Interpreter cleanups:
[oota-llvm.git] / lib / ExecutionEngine / Interpreter / Interpreter.h
index 8c2f32566a509794359857793a2d77e99cf1a764..47f5c95f152e3630aef46775cbf6155e7c95b884 100644 (file)
 #ifndef LLI_INTERPRETER_H
 #define LLI_INTERPRETER_H
 
-#include "llvm/Module.h"
-#include "llvm/Method.h"
-#include "llvm/Support/DataTypes.h"
-
-struct MethodInfo;          // Defined in ExecutionAnnotations.h
-class CallInst;
-class ReturnInst;
-class BranchInst;
-class AllocationInst;
-
-union GenericValue {
-  bool            BoolVal;
-  unsigned char   UByteVal;
-  signed   char   SByteVal;
-  unsigned short  UShortVal;
-  signed   short  ShortVal;
-  unsigned int    UIntVal;
-  signed   int    IntVal;
-  uint64_t        ULongVal;
-  int64_t         LongVal;
-  double          DoubleVal;
-  float           FloatVal;
-  GenericValue *PointerVal;
+#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"
+
+extern CachedWriter CW;     // Object to accelerate printing of LLVM
+
+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
+// 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;
+public:
+  AllocaHolder() : RefCnt(0) {}
+  void add(void *mem) { Allocations.push_back(mem); }
+  ~AllocaHolder() {
+    for (unsigned i = 0; i < Allocations.size(); ++i)
+      free(Allocations[i]);
+  }
 };
 
-typedef vector<GenericValue> ValuePlaneTy;
+// 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; }
+
+  void add(void *mem) { H->add(mem); }
+};
+
+typedef std::vector<GenericValue> ValuePlaneTy;
 
 // ExecutionContext struct - This struct represents one stack frame currently
 // executing.
 //
 struct ExecutionContext {
-  Method               *CurMethod;  // The currently executing method
+  Function             *CurFunction;// The currently executing function
   BasicBlock           *CurBB;      // The currently executing BB
   BasicBlock::iterator  CurInst;    // The next instruction to execute
-  MethodInfo           *MethInfo;   // The MethInfo annotation for the method
-  vector<ValuePlaneTy>  Values;     // ValuePlanes for each type
+  FunctionInfo         *FuncInfo;   // The FuncInfo annotation for the function
+  std::vector<ValuePlaneTy>  Values;// ValuePlanes for each type
+  std::vector<GenericValue>  VarArgs; // Values passed through an ellipsis
 
-  BasicBlock           *PrevBB;     // The previous BB or null if in first BB
   CallInst             *Caller;     // Holds the call that called subframes.
                                     // NULL if main func or debugger invoked fn
+  AllocaHolderHandle    Allocas;    // Track memory allocated by alloca
 };
 
-
 // Interpreter - This class represents the entirety of the interpreter.
 //
-class Interpreter {
-  Module *CurMod;              // The current Module being executed (0 if none)
+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;
 
   // The runtime stack of executing code.  The top of the stack is the current
-  // method record.
-  vector<ExecutionContext> ECStack;
+  // function record.
+  std::vector<ExecutionContext> ECStack;
 
+  // AtExitHandlers - List of functions to call when the program exits.
+  std::vector<Function*> AtExitHandlers;
 public:
-  Interpreter();
-  inline ~Interpreter() { delete CurMod; }
+  Interpreter(Module *M, bool isLittleEndian, bool isLongPointer,
+              bool TraceMode);
+  inline ~Interpreter() { CW.setModule(0); }
 
-  // getExitCode - return the code that should be the exit code for the lli
-  // utility.
+  /// create - Create an interpreter ExecutionEngine. This can never fail.
+  ///
+  static ExecutionEngine *create(Module *M, bool TraceMode);
+
+  /// getExitCode - return the code that should be the exit code for the lli
+  /// utility.
+  ///
   inline int getExitCode() const { return ExitCode; }
 
+  /// 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);
+
   // enableProfiling() - Turn profiling on, clear stats?
   void enableProfiling() { Profile = true; }
+  void enableTracing() { Trace = true; }
 
-  void initializeExecutionEngine();
   void handleUserInput();
 
   // User Interation Methods...
-  void loadModule(const string &Filename);
-  bool flushModule();
-  bool callMethod(const string &Name);      // return true on failure
-  void setBreakpoint(const string &Name);
-  void infoValue(const string &Name);
-  void print(const string &Name);
+  bool callFunction(const std::string &Name);      // return true on failure
+  void setBreakpoint(const std::string &Name);
+  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);
 
-  // Hack until we can parse command line args...
-  bool callMainMethod(const string &MainName,
-                      const string &InputFilename);
+  bool callMainFunction(const std::string &MainName,
+                        const std::vector<std::string> &InputFilename);
 
   void list();             // Do the 'list' command
   void printStackTrace();  // Do the 'backtrace' command
 
   // Code execution methods...
-  void callMethod        (Method *Meth, const vector<GenericValue> &ArgVals);
-  void callExternalMethod(Method *Meth, const vector<GenericValue> &ArgVals);
+  void callFunction(Function *F, const std::vector<GenericValue> &ArgVals);
   bool executeInstruction(); // Execute one instruction...
 
   void stepInstruction();  // Do the 'step' command
@@ -104,14 +133,35 @@ public:
   void finish();           // Do the 'finish' command
 
   // Opcode Implementations
-  void executeCallInst(CallInst *I, ExecutionContext &SF);
-  void executeRetInst(ReturnInst *I, ExecutionContext &SF);
-  void executeBrInst(BranchInst *I, ExecutionContext &SF);
-  void executeAllocInst(AllocationInst *I, ExecutionContext &SF);
-
-  // getCurrentMethod - Return the currently executing method
-  inline Method *getCurrentMethod() const {
-    return CurFrame < 0 ? 0 : ECStack[CurFrame].CurMethod;
+  void visitReturnInst(ReturnInst &I);
+  void visitBranchInst(BranchInst &I);
+  void visitSwitchInst(SwitchInst &I);
+
+  void visitBinaryOperator(BinaryOperator &I);
+  void visitAllocationInst(AllocationInst &I);
+  void visitFreeInst(FreeInst &I);
+  void visitLoadInst(LoadInst &I);
+  void visitStoreInst(StoreInst &I);
+  void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &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!");
+  }
+
+  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
@@ -119,24 +169,55 @@ public:
   //
   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);
+
 private:  // Helper functions
+  // 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();
 
-  // LookupMatchingNames - Search the current method 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.
+  // printStackFrame - Print information about the specified stack frame, or -1
+  // for the default one.
   //
-  vector<Value*> LookupMatchingNames(const string &Name);
+  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);
 
   // 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 string &Name, const vector<Value*> &Opts);
+  Value *ChooseOneOption(const std::string &Name,
+                         const std::vector<Value*> &Opts);
+
+  void initializeExecutionEngine();
+  void initializeExternalFunctions();
 };
 
 #endif