lib/VMCore/Verifier.cpp

   1 //===-- Verifier.cpp - Implement the Module Verifier -----------------------==//
   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 defines the function verifier interface, that can be used for some
  11 // sanity checking of input to the system.
  12 //
  13 // Note that this does not provide full `Java style' security and verifications,
  14 // instead it just tries to ensure that code is well-formed.
  15 //
  16 //  * Both of a binary operator's parameters are of the same type
  17 //  * Verify that the indices of mem access instructions match other operands
  18 //  * Verify that arithmetic and other things are only performed on first-class
  19 //    types.  Verify that shifts & logicals only happen on integrals f.e.
  20 //  * All of the constants in a switch statement are of the correct type
  21 //  * The code is in valid SSA form
  22 //  * It should be illegal to put a label into any other type (like a structure)
  23 //    or to return one. [except constant arrays!]
  24 //  * Only phi nodes can be self referential: 'add i32 %0, %0 ; <int>:0' is bad
  25 //  * PHI nodes must have an entry for each predecessor, with no extras.
  26 //  * PHI nodes must be the first thing in a basic block, all grouped together
  27 //  * PHI nodes must have at least one entry
  28 //  * All basic blocks should only end with terminator insts, not contain them
  29 //  * The entry node to a function must not have predecessors
  30 //  * All Instructions must be embedded into a basic block
  31 //  * Functions cannot take a void-typed parameter
  32 //  * Verify that a function's argument list agrees with it's declared type.
  33 //  * It is illegal to specify a name for a void value.
  34 //  * It is illegal to have a internal global value with no initializer
  35 //  * It is illegal to have a ret instruction that returns a value that does not
  36 //    agree with the function return value type.
  37 //  * Function call argument types match the function prototype
  38 //  * A landing pad is defined by a landingpad instruction, and can be jumped to
  39 //    only by the unwind edge of an invoke instruction.
  40 //  * A landingpad instruction must be the first non-PHI instruction in the
  41 //    block.
  42 //  * All landingpad instructions must use the same personality function with
  43 //    the same function.
  44 //  * All other things that are tested by asserts spread about the code...
  45 //
  46 //===----------------------------------------------------------------------===//
  47
  48 #include "llvm/Analysis/Verifier.h"
  49 #include "llvm/CallingConv.h"
  50 #include "llvm/Constants.h"
  51 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  52 #include "llvm/InlineAsm.h"
  53 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  54 #include "llvm/LLVMContext.h"
  55 #include "llvm/Metadata.h"
  56 #include "llvm/Module.h"
  57 #include "llvm/Pass.h"
  58 #include "llvm/PassManager.h"
  59 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
  60 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
  61 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
  62 #include "llvm/Support/CallSite.h"
  63 #include "llvm/Support/CFG.h"
  64 #include "llvm/Support/Debug.h"
  65 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
  66 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
  67 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  68 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  69 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  70 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  71 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
  72 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  73 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  74 #include <algorithm>
  75 #include <cstdarg>
  76 using namespace llvm;
  77
  78 namespace {  // Anonymous namespace for class
  79   struct PreVerifier : public FunctionPass {
  80     static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
  81
  82     PreVerifier() : FunctionPass(ID) {
  83       initializePreVerifierPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  84     }
  85
  86     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  87       AU.setPreservesAll();
  88     }
  89
  90     // Check that the prerequisites for successful DominatorTree construction
  91     // are satisfied.
  92     bool runOnFunction(Function &F) {
  93       bool Broken = false;
  94
  95       for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I) {
  96         if (I->empty() || !I->back().isTerminator()) {
  97           dbgs() << "Basic Block in function '" << F.getName()
  98                  << "' does not have terminator!\n";
  99           WriteAsOperand(dbgs(), I, true);
 100           dbgs() << "\n";
 101           Broken = true;
 102         }
 103       }
 104
 105       if (Broken)
 106         report_fatal_error("Broken module, no Basic Block terminator!");
 107
 108       return false;
 109     }
 110   };
 111 }
 112
 113 char PreVerifier::ID = 0;
 114 INITIALIZE_PASS(PreVerifier, "preverify", "Preliminary module verification",
 115                 false, false)
 116 static char &PreVerifyID = PreVerifier::ID;
 117
 118 namespace {
 119   struct Verifier : public FunctionPass, public InstVisitor<Verifier> {
 120     static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
 121     bool Broken;          // Is this module found to be broken?
 122     VerifierFailureAction action;
 123                           // What to do if verification fails.
 124     Module *Mod;          // Module we are verifying right now
 125     LLVMContext *Context; // Context within which we are verifying
 126     DominatorTree *DT;    // Dominator Tree, caution can be null!
 127
 128     std::string Messages;
 129     raw_string_ostream MessagesStr;
 130
 131     /// InstInThisBlock - when verifying a basic block, keep track of all of the
 132     /// instructions we have seen so far.  This allows us to do efficient
 133     /// dominance checks for the case when an instruction has an operand that is
 134     /// an instruction in the same block.
 135     SmallPtrSet<Instruction*, 16> InstsInThisBlock;
 136
 137     /// MDNodes - keep track of the metadata nodes that have been checked
 138     /// already.
 139     SmallPtrSet<MDNode *, 32> MDNodes;
 140
 141     /// PersonalityFn - The personality function referenced by the
 142     /// LandingPadInsts. All LandingPadInsts within the same function must use
 143     /// the same personality function.
 144     const Value *PersonalityFn;
 145
 146     Verifier()
 147       : FunctionPass(ID), Broken(false),
 148         action(AbortProcessAction), Mod(0), Context(0), DT(0),
 149         MessagesStr(Messages), PersonalityFn(0) {
 150       initializeVerifierPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 151     }
 152     explicit Verifier(VerifierFailureAction ctn)
 153       : FunctionPass(ID), Broken(false), action(ctn), Mod(0),
 154         Context(0), DT(0), MessagesStr(Messages), PersonalityFn(0) {
 155       initializeVerifierPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 156     }
 157
 158     bool doInitialization(Module &M) {
 159       Mod = &M;
 160       Context = &M.getContext();
 161
 162       // We must abort before returning back to the pass manager, or else the
 163       // pass manager may try to run other passes on the broken module.
 164       return abortIfBroken();
 165     }
 166
 167     bool runOnFunction(Function &F) {
 168       // Get dominator information if we are being run by PassManager
 169       DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
 170
 171       Mod = F.getParent();
 172       if (!Context) Context = &F.getContext();
 173
 174       visit(F);
 175       InstsInThisBlock.clear();
 176       PersonalityFn = 0;
 177
 178       // We must abort before returning back to the pass manager, or else the
 179       // pass manager may try to run other passes on the broken module.
 180       return abortIfBroken();
 181     }
 182
 183     bool doFinalization(Module &M) {
 184       // Scan through, checking all of the external function's linkage now...
 185       for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I) {
 186         visitGlobalValue(*I);
 187
 188         // Check to make sure function prototypes are okay.
 189         if (I->isDeclaration()) visitFunction(*I);
 190       }
 191
 192       for (Module::global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 193            I != E; ++I)
 194         visitGlobalVariable(*I);
 195
 196       for (Module::alias_iterator I = M.alias_begin(), E = M.alias_end();
 197            I != E; ++I)
 198         visitGlobalAlias(*I);
 199
 200       for (Module::named_metadata_iterator I = M.named_metadata_begin(),
 201            E = M.named_metadata_end(); I != E; ++I)
 202         visitNamedMDNode(*I);
 203
 204       // If the module is broken, abort at this time.
 205       return abortIfBroken();
 206     }
 207
 208     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 209       AU.setPreservesAll();
 210       AU.addRequiredID(PreVerifyID);
 211       AU.addRequired<DominatorTree>();
 212     }
 213
 214     /// abortIfBroken - If the module is broken and we are supposed to abort on
 215     /// this condition, do so.
 216     ///
 217     bool abortIfBroken() {
 218       if (!Broken) return false;
 219       MessagesStr << "Broken module found, ";
 220       switch (action) {
 221       case AbortProcessAction:
 222         MessagesStr << "compilation aborted!\n";
 223         dbgs() << MessagesStr.str();
 224         // Client should choose different reaction if abort is not desired
 225         abort();
 226       case PrintMessageAction:
 227         MessagesStr << "verification continues.\n";
 228         dbgs() << MessagesStr.str();
 229         return false;
 230       case ReturnStatusAction:
 231         MessagesStr << "compilation terminated.\n";
 232         return true;
 233       }
 234       llvm_unreachable("Invalid action");
 235     }
 236
 237
 238     // Verification methods...
 239     void visitGlobalValue(GlobalValue &GV);
 240     void visitGlobalVariable(GlobalVariable &GV);
 241     void visitGlobalAlias(GlobalAlias &GA);
 242     void visitNamedMDNode(NamedMDNode &NMD);
 243     void visitMDNode(MDNode &MD, Function *F);
 244     void visitFunction(Function &F);
 245     void visitBasicBlock(BasicBlock &BB);
 246     using InstVisitor<Verifier>::visit;
 247
 248     void visit(Instruction &I);
 249
 250     void visitTruncInst(TruncInst &I);
 251     void visitZExtInst(ZExtInst &I);
 252     void visitSExtInst(SExtInst &I);
 253     void visitFPTruncInst(FPTruncInst &I);
 254     void visitFPExtInst(FPExtInst &I);
 255     void visitFPToUIInst(FPToUIInst &I);
 256     void visitFPToSIInst(FPToSIInst &I);
 257     void visitUIToFPInst(UIToFPInst &I);
 258     void visitSIToFPInst(SIToFPInst &I);
 259     void visitIntToPtrInst(IntToPtrInst &I);
 260     void visitPtrToIntInst(PtrToIntInst &I);
 261     void visitBitCastInst(BitCastInst &I);
 262     void visitPHINode(PHINode &PN);
 263     void visitBinaryOperator(BinaryOperator &B);
 264     void visitICmpInst(ICmpInst &IC);
 265     void visitFCmpInst(FCmpInst &FC);
 266     void visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
 267     void visitInsertElementInst(InsertElementInst &EI);
 268     void visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &EI);
 269     void visitVAArgInst(VAArgInst &VAA) { visitInstruction(VAA); }
 270     void visitCallInst(CallInst &CI);
 271     void visitInvokeInst(InvokeInst &II);
 272     void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
 273     void visitLoadInst(LoadInst &LI);
 274     void visitStoreInst(StoreInst &SI);
 275     void verifyDominatesUse(Instruction &I, unsigned i);
 276     void visitInstruction(Instruction &I);
 277     void visitTerminatorInst(TerminatorInst &I);
 278     void visitBranchInst(BranchInst &BI);
 279     void visitReturnInst(ReturnInst &RI);
 280     void visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
 281     void visitIndirectBrInst(IndirectBrInst &BI);
 282     void visitSelectInst(SelectInst &SI);
 283     void visitUserOp1(Instruction &I);
 284     void visitUserOp2(Instruction &I) { visitUserOp1(I); }
 285     void visitIntrinsicFunctionCall(Intrinsic::ID ID, CallInst &CI);
 286     void visitAtomicCmpXchgInst(AtomicCmpXchgInst &CXI);
 287     void visitAtomicRMWInst(AtomicRMWInst &RMWI);
 288     void visitFenceInst(FenceInst &FI);
 289     void visitAllocaInst(AllocaInst &AI);
 290     void visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EVI);
 291     void visitInsertValueInst(InsertValueInst &IVI);
 292     void visitLandingPadInst(LandingPadInst &LPI);
 293
 294     void VerifyCallSite(CallSite CS);
 295     bool PerformTypeCheck(Intrinsic::ID ID, Function *F, Type *Ty,
 296                           int VT, unsigned ArgNo, std::string &Suffix);
 297     bool VerifyIntrinsicType(Type *Ty,
 298                              ArrayRef<Intrinsic::IITDescriptor> &Infos,
 299                              SmallVectorImpl<Type*> &ArgTys);
 300     void VerifyParameterAttrs(Attributes Attrs, Type *Ty,
 301                               bool isReturnValue, const Value *V);
 302     void VerifyFunctionAttrs(FunctionType *FT, const AttrListPtr &Attrs,
 303                              const Value *V);
 304
 305     void WriteValue(const Value *V) {
 306       if (!V) return;
 307       if (isa<Instruction>(V)) {
 308         MessagesStr << *V << '\n';
 309       } else {
 310         WriteAsOperand(MessagesStr, V, true, Mod);
 311         MessagesStr << '\n';
 312       }
 313     }
 314
 315     void WriteType(Type *T) {
 316       if (!T) return;
 317       MessagesStr << ' ' << *T;
 318     }
 319
 320
 321     // CheckFailed - A check failed, so print out the condition and the message
 322     // that failed.  This provides a nice place to put a breakpoint if you want
 323     // to see why something is not correct.
 324     void CheckFailed(const Twine &Message,
 325                      const Value *V1 = 0, const Value *V2 = 0,
 326                      const Value *V3 = 0, const Value *V4 = 0) {
 327       MessagesStr << Message.str() << "\n";
 328       WriteValue(V1);
 329       WriteValue(V2);
 330       WriteValue(V3);
 331       WriteValue(V4);
 332       Broken = true;
 333     }
 334
 335     void CheckFailed(const Twine &Message, const Value *V1,
 336                      Type *T2, const Value *V3 = 0) {
 337       MessagesStr << Message.str() << "\n";
 338       WriteValue(V1);
 339       WriteType(T2);
 340       WriteValue(V3);
 341       Broken = true;
 342     }
 343
 344     void CheckFailed(const Twine &Message, Type *T1,
 345                      Type *T2 = 0, Type *T3 = 0) {
 346       MessagesStr << Message.str() << "\n";
 347       WriteType(T1);
 348       WriteType(T2);
 349       WriteType(T3);
 350       Broken = true;
 351     }
 352   };
 353 } // End anonymous namespace
 354
 355 char Verifier::ID = 0;
 356 INITIALIZE_PASS_BEGIN(Verifier, "verify", "Module Verifier", false, false)
 357 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(PreVerifier)
 358 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTree)
 359 INITIALIZE_PASS_END(Verifier, "verify", "Module Verifier", false, false)
 360
 361 // Assert - We know that cond should be true, if not print an error message.
 362 #define Assert(C, M) \
 363   do { if (!(C)) { CheckFailed(M); return; } } while (0)
 364 #define Assert1(C, M, V1) \
 365   do { if (!(C)) { CheckFailed(M, V1); return; } } while (0)
 366 #define Assert2(C, M, V1, V2) \
 367   do { if (!(C)) { CheckFailed(M, V1, V2); return; } } while (0)
 368 #define Assert3(C, M, V1, V2, V3) \
 369   do { if (!(C)) { CheckFailed(M, V1, V2, V3); return; } } while (0)
 370 #define Assert4(C, M, V1, V2, V3, V4) \
 371   do { if (!(C)) { CheckFailed(M, V1, V2, V3, V4); return; } } while (0)
 372
 373 void Verifier::visit(Instruction &I) {
 374   for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
 375     Assert1(I.getOperand(i) != 0, "Operand is null", &I);
 376   InstVisitor<Verifier>::visit(I);
 377 }
 378
 379
 380 void Verifier::visitGlobalValue(GlobalValue &GV) {
 381   Assert1(!GV.isDeclaration() ||
 382           GV.isMaterializable() ||
 383           GV.hasExternalLinkage() ||
 384           GV.hasDLLImportLinkage() ||
 385           GV.hasExternalWeakLinkage() ||
 386           (isa<GlobalAlias>(GV) &&
 387            (GV.hasLocalLinkage() || GV.hasWeakLinkage())),
 388   "Global is external, but doesn't have external or dllimport or weak linkage!",
 389           &GV);
 390
 391   Assert1(!GV.hasDLLImportLinkage() || GV.isDeclaration(),
 392           "Global is marked as dllimport, but not external", &GV);
 393
 394   Assert1(!GV.hasAppendingLinkage() || isa<GlobalVariable>(GV),
 395           "Only global variables can have appending linkage!", &GV);
 396
 397   if (GV.hasAppendingLinkage()) {
 398     GlobalVariable *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(&GV);
 399     Assert1(GVar && GVar->getType()->getElementType()->isArrayTy(),
 400             "Only global arrays can have appending linkage!", GVar);
 401   }
 402
 403   Assert1(!GV.hasLinkOnceODRAutoHideLinkage() || GV.hasDefaultVisibility(),
 404           "linkonce_odr_auto_hide can only have default visibility!",
 405           &GV);
 406 }
 407
 408 void Verifier::visitGlobalVariable(GlobalVariable &GV) {
 409   if (GV.hasInitializer()) {
 410     Assert1(GV.getInitializer()->getType() == GV.getType()->getElementType(),
 411             "Global variable initializer type does not match global "
 412             "variable type!", &GV);
 413
 414     // If the global has common linkage, it must have a zero initializer and
 415     // cannot be constant.
 416     if (GV.hasCommonLinkage()) {
 417       Assert1(GV.getInitializer()->isNullValue(),
 418               "'common' global must have a zero initializer!", &GV);
 419       Assert1(!GV.isConstant(), "'common' global may not be marked constant!",
 420               &GV);
 421     }
 422   } else {
 423     Assert1(GV.hasExternalLinkage() || GV.hasDLLImportLinkage() ||
 424             GV.hasExternalWeakLinkage(),
 425             "invalid linkage type for global declaration", &GV);
 426   }
 427
 428   if (GV.hasName() && (GV.getName() == "llvm.global_ctors" ||
 429                        GV.getName() == "llvm.global_dtors")) {
 430     Assert1(!GV.hasInitializer() || GV.hasAppendingLinkage(),
 431             "invalid linkage for intrinsic global variable", &GV);
 432     // Don't worry about emitting an error for it not being an array,
 433     // visitGlobalValue will complain on appending non-array.
 434     if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(GV.getType())) {
 435       StructType *STy = dyn_cast<StructType>(ATy->getElementType());
 436       PointerType *FuncPtrTy =
 437           FunctionType::get(Type::getVoidTy(*Context), false)->getPointerTo();
 438       Assert1(STy && STy->getNumElements() == 2 &&
 439               STy->getTypeAtIndex(0u)->isIntegerTy(32) &&
 440               STy->getTypeAtIndex(1) == FuncPtrTy,
 441               "wrong type for intrinsic global variable", &GV);
 442     }
 443   }
 444
 445   visitGlobalValue(GV);
 446 }
 447
 448 void Verifier::visitGlobalAlias(GlobalAlias &GA) {
 449   Assert1(!GA.getName().empty(),
 450           "Alias name cannot be empty!", &GA);
 451   Assert1(GA.hasExternalLinkage() || GA.hasLocalLinkage() ||
 452           GA.hasWeakLinkage(),
 453           "Alias should have external or external weak linkage!", &GA);
 454   Assert1(GA.getAliasee(),
 455           "Aliasee cannot be NULL!", &GA);
 456   Assert1(GA.getType() == GA.getAliasee()->getType(),
 457           "Alias and aliasee types should match!", &GA);
 458   Assert1(!GA.hasUnnamedAddr(), "Alias cannot have unnamed_addr!", &GA);
 459
 460   if (!isa<GlobalValue>(GA.getAliasee())) {
 461     const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(GA.getAliasee());
 462     Assert1(CE &&
 463             (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast ||
 464              CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) &&
 465             isa<GlobalValue>(CE->getOperand(0)),
 466             "Aliasee should be either GlobalValue or bitcast of GlobalValue",
 467             &GA);
 468   }
 469
 470   const GlobalValue* Aliasee = GA.resolveAliasedGlobal(/*stopOnWeak*/ false);
 471   Assert1(Aliasee,
 472           "Aliasing chain should end with function or global variable", &GA);
 473
 474   visitGlobalValue(GA);
 475 }
 476
 477 void Verifier::visitNamedMDNode(NamedMDNode &NMD) {
 478   for (unsigned i = 0, e = NMD.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 479     MDNode *MD = NMD.getOperand(i);
 480     if (!MD)
 481       continue;
 482
 483     Assert1(!MD->isFunctionLocal(),
 484             "Named metadata operand cannot be function local!", MD);
 485     visitMDNode(*MD, 0);
 486   }
 487 }
 488
 489 void Verifier::visitMDNode(MDNode &MD, Function *F) {
 490   // Only visit each node once.  Metadata can be mutually recursive, so this
 491   // avoids infinite recursion here, as well as being an optimization.
 492   if (!MDNodes.insert(&MD))
 493     return;
 494
 495   for (unsigned i = 0, e = MD.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 496     Value *Op = MD.getOperand(i);
 497     if (!Op)
 498       continue;
 499     if (isa<Constant>(Op) || isa<MDString>(Op))
 500       continue;
 501     if (MDNode *N = dyn_cast<MDNode>(Op)) {
 502       Assert2(MD.isFunctionLocal() || !N->isFunctionLocal(),
 503               "Global metadata operand cannot be function local!", &MD, N);
 504       visitMDNode(*N, F);
 505       continue;
 506     }
 507     Assert2(MD.isFunctionLocal(), "Invalid operand for global metadata!", &MD, Op);
 508
 509     // If this was an instruction, bb, or argument, verify that it is in the
 510     // function that we expect.
 511     Function *ActualF = 0;
 512     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Op))
 513       ActualF = I->getParent()->getParent();
 514     else if (BasicBlock *BB = dyn_cast<BasicBlock>(Op))
 515       ActualF = BB->getParent();
 516     else if (Argument *A = dyn_cast<Argument>(Op))
 517       ActualF = A->getParent();
 518     assert(ActualF && "Unimplemented function local metadata case!");
 519
 520     Assert2(ActualF == F, "function-local metadata used in wrong function",
 521             &MD, Op);
 522   }
 523 }
 524
 525 // VerifyParameterAttrs - Check the given attributes for an argument or return
 526 // value of the specified type.  The value V is printed in error messages.
 527 void Verifier::VerifyParameterAttrs(Attributes Attrs, Type *Ty,
 528                                     bool isReturnValue, const Value *V) {
 529   if (!Attrs.hasAttributes())
 530     return;
 531
 532   Assert1(!Attrs.hasFunctionOnlyAttrs(),
 533           "Some attributes in '" + Attrs.getAsString() +
 534           "' only apply to functions!", V);
 535
 536   if (isReturnValue)
 537     Assert1(!Attrs.hasParameterOnlyAttrs(),
 538             "Attributes 'byval', 'nest', 'sret', and 'nocapture' "
 539             "do not apply to return values!", V);
 540
 541   // Check for mutually incompatible attributes.
 542   Assert1(!((Attrs.hasAttribute(Attributes::ByVal) &&
 543              Attrs.hasAttribute(Attributes::Nest)) ||
 544             (Attrs.hasAttribute(Attributes::ByVal) &&
 545              Attrs.hasAttribute(Attributes::StructRet)) ||
 546             (Attrs.hasAttribute(Attributes::Nest) &&
 547              Attrs.hasAttribute(Attributes::StructRet))), "Attributes "
 548           "'byval, nest, and sret' are incompatible!", V);
 549
 550   Assert1(!((Attrs.hasAttribute(Attributes::ByVal) &&
 551              Attrs.hasAttribute(Attributes::Nest)) ||
 552             (Attrs.hasAttribute(Attributes::ByVal) &&
 553              Attrs.hasAttribute(Attributes::InReg)) ||
 554             (Attrs.hasAttribute(Attributes::Nest) &&
 555              Attrs.hasAttribute(Attributes::InReg))), "Attributes "
 556           "'byval, nest, and inreg' are incompatible!", V);
 557
 558   Assert1(!(Attrs.hasAttribute(Attributes::ZExt) &&
 559             Attrs.hasAttribute(Attributes::SExt)), "Attributes "
 560           "'zeroext and signext' are incompatible!", V);
 561
 562   Assert1(!(Attrs.hasAttribute(Attributes::ReadNone) &&
 563             Attrs.hasAttribute(Attributes::ReadOnly)), "Attributes "
 564           "'readnone and readonly' are incompatible!", V);
 565
 566   Assert1(!(Attrs.hasAttribute(Attributes::NoInline) &&
 567             Attrs.hasAttribute(Attributes::AlwaysInline)), "Attributes "
 568           "'noinline and alwaysinline' are incompatible!", V);
 569
 570   Attributes TypeI = Attrs & Attributes::typeIncompatible(Ty);
 571   Assert1(!TypeI, "Wrong type for attribute " +
 572           TypeI.getAsString(), V);
 573
 574   if (PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty))
 575     Assert1(!Attrs.hasAttribute(Attributes::ByVal) ||
 576             PTy->getElementType()->isSized(),
 577             "Attribute 'byval' does not support unsized types!", V);
 578   else
 579     Assert1(!Attrs.hasAttribute(Attributes::ByVal),
 580             "Attribute 'byval' only applies to parameters with pointer type!",
 581             V);
 582 }
 583
 584 // VerifyFunctionAttrs - Check parameter attributes against a function type.
 585 // The value V is printed in error messages.
 586 void Verifier::VerifyFunctionAttrs(FunctionType *FT,
 587                                    const AttrListPtr &Attrs,
 588                                    const Value *V) {
 589   if (Attrs.isEmpty())
 590     return;
 591
 592   bool SawNest = false;
 593
 594   for (unsigned i = 0, e = Attrs.getNumSlots(); i != e; ++i) {
 595     const AttributeWithIndex &Attr = Attrs.getSlot(i);
 596
 597     Type *Ty;
 598     if (Attr.Index == 0)
 599       Ty = FT->getReturnType();
 600     else if (Attr.Index-1 < FT->getNumParams())
 601       Ty = FT->getParamType(Attr.Index-1);
 602     else
 603       break;  // VarArgs attributes, verified elsewhere.
 604
 605     VerifyParameterAttrs(Attr.Attrs, Ty, Attr.Index == 0, V);
 606
 607     if (Attr.Attrs.hasAttribute(Attributes::Nest)) {
 608       Assert1(!SawNest, "More than one parameter has attribute nest!", V);
 609       SawNest = true;
 610     }
 611
 612     if (Attr.Attrs.hasAttribute(Attributes::StructRet))
 613       Assert1(Attr.Index == 1, "Attribute sret not on first parameter!", V);
 614   }
 615
 616   Attributes FAttrs = Attrs.getFnAttributes();
 617   Attributes::Builder NotFn(FAttrs);
 618   NotFn.removeFunctionOnlyAttrs();
 619   Assert1(!NotFn.hasAttributes(), "Attributes '" +
 620           Attributes::get(NotFn).getAsString() +
 621           "' do not apply to the function!", V);
 622
 623   // Check for mutually incompatible attributes.
 624   Assert1(!((FAttrs.hasAttribute(Attributes::ByVal) &&
 625              FAttrs.hasAttribute(Attributes::Nest)) ||
 626             (FAttrs.hasAttribute(Attributes::ByVal) &&
 627              FAttrs.hasAttribute(Attributes::StructRet)) ||
 628             (FAttrs.hasAttribute(Attributes::Nest) &&
 629              FAttrs.hasAttribute(Attributes::StructRet))), "Attributes "
 630           "'byval, nest, and sret' are incompatible!", V);
 631
 632   Assert1(!((FAttrs.hasAttribute(Attributes::ByVal) &&
 633              FAttrs.hasAttribute(Attributes::Nest)) ||
 634             (FAttrs.hasAttribute(Attributes::ByVal) &&
 635              FAttrs.hasAttribute(Attributes::InReg)) ||
 636             (FAttrs.hasAttribute(Attributes::Nest) &&
 637              FAttrs.hasAttribute(Attributes::InReg))), "Attributes "
 638           "'byval, nest, and inreg' are incompatible!", V);
 639
 640   Assert1(!(FAttrs.hasAttribute(Attributes::ZExt) &&
 641             FAttrs.hasAttribute(Attributes::SExt)), "Attributes "
 642           "'zeroext and signext' are incompatible!", V);
 643
 644   Assert1(!(FAttrs.hasAttribute(Attributes::ReadNone) &&
 645             FAttrs.hasAttribute(Attributes::ReadOnly)), "Attributes "
 646           "'readnone and readonly' are incompatible!", V);
 647
 648   Assert1(!(FAttrs.hasAttribute(Attributes::NoInline) &&
 649             FAttrs.hasAttribute(Attributes::AlwaysInline)), "Attributes "
 650           "'noinline and alwaysinline' are incompatible!", V);
 651 }
 652
 653 static bool VerifyAttributeCount(const AttrListPtr &Attrs, unsigned Params) {
 654   if (Attrs.isEmpty())
 655     return true;
 656
 657   unsigned LastSlot = Attrs.getNumSlots() - 1;
 658   unsigned LastIndex = Attrs.getSlot(LastSlot).Index;
 659   if (LastIndex <= Params
 660       || (LastIndex == (unsigned)~0
 661           && (LastSlot == 0 || Attrs.getSlot(LastSlot - 1).Index <= Params)))
 662     return true;
 663
 664   return false;
 665 }
 666
 667 // visitFunction - Verify that a function is ok.
 668 //
 669 void Verifier::visitFunction(Function &F) {
 670   // Check function arguments.
 671   FunctionType *FT = F.getFunctionType();
 672   unsigned NumArgs = F.arg_size();
 673
 674   Assert1(Context == &F.getContext(),
 675           "Function context does not match Module context!", &F);
 676
 677   Assert1(!F.hasCommonLinkage(), "Functions may not have common linkage", &F);
 678   Assert2(FT->getNumParams() == NumArgs,
 679           "# formal arguments must match # of arguments for function type!",
 680           &F, FT);
 681   Assert1(F.getReturnType()->isFirstClassType() ||
 682           F.getReturnType()->isVoidTy() ||
 683           F.getReturnType()->isStructTy(),
 684           "Functions cannot return aggregate values!", &F);
 685
 686   Assert1(!F.hasStructRetAttr() || F.getReturnType()->isVoidTy(),
 687           "Invalid struct return type!", &F);
 688
 689   const AttrListPtr &Attrs = F.getAttributes();
 690
 691   Assert1(VerifyAttributeCount(Attrs, FT->getNumParams()),
 692           "Attributes after last parameter!", &F);
 693
 694   // Check function attributes.
 695   VerifyFunctionAttrs(FT, Attrs, &F);
 696
 697   // Check that this function meets the restrictions on this calling convention.
 698   switch (F.getCallingConv()) {
 699   default:
 700     break;
 701   case CallingConv::C:
 702     break;
 703   case CallingConv::Fast:
 704   case CallingConv::Cold:
 705   case CallingConv::X86_FastCall:
 706   case CallingConv::X86_ThisCall:
 707   case CallingConv::PTX_Kernel:
 708   case CallingConv::PTX_Device:
 709     Assert1(!F.isVarArg(),
 710             "Varargs functions must have C calling conventions!", &F);
 711     break;
 712   }
 713
 714   bool isLLVMdotName = F.getName().size() >= 5 &&
 715                        F.getName().substr(0, 5) == "llvm.";
 716
 717   // Check that the argument values match the function type for this function...
 718   unsigned i = 0;
 719   for (Function::arg_iterator I = F.arg_begin(), E = F.arg_end();
 720        I != E; ++I, ++i) {
 721     Assert2(I->getType() == FT->getParamType(i),
 722             "Argument value does not match function argument type!",
 723             I, FT->getParamType(i));
 724     Assert1(I->getType()->isFirstClassType(),
 725             "Function arguments must have first-class types!", I);
 726     if (!isLLVMdotName)
 727       Assert2(!I->getType()->isMetadataTy(),
 728               "Function takes metadata but isn't an intrinsic", I, &F);
 729   }
 730
 731   if (F.isMaterializable()) {
 732     // Function has a body somewhere we can't see.
 733   } else if (F.isDeclaration()) {
 734     Assert1(F.hasExternalLinkage() || F.hasDLLImportLinkage() ||
 735             F.hasExternalWeakLinkage(),
 736             "invalid linkage type for function declaration", &F);
 737   } else {
 738     // Verify that this function (which has a body) is not named "llvm.*".  It
 739     // is not legal to define intrinsics.
 740     Assert1(!isLLVMdotName, "llvm intrinsics cannot be defined!", &F);
 741
 742     // Check the entry node
 743     BasicBlock *Entry = &F.getEntryBlock();
 744     Assert1(pred_begin(Entry) == pred_end(Entry),
 745             "Entry block to function must not have predecessors!", Entry);
 746
 747     // The address of the entry block cannot be taken, unless it is dead.
 748     if (Entry->hasAddressTaken()) {
 749       Assert1(!BlockAddress::get(Entry)->isConstantUsed(),
 750               "blockaddress may not be used with the entry block!", Entry);
 751     }
 752   }
 753
 754   // If this function is actually an intrinsic, verify that it is only used in
 755   // direct call/invokes, never having its "address taken".
 756   if (F.getIntrinsicID()) {
 757     const User *U;
 758     if (F.hasAddressTaken(&U))
 759       Assert1(0, "Invalid user of intrinsic instruction!", U);
 760   }
 761 }
 762
 763 // verifyBasicBlock - Verify that a basic block is well formed...
 764 //
 765 void Verifier::visitBasicBlock(BasicBlock &BB) {
 766   InstsInThisBlock.clear();
 767
 768   // Ensure that basic blocks have terminators!
 769   Assert1(BB.getTerminator(), "Basic Block does not have terminator!", &BB);
 770
 771   // Check constraints that this basic block imposes on all of the PHI nodes in
 772   // it.
 773   if (isa<PHINode>(BB.front())) {
 774     SmallVector<BasicBlock*, 8> Preds(pred_begin(&BB), pred_end(&BB));
 775     SmallVector<std::pair<BasicBlock*, Value*>, 8> Values;
 776     std::sort(Preds.begin(), Preds.end());
 777     PHINode *PN;
 778     for (BasicBlock::iterator I = BB.begin(); (PN = dyn_cast<PHINode>(I));++I) {
 779       // Ensure that PHI nodes have at least one entry!
 780       Assert1(PN->getNumIncomingValues() != 0,
 781               "PHI nodes must have at least one entry.  If the block is dead, "
 782               "the PHI should be removed!", PN);
 783       Assert1(PN->getNumIncomingValues() == Preds.size(),
 784               "PHINode should have one entry for each predecessor of its "
 785               "parent basic block!", PN);
 786
 787       // Get and sort all incoming values in the PHI node...
 788       Values.clear();
 789       Values.reserve(PN->getNumIncomingValues());
 790       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 791         Values.push_back(std::make_pair(PN->getIncomingBlock(i),
 792                                         PN->getIncomingValue(i)));
 793       std::sort(Values.begin(), Values.end());
 794
 795       for (unsigned i = 0, e = Values.size(); i != e; ++i) {
 796         // Check to make sure that if there is more than one entry for a
 797         // particular basic block in this PHI node, that the incoming values are
 798         // all identical.
 799         //
 800         Assert4(i == 0 || Values[i].first  != Values[i-1].first ||
 801                 Values[i].second == Values[i-1].second,
 802                 "PHI node has multiple entries for the same basic block with "
 803                 "different incoming values!", PN, Values[i].first,
 804                 Values[i].second, Values[i-1].second);
 805
 806         // Check to make sure that the predecessors and PHI node entries are
 807         // matched up.
 808         Assert3(Values[i].first == Preds[i],
 809                 "PHI node entries do not match predecessors!", PN,
 810                 Values[i].first, Preds[i]);
 811       }
 812     }
 813   }
 814 }
 815
 816 void Verifier::visitTerminatorInst(TerminatorInst &I) {
 817   // Ensure that terminators only exist at the end of the basic block.
 818   Assert1(&I == I.getParent()->getTerminator(),
 819           "Terminator found in the middle of a basic block!", I.getParent());
 820   visitInstruction(I);
 821 }
 822
 823 void Verifier::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
 824   if (BI.isConditional()) {
 825     Assert2(BI.getCondition()->getType()->isIntegerTy(1),
 826             "Branch condition is not 'i1' type!", &BI, BI.getCondition());
 827   }
 828   visitTerminatorInst(BI);
 829 }
 830
 831 void Verifier::visitReturnInst(ReturnInst &RI) {
 832   Function *F = RI.getParent()->getParent();
 833   unsigned N = RI.getNumOperands();
 834   if (F->getReturnType()->isVoidTy())
 835     Assert2(N == 0,
 836             "Found return instr that returns non-void in Function of void "
 837             "return type!", &RI, F->getReturnType());
 838   else
 839     Assert2(N == 1 && F->getReturnType() == RI.getOperand(0)->getType(),
 840             "Function return type does not match operand "
 841             "type of return inst!", &RI, F->getReturnType());
 842
 843   // Check to make sure that the return value has necessary properties for
 844   // terminators...
 845   visitTerminatorInst(RI);
 846 }
 847
 848 void Verifier::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
 849   // Check to make sure that all of the constants in the switch instruction
 850   // have the same type as the switched-on value.
 851   Type *SwitchTy = SI.getCondition()->getType();
 852   IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(SwitchTy);
 853   IntegersSubsetToBB Mapping;
 854   std::map<IntegersSubset::Range, unsigned> RangeSetMap;
 855   for (SwitchInst::CaseIt i = SI.case_begin(), e = SI.case_end(); i != e; ++i) {
 856     IntegersSubset CaseRanges = i.getCaseValueEx();
 857     for (unsigned ri = 0, rie = CaseRanges.getNumItems(); ri < rie; ++ri) {
 858       IntegersSubset::Range r = CaseRanges.getItem(ri);
 859       Assert1(((const APInt&)r.getLow()).getBitWidth() == IntTy->getBitWidth(),
 860               "Switch constants must all be same type as switch value!", &SI);
 861       Assert1(((const APInt&)r.getHigh()).getBitWidth() == IntTy->getBitWidth(),
 862               "Switch constants must all be same type as switch value!", &SI);
 863       Mapping.add(r);
 864       RangeSetMap[r] = i.getCaseIndex();
 865     }
 866   }
 867
 868   IntegersSubsetToBB::RangeIterator errItem;
 869   if (!Mapping.verify(errItem)) {
 870     unsigned CaseIndex = RangeSetMap[errItem->first];
 871     SwitchInst::CaseIt i(&SI, CaseIndex);
 872     Assert2(false, "Duplicate integer as switch case", &SI, i.getCaseValueEx());
 873   }
 874
 875   visitTerminatorInst(SI);
 876 }
 877
 878 void Verifier::visitIndirectBrInst(IndirectBrInst &BI) {
 879   Assert1(BI.getAddress()->getType()->isPointerTy(),
 880           "Indirectbr operand must have pointer type!", &BI);
 881   for (unsigned i = 0, e = BI.getNumDestinations(); i != e; ++i)
 882     Assert1(BI.getDestination(i)->getType()->isLabelTy(),
 883             "Indirectbr destinations must all have pointer type!", &BI);
 884
 885   visitTerminatorInst(BI);
 886 }
 887
 888 void Verifier::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
 889   Assert1(!SelectInst::areInvalidOperands(SI.getOperand(0), SI.getOperand(1),
 890                                           SI.getOperand(2)),
 891           "Invalid operands for select instruction!", &SI);
 892
 893   Assert1(SI.getTrueValue()->getType() == SI.getType(),
 894           "Select values must have same type as select instruction!", &SI);
 895   visitInstruction(SI);
 896 }
 897
 898 /// visitUserOp1 - User defined operators shouldn't live beyond the lifetime of
 899 /// a pass, if any exist, it's an error.
 900 ///
 901 void Verifier::visitUserOp1(Instruction &I) {
 902   Assert1(0, "User-defined operators should not live outside of a pass!", &I);
 903 }
 904
 905 void Verifier::visitTruncInst(TruncInst &I) {
 906   // Get the source and destination types
 907   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
 908   Type *DestTy = I.getType();
 909
 910   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
 911   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
 912   unsigned DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
 913
 914   Assert1(SrcTy->isIntOrIntVectorTy(), "Trunc only operates on integer", &I);
 915   Assert1(DestTy->isIntOrIntVectorTy(), "Trunc only produces integer", &I);
 916   Assert1(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
 917           "trunc source and destination must both be a vector or neither", &I);
 918   Assert1(SrcBitSize > DestBitSize,"DestTy too big for Trunc", &I);
 919
 920   visitInstruction(I);
 921 }
 922
 923 void Verifier::visitZExtInst(ZExtInst &I) {
 924   // Get the source and destination types
 925   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
 926   Type *DestTy = I.getType();
 927
 928   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
 929   Assert1(SrcTy->isIntOrIntVectorTy(), "ZExt only operates on integer", &I);
 930   Assert1(DestTy->isIntOrIntVectorTy(), "ZExt only produces an integer", &I);
 931   Assert1(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
 932           "zext source and destination must both be a vector or neither", &I);
 933   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
 934   unsigned DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
 935
 936   Assert1(SrcBitSize < DestBitSize,"Type too small for ZExt", &I);
 937
 938   visitInstruction(I);
 939 }
 940
 941 void Verifier::visitSExtInst(SExtInst &I) {
 942   // Get the source and destination types
 943   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
 944   Type *DestTy = I.getType();
 945
 946   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
 947   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
 948   unsigned DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
 949
 950   Assert1(SrcTy->isIntOrIntVectorTy(), "SExt only operates on integer", &I);
 951   Assert1(DestTy->isIntOrIntVectorTy(), "SExt only produces an integer", &I);
 952   Assert1(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
 953           "sext source and destination must both be a vector or neither", &I);
 954   Assert1(SrcBitSize < DestBitSize,"Type too small for SExt", &I);
 955
 956   visitInstruction(I);
 957 }
 958
 959 void Verifier::visitFPTruncInst(FPTruncInst &I) {
 960   // Get the source and destination types
 961   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
 962   Type *DestTy = I.getType();
 963   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
 964   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
 965   unsigned DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
 966
 967   Assert1(SrcTy->isFPOrFPVectorTy(),"FPTrunc only operates on FP", &I);
 968   Assert1(DestTy->isFPOrFPVectorTy(),"FPTrunc only produces an FP", &I);
 969   Assert1(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
 970           "fptrunc source and destination must both be a vector or neither",&I);
 971   Assert1(SrcBitSize > DestBitSize,"DestTy too big for FPTrunc", &I);
 972
 973   visitInstruction(I);
 974 }
 975
 976 void Verifier::visitFPExtInst(FPExtInst &I) {
 977   // Get the source and destination types
 978   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
 979   Type *DestTy = I.getType();
 980
 981   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
 982   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
 983   unsigned DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
 984
 985   Assert1(SrcTy->isFPOrFPVectorTy(),"FPExt only operates on FP", &I);
 986   Assert1(DestTy->isFPOrFPVectorTy(),"FPExt only produces an FP", &I);
 987   Assert1(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
 988           "fpext source and destination must both be a vector or neither", &I);
 989   Assert1(SrcBitSize < DestBitSize,"DestTy too small for FPExt", &I);
 990
 991   visitInstruction(I);
 992 }
 993
 994 void Verifier::visitUIToFPInst(UIToFPInst &I) {
 995   // Get the source and destination types
 996   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
 997   Type *DestTy = I.getType();
 998
 999   bool SrcVec = SrcTy->isVectorTy();
1000   bool DstVec = DestTy->isVectorTy();
1001
1002   Assert1(SrcVec == DstVec,
1003           "UIToFP source and dest must both be vector or scalar", &I);
1004   Assert1(SrcTy->isIntOrIntVectorTy(),
1005           "UIToFP source must be integer or integer vector", &I);
1006   Assert1(DestTy->isFPOrFPVectorTy(),
1007           "UIToFP result must be FP or FP vector", &I);
1008
1009   if (SrcVec && DstVec)
1010     Assert1(cast<VectorType>(SrcTy)->getNumElements() ==
1011             cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements(),
1012             "UIToFP source and dest vector length mismatch", &I);
1013
1014   visitInstruction(I);
1015 }
1016
1017 void Verifier::visitSIToFPInst(SIToFPInst &I) {
1018   // Get the source and destination types
1019   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1020   Type *DestTy = I.getType();
1021
1022   bool SrcVec = SrcTy->isVectorTy();
1023   bool DstVec = DestTy->isVectorTy();
1024
1025   Assert1(SrcVec == DstVec,
1026           "SIToFP source and dest must both be vector or scalar", &I);
1027   Assert1(SrcTy->isIntOrIntVectorTy(),
1028           "SIToFP source must be integer or integer vector", &I);
1029   Assert1(DestTy->isFPOrFPVectorTy(),
1030           "SIToFP result must be FP or FP vector", &I);
1031
1032   if (SrcVec && DstVec)
1033     Assert1(cast<VectorType>(SrcTy)->getNumElements() ==
1034             cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements(),
1035             "SIToFP source and dest vector length mismatch", &I);
1036
1037   visitInstruction(I);
1038 }
1039
1040 void Verifier::visitFPToUIInst(FPToUIInst &I) {
1041   // Get the source and destination types
1042   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1043   Type *DestTy = I.getType();
1044
1045   bool SrcVec = SrcTy->isVectorTy();
1046   bool DstVec = DestTy->isVectorTy();
1047
1048   Assert1(SrcVec == DstVec,
1049           "FPToUI source and dest must both be vector or scalar", &I);
1050   Assert1(SrcTy->isFPOrFPVectorTy(), "FPToUI source must be FP or FP vector",
1051           &I);
1052   Assert1(DestTy->isIntOrIntVectorTy(),
1053           "FPToUI result must be integer or integer vector", &I);
1054
1055   if (SrcVec && DstVec)
1056     Assert1(cast<VectorType>(SrcTy)->getNumElements() ==
1057             cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements(),
1058             "FPToUI source and dest vector length mismatch", &I);
1059
1060   visitInstruction(I);
1061 }
1062
1063 void Verifier::visitFPToSIInst(FPToSIInst &I) {
1064   // Get the source and destination types
1065   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1066   Type *DestTy = I.getType();
1067
1068   bool SrcVec = SrcTy->isVectorTy();
1069   bool DstVec = DestTy->isVectorTy();
1070
1071   Assert1(SrcVec == DstVec,
1072           "FPToSI source and dest must both be vector or scalar", &I);
1073   Assert1(SrcTy->isFPOrFPVectorTy(),
1074           "FPToSI source must be FP or FP vector", &I);
1075   Assert1(DestTy->isIntOrIntVectorTy(),
1076           "FPToSI result must be integer or integer vector", &I);
1077
1078   if (SrcVec && DstVec)
1079     Assert1(cast<VectorType>(SrcTy)->getNumElements() ==
1080             cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements(),
1081             "FPToSI source and dest vector length mismatch", &I);
1082
1083   visitInstruction(I);
1084 }
1085
1086 void Verifier::visitPtrToIntInst(PtrToIntInst &I) {
1087   // Get the source and destination types
1088   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1089   Type *DestTy = I.getType();
1090
1091   Assert1(SrcTy->getScalarType()->isPointerTy(),
1092           "PtrToInt source must be pointer", &I);
1093   Assert1(DestTy->getScalarType()->isIntegerTy(),
1094           "PtrToInt result must be integral", &I);
1095   Assert1(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
1096           "PtrToInt type mismatch", &I);
1097
1098   if (SrcTy->isVectorTy()) {
1099     VectorType *VSrc = dyn_cast<VectorType>(SrcTy);
1100     VectorType *VDest = dyn_cast<VectorType>(DestTy);
1101     Assert1(VSrc->getNumElements() == VDest->getNumElements(),
1102           "PtrToInt Vector width mismatch", &I);
1103   }
1104
1105   visitInstruction(I);
1106 }
1107
1108 void Verifier::visitIntToPtrInst(IntToPtrInst &I) {
1109   // Get the source and destination types
1110   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1111   Type *DestTy = I.getType();
1112
1113   Assert1(SrcTy->getScalarType()->isIntegerTy(),
1114           "IntToPtr source must be an integral", &I);
1115   Assert1(DestTy->getScalarType()->isPointerTy(),
1116           "IntToPtr result must be a pointer",&I);
1117   Assert1(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
1118           "IntToPtr type mismatch", &I);
1119   if (SrcTy->isVectorTy()) {
1120     VectorType *VSrc = dyn_cast<VectorType>(SrcTy);
1121     VectorType *VDest = dyn_cast<VectorType>(DestTy);
1122     Assert1(VSrc->getNumElements() == VDest->getNumElements(),
1123           "IntToPtr Vector width mismatch", &I);
1124   }
1125   visitInstruction(I);
1126 }
1127
1128 void Verifier::visitBitCastInst(BitCastInst &I) {
1129   // Get the source and destination types
1130   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1131   Type *DestTy = I.getType();
1132
1133   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
1134   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
1135   unsigned DestBitSize = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
1136
1137   // BitCast implies a no-op cast of type only. No bits change.
1138   // However, you can't cast pointers to anything but pointers.
1139   Assert1(SrcTy->isPointerTy() == DestTy->isPointerTy(),
1140           "Bitcast requires both operands to be pointer or neither", &I);
1141   Assert1(SrcBitSize == DestBitSize, "Bitcast requires types of same width",&I);
1142
1143   // Disallow aggregates.
1144   Assert1(!SrcTy->isAggregateType(),
1145           "Bitcast operand must not be aggregate", &I);
1146   Assert1(!DestTy->isAggregateType(),
1147           "Bitcast type must not be aggregate", &I);
1148
1149   visitInstruction(I);
1150 }
1151
1152 /// visitPHINode - Ensure that a PHI node is well formed.
1153 ///
1154 void Verifier::visitPHINode(PHINode &PN) {
1155   // Ensure that the PHI nodes are all grouped together at the top of the block.
1156   // This can be tested by checking whether the instruction before this is
1157   // either nonexistent (because this is begin()) or is a PHI node.  If not,
1158   // then there is some other instruction before a PHI.
1159   Assert2(&PN == &PN.getParent()->front() ||
1160           isa<PHINode>(--BasicBlock::iterator(&PN)),
1161           "PHI nodes not grouped at top of basic block!",
1162           &PN, PN.getParent());
1163
1164   // Check that all of the values of the PHI node have the same type as the
1165   // result, and that the incoming blocks are really basic blocks.
1166   for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1167     Assert1(PN.getType() == PN.getIncomingValue(i)->getType(),
1168             "PHI node operands are not the same type as the result!", &PN);
1169   }
1170
1171   // All other PHI node constraints are checked in the visitBasicBlock method.
1172
1173   visitInstruction(PN);
1174 }
1175
1176 void Verifier::VerifyCallSite(CallSite CS) {
1177   Instruction *I = CS.getInstruction();
1178
1179   Assert1(CS.getCalledValue()->getType()->isPointerTy(),
1180           "Called function must be a pointer!", I);
1181   PointerType *FPTy = cast<PointerType>(CS.getCalledValue()->getType());
1182
1183   Assert1(FPTy->getElementType()->isFunctionTy(),
1184           "Called function is not pointer to function type!", I);
1185   FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(FPTy->getElementType());
1186
1187   // Verify that the correct number of arguments are being passed
1188   if (FTy->isVarArg())
1189     Assert1(CS.arg_size() >= FTy->getNumParams(),
1190             "Called function requires more parameters than were provided!",I);
1191   else
1192     Assert1(CS.arg_size() == FTy->getNumParams(),
1193             "Incorrect number of arguments passed to called function!", I);
1194
1195   // Verify that all arguments to the call match the function type.
1196   for (unsigned i = 0, e = FTy->getNumParams(); i != e; ++i)
1197     Assert3(CS.getArgument(i)->getType() == FTy->getParamType(i),
1198             "Call parameter type does not match function signature!",
1199             CS.getArgument(i), FTy->getParamType(i), I);
1200
1201   const AttrListPtr &Attrs = CS.getAttributes();
1202
1203   Assert1(VerifyAttributeCount(Attrs, CS.arg_size()),
1204           "Attributes after last parameter!", I);
1205
1206   // Verify call attributes.
1207   VerifyFunctionAttrs(FTy, Attrs, I);
1208
1209   if (FTy->isVarArg())
1210     // Check attributes on the varargs part.
1211     for (unsigned Idx = 1 + FTy->getNumParams(); Idx <= CS.arg_size(); ++Idx) {
1212       Attributes Attr = Attrs.getParamAttributes(Idx);
1213
1214       VerifyParameterAttrs(Attr, CS.getArgument(Idx-1)->getType(), false, I);
1215
1216       Assert1(!Attr.hasIncompatibleWithVarArgsAttrs(),
1217               "Attribute 'sret' cannot be used for vararg call arguments!", I);
1218     }
1219
1220   // Verify that there's no metadata unless it's a direct call to an intrinsic.
1221   if (CS.getCalledFunction() == 0 ||
1222       !CS.getCalledFunction()->getName().startswith("llvm.")) {
1223     for (FunctionType::param_iterator PI = FTy->param_begin(),
1224            PE = FTy->param_end(); PI != PE; ++PI)
1225       Assert1(!(*PI)->isMetadataTy(),
1226               "Function has metadata parameter but isn't an intrinsic", I);
1227   }
1228
1229   visitInstruction(*I);
1230 }
1231
1232 void Verifier::visitCallInst(CallInst &CI) {
1233   VerifyCallSite(&CI);
1234
1235   if (Function *F = CI.getCalledFunction())
1236     if (Intrinsic::ID ID = (Intrinsic::ID)F->getIntrinsicID())
1237       visitIntrinsicFunctionCall(ID, CI);
1238 }
1239
1240 void Verifier::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
1241   VerifyCallSite(&II);
1242
1243   // Verify that there is a landingpad instruction as the first non-PHI
1244   // instruction of the 'unwind' destination.
1245   Assert1(II.getUnwindDest()->isLandingPad(),
1246           "The unwind destination does not have a landingpad instruction!",&II);
1247
1248   visitTerminatorInst(II);
1249 }
1250
1251 /// visitBinaryOperator - Check that both arguments to the binary operator are
1252 /// of the same type!
1253 ///
1254 void Verifier::visitBinaryOperator(BinaryOperator &B) {
1255   Assert1(B.getOperand(0)->getType() == B.getOperand(1)->getType(),
1256           "Both operands to a binary operator are not of the same type!", &B);
1257
1258   switch (B.getOpcode()) {
1259   // Check that integer arithmetic operators are only used with
1260   // integral operands.
1261   case Instruction::Add:
1262   case Instruction::Sub:
1263   case Instruction::Mul:
1264   case Instruction::SDiv:
1265   case Instruction::UDiv:
1266   case Instruction::SRem:
1267   case Instruction::URem:
1268     Assert1(B.getType()->isIntOrIntVectorTy(),
1269             "Integer arithmetic operators only work with integral types!", &B);
1270     Assert1(B.getType() == B.getOperand(0)->getType(),
1271             "Integer arithmetic operators must have same type "
1272             "for operands and result!", &B);
1273     break;
1274   // Check that floating-point arithmetic operators are only used with
1275   // floating-point operands.
1276   case Instruction::FAdd:
1277   case Instruction::FSub:
1278   case Instruction::FMul:
1279   case Instruction::FDiv:
1280   case Instruction::FRem:
1281     Assert1(B.getType()->isFPOrFPVectorTy(),
1282             "Floating-point arithmetic operators only work with "
1283             "floating-point types!", &B);
1284     Assert1(B.getType() == B.getOperand(0)->getType(),
1285             "Floating-point arithmetic operators must have same type "
1286             "for operands and result!", &B);
1287     break;
1288   // Check that logical operators are only used with integral operands.
1289   case Instruction::And:
1290   case Instruction::Or:
1291   case Instruction::Xor:
1292     Assert1(B.getType()->isIntOrIntVectorTy(),
1293             "Logical operators only work with integral types!", &B);
1294     Assert1(B.getType() == B.getOperand(0)->getType(),
1295             "Logical operators must have same type for operands and result!",
1296             &B);
1297     break;
1298   case Instruction::Shl:
1299   case Instruction::LShr:
1300   case Instruction::AShr:
1301     Assert1(B.getType()->isIntOrIntVectorTy(),
1302             "Shifts only work with integral types!", &B);
1303     Assert1(B.getType() == B.getOperand(0)->getType(),
1304             "Shift return type must be same as operands!", &B);
1305     break;
1306   default:
1307     llvm_unreachable("Unknown BinaryOperator opcode!");
1308   }
1309
1310   visitInstruction(B);
1311 }
1312
1313 void Verifier::visitICmpInst(ICmpInst &IC) {
1314   // Check that the operands are the same type
1315   Type *Op0Ty = IC.getOperand(0)->getType();
1316   Type *Op1Ty = IC.getOperand(1)->getType();
1317   Assert1(Op0Ty == Op1Ty,
1318           "Both operands to ICmp instruction are not of the same type!", &IC);
1319   // Check that the operands are the right type
1320   Assert1(Op0Ty->isIntOrIntVectorTy() || Op0Ty->getScalarType()->isPointerTy(),
1321           "Invalid operand types for ICmp instruction", &IC);
1322   // Check that the predicate is valid.
1323   Assert1(IC.getPredicate() >= CmpInst::FIRST_ICMP_PREDICATE &&
1324           IC.getPredicate() <= CmpInst::LAST_ICMP_PREDICATE,
1325           "Invalid predicate in ICmp instruction!", &IC);
1326
1327   visitInstruction(IC);
1328 }
1329
1330 void Verifier::visitFCmpInst(FCmpInst &FC) {
1331   // Check that the operands are the same type
1332   Type *Op0Ty = FC.getOperand(0)->getType();
1333   Type *Op1Ty = FC.getOperand(1)->getType();
1334   Assert1(Op0Ty == Op1Ty,
1335           "Both operands to FCmp instruction are not of the same type!", &FC);
1336   // Check that the operands are the right type
1337   Assert1(Op0Ty->isFPOrFPVectorTy(),
1338           "Invalid operand types for FCmp instruction", &FC);
1339   // Check that the predicate is valid.
1340   Assert1(FC.getPredicate() >= CmpInst::FIRST_FCMP_PREDICATE &&
1341           FC.getPredicate() <= CmpInst::LAST_FCMP_PREDICATE,
1342           "Invalid predicate in FCmp instruction!", &FC);
1343
1344   visitInstruction(FC);
1345 }
1346
1347 void Verifier::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
1348   Assert1(ExtractElementInst::isValidOperands(EI.getOperand(0),
1349                                               EI.getOperand(1)),
1350           "Invalid extractelement operands!", &EI);
1351   visitInstruction(EI);
1352 }
1353
1354 void Verifier::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
1355   Assert1(InsertElementInst::isValidOperands(IE.getOperand(0),
1356                                              IE.getOperand(1),
1357                                              IE.getOperand(2)),
1358           "Invalid insertelement operands!", &IE);
1359   visitInstruction(IE);
1360 }
1361
1362 void Verifier::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SV) {
1363   Assert1(ShuffleVectorInst::isValidOperands(SV.getOperand(0), SV.getOperand(1),
1364                                              SV.getOperand(2)),
1365           "Invalid shufflevector operands!", &SV);
1366   visitInstruction(SV);
1367 }
1368
1369 void Verifier::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
1370   Type *TargetTy = GEP.getPointerOperandType()->getScalarType();
1371
1372   Assert1(isa<PointerType>(TargetTy),
1373     "GEP base pointer is not a vector or a vector of pointers", &GEP);
1374   Assert1(cast<PointerType>(TargetTy)->getElementType()->isSized(),
1375           "GEP into unsized type!", &GEP);
1376
1377   SmallVector<Value*, 16> Idxs(GEP.idx_begin(), GEP.idx_end());
1378   Type *ElTy =
1379     GetElementPtrInst::getIndexedType(GEP.getPointerOperandType(), Idxs);
1380   Assert1(ElTy, "Invalid indices for GEP pointer type!", &GEP);
1381
1382   if (GEP.getPointerOperandType()->isPointerTy()) {
1383     // Validate GEPs with scalar indices.
1384     Assert2(GEP.getType()->isPointerTy() &&
1385            cast<PointerType>(GEP.getType())->getElementType() == ElTy,
1386            "GEP is not of right type for indices!", &GEP, ElTy);
1387   } else {
1388     // Validate GEPs with a vector index.
1389     Assert1(Idxs.size() == 1, "Invalid number of indices!", &GEP);
1390     Value *Index = Idxs[0];
1391     Type  *IndexTy = Index->getType();
1392     Assert1(IndexTy->isVectorTy(),
1393       "Vector GEP must have vector indices!", &GEP);
1394     Assert1(GEP.getType()->isVectorTy(),
1395       "Vector GEP must return a vector value", &GEP);
1396     Type *ElemPtr = cast<VectorType>(GEP.getType())->getElementType();
1397     Assert1(ElemPtr->isPointerTy(),
1398       "Vector GEP pointer operand is not a pointer!", &GEP);
1399     unsigned IndexWidth = cast<VectorType>(IndexTy)->getNumElements();
1400     unsigned GepWidth = cast<VectorType>(GEP.getType())->getNumElements();
1401     Assert1(IndexWidth == GepWidth, "Invalid GEP index vector width", &GEP);
1402     Assert1(ElTy == cast<PointerType>(ElemPtr)->getElementType(),
1403       "Vector GEP type does not match pointer type!", &GEP);
1404   }
1405   visitInstruction(GEP);
1406 }
1407
1408 static bool isContiguous(const ConstantRange &A, const ConstantRange &B) {
1409   return A.getUpper() == B.getLower() || A.getLower() == B.getUpper();
1410 }
1411
1412 void Verifier::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
1413   PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(LI.getOperand(0)->getType());
1414   Assert1(PTy, "Load operand must be a pointer.", &LI);
1415   Type *ElTy = PTy->getElementType();
1416   Assert2(ElTy == LI.getType(),
1417           "Load result type does not match pointer operand type!", &LI, ElTy);
1418   if (LI.isAtomic()) {
1419     Assert1(LI.getOrdering() != Release && LI.getOrdering() != AcquireRelease,
1420             "Load cannot have Release ordering", &LI);
1421     Assert1(LI.getAlignment() != 0,
1422             "Atomic load must specify explicit alignment", &LI);
1423     if (!ElTy->isPointerTy()) {
1424       Assert2(ElTy->isIntegerTy(),
1425               "atomic store operand must have integer type!",
1426               &LI, ElTy);
1427       unsigned Size = ElTy->getPrimitiveSizeInBits();
1428       Assert2(Size >= 8 && !(Size & (Size - 1)),
1429               "atomic store operand must be power-of-two byte-sized integer",
1430               &LI, ElTy);
1431     }
1432   } else {
1433     Assert1(LI.getSynchScope() == CrossThread,
1434             "Non-atomic load cannot have SynchronizationScope specified", &LI);
1435   }
1436
1437   if (MDNode *Range = LI.getMetadata(LLVMContext::MD_range)) {
1438     unsigned NumOperands = Range->getNumOperands();
1439     Assert1(NumOperands % 2 == 0, "Unfinished range!", Range);
1440     unsigned NumRanges = NumOperands / 2;
1441     Assert1(NumRanges >= 1, "It should have at least one range!", Range);
1442
1443     ConstantRange LastRange(1); // Dummy initial value
1444     for (unsigned i = 0; i < NumRanges; ++i) {
1445       ConstantInt *Low = dyn_cast<ConstantInt>(Range->getOperand(2*i));
1446       Assert1(Low, "The lower limit must be an integer!", Low);
1447       ConstantInt *High = dyn_cast<ConstantInt>(Range->getOperand(2*i + 1));
1448       Assert1(High, "The upper limit must be an integer!", High);
1449       Assert1(High->getType() == Low->getType() &&
1450               High->getType() == ElTy, "Range types must match load type!",
1451               &LI);
1452
1453       APInt HighV = High->getValue();
1454       APInt LowV = Low->getValue();
1455       ConstantRange CurRange(LowV, HighV);
1456       Assert1(!CurRange.isEmptySet() && !CurRange.isFullSet(),
1457               "Range must not be empty!", Range);
1458       if (i != 0) {
1459         Assert1(CurRange.intersectWith(LastRange).isEmptySet(),
1460                 "Intervals are overlapping", Range);
1461         Assert1(LowV.sgt(LastRange.getLower()), "Intervals are not in order",
1462                 Range);
1463         Assert1(!isContiguous(CurRange, LastRange), "Intervals are contiguous",
1464                 Range);
1465       }
1466       LastRange = ConstantRange(LowV, HighV);
1467     }
1468     if (NumRanges > 2) {
1469       APInt FirstLow =
1470         dyn_cast<ConstantInt>(Range->getOperand(0))->getValue();
1471       APInt FirstHigh =
1472         dyn_cast<ConstantInt>(Range->getOperand(1))->getValue();
1473       ConstantRange FirstRange(FirstLow, FirstHigh);
1474       Assert1(FirstRange.intersectWith(LastRange).isEmptySet(),
1475               "Intervals are overlapping", Range);
1476       Assert1(!isContiguous(FirstRange, LastRange), "Intervals are contiguous",
1477               Range);
1478     }
1479
1480
1481   }
1482
1483   visitInstruction(LI);
1484 }
1485
1486 void Verifier::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
1487   PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(SI.getOperand(1)->getType());
1488   Assert1(PTy, "Store operand must be a pointer.", &SI);
1489   Type *ElTy = PTy->getElementType();
1490   Assert2(ElTy == SI.getOperand(0)->getType(),
1491           "Stored value type does not match pointer operand type!",
1492           &SI, ElTy);
1493   if (SI.isAtomic()) {
1494     Assert1(SI.getOrdering() != Acquire && SI.getOrdering() != AcquireRelease,
1495             "Store cannot have Acquire ordering", &SI);
1496     Assert1(SI.getAlignment() != 0,
1497             "Atomic store must specify explicit alignment", &SI);
1498     if (!ElTy->isPointerTy()) {
1499       Assert2(ElTy->isIntegerTy(),
1500               "atomic store operand must have integer type!",
1501               &SI, ElTy);
1502       unsigned Size = ElTy->getPrimitiveSizeInBits();
1503       Assert2(Size >= 8 && !(Size & (Size - 1)),
1504               "atomic store operand must be power-of-two byte-sized integer",
1505               &SI, ElTy);
1506     }
1507   } else {
1508     Assert1(SI.getSynchScope() == CrossThread,
1509             "Non-atomic store cannot have SynchronizationScope specified", &SI);
1510   }
1511   visitInstruction(SI);
1512 }
1513
1514 void Verifier::visitAllocaInst(AllocaInst &AI) {
1515   PointerType *PTy = AI.getType();
1516   Assert1(PTy->getAddressSpace() == 0,
1517           "Allocation instruction pointer not in the generic address space!",
1518           &AI);
1519   Assert1(PTy->getElementType()->isSized(), "Cannot allocate unsized type",
1520           &AI);
1521   Assert1(AI.getArraySize()->getType()->isIntegerTy(),
1522           "Alloca array size must have integer type", &AI);
1523   visitInstruction(AI);
1524 }
1525
1526 void Verifier::visitAtomicCmpXchgInst(AtomicCmpXchgInst &CXI) {
1527   Assert1(CXI.getOrdering() != NotAtomic,
1528           "cmpxchg instructions must be atomic.", &CXI);
1529   Assert1(CXI.getOrdering() != Unordered,
1530           "cmpxchg instructions cannot be unordered.", &CXI);
1531   PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(CXI.getOperand(0)->getType());
1532   Assert1(PTy, "First cmpxchg operand must be a pointer.", &CXI);
1533   Type *ElTy = PTy->getElementType();
1534   Assert2(ElTy->isIntegerTy(),
1535           "cmpxchg operand must have integer type!",
1536           &CXI, ElTy);
1537   unsigned Size = ElTy->getPrimitiveSizeInBits();
1538   Assert2(Size >= 8 && !(Size & (Size - 1)),
1539           "cmpxchg operand must be power-of-two byte-sized integer",
1540           &CXI, ElTy);
1541   Assert2(ElTy == CXI.getOperand(1)->getType(),
1542           "Expected value type does not match pointer operand type!",
1543           &CXI, ElTy);
1544   Assert2(ElTy == CXI.getOperand(2)->getType(),
1545           "Stored value type does not match pointer operand type!",
1546           &CXI, ElTy);
1547   visitInstruction(CXI);
1548 }
1549
1550 void Verifier::visitAtomicRMWInst(AtomicRMWInst &RMWI) {
1551   Assert1(RMWI.getOrdering() != NotAtomic,
1552           "atomicrmw instructions must be atomic.", &RMWI);
1553   Assert1(RMWI.getOrdering() != Unordered,
1554           "atomicrmw instructions cannot be unordered.", &RMWI);
1555   PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(RMWI.getOperand(0)->getType());
1556   Assert1(PTy, "First atomicrmw operand must be a pointer.", &RMWI);
1557   Type *ElTy = PTy->getElementType();
1558   Assert2(ElTy->isIntegerTy(),
1559           "atomicrmw operand must have integer type!",
1560           &RMWI, ElTy);
1561   unsigned Size = ElTy->getPrimitiveSizeInBits();
1562   Assert2(Size >= 8 && !(Size & (Size - 1)),
1563           "atomicrmw operand must be power-of-two byte-sized integer",
1564           &RMWI, ElTy);
1565   Assert2(ElTy == RMWI.getOperand(1)->getType(),
1566           "Argument value type does not match pointer operand type!",
1567           &RMWI, ElTy);
1568   Assert1(AtomicRMWInst::FIRST_BINOP <= RMWI.getOperation() &&
1569           RMWI.getOperation() <= AtomicRMWInst::LAST_BINOP,
1570           "Invalid binary operation!", &RMWI);
1571   visitInstruction(RMWI);
1572 }
1573
1574 void Verifier::visitFenceInst(FenceInst &FI) {
1575   const AtomicOrdering Ordering = FI.getOrdering();
1576   Assert1(Ordering == Acquire || Ordering == Release ||
1577           Ordering == AcquireRelease || Ordering == SequentiallyConsistent,
1578           "fence instructions may only have "
1579           "acquire, release, acq_rel, or seq_cst ordering.", &FI);
1580   visitInstruction(FI);
1581 }
1582
1583 void Verifier::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EVI) {
1584   Assert1(ExtractValueInst::getIndexedType(EVI.getAggregateOperand()->getType(),
1585                                            EVI.getIndices()) ==
1586           EVI.getType(),
1587           "Invalid ExtractValueInst operands!", &EVI);
1588
1589   visitInstruction(EVI);
1590 }
1591
1592 void Verifier::visitInsertValueInst(InsertValueInst &IVI) {
1593   Assert1(ExtractValueInst::getIndexedType(IVI.getAggregateOperand()->getType(),
1594                                            IVI.getIndices()) ==
1595           IVI.getOperand(1)->getType(),
1596           "Invalid InsertValueInst operands!", &IVI);
1597
1598   visitInstruction(IVI);
1599 }
1600
1601 void Verifier::visitLandingPadInst(LandingPadInst &LPI) {
1602   BasicBlock *BB = LPI.getParent();
1603
1604   // The landingpad instruction is ill-formed if it doesn't have any clauses and
1605   // isn't a cleanup.
1606   Assert1(LPI.getNumClauses() > 0 || LPI.isCleanup(),
1607           "LandingPadInst needs at least one clause or to be a cleanup.", &LPI);
1608
1609   // The landingpad instruction defines its parent as a landing pad block. The
1610   // landing pad block may be branched to only by the unwind edge of an invoke.
1611   for (pred_iterator I = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); I != E; ++I) {
1612     const InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>((*I)->getTerminator());
1613     Assert1(II && II->getUnwindDest() == BB && II->getNormalDest() != BB,
1614             "Block containing LandingPadInst must be jumped to "
1615             "only by the unwind edge of an invoke.", &LPI);
1616   }
1617
1618   // The landingpad instruction must be the first non-PHI instruction in the
1619   // block.
1620   Assert1(LPI.getParent()->getLandingPadInst() == &LPI,
1621           "LandingPadInst not the first non-PHI instruction in the block.",
1622           &LPI);
1623
1624   // The personality functions for all landingpad instructions within the same
1625   // function should match.
1626   if (PersonalityFn)
1627     Assert1(LPI.getPersonalityFn() == PersonalityFn,
1628             "Personality function doesn't match others in function", &LPI);
1629   PersonalityFn = LPI.getPersonalityFn();
1630
1631   // All operands must be constants.
1632   Assert1(isa<Constant>(PersonalityFn), "Personality function is not constant!",
1633           &LPI);
1634   for (unsigned i = 0, e = LPI.getNumClauses(); i < e; ++i) {
1635     Value *Clause = LPI.getClause(i);
1636     Assert1(isa<Constant>(Clause), "Clause is not constant!", &LPI);
1637     if (LPI.isCatch(i)) {
1638       Assert1(isa<PointerType>(Clause->getType()),
1639               "Catch operand does not have pointer type!", &LPI);
1640     } else {
1641       Assert1(LPI.isFilter(i), "Clause is neither catch nor filter!", &LPI);
1642       Assert1(isa<ConstantArray>(Clause) || isa<ConstantAggregateZero>(Clause),
1643               "Filter operand is not an array of constants!", &LPI);
1644     }
1645   }
1646
1647   visitInstruction(LPI);
1648 }
1649
1650 void Verifier::verifyDominatesUse(Instruction &I, unsigned i) {
1651   Instruction *Op = cast<Instruction>(I.getOperand(i));
1652   // If the we have an invalid invoke, don't try to compute the dominance.
1653   // We already reject it in the invoke specific checks and the dominance
1654   // computation doesn't handle multiple edges.
1655   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Op)) {
1656     if (II->getNormalDest() == II->getUnwindDest())
1657       return;
1658   }
1659
1660   const Use &U = I.getOperandUse(i);
1661   Assert2(InstsInThisBlock.count(Op) || DT->dominates(Op, U),
1662           "Instruction does not dominate all uses!", Op, &I);
1663 }
1664
1665 /// verifyInstruction - Verify that an instruction is well formed.
1666 ///
1667 void Verifier::visitInstruction(Instruction &I) {
1668   BasicBlock *BB = I.getParent();
1669   Assert1(BB, "Instruction not embedded in basic block!", &I);
1670
1671   if (!isa<PHINode>(I)) {   // Check that non-phi nodes are not self referential
1672     for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
1673          UI != UE; ++UI)
1674       Assert1(*UI != (User*)&I || !DT->isReachableFromEntry(BB),
1675               "Only PHI nodes may reference their own value!", &I);
1676   }
1677
1678   // Check that void typed values don't have names
1679   Assert1(!I.getType()->isVoidTy() || !I.hasName(),
1680           "Instruction has a name, but provides a void value!", &I);
1681
1682   // Check that the return value of the instruction is either void or a legal
1683   // value type.
1684   Assert1(I.getType()->isVoidTy() ||
1685           I.getType()->isFirstClassType(),
1686           "Instruction returns a non-scalar type!", &I);
1687
1688   // Check that the instruction doesn't produce metadata. Calls are already
1689   // checked against the callee type.
1690   Assert1(!I.getType()->isMetadataTy() ||
1691           isa<CallInst>(I) || isa<InvokeInst>(I),
1692           "Invalid use of metadata!", &I);
1693
1694   // Check that all uses of the instruction, if they are instructions
1695   // themselves, actually have parent basic blocks.  If the use is not an
1696   // instruction, it is an error!
1697   for (User::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
1698        UI != UE; ++UI) {
1699     if (Instruction *Used = dyn_cast<Instruction>(*UI))
1700       Assert2(Used->getParent() != 0, "Instruction referencing instruction not"
1701               " embedded in a basic block!", &I, Used);
1702     else {
1703       CheckFailed("Use of instruction is not an instruction!", *UI);
1704       return;
1705     }
1706   }
1707
1708   for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1709     Assert1(I.getOperand(i) != 0, "Instruction has null operand!", &I);
1710
1711     // Check to make sure that only first-class-values are operands to
1712     // instructions.
1713     if (!I.getOperand(i)->getType()->isFirstClassType()) {
1714       Assert1(0, "Instruction operands must be first-class values!", &I);
1715     }
1716
1717     if (Function *F = dyn_cast<Function>(I.getOperand(i))) {
1718       // Check to make sure that the "address of" an intrinsic function is never
1719       // taken.
1720       Assert1(!F->isIntrinsic() || i == (isa<CallInst>(I) ? e-1 : 0),
1721               "Cannot take the address of an intrinsic!", &I);
1722       Assert1(!F->isIntrinsic() || isa<CallInst>(I) ||
1723               F->getIntrinsicID() == Intrinsic::donothing,
1724               "Cannot invoke an intrinsinc other than donothing", &I);
1725       Assert1(F->getParent() == Mod, "Referencing function in another module!",
1726               &I);
1727     } else if (BasicBlock *OpBB = dyn_cast<BasicBlock>(I.getOperand(i))) {
1728       Assert1(OpBB->getParent() == BB->getParent(),
1729               "Referring to a basic block in another function!", &I);
1730     } else if (Argument *OpArg = dyn_cast<Argument>(I.getOperand(i))) {
1731       Assert1(OpArg->getParent() == BB->getParent(),
1732               "Referring to an argument in another function!", &I);
1733     } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(I.getOperand(i))) {
1734       Assert1(GV->getParent() == Mod, "Referencing global in another module!",
1735               &I);
1736     } else if (isa<Instruction>(I.getOperand(i))) {
1737       verifyDominatesUse(I, i);
1738     } else if (isa<InlineAsm>(I.getOperand(i))) {
1739       Assert1((i + 1 == e && isa<CallInst>(I)) ||
1740               (i + 3 == e && isa<InvokeInst>(I)),
1741               "Cannot take the address of an inline asm!", &I);
1742     }
1743   }
1744
1745   if (MDNode *MD = I.getMetadata(LLVMContext::MD_fpmath)) {
1746     Assert1(I.getType()->isFPOrFPVectorTy(),
1747             "fpmath requires a floating point result!", &I);
1748     Assert1(MD->getNumOperands() == 1, "fpmath takes one operand!", &I);
1749     Value *Op0 = MD->getOperand(0);
1750     if (ConstantFP *CFP0 = dyn_cast_or_null<ConstantFP>(Op0)) {
1751       APFloat Accuracy = CFP0->getValueAPF();
1752       Assert1(Accuracy.isNormal() && !Accuracy.isNegative(),
1753               "fpmath accuracy not a positive number!", &I);
1754     } else {
1755       Assert1(false, "invalid fpmath accuracy!", &I);
1756     }
1757   }
1758
1759   MDNode *MD = I.getMetadata(LLVMContext::MD_range);
1760   Assert1(!MD || isa<LoadInst>(I), "Ranges are only for loads!", &I);
1761
1762   InstsInThisBlock.insert(&I);
1763 }
1764
1765 /// VerifyIntrinsicType - Verify that the specified type (which comes from an
1766 /// intrinsic argument or return value) matches the type constraints specified
1767 /// by the .td file (e.g. an "any integer" argument really is an integer).
1768 ///
1769 /// This return true on error but does not print a message.
1770 bool Verifier::VerifyIntrinsicType(Type *Ty,
1771                                    ArrayRef<Intrinsic::IITDescriptor> &Infos,
1772                                    SmallVectorImpl<Type*> &ArgTys) {
1773   using namespace Intrinsic;
1774
1775   // If we ran out of descriptors, there are too many arguments.
1776   if (Infos.empty()) return true;
1777   IITDescriptor D = Infos.front();
1778   Infos = Infos.slice(1);
1779
1780   switch (D.Kind) {
1781   case IITDescriptor::Void: return !Ty->isVoidTy();
1782   case IITDescriptor::MMX:  return !Ty->isX86_MMXTy();
1783   case IITDescriptor::Metadata: return !Ty->isMetadataTy();
1784   case IITDescriptor::Float: return !Ty->isFloatTy();
1785   case IITDescriptor::Double: return !Ty->isDoubleTy();
1786   case IITDescriptor::Integer: return !Ty->isIntegerTy(D.Integer_Width);
1787   case IITDescriptor::Vector: {
1788     VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(Ty);
1789     return VT == 0 || VT->getNumElements() != D.Vector_Width ||
1790            VerifyIntrinsicType(VT->getElementType(), Infos, ArgTys);
1791   }
1792   case IITDescriptor::Pointer: {
1793     PointerType *PT = dyn_cast<PointerType>(Ty);
1794     return PT == 0 || PT->getAddressSpace() != D.Pointer_AddressSpace ||
1795            VerifyIntrinsicType(PT->getElementType(), Infos, ArgTys);
1796   }
1797
1798   case IITDescriptor::Struct: {
1799     StructType *ST = dyn_cast<StructType>(Ty);
1800     if (ST == 0 || ST->getNumElements() != D.Struct_NumElements)
1801       return true;
1802
1803     for (unsigned i = 0, e = D.Struct_NumElements; i != e; ++i)
1804       if (VerifyIntrinsicType(ST->getElementType(i), Infos, ArgTys))
1805         return true;
1806     return false;
1807   }
1808
1809   case IITDescriptor::Argument:
1810     // Two cases here - If this is the second occurrence of an argument, verify
1811     // that the later instance matches the previous instance.
1812     if (D.getArgumentNumber() < ArgTys.size())
1813       return Ty != ArgTys[D.getArgumentNumber()];
1814
1815     // Otherwise, if this is the first instance of an argument, record it and
1816     // verify the "Any" kind.
1817     assert(D.getArgumentNumber() == ArgTys.size() && "Table consistency error");
1818     ArgTys.push_back(Ty);
1819
1820     switch (D.getArgumentKind()) {
1821     case IITDescriptor::AK_AnyInteger: return !Ty->isIntOrIntVectorTy();
1822     case IITDescriptor::AK_AnyFloat:   return !Ty->isFPOrFPVectorTy();
1823     case IITDescriptor::AK_AnyVector:  return !isa<VectorType>(Ty);
1824     case IITDescriptor::AK_AnyPointer: return !isa<PointerType>(Ty);
1825     }
1826     llvm_unreachable("all argument kinds not covered");
1827
1828   case IITDescriptor::ExtendVecArgument:
1829     // This may only be used when referring to a previous vector argument.
1830     return D.getArgumentNumber() >= ArgTys.size() ||
1831            !isa<VectorType>(ArgTys[D.getArgumentNumber()]) ||
1832            VectorType::getExtendedElementVectorType(
1833                        cast<VectorType>(ArgTys[D.getArgumentNumber()])) != Ty;
1834
1835   case IITDescriptor::TruncVecArgument:
1836     // This may only be used when referring to a previous vector argument.
1837     return D.getArgumentNumber() >= ArgTys.size() ||
1838            !isa<VectorType>(ArgTys[D.getArgumentNumber()]) ||
1839            VectorType::getTruncatedElementVectorType(
1840                          cast<VectorType>(ArgTys[D.getArgumentNumber()])) != Ty;
1841   }
1842   llvm_unreachable("unhandled");
1843 }
1844
1845 /// visitIntrinsicFunction - Allow intrinsics to be verified in different ways.
1846 ///
1847 void Verifier::visitIntrinsicFunctionCall(Intrinsic::ID ID, CallInst &CI) {
1848   Function *IF = CI.getCalledFunction();
1849   Assert1(IF->isDeclaration(), "Intrinsic functions should never be defined!",
1850           IF);
1851
1852   // Verify that the intrinsic prototype lines up with what the .td files
1853   // describe.
1854   FunctionType *IFTy = IF->getFunctionType();
1855   Assert1(!IFTy->isVarArg(), "Intrinsic prototypes are not varargs", IF);
1856
1857   SmallVector<Intrinsic::IITDescriptor, 8> Table;
1858   getIntrinsicInfoTableEntries(ID, Table);
1859   ArrayRef<Intrinsic::IITDescriptor> TableRef = Table;
1860
1861   SmallVector<Type *, 4> ArgTys;
1862   Assert1(!VerifyIntrinsicType(IFTy->getReturnType(), TableRef, ArgTys),
1863           "Intrinsic has incorrect return type!", IF);
1864   for (unsigned i = 0, e = IFTy->getNumParams(); i != e; ++i)
1865     Assert1(!VerifyIntrinsicType(IFTy->getParamType(i), TableRef, ArgTys),
1866             "Intrinsic has incorrect argument type!", IF);
1867   Assert1(TableRef.empty(), "Intrinsic has too few arguments!", IF);
1868
1869   // Now that we have the intrinsic ID and the actual argument types (and we
1870   // know they are legal for the intrinsic!) get the intrinsic name through the
1871   // usual means.  This allows us to verify the mangling of argument types into
1872   // the name.
1873   Assert1(Intrinsic::getName(ID, ArgTys) == IF->getName(),
1874           "Intrinsic name not mangled correctly for type arguments!", IF);
1875
1876   // If the intrinsic takes MDNode arguments, verify that they are either global
1877   // or are local to *this* function.
1878   for (unsigned i = 0, e = CI.getNumArgOperands(); i != e; ++i)
1879     if (MDNode *MD = dyn_cast<MDNode>(CI.getArgOperand(i)))
1880       visitMDNode(*MD, CI.getParent()->getParent());
1881
1882   switch (ID) {
1883   default:
1884     break;
1885   case Intrinsic::ctlz:  // llvm.ctlz
1886   case Intrinsic::cttz:  // llvm.cttz
1887     Assert1(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(1)),
1888             "is_zero_undef argument of bit counting intrinsics must be a "
1889             "constant int", &CI);
1890     break;
1891   case Intrinsic::dbg_declare: {  // llvm.dbg.declare
1892     Assert1(CI.getArgOperand(0) && isa<MDNode>(CI.getArgOperand(0)),
1893                 "invalid llvm.dbg.declare intrinsic call 1", &CI);
1894     MDNode *MD = cast<MDNode>(CI.getArgOperand(0));
1895     Assert1(MD->getNumOperands() == 1,
1896                 "invalid llvm.dbg.declare intrinsic call 2", &CI);
1897   } break;
1898   case Intrinsic::memcpy:
1899   case Intrinsic::memmove:
1900   case Intrinsic::memset:
1901     Assert1(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(3)),
1902             "alignment argument of memory intrinsics must be a constant int",
1903             &CI);
1904     Assert1(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(4)),
1905             "isvolatile argument of memory intrinsics must be a constant int",
1906             &CI);
1907     break;
1908   case Intrinsic::gcroot:
1909   case Intrinsic::gcwrite:
1910   case Intrinsic::gcread:
1911     if (ID == Intrinsic::gcroot) {
1912       AllocaInst *AI =
1913         dyn_cast<AllocaInst>(CI.getArgOperand(0)->stripPointerCasts());
1914       Assert1(AI, "llvm.gcroot parameter #1 must be an alloca.", &CI);
1915       Assert1(isa<Constant>(CI.getArgOperand(1)),
1916               "llvm.gcroot parameter #2 must be a constant.", &CI);
1917       if (!AI->getType()->getElementType()->isPointerTy()) {
1918         Assert1(!isa<ConstantPointerNull>(CI.getArgOperand(1)),
1919                 "llvm.gcroot parameter #1 must either be a pointer alloca, "
1920                 "or argument #2 must be a non-null constant.", &CI);
1921       }
1922     }
1923
1924     Assert1(CI.getParent()->getParent()->hasGC(),
1925             "Enclosing function does not use GC.", &CI);
1926     break;
1927   case Intrinsic::init_trampoline:
1928     Assert1(isa<Function>(CI.getArgOperand(1)->stripPointerCasts()),
1929             "llvm.init_trampoline parameter #2 must resolve to a function.",
1930             &CI);
1931     break;
1932   case Intrinsic::prefetch:
1933     Assert1(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(1)) &&
1934             isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(2)) &&
1935             cast<ConstantInt>(CI.getArgOperand(1))->getZExtValue() < 2 &&
1936             cast<ConstantInt>(CI.getArgOperand(2))->getZExtValue() < 4,
1937             "invalid arguments to llvm.prefetch",
1938             &CI);
1939     break;
1940   case Intrinsic::stackprotector:
1941     Assert1(isa<AllocaInst>(CI.getArgOperand(1)->stripPointerCasts()),
1942             "llvm.stackprotector parameter #2 must resolve to an alloca.",
1943             &CI);
1944     break;
1945   case Intrinsic::lifetime_start:
1946   case Intrinsic::lifetime_end:
1947   case Intrinsic::invariant_start:
1948     Assert1(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(0)),
1949             "size argument of memory use markers must be a constant integer",
1950             &CI);
1951     break;
1952   case Intrinsic::invariant_end:
1953     Assert1(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(1)),
1954             "llvm.invariant.end parameter #2 must be a constant integer", &CI);
1955     break;
1956   }
1957 }
1958
1959 //===----------------------------------------------------------------------===//
1960 //  Implement the public interfaces to this file...
1961 //===----------------------------------------------------------------------===//
1962
1963 FunctionPass *llvm::createVerifierPass(VerifierFailureAction action) {
1964   return new Verifier(action);
1965 }
1966
1967
1968 /// verifyFunction - Check a function for errors, printing messages on stderr.
1969 /// Return true if the function is corrupt.
1970 ///
1971 bool llvm::verifyFunction(const Function &f, VerifierFailureAction action) {
1972   Function &F = const_cast<Function&>(f);
1973   assert(!F.isDeclaration() && "Cannot verify external functions");
1974
1975   FunctionPassManager FPM(F.getParent());
1976   Verifier *V = new Verifier(action);
1977   FPM.add(V);
1978   FPM.run(F);
1979   return V->Broken;
1980 }
1981
1982 /// verifyModule - Check a module for errors, printing messages on stderr.
1983 /// Return true if the module is corrupt.
1984 ///
1985 bool llvm::verifyModule(const Module &M, VerifierFailureAction action,
1986                         std::string *ErrorInfo) {
1987   PassManager PM;
1988   Verifier *V = new Verifier(action);
1989   PM.add(V);
1990   PM.run(const_cast<Module&>(M));
1991
1992   if (ErrorInfo && V->Broken)
1993     *ErrorInfo = V->MessagesStr.str();
1994   return V->Broken;
1995 }