Use 'override/final' instead of 'virtual' for overridden methods
[oota-llvm.git] / lib / ExecutionEngine / Interpreter / Interpreter.h
index 3af6726f8fbc0c8cd83b5313d0ce6a308f02556b..0dc0463903d4d4606c7ef6296d126ee66cae32ac 100644 (file)
@@ -1,52 +1,60 @@
 //===-- Interpreter.h ------------------------------------------*- C++ -*--===//
 //
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//
 // This header file defines the interpreter structure
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#ifndef LLI_INTERPRETER_H
-#define LLI_INTERPRETER_H
+#ifndef LLVM_LIB_EXECUTIONENGINE_INTERPRETER_INTERPRETER_H
+#define LLVM_LIB_EXECUTIONENGINE_INTERPRETER_INTERPRETER_H
 
-#include "../ExecutionEngine.h"
-#include "../GenericValue.h"
-#include "Support/DataTypes.h"
-#include "llvm/Assembly/CachedWriter.h"
-#include "llvm/Target/TargetData.h"
-#include "llvm/BasicBlock.h"
-#include "llvm/Support/InstVisitor.h"
+#include "llvm/ExecutionEngine/ExecutionEngine.h"
+#include "llvm/ExecutionEngine/GenericValue.h"
+#include "llvm/IR/CallSite.h"
+#include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/Function.h"
+#include "llvm/IR/InstVisitor.h"
+#include "llvm/Support/DataTypes.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+namespace llvm {
 
-extern CachedWriter CW;     // Object to accelerate printing of LLVM
+class IntrinsicLowering;
+struct FunctionInfo;
+template<typename T> class generic_gep_type_iterator;
+class ConstantExpr;
+typedef generic_gep_type_iterator<User::const_op_iterator> gep_type_iterator;
 
-struct FunctionInfo;        // Defined in ExecutionAnnotations.h
 
 // AllocaHolder - Object to track all of the blocks of memory allocated by
-// alloca.  When the function returns, this object is poped off the execution
+// alloca.  When the function returns, this object is popped off the execution
 // stack, which causes the dtor to be run, which frees all the alloca'd memory.
 //
 class AllocaHolder {
-  friend class AllocaHolderHandle;
-  std::vector<void*> Allocations;
-  unsigned RefCnt;
+  std::vector<void *> Allocations;
+
 public:
-  AllocaHolder() : RefCnt(0) {}
-  void add(void *mem) { Allocations.push_back(mem); }
-  ~AllocaHolder() {
-    for (unsigned i = 0; i < Allocations.size(); ++i)
-      free(Allocations[i]);
+  AllocaHolder() {}
+
+  // Make this type move-only. Define explicit move special members for MSVC.
+  AllocaHolder(AllocaHolder &&RHS) : Allocations(std::move(RHS.Allocations)) {}
+  AllocaHolder &operator=(AllocaHolder &&RHS) {
+    Allocations = std::move(RHS.Allocations);
+    return *this;
   }
-};
 
-// AllocaHolderHandle gives AllocaHolder value semantics so we can stick it into
-// a vector...
-//
-class AllocaHolderHandle {
-  AllocaHolder *H;
-public:
-  AllocaHolderHandle() : H(new AllocaHolder()) { H->RefCnt++; }
-  AllocaHolderHandle(const AllocaHolderHandle &AH) : H(AH.H) { H->RefCnt++; }
-  ~AllocaHolderHandle() { if (--H->RefCnt == 0) delete H; }
+  ~AllocaHolder() {
+    for (void *Allocation : Allocations)
+      free(Allocation);
+  }
 
-  void add(void *mem) { H->add(mem); }
+  void add(void *Mem) { Allocations.push_back(Mem); }
 };
 
 typedef std::vector<GenericValue> ValuePlaneTy;
@@ -58,165 +66,191 @@ struct ExecutionContext {
   Function             *CurFunction;// The currently executing function
   BasicBlock           *CurBB;      // The currently executing BB
   BasicBlock::iterator  CurInst;    // The next instruction to execute
-  FunctionInfo         *FuncInfo;   // The FuncInfo annotation for the function
-  std::vector<ValuePlaneTy>  Values;// ValuePlanes for each type
+  CallSite             Caller;     // Holds the call that called subframes.
+                                   // NULL if main func or debugger invoked fn
+  std::map<Value *, GenericValue> Values; // LLVM values used in this invocation
   std::vector<GenericValue>  VarArgs; // Values passed through an ellipsis
-
-  CallInst             *Caller;     // Holds the call that called subframes.
-                                    // NULL if main func or debugger invoked fn
-  AllocaHolderHandle    Allocas;    // Track memory allocated by alloca
+  AllocaHolder Allocas;            // Track memory allocated by alloca
+
+  ExecutionContext() : CurFunction(nullptr), CurBB(nullptr), CurInst(nullptr) {}
+
+  ExecutionContext(ExecutionContext &&O)
+      : CurFunction(O.CurFunction), CurBB(O.CurBB), CurInst(O.CurInst),
+        Caller(O.Caller), Values(std::move(O.Values)),
+        VarArgs(std::move(O.VarArgs)), Allocas(std::move(O.Allocas)) {}
+
+  ExecutionContext &operator=(ExecutionContext &&O) {
+    CurFunction = O.CurFunction;
+    CurBB = O.CurBB;
+    CurInst = O.CurInst;
+    Caller = O.Caller;
+    Values = std::move(O.Values);
+    VarArgs = std::move(O.VarArgs);
+    Allocas = std::move(O.Allocas);
+    return *this;
+  }
 };
 
 // Interpreter - This class represents the entirety of the interpreter.
 //
 class Interpreter : public ExecutionEngine, public InstVisitor<Interpreter> {
-  int ExitCode;                // The exit code to be returned by the lli util
-  bool Profile;                // Profiling enabled?
-  bool Trace;                  // Tracing enabled?
-  int CurFrame;                // The current stack frame being inspected
-  TargetData TD;
+  GenericValue ExitValue;          // The return value of the called function
+  DataLayout TD;
+  IntrinsicLowering *IL;
 
   // The runtime stack of executing code.  The top of the stack is the current
   // function record.
   std::vector<ExecutionContext> ECStack;
 
-  // AtExitHandlers - List of functions to call when the program exits.
+  // AtExitHandlers - List of functions to call when the program exits,
+  // registered with the atexit() library function.
   std::vector<Function*> AtExitHandlers;
+
 public:
-  Interpreter(Module *M, bool isLittleEndian, bool isLongPointer,
-              bool TraceMode);
-  inline ~Interpreter() { CW.setModule(0); }
+  explicit Interpreter(std::unique_ptr<Module> M);
+  ~Interpreter() override;
 
-  /// create - Create an interpreter ExecutionEngine. This can never fail.
+  /// runAtExitHandlers - Run any functions registered by the program's calls to
+  /// atexit(3), which we intercept and store in AtExitHandlers.
   ///
-  static ExecutionEngine *create(Module *M, bool TraceMode);
+  void runAtExitHandlers();
+
+  static void Register() {
+    InterpCtor = create;
+  }
 
-  /// getExitCode - return the code that should be the exit code for the lli
-  /// utility.
+  /// Create an interpreter ExecutionEngine.
   ///
-  inline int getExitCode() const { return ExitCode; }
+  static ExecutionEngine *create(std::unique_ptr<Module> M,
+                                 std::string *ErrorStr = nullptr);
 
   /// run - Start execution with the specified function and arguments.
   ///
-  virtual int run(const std::string &FnName,
-                 const std::vector<std::string> &Args,
-                  const char ** envp);
+  GenericValue runFunction(Function *F,
+                           const std::vector<GenericValue> &ArgValues) override;
 
-  // enableProfiling() - Turn profiling on, clear stats?
-  void enableProfiling() { Profile = true; }
-  void enableTracing() { Trace = true; }
-
-  void handleUserInput();
-
-  // User Interation Methods...
-  bool callFunction(const std::string &Name);      // return true on failure
-  void infoValue(const std::string &Name);
-  void print(const std::string &Name);
-  static void print(const Type *Ty, GenericValue V);
-  static void printValue(const Type *Ty, GenericValue V);
-
-  bool callMainFunction(const std::string &MainName,
-                        const std::vector<std::string> &InputFilename);
-
-  void list();             // Do the 'list' command
-  void printStackTrace();  // Do the 'backtrace' command
+  void *getPointerToNamedFunction(StringRef Name,
+                                  bool AbortOnFailure = true) override {
+    // FIXME: not implemented.
+    return nullptr;
+  }
 
-  // Code execution methods...
+  // Methods used to execute code:
+  // Place a call on the stack
   void callFunction(Function *F, const std::vector<GenericValue> &ArgVals);
-  void executeInstruction(); // Execute one instruction...
-
-  void stepInstruction();  // Do the 'step' command
-  void nextInstruction();  // Do the 'next' command
-  void run();              // Do the 'run' command
-  void finish();           // Do the 'finish' command
+  void run();                // Execute instructions until nothing left to do
 
   // Opcode Implementations
   void visitReturnInst(ReturnInst &I);
   void visitBranchInst(BranchInst &I);
   void visitSwitchInst(SwitchInst &I);
+  void visitIndirectBrInst(IndirectBrInst &I);
 
   void visitBinaryOperator(BinaryOperator &I);
-  void visitAllocationInst(AllocationInst &I);
-  void visitFreeInst(FreeInst &I);
+  void visitICmpInst(ICmpInst &I);
+  void visitFCmpInst(FCmpInst &I);
+  void visitAllocaInst(AllocaInst &I);
   void visitLoadInst(LoadInst &I);
   void visitStoreInst(StoreInst &I);
   void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I);
+  void visitPHINode(PHINode &PN) { 
+    llvm_unreachable("PHI nodes already handled!"); 
+  }
+  void visitTruncInst(TruncInst &I);
+  void visitZExtInst(ZExtInst &I);
+  void visitSExtInst(SExtInst &I);
+  void visitFPTruncInst(FPTruncInst &I);
+  void visitFPExtInst(FPExtInst &I);
+  void visitUIToFPInst(UIToFPInst &I);
+  void visitSIToFPInst(SIToFPInst &I);
+  void visitFPToUIInst(FPToUIInst &I);
+  void visitFPToSIInst(FPToSIInst &I);
+  void visitPtrToIntInst(PtrToIntInst &I);
+  void visitIntToPtrInst(IntToPtrInst &I);
+  void visitBitCastInst(BitCastInst &I);
+  void visitSelectInst(SelectInst &I);
+
+
+  void visitCallSite(CallSite CS);
+  void visitCallInst(CallInst &I) { visitCallSite (CallSite (&I)); }
+  void visitInvokeInst(InvokeInst &I) { visitCallSite (CallSite (&I)); }
+  void visitUnreachableInst(UnreachableInst &I);
+
+  void visitShl(BinaryOperator &I);
+  void visitLShr(BinaryOperator &I);
+  void visitAShr(BinaryOperator &I);
+
+  void visitVAArgInst(VAArgInst &I);
+  void visitExtractElementInst(ExtractElementInst &I);
+  void visitInsertElementInst(InsertElementInst &I);
+  void visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &I);
+
+  void visitExtractValueInst(ExtractValueInst &I);
+  void visitInsertValueInst(InsertValueInst &I);
 
-  void visitPHINode(PHINode &PN) { assert(0 && "PHI nodes already handled!"); }
-  void visitCastInst(CastInst &I);
-  void visitCallInst(CallInst &I);
-  void visitShl(ShiftInst &I);
-  void visitShr(ShiftInst &I);
-  void visitVarArgInst(VarArgInst &I);
   void visitInstruction(Instruction &I) {
-    std::cerr << I;
-    assert(0 && "Instruction not interpretable yet!");
+    errs() << I << "\n";
+    llvm_unreachable("Instruction not interpretable yet!");
   }
 
-  GenericValue callExternalFunction(Function *F, 
+  GenericValue callExternalFunction(Function *F,
                                     const std::vector<GenericValue> &ArgVals);
   void exitCalled(GenericValue GV);
 
-  // getCurrentFunction - Return the currently executing function
-  inline Function *getCurrentFunction() const {
-    return CurFrame < 0 ? 0 : ECStack[CurFrame].CurFunction;
-  }
-
-  // isStopped - Return true if a program is stopped.  Return false if no
-  // program is running.
-  //
-  inline bool isStopped() const { return !ECStack.empty(); }
-
   void addAtExitHandler(Function *F) {
     AtExitHandlers.push_back(F);
   }
 
-  //FIXME: private:
-public:
-  GenericValue executeGEPOperation(Value *Ptr, User::op_iterator I,
-                                  User::op_iterator E, ExecutionContext &SF);
+  GenericValue *getFirstVarArg () {
+    return &(ECStack.back ().VarArgs[0]);
+  }
 
 private:  // Helper functions
+  GenericValue executeGEPOperation(Value *Ptr, gep_type_iterator I,
+                                   gep_type_iterator E, ExecutionContext &SF);
+
   // SwitchToNewBasicBlock - Start execution in a new basic block and run any
   // PHI nodes in the top of the block.  This is used for intraprocedural
   // control flow.
-  // 
-  void SwitchToNewBasicBlock(BasicBlock *Dest, ExecutionContext &SF);
-
-  void *getPointerToFunction(Function *F) { return (void*)F; }
-
-  // getCurrentExecutablePath() - Return the directory that the lli executable
-  // lives in.
-  //
-  std::string getCurrentExecutablePath() const;
-
-  // printCurrentInstruction - Print out the instruction that the virtual PC is
-  // at, or fail silently if no program is running.
   //
-  void printCurrentInstruction();
-
-  // printStackFrame - Print information about the specified stack frame, or -1
-  // for the default one.
-  //
-  void printStackFrame(int FrameNo = -1);
-
-  // LookupMatchingNames - Search the current function namespace, then the
-  // global namespace looking for values that match the specified name.  Return
-  // ALL matches to that name.  This is obviously slow, and should only be used
-  // for user interaction.
-  //
-  std::vector<Value*> LookupMatchingNames(const std::string &Name);
+  void SwitchToNewBasicBlock(BasicBlock *Dest, ExecutionContext &SF);
 
-  // ChooseOneOption - Prompt the user to choose among the specified options to
-  // pick one value.  If no options are provided, emit an error.  If a single 
-  // option is provided, just return that option.
-  //
-  Value *ChooseOneOption(const std::string &Name,
-                         const std::vector<Value*> &Opts);
+  void *getPointerToFunction(Function *F) override { return (void*)F; }
 
-  void initializeExecutionEngine();
+  void initializeExecutionEngine() { }
   void initializeExternalFunctions();
+  GenericValue getConstantExprValue(ConstantExpr *CE, ExecutionContext &SF);
+  GenericValue getOperandValue(Value *V, ExecutionContext &SF);
+  GenericValue executeTruncInst(Value *SrcVal, Type *DstTy,
+                                ExecutionContext &SF);
+  GenericValue executeSExtInst(Value *SrcVal, Type *DstTy,
+                               ExecutionContext &SF);
+  GenericValue executeZExtInst(Value *SrcVal, Type *DstTy,
+                               ExecutionContext &SF);
+  GenericValue executeFPTruncInst(Value *SrcVal, Type *DstTy,
+                                  ExecutionContext &SF);
+  GenericValue executeFPExtInst(Value *SrcVal, Type *DstTy,
+                                ExecutionContext &SF);
+  GenericValue executeFPToUIInst(Value *SrcVal, Type *DstTy,
+                                 ExecutionContext &SF);
+  GenericValue executeFPToSIInst(Value *SrcVal, Type *DstTy,
+                                 ExecutionContext &SF);
+  GenericValue executeUIToFPInst(Value *SrcVal, Type *DstTy,
+                                 ExecutionContext &SF);
+  GenericValue executeSIToFPInst(Value *SrcVal, Type *DstTy,
+                                 ExecutionContext &SF);
+  GenericValue executePtrToIntInst(Value *SrcVal, Type *DstTy,
+                                   ExecutionContext &SF);
+  GenericValue executeIntToPtrInst(Value *SrcVal, Type *DstTy,
+                                   ExecutionContext &SF);
+  GenericValue executeBitCastInst(Value *SrcVal, Type *DstTy,
+                                  ExecutionContext &SF);
+  GenericValue executeCastOperation(Instruction::CastOps opcode, Value *SrcVal, 
+                                    Type *Ty, ExecutionContext &SF);
+  void popStackAndReturnValueToCaller(Type *RetTy, GenericValue Result);
+
 };
 
+} // End llvm namespace
+
 #endif