003b6064cbe2f2ae4418133ec0d145d701369b8b
[oota-llvm.git] / lib / IR / 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/IR/Verifier.h"
49 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
50 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
51 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
52 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
53 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
54 #include "llvm/IR/CFG.h"
55 #include "llvm/IR/CallSite.h"
56 #include "llvm/IR/CallingConv.h"
57 #include "llvm/IR/ConstantRange.h"
58 #include "llvm/IR/Constants.h"
59 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
60 #include "llvm/IR/DebugInfo.h"
61 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
62 #include "llvm/IR/Dominators.h"
63 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
64 #include "llvm/IR/InstIterator.h"
65 #include "llvm/IR/InstVisitor.h"
66 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
67 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
68 #include "llvm/IR/Metadata.h"
69 #include "llvm/IR/Module.h"
70 #include "llvm/IR/PassManager.h"
71 #include "llvm/IR/Statepoint.h"
72 #include "llvm/Pass.h"
73 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
74 #include "llvm/Support/Debug.h"
75 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
76 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
77 #include <algorithm>
78 #include <cstdarg>
79 using namespace llvm;
80
81 static cl::opt<bool> VerifyDebugInfo("verify-debug-info", cl::init(true));
82
83 namespace {
84 struct VerifierSupport {
85   raw_ostream &OS;
86   const Module *M;
87
88   /// \brief Track the brokenness of the module while recursively visiting.
89   bool Broken;
90
91   explicit VerifierSupport(raw_ostream &OS)
92       : OS(OS), M(nullptr), Broken(false) {}
93
94 private:
95   void Write(const Value *V) {
96     if (!V)
97       return;
98     if (isa<Instruction>(V)) {
99       OS << *V << '\n';
100     } else {
101       V->printAsOperand(OS, true, M);
102       OS << '\n';
103     }
104   }
105
106   void Write(const Metadata *MD) {
107     if (!MD)
108       return;
109     MD->print(OS, M);
110     OS << '\n';
111   }
112
113   template <class T> void Write(const MDTupleTypedArrayWrapper<T> &MD) {
114     Write(MD.get());
115   }
116
117   void Write(const NamedMDNode *NMD) {
118     if (!NMD)
119       return;
120     NMD->print(OS);
121     OS << '\n';
122   }
123
124   void Write(Type *T) {
125     if (!T)
126       return;
127     OS << ' ' << *T;
128   }
129
130   void Write(const Comdat *C) {
131     if (!C)
132       return;
133     OS << *C;
134   }
135
136   template <typename T1, typename... Ts>
137   void WriteTs(const T1 &V1, const Ts &... Vs) {
138     Write(V1);
139     WriteTs(Vs...);
140   }
141
142   template <typename... Ts> void WriteTs() {}
143
144 public:
145   /// \brief A check failed, so printout out the condition and the message.
146   ///
147   /// This provides a nice place to put a breakpoint if you want to see why
148   /// something is not correct.
149   void CheckFailed(const Twine &Message) {
150     OS << Message << '\n';
151     Broken = true;
152   }
153
154   /// \brief A check failed (with values to print).
155   ///
156   /// This calls the Message-only version so that the above is easier to set a
157   /// breakpoint on.
158   template <typename T1, typename... Ts>
159   void CheckFailed(const Twine &Message, const T1 &V1, const Ts &... Vs) {
160     CheckFailed(Message);
161     WriteTs(V1, Vs...);
162   }
163 };
164
165 class Verifier : public InstVisitor<Verifier>, VerifierSupport {
166   friend class InstVisitor<Verifier>;
167
168   LLVMContext *Context;
169   DominatorTree DT;
170
171   /// \brief When verifying a basic block, keep track of all of the
172   /// instructions we have seen so far.
173   ///
174   /// This allows us to do efficient dominance checks for the case when an
175   /// instruction has an operand that is an instruction in the same block.
176   SmallPtrSet<Instruction *, 16> InstsInThisBlock;
177
178   /// \brief Keep track of the metadata nodes that have been checked already.
179   SmallPtrSet<const Metadata *, 32> MDNodes;
180
181   /// \brief Track unresolved string-based type references.
182   SmallDenseMap<const MDString *, const MDNode *, 32> UnresolvedTypeRefs;
183
184   /// \brief The personality function referenced by the LandingPadInsts.
185   /// All LandingPadInsts within the same function must use the same
186   /// personality function.
187   const Value *PersonalityFn;
188
189   /// \brief Whether we've seen a call to @llvm.frameescape in this function
190   /// already.
191   bool SawFrameEscape;
192
193   /// Stores the count of how many objects were passed to llvm.frameescape for a
194   /// given function and the largest index passed to llvm.framerecover.
195   DenseMap<Function *, std::pair<unsigned, unsigned>> FrameEscapeInfo;
196
197 public:
198   explicit Verifier(raw_ostream &OS)
199       : VerifierSupport(OS), Context(nullptr), PersonalityFn(nullptr),
200         SawFrameEscape(false) {}
201
202   bool verify(const Function &F) {
203     M = F.getParent();
204     Context = &M->getContext();
205
206     // First ensure the function is well-enough formed to compute dominance
207     // information.
208     if (F.empty()) {
209       OS << "Function '" << F.getName()
210          << "' does not contain an entry block!\n";
211       return false;
212     }
213     for (Function::const_iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I) {
214       if (I->empty() || !I->back().isTerminator()) {
215         OS << "Basic Block in function '" << F.getName()
216            << "' does not have terminator!\n";
217         I->printAsOperand(OS, true);
218         OS << "\n";
219         return false;
220       }
221     }
222
223     // Now directly compute a dominance tree. We don't rely on the pass
224     // manager to provide this as it isolates us from a potentially
225     // out-of-date dominator tree and makes it significantly more complex to
226     // run this code outside of a pass manager.
227     // FIXME: It's really gross that we have to cast away constness here.
228     DT.recalculate(const_cast<Function &>(F));
229
230     Broken = false;
231     // FIXME: We strip const here because the inst visitor strips const.
232     visit(const_cast<Function &>(F));
233     InstsInThisBlock.clear();
234     PersonalityFn = nullptr;
235     SawFrameEscape = false;
236
237     return !Broken;
238   }
239
240   bool verify(const Module &M) {
241     this->M = &M;
242     Context = &M.getContext();
243     Broken = false;
244
245     // Scan through, checking all of the external function's linkage now...
246     for (Module::const_iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I) {
247       visitGlobalValue(*I);
248
249       // Check to make sure function prototypes are okay.
250       if (I->isDeclaration())
251         visitFunction(*I);
252     }
253
254     // Now that we've visited every function, verify that we never asked to
255     // recover a frame index that wasn't escaped.
256     verifyFrameRecoverIndices();
257
258     for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
259          I != E; ++I)
260       visitGlobalVariable(*I);
261
262     for (Module::const_alias_iterator I = M.alias_begin(), E = M.alias_end();
263          I != E; ++I)
264       visitGlobalAlias(*I);
265
266     for (Module::const_named_metadata_iterator I = M.named_metadata_begin(),
267                                                E = M.named_metadata_end();
268          I != E; ++I)
269       visitNamedMDNode(*I);
270
271     for (const StringMapEntry<Comdat> &SMEC : M.getComdatSymbolTable())
272       visitComdat(SMEC.getValue());
273
274     visitModuleFlags(M);
275     visitModuleIdents(M);
276
277     // Verify type referneces last.
278     verifyTypeRefs();
279
280     return !Broken;
281   }
282
283 private:
284   // Verification methods...
285   void visitGlobalValue(const GlobalValue &GV);
286   void visitGlobalVariable(const GlobalVariable &GV);
287   void visitGlobalAlias(const GlobalAlias &GA);
288   void visitAliaseeSubExpr(const GlobalAlias &A, const Constant &C);
289   void visitAliaseeSubExpr(SmallPtrSetImpl<const GlobalAlias *> &Visited,
290                            const GlobalAlias &A, const Constant &C);
291   void visitNamedMDNode(const NamedMDNode &NMD);
292   void visitMDNode(const MDNode &MD);
293   void visitMetadataAsValue(const MetadataAsValue &MD, Function *F);
294   void visitValueAsMetadata(const ValueAsMetadata &MD, Function *F);
295   void visitComdat(const Comdat &C);
296   void visitModuleIdents(const Module &M);
297   void visitModuleFlags(const Module &M);
298   void visitModuleFlag(const MDNode *Op,
299                        DenseMap<const MDString *, const MDNode *> &SeenIDs,
300                        SmallVectorImpl<const MDNode *> &Requirements);
301   void visitFunction(const Function &F);
302   void visitBasicBlock(BasicBlock &BB);
303   void visitRangeMetadata(Instruction& I, MDNode* Range, Type* Ty);
304
305   template <class Ty> bool isValidMetadataArray(const MDTuple &N);
306 #define HANDLE_SPECIALIZED_MDNODE_LEAF(CLASS) void visit##CLASS(const CLASS &N);
307 #include "llvm/IR/Metadata.def"
308   void visitDIScope(const DIScope &N);
309   void visitDIDerivedTypeBase(const DIDerivedTypeBase &N);
310   void visitDIVariable(const DIVariable &N);
311   void visitDILexicalBlockBase(const DILexicalBlockBase &N);
312   void visitDITemplateParameter(const DITemplateParameter &N);
313
314   void visitTemplateParams(const MDNode &N, const Metadata &RawParams);
315
316   /// \brief Check for a valid string-based type reference.
317   ///
318   /// Checks if \c MD is a string-based type reference.  If it is, keeps track
319   /// of it (and its user, \c N) for error messages later.
320   bool isValidUUID(const MDNode &N, const Metadata *MD);
321
322   /// \brief Check for a valid type reference.
323   ///
324   /// Checks for subclasses of \a DIType, or \a isValidUUID().
325   bool isTypeRef(const MDNode &N, const Metadata *MD);
326
327   /// \brief Check for a valid scope reference.
328   ///
329   /// Checks for subclasses of \a DIScope, or \a isValidUUID().
330   bool isScopeRef(const MDNode &N, const Metadata *MD);
331
332   /// \brief Check for a valid debug info reference.
333   ///
334   /// Checks for subclasses of \a DINode, or \a isValidUUID().
335   bool isDIRef(const MDNode &N, const Metadata *MD);
336
337   // InstVisitor overrides...
338   using InstVisitor<Verifier>::visit;
339   void visit(Instruction &I);
340
341   void visitTruncInst(TruncInst &I);
342   void visitZExtInst(ZExtInst &I);
343   void visitSExtInst(SExtInst &I);
344   void visitFPTruncInst(FPTruncInst &I);
345   void visitFPExtInst(FPExtInst &I);
346   void visitFPToUIInst(FPToUIInst &I);
347   void visitFPToSIInst(FPToSIInst &I);
348   void visitUIToFPInst(UIToFPInst &I);
349   void visitSIToFPInst(SIToFPInst &I);
350   void visitIntToPtrInst(IntToPtrInst &I);
351   void visitPtrToIntInst(PtrToIntInst &I);
352   void visitBitCastInst(BitCastInst &I);
353   void visitAddrSpaceCastInst(AddrSpaceCastInst &I);
354   void visitPHINode(PHINode &PN);
355   void visitBinaryOperator(BinaryOperator &B);
356   void visitICmpInst(ICmpInst &IC);
357   void visitFCmpInst(FCmpInst &FC);
358   void visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
359   void visitInsertElementInst(InsertElementInst &EI);
360   void visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &EI);
361   void visitVAArgInst(VAArgInst &VAA) { visitInstruction(VAA); }
362   void visitCallInst(CallInst &CI);
363   void visitInvokeInst(InvokeInst &II);
364   void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
365   void visitLoadInst(LoadInst &LI);
366   void visitStoreInst(StoreInst &SI);
367   void verifyDominatesUse(Instruction &I, unsigned i);
368   void visitInstruction(Instruction &I);
369   void visitTerminatorInst(TerminatorInst &I);
370   void visitBranchInst(BranchInst &BI);
371   void visitReturnInst(ReturnInst &RI);
372   void visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
373   void visitIndirectBrInst(IndirectBrInst &BI);
374   void visitSelectInst(SelectInst &SI);
375   void visitUserOp1(Instruction &I);
376   void visitUserOp2(Instruction &I) { visitUserOp1(I); }
377   void visitIntrinsicFunctionCall(Intrinsic::ID ID, CallInst &CI);
378   template <class DbgIntrinsicTy>
379   void visitDbgIntrinsic(StringRef Kind, DbgIntrinsicTy &DII);
380   void visitAtomicCmpXchgInst(AtomicCmpXchgInst &CXI);
381   void visitAtomicRMWInst(AtomicRMWInst &RMWI);
382   void visitFenceInst(FenceInst &FI);
383   void visitAllocaInst(AllocaInst &AI);
384   void visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EVI);
385   void visitInsertValueInst(InsertValueInst &IVI);
386   void visitLandingPadInst(LandingPadInst &LPI);
387
388   void VerifyCallSite(CallSite CS);
389   void verifyMustTailCall(CallInst &CI);
390   bool PerformTypeCheck(Intrinsic::ID ID, Function *F, Type *Ty, int VT,
391                         unsigned ArgNo, std::string &Suffix);
392   bool VerifyIntrinsicType(Type *Ty, ArrayRef<Intrinsic::IITDescriptor> &Infos,
393                            SmallVectorImpl<Type *> &ArgTys);
394   bool VerifyIntrinsicIsVarArg(bool isVarArg,
395                                ArrayRef<Intrinsic::IITDescriptor> &Infos);
396   bool VerifyAttributeCount(AttributeSet Attrs, unsigned Params);
397   void VerifyAttributeTypes(AttributeSet Attrs, unsigned Idx, bool isFunction,
398                             const Value *V);
399   void VerifyParameterAttrs(AttributeSet Attrs, unsigned Idx, Type *Ty,
400                             bool isReturnValue, const Value *V);
401   void VerifyFunctionAttrs(FunctionType *FT, AttributeSet Attrs,
402                            const Value *V);
403
404   void VerifyConstantExprBitcastType(const ConstantExpr *CE);
405   void VerifyStatepoint(ImmutableCallSite CS);
406   void verifyFrameRecoverIndices();
407
408   // Module-level debug info verification...
409   void verifyTypeRefs();
410   template <class MapTy>
411   void verifyBitPieceExpression(const DbgInfoIntrinsic &I,
412                                 const MapTy &TypeRefs);
413   void visitUnresolvedTypeRef(const MDString *S, const MDNode *N);
414 };
415 } // End anonymous namespace
416
417 // Assert - We know that cond should be true, if not print an error message.
418 #define Assert(C, ...) \
419   do { if (!(C)) { CheckFailed(__VA_ARGS__); return; } } while (0)
420
421 void Verifier::visit(Instruction &I) {
422   for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
423     Assert(I.getOperand(i) != nullptr, "Operand is null", &I);
424   InstVisitor<Verifier>::visit(I);
425 }
426
427
428 void Verifier::visitGlobalValue(const GlobalValue &GV) {
429   Assert(!GV.isDeclaration() || GV.hasExternalLinkage() ||
430              GV.hasExternalWeakLinkage(),
431          "Global is external, but doesn't have external or weak linkage!", &GV);
432
433   Assert(GV.getAlignment() <= Value::MaximumAlignment,
434          "huge alignment values are unsupported", &GV);
435   Assert(!GV.hasAppendingLinkage() || isa<GlobalVariable>(GV),
436          "Only global variables can have appending linkage!", &GV);
437
438   if (GV.hasAppendingLinkage()) {
439     const GlobalVariable *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(&GV);
440     Assert(GVar && GVar->getValueType()->isArrayTy(),
441            "Only global arrays can have appending linkage!", GVar);
442   }
443 }
444
445 void Verifier::visitGlobalVariable(const GlobalVariable &GV) {
446   if (GV.hasInitializer()) {
447     Assert(GV.getInitializer()->getType() == GV.getType()->getElementType(),
448            "Global variable initializer type does not match global "
449            "variable type!",
450            &GV);
451
452     // If the global has common linkage, it must have a zero initializer and
453     // cannot be constant.
454     if (GV.hasCommonLinkage()) {
455       Assert(GV.getInitializer()->isNullValue(),
456              "'common' global must have a zero initializer!", &GV);
457       Assert(!GV.isConstant(), "'common' global may not be marked constant!",
458              &GV);
459       Assert(!GV.hasComdat(), "'common' global may not be in a Comdat!", &GV);
460     }
461   } else {
462     Assert(GV.hasExternalLinkage() || GV.hasExternalWeakLinkage(),
463            "invalid linkage type for global declaration", &GV);
464   }
465
466   if (GV.hasName() && (GV.getName() == "llvm.global_ctors" ||
467                        GV.getName() == "llvm.global_dtors")) {
468     Assert(!GV.hasInitializer() || GV.hasAppendingLinkage(),
469            "invalid linkage for intrinsic global variable", &GV);
470     // Don't worry about emitting an error for it not being an array,
471     // visitGlobalValue will complain on appending non-array.
472     if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(GV.getValueType())) {
473       StructType *STy = dyn_cast<StructType>(ATy->getElementType());
474       PointerType *FuncPtrTy =
475           FunctionType::get(Type::getVoidTy(*Context), false)->getPointerTo();
476       // FIXME: Reject the 2-field form in LLVM 4.0.
477       Assert(STy &&
478                  (STy->getNumElements() == 2 || STy->getNumElements() == 3) &&
479                  STy->getTypeAtIndex(0u)->isIntegerTy(32) &&
480                  STy->getTypeAtIndex(1) == FuncPtrTy,
481              "wrong type for intrinsic global variable", &GV);
482       if (STy->getNumElements() == 3) {
483         Type *ETy = STy->getTypeAtIndex(2);
484         Assert(ETy->isPointerTy() &&
485                    cast<PointerType>(ETy)->getElementType()->isIntegerTy(8),
486                "wrong type for intrinsic global variable", &GV);
487       }
488     }
489   }
490
491   if (GV.hasName() && (GV.getName() == "llvm.used" ||
492                        GV.getName() == "llvm.compiler.used")) {
493     Assert(!GV.hasInitializer() || GV.hasAppendingLinkage(),
494            "invalid linkage for intrinsic global variable", &GV);
495     Type *GVType = GV.getType()->getElementType();
496     if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(GVType)) {
497       PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(ATy->getElementType());
498       Assert(PTy, "wrong type for intrinsic global variable", &GV);
499       if (GV.hasInitializer()) {
500         const Constant *Init = GV.getInitializer();
501         const ConstantArray *InitArray = dyn_cast<ConstantArray>(Init);
502         Assert(InitArray, "wrong initalizer for intrinsic global variable",
503                Init);
504         for (unsigned i = 0, e = InitArray->getNumOperands(); i != e; ++i) {
505           Value *V = Init->getOperand(i)->stripPointerCastsNoFollowAliases();
506           Assert(isa<GlobalVariable>(V) || isa<Function>(V) ||
507                      isa<GlobalAlias>(V),
508                  "invalid llvm.used member", V);
509           Assert(V->hasName(), "members of llvm.used must be named", V);
510         }
511       }
512     }
513   }
514
515   Assert(!GV.hasDLLImportStorageClass() ||
516              (GV.isDeclaration() && GV.hasExternalLinkage()) ||
517              GV.hasAvailableExternallyLinkage(),
518          "Global is marked as dllimport, but not external", &GV);
519
520   if (!GV.hasInitializer()) {
521     visitGlobalValue(GV);
522     return;
523   }
524
525   // Walk any aggregate initializers looking for bitcasts between address spaces
526   SmallPtrSet<const Value *, 4> Visited;
527   SmallVector<const Value *, 4> WorkStack;
528   WorkStack.push_back(cast<Value>(GV.getInitializer()));
529
530   while (!WorkStack.empty()) {
531     const Value *V = WorkStack.pop_back_val();
532     if (!Visited.insert(V).second)
533       continue;
534
535     if (const User *U = dyn_cast<User>(V)) {
536       WorkStack.append(U->op_begin(), U->op_end());
537     }
538
539     if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
540       VerifyConstantExprBitcastType(CE);
541       if (Broken)
542         return;
543     }
544   }
545
546   visitGlobalValue(GV);
547 }
548
549 void Verifier::visitAliaseeSubExpr(const GlobalAlias &GA, const Constant &C) {
550   SmallPtrSet<const GlobalAlias*, 4> Visited;
551   Visited.insert(&GA);
552   visitAliaseeSubExpr(Visited, GA, C);
553 }
554
555 void Verifier::visitAliaseeSubExpr(SmallPtrSetImpl<const GlobalAlias*> &Visited,
556                                    const GlobalAlias &GA, const Constant &C) {
557   if (const auto *GV = dyn_cast<GlobalValue>(&C)) {
558     Assert(!GV->isDeclaration(), "Alias must point to a definition", &GA);
559
560     if (const auto *GA2 = dyn_cast<GlobalAlias>(GV)) {
561       Assert(Visited.insert(GA2).second, "Aliases cannot form a cycle", &GA);
562
563       Assert(!GA2->mayBeOverridden(), "Alias cannot point to a weak alias",
564              &GA);
565     } else {
566       // Only continue verifying subexpressions of GlobalAliases.
567       // Do not recurse into global initializers.
568       return;
569     }
570   }
571
572   if (const auto *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(&C))
573     VerifyConstantExprBitcastType(CE);
574
575   for (const Use &U : C.operands()) {
576     Value *V = &*U;
577     if (const auto *GA2 = dyn_cast<GlobalAlias>(V))
578       visitAliaseeSubExpr(Visited, GA, *GA2->getAliasee());
579     else if (const auto *C2 = dyn_cast<Constant>(V))
580       visitAliaseeSubExpr(Visited, GA, *C2);
581   }
582 }
583
584 void Verifier::visitGlobalAlias(const GlobalAlias &GA) {
585   Assert(!GA.getName().empty(), "Alias name cannot be empty!", &GA);
586   Assert(GlobalAlias::isValidLinkage(GA.getLinkage()),
587          "Alias should have private, internal, linkonce, weak, linkonce_odr, "
588          "weak_odr, or external linkage!",
589          &GA);
590   const Constant *Aliasee = GA.getAliasee();
591   Assert(Aliasee, "Aliasee cannot be NULL!", &GA);
592   Assert(GA.getType() == Aliasee->getType(),
593          "Alias and aliasee types should match!", &GA);
594
595   Assert(isa<GlobalValue>(Aliasee) || isa<ConstantExpr>(Aliasee),
596          "Aliasee should be either GlobalValue or ConstantExpr", &GA);
597
598   visitAliaseeSubExpr(GA, *Aliasee);
599
600   visitGlobalValue(GA);
601 }
602
603 void Verifier::visitNamedMDNode(const NamedMDNode &NMD) {
604   for (unsigned i = 0, e = NMD.getNumOperands(); i != e; ++i) {
605     MDNode *MD = NMD.getOperand(i);
606
607     if (NMD.getName() == "llvm.dbg.cu") {
608       Assert(MD && isa<DICompileUnit>(MD), "invalid compile unit", &NMD, MD);
609     }
610
611     if (!MD)
612       continue;
613
614     visitMDNode(*MD);
615   }
616 }
617
618 void Verifier::visitMDNode(const MDNode &MD) {
619   // Only visit each node once.  Metadata can be mutually recursive, so this
620   // avoids infinite recursion here, as well as being an optimization.
621   if (!MDNodes.insert(&MD).second)
622     return;
623
624   switch (MD.getMetadataID()) {
625   default:
626     llvm_unreachable("Invalid MDNode subclass");
627   case Metadata::MDTupleKind:
628     break;
629 #define HANDLE_SPECIALIZED_MDNODE_LEAF(CLASS)                                  \
630   case Metadata::CLASS##Kind:                                                  \
631     visit##CLASS(cast<CLASS>(MD));                                             \
632     break;
633 #include "llvm/IR/Metadata.def"
634   }
635
636   for (unsigned i = 0, e = MD.getNumOperands(); i != e; ++i) {
637     Metadata *Op = MD.getOperand(i);
638     if (!Op)
639       continue;
640     Assert(!isa<LocalAsMetadata>(Op), "Invalid operand for global metadata!",
641            &MD, Op);
642     if (auto *N = dyn_cast<MDNode>(Op)) {
643       visitMDNode(*N);
644       continue;
645     }
646     if (auto *V = dyn_cast<ValueAsMetadata>(Op)) {
647       visitValueAsMetadata(*V, nullptr);
648       continue;
649     }
650   }
651
652   // Check these last, so we diagnose problems in operands first.
653   Assert(!MD.isTemporary(), "Expected no forward declarations!", &MD);
654   Assert(MD.isResolved(), "All nodes should be resolved!", &MD);
655 }
656
657 void Verifier::visitValueAsMetadata(const ValueAsMetadata &MD, Function *F) {
658   Assert(MD.getValue(), "Expected valid value", &MD);
659   Assert(!MD.getValue()->getType()->isMetadataTy(),
660          "Unexpected metadata round-trip through values", &MD, MD.getValue());
661
662   auto *L = dyn_cast<LocalAsMetadata>(&MD);
663   if (!L)
664     return;
665
666   Assert(F, "function-local metadata used outside a function", L);
667
668   // If this was an instruction, bb, or argument, verify that it is in the
669   // function that we expect.
670   Function *ActualF = nullptr;
671   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(L->getValue())) {
672     Assert(I->getParent(), "function-local metadata not in basic block", L, I);
673     ActualF = I->getParent()->getParent();
674   } else if (BasicBlock *BB = dyn_cast<BasicBlock>(L->getValue()))
675     ActualF = BB->getParent();
676   else if (Argument *A = dyn_cast<Argument>(L->getValue()))
677     ActualF = A->getParent();
678   assert(ActualF && "Unimplemented function local metadata case!");
679
680   Assert(ActualF == F, "function-local metadata used in wrong function", L);
681 }
682
683 void Verifier::visitMetadataAsValue(const MetadataAsValue &MDV, Function *F) {
684   Metadata *MD = MDV.getMetadata();
685   if (auto *N = dyn_cast<MDNode>(MD)) {
686     visitMDNode(*N);
687     return;
688   }
689
690   // Only visit each node once.  Metadata can be mutually recursive, so this
691   // avoids infinite recursion here, as well as being an optimization.
692   if (!MDNodes.insert(MD).second)
693     return;
694
695   if (auto *V = dyn_cast<ValueAsMetadata>(MD))
696     visitValueAsMetadata(*V, F);
697 }
698
699 bool Verifier::isValidUUID(const MDNode &N, const Metadata *MD) {
700   auto *S = dyn_cast<MDString>(MD);
701   if (!S)
702     return false;
703   if (S->getString().empty())
704     return false;
705
706   // Keep track of names of types referenced via UUID so we can check that they
707   // actually exist.
708   UnresolvedTypeRefs.insert(std::make_pair(S, &N));
709   return true;
710 }
711
712 /// \brief Check if a value can be a reference to a type.
713 bool Verifier::isTypeRef(const MDNode &N, const Metadata *MD) {
714   return !MD || isValidUUID(N, MD) || isa<DIType>(MD);
715 }
716
717 /// \brief Check if a value can be a ScopeRef.
718 bool Verifier::isScopeRef(const MDNode &N, const Metadata *MD) {
719   return !MD || isValidUUID(N, MD) || isa<DIScope>(MD);
720 }
721
722 /// \brief Check if a value can be a debug info ref.
723 bool Verifier::isDIRef(const MDNode &N, const Metadata *MD) {
724   return !MD || isValidUUID(N, MD) || isa<DINode>(MD);
725 }
726
727 template <class Ty>
728 bool isValidMetadataArrayImpl(const MDTuple &N, bool AllowNull) {
729   for (Metadata *MD : N.operands()) {
730     if (MD) {
731       if (!isa<Ty>(MD))
732         return false;
733     } else {
734       if (!AllowNull)
735         return false;
736     }
737   }
738   return true;
739 }
740
741 template <class Ty>
742 bool isValidMetadataArray(const MDTuple &N) {
743   return isValidMetadataArrayImpl<Ty>(N, /* AllowNull */ false);
744 }
745
746 template <class Ty>
747 bool isValidMetadataNullArray(const MDTuple &N) {
748   return isValidMetadataArrayImpl<Ty>(N, /* AllowNull */ true);
749 }
750
751 void Verifier::visitDILocation(const DILocation &N) {
752   Assert(N.getRawScope() && isa<DILocalScope>(N.getRawScope()),
753          "location requires a valid scope", &N, N.getRawScope());
754   if (auto *IA = N.getRawInlinedAt())
755     Assert(isa<DILocation>(IA), "inlined-at should be a location", &N, IA);
756 }
757
758 void Verifier::visitGenericDINode(const GenericDINode &N) {
759   Assert(N.getTag(), "invalid tag", &N);
760 }
761
762 void Verifier::visitDIScope(const DIScope &N) {
763   if (auto *F = N.getRawFile())
764     Assert(isa<DIFile>(F), "invalid file", &N, F);
765 }
766
767 void Verifier::visitDISubrange(const DISubrange &N) {
768   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_subrange_type, "invalid tag", &N);
769   Assert(N.getCount() >= -1, "invalid subrange count", &N);
770 }
771
772 void Verifier::visitDIEnumerator(const DIEnumerator &N) {
773   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_enumerator, "invalid tag", &N);
774 }
775
776 void Verifier::visitDIBasicType(const DIBasicType &N) {
777   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_base_type ||
778              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_unspecified_type,
779          "invalid tag", &N);
780 }
781
782 void Verifier::visitDIDerivedTypeBase(const DIDerivedTypeBase &N) {
783   // Common scope checks.
784   visitDIScope(N);
785
786   Assert(isScopeRef(N, N.getScope()), "invalid scope", &N, N.getScope());
787   Assert(isTypeRef(N, N.getBaseType()), "invalid base type", &N,
788          N.getBaseType());
789
790   // FIXME: Sink this into the subclass verifies.
791   if (!N.getFile() || N.getFile()->getFilename().empty()) {
792     // Check whether the filename is allowed to be empty.
793     uint16_t Tag = N.getTag();
794     Assert(
795         Tag == dwarf::DW_TAG_const_type || Tag == dwarf::DW_TAG_volatile_type ||
796             Tag == dwarf::DW_TAG_pointer_type ||
797             Tag == dwarf::DW_TAG_ptr_to_member_type ||
798             Tag == dwarf::DW_TAG_reference_type ||
799             Tag == dwarf::DW_TAG_rvalue_reference_type ||
800             Tag == dwarf::DW_TAG_restrict_type ||
801             Tag == dwarf::DW_TAG_array_type ||
802             Tag == dwarf::DW_TAG_enumeration_type ||
803             Tag == dwarf::DW_TAG_subroutine_type ||
804             Tag == dwarf::DW_TAG_inheritance || Tag == dwarf::DW_TAG_friend ||
805             Tag == dwarf::DW_TAG_structure_type ||
806             Tag == dwarf::DW_TAG_member || Tag == dwarf::DW_TAG_typedef,
807         "derived/composite type requires a filename", &N, N.getFile());
808   }
809 }
810
811 void Verifier::visitDIDerivedType(const DIDerivedType &N) {
812   // Common derived type checks.
813   visitDIDerivedTypeBase(N);
814
815   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_typedef ||
816              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_pointer_type ||
817              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_ptr_to_member_type ||
818              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_reference_type ||
819              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_rvalue_reference_type ||
820              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_const_type ||
821              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_volatile_type ||
822              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_restrict_type ||
823              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_member ||
824              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_inheritance ||
825              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_friend,
826          "invalid tag", &N);
827   if (N.getTag() == dwarf::DW_TAG_ptr_to_member_type) {
828     Assert(isTypeRef(N, N.getExtraData()), "invalid pointer to member type", &N,
829            N.getExtraData());
830   }
831 }
832
833 static bool hasConflictingReferenceFlags(unsigned Flags) {
834   return (Flags & DINode::FlagLValueReference) &&
835          (Flags & DINode::FlagRValueReference);
836 }
837
838 void Verifier::visitTemplateParams(const MDNode &N, const Metadata &RawParams) {
839   auto *Params = dyn_cast<MDTuple>(&RawParams);
840   Assert(Params, "invalid template params", &N, &RawParams);
841   for (Metadata *Op : Params->operands()) {
842     Assert(Op && isa<DITemplateParameter>(Op), "invalid template parameter", &N,
843            Params, Op);
844   }
845 }
846
847 void Verifier::visitDICompositeType(const DICompositeType &N) {
848   // Common derived type checks.
849   visitDIDerivedTypeBase(N);
850
851   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_array_type ||
852              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_structure_type ||
853              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_union_type ||
854              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_enumeration_type ||
855              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_subroutine_type ||
856              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_class_type,
857          "invalid tag", &N);
858
859   Assert(!N.getRawElements() || isa<MDTuple>(N.getRawElements()),
860          "invalid composite elements", &N, N.getRawElements());
861   Assert(isTypeRef(N, N.getRawVTableHolder()), "invalid vtable holder", &N,
862          N.getRawVTableHolder());
863   Assert(!N.getRawElements() || isa<MDTuple>(N.getRawElements()),
864          "invalid composite elements", &N, N.getRawElements());
865   Assert(!hasConflictingReferenceFlags(N.getFlags()), "invalid reference flags",
866          &N);
867   if (auto *Params = N.getRawTemplateParams())
868     visitTemplateParams(N, *Params);
869 }
870
871 void Verifier::visitDISubroutineType(const DISubroutineType &N) {
872   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_subroutine_type, "invalid tag", &N);
873   if (auto *Types = N.getRawTypeArray()) {
874     Assert(isa<MDTuple>(Types), "invalid composite elements", &N, Types);
875     for (Metadata *Ty : N.getTypeArray()->operands()) {
876       Assert(isTypeRef(N, Ty), "invalid subroutine type ref", &N, Types, Ty);
877     }
878   }
879   Assert(!hasConflictingReferenceFlags(N.getFlags()), "invalid reference flags",
880          &N);
881 }
882
883 void Verifier::visitDIFile(const DIFile &N) {
884   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_file_type, "invalid tag", &N);
885 }
886
887 void Verifier::visitDICompileUnit(const DICompileUnit &N) {
888   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_compile_unit, "invalid tag", &N);
889
890   // Don't bother verifying the compilation directory or producer string
891   // as those could be empty.
892   Assert(N.getRawFile() && isa<DIFile>(N.getRawFile()), "invalid file", &N,
893          N.getRawFile());
894   Assert(!N.getFile()->getFilename().empty(), "invalid filename", &N,
895          N.getFile());
896
897   if (auto *Array = N.getRawEnumTypes()) {
898     Assert(isa<MDTuple>(Array), "invalid enum list", &N, Array);
899     for (Metadata *Op : N.getEnumTypes()->operands()) {
900       auto *Enum = dyn_cast_or_null<DICompositeType>(Op);
901       Assert(Enum && Enum->getTag() == dwarf::DW_TAG_enumeration_type,
902              "invalid enum type", &N, N.getEnumTypes(), Op);
903     }
904   }
905   if (auto *Array = N.getRawRetainedTypes()) {
906     Assert(isa<MDTuple>(Array), "invalid retained type list", &N, Array);
907     for (Metadata *Op : N.getRetainedTypes()->operands()) {
908       Assert(Op && isa<DIType>(Op), "invalid retained type", &N, Op);
909     }
910   }
911   if (auto *Array = N.getRawSubprograms()) {
912     Assert(isa<MDTuple>(Array), "invalid subprogram list", &N, Array);
913     for (Metadata *Op : N.getSubprograms()->operands()) {
914       Assert(Op && isa<DISubprogram>(Op), "invalid subprogram ref", &N, Op);
915     }
916   }
917   if (auto *Array = N.getRawGlobalVariables()) {
918     Assert(isa<MDTuple>(Array), "invalid global variable list", &N, Array);
919     for (Metadata *Op : N.getGlobalVariables()->operands()) {
920       Assert(Op && isa<DIGlobalVariable>(Op), "invalid global variable ref", &N,
921              Op);
922     }
923   }
924   if (auto *Array = N.getRawImportedEntities()) {
925     Assert(isa<MDTuple>(Array), "invalid imported entity list", &N, Array);
926     for (Metadata *Op : N.getImportedEntities()->operands()) {
927       Assert(Op && isa<DIImportedEntity>(Op), "invalid imported entity ref", &N,
928              Op);
929     }
930   }
931 }
932
933 void Verifier::visitDISubprogram(const DISubprogram &N) {
934   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_subprogram, "invalid tag", &N);
935   Assert(isScopeRef(N, N.getRawScope()), "invalid scope", &N, N.getRawScope());
936   if (auto *T = N.getRawType())
937     Assert(isa<DISubroutineType>(T), "invalid subroutine type", &N, T);
938   Assert(isTypeRef(N, N.getRawContainingType()), "invalid containing type", &N,
939          N.getRawContainingType());
940   if (auto *RawF = N.getRawFunction()) {
941     auto *FMD = dyn_cast<ConstantAsMetadata>(RawF);
942     auto *F = FMD ? FMD->getValue() : nullptr;
943     auto *FT = F ? dyn_cast<PointerType>(F->getType()) : nullptr;
944     Assert(F && FT && isa<FunctionType>(FT->getElementType()),
945            "invalid function", &N, F, FT);
946   }
947   if (auto *Params = N.getRawTemplateParams())
948     visitTemplateParams(N, *Params);
949   if (auto *S = N.getRawDeclaration()) {
950     Assert(isa<DISubprogram>(S) && !cast<DISubprogram>(S)->isDefinition(),
951            "invalid subprogram declaration", &N, S);
952   }
953   if (auto *RawVars = N.getRawVariables()) {
954     auto *Vars = dyn_cast<MDTuple>(RawVars);
955     Assert(Vars, "invalid variable list", &N, RawVars);
956     for (Metadata *Op : Vars->operands()) {
957       Assert(Op && isa<DILocalVariable>(Op), "invalid local variable", &N, Vars,
958              Op);
959     }
960   }
961   Assert(!hasConflictingReferenceFlags(N.getFlags()), "invalid reference flags",
962          &N);
963
964   auto *F = N.getFunction();
965   if (!F)
966     return;
967
968   // Check that all !dbg attachments lead to back to N (or, at least, another
969   // subprogram that describes the same function).
970   //
971   // FIXME: Check this incrementally while visiting !dbg attachments.
972   // FIXME: Only check when N is the canonical subprogram for F.
973   SmallPtrSet<const MDNode *, 32> Seen;
974   for (auto &BB : *F)
975     for (auto &I : BB) {
976       // Be careful about using DILocation here since we might be dealing with
977       // broken code (this is the Verifier after all).
978       DILocation *DL =
979           dyn_cast_or_null<DILocation>(I.getDebugLoc().getAsMDNode());
980       if (!DL)
981         continue;
982       if (!Seen.insert(DL).second)
983         continue;
984
985       DILocalScope *Scope = DL->getInlinedAtScope();
986       if (Scope && !Seen.insert(Scope).second)
987         continue;
988
989       DISubprogram *SP = Scope ? Scope->getSubprogram() : nullptr;
990       if (SP && !Seen.insert(SP).second)
991         continue;
992
993       // FIXME: Once N is canonical, check "SP == &N".
994       Assert(SP->describes(F),
995              "!dbg attachment points at wrong subprogram for function", &N, F,
996              &I, DL, Scope, SP);
997     }
998 }
999
1000 void Verifier::visitDILexicalBlockBase(const DILexicalBlockBase &N) {
1001   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_lexical_block, "invalid tag", &N);
1002   Assert(N.getRawScope() && isa<DILocalScope>(N.getRawScope()),
1003          "invalid local scope", &N, N.getRawScope());
1004 }
1005
1006 void Verifier::visitDILexicalBlock(const DILexicalBlock &N) {
1007   visitDILexicalBlockBase(N);
1008
1009   Assert(N.getLine() || !N.getColumn(),
1010          "cannot have column info without line info", &N);
1011 }
1012
1013 void Verifier::visitDILexicalBlockFile(const DILexicalBlockFile &N) {
1014   visitDILexicalBlockBase(N);
1015 }
1016
1017 void Verifier::visitDINamespace(const DINamespace &N) {
1018   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_namespace, "invalid tag", &N);
1019   if (auto *S = N.getRawScope())
1020     Assert(isa<DIScope>(S), "invalid scope ref", &N, S);
1021 }
1022
1023 void Verifier::visitDITemplateParameter(const DITemplateParameter &N) {
1024   Assert(isTypeRef(N, N.getType()), "invalid type ref", &N, N.getType());
1025 }
1026
1027 void Verifier::visitDITemplateTypeParameter(const DITemplateTypeParameter &N) {
1028   visitDITemplateParameter(N);
1029
1030   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_template_type_parameter, "invalid tag",
1031          &N);
1032 }
1033
1034 void Verifier::visitDITemplateValueParameter(
1035     const DITemplateValueParameter &N) {
1036   visitDITemplateParameter(N);
1037
1038   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_template_value_parameter ||
1039              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_GNU_template_template_param ||
1040              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_GNU_template_parameter_pack,
1041          "invalid tag", &N);
1042 }
1043
1044 void Verifier::visitDIVariable(const DIVariable &N) {
1045   if (auto *S = N.getRawScope())
1046     Assert(isa<DIScope>(S), "invalid scope", &N, S);
1047   Assert(isTypeRef(N, N.getRawType()), "invalid type ref", &N, N.getRawType());
1048   if (auto *F = N.getRawFile())
1049     Assert(isa<DIFile>(F), "invalid file", &N, F);
1050 }
1051
1052 void Verifier::visitDIGlobalVariable(const DIGlobalVariable &N) {
1053   // Checks common to all variables.
1054   visitDIVariable(N);
1055
1056   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_variable, "invalid tag", &N);
1057   Assert(!N.getName().empty(), "missing global variable name", &N);
1058   if (auto *V = N.getRawVariable()) {
1059     Assert(isa<ConstantAsMetadata>(V) &&
1060                !isa<Function>(cast<ConstantAsMetadata>(V)->getValue()),
1061            "invalid global varaible ref", &N, V);
1062   }
1063   if (auto *Member = N.getRawStaticDataMemberDeclaration()) {
1064     Assert(isa<DIDerivedType>(Member), "invalid static data member declaration",
1065            &N, Member);
1066   }
1067 }
1068
1069 void Verifier::visitDILocalVariable(const DILocalVariable &N) {
1070   // Checks common to all variables.
1071   visitDIVariable(N);
1072
1073   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_auto_variable ||
1074              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_arg_variable,
1075          "invalid tag", &N);
1076   Assert(N.getRawScope() && isa<DILocalScope>(N.getRawScope()),
1077          "local variable requires a valid scope", &N, N.getRawScope());
1078 }
1079
1080 void Verifier::visitDIExpression(const DIExpression &N) {
1081   Assert(N.isValid(), "invalid expression", &N);
1082 }
1083
1084 void Verifier::visitDIObjCProperty(const DIObjCProperty &N) {
1085   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_APPLE_property, "invalid tag", &N);
1086   if (auto *T = N.getRawType())
1087     Assert(isa<DIType>(T), "invalid type ref", &N, T);
1088   if (auto *F = N.getRawFile())
1089     Assert(isa<DIFile>(F), "invalid file", &N, F);
1090 }
1091
1092 void Verifier::visitDIImportedEntity(const DIImportedEntity &N) {
1093   Assert(N.getTag() == dwarf::DW_TAG_imported_module ||
1094              N.getTag() == dwarf::DW_TAG_imported_declaration,
1095          "invalid tag", &N);
1096   if (auto *S = N.getRawScope())
1097     Assert(isa<DIScope>(S), "invalid scope for imported entity", &N, S);
1098   Assert(isDIRef(N, N.getEntity()), "invalid imported entity", &N,
1099          N.getEntity());
1100 }
1101
1102 void Verifier::visitComdat(const Comdat &C) {
1103   // The Module is invalid if the GlobalValue has private linkage.  Entities
1104   // with private linkage don't have entries in the symbol table.
1105   if (const GlobalValue *GV = M->getNamedValue(C.getName()))
1106     Assert(!GV->hasPrivateLinkage(), "comdat global value has private linkage",
1107            GV);
1108 }
1109
1110 void Verifier::visitModuleIdents(const Module &M) {
1111   const NamedMDNode *Idents = M.getNamedMetadata("llvm.ident");
1112   if (!Idents) 
1113     return;
1114   
1115   // llvm.ident takes a list of metadata entry. Each entry has only one string.
1116   // Scan each llvm.ident entry and make sure that this requirement is met.
1117   for (unsigned i = 0, e = Idents->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1118     const MDNode *N = Idents->getOperand(i);
1119     Assert(N->getNumOperands() == 1,
1120            "incorrect number of operands in llvm.ident metadata", N);
1121     Assert(dyn_cast_or_null<MDString>(N->getOperand(0)),
1122            ("invalid value for llvm.ident metadata entry operand"
1123             "(the operand should be a string)"),
1124            N->getOperand(0));
1125   } 
1126 }
1127
1128 void Verifier::visitModuleFlags(const Module &M) {
1129   const NamedMDNode *Flags = M.getModuleFlagsMetadata();
1130   if (!Flags) return;
1131
1132   // Scan each flag, and track the flags and requirements.
1133   DenseMap<const MDString*, const MDNode*> SeenIDs;
1134   SmallVector<const MDNode*, 16> Requirements;
1135   for (unsigned I = 0, E = Flags->getNumOperands(); I != E; ++I) {
1136     visitModuleFlag(Flags->getOperand(I), SeenIDs, Requirements);
1137   }
1138
1139   // Validate that the requirements in the module are valid.
1140   for (unsigned I = 0, E = Requirements.size(); I != E; ++I) {
1141     const MDNode *Requirement = Requirements[I];
1142     const MDString *Flag = cast<MDString>(Requirement->getOperand(0));
1143     const Metadata *ReqValue = Requirement->getOperand(1);
1144
1145     const MDNode *Op = SeenIDs.lookup(Flag);
1146     if (!Op) {
1147       CheckFailed("invalid requirement on flag, flag is not present in module",
1148                   Flag);
1149       continue;
1150     }
1151
1152     if (Op->getOperand(2) != ReqValue) {
1153       CheckFailed(("invalid requirement on flag, "
1154                    "flag does not have the required value"),
1155                   Flag);
1156       continue;
1157     }
1158   }
1159 }
1160
1161 void
1162 Verifier::visitModuleFlag(const MDNode *Op,
1163                           DenseMap<const MDString *, const MDNode *> &SeenIDs,
1164                           SmallVectorImpl<const MDNode *> &Requirements) {
1165   // Each module flag should have three arguments, the merge behavior (a
1166   // constant int), the flag ID (an MDString), and the value.
1167   Assert(Op->getNumOperands() == 3,
1168          "incorrect number of operands in module flag", Op);
1169   Module::ModFlagBehavior MFB;
1170   if (!Module::isValidModFlagBehavior(Op->getOperand(0), MFB)) {
1171     Assert(
1172         mdconst::dyn_extract_or_null<ConstantInt>(Op->getOperand(0)),
1173         "invalid behavior operand in module flag (expected constant integer)",
1174         Op->getOperand(0));
1175     Assert(false,
1176            "invalid behavior operand in module flag (unexpected constant)",
1177            Op->getOperand(0));
1178   }
1179   MDString *ID = dyn_cast_or_null<MDString>(Op->getOperand(1));
1180   Assert(ID, "invalid ID operand in module flag (expected metadata string)",
1181          Op->getOperand(1));
1182
1183   // Sanity check the values for behaviors with additional requirements.
1184   switch (MFB) {
1185   case Module::Error:
1186   case Module::Warning:
1187   case Module::Override:
1188     // These behavior types accept any value.
1189     break;
1190
1191   case Module::Require: {
1192     // The value should itself be an MDNode with two operands, a flag ID (an
1193     // MDString), and a value.
1194     MDNode *Value = dyn_cast<MDNode>(Op->getOperand(2));
1195     Assert(Value && Value->getNumOperands() == 2,
1196            "invalid value for 'require' module flag (expected metadata pair)",
1197            Op->getOperand(2));
1198     Assert(isa<MDString>(Value->getOperand(0)),
1199            ("invalid value for 'require' module flag "
1200             "(first value operand should be a string)"),
1201            Value->getOperand(0));
1202
1203     // Append it to the list of requirements, to check once all module flags are
1204     // scanned.
1205     Requirements.push_back(Value);
1206     break;
1207   }
1208
1209   case Module::Append:
1210   case Module::AppendUnique: {
1211     // These behavior types require the operand be an MDNode.
1212     Assert(isa<MDNode>(Op->getOperand(2)),
1213            "invalid value for 'append'-type module flag "
1214            "(expected a metadata node)",
1215            Op->getOperand(2));
1216     break;
1217   }
1218   }
1219
1220   // Unless this is a "requires" flag, check the ID is unique.
1221   if (MFB != Module::Require) {
1222     bool Inserted = SeenIDs.insert(std::make_pair(ID, Op)).second;
1223     Assert(Inserted,
1224            "module flag identifiers must be unique (or of 'require' type)", ID);
1225   }
1226 }
1227
1228 void Verifier::VerifyAttributeTypes(AttributeSet Attrs, unsigned Idx,
1229                                     bool isFunction, const Value *V) {
1230   unsigned Slot = ~0U;
1231   for (unsigned I = 0, E = Attrs.getNumSlots(); I != E; ++I)
1232     if (Attrs.getSlotIndex(I) == Idx) {
1233       Slot = I;
1234       break;
1235     }
1236
1237   assert(Slot != ~0U && "Attribute set inconsistency!");
1238
1239   for (AttributeSet::iterator I = Attrs.begin(Slot), E = Attrs.end(Slot);
1240          I != E; ++I) {
1241     if (I->isStringAttribute())
1242       continue;
1243
1244     if (I->getKindAsEnum() == Attribute::NoReturn ||
1245         I->getKindAsEnum() == Attribute::NoUnwind ||
1246         I->getKindAsEnum() == Attribute::NoInline ||
1247         I->getKindAsEnum() == Attribute::AlwaysInline ||
1248         I->getKindAsEnum() == Attribute::OptimizeForSize ||
1249         I->getKindAsEnum() == Attribute::StackProtect ||
1250         I->getKindAsEnum() == Attribute::StackProtectReq ||
1251         I->getKindAsEnum() == Attribute::StackProtectStrong ||
1252         I->getKindAsEnum() == Attribute::NoRedZone ||
1253         I->getKindAsEnum() == Attribute::NoImplicitFloat ||
1254         I->getKindAsEnum() == Attribute::Naked ||
1255         I->getKindAsEnum() == Attribute::InlineHint ||
1256         I->getKindAsEnum() == Attribute::StackAlignment ||
1257         I->getKindAsEnum() == Attribute::UWTable ||
1258         I->getKindAsEnum() == Attribute::NonLazyBind ||
1259         I->getKindAsEnum() == Attribute::ReturnsTwice ||
1260         I->getKindAsEnum() == Attribute::SanitizeAddress ||
1261         I->getKindAsEnum() == Attribute::SanitizeThread ||
1262         I->getKindAsEnum() == Attribute::SanitizeMemory ||
1263         I->getKindAsEnum() == Attribute::MinSize ||
1264         I->getKindAsEnum() == Attribute::NoDuplicate ||
1265         I->getKindAsEnum() == Attribute::Builtin ||
1266         I->getKindAsEnum() == Attribute::NoBuiltin ||
1267         I->getKindAsEnum() == Attribute::Cold ||
1268         I->getKindAsEnum() == Attribute::OptimizeNone ||
1269         I->getKindAsEnum() == Attribute::JumpTable) {
1270       if (!isFunction) {
1271         CheckFailed("Attribute '" + I->getAsString() +
1272                     "' only applies to functions!", V);
1273         return;
1274       }
1275     } else if (I->getKindAsEnum() == Attribute::ReadOnly ||
1276                I->getKindAsEnum() == Attribute::ReadNone) {
1277       if (Idx == 0) {
1278         CheckFailed("Attribute '" + I->getAsString() +
1279                     "' does not apply to function returns");
1280         return;
1281       }
1282     } else if (isFunction) {
1283       CheckFailed("Attribute '" + I->getAsString() +
1284                   "' does not apply to functions!", V);
1285       return;
1286     }
1287   }
1288 }
1289
1290 // VerifyParameterAttrs - Check the given attributes for an argument or return
1291 // value of the specified type.  The value V is printed in error messages.
1292 void Verifier::VerifyParameterAttrs(AttributeSet Attrs, unsigned Idx, Type *Ty,
1293                                     bool isReturnValue, const Value *V) {
1294   if (!Attrs.hasAttributes(Idx))
1295     return;
1296
1297   VerifyAttributeTypes(Attrs, Idx, false, V);
1298
1299   if (isReturnValue)
1300     Assert(!Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::ByVal) &&
1301                !Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::Nest) &&
1302                !Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::StructRet) &&
1303                !Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::NoCapture) &&
1304                !Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::Returned) &&
1305                !Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::InAlloca),
1306            "Attributes 'byval', 'inalloca', 'nest', 'sret', 'nocapture', and "
1307            "'returned' do not apply to return values!",
1308            V);
1309
1310   // Check for mutually incompatible attributes.  Only inreg is compatible with
1311   // sret.
1312   unsigned AttrCount = 0;
1313   AttrCount += Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::ByVal);
1314   AttrCount += Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::InAlloca);
1315   AttrCount += Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::StructRet) ||
1316                Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::InReg);
1317   AttrCount += Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::Nest);
1318   Assert(AttrCount <= 1, "Attributes 'byval', 'inalloca', 'inreg', 'nest', "
1319                          "and 'sret' are incompatible!",
1320          V);
1321
1322   Assert(!(Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::InAlloca) &&
1323            Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::ReadOnly)),
1324          "Attributes "
1325          "'inalloca and readonly' are incompatible!",
1326          V);
1327
1328   Assert(!(Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::StructRet) &&
1329            Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::Returned)),
1330          "Attributes "
1331          "'sret and returned' are incompatible!",
1332          V);
1333
1334   Assert(!(Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::ZExt) &&
1335            Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::SExt)),
1336          "Attributes "
1337          "'zeroext and signext' are incompatible!",
1338          V);
1339
1340   Assert(!(Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::ReadNone) &&
1341            Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::ReadOnly)),
1342          "Attributes "
1343          "'readnone and readonly' are incompatible!",
1344          V);
1345
1346   Assert(!(Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::NoInline) &&
1347            Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::AlwaysInline)),
1348          "Attributes "
1349          "'noinline and alwaysinline' are incompatible!",
1350          V);
1351
1352   Assert(!AttrBuilder(Attrs, Idx)
1353               .overlaps(AttributeFuncs::typeIncompatible(Ty)),
1354          "Wrong types for attribute: " +
1355          AttributeSet::get(*Context, Idx,
1356                         AttributeFuncs::typeIncompatible(Ty)).getAsString(Idx),
1357          V);
1358
1359   if (PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty)) {
1360     SmallPtrSet<const Type*, 4> Visited;
1361     if (!PTy->getElementType()->isSized(&Visited)) {
1362       Assert(!Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::ByVal) &&
1363                  !Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::InAlloca),
1364              "Attributes 'byval' and 'inalloca' do not support unsized types!",
1365              V);
1366     }
1367   } else {
1368     Assert(!Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::ByVal),
1369            "Attribute 'byval' only applies to parameters with pointer type!",
1370            V);
1371   }
1372 }
1373
1374 // VerifyFunctionAttrs - Check parameter attributes against a function type.
1375 // The value V is printed in error messages.
1376 void Verifier::VerifyFunctionAttrs(FunctionType *FT, AttributeSet Attrs,
1377                                    const Value *V) {
1378   if (Attrs.isEmpty())
1379     return;
1380
1381   bool SawNest = false;
1382   bool SawReturned = false;
1383   bool SawSRet = false;
1384
1385   for (unsigned i = 0, e = Attrs.getNumSlots(); i != e; ++i) {
1386     unsigned Idx = Attrs.getSlotIndex(i);
1387
1388     Type *Ty;
1389     if (Idx == 0)
1390       Ty = FT->getReturnType();
1391     else if (Idx-1 < FT->getNumParams())
1392       Ty = FT->getParamType(Idx-1);
1393     else
1394       break;  // VarArgs attributes, verified elsewhere.
1395
1396     VerifyParameterAttrs(Attrs, Idx, Ty, Idx == 0, V);
1397
1398     if (Idx == 0)
1399       continue;
1400
1401     if (Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::Nest)) {
1402       Assert(!SawNest, "More than one parameter has attribute nest!", V);
1403       SawNest = true;
1404     }
1405
1406     if (Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::Returned)) {
1407       Assert(!SawReturned, "More than one parameter has attribute returned!",
1408              V);
1409       Assert(Ty->canLosslesslyBitCastTo(FT->getReturnType()),
1410              "Incompatible "
1411              "argument and return types for 'returned' attribute",
1412              V);
1413       SawReturned = true;
1414     }
1415
1416     if (Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::StructRet)) {
1417       Assert(!SawSRet, "Cannot have multiple 'sret' parameters!", V);
1418       Assert(Idx == 1 || Idx == 2,
1419              "Attribute 'sret' is not on first or second parameter!", V);
1420       SawSRet = true;
1421     }
1422
1423     if (Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::InAlloca)) {
1424       Assert(Idx == FT->getNumParams(), "inalloca isn't on the last parameter!",
1425              V);
1426     }
1427   }
1428
1429   if (!Attrs.hasAttributes(AttributeSet::FunctionIndex))
1430     return;
1431
1432   VerifyAttributeTypes(Attrs, AttributeSet::FunctionIndex, true, V);
1433
1434   Assert(
1435       !(Attrs.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Attribute::ReadNone) &&
1436         Attrs.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Attribute::ReadOnly)),
1437       "Attributes 'readnone and readonly' are incompatible!", V);
1438
1439   Assert(
1440       !(Attrs.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Attribute::NoInline) &&
1441         Attrs.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
1442                            Attribute::AlwaysInline)),
1443       "Attributes 'noinline and alwaysinline' are incompatible!", V);
1444
1445   if (Attrs.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, 
1446                          Attribute::OptimizeNone)) {
1447     Assert(Attrs.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Attribute::NoInline),
1448            "Attribute 'optnone' requires 'noinline'!", V);
1449
1450     Assert(!Attrs.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
1451                                Attribute::OptimizeForSize),
1452            "Attributes 'optsize and optnone' are incompatible!", V);
1453
1454     Assert(!Attrs.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Attribute::MinSize),
1455            "Attributes 'minsize and optnone' are incompatible!", V);
1456   }
1457
1458   if (Attrs.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
1459                          Attribute::JumpTable)) {
1460     const GlobalValue *GV = cast<GlobalValue>(V);
1461     Assert(GV->hasUnnamedAddr(),
1462            "Attribute 'jumptable' requires 'unnamed_addr'", V);
1463   }
1464 }
1465
1466 void Verifier::VerifyConstantExprBitcastType(const ConstantExpr *CE) {
1467   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast)
1468     return;
1469
1470   Assert(CastInst::castIsValid(Instruction::BitCast, CE->getOperand(0),
1471                                CE->getType()),
1472          "Invalid bitcast", CE);
1473 }
1474
1475 bool Verifier::VerifyAttributeCount(AttributeSet Attrs, unsigned Params) {
1476   if (Attrs.getNumSlots() == 0)
1477     return true;
1478
1479   unsigned LastSlot = Attrs.getNumSlots() - 1;
1480   unsigned LastIndex = Attrs.getSlotIndex(LastSlot);
1481   if (LastIndex <= Params
1482       || (LastIndex == AttributeSet::FunctionIndex
1483           && (LastSlot == 0 || Attrs.getSlotIndex(LastSlot - 1) <= Params)))
1484     return true;
1485
1486   return false;
1487 }
1488
1489 /// \brief Verify that statepoint intrinsic is well formed.
1490 void Verifier::VerifyStatepoint(ImmutableCallSite CS) {
1491   assert(CS.getCalledFunction() &&
1492          CS.getCalledFunction()->getIntrinsicID() ==
1493            Intrinsic::experimental_gc_statepoint);
1494
1495   const Instruction &CI = *CS.getInstruction();
1496
1497   Assert(!CS.doesNotAccessMemory() && !CS.onlyReadsMemory(),
1498          "gc.statepoint must read and write memory to preserve "
1499          "reordering restrictions required by safepoint semantics",
1500          &CI);
1501
1502   const Value *IDV = CS.getArgument(0);
1503   Assert(isa<ConstantInt>(IDV), "gc.statepoint ID must be a constant integer",
1504          &CI);
1505
1506   const Value *NumPatchBytesV = CS.getArgument(1);
1507   Assert(isa<ConstantInt>(NumPatchBytesV),
1508          "gc.statepoint number of patchable bytes must be a constant integer",
1509          &CI);
1510   const uint64_t NumPatchBytes =
1511       cast<ConstantInt>(NumPatchBytesV)->getSExtValue();
1512   assert(isInt<32>(NumPatchBytes) && "NumPatchBytesV is an i32!");
1513   Assert(NumPatchBytes >= 0, "gc.statepoint number of patchable bytes must be "
1514                              "positive",
1515          &CI);
1516
1517   const Value *Target = CS.getArgument(2);
1518   const PointerType *PT = dyn_cast<PointerType>(Target->getType());
1519   Assert(PT && PT->getElementType()->isFunctionTy(),
1520          "gc.statepoint callee must be of function pointer type", &CI, Target);
1521   FunctionType *TargetFuncType = cast<FunctionType>(PT->getElementType());
1522
1523   if (NumPatchBytes)
1524     Assert(isa<ConstantPointerNull>(Target->stripPointerCasts()),
1525            "gc.statepoint must have null as call target if number of patchable "
1526            "bytes is non zero",
1527            &CI);
1528
1529   const Value *NumCallArgsV = CS.getArgument(3);
1530   Assert(isa<ConstantInt>(NumCallArgsV),
1531          "gc.statepoint number of arguments to underlying call "
1532          "must be constant integer",
1533          &CI);
1534   const int NumCallArgs = cast<ConstantInt>(NumCallArgsV)->getZExtValue();
1535   Assert(NumCallArgs >= 0,
1536          "gc.statepoint number of arguments to underlying call "
1537          "must be positive",
1538          &CI);
1539   const int NumParams = (int)TargetFuncType->getNumParams();
1540   if (TargetFuncType->isVarArg()) {
1541     Assert(NumCallArgs >= NumParams,
1542            "gc.statepoint mismatch in number of vararg call args", &CI);
1543
1544     // TODO: Remove this limitation
1545     Assert(TargetFuncType->getReturnType()->isVoidTy(),
1546            "gc.statepoint doesn't support wrapping non-void "
1547            "vararg functions yet",
1548            &CI);
1549   } else
1550     Assert(NumCallArgs == NumParams,
1551            "gc.statepoint mismatch in number of call args", &CI);
1552
1553   const Value *FlagsV = CS.getArgument(4);
1554   Assert(isa<ConstantInt>(FlagsV),
1555          "gc.statepoint flags must be constant integer", &CI);
1556   const uint64_t Flags = cast<ConstantInt>(FlagsV)->getZExtValue();
1557   Assert((Flags & ~(uint64_t)StatepointFlags::MaskAll) == 0,
1558          "unknown flag used in gc.statepoint flags argument", &CI);
1559
1560   // Verify that the types of the call parameter arguments match
1561   // the type of the wrapped callee.
1562   for (int i = 0; i < NumParams; i++) {
1563     Type *ParamType = TargetFuncType->getParamType(i);
1564     Type *ArgType = CS.getArgument(5 + i)->getType();
1565     Assert(ArgType == ParamType,
1566            "gc.statepoint call argument does not match wrapped "
1567            "function type",
1568            &CI);
1569   }
1570
1571   const int EndCallArgsInx = 4 + NumCallArgs;
1572
1573   const Value *NumTransitionArgsV = CS.getArgument(EndCallArgsInx+1);
1574   Assert(isa<ConstantInt>(NumTransitionArgsV),
1575          "gc.statepoint number of transition arguments "
1576          "must be constant integer",
1577          &CI);
1578   const int NumTransitionArgs =
1579       cast<ConstantInt>(NumTransitionArgsV)->getZExtValue();
1580   Assert(NumTransitionArgs >= 0,
1581          "gc.statepoint number of transition arguments must be positive", &CI);
1582   const int EndTransitionArgsInx = EndCallArgsInx + 1 + NumTransitionArgs;
1583
1584   const Value *NumDeoptArgsV = CS.getArgument(EndTransitionArgsInx+1);
1585   Assert(isa<ConstantInt>(NumDeoptArgsV),
1586          "gc.statepoint number of deoptimization arguments "
1587          "must be constant integer",
1588          &CI);
1589   const int NumDeoptArgs = cast<ConstantInt>(NumDeoptArgsV)->getZExtValue();
1590   Assert(NumDeoptArgs >= 0, "gc.statepoint number of deoptimization arguments "
1591                             "must be positive",
1592          &CI);
1593
1594   const int ExpectedNumArgs =
1595       7 + NumCallArgs + NumTransitionArgs + NumDeoptArgs;
1596   Assert(ExpectedNumArgs <= (int)CS.arg_size(),
1597          "gc.statepoint too few arguments according to length fields", &CI);
1598
1599   // Check that the only uses of this gc.statepoint are gc.result or 
1600   // gc.relocate calls which are tied to this statepoint and thus part
1601   // of the same statepoint sequence
1602   for (const User *U : CI.users()) {
1603     const CallInst *Call = dyn_cast<const CallInst>(U);
1604     Assert(Call, "illegal use of statepoint token", &CI, U);
1605     if (!Call) continue;
1606     Assert(isGCRelocate(Call) || isGCResult(Call),
1607            "gc.result or gc.relocate are the only value uses"
1608            "of a gc.statepoint",
1609            &CI, U);
1610     if (isGCResult(Call)) {
1611       Assert(Call->getArgOperand(0) == &CI,
1612              "gc.result connected to wrong gc.statepoint", &CI, Call);
1613     } else if (isGCRelocate(Call)) {
1614       Assert(Call->getArgOperand(0) == &CI,
1615              "gc.relocate connected to wrong gc.statepoint", &CI, Call);
1616     }
1617   }
1618
1619   // Note: It is legal for a single derived pointer to be listed multiple
1620   // times.  It's non-optimal, but it is legal.  It can also happen after
1621   // insertion if we strip a bitcast away.
1622   // Note: It is really tempting to check that each base is relocated and
1623   // that a derived pointer is never reused as a base pointer.  This turns
1624   // out to be problematic since optimizations run after safepoint insertion
1625   // can recognize equality properties that the insertion logic doesn't know
1626   // about.  See example statepoint.ll in the verifier subdirectory
1627 }
1628
1629 void Verifier::verifyFrameRecoverIndices() {
1630   for (auto &Counts : FrameEscapeInfo) {
1631     Function *F = Counts.first;
1632     unsigned EscapedObjectCount = Counts.second.first;
1633     unsigned MaxRecoveredIndex = Counts.second.second;
1634     Assert(MaxRecoveredIndex <= EscapedObjectCount,
1635            "all indices passed to llvm.framerecover must be less than the "
1636            "number of arguments passed ot llvm.frameescape in the parent "
1637            "function",
1638            F);
1639   }
1640 }
1641
1642 // visitFunction - Verify that a function is ok.
1643 //
1644 void Verifier::visitFunction(const Function &F) {
1645   // Check function arguments.
1646   FunctionType *FT = F.getFunctionType();
1647   unsigned NumArgs = F.arg_size();
1648
1649   Assert(Context == &F.getContext(),
1650          "Function context does not match Module context!", &F);
1651
1652   Assert(!F.hasCommonLinkage(), "Functions may not have common linkage", &F);
1653   Assert(FT->getNumParams() == NumArgs,
1654          "# formal arguments must match # of arguments for function type!", &F,
1655          FT);
1656   Assert(F.getReturnType()->isFirstClassType() ||
1657              F.getReturnType()->isVoidTy() || F.getReturnType()->isStructTy(),
1658          "Functions cannot return aggregate values!", &F);
1659
1660   Assert(!F.hasStructRetAttr() || F.getReturnType()->isVoidTy(),
1661          "Invalid struct return type!", &F);
1662
1663   AttributeSet Attrs = F.getAttributes();
1664
1665   Assert(VerifyAttributeCount(Attrs, FT->getNumParams()),
1666          "Attribute after last parameter!", &F);
1667
1668   // Check function attributes.
1669   VerifyFunctionAttrs(FT, Attrs, &F);
1670
1671   // On function declarations/definitions, we do not support the builtin
1672   // attribute. We do not check this in VerifyFunctionAttrs since that is
1673   // checking for Attributes that can/can not ever be on functions.
1674   Assert(!Attrs.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Attribute::Builtin),
1675          "Attribute 'builtin' can only be applied to a callsite.", &F);
1676
1677   // Check that this function meets the restrictions on this calling convention.
1678   // Sometimes varargs is used for perfectly forwarding thunks, so some of these
1679   // restrictions can be lifted.
1680   switch (F.getCallingConv()) {
1681   default:
1682   case CallingConv::C:
1683     break;
1684   case CallingConv::Fast:
1685   case CallingConv::Cold:
1686   case CallingConv::Intel_OCL_BI:
1687   case CallingConv::PTX_Kernel:
1688   case CallingConv::PTX_Device:
1689     Assert(!F.isVarArg(), "Calling convention does not support varargs or "
1690                           "perfect forwarding!",
1691            &F);
1692     break;
1693   }
1694
1695   bool isLLVMdotName = F.getName().size() >= 5 &&
1696                        F.getName().substr(0, 5) == "llvm.";
1697
1698   // Check that the argument values match the function type for this function...
1699   unsigned i = 0;
1700   for (Function::const_arg_iterator I = F.arg_begin(), E = F.arg_end(); I != E;
1701        ++I, ++i) {
1702     Assert(I->getType() == FT->getParamType(i),
1703            "Argument value does not match function argument type!", I,
1704            FT->getParamType(i));
1705     Assert(I->getType()->isFirstClassType(),
1706            "Function arguments must have first-class types!", I);
1707     if (!isLLVMdotName)
1708       Assert(!I->getType()->isMetadataTy(),
1709              "Function takes metadata but isn't an intrinsic", I, &F);
1710   }
1711
1712   // Get the function metadata attachments.
1713   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 4> MDs;
1714   F.getAllMetadata(MDs);
1715   assert(F.hasMetadata() != MDs.empty() && "Bit out-of-sync");
1716
1717   if (F.isMaterializable()) {
1718     // Function has a body somewhere we can't see.
1719     Assert(MDs.empty(), "unmaterialized function cannot have metadata", &F,
1720            MDs.empty() ? nullptr : MDs.front().second);
1721   } else if (F.isDeclaration()) {
1722     Assert(F.hasExternalLinkage() || F.hasExternalWeakLinkage(),
1723            "invalid linkage type for function declaration", &F);
1724     Assert(MDs.empty(), "function without a body cannot have metadata", &F,
1725            MDs.empty() ? nullptr : MDs.front().second);
1726   } else {
1727     // Verify that this function (which has a body) is not named "llvm.*".  It
1728     // is not legal to define intrinsics.
1729     Assert(!isLLVMdotName, "llvm intrinsics cannot be defined!", &F);
1730
1731     // Check the entry node
1732     const BasicBlock *Entry = &F.getEntryBlock();
1733     Assert(pred_empty(Entry),
1734            "Entry block to function must not have predecessors!", Entry);
1735
1736     // The address of the entry block cannot be taken, unless it is dead.
1737     if (Entry->hasAddressTaken()) {
1738       Assert(!BlockAddress::lookup(Entry)->isConstantUsed(),
1739              "blockaddress may not be used with the entry block!", Entry);
1740     }
1741
1742     // Visit metadata attachments.
1743     for (const auto &I : MDs)
1744       visitMDNode(*I.second);
1745   }
1746
1747   // If this function is actually an intrinsic, verify that it is only used in
1748   // direct call/invokes, never having its "address taken".
1749   if (F.getIntrinsicID()) {
1750     const User *U;
1751     if (F.hasAddressTaken(&U))
1752       Assert(0, "Invalid user of intrinsic instruction!", U);
1753   }
1754
1755   Assert(!F.hasDLLImportStorageClass() ||
1756              (F.isDeclaration() && F.hasExternalLinkage()) ||
1757              F.hasAvailableExternallyLinkage(),
1758          "Function is marked as dllimport, but not external.", &F);
1759 }
1760
1761 // verifyBasicBlock - Verify that a basic block is well formed...
1762 //
1763 void Verifier::visitBasicBlock(BasicBlock &BB) {
1764   InstsInThisBlock.clear();
1765
1766   // Ensure that basic blocks have terminators!
1767   Assert(BB.getTerminator(), "Basic Block does not have terminator!", &BB);
1768
1769   // Check constraints that this basic block imposes on all of the PHI nodes in
1770   // it.
1771   if (isa<PHINode>(BB.front())) {
1772     SmallVector<BasicBlock*, 8> Preds(pred_begin(&BB), pred_end(&BB));
1773     SmallVector<std::pair<BasicBlock*, Value*>, 8> Values;
1774     std::sort(Preds.begin(), Preds.end());
1775     PHINode *PN;
1776     for (BasicBlock::iterator I = BB.begin(); (PN = dyn_cast<PHINode>(I));++I) {
1777       // Ensure that PHI nodes have at least one entry!
1778       Assert(PN->getNumIncomingValues() != 0,
1779              "PHI nodes must have at least one entry.  If the block is dead, "
1780              "the PHI should be removed!",
1781              PN);
1782       Assert(PN->getNumIncomingValues() == Preds.size(),
1783              "PHINode should have one entry for each predecessor of its "
1784              "parent basic block!",
1785              PN);
1786
1787       // Get and sort all incoming values in the PHI node...
1788       Values.clear();
1789       Values.reserve(PN->getNumIncomingValues());
1790       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
1791         Values.push_back(std::make_pair(PN->getIncomingBlock(i),
1792                                         PN->getIncomingValue(i)));
1793       std::sort(Values.begin(), Values.end());
1794
1795       for (unsigned i = 0, e = Values.size(); i != e; ++i) {
1796         // Check to make sure that if there is more than one entry for a
1797         // particular basic block in this PHI node, that the incoming values are
1798         // all identical.
1799         //
1800         Assert(i == 0 || Values[i].first != Values[i - 1].first ||
1801                    Values[i].second == Values[i - 1].second,
1802                "PHI node has multiple entries for the same basic block with "
1803                "different incoming values!",
1804                PN, Values[i].first, Values[i].second, Values[i - 1].second);
1805
1806         // Check to make sure that the predecessors and PHI node entries are
1807         // matched up.
1808         Assert(Values[i].first == Preds[i],
1809                "PHI node entries do not match predecessors!", PN,
1810                Values[i].first, Preds[i]);
1811       }
1812     }
1813   }
1814
1815   // Check that all instructions have their parent pointers set up correctly.
1816   for (auto &I : BB)
1817   {
1818     Assert(I.getParent() == &BB, "Instruction has bogus parent pointer!");
1819   }
1820 }
1821
1822 void Verifier::visitTerminatorInst(TerminatorInst &I) {
1823   // Ensure that terminators only exist at the end of the basic block.
1824   Assert(&I == I.getParent()->getTerminator(),
1825          "Terminator found in the middle of a basic block!", I.getParent());
1826   visitInstruction(I);
1827 }
1828
1829 void Verifier::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
1830   if (BI.isConditional()) {
1831     Assert(BI.getCondition()->getType()->isIntegerTy(1),
1832            "Branch condition is not 'i1' type!", &BI, BI.getCondition());
1833   }
1834   visitTerminatorInst(BI);
1835 }
1836
1837 void Verifier::visitReturnInst(ReturnInst &RI) {
1838   Function *F = RI.getParent()->getParent();
1839   unsigned N = RI.getNumOperands();
1840   if (F->getReturnType()->isVoidTy())
1841     Assert(N == 0,
1842            "Found return instr that returns non-void in Function of void "
1843            "return type!",
1844            &RI, F->getReturnType());
1845   else
1846     Assert(N == 1 && F->getReturnType() == RI.getOperand(0)->getType(),
1847            "Function return type does not match operand "
1848            "type of return inst!",
1849            &RI, F->getReturnType());
1850
1851   // Check to make sure that the return value has necessary properties for
1852   // terminators...
1853   visitTerminatorInst(RI);
1854 }
1855
1856 void Verifier::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
1857   // Check to make sure that all of the constants in the switch instruction
1858   // have the same type as the switched-on value.
1859   Type *SwitchTy = SI.getCondition()->getType();
1860   SmallPtrSet<ConstantInt*, 32> Constants;
1861   for (SwitchInst::CaseIt i = SI.case_begin(), e = SI.case_end(); i != e; ++i) {
1862     Assert(i.getCaseValue()->getType() == SwitchTy,
1863            "Switch constants must all be same type as switch value!", &SI);
1864     Assert(Constants.insert(i.getCaseValue()).second,
1865            "Duplicate integer as switch case", &SI, i.getCaseValue());
1866   }
1867
1868   visitTerminatorInst(SI);
1869 }
1870
1871 void Verifier::visitIndirectBrInst(IndirectBrInst &BI) {
1872   Assert(BI.getAddress()->getType()->isPointerTy(),
1873          "Indirectbr operand must have pointer type!", &BI);
1874   for (unsigned i = 0, e = BI.getNumDestinations(); i != e; ++i)
1875     Assert(BI.getDestination(i)->getType()->isLabelTy(),
1876            "Indirectbr destinations must all have pointer type!", &BI);
1877
1878   visitTerminatorInst(BI);
1879 }
1880
1881 void Verifier::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
1882   Assert(!SelectInst::areInvalidOperands(SI.getOperand(0), SI.getOperand(1),
1883                                          SI.getOperand(2)),
1884          "Invalid operands for select instruction!", &SI);
1885
1886   Assert(SI.getTrueValue()->getType() == SI.getType(),
1887          "Select values must have same type as select instruction!", &SI);
1888   visitInstruction(SI);
1889 }
1890
1891 /// visitUserOp1 - User defined operators shouldn't live beyond the lifetime of
1892 /// a pass, if any exist, it's an error.
1893 ///
1894 void Verifier::visitUserOp1(Instruction &I) {
1895   Assert(0, "User-defined operators should not live outside of a pass!", &I);
1896 }
1897
1898 void Verifier::visitTruncInst(TruncInst &I) {
1899   // Get the source and destination types
1900   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1901   Type *DestTy = I.getType();
1902
1903   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
1904   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
1905   unsigned DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
1906
1907   Assert(SrcTy->isIntOrIntVectorTy(), "Trunc only operates on integer", &I);
1908   Assert(DestTy->isIntOrIntVectorTy(), "Trunc only produces integer", &I);
1909   Assert(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
1910          "trunc source and destination must both be a vector or neither", &I);
1911   Assert(SrcBitSize > DestBitSize, "DestTy too big for Trunc", &I);
1912
1913   visitInstruction(I);
1914 }
1915
1916 void Verifier::visitZExtInst(ZExtInst &I) {
1917   // Get the source and destination types
1918   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1919   Type *DestTy = I.getType();
1920
1921   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
1922   Assert(SrcTy->isIntOrIntVectorTy(), "ZExt only operates on integer", &I);
1923   Assert(DestTy->isIntOrIntVectorTy(), "ZExt only produces an integer", &I);
1924   Assert(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
1925          "zext source and destination must both be a vector or neither", &I);
1926   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
1927   unsigned DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
1928
1929   Assert(SrcBitSize < DestBitSize, "Type too small for ZExt", &I);
1930
1931   visitInstruction(I);
1932 }
1933
1934 void Verifier::visitSExtInst(SExtInst &I) {
1935   // Get the source and destination types
1936   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1937   Type *DestTy = I.getType();
1938
1939   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
1940   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
1941   unsigned DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
1942
1943   Assert(SrcTy->isIntOrIntVectorTy(), "SExt only operates on integer", &I);
1944   Assert(DestTy->isIntOrIntVectorTy(), "SExt only produces an integer", &I);
1945   Assert(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
1946          "sext source and destination must both be a vector or neither", &I);
1947   Assert(SrcBitSize < DestBitSize, "Type too small for SExt", &I);
1948
1949   visitInstruction(I);
1950 }
1951
1952 void Verifier::visitFPTruncInst(FPTruncInst &I) {
1953   // Get the source and destination types
1954   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1955   Type *DestTy = I.getType();
1956   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
1957   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
1958   unsigned DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
1959
1960   Assert(SrcTy->isFPOrFPVectorTy(), "FPTrunc only operates on FP", &I);
1961   Assert(DestTy->isFPOrFPVectorTy(), "FPTrunc only produces an FP", &I);
1962   Assert(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
1963          "fptrunc source and destination must both be a vector or neither", &I);
1964   Assert(SrcBitSize > DestBitSize, "DestTy too big for FPTrunc", &I);
1965
1966   visitInstruction(I);
1967 }
1968
1969 void Verifier::visitFPExtInst(FPExtInst &I) {
1970   // Get the source and destination types
1971   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1972   Type *DestTy = I.getType();
1973
1974   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
1975   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
1976   unsigned DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
1977
1978   Assert(SrcTy->isFPOrFPVectorTy(), "FPExt only operates on FP", &I);
1979   Assert(DestTy->isFPOrFPVectorTy(), "FPExt only produces an FP", &I);
1980   Assert(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
1981          "fpext source and destination must both be a vector or neither", &I);
1982   Assert(SrcBitSize < DestBitSize, "DestTy too small for FPExt", &I);
1983
1984   visitInstruction(I);
1985 }
1986
1987 void Verifier::visitUIToFPInst(UIToFPInst &I) {
1988   // Get the source and destination types
1989   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1990   Type *DestTy = I.getType();
1991
1992   bool SrcVec = SrcTy->isVectorTy();
1993   bool DstVec = DestTy->isVectorTy();
1994
1995   Assert(SrcVec == DstVec,
1996          "UIToFP source and dest must both be vector or scalar", &I);
1997   Assert(SrcTy->isIntOrIntVectorTy(),
1998          "UIToFP source must be integer or integer vector", &I);
1999   Assert(DestTy->isFPOrFPVectorTy(), "UIToFP result must be FP or FP vector",
2000          &I);
2001
2002   if (SrcVec && DstVec)
2003     Assert(cast<VectorType>(SrcTy)->getNumElements() ==
2004                cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements(),
2005            "UIToFP source and dest vector length mismatch", &I);
2006
2007   visitInstruction(I);
2008 }
2009
2010 void Verifier::visitSIToFPInst(SIToFPInst &I) {
2011   // Get the source and destination types
2012   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
2013   Type *DestTy = I.getType();
2014
2015   bool SrcVec = SrcTy->isVectorTy();
2016   bool DstVec = DestTy->isVectorTy();
2017
2018   Assert(SrcVec == DstVec,
2019          "SIToFP source and dest must both be vector or scalar", &I);
2020   Assert(SrcTy->isIntOrIntVectorTy(),
2021          "SIToFP source must be integer or integer vector", &I);
2022   Assert(DestTy->isFPOrFPVectorTy(), "SIToFP result must be FP or FP vector",
2023          &I);
2024
2025   if (SrcVec && DstVec)
2026     Assert(cast<VectorType>(SrcTy)->getNumElements() ==
2027                cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements(),
2028            "SIToFP source and dest vector length mismatch", &I);
2029
2030   visitInstruction(I);
2031 }
2032
2033 void Verifier::visitFPToUIInst(FPToUIInst &I) {
2034   // Get the source and destination types
2035   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
2036   Type *DestTy = I.getType();
2037
2038   bool SrcVec = SrcTy->isVectorTy();
2039   bool DstVec = DestTy->isVectorTy();
2040
2041   Assert(SrcVec == DstVec,
2042          "FPToUI source and dest must both be vector or scalar", &I);
2043   Assert(SrcTy->isFPOrFPVectorTy(), "FPToUI source must be FP or FP vector",
2044          &I);
2045   Assert(DestTy->isIntOrIntVectorTy(),
2046          "FPToUI result must be integer or integer vector", &I);
2047
2048   if (SrcVec && DstVec)
2049     Assert(cast<VectorType>(SrcTy)->getNumElements() ==
2050                cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements(),
2051            "FPToUI source and dest vector length mismatch", &I);
2052
2053   visitInstruction(I);
2054 }
2055
2056 void Verifier::visitFPToSIInst(FPToSIInst &I) {
2057   // Get the source and destination types
2058   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
2059   Type *DestTy = I.getType();
2060
2061   bool SrcVec = SrcTy->isVectorTy();
2062   bool DstVec = DestTy->isVectorTy();
2063
2064   Assert(SrcVec == DstVec,
2065          "FPToSI source and dest must both be vector or scalar", &I);
2066   Assert(SrcTy->isFPOrFPVectorTy(), "FPToSI source must be FP or FP vector",
2067          &I);
2068   Assert(DestTy->isIntOrIntVectorTy(),
2069          "FPToSI result must be integer or integer vector", &I);
2070
2071   if (SrcVec && DstVec)
2072     Assert(cast<VectorType>(SrcTy)->getNumElements() ==
2073                cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements(),
2074            "FPToSI source and dest vector length mismatch", &I);
2075
2076   visitInstruction(I);
2077 }
2078
2079 void Verifier::visitPtrToIntInst(PtrToIntInst &I) {
2080   // Get the source and destination types
2081   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
2082   Type *DestTy = I.getType();
2083
2084   Assert(SrcTy->getScalarType()->isPointerTy(),
2085          "PtrToInt source must be pointer", &I);
2086   Assert(DestTy->getScalarType()->isIntegerTy(),
2087          "PtrToInt result must be integral", &I);
2088   Assert(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(), "PtrToInt type mismatch",
2089          &I);
2090
2091   if (SrcTy->isVectorTy()) {
2092     VectorType *VSrc = dyn_cast<VectorType>(SrcTy);
2093     VectorType *VDest = dyn_cast<VectorType>(DestTy);
2094     Assert(VSrc->getNumElements() == VDest->getNumElements(),
2095            "PtrToInt Vector width mismatch", &I);
2096   }
2097
2098   visitInstruction(I);
2099 }
2100
2101 void Verifier::visitIntToPtrInst(IntToPtrInst &I) {
2102   // Get the source and destination types
2103   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
2104   Type *DestTy = I.getType();
2105
2106   Assert(SrcTy->getScalarType()->isIntegerTy(),
2107          "IntToPtr source must be an integral", &I);
2108   Assert(DestTy->getScalarType()->isPointerTy(),
2109          "IntToPtr result must be a pointer", &I);
2110   Assert(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(), "IntToPtr type mismatch",
2111          &I);
2112   if (SrcTy->isVectorTy()) {
2113     VectorType *VSrc = dyn_cast<VectorType>(SrcTy);
2114     VectorType *VDest = dyn_cast<VectorType>(DestTy);
2115     Assert(VSrc->getNumElements() == VDest->getNumElements(),
2116            "IntToPtr Vector width mismatch", &I);
2117   }
2118   visitInstruction(I);
2119 }
2120
2121 void Verifier::visitBitCastInst(BitCastInst &I) {
2122   Assert(
2123       CastInst::castIsValid(Instruction::BitCast, I.getOperand(0), I.getType()),
2124       "Invalid bitcast", &I);
2125   visitInstruction(I);
2126 }
2127
2128 void Verifier::visitAddrSpaceCastInst(AddrSpaceCastInst &I) {
2129   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
2130   Type *DestTy = I.getType();
2131
2132   Assert(SrcTy->isPtrOrPtrVectorTy(), "AddrSpaceCast source must be a pointer",
2133          &I);
2134   Assert(DestTy->isPtrOrPtrVectorTy(), "AddrSpaceCast result must be a pointer",
2135          &I);
2136   Assert(SrcTy->getPointerAddressSpace() != DestTy->getPointerAddressSpace(),
2137          "AddrSpaceCast must be between different address spaces", &I);
2138   if (SrcTy->isVectorTy())
2139     Assert(SrcTy->getVectorNumElements() == DestTy->getVectorNumElements(),
2140            "AddrSpaceCast vector pointer number of elements mismatch", &I);
2141   visitInstruction(I);
2142 }
2143
2144 /// visitPHINode - Ensure that a PHI node is well formed.
2145 ///
2146 void Verifier::visitPHINode(PHINode &PN) {
2147   // Ensure that the PHI nodes are all grouped together at the top of the block.
2148   // This can be tested by checking whether the instruction before this is
2149   // either nonexistent (because this is begin()) or is a PHI node.  If not,
2150   // then there is some other instruction before a PHI.
2151   Assert(&PN == &PN.getParent()->front() ||
2152              isa<PHINode>(--BasicBlock::iterator(&PN)),
2153          "PHI nodes not grouped at top of basic block!", &PN, PN.getParent());
2154
2155   // Check that all of the values of the PHI node have the same type as the
2156   // result, and that the incoming blocks are really basic blocks.
2157   for (Value *IncValue : PN.incoming_values()) {
2158     Assert(PN.getType() == IncValue->getType(),
2159            "PHI node operands are not the same type as the result!", &PN);
2160   }
2161
2162   // All other PHI node constraints are checked in the visitBasicBlock method.
2163
2164   visitInstruction(PN);
2165 }
2166
2167 void Verifier::VerifyCallSite(CallSite CS) {
2168   Instruction *I = CS.getInstruction();
2169
2170   Assert(CS.getCalledValue()->getType()->isPointerTy(),
2171          "Called function must be a pointer!", I);
2172   PointerType *FPTy = cast<PointerType>(CS.getCalledValue()->getType());
2173
2174   Assert(FPTy->getElementType()->isFunctionTy(),
2175          "Called function is not pointer to function type!", I);
2176
2177   Assert(FPTy->getElementType() == CS.getFunctionType(),
2178          "Called function is not the same type as the call!", I);
2179
2180   FunctionType *FTy = CS.getFunctionType();
2181
2182   // Verify that the correct number of arguments are being passed
2183   if (FTy->isVarArg())
2184     Assert(CS.arg_size() >= FTy->getNumParams(),
2185            "Called function requires more parameters than were provided!", I);
2186   else
2187     Assert(CS.arg_size() == FTy->getNumParams(),
2188            "Incorrect number of arguments passed to called function!", I);
2189
2190   // Verify that all arguments to the call match the function type.
2191   for (unsigned i = 0, e = FTy->getNumParams(); i != e; ++i)
2192     Assert(CS.getArgument(i)->getType() == FTy->getParamType(i),
2193            "Call parameter type does not match function signature!",
2194            CS.getArgument(i), FTy->getParamType(i), I);
2195
2196   AttributeSet Attrs = CS.getAttributes();
2197
2198   Assert(VerifyAttributeCount(Attrs, CS.arg_size()),
2199          "Attribute after last parameter!", I);
2200
2201   // Verify call attributes.
2202   VerifyFunctionAttrs(FTy, Attrs, I);
2203
2204   // Conservatively check the inalloca argument.
2205   // We have a bug if we can find that there is an underlying alloca without
2206   // inalloca.
2207   if (CS.hasInAllocaArgument()) {
2208     Value *InAllocaArg = CS.getArgument(FTy->getNumParams() - 1);
2209     if (auto AI = dyn_cast<AllocaInst>(InAllocaArg->stripInBoundsOffsets()))
2210       Assert(AI->isUsedWithInAlloca(),
2211              "inalloca argument for call has mismatched alloca", AI, I);
2212   }
2213
2214   if (FTy->isVarArg()) {
2215     // FIXME? is 'nest' even legal here?
2216     bool SawNest = false;
2217     bool SawReturned = false;
2218
2219     for (unsigned Idx = 1; Idx < 1 + FTy->getNumParams(); ++Idx) {
2220       if (Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::Nest))
2221         SawNest = true;
2222       if (Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::Returned))
2223         SawReturned = true;
2224     }
2225
2226     // Check attributes on the varargs part.
2227     for (unsigned Idx = 1 + FTy->getNumParams(); Idx <= CS.arg_size(); ++Idx) {
2228       Type *Ty = CS.getArgument(Idx-1)->getType();
2229       VerifyParameterAttrs(Attrs, Idx, Ty, false, I);
2230
2231       if (Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::Nest)) {
2232         Assert(!SawNest, "More than one parameter has attribute nest!", I);
2233         SawNest = true;
2234       }
2235
2236       if (Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::Returned)) {
2237         Assert(!SawReturned, "More than one parameter has attribute returned!",
2238                I);
2239         Assert(Ty->canLosslesslyBitCastTo(FTy->getReturnType()),
2240                "Incompatible argument and return types for 'returned' "
2241                "attribute",
2242                I);
2243         SawReturned = true;
2244       }
2245
2246       Assert(!Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::StructRet),
2247              "Attribute 'sret' cannot be used for vararg call arguments!", I);
2248
2249       if (Attrs.hasAttribute(Idx, Attribute::InAlloca))
2250         Assert(Idx == CS.arg_size(), "inalloca isn't on the last argument!", I);
2251     }
2252   }
2253
2254   // Verify that there's no metadata unless it's a direct call to an intrinsic.
2255   if (CS.getCalledFunction() == nullptr ||
2256       !CS.getCalledFunction()->getName().startswith("llvm.")) {
2257     for (FunctionType::param_iterator PI = FTy->param_begin(),
2258            PE = FTy->param_end(); PI != PE; ++PI)
2259       Assert(!(*PI)->isMetadataTy(),
2260              "Function has metadata parameter but isn't an intrinsic", I);
2261   }
2262
2263   visitInstruction(*I);
2264 }
2265
2266 /// Two types are "congruent" if they are identical, or if they are both pointer
2267 /// types with different pointee types and the same address space.
2268 static bool isTypeCongruent(Type *L, Type *R) {
2269   if (L == R)
2270     return true;
2271   PointerType *PL = dyn_cast<PointerType>(L);
2272   PointerType *PR = dyn_cast<PointerType>(R);
2273   if (!PL || !PR)
2274     return false;
2275   return PL->getAddressSpace() == PR->getAddressSpace();
2276 }
2277
2278 static AttrBuilder getParameterABIAttributes(int I, AttributeSet Attrs) {
2279   static const Attribute::AttrKind ABIAttrs[] = {
2280       Attribute::StructRet, Attribute::ByVal, Attribute::InAlloca,
2281       Attribute::InReg, Attribute::Returned};
2282   AttrBuilder Copy;
2283   for (auto AK : ABIAttrs) {
2284     if (Attrs.hasAttribute(I + 1, AK))
2285       Copy.addAttribute(AK);
2286   }
2287   if (Attrs.hasAttribute(I + 1, Attribute::Alignment))
2288     Copy.addAlignmentAttr(Attrs.getParamAlignment(I + 1));
2289   return Copy;
2290 }
2291
2292 void Verifier::verifyMustTailCall(CallInst &CI) {
2293   Assert(!CI.isInlineAsm(), "cannot use musttail call with inline asm", &CI);
2294
2295   // - The caller and callee prototypes must match.  Pointer types of
2296   //   parameters or return types may differ in pointee type, but not
2297   //   address space.
2298   Function *F = CI.getParent()->getParent();
2299   FunctionType *CallerTy = F->getFunctionType();
2300   FunctionType *CalleeTy = CI.getFunctionType();
2301   Assert(CallerTy->getNumParams() == CalleeTy->getNumParams(),
2302          "cannot guarantee tail call due to mismatched parameter counts", &CI);
2303   Assert(CallerTy->isVarArg() == CalleeTy->isVarArg(),
2304          "cannot guarantee tail call due to mismatched varargs", &CI);
2305   Assert(isTypeCongruent(CallerTy->getReturnType(), CalleeTy->getReturnType()),
2306          "cannot guarantee tail call due to mismatched return types", &CI);
2307   for (int I = 0, E = CallerTy->getNumParams(); I != E; ++I) {
2308     Assert(
2309         isTypeCongruent(CallerTy->getParamType(I), CalleeTy->getParamType(I)),
2310         "cannot guarantee tail call due to mismatched parameter types", &CI);
2311   }
2312
2313   // - The calling conventions of the caller and callee must match.
2314   Assert(F->getCallingConv() == CI.getCallingConv(),
2315          "cannot guarantee tail call due to mismatched calling conv", &CI);
2316
2317   // - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
2318   //   returned, and inalloca, must match.
2319   AttributeSet CallerAttrs = F->getAttributes();
2320   AttributeSet CalleeAttrs = CI.getAttributes();
2321   for (int I = 0, E = CallerTy->getNumParams(); I != E; ++I) {
2322     AttrBuilder CallerABIAttrs = getParameterABIAttributes(I, CallerAttrs);
2323     AttrBuilder CalleeABIAttrs = getParameterABIAttributes(I, CalleeAttrs);
2324     Assert(CallerABIAttrs == CalleeABIAttrs,
2325            "cannot guarantee tail call due to mismatched ABI impacting "
2326            "function attributes",
2327            &CI, CI.getOperand(I));
2328   }
2329
2330   // - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
2331   //   or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
2332   // - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
2333   //   produced by the call or void.
2334   Value *RetVal = &CI;
2335   Instruction *Next = CI.getNextNode();
2336
2337   // Handle the optional bitcast.
2338   if (BitCastInst *BI = dyn_cast_or_null<BitCastInst>(Next)) {
2339     Assert(BI->getOperand(0) == RetVal,
2340            "bitcast following musttail call must use the call", BI);
2341     RetVal = BI;
2342     Next = BI->getNextNode();
2343   }
2344
2345   // Check the return.
2346   ReturnInst *Ret = dyn_cast_or_null<ReturnInst>(Next);
2347   Assert(Ret, "musttail call must be precede a ret with an optional bitcast",
2348          &CI);
2349   Assert(!Ret->getReturnValue() || Ret->getReturnValue() == RetVal,
2350          "musttail call result must be returned", Ret);
2351 }
2352
2353 void Verifier::visitCallInst(CallInst &CI) {
2354   VerifyCallSite(&CI);
2355
2356   if (CI.isMustTailCall())
2357     verifyMustTailCall(CI);
2358
2359   if (Function *F = CI.getCalledFunction())
2360     if (Intrinsic::ID ID = (Intrinsic::ID)F->getIntrinsicID())
2361       visitIntrinsicFunctionCall(ID, CI);
2362 }
2363
2364 void Verifier::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
2365   VerifyCallSite(&II);
2366
2367   // Verify that there is a landingpad instruction as the first non-PHI
2368   // instruction of the 'unwind' destination.
2369   Assert(II.getUnwindDest()->isLandingPad(),
2370          "The unwind destination does not have a landingpad instruction!", &II);
2371
2372   if (Function *F = II.getCalledFunction())
2373     // TODO: Ideally we should use visitIntrinsicFunction here. But it uses
2374     //       CallInst as an input parameter. It not woth updating this whole
2375     //       function only to support statepoint verification.
2376     if (F->getIntrinsicID() == Intrinsic::experimental_gc_statepoint)
2377       VerifyStatepoint(ImmutableCallSite(&II));
2378
2379   visitTerminatorInst(II);
2380 }
2381
2382 /// visitBinaryOperator - Check that both arguments to the binary operator are
2383 /// of the same type!
2384 ///
2385 void Verifier::visitBinaryOperator(BinaryOperator &B) {
2386   Assert(B.getOperand(0)->getType() == B.getOperand(1)->getType(),
2387          "Both operands to a binary operator are not of the same type!", &B);
2388
2389   switch (B.getOpcode()) {
2390   // Check that integer arithmetic operators are only used with
2391   // integral operands.
2392   case Instruction::Add:
2393   case Instruction::Sub:
2394   case Instruction::Mul:
2395   case Instruction::SDiv:
2396   case Instruction::UDiv:
2397   case Instruction::SRem:
2398   case Instruction::URem:
2399     Assert(B.getType()->isIntOrIntVectorTy(),
2400            "Integer arithmetic operators only work with integral types!", &B);
2401     Assert(B.getType() == B.getOperand(0)->getType(),
2402            "Integer arithmetic operators must have same type "
2403            "for operands and result!",
2404            &B);
2405     break;
2406   // Check that floating-point arithmetic operators are only used with
2407   // floating-point operands.
2408   case Instruction::FAdd:
2409   case Instruction::FSub:
2410   case Instruction::FMul:
2411   case Instruction::FDiv:
2412   case Instruction::FRem:
2413     Assert(B.getType()->isFPOrFPVectorTy(),
2414            "Floating-point arithmetic operators only work with "
2415            "floating-point types!",
2416            &B);
2417     Assert(B.getType() == B.getOperand(0)->getType(),
2418            "Floating-point arithmetic operators must have same type "
2419            "for operands and result!",
2420            &B);
2421     break;
2422   // Check that logical operators are only used with integral operands.
2423   case Instruction::And:
2424   case Instruction::Or:
2425   case Instruction::Xor:
2426     Assert(B.getType()->isIntOrIntVectorTy(),
2427            "Logical operators only work with integral types!", &B);
2428     Assert(B.getType() == B.getOperand(0)->getType(),
2429            "Logical operators must have same type for operands and result!",
2430            &B);
2431     break;
2432   case Instruction::Shl:
2433   case Instruction::LShr:
2434   case Instruction::AShr:
2435     Assert(B.getType()->isIntOrIntVectorTy(),
2436            "Shifts only work with integral types!", &B);
2437     Assert(B.getType() == B.getOperand(0)->getType(),
2438            "Shift return type must be same as operands!", &B);
2439     break;
2440   default:
2441     llvm_unreachable("Unknown BinaryOperator opcode!");
2442   }
2443
2444   visitInstruction(B);
2445 }
2446
2447 void Verifier::visitICmpInst(ICmpInst &IC) {
2448   // Check that the operands are the same type
2449   Type *Op0Ty = IC.getOperand(0)->getType();
2450   Type *Op1Ty = IC.getOperand(1)->getType();
2451   Assert(Op0Ty == Op1Ty,
2452          "Both operands to ICmp instruction are not of the same type!", &IC);
2453   // Check that the operands are the right type
2454   Assert(Op0Ty->isIntOrIntVectorTy() || Op0Ty->getScalarType()->isPointerTy(),
2455          "Invalid operand types for ICmp instruction", &IC);
2456   // Check that the predicate is valid.
2457   Assert(IC.getPredicate() >= CmpInst::FIRST_ICMP_PREDICATE &&
2458              IC.getPredicate() <= CmpInst::LAST_ICMP_PREDICATE,
2459          "Invalid predicate in ICmp instruction!", &IC);
2460
2461   visitInstruction(IC);
2462 }
2463
2464 void Verifier::visitFCmpInst(FCmpInst &FC) {
2465   // Check that the operands are the same type
2466   Type *Op0Ty = FC.getOperand(0)->getType();
2467   Type *Op1Ty = FC.getOperand(1)->getType();
2468   Assert(Op0Ty == Op1Ty,
2469          "Both operands to FCmp instruction are not of the same type!", &FC);
2470   // Check that the operands are the right type
2471   Assert(Op0Ty->isFPOrFPVectorTy(),
2472          "Invalid operand types for FCmp instruction", &FC);
2473   // Check that the predicate is valid.
2474   Assert(FC.getPredicate() >= CmpInst::FIRST_FCMP_PREDICATE &&
2475              FC.getPredicate() <= CmpInst::LAST_FCMP_PREDICATE,
2476          "Invalid predicate in FCmp instruction!", &FC);
2477
2478   visitInstruction(FC);
2479 }
2480
2481 void Verifier::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
2482   Assert(
2483       ExtractElementInst::isValidOperands(EI.getOperand(0), EI.getOperand(1)),
2484       "Invalid extractelement operands!", &EI);
2485   visitInstruction(EI);
2486 }
2487
2488 void Verifier::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
2489   Assert(InsertElementInst::isValidOperands(IE.getOperand(0), IE.getOperand(1),
2490                                             IE.getOperand(2)),
2491          "Invalid insertelement operands!", &IE);
2492   visitInstruction(IE);
2493 }
2494
2495 void Verifier::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SV) {
2496   Assert(ShuffleVectorInst::isValidOperands(SV.getOperand(0), SV.getOperand(1),
2497                                             SV.getOperand(2)),
2498          "Invalid shufflevector operands!", &SV);
2499   visitInstruction(SV);
2500 }
2501
2502 void Verifier::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
2503   Type *TargetTy = GEP.getPointerOperandType()->getScalarType();
2504
2505   Assert(isa<PointerType>(TargetTy),
2506          "GEP base pointer is not a vector or a vector of pointers", &GEP);
2507   Assert(GEP.getSourceElementType()->isSized(), "GEP into unsized type!", &GEP);
2508   Assert(GEP.getPointerOperandType()->isVectorTy() ==
2509              GEP.getType()->isVectorTy(),
2510          "Vector GEP must return a vector value", &GEP);
2511
2512   SmallVector<Value*, 16> Idxs(GEP.idx_begin(), GEP.idx_end());
2513   Type *ElTy =
2514       GetElementPtrInst::getIndexedType(GEP.getSourceElementType(), Idxs);
2515   Assert(ElTy, "Invalid indices for GEP pointer type!", &GEP);
2516
2517   Assert(GEP.getType()->getScalarType()->isPointerTy() &&
2518              GEP.getResultElementType() == ElTy,
2519          "GEP is not of right type for indices!", &GEP, ElTy);
2520
2521   if (GEP.getPointerOperandType()->isVectorTy()) {
2522     // Additional checks for vector GEPs.
2523     unsigned GepWidth = GEP.getPointerOperandType()->getVectorNumElements();
2524     Assert(GepWidth == GEP.getType()->getVectorNumElements(),
2525            "Vector GEP result width doesn't match operand's", &GEP);
2526     for (unsigned i = 0, e = Idxs.size(); i != e; ++i) {
2527       Type *IndexTy = Idxs[i]->getType();
2528       Assert(IndexTy->isVectorTy(), "Vector GEP must have vector indices!",
2529              &GEP);
2530       unsigned IndexWidth = IndexTy->getVectorNumElements();
2531       Assert(IndexWidth == GepWidth, "Invalid GEP index vector width", &GEP);
2532     }
2533   }
2534   visitInstruction(GEP);
2535 }
2536
2537 static bool isContiguous(const ConstantRange &A, const ConstantRange &B) {
2538   return A.getUpper() == B.getLower() || A.getLower() == B.getUpper();
2539 }
2540
2541 void Verifier::visitRangeMetadata(Instruction& I,
2542                                   MDNode* Range, Type* Ty) {
2543   assert(Range &&
2544          Range == I.getMetadata(LLVMContext::MD_range) &&
2545          "precondition violation");
2546
2547   unsigned NumOperands = Range->getNumOperands();
2548   Assert(NumOperands % 2 == 0, "Unfinished range!", Range);
2549   unsigned NumRanges = NumOperands / 2;
2550   Assert(NumRanges >= 1, "It should have at least one range!", Range);
2551
2552   ConstantRange LastRange(1); // Dummy initial value
2553   for (unsigned i = 0; i < NumRanges; ++i) {
2554     ConstantInt *Low =
2555         mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(Range->getOperand(2 * i));
2556     Assert(Low, "The lower limit must be an integer!", Low);
2557     ConstantInt *High =
2558         mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(Range->getOperand(2 * i + 1));
2559     Assert(High, "The upper limit must be an integer!", High);
2560     Assert(High->getType() == Low->getType() && High->getType() == Ty,
2561            "Range types must match instruction type!", &I);
2562
2563     APInt HighV = High->getValue();
2564     APInt LowV = Low->getValue();
2565     ConstantRange CurRange(LowV, HighV);
2566     Assert(!CurRange.isEmptySet() && !CurRange.isFullSet(),
2567            "Range must not be empty!", Range);
2568     if (i != 0) {
2569       Assert(CurRange.intersectWith(LastRange).isEmptySet(),
2570              "Intervals are overlapping", Range);
2571       Assert(LowV.sgt(LastRange.getLower()), "Intervals are not in order",
2572              Range);
2573       Assert(!isContiguous(CurRange, LastRange), "Intervals are contiguous",
2574              Range);
2575     }
2576     LastRange = ConstantRange(LowV, HighV);
2577   }
2578   if (NumRanges > 2) {
2579     APInt FirstLow =
2580         mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(Range->getOperand(0))->getValue();
2581     APInt FirstHigh =
2582         mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(Range->getOperand(1))->getValue();
2583     ConstantRange FirstRange(FirstLow, FirstHigh);
2584     Assert(FirstRange.intersectWith(LastRange).isEmptySet(),
2585            "Intervals are overlapping", Range);
2586     Assert(!isContiguous(FirstRange, LastRange), "Intervals are contiguous",
2587            Range);
2588   }
2589 }
2590
2591 void Verifier::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
2592   PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(LI.getOperand(0)->getType());
2593   Assert(PTy, "Load operand must be a pointer.", &LI);
2594   Type *ElTy = LI.getType();
2595   Assert(LI.getAlignment() <= Value::MaximumAlignment,
2596          "huge alignment values are unsupported", &LI);
2597   if (LI.isAtomic()) {
2598     Assert(LI.getOrdering() != Release && LI.getOrdering() != AcquireRelease,
2599            "Load cannot have Release ordering", &LI);
2600     Assert(LI.getAlignment() != 0,
2601            "Atomic load must specify explicit alignment", &LI);
2602     if (!ElTy->isPointerTy()) {
2603       Assert(ElTy->isIntegerTy(), "atomic load operand must have integer type!",
2604              &LI, ElTy);
2605       unsigned Size = ElTy->getPrimitiveSizeInBits();
2606       Assert(Size >= 8 && !(Size & (Size - 1)),
2607              "atomic load operand must be power-of-two byte-sized integer", &LI,
2608              ElTy);
2609     }
2610   } else {
2611     Assert(LI.getSynchScope() == CrossThread,
2612            "Non-atomic load cannot have SynchronizationScope specified", &LI);
2613   }
2614
2615   visitInstruction(LI);
2616 }
2617
2618 void Verifier::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
2619   PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(SI.getOperand(1)->getType());
2620   Assert(PTy, "Store operand must be a pointer.", &SI);
2621   Type *ElTy = PTy->getElementType();
2622   Assert(ElTy == SI.getOperand(0)->getType(),
2623          "Stored value type does not match pointer operand type!", &SI, ElTy);
2624   Assert(SI.getAlignment() <= Value::MaximumAlignment,
2625          "huge alignment values are unsupported", &SI);
2626   if (SI.isAtomic()) {
2627     Assert(SI.getOrdering() != Acquire && SI.getOrdering() != AcquireRelease,
2628            "Store cannot have Acquire ordering", &SI);
2629     Assert(SI.getAlignment() != 0,
2630            "Atomic store must specify explicit alignment", &SI);
2631     if (!ElTy->isPointerTy()) {
2632       Assert(ElTy->isIntegerTy(),
2633              "atomic store operand must have integer type!", &SI, ElTy);
2634       unsigned Size = ElTy->getPrimitiveSizeInBits();
2635       Assert(Size >= 8 && !(Size & (Size - 1)),
2636              "atomic store operand must be power-of-two byte-sized integer",
2637              &SI, ElTy);
2638     }
2639   } else {
2640     Assert(SI.getSynchScope() == CrossThread,
2641            "Non-atomic store cannot have SynchronizationScope specified", &SI);
2642   }
2643   visitInstruction(SI);
2644 }
2645
2646 void Verifier::visitAllocaInst(AllocaInst &AI) {
2647   SmallPtrSet<const Type*, 4> Visited;
2648   PointerType *PTy = AI.getType();
2649   Assert(PTy->getAddressSpace() == 0,
2650          "Allocation instruction pointer not in the generic address space!",
2651          &AI);
2652   Assert(AI.getAllocatedType()->isSized(&Visited),
2653          "Cannot allocate unsized type", &AI);
2654   Assert(AI.getArraySize()->getType()->isIntegerTy(),
2655          "Alloca array size must have integer type", &AI);
2656   Assert(AI.getAlignment() <= Value::MaximumAlignment,
2657          "huge alignment values are unsupported", &AI);
2658
2659   visitInstruction(AI);
2660 }
2661
2662 void Verifier::visitAtomicCmpXchgInst(AtomicCmpXchgInst &CXI) {
2663
2664   // FIXME: more conditions???
2665   Assert(CXI.getSuccessOrdering() != NotAtomic,
2666          "cmpxchg instructions must be atomic.", &CXI);
2667   Assert(CXI.getFailureOrdering() != NotAtomic,
2668          "cmpxchg instructions must be atomic.", &CXI);
2669   Assert(CXI.getSuccessOrdering() != Unordered,
2670          "cmpxchg instructions cannot be unordered.", &CXI);
2671   Assert(CXI.getFailureOrdering() != Unordered,
2672          "cmpxchg instructions cannot be unordered.", &CXI);
2673   Assert(CXI.getSuccessOrdering() >= CXI.getFailureOrdering(),
2674          "cmpxchg instructions be at least as constrained on success as fail",
2675          &CXI);
2676   Assert(CXI.getFailureOrdering() != Release &&
2677              CXI.getFailureOrdering() != AcquireRelease,
2678          "cmpxchg failure ordering cannot include release semantics", &CXI);
2679
2680   PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(CXI.getOperand(0)->getType());
2681   Assert(PTy, "First cmpxchg operand must be a pointer.", &CXI);
2682   Type *ElTy = PTy->getElementType();
2683   Assert(ElTy->isIntegerTy(), "cmpxchg operand must have integer type!", &CXI,
2684          ElTy);
2685   unsigned Size = ElTy->getPrimitiveSizeInBits();
2686   Assert(Size >= 8 && !(Size & (Size - 1)),
2687          "cmpxchg operand must be power-of-two byte-sized integer", &CXI, ElTy);
2688   Assert(ElTy == CXI.getOperand(1)->getType(),
2689          "Expected value type does not match pointer operand type!", &CXI,
2690          ElTy);
2691   Assert(ElTy == CXI.getOperand(2)->getType(),
2692          "Stored value type does not match pointer operand type!", &CXI, ElTy);
2693   visitInstruction(CXI);
2694 }
2695
2696 void Verifier::visitAtomicRMWInst(AtomicRMWInst &RMWI) {
2697   Assert(RMWI.getOrdering() != NotAtomic,
2698          "atomicrmw instructions must be atomic.", &RMWI);
2699   Assert(RMWI.getOrdering() != Unordered,
2700          "atomicrmw instructions cannot be unordered.", &RMWI);
2701   PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(RMWI.getOperand(0)->getType());
2702   Assert(PTy, "First atomicrmw operand must be a pointer.", &RMWI);
2703   Type *ElTy = PTy->getElementType();
2704   Assert(ElTy->isIntegerTy(), "atomicrmw operand must have integer type!",
2705          &RMWI, ElTy);
2706   unsigned Size = ElTy->getPrimitiveSizeInBits();
2707   Assert(Size >= 8 && !(Size & (Size - 1)),
2708          "atomicrmw operand must be power-of-two byte-sized integer", &RMWI,
2709          ElTy);
2710   Assert(ElTy == RMWI.getOperand(1)->getType(),
2711          "Argument value type does not match pointer operand type!", &RMWI,
2712          ElTy);
2713   Assert(AtomicRMWInst::FIRST_BINOP <= RMWI.getOperation() &&
2714              RMWI.getOperation() <= AtomicRMWInst::LAST_BINOP,
2715          "Invalid binary operation!", &RMWI);
2716   visitInstruction(RMWI);
2717 }
2718
2719 void Verifier::visitFenceInst(FenceInst &FI) {
2720   const AtomicOrdering Ordering = FI.getOrdering();
2721   Assert(Ordering == Acquire || Ordering == Release ||
2722              Ordering == AcquireRelease || Ordering == SequentiallyConsistent,
2723          "fence instructions may only have "
2724          "acquire, release, acq_rel, or seq_cst ordering.",
2725          &FI);
2726   visitInstruction(FI);
2727 }
2728
2729 void Verifier::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EVI) {
2730   Assert(ExtractValueInst::getIndexedType(EVI.getAggregateOperand()->getType(),
2731                                           EVI.getIndices()) == EVI.getType(),
2732          "Invalid ExtractValueInst operands!", &EVI);
2733
2734   visitInstruction(EVI);
2735 }
2736
2737 void Verifier::visitInsertValueInst(InsertValueInst &IVI) {
2738   Assert(ExtractValueInst::getIndexedType(IVI.getAggregateOperand()->getType(),
2739                                           IVI.getIndices()) ==
2740              IVI.getOperand(1)->getType(),
2741          "Invalid InsertValueInst operands!", &IVI);
2742
2743   visitInstruction(IVI);
2744 }
2745
2746 void Verifier::visitLandingPadInst(LandingPadInst &LPI) {
2747   BasicBlock *BB = LPI.getParent();
2748
2749   // The landingpad instruction is ill-formed if it doesn't have any clauses and
2750   // isn't a cleanup.
2751   Assert(LPI.getNumClauses() > 0 || LPI.isCleanup(),
2752          "LandingPadInst needs at least one clause or to be a cleanup.", &LPI);
2753
2754   // The landingpad instruction defines its parent as a landing pad block. The
2755   // landing pad block may be branched to only by the unwind edge of an invoke.
2756   for (pred_iterator I = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); I != E; ++I) {
2757     const InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>((*I)->getTerminator());
2758     Assert(II && II->getUnwindDest() == BB && II->getNormalDest() != BB,
2759            "Block containing LandingPadInst must be jumped to "
2760            "only by the unwind edge of an invoke.",
2761            &LPI);
2762   }
2763
2764   // The landingpad instruction must be the first non-PHI instruction in the
2765   // block.
2766   Assert(LPI.getParent()->getLandingPadInst() == &LPI,
2767          "LandingPadInst not the first non-PHI instruction in the block.",
2768          &LPI);
2769
2770   // The personality functions for all landingpad instructions within the same
2771   // function should match.
2772   if (PersonalityFn)
2773     Assert(LPI.getPersonalityFn() == PersonalityFn,
2774            "Personality function doesn't match others in function", &LPI);
2775   PersonalityFn = LPI.getPersonalityFn();
2776
2777   // All operands must be constants.
2778   Assert(isa<Constant>(PersonalityFn), "Personality function is not constant!",
2779          &LPI);
2780   for (unsigned i = 0, e = LPI.getNumClauses(); i < e; ++i) {
2781     Constant *Clause = LPI.getClause(i);
2782     if (LPI.isCatch(i)) {
2783       Assert(isa<PointerType>(Clause->getType()),
2784              "Catch operand does not have pointer type!", &LPI);
2785     } else {
2786       Assert(LPI.isFilter(i), "Clause is neither catch nor filter!", &LPI);
2787       Assert(isa<ConstantArray>(Clause) || isa<ConstantAggregateZero>(Clause),
2788              "Filter operand is not an array of constants!", &LPI);
2789     }
2790   }
2791
2792   visitInstruction(LPI);
2793 }
2794
2795 void Verifier::verifyDominatesUse(Instruction &I, unsigned i) {
2796   Instruction *Op = cast<Instruction>(I.getOperand(i));
2797   // If the we have an invalid invoke, don't try to compute the dominance.
2798   // We already reject it in the invoke specific checks and the dominance
2799   // computation doesn't handle multiple edges.
2800   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Op)) {
2801     if (II->getNormalDest() == II->getUnwindDest())
2802       return;
2803   }
2804
2805   const Use &U = I.getOperandUse(i);
2806   Assert(InstsInThisBlock.count(Op) || DT.dominates(Op, U),
2807          "Instruction does not dominate all uses!", Op, &I);
2808 }
2809
2810 /// verifyInstruction - Verify that an instruction is well formed.
2811 ///
2812 void Verifier::visitInstruction(Instruction &I) {
2813   BasicBlock *BB = I.getParent();
2814   Assert(BB, "Instruction not embedded in basic block!", &I);
2815
2816   if (!isa<PHINode>(I)) {   // Check that non-phi nodes are not self referential
2817     for (User *U : I.users()) {
2818       Assert(U != (User *)&I || !DT.isReachableFromEntry(BB),
2819              "Only PHI nodes may reference their own value!", &I);
2820     }
2821   }
2822
2823   // Check that void typed values don't have names
2824   Assert(!I.getType()->isVoidTy() || !I.hasName(),
2825          "Instruction has a name, but provides a void value!", &I);
2826
2827   // Check that the return value of the instruction is either void or a legal
2828   // value type.
2829   Assert(I.getType()->isVoidTy() || I.getType()->isFirstClassType(),
2830          "Instruction returns a non-scalar type!", &I);
2831
2832   // Check that the instruction doesn't produce metadata. Calls are already
2833   // checked against the callee type.
2834   Assert(!I.getType()->isMetadataTy() || isa<CallInst>(I) || isa<InvokeInst>(I),
2835          "Invalid use of metadata!", &I);
2836
2837   // Check that all uses of the instruction, if they are instructions
2838   // themselves, actually have parent basic blocks.  If the use is not an
2839   // instruction, it is an error!
2840   for (Use &U : I.uses()) {
2841     if (Instruction *Used = dyn_cast<Instruction>(U.getUser()))
2842       Assert(Used->getParent() != nullptr,
2843              "Instruction referencing"
2844              " instruction not embedded in a basic block!",
2845              &I, Used);
2846     else {
2847       CheckFailed("Use of instruction is not an instruction!", U);
2848       return;
2849     }
2850   }
2851
2852   for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i) {
2853     Assert(I.getOperand(i) != nullptr, "Instruction has null operand!", &I);
2854
2855     // Check to make sure that only first-class-values are operands to
2856     // instructions.
2857     if (!I.getOperand(i)->getType()->isFirstClassType()) {
2858       Assert(0, "Instruction operands must be first-class values!", &I);
2859     }
2860
2861     if (Function *F = dyn_cast<Function>(I.getOperand(i))) {
2862       // Check to make sure that the "address of" an intrinsic function is never
2863       // taken.
2864       Assert(
2865           !F->isIntrinsic() ||
2866               i == (isa<CallInst>(I) ? e - 1 : isa<InvokeInst>(I) ? e - 3 : 0),
2867           "Cannot take the address of an intrinsic!", &I);
2868       Assert(
2869           !F->isIntrinsic() || isa<CallInst>(I) ||
2870               F->getIntrinsicID() == Intrinsic::donothing ||
2871               F->getIntrinsicID() == Intrinsic::experimental_patchpoint_void ||
2872               F->getIntrinsicID() == Intrinsic::experimental_patchpoint_i64 ||
2873               F->getIntrinsicID() == Intrinsic::experimental_gc_statepoint,
2874           "Cannot invoke an intrinsinc other than"
2875           " donothing or patchpoint",
2876           &I);
2877       Assert(F->getParent() == M, "Referencing function in another module!",
2878              &I);
2879     } else if (BasicBlock *OpBB = dyn_cast<BasicBlock>(I.getOperand(i))) {
2880       Assert(OpBB->getParent() == BB->getParent(),
2881              "Referring to a basic block in another function!", &I);
2882     } else if (Argument *OpArg = dyn_cast<Argument>(I.getOperand(i))) {
2883       Assert(OpArg->getParent() == BB->getParent(),
2884              "Referring to an argument in another function!", &I);
2885     } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(I.getOperand(i))) {
2886       Assert(GV->getParent() == M, "Referencing global in another module!", &I);
2887     } else if (isa<Instruction>(I.getOperand(i))) {
2888       verifyDominatesUse(I, i);
2889     } else if (isa<InlineAsm>(I.getOperand(i))) {
2890       Assert((i + 1 == e && isa<CallInst>(I)) ||
2891                  (i + 3 == e && isa<InvokeInst>(I)),
2892              "Cannot take the address of an inline asm!", &I);
2893     } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(I.getOperand(i))) {
2894       if (CE->getType()->isPtrOrPtrVectorTy()) {
2895         // If we have a ConstantExpr pointer, we need to see if it came from an
2896         // illegal bitcast (inttoptr <constant int> )
2897         SmallVector<const ConstantExpr *, 4> Stack;
2898         SmallPtrSet<const ConstantExpr *, 4> Visited;
2899         Stack.push_back(CE);
2900
2901         while (!Stack.empty()) {
2902           const ConstantExpr *V = Stack.pop_back_val();
2903           if (!Visited.insert(V).second)
2904             continue;
2905
2906           VerifyConstantExprBitcastType(V);
2907
2908           for (unsigned I = 0, N = V->getNumOperands(); I != N; ++I) {
2909             if (ConstantExpr *Op = dyn_cast<ConstantExpr>(V->getOperand(I)))
2910               Stack.push_back(Op);
2911           }
2912         }
2913       }
2914     }
2915   }
2916
2917   if (MDNode *MD = I.getMetadata(LLVMContext::MD_fpmath)) {
2918     Assert(I.getType()->isFPOrFPVectorTy(),
2919            "fpmath requires a floating point result!", &I);
2920     Assert(MD->getNumOperands() == 1, "fpmath takes one operand!", &I);
2921     if (ConstantFP *CFP0 =
2922             mdconst::dyn_extract_or_null<ConstantFP>(MD->getOperand(0))) {
2923       APFloat Accuracy = CFP0->getValueAPF();
2924       Assert(Accuracy.isFiniteNonZero() && !Accuracy.isNegative(),
2925              "fpmath accuracy not a positive number!", &I);
2926     } else {
2927       Assert(false, "invalid fpmath accuracy!", &I);
2928     }
2929   }
2930
2931   if (MDNode *Range = I.getMetadata(LLVMContext::MD_range)) {
2932     Assert(isa<LoadInst>(I) || isa<CallInst>(I) || isa<InvokeInst>(I),
2933            "Ranges are only for loads, calls and invokes!", &I);
2934     visitRangeMetadata(I, Range, I.getType());
2935   }
2936
2937   if (I.getMetadata(LLVMContext::MD_nonnull)) {
2938     Assert(I.getType()->isPointerTy(), "nonnull applies only to pointer types",
2939            &I);
2940     Assert(isa<LoadInst>(I),
2941            "nonnull applies only to load instructions, use attributes"
2942            " for calls or invokes",
2943            &I);
2944   }
2945
2946   if (MDNode *N = I.getDebugLoc().getAsMDNode()) {
2947     Assert(isa<DILocation>(N), "invalid !dbg metadata attachment", &I, N);
2948     visitMDNode(*N);
2949   }
2950
2951   InstsInThisBlock.insert(&I);
2952 }
2953
2954 /// VerifyIntrinsicType - Verify that the specified type (which comes from an
2955 /// intrinsic argument or return value) matches the type constraints specified
2956 /// by the .td file (e.g. an "any integer" argument really is an integer).
2957 ///
2958 /// This return true on error but does not print a message.
2959 bool Verifier::VerifyIntrinsicType(Type *Ty,
2960                                    ArrayRef<Intrinsic::IITDescriptor> &Infos,
2961                                    SmallVectorImpl<Type*> &ArgTys) {
2962   using namespace Intrinsic;
2963
2964   // If we ran out of descriptors, there are too many arguments.
2965   if (Infos.empty()) return true;
2966   IITDescriptor D = Infos.front();
2967   Infos = Infos.slice(1);
2968
2969   switch (D.Kind) {
2970   case IITDescriptor::Void: return !Ty->isVoidTy();
2971   case IITDescriptor::VarArg: return true;
2972   case IITDescriptor::MMX:  return !Ty->isX86_MMXTy();
2973   case IITDescriptor::Metadata: return !Ty->isMetadataTy();
2974   case IITDescriptor::Half: return !Ty->isHalfTy();
2975   case IITDescriptor::Float: return !Ty->isFloatTy();
2976   case IITDescriptor::Double: return !Ty->isDoubleTy();
2977   case IITDescriptor::Integer: return !Ty->isIntegerTy(D.Integer_Width);
2978   case IITDescriptor::Vector: {
2979     VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(Ty);
2980     return !VT || VT->getNumElements() != D.Vector_Width ||
2981            VerifyIntrinsicType(VT->getElementType(), Infos, ArgTys);
2982   }
2983   case IITDescriptor::Pointer: {
2984     PointerType *PT = dyn_cast<PointerType>(Ty);
2985     return !PT || PT->getAddressSpace() != D.Pointer_AddressSpace ||
2986            VerifyIntrinsicType(PT->getElementType(), Infos, ArgTys);
2987   }
2988
2989   case IITDescriptor::Struct: {
2990     StructType *ST = dyn_cast<StructType>(Ty);
2991     if (!ST || ST->getNumElements() != D.Struct_NumElements)
2992       return true;
2993
2994     for (unsigned i = 0, e = D.Struct_NumElements; i != e; ++i)
2995       if (VerifyIntrinsicType(ST->getElementType(i), Infos, ArgTys))
2996         return true;
2997     return false;
2998   }
2999
3000   case IITDescriptor::Argument:
3001     // Two cases here - If this is the second occurrence of an argument, verify
3002     // that the later instance matches the previous instance.
3003     if (D.getArgumentNumber() < ArgTys.size())
3004       return Ty != ArgTys[D.getArgumentNumber()];
3005
3006     // Otherwise, if this is the first instance of an argument, record it and
3007     // verify the "Any" kind.
3008     assert(D.getArgumentNumber() == ArgTys.size() && "Table consistency error");
3009     ArgTys.push_back(Ty);
3010
3011     switch (D.getArgumentKind()) {
3012     case IITDescriptor::AK_Any:        return false; // Success
3013     case IITDescriptor::AK_AnyInteger: return !Ty->isIntOrIntVectorTy();
3014     case IITDescriptor::AK_AnyFloat:   return !Ty->isFPOrFPVectorTy();
3015     case IITDescriptor::AK_AnyVector:  return !isa<VectorType>(Ty);
3016     case IITDescriptor::AK_AnyPointer: return !isa<PointerType>(Ty);
3017     }
3018     llvm_unreachable("all argument kinds not covered");
3019
3020   case IITDescriptor::ExtendArgument: {
3021     // This may only be used when referring to a previous vector argument.
3022     if (D.getArgumentNumber() >= ArgTys.size())
3023       return true;
3024
3025     Type *NewTy = ArgTys[D.getArgumentNumber()];
3026     if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(NewTy))
3027       NewTy = VectorType::getExtendedElementVectorType(VTy);
3028     else if (IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(NewTy))
3029       NewTy = IntegerType::get(ITy->getContext(), 2 * ITy->getBitWidth());
3030     else
3031       return true;
3032
3033     return Ty != NewTy;
3034   }
3035   case IITDescriptor::TruncArgument: {
3036     // This may only be used when referring to a previous vector argument.
3037     if (D.getArgumentNumber() >= ArgTys.size())
3038       return true;
3039
3040     Type *NewTy = ArgTys[D.getArgumentNumber()];
3041     if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(NewTy))
3042       NewTy = VectorType::getTruncatedElementVectorType(VTy);
3043     else if (IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(NewTy))
3044       NewTy = IntegerType::get(ITy->getContext(), ITy->getBitWidth() / 2);
3045     else
3046       return true;
3047
3048     return Ty != NewTy;
3049   }
3050   case IITDescriptor::HalfVecArgument:
3051     // This may only be used when referring to a previous vector argument.
3052     return D.getArgumentNumber() >= ArgTys.size() ||
3053            !isa<VectorType>(ArgTys[D.getArgumentNumber()]) ||
3054            VectorType::getHalfElementsVectorType(
3055                          cast<VectorType>(ArgTys[D.getArgumentNumber()])) != Ty;
3056   case IITDescriptor::SameVecWidthArgument: {
3057     if (D.getArgumentNumber() >= ArgTys.size())
3058       return true;
3059     VectorType * ReferenceType =
3060       dyn_cast<VectorType>(ArgTys[D.getArgumentNumber()]);
3061     VectorType *ThisArgType = dyn_cast<VectorType>(Ty);
3062     if (!ThisArgType || !ReferenceType || 
3063         (ReferenceType->getVectorNumElements() !=
3064          ThisArgType->getVectorNumElements()))
3065       return true;
3066     return VerifyIntrinsicType(ThisArgType->getVectorElementType(),
3067                                Infos, ArgTys);
3068   }
3069   case IITDescriptor::PtrToArgument: {
3070     if (D.getArgumentNumber() >= ArgTys.size())
3071       return true;
3072     Type * ReferenceType = ArgTys[D.getArgumentNumber()];
3073     PointerType *ThisArgType = dyn_cast<PointerType>(Ty);
3074     return (!ThisArgType || ThisArgType->getElementType() != ReferenceType);
3075   }
3076   case IITDescriptor::VecOfPtrsToElt: {
3077     if (D.getArgumentNumber() >= ArgTys.size())
3078       return true;
3079     VectorType * ReferenceType =
3080       dyn_cast<VectorType> (ArgTys[D.getArgumentNumber()]);
3081     VectorType *ThisArgVecTy = dyn_cast<VectorType>(Ty);
3082     if (!ThisArgVecTy || !ReferenceType || 
3083         (ReferenceType->getVectorNumElements() !=
3084          ThisArgVecTy->getVectorNumElements()))
3085       return true;
3086     PointerType *ThisArgEltTy =
3087       dyn_cast<PointerType>(ThisArgVecTy->getVectorElementType());
3088     if (!ThisArgEltTy)
3089       return true;
3090     return ThisArgEltTy->getElementType() !=
3091            ReferenceType->getVectorElementType();
3092   }
3093   }
3094   llvm_unreachable("unhandled");
3095 }
3096
3097 /// \brief Verify if the intrinsic has variable arguments.
3098 /// This method is intended to be called after all the fixed arguments have been
3099 /// verified first.
3100 ///
3101 /// This method returns true on error and does not print an error message.
3102 bool
3103 Verifier::VerifyIntrinsicIsVarArg(bool isVarArg,
3104                                   ArrayRef<Intrinsic::IITDescriptor> &Infos) {
3105   using namespace Intrinsic;
3106
3107   // If there are no descriptors left, then it can't be a vararg.
3108   if (Infos.empty())
3109     return isVarArg;
3110
3111   // There should be only one descriptor remaining at this point.
3112   if (Infos.size() != 1)
3113     return true;
3114
3115   // Check and verify the descriptor.
3116   IITDescriptor D = Infos.front();
3117   Infos = Infos.slice(1);
3118   if (D.Kind == IITDescriptor::VarArg)
3119     return !isVarArg;
3120
3121   return true;
3122 }
3123
3124 /// visitIntrinsicFunction - Allow intrinsics to be verified in different ways.
3125 ///
3126 void Verifier::visitIntrinsicFunctionCall(Intrinsic::ID ID, CallInst &CI) {
3127   Function *IF = CI.getCalledFunction();
3128   Assert(IF->isDeclaration(), "Intrinsic functions should never be defined!",
3129          IF);
3130
3131   // Verify that the intrinsic prototype lines up with what the .td files
3132   // describe.
3133   FunctionType *IFTy = IF->getFunctionType();
3134   bool IsVarArg = IFTy->isVarArg();
3135
3136   SmallVector<Intrinsic::IITDescriptor, 8> Table;
3137   getIntrinsicInfoTableEntries(ID, Table);
3138   ArrayRef<Intrinsic::IITDescriptor> TableRef = Table;
3139
3140   SmallVector<Type *, 4> ArgTys;
3141   Assert(!VerifyIntrinsicType(IFTy->getReturnType(), TableRef, ArgTys),
3142          "Intrinsic has incorrect return type!", IF);
3143   for (unsigned i = 0, e = IFTy->getNumParams(); i != e; ++i)
3144     Assert(!VerifyIntrinsicType(IFTy->getParamType(i), TableRef, ArgTys),
3145            "Intrinsic has incorrect argument type!", IF);
3146
3147   // Verify if the intrinsic call matches the vararg property.
3148   if (IsVarArg)
3149     Assert(!VerifyIntrinsicIsVarArg(IsVarArg, TableRef),
3150            "Intrinsic was not defined with variable arguments!", IF);
3151   else
3152     Assert(!VerifyIntrinsicIsVarArg(IsVarArg, TableRef),
3153            "Callsite was not defined with variable arguments!", IF);
3154
3155   // All descriptors should be absorbed by now.
3156   Assert(TableRef.empty(), "Intrinsic has too few arguments!", IF);
3157
3158   // Now that we have the intrinsic ID and the actual argument types (and we
3159   // know they are legal for the intrinsic!) get the intrinsic name through the
3160   // usual means.  This allows us to verify the mangling of argument types into
3161   // the name.
3162   const std::string ExpectedName = Intrinsic::getName(ID, ArgTys);
3163   Assert(ExpectedName == IF->getName(),
3164          "Intrinsic name not mangled correctly for type arguments! "
3165          "Should be: " +
3166              ExpectedName,
3167          IF);
3168
3169   // If the intrinsic takes MDNode arguments, verify that they are either global
3170   // or are local to *this* function.
3171   for (unsigned i = 0, e = CI.getNumArgOperands(); i != e; ++i)
3172     if (auto *MD = dyn_cast<MetadataAsValue>(CI.getArgOperand(i)))
3173       visitMetadataAsValue(*MD, CI.getParent()->getParent());
3174
3175   switch (ID) {
3176   default:
3177     break;
3178   case Intrinsic::ctlz:  // llvm.ctlz
3179   case Intrinsic::cttz:  // llvm.cttz
3180     Assert(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(1)),
3181            "is_zero_undef argument of bit counting intrinsics must be a "
3182            "constant int",
3183            &CI);
3184     break;
3185   case Intrinsic::dbg_declare: // llvm.dbg.declare
3186     Assert(isa<MetadataAsValue>(CI.getArgOperand(0)),
3187            "invalid llvm.dbg.declare intrinsic call 1", &CI);
3188     visitDbgIntrinsic("declare", cast<DbgDeclareInst>(CI));
3189     break;
3190   case Intrinsic::dbg_value: // llvm.dbg.value
3191     visitDbgIntrinsic("value", cast<DbgValueInst>(CI));
3192     break;
3193   case Intrinsic::memcpy:
3194   case Intrinsic::memmove:
3195   case Intrinsic::memset: {
3196     ConstantInt *AlignCI = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getArgOperand(3));
3197     Assert(AlignCI,
3198            "alignment argument of memory intrinsics must be a constant int",
3199            &CI);
3200     const APInt &AlignVal = AlignCI->getValue();
3201     Assert(AlignCI->isZero() || AlignVal.isPowerOf2(),
3202            "alignment argument of memory intrinsics must be a power of 2", &CI);
3203     Assert(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(4)),
3204            "isvolatile argument of memory intrinsics must be a constant int",
3205            &CI);
3206     break;
3207   }
3208   case Intrinsic::gcroot:
3209   case Intrinsic::gcwrite:
3210   case Intrinsic::gcread:
3211     if (ID == Intrinsic::gcroot) {
3212       AllocaInst *AI =
3213         dyn_cast<AllocaInst>(CI.getArgOperand(0)->stripPointerCasts());
3214       Assert(AI, "llvm.gcroot parameter #1 must be an alloca.", &CI);
3215       Assert(isa<Constant>(CI.getArgOperand(1)),
3216              "llvm.gcroot parameter #2 must be a constant.", &CI);
3217       if (!AI->getAllocatedType()->isPointerTy()) {
3218         Assert(!isa<ConstantPointerNull>(CI.getArgOperand(1)),
3219                "llvm.gcroot parameter #1 must either be a pointer alloca, "
3220                "or argument #2 must be a non-null constant.",
3221                &CI);
3222       }
3223     }
3224
3225     Assert(CI.getParent()->getParent()->hasGC(),
3226            "Enclosing function does not use GC.", &CI);
3227     break;
3228   case Intrinsic::init_trampoline:
3229     Assert(isa<Function>(CI.getArgOperand(1)->stripPointerCasts()),
3230            "llvm.init_trampoline parameter #2 must resolve to a function.",
3231            &CI);
3232     break;
3233   case Intrinsic::prefetch:
3234     Assert(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(1)) &&
3235                isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(2)) &&
3236                cast<ConstantInt>(CI.getArgOperand(1))->getZExtValue() < 2 &&
3237                cast<ConstantInt>(CI.getArgOperand(2))->getZExtValue() < 4,
3238            "invalid arguments to llvm.prefetch", &CI);
3239     break;
3240   case Intrinsic::stackprotector:
3241     Assert(isa<AllocaInst>(CI.getArgOperand(1)->stripPointerCasts()),
3242            "llvm.stackprotector parameter #2 must resolve to an alloca.", &CI);
3243     break;
3244   case Intrinsic::lifetime_start:
3245   case Intrinsic::lifetime_end:
3246   case Intrinsic::invariant_start:
3247     Assert(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(0)),
3248            "size argument of memory use markers must be a constant integer",
3249            &CI);
3250     break;
3251   case Intrinsic::invariant_end:
3252     Assert(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(1)),
3253            "llvm.invariant.end parameter #2 must be a constant integer", &CI);
3254     break;
3255
3256   case Intrinsic::frameescape: {
3257     BasicBlock *BB = CI.getParent();
3258     Assert(BB == &BB->getParent()->front(),
3259            "llvm.frameescape used outside of entry block", &CI);
3260     Assert(!SawFrameEscape,
3261            "multiple calls to llvm.frameescape in one function", &CI);
3262     for (Value *Arg : CI.arg_operands()) {
3263       if (isa<ConstantPointerNull>(Arg))
3264         continue; // Null values are allowed as placeholders.
3265       auto *AI = dyn_cast<AllocaInst>(Arg->stripPointerCasts());
3266       Assert(AI && AI->isStaticAlloca(),
3267              "llvm.frameescape only accepts static allocas", &CI);
3268     }
3269     FrameEscapeInfo[BB->getParent()].first = CI.getNumArgOperands();
3270     SawFrameEscape = true;
3271     break;
3272   }
3273   case Intrinsic::framerecover: {
3274     Value *FnArg = CI.getArgOperand(0)->stripPointerCasts();
3275     Function *Fn = dyn_cast<Function>(FnArg);
3276     Assert(Fn && !Fn->isDeclaration(),
3277            "llvm.framerecover first "
3278            "argument must be function defined in this module",
3279            &CI);
3280     auto *IdxArg = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getArgOperand(2));
3281     Assert(IdxArg, "idx argument of llvm.framerecover must be a constant int",
3282            &CI);
3283     auto &Entry = FrameEscapeInfo[Fn];
3284     Entry.second = unsigned(
3285         std::max(uint64_t(Entry.second), IdxArg->getLimitedValue(~0U) + 1));
3286     break;
3287   }
3288
3289   case Intrinsic::experimental_gc_statepoint:
3290     Assert(!CI.isInlineAsm(),
3291            "gc.statepoint support for inline assembly unimplemented", &CI);
3292     Assert(CI.getParent()->getParent()->hasGC(),
3293            "Enclosing function does not use GC.", &CI);
3294
3295     VerifyStatepoint(ImmutableCallSite(&CI));
3296     break;
3297   case Intrinsic::experimental_gc_result_int:
3298   case Intrinsic::experimental_gc_result_float:
3299   case Intrinsic::experimental_gc_result_ptr:
3300   case Intrinsic::experimental_gc_result: {
3301     Assert(CI.getParent()->getParent()->hasGC(),
3302            "Enclosing function does not use GC.", &CI);
3303     // Are we tied to a statepoint properly?
3304     CallSite StatepointCS(CI.getArgOperand(0));
3305     const Function *StatepointFn =
3306       StatepointCS.getInstruction() ? StatepointCS.getCalledFunction() : nullptr;
3307     Assert(StatepointFn && StatepointFn->isDeclaration() &&
3308                StatepointFn->getIntrinsicID() ==
3309                    Intrinsic::experimental_gc_statepoint,
3310            "gc.result operand #1 must be from a statepoint", &CI,
3311            CI.getArgOperand(0));
3312
3313     // Assert that result type matches wrapped callee.
3314     const Value *Target = StatepointCS.getArgument(2);
3315     const PointerType *PT = cast<PointerType>(Target->getType());
3316     const FunctionType *TargetFuncType =
3317       cast<FunctionType>(PT->getElementType());
3318     Assert(CI.getType() == TargetFuncType->getReturnType(),
3319            "gc.result result type does not match wrapped callee", &CI);
3320     break;
3321   }
3322   case Intrinsic::experimental_gc_relocate: {
3323     Assert(CI.getNumArgOperands() == 3, "wrong number of arguments", &CI);
3324
3325     // Check that this relocate is correctly tied to the statepoint
3326
3327     // This is case for relocate on the unwinding path of an invoke statepoint
3328     if (ExtractValueInst *ExtractValue =
3329           dyn_cast<ExtractValueInst>(CI.getArgOperand(0))) {
3330       Assert(isa<LandingPadInst>(ExtractValue->getAggregateOperand()),
3331              "gc relocate on unwind path incorrectly linked to the statepoint",
3332              &CI);
3333
3334       const BasicBlock *InvokeBB =
3335         ExtractValue->getParent()->getUniquePredecessor();
3336
3337       // Landingpad relocates should have only one predecessor with invoke
3338       // statepoint terminator
3339       Assert(InvokeBB, "safepoints should have unique landingpads",
3340              ExtractValue->getParent());
3341       Assert(InvokeBB->getTerminator(), "safepoint block should be well formed",
3342              InvokeBB);
3343       Assert(isStatepoint(InvokeBB->getTerminator()),
3344              "gc relocate should be linked to a statepoint", InvokeBB);
3345     }
3346     else {
3347       // In all other cases relocate should be tied to the statepoint directly.
3348       // This covers relocates on a normal return path of invoke statepoint and
3349       // relocates of a call statepoint
3350       auto Token = CI.getArgOperand(0);
3351       Assert(isa<Instruction>(Token) && isStatepoint(cast<Instruction>(Token)),
3352              "gc relocate is incorrectly tied to the statepoint", &CI, Token);
3353     }
3354
3355     // Verify rest of the relocate arguments
3356
3357     GCRelocateOperands Ops(&CI);
3358     ImmutableCallSite StatepointCS(Ops.getStatepoint());
3359
3360     // Both the base and derived must be piped through the safepoint
3361     Value* Base = CI.getArgOperand(1);
3362     Assert(isa<ConstantInt>(Base),
3363            "gc.relocate operand #2 must be integer offset", &CI);
3364
3365     Value* Derived = CI.getArgOperand(2);
3366     Assert(isa<ConstantInt>(Derived),
3367            "gc.relocate operand #3 must be integer offset", &CI);
3368
3369     const int BaseIndex = cast<ConstantInt>(Base)->getZExtValue();
3370     const int DerivedIndex = cast<ConstantInt>(Derived)->getZExtValue();
3371     // Check the bounds
3372     Assert(0 <= BaseIndex && BaseIndex < (int)StatepointCS.arg_size(),
3373            "gc.relocate: statepoint base index out of bounds", &CI);
3374     Assert(0 <= DerivedIndex && DerivedIndex < (int)StatepointCS.arg_size(),
3375            "gc.relocate: statepoint derived index out of bounds", &CI);
3376
3377     // Check that BaseIndex and DerivedIndex fall within the 'gc parameters'
3378     // section of the statepoint's argument
3379     Assert(StatepointCS.arg_size() > 0,
3380            "gc.statepoint: insufficient arguments");
3381     Assert(isa<ConstantInt>(StatepointCS.getArgument(3)),
3382            "gc.statement: number of call arguments must be constant integer");
3383     const unsigned NumCallArgs =
3384         cast<ConstantInt>(StatepointCS.getArgument(3))->getZExtValue();
3385     Assert(StatepointCS.arg_size() > NumCallArgs + 5,
3386            "gc.statepoint: mismatch in number of call arguments");
3387     Assert(isa<ConstantInt>(StatepointCS.getArgument(NumCallArgs + 5)),
3388            "gc.statepoint: number of transition arguments must be "
3389            "a constant integer");
3390     const int NumTransitionArgs =
3391         cast<ConstantInt>(StatepointCS.getArgument(NumCallArgs + 5))
3392             ->getZExtValue();
3393     const int DeoptArgsStart = 4 + NumCallArgs + 1 + NumTransitionArgs + 1;
3394     Assert(isa<ConstantInt>(StatepointCS.getArgument(DeoptArgsStart)),
3395            "gc.statepoint: number of deoptimization arguments must be "
3396            "a constant integer");
3397     const int NumDeoptArgs =
3398       cast<ConstantInt>(StatepointCS.getArgument(DeoptArgsStart))->getZExtValue();
3399     const int GCParamArgsStart = DeoptArgsStart + 1 + NumDeoptArgs;
3400     const int GCParamArgsEnd = StatepointCS.arg_size();
3401     Assert(GCParamArgsStart <= BaseIndex && BaseIndex < GCParamArgsEnd,
3402            "gc.relocate: statepoint base index doesn't fall within the "
3403            "'gc parameters' section of the statepoint call",
3404            &CI);
3405     Assert(GCParamArgsStart <= DerivedIndex && DerivedIndex < GCParamArgsEnd,
3406            "gc.relocate: statepoint derived index doesn't fall within the "
3407            "'gc parameters' section of the statepoint call",
3408            &CI);
3409
3410     // gc_relocate does not need to be the same type as the relocated pointer.
3411     // It can casted to the correct type later if it's desired
3412     break;
3413   }
3414   };
3415 }
3416
3417 /// \brief Carefully grab the subprogram from a local scope.
3418 ///
3419 /// This carefully grabs the subprogram from a local scope, avoiding the
3420 /// built-in assertions that would typically fire.
3421 static DISubprogram *getSubprogram(Metadata *LocalScope) {
3422   if (!LocalScope)
3423     return nullptr;
3424
3425   if (auto *SP = dyn_cast<DISubprogram>(LocalScope))
3426     return SP;
3427
3428   if (auto *LB = dyn_cast<DILexicalBlockBase>(LocalScope))
3429     return getSubprogram(LB->getRawScope());
3430
3431   // Just return null; broken scope chains are checked elsewhere.
3432   assert(!isa<DILocalScope>(LocalScope) && "Unknown type of local scope");
3433   return nullptr;
3434 }
3435
3436 template <class DbgIntrinsicTy>
3437 void Verifier::visitDbgIntrinsic(StringRef Kind, DbgIntrinsicTy &DII) {
3438   auto *MD = cast<MetadataAsValue>(DII.getArgOperand(0))->getMetadata();
3439   Assert(isa<ValueAsMetadata>(MD) ||
3440              (isa<MDNode>(MD) && !cast<MDNode>(MD)->getNumOperands()),
3441          "invalid llvm.dbg." + Kind + " intrinsic address/value", &DII, MD);
3442   Assert(isa<DILocalVariable>(DII.getRawVariable()),
3443          "invalid llvm.dbg." + Kind + " intrinsic variable", &DII,
3444          DII.getRawVariable());
3445   Assert(isa<DIExpression>(DII.getRawExpression()),
3446          "invalid llvm.dbg." + Kind + " intrinsic expression", &DII,
3447          DII.getRawExpression());
3448
3449   // Ignore broken !dbg attachments; they're checked elsewhere.
3450   if (MDNode *N = DII.getDebugLoc().getAsMDNode())
3451     if (!isa<DILocation>(N))
3452       return;
3453
3454   BasicBlock *BB = DII.getParent();
3455   Function *F = BB ? BB->getParent() : nullptr;
3456
3457   // The scopes for variables and !dbg attachments must agree.
3458   DILocalVariable *Var = DII.getVariable();
3459   DILocation *Loc = DII.getDebugLoc();
3460   Assert(Loc, "llvm.dbg." + Kind + " intrinsic requires a !dbg attachment",
3461          &DII, BB, F);
3462
3463   DISubprogram *VarSP = getSubprogram(Var->getRawScope());
3464   DISubprogram *LocSP = getSubprogram(Loc->getRawScope());
3465   if (!VarSP || !LocSP)
3466     return; // Broken scope chains are checked elsewhere.
3467
3468   Assert(VarSP == LocSP, "mismatched subprogram between llvm.dbg." + Kind +
3469                              " variable and !dbg attachment",
3470          &DII, BB, F, Var, Var->getScope()->getSubprogram(), Loc,
3471          Loc->getScope()->getSubprogram());
3472 }
3473
3474 template <class MapTy>
3475 static uint64_t getVariableSize(const DILocalVariable &V, const MapTy &Map) {
3476   // Be careful of broken types (checked elsewhere).
3477   const Metadata *RawType = V.getRawType();
3478   while (RawType) {
3479     // Try to get the size directly.
3480     if (auto *T = dyn_cast<DIType>(RawType))
3481       if (uint64_t Size = T->getSizeInBits())
3482         return Size;
3483
3484     if (auto *DT = dyn_cast<DIDerivedType>(RawType)) {
3485       // Look at the base type.
3486       RawType = DT->getRawBaseType();
3487       continue;
3488     }
3489
3490     if (auto *S = dyn_cast<MDString>(RawType)) {
3491       // Don't error on missing types (checked elsewhere).
3492       RawType = Map.lookup(S);
3493       continue;
3494     }
3495
3496     // Missing type or size.
3497     break;
3498   }
3499
3500   // Fail gracefully.
3501   return 0;
3502 }
3503
3504 template <class MapTy>
3505 void Verifier::verifyBitPieceExpression(const DbgInfoIntrinsic &I,
3506                                         const MapTy &TypeRefs) {
3507   DILocalVariable *V;
3508   DIExpression *E;
3509   if (auto *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(&I)) {
3510     V = dyn_cast_or_null<DILocalVariable>(DVI->getRawVariable());
3511     E = dyn_cast_or_null<DIExpression>(DVI->getRawExpression());
3512   } else {
3513     auto *DDI = cast<DbgDeclareInst>(&I);
3514     V = dyn_cast_or_null<DILocalVariable>(DDI->getRawVariable());
3515     E = dyn_cast_or_null<DIExpression>(DDI->getRawExpression());
3516   }
3517
3518   // We don't know whether this intrinsic verified correctly.
3519   if (!V || !E || !E->isValid())
3520     return;
3521
3522   // Nothing to do if this isn't a bit piece expression.
3523   if (!E->isBitPiece())
3524     return;
3525
3526   // The frontend helps out GDB by emitting the members of local anonymous
3527   // unions as artificial local variables with shared storage. When SROA splits
3528   // the storage for artificial local variables that are smaller than the entire
3529   // union, the overhang piece will be outside of the allotted space for the
3530   // variable and this check fails.
3531   // FIXME: Remove this check as soon as clang stops doing this; it hides bugs.
3532   if (V->isArtificial())
3533     return;
3534
3535   // If there's no size, the type is broken, but that should be checked
3536   // elsewhere.
3537   uint64_t VarSize = getVariableSize(*V, TypeRefs);
3538   if (!VarSize)
3539     return;
3540
3541   unsigned PieceSize = E->getBitPieceSize();
3542   unsigned PieceOffset = E->getBitPieceOffset();
3543   Assert(PieceSize + PieceOffset <= VarSize,
3544          "piece is larger than or outside of variable", &I, V, E);
3545   Assert(PieceSize != VarSize, "piece covers entire variable", &I, V, E);
3546 }
3547
3548 void Verifier::visitUnresolvedTypeRef(const MDString *S, const MDNode *N) {
3549   // This is in its own function so we get an error for each bad type ref (not
3550   // just the first).
3551   Assert(false, "unresolved type ref", S, N);
3552 }
3553
3554 void Verifier::verifyTypeRefs() {
3555   auto *CUs = M->getNamedMetadata("llvm.dbg.cu");
3556   if (!CUs)
3557     return;
3558
3559   // Visit all the compile units again to map the type references.
3560   SmallDenseMap<const MDString *, const DIType *, 32> TypeRefs;
3561   for (auto *CU : CUs->operands())
3562     if (auto Ts = cast<DICompileUnit>(CU)->getRetainedTypes())
3563       for (DIType *Op : Ts)
3564         if (auto *T = dyn_cast<DICompositeType>(Op))
3565           if (auto *S = T->getRawIdentifier()) {
3566             UnresolvedTypeRefs.erase(S);
3567             TypeRefs.insert(std::make_pair(S, T));
3568           }
3569
3570   // Verify debug info intrinsic bit piece expressions.  This needs a second
3571   // pass through the intructions, since we haven't built TypeRefs yet when
3572   // verifying functions, and simply queuing the DbgInfoIntrinsics to evaluate
3573   // later/now would queue up some that could be later deleted.
3574   for (const Function &F : *M)
3575     for (const BasicBlock &BB : F)
3576       for (const Instruction &I : BB)
3577         if (auto *DII = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(&I))
3578           verifyBitPieceExpression(*DII, TypeRefs);
3579
3580   // Return early if all typerefs were resolved.
3581   if (UnresolvedTypeRefs.empty())
3582     return;
3583
3584   // Sort the unresolved references by name so the output is deterministic.
3585   typedef std::pair<const MDString *, const MDNode *> TypeRef;
3586   SmallVector<TypeRef, 32> Unresolved(UnresolvedTypeRefs.begin(),
3587                                       UnresolvedTypeRefs.end());
3588   std::sort(Unresolved.begin(), Unresolved.end(),
3589             [](const TypeRef &LHS, const TypeRef &RHS) {
3590     return LHS.first->getString() < RHS.first->getString();
3591   });
3592
3593   // Visit the unresolved refs (printing out the errors).
3594   for (const TypeRef &TR : Unresolved)
3595     visitUnresolvedTypeRef(TR.first, TR.second);
3596 }
3597
3598 //===----------------------------------------------------------------------===//
3599 //  Implement the public interfaces to this file...
3600 //===----------------------------------------------------------------------===//
3601
3602 bool llvm::verifyFunction(const Function &f, raw_ostream *OS) {
3603   Function &F = const_cast<Function &>(f);
3604   assert(!F.isDeclaration() && "Cannot verify external functions");
3605
3606   raw_null_ostream NullStr;
3607   Verifier V(OS ? *OS : NullStr);
3608
3609   // Note that this function's return value is inverted from what you would
3610   // expect of a function called "verify".
3611   return !V.verify(F);
3612 }
3613
3614 bool llvm::verifyModule(const Module &M, raw_ostream *OS) {
3615   raw_null_ostream NullStr;
3616   Verifier V(OS ? *OS : NullStr);
3617
3618   bool Broken = false;
3619   for (Module::const_iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
3620     if (!I->isDeclaration() && !I->isMaterializable())
3621       Broken |= !V.verify(*I);
3622
3623   // Note that this function's return value is inverted from what you would
3624   // expect of a function called "verify".
3625   return !V.verify(M) || Broken;
3626 }
3627
3628 namespace {
3629 struct VerifierLegacyPass : public FunctionPass {
3630   static char ID;
3631
3632   Verifier V;
3633   bool FatalErrors;
3634
3635   VerifierLegacyPass() : FunctionPass(ID), V(dbgs()), FatalErrors(true) {
3636     initializeVerifierLegacyPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
3637   }
3638   explicit VerifierLegacyPass(bool FatalErrors)
3639       : FunctionPass(ID), V(dbgs()), FatalErrors(FatalErrors) {
3640     initializeVerifierLegacyPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
3641   }
3642
3643   bool runOnFunction(Function &F) override {
3644     if (!V.verify(F) && FatalErrors)
3645       report_fatal_error("Broken function found, compilation aborted!");
3646
3647     return false;
3648   }
3649
3650   bool doFinalization(Module &M) override {
3651     if (!V.verify(M) && FatalErrors)
3652       report_fatal_error("Broken module found, compilation aborted!");
3653
3654     return false;
3655   }
3656
3657   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
3658     AU.setPreservesAll();
3659   }
3660 };
3661 }
3662
3663 char VerifierLegacyPass::ID = 0;
3664 INITIALIZE_PASS(VerifierLegacyPass, "verify", "Module Verifier", false, false)
3665
3666 FunctionPass *llvm::createVerifierPass(bool FatalErrors) {
3667   return new VerifierLegacyPass(FatalErrors);
3668 }
3669
3670 PreservedAnalyses VerifierPass::run(Module &M) {
3671   if (verifyModule(M, &dbgs()) && FatalErrors)
3672     report_fatal_error("Broken module found, compilation aborted!");
3673
3674   return PreservedAnalyses::all();
3675 }
3676
3677 PreservedAnalyses VerifierPass::run(Function &F) {
3678   if (verifyFunction(F, &dbgs()) && FatalErrors)
3679     report_fatal_error("Broken function found, compilation aborted!");
3680
3681   return PreservedAnalyses::all();
3682 }