PHI nodes in the destination block.
 693 //
 694 // This method does this because all of the PHI nodes must be executed
 695 // atomically, reading their inputs before any of the results are updated.  Not
 696 // doing this can cause problems if the PHI nodes depend on other PHI nodes for
 697 // their inputs.  If the input PHI node is updated before it is read, incorrect
 698 // results can happen.  Thus we use a two phase approach.
 699 //
 700 void Interpreter::SwitchToNewBasicBlock(BasicBlock *Dest, ExecutionContext &SF){
 701   BasicBlock *PrevBB = SF.CurBB;      // Remember where we came from...
 702   SF.CurBB   = Dest;                  // Update CurBB to branch destination
 703   SF.CurInst = SF.CurBB->begin();     // Update new instruction ptr...
 704
 705   if (!isa<PHINode>(SF.CurInst)) return;  // Nothing fancy to do
 706
 707   // Loop over all of the PHI nodes in the current block, reading their inputs.
 708   std::vector<GenericValue> ResultValues;
 709
 710   for (; PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(SF.CurInst); ++SF.CurInst) {
 711     // Search for the value corresponding to this previous bb...
 712     int i = PN->getBasicBlockIndex(PrevBB);
 713     assert(i != -1 && "PHINode doesn't contain entry for predecessor??");
 714     Value *IncomingValue = PN->getIncomingValue(i);
 715
 716     // Save the incoming value for this PHI node...
 717     ResultValues.push_back(getOperandValue(IncomingValue, SF));
 718   }
 719
 720   // Now loop over all of the PHI nodes setting their values...
 721   SF.CurInst = SF.CurBB->begin();
 722   for (unsigned i = 0; isa<PHINode>(SF.CurInst); ++SF.CurInst, ++i) {
 723     PHINode *PN = cast<PHINode>(SF.CurInst);
 724     SetValue(PN, ResultValues[i], SF);
 725   }
 726 }
 727
 728 //===----------------------------------------------------------------------===//
 729 //                     Memory Instruction Implementations
 730 //===----------------------------------------------------------------------===//
 731
 732 void Interpreter::visitAllocationInst(AllocationInst &I) {
 733   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 734
 735   const Type *Ty = I.getType()->getElementType();  // Type to be allocated
 736
 737   // Get the number of elements being allocated by the array...
 738   unsigned NumElements =
 739     getOperandValue(I.getOperand(0), SF).IntVal.getZExtValue();
 740
 741   unsigned TypeSize = (size_t)TD.getTypeAllocSize(Ty);
 742
 743   // Avoid malloc-ing zero bytes, use max()...
 744   unsigned MemToAlloc = std::max(1U, NumElements * TypeSize);
 745
 746   // Allocate enough memory to hold the type...
 747   void *Memory = malloc(MemToAlloc);
 748
 749   DOUT << "Allocated Type: " << *Ty << " (" << TypeSize << " bytes) x "
 750        << NumElements << " (Total: " << MemToAlloc << ") at "
 751        << uintptr_t(Memory) << '\n';
 752
 753   GenericValue Result = PTOGV(Memory);
 754   assert(Result.PointerVal != 0 && "Null pointer returned by malloc!");
 755   SetValue(&I, Result, SF);
 756
 757   if (I.getOpcode() == Instruction::Alloca)
 758     ECStack.back().Allocas.add(Memory);
 759 }
 760
 761 void Interpreter::visitFreeInst(FreeInst &I) {
 762   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 763   assert(isa<PointerType>(I.getOperand(0)->getType()) && "Freeing nonptr?");
 764   GenericValue Value = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 765   // TODO: Check to make sure memory is allocated
 766   free(GVTOP(Value));   // Free memory
 767 }
 768
 769 // getElementOffset - The workhorse for getelementptr.
 770 //
 771 GenericValue Interpreter::executeGEPOperation(Value *Ptr, gep_type_iterator I,
 772                                               gep_type_iterator E,
 773                                               ExecutionContext &SF) {
 774   assert(isa<PointerType>(Ptr->getType()) &&
 775          "Cannot getElementOffset of a nonpointer type!");
 776
 777   uint64_t Total = 0;
 778
 779   for (; I != E; ++I) {
 780     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*I)) {
 781       const StructLayout *SLO = TD.getStructLayout(STy);
 782
 783       const ConstantInt *CPU = cast<ConstantInt>(I.getOperand());
 784       unsigned Index = unsigned(CPU->getZExtValue());
 785
 786       Total += SLO->getElementOffset(Index);
 787     } else {
 788       const SequentialType *ST = cast<SequentialType>(*I);
 789       // Get the index number for the array... which must be long type...
 790       GenericValue IdxGV = getOperandValue(I.getOperand(), SF);
 791
 792       int64_t Idx;
 793       unsigned BitWidth =
 794         cast<IntegerType>(I.getOperand()->getType())->getBitWidth();
 795       if (BitWidth == 32)
 796         Idx = (int64_t)(int32_t)IdxGV.IntVal.getZExtValue();
 797       else {
 798         assert(BitWidth == 64 && "Invalid index type for getelementptr");
 799         Idx = (int64_t)IdxGV.IntVal.getZExtValue();
 800       }
 801       Total += TD.getTypeAllocSize(ST->getElementType())*Idx;
 802     }
 803   }
 804
 805   GenericValue Result;
 806   Result.PointerVal = ((char*)getOperandValue(Ptr, SF).PointerVal) + Total;
 807   DOUT << "GEP Index " << Total << " bytes.\n";
 808   return Result;
 809 }
 810
 811 void Interpreter::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I) {
 812   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 813   SetValue(&I, executeGEPOperation(I.getPointerOperand(),
 814                                    gep_type_begin(I), gep_type_end(I), SF), SF);
 815 }
 816
 817 void Interpreter::visitLoadInst(LoadInst &I) {
 818   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 819   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 820   GenericValue *Ptr = (GenericValue*)GVTOP(SRC);
 821   GenericValue Result;
 822   LoadValueFromMemory(Result, Ptr, I.getType());
 823   SetValue(&I, Result, SF);
 824   if (I.isVolatile() && PrintVolatile)
 825     cerr << "Volatile load " << I;
 826 }
 827
 828 void Interpreter::visitStoreInst(StoreInst &I) {
 829   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 830   GenericValue Val = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 831   GenericValue SRC = getOperandValue(I.getPointerOperand(), SF);
 832   StoreValueToMemory(Val, (GenericValue *)GVTOP(SRC),
 833                      I.getOperand(0)->getType());
 834   if (I.isVolatile() && PrintVolatile)
 835     cerr << "Volatile store: " << I;
 836 }
 837
 838 //===----------------------------------------------------------------------===//
 839 //                 Miscellaneous Instruction Implementations
 840 //===----------------------------------------------------------------------===//
 841
 842 void Interpreter::visitCallSite(CallSite CS) {
 843   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 844
 845   // Check to see if this is an intrinsic function call...
 846   Function *F = CS.getCalledFunction();
 847   if (F && F->isDeclaration ())
 848     switch (F->getIntrinsicID()) {
 849     case Intrinsic::not_intrinsic:
 850       break;
 851     case Intrinsic::vastart: { // va_start
 852       GenericValue ArgIndex;
 853       ArgIndex.UIntPairVal.first = ECStack.size() - 1;
 854       ArgIndex.UIntPairVal.second = 0;
 855       SetValue(CS.getInstruction(), ArgIndex, SF);
 856       return;
 857     }
 858     case Intrinsic::vaend:    // va_end is a noop for the interpreter
 859       return;
 860     case Intrinsic::vacopy:   // va_copy: dest = src
 861       SetValue(CS.getInstruction(), getOperandValue(*CS.arg_begin(), SF), SF);
 862       return;
 863     default:
 864       // If it is an unknown intrinsic function, use the intrinsic lowering
 865       // class to transform it into hopefully tasty LLVM code.
 866       //
 867       BasicBlock::iterator me(CS.getInstruction());
 868       BasicBlock *Parent = CS.getInstruction()->getParent();
 869       bool atBegin(Parent->begin() == me);
 870       if (!atBegin)
 871         --me;
 872       IL->LowerIntrinsicCall(cast<CallInst>(CS.getInstruction()));
 873
 874       // Restore the CurInst pointer to the first instruction newly inserted, if
 875       // any.
 876       if (atBegin) {
 877         SF.CurInst = Parent->begin();
 878       } else {
 879         SF.CurInst = me;
 880         ++SF.CurInst;
 881       }
 882       return;
 883     }
 884
 885
 886   SF.Caller = CS;
 887   std::vector<GenericValue> ArgVals;
 888   const unsigned NumArgs = SF.Caller.arg_size();
 889   ArgVals.reserve(NumArgs);
 890   uint16_t pNum = 1;
 891   for (CallSite::arg_iterator i = SF.Caller.arg_begin(),
 892          e = SF.Caller.arg_end(); i != e; ++i, ++pNum) {
 893     Value *V = *i;
 894     ArgVals.push_back(getOperandValue(V, SF));
 895     // Promote all integral types whose size is < sizeof(i32) into i32.
 896     // We do this by zero or sign extending the value as appropriate
 897     // according to the parameter attributes
 898     const Type *Ty = V->getType();
 899     if (Ty->isInteger() && (ArgVals.back().IntVal.getBitWidth() < 32)) {
 900       if (CS.paramHasAttr(pNum, Attribute::ZExt))
 901         ArgVals.back().IntVal = ArgVals.back().IntVal.zext(32);
 902       else if (CS.paramHasAttr(pNum, Attribute::SExt))
 903         ArgVals.back().IntVal = ArgVals.back().IntVal.sext(32);
 904     }
 905   }
 906
 907   // To handle indirect calls, we must get the pointer value from the argument
 908   // and treat it as a function pointer.
 909   GenericValue SRC = getOperandValue(SF.Caller.getCalledValue(), SF);
 910   callFunction((Function*)GVTOP(SRC), ArgVals);
 911 }
 912
 913 void Interpreter::visitShl(BinaryOperator &I) {
 914   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 915   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 916   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 917   GenericValue Dest;
 918   if (Src2.IntVal.getZExtValue() < Src1.IntVal.getBitWidth())
 919     Dest.IntVal = Src1.IntVal.shl(Src2.IntVal.getZExtValue());
 920   else
 921     Dest.IntVal = Src1.IntVal;
 922
 923   SetValue(&I, Dest, SF);
 924 }
 925
 926 void Interpreter::visitLShr(BinaryOperator &I) {
 927   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 928   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 929   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 930   GenericValue Dest;
 931   if (Src2.IntVal.getZExtValue() < Src1.IntVal.getBitWidth())
 932     Dest.IntVal = Src1.IntVal.lshr(Src2.IntVal.getZExtValue());
 933   else
 934     Dest.IntVal = Src1.IntVal;
 935
 936   SetValue(&I, Dest, SF);
 937 }
 938
 939 void Interpreter::visitAShr(BinaryOperator &I) {
 940   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
 941   GenericValue Src1 = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
 942   GenericValue Src2 = getOperandValue(I.getOperand(1), SF);
 943   GenericValue Dest;
 944   if (Src2.IntVal.getZExtValue() < Src1.IntVal.getBitWidth())
 945     Dest.IntVal = Src1.IntVal.ashr(Src2.IntVal.getZExtValue());
 946   else
 947     Dest.IntVal = Src1.IntVal;
 948
 949   SetValue(&I, Dest, SF);
 950 }
 951
 952 GenericValue Interpreter::executeTruncInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 953                                            ExecutionContext &SF) {
 954   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
 955   const IntegerType *DITy = cast<IntegerType>(DstTy);
 956   unsigned DBitWidth = DITy->getBitWidth();
 957   Dest.IntVal = Src.IntVal.trunc(DBitWidth);
 958   return Dest;
 959 }
 960
 961 GenericValue Interpreter::executeSExtInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 962                                           ExecutionContext &SF) {
 963   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
 964   const IntegerType *DITy = cast<IntegerType>(DstTy);
 965   unsigned DBitWidth = DITy->getBitWidth();
 966   Dest.IntVal = Src.IntVal.sext(DBitWidth);
 967   return Dest;
 968 }
 969
 970 GenericValue Interpreter::executeZExtInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 971                                           ExecutionContext &SF) {
 972   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
 973   const IntegerType *DITy = cast<IntegerType>(DstTy);
 974   unsigned DBitWidth = DITy->getBitWidth();
 975   Dest.IntVal = Src.IntVal.zext(DBitWidth);
 976   return Dest;
 977 }
 978
 979 GenericValue Interpreter::executeFPTruncInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 980                                              ExecutionContext &SF) {
 981   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
 982   assert(SrcVal->getType() == Type::DoubleTy && DstTy == Type::FloatTy &&
 983          "Invalid FPTrunc instruction");
 984   Dest.FloatVal = (float) Src.DoubleVal;
 985   return Dest;
 986 }
 987
 988 GenericValue Interpreter::executeFPExtInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 989                                            ExecutionContext &SF) {
 990   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
 991   assert(SrcVal->getType() == Type::FloatTy && DstTy == Type::DoubleTy &&
 992          "Invalid FPTrunc instruction");
 993   Dest.DoubleVal = (double) Src.FloatVal;
 994   return Dest;
 995 }
 996
 997 GenericValue Interpreter::executeFPToUIInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
 998                                             ExecutionContext &SF) {
 999   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
1000   uint32_t DBitWidth = cast<IntegerType>(DstTy)->getBitWidth();
1001   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1002   assert(SrcTy->isFloatingPoint() && "Invalid FPToUI instruction");
1003
1004   if (SrcTy->getTypeID() == Type::FloatTyID)
1005     Dest.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(Src.FloatVal, DBitWidth);
1006   else
1007     Dest.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(Src.DoubleVal, DBitWidth);
1008   return Dest;
1009 }
1010
1011 GenericValue Interpreter::executeFPToSIInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1012                                             ExecutionContext &SF) {
1013   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
1014   uint32_t DBitWidth = cast<IntegerType>(DstTy)->getBitWidth();
1015   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1016   assert(SrcTy->isFloatingPoint() && "Invalid FPToSI instruction");
1017
1018   if (SrcTy->getTypeID() == Type::FloatTyID)
1019     Dest.IntVal = APIntOps::RoundFloatToAPInt(Src.FloatVal, DBitWidth);
1020   else
1021     Dest.IntVal = APIntOps::RoundDoubleToAPInt(Src.DoubleVal, DBitWidth);
1022   return Dest;
1023 }
1024
1025 GenericValue Interpreter::executeUIToFPInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1026                                             ExecutionContext &SF) {
1027   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1028   assert(DstTy->isFloatingPoint() && "Invalid UIToFP instruction");
1029
1030   if (DstTy->getTypeID() == Type::FloatTyID)
1031     Dest.FloatVal = APIntOps::RoundAPIntToFloat(Src.IntVal);
1032   else
1033     Dest.DoubleVal = APIntOps::RoundAPIntToDouble(Src.IntVal);
1034   return Dest;
1035 }
1036
1037 GenericValue Interpreter::executeSIToFPInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1038                                             ExecutionContext &SF) {
1039   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1040   assert(DstTy->isFloatingPoint() && "Invalid SIToFP instruction");
1041
1042   if (DstTy->getTypeID() == Type::FloatTyID)
1043     Dest.FloatVal = APIntOps::RoundSignedAPIntToFloat(Src.IntVal);
1044   else
1045     Dest.DoubleVal = APIntOps::RoundSignedAPIntToDouble(Src.IntVal);
1046   return Dest;
1047
1048 }
1049
1050 GenericValue Interpreter::executePtrToIntInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1051                                               ExecutionContext &SF) {
1052   uint32_t DBitWidth = cast<IntegerType>(DstTy)->getBitWidth();
1053   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1054   assert(isa<PointerType>(SrcVal->getType()) && "Invalid PtrToInt instruction");
1055
1056   Dest.IntVal = APInt(DBitWidth, (intptr_t) Src.PointerVal);
1057   return Dest;
1058 }
1059
1060 GenericValue Interpreter::executeIntToPtrInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1061                                               ExecutionContext &SF) {
1062   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1063   assert(isa<PointerType>(DstTy) && "Invalid PtrToInt instruction");
1064
1065   uint32_t PtrSize = TD.getPointerSizeInBits();
1066   if (PtrSize != Src.IntVal.getBitWidth())
1067     Src.IntVal = Src.IntVal.zextOrTrunc(PtrSize);
1068
1069   Dest.PointerVal = PointerTy(intptr_t(Src.IntVal.getZExtValue()));
1070   return Dest;
1071 }
1072
1073 GenericValue Interpreter::executeBitCastInst(Value *SrcVal, const Type *DstTy,
1074                                              ExecutionContext &SF) {
1075
1076   const Type *SrcTy = SrcVal->getType();
1077   GenericValue Dest, Src = getOperandValue(SrcVal, SF);
1078   if (isa<PointerType>(DstTy)) {
1079     assert(isa<PointerType>(SrcTy) && "Invalid BitCast");
1080     Dest.PointerVal = Src.PointerVal;
1081   } else if (DstTy->isInteger()) {
1082     if (SrcTy == Type::FloatTy) {
1083       Dest.IntVal.zext(sizeof(Src.FloatVal) * CHAR_BIT);
1084       Dest.IntVal.floatToBits(Src.FloatVal);
1085     } else if (SrcTy == Type::DoubleTy) {
1086       Dest.IntVal.zext(sizeof(Src.DoubleVal) * CHAR_BIT);
1087       Dest.IntVal.doubleToBits(Src.DoubleVal);
1088     } else if (SrcTy->isInteger()) {
1089       Dest.IntVal = Src.IntVal;
1090     } else
1091       assert(0 && "Invalid BitCast");
1092   } else if (DstTy == Type::FloatTy) {
1093     if (SrcTy->isInteger())
1094       Dest.FloatVal = Src.IntVal.bitsToFloat();
1095     else
1096       Dest.FloatVal = Src.FloatVal;
1097   } else if (DstTy == Type::DoubleTy) {
1098     if (SrcTy->isInteger())
1099       Dest.DoubleVal = Src.IntVal.bitsToDouble();
1100     else
1101       Dest.DoubleVal = Src.DoubleVal;
1102   } else
1103     assert(0 && "Invalid Bitcast");
1104
1105   return Dest;
1106 }
1107
1108 void Interpreter::visitTruncInst(TruncInst &I) {
1109   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1110   SetValue(&I, executeTruncInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1111 }
1112
1113 void Interpreter::visitSExtInst(SExtInst &I) {
1114   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1115   SetValue(&I, executeSExtInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1116 }
1117
1118 void Interpreter::visitZExtInst(ZExtInst &I) {
1119   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1120   SetValue(&I, executeZExtInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1121 }
1122
1123 void Interpreter::visitFPTruncInst(FPTruncInst &I) {
1124   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1125   SetValue(&I, executeFPTruncInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1126 }
1127
1128 void Interpreter::visitFPExtInst(FPExtInst &I) {
1129   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1130   SetValue(&I, executeFPExtInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1131 }
1132
1133 void Interpreter::visitUIToFPInst(UIToFPInst &I) {
1134   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1135   SetValue(&I, executeUIToFPInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1136 }
1137
1138 void Interpreter::visitSIToFPInst(SIToFPInst &I) {
1139   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1140   SetValue(&I, executeSIToFPInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1141 }
1142
1143 void Interpreter::visitFPToUIInst(FPToUIInst &I) {
1144   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1145   SetValue(&I, executeFPToUIInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1146 }
1147
1148 void Interpreter::visitFPToSIInst(FPToSIInst &I) {
1149   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1150   SetValue(&I, executeFPToSIInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1151 }
1152
1153 void Interpreter::visitPtrToIntInst(PtrToIntInst &I) {
1154   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1155   SetValue(&I, executePtrToIntInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1156 }
1157
1158 void Interpreter::visitIntToPtrInst(IntToPtrInst &I) {
1159   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1160   SetValue(&I, executeIntToPtrInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1161 }
1162
1163 void Interpreter::visitBitCastInst(BitCastInst &I) {
1164   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1165   SetValue(&I, executeBitCastInst(I.getOperand(0), I.getType(), SF), SF);
1166 }
1167
1168 #define IMPLEMENT_VAARG(TY) \
1169    case Type::TY##TyID: Dest.TY##Val = Src.TY##Val; break
1170
1171 void Interpreter::visitVAArgInst(VAArgInst &I) {
1172   ExecutionContext &SF = ECStack.back();
1173
1174   // Get the incoming valist parameter.  LLI treats the valist as a
1175   // (ec-stack-depth var-arg-index) pair.
1176   GenericValue VAList = getOperandValue(I.getOperand(0), SF);
1177   GenericValue Dest;
1178   GenericValue Src = ECStack[VAList.UIntPairVal.first]
1179                       .VarArgs[VAList.UIntPairVal.second];
1180   const Type *Ty = I.getType();
1181   switch (Ty->getTypeID()) {
1182     case Type::IntegerTyID: Dest.IntVal = Src.IntVal;
1183     IMPLEMENT_VAARG(Pointer);
1184     IMPLEMENT_VAARG(Float);
1185     IMPLEMENT_VAARG(Double);
1186   default:
1187     cerr << "Unhandled dest type for vaarg instruction: " << *Ty << "\n";
1188     abort();
1189   }
1190
1191   // Set the Value of this Instruction.
1192   SetValue(&I, Dest, SF);
1193
1194   // Move the pointer to the next vararg.
1195   ++VAList.UIntPairVal.second;
1196 }
1197
1198 GenericValue Interpreter::getConstantExprValue (ConstantExpr *CE,
1199                                                 ExecutionContext &SF) {
1200   switch (CE->getOpcode()) {
1201   case Instruction::Trunc:
1202       return executeTruncInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1203   case Instruction::ZExt:
1204       return executeZExtInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1205   case Instruction::SExt:
1206       return executeSExtInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1207   case Instruction::FPTrunc:
1208       return executeFPTruncInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1209   case Instruction::FPExt:
1210       return executeFPExtInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1211   case Instruction::UIToFP:
1212       return executeUIToFPInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1213   case Instruction::SIToFP:
1214       return executeSIToFPInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1215   case Instruction::FPToUI:
1216       return executeFPToUIInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1217   case Instruction::FPToSI:
1218       return executeFPToSIInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1219   case Instruction::PtrToInt:
1220       return executePtrToIntInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1221   case Instruction::IntToPtr:
1222       return executeIntToPtrInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1223   case Instruction::BitCast:
1224       return executeBitCastInst(CE->getOperand(0), CE->getType(), SF);
1225   case Instruction::GetElementPtr:
1226     return executeGEPOperation(CE->getOperand(0), gep_type_begin(CE),
1227                                gep_type_end(CE), SF);
1228   case Instruction::FCmp:
1229   case Instruction::ICmp:
1230     return executeCmpInst(CE->getPredicate(),
1231                           getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
1232                           getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
1233                           CE->getOperand(0)->getType());
1234   case Instruction::Select:
1235     return executeSelectInst(getOperandValue(CE->getOperand(0), SF),
1236                              getOperandValue(CE->getOperand(1), SF),
1237                              getOperandValue(CE->getOperand(2), SF));
1238   default :
1239     break;
1240   }
1241
1242   // The cases below here require a GenericValue parameter for the result
1243   // so we initialize one, compute it and then return it.
1244   GenericValue Op0 = getOperandValue(CE->getOperand(0), SF);
1245   GenericValue Op1 = getOperandValue(CE->getOperand(1), SF);
1246   GenericValue Dest;
1247   const Type * Ty = CE->getOperand(0)->getType();
1248   switch (CE->getOpcode()) {
1249   case Instruction::Add:  Dest.IntVal = Op0.IntVal + Op1.IntVal; break;
1250   case Instruction::Sub:  Dest.IntVal = Op0.IntVal - Op1.IntVal; break;
1251   case Instruction::Mul:  Dest.IntVal = Op0.IntVal * Op1.IntVal; break;
1252   case Instruction::FAdd: executeFAddInst(Dest, Op0, Op1, Ty); break;
1253   case Instruction::FSub: executeFSubInst(Dest, Op0, Op1, Ty); break;
1254   case Instruction::FMul: executeFMulInst(Dest, Op0, Op1, Ty); break;
1255   case Instruction::FDiv: executeFDivInst(Dest, Op0, Op1, Ty); break;
1256   case Instruction::FRem: executeFRemInst(Dest, Op0, Op1, Ty); break;
1257   case Instruction::SDiv: Dest.IntVal = Op0.IntVal.sdiv(Op1.IntVal); break;
1258   case Instruction::UDiv: Dest.IntVal = Op0.IntVal.udiv(Op1.IntVal); break;
1259   case Instruction::URem: Dest.IntVal = Op0.IntVal.urem(Op1.IntVal); break;
1260   case Instruction::SRem: Dest.IntVal = Op0.IntVal.srem(Op1.IntVal); break;
1261   case Instruction::And:  Dest.IntVal = Op0.IntVal & Op1.IntVal; break;
1262   case Instruction::Or:   Dest.IntVal = Op0.IntVal | Op1.IntVal; break;
1263   case Instruction::Xor:  Dest.IntVal = Op0.IntVal ^ Op1.IntVal; break;
1264   case Instruction::Shl:
1265     Dest.IntVal = Op0.IntVal.shl(Op1.IntVal.getZExtValue());
1266     break;
1267   case Instruction::LShr:
1268     Dest.IntVal = Op0.IntVal.lshr(Op1.IntVal.getZExtValue());
1269     break;
1270   case Instruction::AShr:
1271     Dest.IntVal = Op0.IntVal.ashr(Op1.IntVal.getZExtValue());
1272     break;
1273   default:
1274     cerr << "Unhandled ConstantExpr: " << *CE << "\n";
1275     abort();
1276     return GenericValue();
1277   }
1278   return Dest;
1279 }
1280
1281 GenericValue Interpreter::getOperandValue(Value *V, ExecutionContext &SF) {
1282   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
1283     return getConstantExprValue(CE, SF);
1284   } else if (Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(V)) {
1285     return getConstantValue(CPV);
1286   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
1287     return PTOGV(getPointerToGlobal(GV));
1288   } else {
1289     return SF.Values[V];
1290   }
1291 }
1292
1293 //===----------------------------------------------------------------------===//
1294 //                        Dispatch and Execution Code
1295 //===----------------------------------------------------------------------===//
1296
1297 //===----------------------------------------------------------------------===//
1298 // callFunction - Execute the specified function...
1299 //
1300 void Interpreter::callFunction(Function *F,
1301                                const std::vector<GenericValue> &ArgVals) {
1302   assert((ECStack.empty() || ECStack.back().Caller.getInstruction() == 0 ||
1303           ECStack.back().Caller.arg_size() == ArgVals.size()) &&
1304          "Incorrect number of arguments passed into function call!");
1305   // Make a new stack frame... and fill it in.
1306   ECStack.push_back(ExecutionContext());
1307   ExecutionContext &StackFrame = ECStack.back();
1308   StackFrame.CurFunction = F;
1309
1310   // Special handling for external functions.
1311   if (F->isDeclaration()) {
1312     GenericValue Result = callExternalFunction (F, ArgVals);
1313     // Simulate a 'ret' instruction of the appropriate type.
1314     popStackAndReturnValueToCaller (F->getReturnType (), Result);
1315     return;
1316   }
1317
1318   // Get pointers to first LLVM BB & Instruction in function.
1319   StackFrame.CurBB     = F->begin();
1320   StackFrame.CurInst   = StackFrame.CurBB->begin();
1321
1322   // Run through the function arguments and initialize their values...
1323   assert((ArgVals.size() == F->arg_size() ||
1324          (ArgVals.size() > F->arg_size() && F->getFunctionType()->isVarArg()))&&
1325          "Invalid number of values passed to function invocation!");
1326
1327   // Handle non-varargs arguments...
1328   unsigned i = 0;
1329   for (Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
1330        AI != E; ++AI, ++i)
1331     SetValue(AI, ArgVals[i], StackFrame);
1332
1333   // Handle varargs arguments...
1334   StackFrame.VarArgs.assign(ArgVals.begin()+i, ArgVals.end());
1335 }
1336
1337
1338 void Interpreter::run() {
1339   while (!ECStack.empty()) {
1340     // Interpret a single instruction & increment the "PC".
1341     ExecutionContext &SF = ECStack.back();  // Current stack frame
1342     Instruction &I = *SF.CurInst++;         // Increment before execute
1343
1344     // Track the number of dynamic instructions executed.
1345     ++NumDynamicInsts;
1346
1347     DOUT << "About to interpret: " << I;
1348     visit(I);   // Dispatch to one of the visit* methods...
1349 #if 0
1350     // This is not safe, as visiting the instruction could lower it and free I.
1351 #ifndef NDEBUG
1352     if (!isa<CallInst>(I) && !isa<InvokeInst>(I) &&
1353         I.getType() != Type::VoidTy) {
1354       DOUT << "  --> ";
1355       const GenericValue &Val = SF.Values[&I];
1356       switch (I.getType()->getTypeID()) {
1357       default: assert(0 && "Invalid GenericValue Type");
1358       case Type::VoidTyID:    DOUT << "void"; break;
1359       case Type::FloatTyID:   DOUT << "float " << Val.FloatVal; break;
1360       case Type::DoubleTyID:  DOUT << "double " << Val.DoubleVal; break;
1361       case Type::PointerTyID: DOUT << "void* " << intptr_t(Val.PointerVal);
1362         break;
1363       case Type::IntegerTyID:
1364         DOUT << "i" << Val.IntVal.getBitWidth() << " "
1365         << Val.IntVal.toStringUnsigned(10)
1366         << " (0x" << Val.IntVal.toStringUnsigned(16) << ")\n";
1367         break;
1368       }
1369     }
1370 #endif
1371 #endif
1372   }
1373 }