lib/ExecutionEngine/Interpreter/Interpreter.h

   1 //===-- Interpreter.h ------------------------------------------*- C++ -*--===//
   2 //
   3 // This header file defines the interpreter structure
   4 //
   5 //===----------------------------------------------------------------------===//
   6
   7 #ifndef LLI_INTERPRETER_H
   8 #define LLI_INTERPRETER_H
   9
  10 #include "llvm/BasicBlock.h"
  11 #include "llvm/Assembly/CachedWriter.h"
  12 #include "llvm/ExecutionEngine/ExecutionEngine.h"
  13 #include "llvm/ExecutionEngine/GenericValue.h"
  14 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
  15 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  16 #include "Support/DataTypes.h"
  17
  18 extern CachedWriter CW;     // Object to accelerate printing of LLVM
  19
  20 struct FunctionInfo;        // Defined in ExecutionAnnotations.h
  21
  22 // AllocaHolder - Object to track all of the blocks of memory allocated by
  23 // alloca.  When the function returns, this object is poped off the execution
  24 // stack, which causes the dtor to be run, which frees all the alloca'd memory.
  25 //
  26 class AllocaHolder {
  27   friend class AllocaHolderHandle;
  28   std::vector<void*> Allocations;
  29   unsigned RefCnt;
  30 public:
  31   AllocaHolder() : RefCnt(0) {}
  32   void add(void *mem) { Allocations.push_back(mem); }
  33   ~AllocaHolder() {
  34     for (unsigned i = 0; i < Allocations.size(); ++i)
  35       free(Allocations[i]);
  36   }
  37 };
  38
  39 // AllocaHolderHandle gives AllocaHolder value semantics so we can stick it into
  40 // a vector...
  41 //
  42 class AllocaHolderHandle {
  43   AllocaHolder *H;
  44 public:
  45   AllocaHolderHandle() : H(new AllocaHolder()) { H->RefCnt++; }
  46   AllocaHolderHandle(const AllocaHolderHandle &AH) : H(AH.H) { H->RefCnt++; }
  47   ~AllocaHolderHandle() { if (--H->RefCnt == 0) delete H; }
  48
  49   void add(void *mem) { H->add(mem); }
  50 };
  51
  52 typedef std::vector<GenericValue> ValuePlaneTy;
  53
  54 // ExecutionContext struct - This struct represents one stack frame currently
  55 // executing.
  56 //
  57 struct ExecutionContext {
  58   Function             *CurFunction;// The currently executing function
  59   BasicBlock           *CurBB;      // The currently executing BB
  60   BasicBlock::iterator  CurInst;    // The next instruction to execute
  61   FunctionInfo         *FuncInfo;   // The FuncInfo annotation for the function
  62   std::vector<ValuePlaneTy>  Values;// ValuePlanes for each type
  63   std::vector<GenericValue>  VarArgs; // Values passed through an ellipsis
  64
  65   CallInst             *Caller;     // Holds the call that called subframes.
  66                                     // NULL if main func or debugger invoked fn
  67   AllocaHolderHandle    Allocas;    // Track memory allocated by alloca
  68 };
  69
  70 // Interpreter - This class represents the entirety of the interpreter.
  71 //
  72 class Interpreter : public ExecutionEngine, public InstVisitor<Interpreter> {
  73   int ExitCode;                // The exit code to be returned by the lli util
  74   bool Trace;                  // Tracing enabled?
  75   int CurFrame;                // The current stack frame being inspected
  76   TargetData TD;
  77
  78   // The runtime stack of executing code.  The top of the stack is the current
  79   // function record.
  80   std::vector<ExecutionContext> ECStack;
  81
  82   // AtExitHandlers - List of functions to call when the program exits,
  83   // registered with the atexit() library function.
  84   std::vector<Function*> AtExitHandlers;
  85
  86   std::map<Function*, FunctionInfo*> FunctionInfoMap;
  87 public:
  88   Interpreter(Module *M, bool isLittleEndian, bool isLongPointer,
  89               bool TraceMode);
  90   inline ~Interpreter() { CW.setModule(0); }
  91
  92   /// runAtExitHandlers - Run any functions registered by the
  93   /// program's calls to atexit(3), which we intercept and store in
  94   /// AtExitHandlers.
  95   ///
  96   void runAtExitHandlers ();
  97
  98   /// create - Create an interpreter ExecutionEngine. This can never fail.
  99   ///
 100   static ExecutionEngine *create(Module *M, bool TraceMode);
 101
 102   /// run - Start execution with the specified function and arguments.
 103   ///
 104   virtual GenericValue run(Function *F,
 105                            const std::vector<GenericValue> &ArgValues);
 106
 107   // Methods used for debug printouts:
 108   static void print(const Type *Ty, GenericValue V);
 109   static void printValue(const Type *Ty, GenericValue V);
 110
 111   // Methods used to execute code:
 112   // Place a call on the stack
 113   void callFunction(Function *F, const std::vector<GenericValue> &ArgVals);
 114   void executeInstruction(); // Execute one instruction
 115   void run();                // Execute instructions until nothing left to do
 116
 117   // Opcode Implementations
 118   void visitReturnInst(ReturnInst &I);
 119   void visitBranchInst(BranchInst &I);
 120   void visitSwitchInst(SwitchInst &I);
 121
 122   void visitBinaryOperator(BinaryOperator &I);
 123   void visitAllocationInst(AllocationInst &I);
 124   void visitFreeInst(FreeInst &I);
 125   void visitLoadInst(LoadInst &I);
 126   void visitStoreInst(StoreInst &I);
 127   void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I);
 128
 129   void visitPHINode(PHINode &PN) { assert(0 && "PHI nodes already handled!"); }
 130   void visitCastInst(CastInst &I);
 131   void visitCallInst(CallInst &I);
 132   void visitShl(ShiftInst &I);
 133   void visitShr(ShiftInst &I);
 134   void visitVANextInst(VANextInst &I);
 135   void visitInstruction(Instruction &I) {
 136     std::cerr << I;
 137     assert(0 && "Instruction not interpretable yet!");
 138   }
 139
 140   GenericValue callExternalFunction(Function *F,
 141                                     const std::vector<GenericValue> &ArgVals);
 142   void exitCalled(GenericValue GV);
 143
 144   void addAtExitHandler(Function *F) {
 145     AtExitHandlers.push_back(F);
 146   }
 147
 148   //FIXME: private:
 149 public:
 150   GenericValue executeGEPOperation(Value *Ptr, User::op_iterator I,
 151                                    User::op_iterator E, ExecutionContext &SF);
 152
 153 private:  // Helper functions
 154   // SwitchToNewBasicBlock - Start execution in a new basic block and run any
 155   // PHI nodes in the top of the block.  This is used for intraprocedural
 156   // control flow.
 157   //
 158   void SwitchToNewBasicBlock(BasicBlock *Dest, ExecutionContext &SF);
 159
 160   void *getPointerToFunction(Function *F) { return (void*)F; }
 161
 162   void initializeExecutionEngine();
 163   void initializeExternalFunctions();
 164   GenericValue getOperandValue(Value *V, ExecutionContext &SF);
 165   GenericValue executeCastOperation(Value *SrcVal, const Type *Ty,
 166                                     ExecutionContext &SF);
 167 };
 168
 169 #endif