[IR] Add verifier support for llvm.module.flags.
[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/Analysis/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/Analysis/Dominators.h"
55 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
56 #include "llvm/IR/CallingConv.h"
57 #include "llvm/IR/Constants.h"
58 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
59 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
60 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
61 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
62 #include "llvm/IR/Metadata.h"
63 #include "llvm/IR/Module.h"
64 #include "llvm/InstVisitor.h"
65 #include "llvm/Pass.h"
66 #include "llvm/PassManager.h"
67 #include "llvm/Support/CFG.h"
68 #include "llvm/Support/CallSite.h"
69 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
70 #include "llvm/Support/Debug.h"
71 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
72 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
73 #include <algorithm>
74 #include <cstdarg>
75 using namespace llvm;
76
77 namespace {  // Anonymous namespace for class
78   struct PreVerifier : public FunctionPass {
79     static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
80
81     PreVerifier() : FunctionPass(ID) {
82       initializePreVerifierPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
83     }
84
85     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
86       AU.setPreservesAll();
87     }
88
89     // Check that the prerequisites for successful DominatorTree construction
90     // are satisfied.
91     bool runOnFunction(Function &F) {
92       bool Broken = false;
93
94       for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I) {
95         if (I->empty() || !I->back().isTerminator()) {
96           dbgs() << "Basic Block in function '" << F.getName() 
97                  << "' does not have terminator!\n";
98           WriteAsOperand(dbgs(), I, true);
99           dbgs() << "\n";
100           Broken = true;
101         }
102       }
103
104       if (Broken)
105         report_fatal_error("Broken module, no Basic Block terminator!");
106
107       return false;
108     }
109   };
110 }
111
112 char PreVerifier::ID = 0;
113 INITIALIZE_PASS(PreVerifier, "preverify", "Preliminary module verification", 
114                 false, false)
115 static char &PreVerifyID = PreVerifier::ID;
116
117 namespace {
118   struct Verifier : public FunctionPass, public InstVisitor<Verifier> {
119     static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
120     bool Broken;          // Is this module found to be broken?
121     VerifierFailureAction action;
122                           // What to do if verification fails.
123     Module *Mod;          // Module we are verifying right now
124     LLVMContext *Context; // Context within which we are verifying
125     DominatorTree *DT;    // Dominator Tree, caution can be null!
126
127     std::string Messages;
128     raw_string_ostream MessagesStr;
129
130     /// InstInThisBlock - when verifying a basic block, keep track of all of the
131     /// instructions we have seen so far.  This allows us to do efficient
132     /// dominance checks for the case when an instruction has an operand that is
133     /// an instruction in the same block.
134     SmallPtrSet<Instruction*, 16> InstsInThisBlock;
135
136     /// MDNodes - keep track of the metadata nodes that have been checked
137     /// already.
138     SmallPtrSet<MDNode *, 32> MDNodes;
139
140     /// PersonalityFn - The personality function referenced by the
141     /// LandingPadInsts. All LandingPadInsts within the same function must use
142     /// the same personality function.
143     const Value *PersonalityFn;
144
145     Verifier()
146       : FunctionPass(ID), Broken(false),
147         action(AbortProcessAction), Mod(0), Context(0), DT(0),
148         MessagesStr(Messages), PersonalityFn(0) {
149       initializeVerifierPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
150     }
151     explicit Verifier(VerifierFailureAction ctn)
152       : FunctionPass(ID), Broken(false), action(ctn), Mod(0),
153         Context(0), DT(0), MessagesStr(Messages), PersonalityFn(0) {
154       initializeVerifierPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
155     }
156
157     bool doInitialization(Module &M) {
158       Mod = &M;
159       Context = &M.getContext();
160
161       // We must abort before returning back to the pass manager, or else the
162       // pass manager may try to run other passes on the broken module.
163       return abortIfBroken();
164     }
165
166     bool runOnFunction(Function &F) {
167       // Get dominator information if we are being run by PassManager
168       DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
169
170       Mod = F.getParent();
171       if (!Context) Context = &F.getContext();
172
173       visit(F);
174       InstsInThisBlock.clear();
175       PersonalityFn = 0;
176
177       // We must abort before returning back to the pass manager, or else the
178       // pass manager may try to run other passes on the broken module.
179       return abortIfBroken();
180     }
181
182     bool doFinalization(Module &M) {
183       // Scan through, checking all of the external function's linkage now...
184       for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I) {
185         visitGlobalValue(*I);
186
187         // Check to make sure function prototypes are okay.
188         if (I->isDeclaration()) visitFunction(*I);
189       }
190
191       for (Module::global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end(); 
192            I != E; ++I)
193         visitGlobalVariable(*I);
194
195       for (Module::alias_iterator I = M.alias_begin(), E = M.alias_end(); 
196            I != E; ++I)
197         visitGlobalAlias(*I);
198
199       for (Module::named_metadata_iterator I = M.named_metadata_begin(),
200            E = M.named_metadata_end(); I != E; ++I)
201         visitNamedMDNode(*I);
202
203       visitModuleFlags(M);
204
205       // If the module is broken, abort at this time.
206       return abortIfBroken();
207     }
208
209     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
210       AU.setPreservesAll();
211       AU.addRequiredID(PreVerifyID);
212       AU.addRequired<DominatorTree>();
213     }
214
215     /// abortIfBroken - If the module is broken and we are supposed to abort on
216     /// this condition, do so.
217     ///
218     bool abortIfBroken() {
219       if (!Broken) return false;
220       MessagesStr << "Broken module found, ";
221       switch (action) {
222       case AbortProcessAction:
223         MessagesStr << "compilation aborted!\n";
224         dbgs() << MessagesStr.str();
225         // Client should choose different reaction if abort is not desired
226         abort();
227       case PrintMessageAction:
228         MessagesStr << "verification continues.\n";
229         dbgs() << MessagesStr.str();
230         return false;
231       case ReturnStatusAction:
232         MessagesStr << "compilation terminated.\n";
233         return true;
234       }
235       llvm_unreachable("Invalid action");
236     }
237
238
239     // Verification methods...
240     void visitGlobalValue(GlobalValue &GV);
241     void visitGlobalVariable(GlobalVariable &GV);
242     void visitGlobalAlias(GlobalAlias &GA);
243     void visitNamedMDNode(NamedMDNode &NMD);
244     void visitMDNode(MDNode &MD, Function *F);
245     void visitModuleFlags(Module &M);
246     void visitModuleFlag(MDNode *Op, SmallSetVector<MDString*, 16> &SeenIDs);
247     void visitFunction(Function &F);
248     void visitBasicBlock(BasicBlock &BB);
249     using InstVisitor<Verifier>::visit;
250
251     void visit(Instruction &I);
252
253     void visitTruncInst(TruncInst &I);
254     void visitZExtInst(ZExtInst &I);
255     void visitSExtInst(SExtInst &I);
256     void visitFPTruncInst(FPTruncInst &I);
257     void visitFPExtInst(FPExtInst &I);
258     void visitFPToUIInst(FPToUIInst &I);
259     void visitFPToSIInst(FPToSIInst &I);
260     void visitUIToFPInst(UIToFPInst &I);
261     void visitSIToFPInst(SIToFPInst &I);
262     void visitIntToPtrInst(IntToPtrInst &I);
263     void visitPtrToIntInst(PtrToIntInst &I);
264     void visitBitCastInst(BitCastInst &I);
265     void visitPHINode(PHINode &PN);
266     void visitBinaryOperator(BinaryOperator &B);
267     void visitICmpInst(ICmpInst &IC);
268     void visitFCmpInst(FCmpInst &FC);
269     void visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
270     void visitInsertElementInst(InsertElementInst &EI);
271     void visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &EI);
272     void visitVAArgInst(VAArgInst &VAA) { visitInstruction(VAA); }
273     void visitCallInst(CallInst &CI);
274     void visitInvokeInst(InvokeInst &II);
275     void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
276     void visitLoadInst(LoadInst &LI);
277     void visitStoreInst(StoreInst &SI);
278     void verifyDominatesUse(Instruction &I, unsigned i);
279     void visitInstruction(Instruction &I);
280     void visitTerminatorInst(TerminatorInst &I);
281     void visitBranchInst(BranchInst &BI);
282     void visitReturnInst(ReturnInst &RI);
283     void visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
284     void visitIndirectBrInst(IndirectBrInst &BI);
285     void visitSelectInst(SelectInst &SI);
286     void visitUserOp1(Instruction &I);
287     void visitUserOp2(Instruction &I) { visitUserOp1(I); }
288     void visitIntrinsicFunctionCall(Intrinsic::ID ID, CallInst &CI);
289     void visitAtomicCmpXchgInst(AtomicCmpXchgInst &CXI);
290     void visitAtomicRMWInst(AtomicRMWInst &RMWI);
291     void visitFenceInst(FenceInst &FI);
292     void visitAllocaInst(AllocaInst &AI);
293     void visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EVI);
294     void visitInsertValueInst(InsertValueInst &IVI);
295     void visitLandingPadInst(LandingPadInst &LPI);
296
297     void VerifyCallSite(CallSite CS);
298     bool PerformTypeCheck(Intrinsic::ID ID, Function *F, Type *Ty,
299                           int VT, unsigned ArgNo, std::string &Suffix);
300     bool VerifyIntrinsicType(Type *Ty,
301                              ArrayRef<Intrinsic::IITDescriptor> &Infos,
302                              SmallVectorImpl<Type*> &ArgTys);
303     void VerifyParameterAttrs(Attribute Attrs, Type *Ty,
304                               bool isReturnValue, const Value *V);
305     void VerifyFunctionAttrs(FunctionType *FT, const AttributeSet &Attrs,
306                              const Value *V);
307
308     void WriteValue(const Value *V) {
309       if (!V) return;
310       if (isa<Instruction>(V)) {
311         MessagesStr << *V << '\n';
312       } else {
313         WriteAsOperand(MessagesStr, V, true, Mod);
314         MessagesStr << '\n';
315       }
316     }
317
318     void WriteType(Type *T) {
319       if (!T) return;
320       MessagesStr << ' ' << *T;
321     }
322
323
324     // CheckFailed - A check failed, so print out the condition and the message
325     // that failed.  This provides a nice place to put a breakpoint if you want
326     // to see why something is not correct.
327     void CheckFailed(const Twine &Message,
328                      const Value *V1 = 0, const Value *V2 = 0,
329                      const Value *V3 = 0, const Value *V4 = 0) {
330       MessagesStr << Message.str() << "\n";
331       WriteValue(V1);
332       WriteValue(V2);
333       WriteValue(V3);
334       WriteValue(V4);
335       Broken = true;
336     }
337
338     void CheckFailed(const Twine &Message, const Value *V1,
339                      Type *T2, const Value *V3 = 0) {
340       MessagesStr << Message.str() << "\n";
341       WriteValue(V1);
342       WriteType(T2);
343       WriteValue(V3);
344       Broken = true;
345     }
346
347     void CheckFailed(const Twine &Message, Type *T1,
348                      Type *T2 = 0, Type *T3 = 0) {
349       MessagesStr << Message.str() << "\n";
350       WriteType(T1);
351       WriteType(T2);
352       WriteType(T3);
353       Broken = true;
354     }
355   };
356 } // End anonymous namespace
357
358 char Verifier::ID = 0;
359 INITIALIZE_PASS_BEGIN(Verifier, "verify", "Module Verifier", false, false)
360 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(PreVerifier)
361 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTree)
362 INITIALIZE_PASS_END(Verifier, "verify", "Module Verifier", false, false)
363
364 // Assert - We know that cond should be true, if not print an error message.
365 #define Assert(C, M) \
366   do { if (!(C)) { CheckFailed(M); return; } } while (0)
367 #define Assert1(C, M, V1) \
368   do { if (!(C)) { CheckFailed(M, V1); return; } } while (0)
369 #define Assert2(C, M, V1, V2) \
370   do { if (!(C)) { CheckFailed(M, V1, V2); return; } } while (0)
371 #define Assert3(C, M, V1, V2, V3) \
372   do { if (!(C)) { CheckFailed(M, V1, V2, V3); return; } } while (0)
373 #define Assert4(C, M, V1, V2, V3, V4) \
374   do { if (!(C)) { CheckFailed(M, V1, V2, V3, V4); return; } } while (0)
375
376 void Verifier::visit(Instruction &I) {
377   for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
378     Assert1(I.getOperand(i) != 0, "Operand is null", &I);
379   InstVisitor<Verifier>::visit(I);
380 }
381
382
383 void Verifier::visitGlobalValue(GlobalValue &GV) {
384   Assert1(!GV.isDeclaration() ||
385           GV.isMaterializable() ||
386           GV.hasExternalLinkage() ||
387           GV.hasDLLImportLinkage() ||
388           GV.hasExternalWeakLinkage() ||
389           (isa<GlobalAlias>(GV) &&
390            (GV.hasLocalLinkage() || GV.hasWeakLinkage())),
391   "Global is external, but doesn't have external or dllimport or weak linkage!",
392           &GV);
393
394   Assert1(!GV.hasDLLImportLinkage() || GV.isDeclaration(),
395           "Global is marked as dllimport, but not external", &GV);
396
397   Assert1(!GV.hasAppendingLinkage() || isa<GlobalVariable>(GV),
398           "Only global variables can have appending linkage!", &GV);
399
400   if (GV.hasAppendingLinkage()) {
401     GlobalVariable *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(&GV);
402     Assert1(GVar && GVar->getType()->getElementType()->isArrayTy(),
403             "Only global arrays can have appending linkage!", GVar);
404   }
405
406   Assert1(!GV.hasLinkOnceODRAutoHideLinkage() || GV.hasDefaultVisibility(),
407           "linkonce_odr_auto_hide can only have default visibility!",
408           &GV);
409 }
410
411 void Verifier::visitGlobalVariable(GlobalVariable &GV) {
412   if (GV.hasInitializer()) {
413     Assert1(GV.getInitializer()->getType() == GV.getType()->getElementType(),
414             "Global variable initializer type does not match global "
415             "variable type!", &GV);
416
417     // If the global has common linkage, it must have a zero initializer and
418     // cannot be constant.
419     if (GV.hasCommonLinkage()) {
420       Assert1(GV.getInitializer()->isNullValue(),
421               "'common' global must have a zero initializer!", &GV);
422       Assert1(!GV.isConstant(), "'common' global may not be marked constant!",
423               &GV);
424     }
425   } else {
426     Assert1(GV.hasExternalLinkage() || GV.hasDLLImportLinkage() ||
427             GV.hasExternalWeakLinkage(),
428             "invalid linkage type for global declaration", &GV);
429   }
430
431   if (GV.hasName() && (GV.getName() == "llvm.global_ctors" ||
432                        GV.getName() == "llvm.global_dtors")) {
433     Assert1(!GV.hasInitializer() || GV.hasAppendingLinkage(),
434             "invalid linkage for intrinsic global variable", &GV);
435     // Don't worry about emitting an error for it not being an array,
436     // visitGlobalValue will complain on appending non-array.
437     if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(GV.getType())) {
438       StructType *STy = dyn_cast<StructType>(ATy->getElementType());
439       PointerType *FuncPtrTy =
440           FunctionType::get(Type::getVoidTy(*Context), false)->getPointerTo();
441       Assert1(STy && STy->getNumElements() == 2 &&
442               STy->getTypeAtIndex(0u)->isIntegerTy(32) &&
443               STy->getTypeAtIndex(1) == FuncPtrTy,
444               "wrong type for intrinsic global variable", &GV);
445     }
446   }
447
448   visitGlobalValue(GV);
449 }
450
451 void Verifier::visitGlobalAlias(GlobalAlias &GA) {
452   Assert1(!GA.getName().empty(),
453           "Alias name cannot be empty!", &GA);
454   Assert1(GA.hasExternalLinkage() || GA.hasLocalLinkage() ||
455           GA.hasWeakLinkage(),
456           "Alias should have external or external weak linkage!", &GA);
457   Assert1(GA.getAliasee(),
458           "Aliasee cannot be NULL!", &GA);
459   Assert1(GA.getType() == GA.getAliasee()->getType(),
460           "Alias and aliasee types should match!", &GA);
461   Assert1(!GA.hasUnnamedAddr(), "Alias cannot have unnamed_addr!", &GA);
462
463   if (!isa<GlobalValue>(GA.getAliasee())) {
464     const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(GA.getAliasee());
465     Assert1(CE && 
466             (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast ||
467              CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) &&
468             isa<GlobalValue>(CE->getOperand(0)),
469             "Aliasee should be either GlobalValue or bitcast of GlobalValue",
470             &GA);
471   }
472
473   const GlobalValue* Aliasee = GA.resolveAliasedGlobal(/*stopOnWeak*/ false);
474   Assert1(Aliasee,
475           "Aliasing chain should end with function or global variable", &GA);
476
477   visitGlobalValue(GA);
478 }
479
480 void Verifier::visitNamedMDNode(NamedMDNode &NMD) {
481   for (unsigned i = 0, e = NMD.getNumOperands(); i != e; ++i) {
482     MDNode *MD = NMD.getOperand(i);
483     if (!MD)
484       continue;
485
486     Assert1(!MD->isFunctionLocal(),
487             "Named metadata operand cannot be function local!", MD);
488     visitMDNode(*MD, 0);
489   }
490 }
491
492 void Verifier::visitMDNode(MDNode &MD, Function *F) {
493   // Only visit each node once.  Metadata can be mutually recursive, so this
494   // avoids infinite recursion here, as well as being an optimization.
495   if (!MDNodes.insert(&MD))
496     return;
497
498   for (unsigned i = 0, e = MD.getNumOperands(); i != e; ++i) {
499     Value *Op = MD.getOperand(i);
500     if (!Op)
501       continue;
502     if (isa<Constant>(Op) || isa<MDString>(Op))
503       continue;
504     if (MDNode *N = dyn_cast<MDNode>(Op)) {
505       Assert2(MD.isFunctionLocal() || !N->isFunctionLocal(),
506               "Global metadata operand cannot be function local!", &MD, N);
507       visitMDNode(*N, F);
508       continue;
509     }
510     Assert2(MD.isFunctionLocal(), "Invalid operand for global metadata!", &MD, Op);
511
512     // If this was an instruction, bb, or argument, verify that it is in the
513     // function that we expect.
514     Function *ActualF = 0;
515     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Op))
516       ActualF = I->getParent()->getParent();
517     else if (BasicBlock *BB = dyn_cast<BasicBlock>(Op))
518       ActualF = BB->getParent();
519     else if (Argument *A = dyn_cast<Argument>(Op))
520       ActualF = A->getParent();
521     assert(ActualF && "Unimplemented function local metadata case!");
522
523     Assert2(ActualF == F, "function-local metadata used in wrong function",
524             &MD, Op);
525   }
526 }
527
528 void Verifier::visitModuleFlags(Module &M) {
529   const NamedMDNode *Flags = M.getModuleFlagsMetadata();
530   if (!Flags) return;
531
532   // Scan each flag.
533   SmallSetVector<MDString*, 16> SeenIDs;
534   for (unsigned I = 0, E = Flags->getNumOperands(); I != E; ++I) {
535     visitModuleFlag(Flags->getOperand(I), SeenIDs);
536   }
537 }
538
539 void Verifier::visitModuleFlag(MDNode *Op, 
540                                SmallSetVector<MDString*, 16> &SeenIDs) {
541   // Each module flag should have three arguments, the merge behavior (a
542   // constant int), the flag ID (an MDString), and the value.
543   Assert1(Op->getNumOperands() == 3,
544           "incorrect number of operands in module flag", Op);
545   ConstantInt *Behavior = dyn_cast<ConstantInt>(Op->getOperand(0));
546   MDString *ID = dyn_cast<MDString>(Op->getOperand(1));
547   Assert1(Behavior,
548           "invalid behavior operand in module flag (expected constant integer)",
549           Op->getOperand(0));
550   unsigned BehaviorValue = Behavior->getZExtValue();
551   Assert1((Module::Error <= BehaviorValue &&
552            BehaviorValue <= Module::Override),
553           "invalid behavior operand in module flag (unexpected constant)",
554           Op->getOperand(0));
555   Assert1(ID,
556           "invalid ID operand in module flag (expected metadata string)",
557           Op->getOperand(1));
558
559   // Unless this is a "requires" flag, check the ID is unique.
560   if (BehaviorValue != Module::Require) {
561     Assert1(SeenIDs.insert(ID),
562             "module flag identifiers must be unique (or of 'require' type)",
563             ID);
564   }
565
566   // If this is a "requires" flag, sanity check the value.
567   if (BehaviorValue == Module::Require) {
568     // The value should itself be an MDNode with two operands, a flag ID (an
569     // MDString), and a value.
570     MDNode *Value = dyn_cast<MDNode>(Op->getOperand(2));
571     Assert1(Value && Value->getNumOperands() == 2,
572             "invalid value for 'require' module flag (expected metadata pair)",
573             Op->getOperand(2));
574     Assert1(isa<MDString>(Value->getOperand(0)),
575             ("invalid value for 'require' module flag "
576              "(first value operand should be a string)"),
577             Value->getOperand(0));
578   }
579 }
580
581 // VerifyParameterAttrs - Check the given attributes for an argument or return
582 // value of the specified type.  The value V is printed in error messages.
583 void Verifier::VerifyParameterAttrs(Attribute Attrs, Type *Ty,
584                                     bool isReturnValue, const Value *V) {
585   if (!Attrs.hasAttributes())
586     return;
587
588   Assert1(!Attrs.hasAttribute(Attribute::NoReturn) &&
589           !Attrs.hasAttribute(Attribute::NoUnwind) &&
590           !Attrs.hasAttribute(Attribute::ReadNone) &&
591           !Attrs.hasAttribute(Attribute::ReadOnly) &&
592           !Attrs.hasAttribute(Attribute::NoInline) &&
593           !Attrs.hasAttribute(Attribute::AlwaysInline) &&
594           !Attrs.hasAttribute(Attribute::OptimizeForSize) &&
595           !Attrs.hasAttribute(Attribute::StackProtect) &&
596           !Attrs.hasAttribute(Attribute::StackProtectReq) &&
597           !Attrs.hasAttribute(Attribute::NoRedZone) &&
598           !Attrs.hasAttribute(Attribute::NoImplicitFloat) &&
599           !Attrs.hasAttribute(Attribute::Naked) &&
600           !Attrs.hasAttribute(Attribute::InlineHint) &&
601           !Attrs.hasAttribute(Attribute::StackAlignment) &&
602           !Attrs.hasAttribute(Attribute::UWTable) &&
603           !Attrs.hasAttribute(Attribute::NonLazyBind) &&
604           !Attrs.hasAttribute(Attribute::ReturnsTwice) &&
605           !Attrs.hasAttribute(Attribute::AddressSafety) &&
606           !Attrs.hasAttribute(Attribute::MinSize),
607           "Some attributes in '" + Attrs.getAsString() +
608           "' only apply to functions!", V);
609
610   if (isReturnValue)
611     Assert1(!Attrs.hasAttribute(Attribute::ByVal) &&
612             !Attrs.hasAttribute(Attribute::Nest) &&
613             !Attrs.hasAttribute(Attribute::StructRet) &&
614             !Attrs.hasAttribute(Attribute::NoCapture),
615             "Attribute 'byval', 'nest', 'sret', and 'nocapture' "
616             "do not apply to return values!", V);
617
618   // Check for mutually incompatible attributes.
619   Assert1(!((Attrs.hasAttribute(Attribute::ByVal) &&
620              Attrs.hasAttribute(Attribute::Nest)) ||
621             (Attrs.hasAttribute(Attribute::ByVal) &&
622              Attrs.hasAttribute(Attribute::StructRet)) ||
623             (Attrs.hasAttribute(Attribute::Nest) &&
624              Attrs.hasAttribute(Attribute::StructRet))), "Attributes "
625           "'byval, nest, and sret' are incompatible!", V);
626
627   Assert1(!((Attrs.hasAttribute(Attribute::ByVal) &&
628              Attrs.hasAttribute(Attribute::Nest)) ||
629             (Attrs.hasAttribute(Attribute::ByVal) &&
630              Attrs.hasAttribute(Attribute::InReg)) ||
631             (Attrs.hasAttribute(Attribute::Nest) &&
632              Attrs.hasAttribute(Attribute::InReg))), "Attributes "
633           "'byval, nest, and inreg' are incompatible!", V);
634
635   Assert1(!(Attrs.hasAttribute(Attribute::ZExt) &&
636             Attrs.hasAttribute(Attribute::SExt)), "Attributes "
637           "'zeroext and signext' are incompatible!", V);
638
639   Assert1(!(Attrs.hasAttribute(Attribute::ReadNone) &&
640             Attrs.hasAttribute(Attribute::ReadOnly)), "Attributes "
641           "'readnone and readonly' are incompatible!", V);
642
643   Assert1(!(Attrs.hasAttribute(Attribute::NoInline) &&
644             Attrs.hasAttribute(Attribute::AlwaysInline)), "Attributes "
645           "'noinline and alwaysinline' are incompatible!", V);
646
647   Assert1(!AttrBuilder(Attrs).
648             hasAttributes(Attribute::typeIncompatible(Ty)),
649           "Wrong types for attribute: " +
650           Attribute::typeIncompatible(Ty).getAsString(), V);
651
652   if (PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty))
653     Assert1(!Attrs.hasAttribute(Attribute::ByVal) ||
654             PTy->getElementType()->isSized(),
655             "Attribute 'byval' does not support unsized types!", V);
656   else
657     Assert1(!Attrs.hasAttribute(Attribute::ByVal),
658             "Attribute 'byval' only applies to parameters with pointer type!",
659             V);
660 }
661
662 // VerifyFunctionAttrs - Check parameter attributes against a function type.
663 // The value V is printed in error messages.
664 void Verifier::VerifyFunctionAttrs(FunctionType *FT,
665                                    const AttributeSet &Attrs,
666                                    const Value *V) {
667   if (Attrs.isEmpty())
668     return;
669
670   bool SawNest = false;
671
672   for (unsigned i = 0, e = Attrs.getNumSlots(); i != e; ++i) {
673     const AttributeWithIndex &Attr = Attrs.getSlot(i);
674
675     Type *Ty;
676     if (Attr.Index == 0)
677       Ty = FT->getReturnType();
678     else if (Attr.Index-1 < FT->getNumParams())
679       Ty = FT->getParamType(Attr.Index-1);
680     else
681       break;  // VarArgs attributes, verified elsewhere.
682
683     VerifyParameterAttrs(Attr.Attrs, Ty, Attr.Index == 0, V);
684
685     if (Attr.Attrs.hasAttribute(Attribute::Nest)) {
686       Assert1(!SawNest, "More than one parameter has attribute nest!", V);
687       SawNest = true;
688     }
689
690     if (Attr.Attrs.hasAttribute(Attribute::StructRet))
691       Assert1(Attr.Index == 1, "Attribute sret is not on first parameter!", V);
692   }
693
694   Attribute FAttrs = Attrs.getFnAttributes();
695   AttrBuilder NotFn(FAttrs);
696   NotFn.removeFunctionOnlyAttrs();
697   Assert1(!NotFn.hasAttributes(), "Attribute '" +
698           Attribute::get(V->getContext(), NotFn).getAsString() +
699           "' do not apply to the function!", V);
700
701   // Check for mutually incompatible attributes.
702   Assert1(!((FAttrs.hasAttribute(Attribute::ByVal) &&
703              FAttrs.hasAttribute(Attribute::Nest)) ||
704             (FAttrs.hasAttribute(Attribute::ByVal) &&
705              FAttrs.hasAttribute(Attribute::StructRet)) ||
706             (FAttrs.hasAttribute(Attribute::Nest) &&
707              FAttrs.hasAttribute(Attribute::StructRet))), "Attributes "
708           "'byval, nest, and sret' are incompatible!", V);
709
710   Assert1(!((FAttrs.hasAttribute(Attribute::ByVal) &&
711              FAttrs.hasAttribute(Attribute::Nest)) ||
712             (FAttrs.hasAttribute(Attribute::ByVal) &&
713              FAttrs.hasAttribute(Attribute::InReg)) ||
714             (FAttrs.hasAttribute(Attribute::Nest) &&
715              FAttrs.hasAttribute(Attribute::InReg))), "Attributes "
716           "'byval, nest, and inreg' are incompatible!", V);
717
718   Assert1(!(FAttrs.hasAttribute(Attribute::ZExt) &&
719             FAttrs.hasAttribute(Attribute::SExt)), "Attributes "
720           "'zeroext and signext' are incompatible!", V);
721
722   Assert1(!(FAttrs.hasAttribute(Attribute::ReadNone) &&
723             FAttrs.hasAttribute(Attribute::ReadOnly)), "Attributes "
724           "'readnone and readonly' are incompatible!", V);
725
726   Assert1(!(FAttrs.hasAttribute(Attribute::NoInline) &&
727             FAttrs.hasAttribute(Attribute::AlwaysInline)), "Attributes "
728           "'noinline and alwaysinline' are incompatible!", V);
729 }
730
731 static bool VerifyAttributeCount(const AttributeSet &Attrs, unsigned Params) {
732   if (Attrs.isEmpty())
733     return true;
734
735   unsigned LastSlot = Attrs.getNumSlots() - 1;
736   unsigned LastIndex = Attrs.getSlot(LastSlot).Index;
737   if (LastIndex <= Params
738       || (LastIndex == (unsigned)~0
739           && (LastSlot == 0 || Attrs.getSlot(LastSlot - 1).Index <= Params)))  
740     return true;
741
742   return false;
743 }
744
745 // visitFunction - Verify that a function is ok.
746 //
747 void Verifier::visitFunction(Function &F) {
748   // Check function arguments.
749   FunctionType *FT = F.getFunctionType();
750   unsigned NumArgs = F.arg_size();
751
752   Assert1(Context == &F.getContext(),
753           "Function context does not match Module context!", &F);
754
755   Assert1(!F.hasCommonLinkage(), "Functions may not have common linkage", &F);
756   Assert2(FT->getNumParams() == NumArgs,
757           "# formal arguments must match # of arguments for function type!",
758           &F, FT);
759   Assert1(F.getReturnType()->isFirstClassType() ||
760           F.getReturnType()->isVoidTy() || 
761           F.getReturnType()->isStructTy(),
762           "Functions cannot return aggregate values!", &F);
763
764   Assert1(!F.hasStructRetAttr() || F.getReturnType()->isVoidTy(),
765           "Invalid struct return type!", &F);
766
767   const AttributeSet &Attrs = F.getAttributes();
768
769   Assert1(VerifyAttributeCount(Attrs, FT->getNumParams()),
770           "Attribute after last parameter!", &F);
771
772   // Check function attributes.
773   VerifyFunctionAttrs(FT, Attrs, &F);
774
775   // Check that this function meets the restrictions on this calling convention.
776   switch (F.getCallingConv()) {
777   default:
778     break;
779   case CallingConv::C:
780     break;
781   case CallingConv::Fast:
782   case CallingConv::Cold:
783   case CallingConv::X86_FastCall:
784   case CallingConv::X86_ThisCall:
785   case CallingConv::Intel_OCL_BI:
786   case CallingConv::PTX_Kernel:
787   case CallingConv::PTX_Device:
788     Assert1(!F.isVarArg(),
789             "Varargs functions must have C calling conventions!", &F);
790     break;
791   }
792
793   bool isLLVMdotName = F.getName().size() >= 5 &&
794                        F.getName().substr(0, 5) == "llvm.";
795
796   // Check that the argument values match the function type for this function...
797   unsigned i = 0;
798   for (Function::arg_iterator I = F.arg_begin(), E = F.arg_end();
799        I != E; ++I, ++i) {
800     Assert2(I->getType() == FT->getParamType(i),
801             "Argument value does not match function argument type!",
802             I, FT->getParamType(i));
803     Assert1(I->getType()->isFirstClassType(),
804             "Function arguments must have first-class types!", I);
805     if (!isLLVMdotName)
806       Assert2(!I->getType()->isMetadataTy(),
807               "Function takes metadata but isn't an intrinsic", I, &F);
808   }
809
810   if (F.isMaterializable()) {
811     // Function has a body somewhere we can't see.
812   } else if (F.isDeclaration()) {
813     Assert1(F.hasExternalLinkage() || F.hasDLLImportLinkage() ||
814             F.hasExternalWeakLinkage(),
815             "invalid linkage type for function declaration", &F);
816   } else {
817     // Verify that this function (which has a body) is not named "llvm.*".  It
818     // is not legal to define intrinsics.
819     Assert1(!isLLVMdotName, "llvm intrinsics cannot be defined!", &F);
820     
821     // Check the entry node
822     BasicBlock *Entry = &F.getEntryBlock();
823     Assert1(pred_begin(Entry) == pred_end(Entry),
824             "Entry block to function must not have predecessors!", Entry);
825     
826     // The address of the entry block cannot be taken, unless it is dead.
827     if (Entry->hasAddressTaken()) {
828       Assert1(!BlockAddress::get(Entry)->isConstantUsed(),
829               "blockaddress may not be used with the entry block!", Entry);
830     }
831   }
832  
833   // If this function is actually an intrinsic, verify that it is only used in
834   // direct call/invokes, never having its "address taken".
835   if (F.getIntrinsicID()) {
836     const User *U;
837     if (F.hasAddressTaken(&U))
838       Assert1(0, "Invalid user of intrinsic instruction!", U); 
839   }
840 }
841
842 // verifyBasicBlock - Verify that a basic block is well formed...
843 //
844 void Verifier::visitBasicBlock(BasicBlock &BB) {
845   InstsInThisBlock.clear();
846
847   // Ensure that basic blocks have terminators!
848   Assert1(BB.getTerminator(), "Basic Block does not have terminator!", &BB);
849
850   // Check constraints that this basic block imposes on all of the PHI nodes in
851   // it.
852   if (isa<PHINode>(BB.front())) {
853     SmallVector<BasicBlock*, 8> Preds(pred_begin(&BB), pred_end(&BB));
854     SmallVector<std::pair<BasicBlock*, Value*>, 8> Values;
855     std::sort(Preds.begin(), Preds.end());
856     PHINode *PN;
857     for (BasicBlock::iterator I = BB.begin(); (PN = dyn_cast<PHINode>(I));++I) {
858       // Ensure that PHI nodes have at least one entry!
859       Assert1(PN->getNumIncomingValues() != 0,
860               "PHI nodes must have at least one entry.  If the block is dead, "
861               "the PHI should be removed!", PN);
862       Assert1(PN->getNumIncomingValues() == Preds.size(),
863               "PHINode should have one entry for each predecessor of its "
864               "parent basic block!", PN);
865
866       // Get and sort all incoming values in the PHI node...
867       Values.clear();
868       Values.reserve(PN->getNumIncomingValues());
869       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
870         Values.push_back(std::make_pair(PN->getIncomingBlock(i),
871                                         PN->getIncomingValue(i)));
872       std::sort(Values.begin(), Values.end());
873
874       for (unsigned i = 0, e = Values.size(); i != e; ++i) {
875         // Check to make sure that if there is more than one entry for a
876         // particular basic block in this PHI node, that the incoming values are
877         // all identical.
878         //
879         Assert4(i == 0 || Values[i].first  != Values[i-1].first ||
880                 Values[i].second == Values[i-1].second,
881                 "PHI node has multiple entries for the same basic block with "
882                 "different incoming values!", PN, Values[i].first,
883                 Values[i].second, Values[i-1].second);
884
885         // Check to make sure that the predecessors and PHI node entries are
886         // matched up.
887         Assert3(Values[i].first == Preds[i],
888                 "PHI node entries do not match predecessors!", PN,
889                 Values[i].first, Preds[i]);
890       }
891     }
892   }
893 }
894
895 void Verifier::visitTerminatorInst(TerminatorInst &I) {
896   // Ensure that terminators only exist at the end of the basic block.
897   Assert1(&I == I.getParent()->getTerminator(),
898           "Terminator found in the middle of a basic block!", I.getParent());
899   visitInstruction(I);
900 }
901
902 void Verifier::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
903   if (BI.isConditional()) {
904     Assert2(BI.getCondition()->getType()->isIntegerTy(1),
905             "Branch condition is not 'i1' type!", &BI, BI.getCondition());
906   }
907   visitTerminatorInst(BI);
908 }
909
910 void Verifier::visitReturnInst(ReturnInst &RI) {
911   Function *F = RI.getParent()->getParent();
912   unsigned N = RI.getNumOperands();
913   if (F->getReturnType()->isVoidTy()) 
914     Assert2(N == 0,
915             "Found return instr that returns non-void in Function of void "
916             "return type!", &RI, F->getReturnType());
917   else
918     Assert2(N == 1 && F->getReturnType() == RI.getOperand(0)->getType(),
919             "Function return type does not match operand "
920             "type of return inst!", &RI, F->getReturnType());
921
922   // Check to make sure that the return value has necessary properties for
923   // terminators...
924   visitTerminatorInst(RI);
925 }
926
927 void Verifier::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
928   // Check to make sure that all of the constants in the switch instruction
929   // have the same type as the switched-on value.
930   Type *SwitchTy = SI.getCondition()->getType();
931   IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(SwitchTy);
932   IntegersSubsetToBB Mapping;
933   std::map<IntegersSubset::Range, unsigned> RangeSetMap;
934   for (SwitchInst::CaseIt i = SI.case_begin(), e = SI.case_end(); i != e; ++i) {
935     IntegersSubset CaseRanges = i.getCaseValueEx();
936     for (unsigned ri = 0, rie = CaseRanges.getNumItems(); ri < rie; ++ri) {
937       IntegersSubset::Range r = CaseRanges.getItem(ri);
938       Assert1(((const APInt&)r.getLow()).getBitWidth() == IntTy->getBitWidth(),
939               "Switch constants must all be same type as switch value!", &SI);
940       Assert1(((const APInt&)r.getHigh()).getBitWidth() == IntTy->getBitWidth(),
941               "Switch constants must all be same type as switch value!", &SI);
942       Mapping.add(r);
943       RangeSetMap[r] = i.getCaseIndex();
944     }
945   }
946   
947   IntegersSubsetToBB::RangeIterator errItem;
948   if (!Mapping.verify(errItem)) {
949     unsigned CaseIndex = RangeSetMap[errItem->first];
950     SwitchInst::CaseIt i(&SI, CaseIndex);
951     Assert2(false, "Duplicate integer as switch case", &SI, i.getCaseValueEx());
952   }
953   
954   visitTerminatorInst(SI);
955 }
956
957 void Verifier::visitIndirectBrInst(IndirectBrInst &BI) {
958   Assert1(BI.getAddress()->getType()->isPointerTy(),
959           "Indirectbr operand must have pointer type!", &BI);
960   for (unsigned i = 0, e = BI.getNumDestinations(); i != e; ++i)
961     Assert1(BI.getDestination(i)->getType()->isLabelTy(),
962             "Indirectbr destinations must all have pointer type!", &BI);
963
964   visitTerminatorInst(BI);
965 }
966
967 void Verifier::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
968   Assert1(!SelectInst::areInvalidOperands(SI.getOperand(0), SI.getOperand(1),
969                                           SI.getOperand(2)),
970           "Invalid operands for select instruction!", &SI);
971
972   Assert1(SI.getTrueValue()->getType() == SI.getType(),
973           "Select values must have same type as select instruction!", &SI);
974   visitInstruction(SI);
975 }
976
977 /// visitUserOp1 - User defined operators shouldn't live beyond the lifetime of
978 /// a pass, if any exist, it's an error.
979 ///
980 void Verifier::visitUserOp1(Instruction &I) {
981   Assert1(0, "User-defined operators should not live outside of a pass!", &I);
982 }
983
984 void Verifier::visitTruncInst(TruncInst &I) {
985   // Get the source and destination types
986   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
987   Type *DestTy = I.getType();
988
989   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
990   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
991   unsigned DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
992
993   Assert1(SrcTy->isIntOrIntVectorTy(), "Trunc only operates on integer", &I);
994   Assert1(DestTy->isIntOrIntVectorTy(), "Trunc only produces integer", &I);
995   Assert1(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
996           "trunc source and destination must both be a vector or neither", &I);
997   Assert1(SrcBitSize > DestBitSize,"DestTy too big for Trunc", &I);
998
999   visitInstruction(I);
1000 }
1001
1002 void Verifier::visitZExtInst(ZExtInst &I) {
1003   // Get the source and destination types
1004   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1005   Type *DestTy = I.getType();
1006
1007   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
1008   Assert1(SrcTy->isIntOrIntVectorTy(), "ZExt only operates on integer", &I);
1009   Assert1(DestTy->isIntOrIntVectorTy(), "ZExt only produces an integer", &I);
1010   Assert1(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
1011           "zext source and destination must both be a vector or neither", &I);
1012   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
1013   unsigned DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
1014
1015   Assert1(SrcBitSize < DestBitSize,"Type too small for ZExt", &I);
1016
1017   visitInstruction(I);
1018 }
1019
1020 void Verifier::visitSExtInst(SExtInst &I) {
1021   // Get the source and destination types
1022   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1023   Type *DestTy = I.getType();
1024
1025   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
1026   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
1027   unsigned DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
1028
1029   Assert1(SrcTy->isIntOrIntVectorTy(), "SExt only operates on integer", &I);
1030   Assert1(DestTy->isIntOrIntVectorTy(), "SExt only produces an integer", &I);
1031   Assert1(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
1032           "sext source and destination must both be a vector or neither", &I);
1033   Assert1(SrcBitSize < DestBitSize,"Type too small for SExt", &I);
1034
1035   visitInstruction(I);
1036 }
1037
1038 void Verifier::visitFPTruncInst(FPTruncInst &I) {
1039   // Get the source and destination types
1040   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1041   Type *DestTy = I.getType();
1042   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
1043   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
1044   unsigned DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
1045
1046   Assert1(SrcTy->isFPOrFPVectorTy(),"FPTrunc only operates on FP", &I);
1047   Assert1(DestTy->isFPOrFPVectorTy(),"FPTrunc only produces an FP", &I);
1048   Assert1(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
1049           "fptrunc source and destination must both be a vector or neither",&I);
1050   Assert1(SrcBitSize > DestBitSize,"DestTy too big for FPTrunc", &I);
1051
1052   visitInstruction(I);
1053 }
1054
1055 void Verifier::visitFPExtInst(FPExtInst &I) {
1056   // Get the source and destination types
1057   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1058   Type *DestTy = I.getType();
1059
1060   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
1061   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
1062   unsigned DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
1063
1064   Assert1(SrcTy->isFPOrFPVectorTy(),"FPExt only operates on FP", &I);
1065   Assert1(DestTy->isFPOrFPVectorTy(),"FPExt only produces an FP", &I);
1066   Assert1(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
1067           "fpext source and destination must both be a vector or neither", &I);
1068   Assert1(SrcBitSize < DestBitSize,"DestTy too small for FPExt", &I);
1069
1070   visitInstruction(I);
1071 }
1072
1073 void Verifier::visitUIToFPInst(UIToFPInst &I) {
1074   // Get the source and destination types
1075   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1076   Type *DestTy = I.getType();
1077
1078   bool SrcVec = SrcTy->isVectorTy();
1079   bool DstVec = DestTy->isVectorTy();
1080
1081   Assert1(SrcVec == DstVec,
1082           "UIToFP source and dest must both be vector or scalar", &I);
1083   Assert1(SrcTy->isIntOrIntVectorTy(),
1084           "UIToFP source must be integer or integer vector", &I);
1085   Assert1(DestTy->isFPOrFPVectorTy(),
1086           "UIToFP result must be FP or FP vector", &I);
1087
1088   if (SrcVec && DstVec)
1089     Assert1(cast<VectorType>(SrcTy)->getNumElements() ==
1090             cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements(),
1091             "UIToFP source and dest vector length mismatch", &I);
1092
1093   visitInstruction(I);
1094 }
1095
1096 void Verifier::visitSIToFPInst(SIToFPInst &I) {
1097   // Get the source and destination types
1098   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1099   Type *DestTy = I.getType();
1100
1101   bool SrcVec = SrcTy->isVectorTy();
1102   bool DstVec = DestTy->isVectorTy();
1103
1104   Assert1(SrcVec == DstVec,
1105           "SIToFP source and dest must both be vector or scalar", &I);
1106   Assert1(SrcTy->isIntOrIntVectorTy(),
1107           "SIToFP source must be integer or integer vector", &I);
1108   Assert1(DestTy->isFPOrFPVectorTy(),
1109           "SIToFP result must be FP or FP vector", &I);
1110
1111   if (SrcVec && DstVec)
1112     Assert1(cast<VectorType>(SrcTy)->getNumElements() ==
1113             cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements(),
1114             "SIToFP source and dest vector length mismatch", &I);
1115
1116   visitInstruction(I);
1117 }
1118
1119 void Verifier::visitFPToUIInst(FPToUIInst &I) {
1120   // Get the source and destination types
1121   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1122   Type *DestTy = I.getType();
1123
1124   bool SrcVec = SrcTy->isVectorTy();
1125   bool DstVec = DestTy->isVectorTy();
1126
1127   Assert1(SrcVec == DstVec,
1128           "FPToUI source and dest must both be vector or scalar", &I);
1129   Assert1(SrcTy->isFPOrFPVectorTy(), "FPToUI source must be FP or FP vector",
1130           &I);
1131   Assert1(DestTy->isIntOrIntVectorTy(),
1132           "FPToUI result must be integer or integer vector", &I);
1133
1134   if (SrcVec && DstVec)
1135     Assert1(cast<VectorType>(SrcTy)->getNumElements() ==
1136             cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements(),
1137             "FPToUI source and dest vector length mismatch", &I);
1138
1139   visitInstruction(I);
1140 }
1141
1142 void Verifier::visitFPToSIInst(FPToSIInst &I) {
1143   // Get the source and destination types
1144   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1145   Type *DestTy = I.getType();
1146
1147   bool SrcVec = SrcTy->isVectorTy();
1148   bool DstVec = DestTy->isVectorTy();
1149
1150   Assert1(SrcVec == DstVec,
1151           "FPToSI source and dest must both be vector or scalar", &I);
1152   Assert1(SrcTy->isFPOrFPVectorTy(),
1153           "FPToSI source must be FP or FP vector", &I);
1154   Assert1(DestTy->isIntOrIntVectorTy(),
1155           "FPToSI result must be integer or integer vector", &I);
1156
1157   if (SrcVec && DstVec)
1158     Assert1(cast<VectorType>(SrcTy)->getNumElements() ==
1159             cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements(),
1160             "FPToSI source and dest vector length mismatch", &I);
1161
1162   visitInstruction(I);
1163 }
1164
1165 void Verifier::visitPtrToIntInst(PtrToIntInst &I) {
1166   // Get the source and destination types
1167   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1168   Type *DestTy = I.getType();
1169
1170   Assert1(SrcTy->getScalarType()->isPointerTy(),
1171           "PtrToInt source must be pointer", &I);
1172   Assert1(DestTy->getScalarType()->isIntegerTy(),
1173           "PtrToInt result must be integral", &I);
1174   Assert1(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
1175           "PtrToInt type mismatch", &I);
1176
1177   if (SrcTy->isVectorTy()) {
1178     VectorType *VSrc = dyn_cast<VectorType>(SrcTy);
1179     VectorType *VDest = dyn_cast<VectorType>(DestTy);
1180     Assert1(VSrc->getNumElements() == VDest->getNumElements(),
1181           "PtrToInt Vector width mismatch", &I);
1182   }
1183
1184   visitInstruction(I);
1185 }
1186
1187 void Verifier::visitIntToPtrInst(IntToPtrInst &I) {
1188   // Get the source and destination types
1189   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1190   Type *DestTy = I.getType();
1191
1192   Assert1(SrcTy->getScalarType()->isIntegerTy(),
1193           "IntToPtr source must be an integral", &I);
1194   Assert1(DestTy->getScalarType()->isPointerTy(),
1195           "IntToPtr result must be a pointer",&I);
1196   Assert1(SrcTy->isVectorTy() == DestTy->isVectorTy(),
1197           "IntToPtr type mismatch", &I);
1198   if (SrcTy->isVectorTy()) {
1199     VectorType *VSrc = dyn_cast<VectorType>(SrcTy);
1200     VectorType *VDest = dyn_cast<VectorType>(DestTy);
1201     Assert1(VSrc->getNumElements() == VDest->getNumElements(),
1202           "IntToPtr Vector width mismatch", &I);
1203   }
1204   visitInstruction(I);
1205 }
1206
1207 void Verifier::visitBitCastInst(BitCastInst &I) {
1208   // Get the source and destination types
1209   Type *SrcTy = I.getOperand(0)->getType();
1210   Type *DestTy = I.getType();
1211
1212   // Get the size of the types in bits, we'll need this later
1213   unsigned SrcBitSize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
1214   unsigned DestBitSize = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
1215
1216   // BitCast implies a no-op cast of type only. No bits change.
1217   // However, you can't cast pointers to anything but pointers.
1218   Assert1(SrcTy->isPointerTy() == DestTy->isPointerTy(),
1219           "Bitcast requires both operands to be pointer or neither", &I);
1220   Assert1(SrcBitSize == DestBitSize, "Bitcast requires types of same width",&I);
1221
1222   // Disallow aggregates.
1223   Assert1(!SrcTy->isAggregateType(),
1224           "Bitcast operand must not be aggregate", &I);
1225   Assert1(!DestTy->isAggregateType(),
1226           "Bitcast type must not be aggregate", &I);
1227
1228   visitInstruction(I);
1229 }
1230
1231 /// visitPHINode - Ensure that a PHI node is well formed.
1232 ///
1233 void Verifier::visitPHINode(PHINode &PN) {
1234   // Ensure that the PHI nodes are all grouped together at the top of the block.
1235   // This can be tested by checking whether the instruction before this is
1236   // either nonexistent (because this is begin()) or is a PHI node.  If not,
1237   // then there is some other instruction before a PHI.
1238   Assert2(&PN == &PN.getParent()->front() || 
1239           isa<PHINode>(--BasicBlock::iterator(&PN)),
1240           "PHI nodes not grouped at top of basic block!",
1241           &PN, PN.getParent());
1242
1243   // Check that all of the values of the PHI node have the same type as the
1244   // result, and that the incoming blocks are really basic blocks.
1245   for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1246     Assert1(PN.getType() == PN.getIncomingValue(i)->getType(),
1247             "PHI node operands are not the same type as the result!", &PN);
1248   }
1249
1250   // All other PHI node constraints are checked in the visitBasicBlock method.
1251
1252   visitInstruction(PN);
1253 }
1254
1255 void Verifier::VerifyCallSite(CallSite CS) {
1256   Instruction *I = CS.getInstruction();
1257
1258   Assert1(CS.getCalledValue()->getType()->isPointerTy(),
1259           "Called function must be a pointer!", I);
1260   PointerType *FPTy = cast<PointerType>(CS.getCalledValue()->getType());
1261
1262   Assert1(FPTy->getElementType()->isFunctionTy(),
1263           "Called function is not pointer to function type!", I);
1264   FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(FPTy->getElementType());
1265
1266   // Verify that the correct number of arguments are being passed
1267   if (FTy->isVarArg())
1268     Assert1(CS.arg_size() >= FTy->getNumParams(),
1269             "Called function requires more parameters than were provided!",I);
1270   else
1271     Assert1(CS.arg_size() == FTy->getNumParams(),
1272             "Incorrect number of arguments passed to called function!", I);
1273
1274   // Verify that all arguments to the call match the function type.
1275   for (unsigned i = 0, e = FTy->getNumParams(); i != e; ++i)
1276     Assert3(CS.getArgument(i)->getType() == FTy->getParamType(i),
1277             "Call parameter type does not match function signature!",
1278             CS.getArgument(i), FTy->getParamType(i), I);
1279
1280   const AttributeSet &Attrs = CS.getAttributes();
1281
1282   Assert1(VerifyAttributeCount(Attrs, CS.arg_size()),
1283           "Attribute after last parameter!", I);
1284
1285   // Verify call attributes.
1286   VerifyFunctionAttrs(FTy, Attrs, I);
1287
1288   if (FTy->isVarArg())
1289     // Check attributes on the varargs part.
1290     for (unsigned Idx = 1 + FTy->getNumParams(); Idx <= CS.arg_size(); ++Idx) {
1291       Attribute Attr = Attrs.getParamAttributes(Idx);
1292
1293       VerifyParameterAttrs(Attr, CS.getArgument(Idx-1)->getType(), false, I);
1294
1295       Assert1(!Attr.hasAttribute(Attribute::StructRet),
1296               "Attribute 'sret' cannot be used for vararg call arguments!", I);
1297     }
1298
1299   // Verify that there's no metadata unless it's a direct call to an intrinsic.
1300   if (CS.getCalledFunction() == 0 ||
1301       !CS.getCalledFunction()->getName().startswith("llvm.")) {
1302     for (FunctionType::param_iterator PI = FTy->param_begin(),
1303            PE = FTy->param_end(); PI != PE; ++PI)
1304       Assert1(!(*PI)->isMetadataTy(),
1305               "Function has metadata parameter but isn't an intrinsic", I);
1306   }
1307
1308   visitInstruction(*I);
1309 }
1310
1311 void Verifier::visitCallInst(CallInst &CI) {
1312   VerifyCallSite(&CI);
1313
1314   if (Function *F = CI.getCalledFunction())
1315     if (Intrinsic::ID ID = (Intrinsic::ID)F->getIntrinsicID())
1316       visitIntrinsicFunctionCall(ID, CI);
1317 }
1318
1319 void Verifier::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
1320   VerifyCallSite(&II);
1321
1322   // Verify that there is a landingpad instruction as the first non-PHI
1323   // instruction of the 'unwind' destination.
1324   Assert1(II.getUnwindDest()->isLandingPad(),
1325           "The unwind destination does not have a landingpad instruction!",&II);
1326
1327   visitTerminatorInst(II);
1328 }
1329
1330 /// visitBinaryOperator - Check that both arguments to the binary operator are
1331 /// of the same type!
1332 ///
1333 void Verifier::visitBinaryOperator(BinaryOperator &B) {
1334   Assert1(B.getOperand(0)->getType() == B.getOperand(1)->getType(),
1335           "Both operands to a binary operator are not of the same type!", &B);
1336
1337   switch (B.getOpcode()) {
1338   // Check that integer arithmetic operators are only used with
1339   // integral operands.
1340   case Instruction::Add:
1341   case Instruction::Sub:
1342   case Instruction::Mul:
1343   case Instruction::SDiv:
1344   case Instruction::UDiv:
1345   case Instruction::SRem:
1346   case Instruction::URem:
1347     Assert1(B.getType()->isIntOrIntVectorTy(),
1348             "Integer arithmetic operators only work with integral types!", &B);
1349     Assert1(B.getType() == B.getOperand(0)->getType(),
1350             "Integer arithmetic operators must have same type "
1351             "for operands and result!", &B);
1352     break;
1353   // Check that floating-point arithmetic operators are only used with
1354   // floating-point operands.
1355   case Instruction::FAdd:
1356   case Instruction::FSub:
1357   case Instruction::FMul:
1358   case Instruction::FDiv:
1359   case Instruction::FRem:
1360     Assert1(B.getType()->isFPOrFPVectorTy(),
1361             "Floating-point arithmetic operators only work with "
1362             "floating-point types!", &B);
1363     Assert1(B.getType() == B.getOperand(0)->getType(),
1364             "Floating-point arithmetic operators must have same type "
1365             "for operands and result!", &B);
1366     break;
1367   // Check that logical operators are only used with integral operands.
1368   case Instruction::And:
1369   case Instruction::Or:
1370   case Instruction::Xor:
1371     Assert1(B.getType()->isIntOrIntVectorTy(),
1372             "Logical operators only work with integral types!", &B);
1373     Assert1(B.getType() == B.getOperand(0)->getType(),
1374             "Logical operators must have same type for operands and result!",
1375             &B);
1376     break;
1377   case Instruction::Shl:
1378   case Instruction::LShr:
1379   case Instruction::AShr:
1380     Assert1(B.getType()->isIntOrIntVectorTy(),
1381             "Shifts only work with integral types!", &B);
1382     Assert1(B.getType() == B.getOperand(0)->getType(),
1383             "Shift return type must be same as operands!", &B);
1384     break;
1385   default:
1386     llvm_unreachable("Unknown BinaryOperator opcode!");
1387   }
1388
1389   visitInstruction(B);
1390 }
1391
1392 void Verifier::visitICmpInst(ICmpInst &IC) {
1393   // Check that the operands are the same type
1394   Type *Op0Ty = IC.getOperand(0)->getType();
1395   Type *Op1Ty = IC.getOperand(1)->getType();
1396   Assert1(Op0Ty == Op1Ty,
1397           "Both operands to ICmp instruction are not of the same type!", &IC);
1398   // Check that the operands are the right type
1399   Assert1(Op0Ty->isIntOrIntVectorTy() || Op0Ty->getScalarType()->isPointerTy(),
1400           "Invalid operand types for ICmp instruction", &IC);
1401   // Check that the predicate is valid.
1402   Assert1(IC.getPredicate() >= CmpInst::FIRST_ICMP_PREDICATE &&
1403           IC.getPredicate() <= CmpInst::LAST_ICMP_PREDICATE,
1404           "Invalid predicate in ICmp instruction!", &IC);
1405
1406   visitInstruction(IC);
1407 }
1408
1409 void Verifier::visitFCmpInst(FCmpInst &FC) {
1410   // Check that the operands are the same type
1411   Type *Op0Ty = FC.getOperand(0)->getType();
1412   Type *Op1Ty = FC.getOperand(1)->getType();
1413   Assert1(Op0Ty == Op1Ty,
1414           "Both operands to FCmp instruction are not of the same type!", &FC);
1415   // Check that the operands are the right type
1416   Assert1(Op0Ty->isFPOrFPVectorTy(),
1417           "Invalid operand types for FCmp instruction", &FC);
1418   // Check that the predicate is valid.
1419   Assert1(FC.getPredicate() >= CmpInst::FIRST_FCMP_PREDICATE &&
1420           FC.getPredicate() <= CmpInst::LAST_FCMP_PREDICATE,
1421           "Invalid predicate in FCmp instruction!", &FC);
1422
1423   visitInstruction(FC);
1424 }
1425
1426 void Verifier::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
1427   Assert1(ExtractElementInst::isValidOperands(EI.getOperand(0),
1428                                               EI.getOperand(1)),
1429           "Invalid extractelement operands!", &EI);
1430   visitInstruction(EI);
1431 }
1432
1433 void Verifier::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
1434   Assert1(InsertElementInst::isValidOperands(IE.getOperand(0),
1435                                              IE.getOperand(1),
1436                                              IE.getOperand(2)),
1437           "Invalid insertelement operands!", &IE);
1438   visitInstruction(IE);
1439 }
1440
1441 void Verifier::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SV) {
1442   Assert1(ShuffleVectorInst::isValidOperands(SV.getOperand(0), SV.getOperand(1),
1443                                              SV.getOperand(2)),
1444           "Invalid shufflevector operands!", &SV);
1445   visitInstruction(SV);
1446 }
1447
1448 void Verifier::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
1449   Type *TargetTy = GEP.getPointerOperandType()->getScalarType();
1450
1451   Assert1(isa<PointerType>(TargetTy),
1452     "GEP base pointer is not a vector or a vector of pointers", &GEP);
1453   Assert1(cast<PointerType>(TargetTy)->getElementType()->isSized(),
1454           "GEP into unsized type!", &GEP);
1455   Assert1(GEP.getPointerOperandType()->isVectorTy() ==
1456           GEP.getType()->isVectorTy(), "Vector GEP must return a vector value",
1457           &GEP);
1458
1459   SmallVector<Value*, 16> Idxs(GEP.idx_begin(), GEP.idx_end());
1460   Type *ElTy =
1461     GetElementPtrInst::getIndexedType(GEP.getPointerOperandType(), Idxs);
1462   Assert1(ElTy, "Invalid indices for GEP pointer type!", &GEP);
1463
1464   Assert2(GEP.getType()->getScalarType()->isPointerTy() &&
1465           cast<PointerType>(GEP.getType()->getScalarType())->getElementType()
1466           == ElTy, "GEP is not of right type for indices!", &GEP, ElTy);
1467
1468   if (GEP.getPointerOperandType()->isVectorTy()) {
1469     // Additional checks for vector GEPs.
1470     unsigned GepWidth = GEP.getPointerOperandType()->getVectorNumElements();
1471     Assert1(GepWidth == GEP.getType()->getVectorNumElements(),
1472             "Vector GEP result width doesn't match operand's", &GEP);
1473     for (unsigned i = 0, e = Idxs.size(); i != e; ++i) {
1474       Type *IndexTy = Idxs[i]->getType();
1475       Assert1(IndexTy->isVectorTy(),
1476               "Vector GEP must have vector indices!", &GEP);
1477       unsigned IndexWidth = IndexTy->getVectorNumElements();
1478       Assert1(IndexWidth == GepWidth, "Invalid GEP index vector width", &GEP);
1479     }
1480   }
1481   visitInstruction(GEP);
1482 }
1483
1484 static bool isContiguous(const ConstantRange &A, const ConstantRange &B) {
1485   return A.getUpper() == B.getLower() || A.getLower() == B.getUpper();
1486 }
1487
1488 void Verifier::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
1489   PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(LI.getOperand(0)->getType());
1490   Assert1(PTy, "Load operand must be a pointer.", &LI);
1491   Type *ElTy = PTy->getElementType();
1492   Assert2(ElTy == LI.getType(),
1493           "Load result type does not match pointer operand type!", &LI, ElTy);
1494   if (LI.isAtomic()) {
1495     Assert1(LI.getOrdering() != Release && LI.getOrdering() != AcquireRelease,
1496             "Load cannot have Release ordering", &LI);
1497     Assert1(LI.getAlignment() != 0,
1498             "Atomic load must specify explicit alignment", &LI);
1499     if (!ElTy->isPointerTy()) {
1500       Assert2(ElTy->isIntegerTy(),
1501               "atomic store operand must have integer type!",
1502               &LI, ElTy);
1503       unsigned Size = ElTy->getPrimitiveSizeInBits();
1504       Assert2(Size >= 8 && !(Size & (Size - 1)),
1505               "atomic store operand must be power-of-two byte-sized integer",
1506               &LI, ElTy);
1507     }
1508   } else {
1509     Assert1(LI.getSynchScope() == CrossThread,
1510             "Non-atomic load cannot have SynchronizationScope specified", &LI);
1511   }
1512
1513   if (MDNode *Range = LI.getMetadata(LLVMContext::MD_range)) {
1514     unsigned NumOperands = Range->getNumOperands();
1515     Assert1(NumOperands % 2 == 0, "Unfinished range!", Range);
1516     unsigned NumRanges = NumOperands / 2;
1517     Assert1(NumRanges >= 1, "It should have at least one range!", Range);
1518
1519     ConstantRange LastRange(1); // Dummy initial value
1520     for (unsigned i = 0; i < NumRanges; ++i) {
1521       ConstantInt *Low = dyn_cast<ConstantInt>(Range->getOperand(2*i));
1522       Assert1(Low, "The lower limit must be an integer!", Low);
1523       ConstantInt *High = dyn_cast<ConstantInt>(Range->getOperand(2*i + 1));
1524       Assert1(High, "The upper limit must be an integer!", High);
1525       Assert1(High->getType() == Low->getType() &&
1526               High->getType() == ElTy, "Range types must match load type!",
1527               &LI);
1528
1529       APInt HighV = High->getValue();
1530       APInt LowV = Low->getValue();
1531       ConstantRange CurRange(LowV, HighV);
1532       Assert1(!CurRange.isEmptySet() && !CurRange.isFullSet(),
1533               "Range must not be empty!", Range);
1534       if (i != 0) {
1535         Assert1(CurRange.intersectWith(LastRange).isEmptySet(),
1536                 "Intervals are overlapping", Range);
1537         Assert1(LowV.sgt(LastRange.getLower()), "Intervals are not in order",
1538                 Range);
1539         Assert1(!isContiguous(CurRange, LastRange), "Intervals are contiguous",
1540                 Range);
1541       }
1542       LastRange = ConstantRange(LowV, HighV);
1543     }
1544     if (NumRanges > 2) {
1545       APInt FirstLow =
1546         dyn_cast<ConstantInt>(Range->getOperand(0))->getValue();
1547       APInt FirstHigh =
1548         dyn_cast<ConstantInt>(Range->getOperand(1))->getValue();
1549       ConstantRange FirstRange(FirstLow, FirstHigh);
1550       Assert1(FirstRange.intersectWith(LastRange).isEmptySet(),
1551               "Intervals are overlapping", Range);
1552       Assert1(!isContiguous(FirstRange, LastRange), "Intervals are contiguous",
1553               Range);
1554     }
1555
1556
1557   }
1558
1559   visitInstruction(LI);
1560 }
1561
1562 void Verifier::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
1563   PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(SI.getOperand(1)->getType());
1564   Assert1(PTy, "Store operand must be a pointer.", &SI);
1565   Type *ElTy = PTy->getElementType();
1566   Assert2(ElTy == SI.getOperand(0)->getType(),
1567           "Stored value type does not match pointer operand type!",
1568           &SI, ElTy);
1569   if (SI.isAtomic()) {
1570     Assert1(SI.getOrdering() != Acquire && SI.getOrdering() != AcquireRelease,
1571             "Store cannot have Acquire ordering", &SI);
1572     Assert1(SI.getAlignment() != 0,
1573             "Atomic store must specify explicit alignment", &SI);
1574     if (!ElTy->isPointerTy()) {
1575       Assert2(ElTy->isIntegerTy(),
1576               "atomic store operand must have integer type!",
1577               &SI, ElTy);
1578       unsigned Size = ElTy->getPrimitiveSizeInBits();
1579       Assert2(Size >= 8 && !(Size & (Size - 1)),
1580               "atomic store operand must be power-of-two byte-sized integer",
1581               &SI, ElTy);
1582     }
1583   } else {
1584     Assert1(SI.getSynchScope() == CrossThread,
1585             "Non-atomic store cannot have SynchronizationScope specified", &SI);
1586   }
1587   visitInstruction(SI);
1588 }
1589
1590 void Verifier::visitAllocaInst(AllocaInst &AI) {
1591   PointerType *PTy = AI.getType();
1592   Assert1(PTy->getAddressSpace() == 0, 
1593           "Allocation instruction pointer not in the generic address space!",
1594           &AI);
1595   Assert1(PTy->getElementType()->isSized(), "Cannot allocate unsized type",
1596           &AI);
1597   Assert1(AI.getArraySize()->getType()->isIntegerTy(),
1598           "Alloca array size must have integer type", &AI);
1599   visitInstruction(AI);
1600 }
1601
1602 void Verifier::visitAtomicCmpXchgInst(AtomicCmpXchgInst &CXI) {
1603   Assert1(CXI.getOrdering() != NotAtomic,
1604           "cmpxchg instructions must be atomic.", &CXI);
1605   Assert1(CXI.getOrdering() != Unordered,
1606           "cmpxchg instructions cannot be unordered.", &CXI);
1607   PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(CXI.getOperand(0)->getType());
1608   Assert1(PTy, "First cmpxchg operand must be a pointer.", &CXI);
1609   Type *ElTy = PTy->getElementType();
1610   Assert2(ElTy->isIntegerTy(),
1611           "cmpxchg operand must have integer type!",
1612           &CXI, ElTy);
1613   unsigned Size = ElTy->getPrimitiveSizeInBits();
1614   Assert2(Size >= 8 && !(Size & (Size - 1)),
1615           "cmpxchg operand must be power-of-two byte-sized integer",
1616           &CXI, ElTy);
1617   Assert2(ElTy == CXI.getOperand(1)->getType(),
1618           "Expected value type does not match pointer operand type!",
1619           &CXI, ElTy);
1620   Assert2(ElTy == CXI.getOperand(2)->getType(),
1621           "Stored value type does not match pointer operand type!",
1622           &CXI, ElTy);
1623   visitInstruction(CXI);
1624 }
1625
1626 void Verifier::visitAtomicRMWInst(AtomicRMWInst &RMWI) {
1627   Assert1(RMWI.getOrdering() != NotAtomic,
1628           "atomicrmw instructions must be atomic.", &RMWI);
1629   Assert1(RMWI.getOrdering() != Unordered,
1630           "atomicrmw instructions cannot be unordered.", &RMWI);
1631   PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(RMWI.getOperand(0)->getType());
1632   Assert1(PTy, "First atomicrmw operand must be a pointer.", &RMWI);
1633   Type *ElTy = PTy->getElementType();
1634   Assert2(ElTy->isIntegerTy(),
1635           "atomicrmw operand must have integer type!",
1636           &RMWI, ElTy);
1637   unsigned Size = ElTy->getPrimitiveSizeInBits();
1638   Assert2(Size >= 8 && !(Size & (Size - 1)),
1639           "atomicrmw operand must be power-of-two byte-sized integer",
1640           &RMWI, ElTy);
1641   Assert2(ElTy == RMWI.getOperand(1)->getType(),
1642           "Argument value type does not match pointer operand type!",
1643           &RMWI, ElTy);
1644   Assert1(AtomicRMWInst::FIRST_BINOP <= RMWI.getOperation() &&
1645           RMWI.getOperation() <= AtomicRMWInst::LAST_BINOP,
1646           "Invalid binary operation!", &RMWI);
1647   visitInstruction(RMWI);
1648 }
1649
1650 void Verifier::visitFenceInst(FenceInst &FI) {
1651   const AtomicOrdering Ordering = FI.getOrdering();
1652   Assert1(Ordering == Acquire || Ordering == Release ||
1653           Ordering == AcquireRelease || Ordering == SequentiallyConsistent,
1654           "fence instructions may only have "
1655           "acquire, release, acq_rel, or seq_cst ordering.", &FI);
1656   visitInstruction(FI);
1657 }
1658
1659 void Verifier::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EVI) {
1660   Assert1(ExtractValueInst::getIndexedType(EVI.getAggregateOperand()->getType(),
1661                                            EVI.getIndices()) ==
1662           EVI.getType(),
1663           "Invalid ExtractValueInst operands!", &EVI);
1664   
1665   visitInstruction(EVI);
1666 }
1667
1668 void Verifier::visitInsertValueInst(InsertValueInst &IVI) {
1669   Assert1(ExtractValueInst::getIndexedType(IVI.getAggregateOperand()->getType(),
1670                                            IVI.getIndices()) ==
1671           IVI.getOperand(1)->getType(),
1672           "Invalid InsertValueInst operands!", &IVI);
1673   
1674   visitInstruction(IVI);
1675 }
1676
1677 void Verifier::visitLandingPadInst(LandingPadInst &LPI) {
1678   BasicBlock *BB = LPI.getParent();
1679
1680   // The landingpad instruction is ill-formed if it doesn't have any clauses and
1681   // isn't a cleanup.
1682   Assert1(LPI.getNumClauses() > 0 || LPI.isCleanup(),
1683           "LandingPadInst needs at least one clause or to be a cleanup.", &LPI);
1684
1685   // The landingpad instruction defines its parent as a landing pad block. The
1686   // landing pad block may be branched to only by the unwind edge of an invoke.
1687   for (pred_iterator I = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); I != E; ++I) {
1688     const InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>((*I)->getTerminator());
1689     Assert1(II && II->getUnwindDest() == BB && II->getNormalDest() != BB,
1690             "Block containing LandingPadInst must be jumped to "
1691             "only by the unwind edge of an invoke.", &LPI);
1692   }
1693
1694   // The landingpad instruction must be the first non-PHI instruction in the
1695   // block.
1696   Assert1(LPI.getParent()->getLandingPadInst() == &LPI,
1697           "LandingPadInst not the first non-PHI instruction in the block.",
1698           &LPI);
1699
1700   // The personality functions for all landingpad instructions within the same
1701   // function should match.
1702   if (PersonalityFn)
1703     Assert1(LPI.getPersonalityFn() == PersonalityFn,
1704             "Personality function doesn't match others in function", &LPI);
1705   PersonalityFn = LPI.getPersonalityFn();
1706
1707   // All operands must be constants.
1708   Assert1(isa<Constant>(PersonalityFn), "Personality function is not constant!",
1709           &LPI);
1710   for (unsigned i = 0, e = LPI.getNumClauses(); i < e; ++i) {
1711     Value *Clause = LPI.getClause(i);
1712     Assert1(isa<Constant>(Clause), "Clause is not constant!", &LPI);
1713     if (LPI.isCatch(i)) {
1714       Assert1(isa<PointerType>(Clause->getType()),
1715               "Catch operand does not have pointer type!", &LPI);
1716     } else {
1717       Assert1(LPI.isFilter(i), "Clause is neither catch nor filter!", &LPI);
1718       Assert1(isa<ConstantArray>(Clause) || isa<ConstantAggregateZero>(Clause),
1719               "Filter operand is not an array of constants!", &LPI);
1720     }
1721   }
1722
1723   visitInstruction(LPI);
1724 }
1725
1726 void Verifier::verifyDominatesUse(Instruction &I, unsigned i) {
1727   Instruction *Op = cast<Instruction>(I.getOperand(i));
1728   // If the we have an invalid invoke, don't try to compute the dominance.
1729   // We already reject it in the invoke specific checks and the dominance
1730   // computation doesn't handle multiple edges.
1731   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Op)) {
1732     if (II->getNormalDest() == II->getUnwindDest())
1733       return;
1734   }
1735
1736   const Use &U = I.getOperandUse(i);
1737   Assert2(InstsInThisBlock.count(Op) || DT->dominates(Op, U),
1738           "Instruction does not dominate all uses!", Op, &I);
1739 }
1740
1741 /// verifyInstruction - Verify that an instruction is well formed.
1742 ///
1743 void Verifier::visitInstruction(Instruction &I) {
1744   BasicBlock *BB = I.getParent();
1745   Assert1(BB, "Instruction not embedded in basic block!", &I);
1746
1747   if (!isa<PHINode>(I)) {   // Check that non-phi nodes are not self referential
1748     for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
1749          UI != UE; ++UI)
1750       Assert1(*UI != (User*)&I || !DT->isReachableFromEntry(BB),
1751               "Only PHI nodes may reference their own value!", &I);
1752   }
1753
1754   // Check that void typed values don't have names
1755   Assert1(!I.getType()->isVoidTy() || !I.hasName(),
1756           "Instruction has a name, but provides a void value!", &I);
1757
1758   // Check that the return value of the instruction is either void or a legal
1759   // value type.
1760   Assert1(I.getType()->isVoidTy() || 
1761           I.getType()->isFirstClassType(),
1762           "Instruction returns a non-scalar type!", &I);
1763
1764   // Check that the instruction doesn't produce metadata. Calls are already
1765   // checked against the callee type.
1766   Assert1(!I.getType()->isMetadataTy() ||
1767           isa<CallInst>(I) || isa<InvokeInst>(I),
1768           "Invalid use of metadata!", &I);
1769
1770   // Check that all uses of the instruction, if they are instructions
1771   // themselves, actually have parent basic blocks.  If the use is not an
1772   // instruction, it is an error!
1773   for (User::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
1774        UI != UE; ++UI) {
1775     if (Instruction *Used = dyn_cast<Instruction>(*UI))
1776       Assert2(Used->getParent() != 0, "Instruction referencing instruction not"
1777               " embedded in a basic block!", &I, Used);
1778     else {
1779       CheckFailed("Use of instruction is not an instruction!", *UI);
1780       return;
1781     }
1782   }
1783
1784   for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1785     Assert1(I.getOperand(i) != 0, "Instruction has null operand!", &I);
1786
1787     // Check to make sure that only first-class-values are operands to
1788     // instructions.
1789     if (!I.getOperand(i)->getType()->isFirstClassType()) {
1790       Assert1(0, "Instruction operands must be first-class values!", &I);
1791     }
1792
1793     if (Function *F = dyn_cast<Function>(I.getOperand(i))) {
1794       // Check to make sure that the "address of" an intrinsic function is never
1795       // taken.
1796       Assert1(!F->isIntrinsic() || i == (isa<CallInst>(I) ? e-1 : 0),
1797               "Cannot take the address of an intrinsic!", &I);
1798       Assert1(!F->isIntrinsic() || isa<CallInst>(I) ||
1799               F->getIntrinsicID() == Intrinsic::donothing,
1800               "Cannot invoke an intrinsinc other than donothing", &I);
1801       Assert1(F->getParent() == Mod, "Referencing function in another module!",
1802               &I);
1803     } else if (BasicBlock *OpBB = dyn_cast<BasicBlock>(I.getOperand(i))) {
1804       Assert1(OpBB->getParent() == BB->getParent(),
1805               "Referring to a basic block in another function!", &I);
1806     } else if (Argument *OpArg = dyn_cast<Argument>(I.getOperand(i))) {
1807       Assert1(OpArg->getParent() == BB->getParent(),
1808               "Referring to an argument in another function!", &I);
1809     } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(I.getOperand(i))) {
1810       Assert1(GV->getParent() == Mod, "Referencing global in another module!",
1811               &I);
1812     } else if (isa<Instruction>(I.getOperand(i))) {
1813       verifyDominatesUse(I, i);
1814     } else if (isa<InlineAsm>(I.getOperand(i))) {
1815       Assert1((i + 1 == e && isa<CallInst>(I)) ||
1816               (i + 3 == e && isa<InvokeInst>(I)),
1817               "Cannot take the address of an inline asm!", &I);
1818     }
1819   }
1820
1821   if (MDNode *MD = I.getMetadata(LLVMContext::MD_fpmath)) {
1822     Assert1(I.getType()->isFPOrFPVectorTy(),
1823             "fpmath requires a floating point result!", &I);
1824     Assert1(MD->getNumOperands() == 1, "fpmath takes one operand!", &I);
1825     Value *Op0 = MD->getOperand(0);
1826     if (ConstantFP *CFP0 = dyn_cast_or_null<ConstantFP>(Op0)) {
1827       APFloat Accuracy = CFP0->getValueAPF();
1828       Assert1(Accuracy.isNormal() && !Accuracy.isNegative(),
1829               "fpmath accuracy not a positive number!", &I);
1830     } else {
1831       Assert1(false, "invalid fpmath accuracy!", &I);
1832     }
1833   }
1834
1835   MDNode *MD = I.getMetadata(LLVMContext::MD_range);
1836   Assert1(!MD || isa<LoadInst>(I), "Ranges are only for loads!", &I);
1837
1838   InstsInThisBlock.insert(&I);
1839 }
1840
1841 /// VerifyIntrinsicType - Verify that the specified type (which comes from an
1842 /// intrinsic argument or return value) matches the type constraints specified
1843 /// by the .td file (e.g. an "any integer" argument really is an integer).
1844 ///
1845 /// This return true on error but does not print a message.
1846 bool Verifier::VerifyIntrinsicType(Type *Ty,
1847                                    ArrayRef<Intrinsic::IITDescriptor> &Infos,
1848                                    SmallVectorImpl<Type*> &ArgTys) {
1849   using namespace Intrinsic;
1850
1851   // If we ran out of descriptors, there are too many arguments.
1852   if (Infos.empty()) return true; 
1853   IITDescriptor D = Infos.front();
1854   Infos = Infos.slice(1);
1855   
1856   switch (D.Kind) {
1857   case IITDescriptor::Void: return !Ty->isVoidTy();
1858   case IITDescriptor::MMX:  return !Ty->isX86_MMXTy();
1859   case IITDescriptor::Metadata: return !Ty->isMetadataTy();
1860   case IITDescriptor::Half: return !Ty->isHalfTy();
1861   case IITDescriptor::Float: return !Ty->isFloatTy();
1862   case IITDescriptor::Double: return !Ty->isDoubleTy();
1863   case IITDescriptor::Integer: return !Ty->isIntegerTy(D.Integer_Width);
1864   case IITDescriptor::Vector: {
1865     VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(Ty);
1866     return VT == 0 || VT->getNumElements() != D.Vector_Width ||
1867            VerifyIntrinsicType(VT->getElementType(), Infos, ArgTys);
1868   }
1869   case IITDescriptor::Pointer: {
1870     PointerType *PT = dyn_cast<PointerType>(Ty);
1871     return PT == 0 || PT->getAddressSpace() != D.Pointer_AddressSpace ||
1872            VerifyIntrinsicType(PT->getElementType(), Infos, ArgTys);
1873   }
1874       
1875   case IITDescriptor::Struct: {
1876     StructType *ST = dyn_cast<StructType>(Ty);
1877     if (ST == 0 || ST->getNumElements() != D.Struct_NumElements)
1878       return true;
1879     
1880     for (unsigned i = 0, e = D.Struct_NumElements; i != e; ++i)
1881       if (VerifyIntrinsicType(ST->getElementType(i), Infos, ArgTys))
1882         return true;
1883     return false;
1884   }
1885       
1886   case IITDescriptor::Argument:
1887     // Two cases here - If this is the second occurrence of an argument, verify
1888     // that the later instance matches the previous instance. 
1889     if (D.getArgumentNumber() < ArgTys.size())
1890       return Ty != ArgTys[D.getArgumentNumber()];  
1891       
1892     // Otherwise, if this is the first instance of an argument, record it and
1893     // verify the "Any" kind.
1894     assert(D.getArgumentNumber() == ArgTys.size() && "Table consistency error");
1895     ArgTys.push_back(Ty);
1896       
1897     switch (D.getArgumentKind()) {
1898     case IITDescriptor::AK_AnyInteger: return !Ty->isIntOrIntVectorTy();
1899     case IITDescriptor::AK_AnyFloat:   return !Ty->isFPOrFPVectorTy();
1900     case IITDescriptor::AK_AnyVector:  return !isa<VectorType>(Ty);
1901     case IITDescriptor::AK_AnyPointer: return !isa<PointerType>(Ty);
1902     }
1903     llvm_unreachable("all argument kinds not covered");
1904       
1905   case IITDescriptor::ExtendVecArgument:
1906     // This may only be used when referring to a previous vector argument.
1907     return D.getArgumentNumber() >= ArgTys.size() ||
1908            !isa<VectorType>(ArgTys[D.getArgumentNumber()]) ||
1909            VectorType::getExtendedElementVectorType(
1910                        cast<VectorType>(ArgTys[D.getArgumentNumber()])) != Ty;
1911
1912   case IITDescriptor::TruncVecArgument:
1913     // This may only be used when referring to a previous vector argument.
1914     return D.getArgumentNumber() >= ArgTys.size() ||
1915            !isa<VectorType>(ArgTys[D.getArgumentNumber()]) ||
1916            VectorType::getTruncatedElementVectorType(
1917                          cast<VectorType>(ArgTys[D.getArgumentNumber()])) != Ty;
1918   }
1919   llvm_unreachable("unhandled");
1920 }
1921
1922 /// visitIntrinsicFunction - Allow intrinsics to be verified in different ways.
1923 ///
1924 void Verifier::visitIntrinsicFunctionCall(Intrinsic::ID ID, CallInst &CI) {
1925   Function *IF = CI.getCalledFunction();
1926   Assert1(IF->isDeclaration(), "Intrinsic functions should never be defined!",
1927           IF);
1928
1929   // Verify that the intrinsic prototype lines up with what the .td files
1930   // describe.
1931   FunctionType *IFTy = IF->getFunctionType();
1932   Assert1(!IFTy->isVarArg(), "Intrinsic prototypes are not varargs", IF);
1933   
1934   SmallVector<Intrinsic::IITDescriptor, 8> Table;
1935   getIntrinsicInfoTableEntries(ID, Table);
1936   ArrayRef<Intrinsic::IITDescriptor> TableRef = Table;
1937
1938   SmallVector<Type *, 4> ArgTys;
1939   Assert1(!VerifyIntrinsicType(IFTy->getReturnType(), TableRef, ArgTys),
1940           "Intrinsic has incorrect return type!", IF);
1941   for (unsigned i = 0, e = IFTy->getNumParams(); i != e; ++i)
1942     Assert1(!VerifyIntrinsicType(IFTy->getParamType(i), TableRef, ArgTys),
1943             "Intrinsic has incorrect argument type!", IF);
1944   Assert1(TableRef.empty(), "Intrinsic has too few arguments!", IF);
1945
1946   // Now that we have the intrinsic ID and the actual argument types (and we
1947   // know they are legal for the intrinsic!) get the intrinsic name through the
1948   // usual means.  This allows us to verify the mangling of argument types into
1949   // the name.
1950   Assert1(Intrinsic::getName(ID, ArgTys) == IF->getName(),
1951           "Intrinsic name not mangled correctly for type arguments!", IF);
1952   
1953   // If the intrinsic takes MDNode arguments, verify that they are either global
1954   // or are local to *this* function.
1955   for (unsigned i = 0, e = CI.getNumArgOperands(); i != e; ++i)
1956     if (MDNode *MD = dyn_cast<MDNode>(CI.getArgOperand(i)))
1957       visitMDNode(*MD, CI.getParent()->getParent());
1958
1959   switch (ID) {
1960   default:
1961     break;
1962   case Intrinsic::ctlz:  // llvm.ctlz
1963   case Intrinsic::cttz:  // llvm.cttz
1964     Assert1(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(1)),
1965             "is_zero_undef argument of bit counting intrinsics must be a "
1966             "constant int", &CI);
1967     break;
1968   case Intrinsic::dbg_declare: {  // llvm.dbg.declare
1969     Assert1(CI.getArgOperand(0) && isa<MDNode>(CI.getArgOperand(0)),
1970                 "invalid llvm.dbg.declare intrinsic call 1", &CI);
1971     MDNode *MD = cast<MDNode>(CI.getArgOperand(0));
1972     Assert1(MD->getNumOperands() == 1,
1973                 "invalid llvm.dbg.declare intrinsic call 2", &CI);
1974   } break;
1975   case Intrinsic::memcpy:
1976   case Intrinsic::memmove:
1977   case Intrinsic::memset:
1978     Assert1(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(3)),
1979             "alignment argument of memory intrinsics must be a constant int",
1980             &CI);
1981     Assert1(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(4)),
1982             "isvolatile argument of memory intrinsics must be a constant int",
1983             &CI);
1984     break;
1985   case Intrinsic::gcroot:
1986   case Intrinsic::gcwrite:
1987   case Intrinsic::gcread:
1988     if (ID == Intrinsic::gcroot) {
1989       AllocaInst *AI =
1990         dyn_cast<AllocaInst>(CI.getArgOperand(0)->stripPointerCasts());
1991       Assert1(AI, "llvm.gcroot parameter #1 must be an alloca.", &CI);
1992       Assert1(isa<Constant>(CI.getArgOperand(1)),
1993               "llvm.gcroot parameter #2 must be a constant.", &CI);
1994       if (!AI->getType()->getElementType()->isPointerTy()) {
1995         Assert1(!isa<ConstantPointerNull>(CI.getArgOperand(1)),
1996                 "llvm.gcroot parameter #1 must either be a pointer alloca, "
1997                 "or argument #2 must be a non-null constant.", &CI);
1998       }
1999     }
2000
2001     Assert1(CI.getParent()->getParent()->hasGC(),
2002             "Enclosing function does not use GC.", &CI);
2003     break;
2004   case Intrinsic::init_trampoline:
2005     Assert1(isa<Function>(CI.getArgOperand(1)->stripPointerCasts()),
2006             "llvm.init_trampoline parameter #2 must resolve to a function.",
2007             &CI);
2008     break;
2009   case Intrinsic::prefetch:
2010     Assert1(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(1)) &&
2011             isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(2)) &&
2012             cast<ConstantInt>(CI.getArgOperand(1))->getZExtValue() < 2 &&
2013             cast<ConstantInt>(CI.getArgOperand(2))->getZExtValue() < 4,
2014             "invalid arguments to llvm.prefetch",
2015             &CI);
2016     break;
2017   case Intrinsic::stackprotector:
2018     Assert1(isa<AllocaInst>(CI.getArgOperand(1)->stripPointerCasts()),
2019             "llvm.stackprotector parameter #2 must resolve to an alloca.",
2020             &CI);
2021     break;
2022   case Intrinsic::lifetime_start:
2023   case Intrinsic::lifetime_end:
2024   case Intrinsic::invariant_start:
2025     Assert1(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(0)),
2026             "size argument of memory use markers must be a constant integer",
2027             &CI);
2028     break;
2029   case Intrinsic::invariant_end:
2030     Assert1(isa<ConstantInt>(CI.getArgOperand(1)),
2031             "llvm.invariant.end parameter #2 must be a constant integer", &CI);
2032     break;
2033   }
2034 }
2035
2036 //===----------------------------------------------------------------------===//
2037 //  Implement the public interfaces to this file...
2038 //===----------------------------------------------------------------------===//
2039
2040 FunctionPass *llvm::createVerifierPass(VerifierFailureAction action) {
2041   return new Verifier(action);
2042 }
2043
2044
2045 /// verifyFunction - Check a function for errors, printing messages on stderr.
2046 /// Return true if the function is corrupt.
2047 ///
2048 bool llvm::verifyFunction(const Function &f, VerifierFailureAction action) {
2049   Function &F = const_cast<Function&>(f);
2050   assert(!F.isDeclaration() && "Cannot verify external functions");
2051
2052   FunctionPassManager FPM(F.getParent());
2053   Verifier *V = new Verifier(action);
2054   FPM.add(V);
2055   FPM.run(F);
2056   return V->Broken;
2057 }
2058
2059 /// verifyModule - Check a module for errors, printing messages on stderr.
2060 /// Return true if the module is corrupt.
2061 ///
2062 bool llvm::verifyModule(const Module &M, VerifierFailureAction action,
2063                         std::string *ErrorInfo) {
2064   PassManager PM;
2065   Verifier *V = new Verifier(action);
2066   PM.add(V);
2067   PM.run(const_cast<Module&>(M));
2068
2069   if (ErrorInfo && V->Broken)
2070     *ErrorInfo = V->MessagesStr.str();
2071   return V->Broken;
2072 }