Remove the successor probabilities normalization in tail duplication pass.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / MachineVerifier.cpp
index b4d6588bf43a9c09a4c86c0ea21832e4f107189c..cdcd8eb4fbdfcc533c6b37c9e2679dd1e3331f45 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//===-- MachineVerifier.cpp - Machine Code Verifier -------------*- C++ -*-===//
+//===-- MachineVerifier.cpp - Machine Code Verifier -----------------------===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
 // the verifier errors.
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
-#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
-#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
-#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
+#include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
 #include "llvm/ADT/SetOperations.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
-#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Analysis/EHPersonalities.h"
+#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
+#include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
+#include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
+#include "llvm/IR/BasicBlock.h"
+#include "llvm/IR/InlineAsm.h"
+#include "llvm/IR/Instructions.h"
+#include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/FileSystem.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
+#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
 using namespace llvm;
 
 namespace {
-  struct VISIBILITY_HIDDEN MachineVerifier : public MachineFunctionPass {
-    static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
+  struct MachineVerifier {
 
-    MachineVerifier(bool allowDoubleDefs = false) :
-      MachineFunctionPass(&ID),
-      allowVirtDoubleDefs(allowDoubleDefs),
-      allowPhysDoubleDefs(allowDoubleDefs),
-      OutFileName(getenv("LLVM_VERIFY_MACHINEINSTRS"))
-        {}
-
-    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-      AU.setPreservesAll();
-      MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
-    }
+    MachineVerifier(Pass *pass, const char *b) :
+      PASS(pass),
+      Banner(b)
+      {}
 
     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
 
-    const bool allowVirtDoubleDefs;
-    const bool allowPhysDoubleDefs;
-
-    const char *const OutFileName;
-    raw_ostream *OS;
+    Pass *const PASS;
+    const char *Banner;
     const MachineFunction *MF;
     const TargetMachine *TM;
+    const TargetInstrInfo *TII;
     const TargetRegisterInfo *TRI;
     const MachineRegisterInfo *MRI;
 
     unsigned foundErrors;
 
     typedef SmallVector<unsigned, 16> RegVector;
+    typedef SmallVector<const uint32_t*, 4> RegMaskVector;
     typedef DenseSet<unsigned> RegSet;
     typedef DenseMap<unsigned, const MachineInstr*> RegMap;
+    typedef SmallPtrSet<const MachineBasicBlock*, 8> BlockSet;
+
+    const MachineInstr *FirstTerminator;
+    BlockSet FunctionBlocks;
 
     BitVector regsReserved;
     RegSet regsLive;
     RegVector regsDefined, regsDead, regsKilled;
+    RegMaskVector regMasks;
     RegSet regsLiveInButUnused;
 
+    SlotIndex lastIndex;
+
     // Add Reg and any sub-registers to RV
     void addRegWithSubRegs(RegVector &RV, unsigned Reg) {
       RV.push_back(Reg);
       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
-        for (const unsigned *R = TRI->getSubRegisters(Reg); *R; R++)
-          RV.push_back(*R);
+        for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI); SubRegs.isValid(); ++SubRegs)
+          RV.push_back(*SubRegs);
     }
 
     struct BBInfo {
@@ -96,10 +103,6 @@ namespace {
       // defined. Map value is the user.
       RegMap vregsLiveIn;
 
-      // Vregs that must be dead in because they are defined without being
-      // killed first. Map value is the defining instruction.
-      RegMap vregsDeadIn;
-
       // Regs killed in MBB. They may be defined again, and will then be in both
       // regsKilled and regsLiveOut.
       RegSet regsKilled;
@@ -112,6 +115,13 @@ namespace {
       // regsKilled and regsLiveOut.
       RegSet vregsPassed;
 
+      // Vregs that must pass through MBB because they are needed by a successor
+      // block. This set is disjoint from regsLiveOut.
+      RegSet vregsRequired;
+
+      // Set versions of block's predecessor and successor lists.
+      BlockSet Preds, Succs;
+
       BBInfo() : reachable(false) {}
 
       // Add register to vregsPassed if it belongs there. Return true if
@@ -133,6 +143,34 @@ namespace {
         return changed;
       }
 
+      // Add register to vregsRequired if it belongs there. Return true if
+      // anything changed.
+      bool addRequired(unsigned Reg) {
+        if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
+          return false;
+        if (regsLiveOut.count(Reg))
+          return false;
+        return vregsRequired.insert(Reg).second;
+      }
+
+      // Same for a full set.
+      bool addRequired(const RegSet &RS) {
+        bool changed = false;
+        for (RegSet::const_iterator I = RS.begin(), E = RS.end(); I != E; ++I)
+          if (addRequired(*I))
+            changed = true;
+        return changed;
+      }
+
+      // Same for a full map.
+      bool addRequired(const RegMap &RM) {
+        bool changed = false;
+        for (RegMap::const_iterator I = RM.begin(), E = RM.end(); I != E; ++I)
+          if (addRequired(I->first))
+            changed = true;
+        return changed;
+      }
+
       // Live-out registers are either in regsLiveOut or vregsPassed.
       bool isLiveOut(unsigned Reg) const {
         return regsLiveOut.count(Reg) || vregsPassed.count(Reg);
@@ -146,83 +184,205 @@ namespace {
       return Reg < regsReserved.size() && regsReserved.test(Reg);
     }
 
+    bool isAllocatable(unsigned Reg) {
+      return Reg < TRI->getNumRegs() && MRI->isAllocatable(Reg);
+    }
+
+    // Analysis information if available
+    LiveVariables *LiveVars;
+    LiveIntervals *LiveInts;
+    LiveStacks *LiveStks;
+    SlotIndexes *Indexes;
+
     void visitMachineFunctionBefore();
     void visitMachineBasicBlockBefore(const MachineBasicBlock *MBB);
+    void visitMachineBundleBefore(const MachineInstr *MI);
     void visitMachineInstrBefore(const MachineInstr *MI);
     void visitMachineOperand(const MachineOperand *MO, unsigned MONum);
     void visitMachineInstrAfter(const MachineInstr *MI);
+    void visitMachineBundleAfter(const MachineInstr *MI);
     void visitMachineBasicBlockAfter(const MachineBasicBlock *MBB);
     void visitMachineFunctionAfter();
 
+    template <typename T> void report(const char *msg, ilist_iterator<T> I) {
+      report(msg, &*I);
+    }
     void report(const char *msg, const MachineFunction *MF);
     void report(const char *msg, const MachineBasicBlock *MBB);
     void report(const char *msg, const MachineInstr *MI);
     void report(const char *msg, const MachineOperand *MO, unsigned MONum);
 
+    void report_context(const LiveInterval &LI) const;
+    void report_context(const LiveRange &LR, unsigned Reg,
+                        LaneBitmask LaneMask) const;
+    void report_context(const LiveRange::Segment &S) const;
+    void report_context(const VNInfo &VNI) const;
+
+    void verifyInlineAsm(const MachineInstr *MI);
+
+    void checkLiveness(const MachineOperand *MO, unsigned MONum);
     void markReachable(const MachineBasicBlock *MBB);
-    void calcMaxRegsPassed();
-    void calcMinRegsPassed();
+    void calcRegsPassed();
     void checkPHIOps(const MachineBasicBlock *MBB);
+
+    void calcRegsRequired();
+    void verifyLiveVariables();
+    void verifyLiveIntervals();
+    void verifyLiveInterval(const LiveInterval&);
+    void verifyLiveRangeValue(const LiveRange&, const VNInfo*, unsigned,
+                              unsigned);
+    void verifyLiveRangeSegment(const LiveRange&,
+                                const LiveRange::const_iterator I, unsigned,
+                                unsigned);
+    void verifyLiveRange(const LiveRange&, unsigned, LaneBitmask LaneMask = 0);
+
+    void verifyStackFrame();
+
+    void verifySlotIndexes() const;
+  };
+
+  struct MachineVerifierPass : public MachineFunctionPass {
+    static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
+    const std::string Banner;
+
+    MachineVerifierPass(const std::string &banner = nullptr)
+      : MachineFunctionPass(ID), Banner(banner) {
+        initializeMachineVerifierPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+      }
+
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
+      AU.setPreservesAll();
+      MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
+    }
+
+    bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override {
+      MF.verify(this, Banner.c_str());
+      return false;
+    }
   };
+
 }
 
-char MachineVerifier::ID = 0;
-static RegisterPass<MachineVerifier>
-MachineVer("machineverifier", "Verify generated machine code");
-static const PassInfo *const MachineVerifyID = &MachineVer;
+char MachineVerifierPass::ID = 0;
+INITIALIZE_PASS(MachineVerifierPass, "machineverifier",
+                "Verify generated machine code", false, false)
 
-FunctionPass *llvm::createMachineVerifierPass(bool allowPhysDoubleDefs) {
-  return new MachineVerifier(allowPhysDoubleDefs);
+FunctionPass *llvm::createMachineVerifierPass(const std::string &Banner) {
+  return new MachineVerifierPass(Banner);
 }
 
-bool MachineVerifier::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
-  raw_ostream *OutFile = 0;
-  if (OutFileName) {
-    std::string ErrorInfo;
-    OutFile = new raw_fd_ostream(OutFileName, ErrorInfo,
-                                 raw_fd_ostream::F_Append);
-    if (!ErrorInfo.empty()) {
-      errs() << "Error opening '" << OutFileName << "': " << ErrorInfo << '\n';
-      exit(1);
-    }
-    
-    OS = OutFile;
-  } else {
-    OS = &errs();
+void MachineFunction::verify(Pass *p, const char *Banner) const {
+  MachineVerifier(p, Banner)
+    .runOnMachineFunction(const_cast<MachineFunction&>(*this));
+}
+
+void MachineVerifier::verifySlotIndexes() const {
+  if (Indexes == nullptr)
+    return;
+
+  // Ensure the IdxMBB list is sorted by slot indexes.
+  SlotIndex Last;
+  for (SlotIndexes::MBBIndexIterator I = Indexes->MBBIndexBegin(),
+       E = Indexes->MBBIndexEnd(); I != E; ++I) {
+    assert(!Last.isValid() || I->first > Last);
+    Last = I->first;
   }
+}
 
+bool MachineVerifier::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
   foundErrors = 0;
 
   this->MF = &MF;
   TM = &MF.getTarget();
-  TRI = TM->getRegisterInfo();
+  TII = MF.getSubtarget().getInstrInfo();
+  TRI = MF.getSubtarget().getRegisterInfo();
   MRI = &MF.getRegInfo();
 
+  LiveVars = nullptr;
+  LiveInts = nullptr;
+  LiveStks = nullptr;
+  Indexes = nullptr;
+  if (PASS) {
+    LiveInts = PASS->getAnalysisIfAvailable<LiveIntervals>();
+    // We don't want to verify LiveVariables if LiveIntervals is available.
+    if (!LiveInts)
+      LiveVars = PASS->getAnalysisIfAvailable<LiveVariables>();
+    LiveStks = PASS->getAnalysisIfAvailable<LiveStacks>();
+    Indexes = PASS->getAnalysisIfAvailable<SlotIndexes>();
+  }
+
+  verifySlotIndexes();
+
   visitMachineFunctionBefore();
   for (MachineFunction::const_iterator MFI = MF.begin(), MFE = MF.end();
        MFI!=MFE; ++MFI) {
-    visitMachineBasicBlockBefore(MFI);
-    for (MachineBasicBlock::const_iterator MBBI = MFI->begin(),
-           MBBE = MFI->end(); MBBI != MBBE; ++MBBI) {
-      visitMachineInstrBefore(MBBI);
-      for (unsigned I = 0, E = MBBI->getNumOperands(); I != E; ++I)
-        visitMachineOperand(&MBBI->getOperand(I), I);
-      visitMachineInstrAfter(MBBI);
+    visitMachineBasicBlockBefore(&*MFI);
+    // Keep track of the current bundle header.
+    const MachineInstr *CurBundle = nullptr;
+    // Do we expect the next instruction to be part of the same bundle?
+    bool InBundle = false;
+
+    for (MachineBasicBlock::const_instr_iterator MBBI = MFI->instr_begin(),
+           MBBE = MFI->instr_end(); MBBI != MBBE; ++MBBI) {
+      if (MBBI->getParent() != &*MFI) {
+        report("Bad instruction parent pointer", MFI);
+        errs() << "Instruction: " << *MBBI;
+        continue;
+      }
+
+      // Check for consistent bundle flags.
+      if (InBundle && !MBBI->isBundledWithPred())
+        report("Missing BundledPred flag, "
+               "BundledSucc was set on predecessor",
+               &*MBBI);
+      if (!InBundle && MBBI->isBundledWithPred())
+        report("BundledPred flag is set, "
+               "but BundledSucc not set on predecessor",
+               &*MBBI);
+
+      // Is this a bundle header?
+      if (!MBBI->isInsideBundle()) {
+        if (CurBundle)
+          visitMachineBundleAfter(CurBundle);
+        CurBundle = &*MBBI;
+        visitMachineBundleBefore(CurBundle);
+      } else if (!CurBundle)
+        report("No bundle header", MBBI);
+      visitMachineInstrBefore(&*MBBI);
+      for (unsigned I = 0, E = MBBI->getNumOperands(); I != E; ++I) {
+        const MachineInstr &MI = *MBBI;
+        const MachineOperand &Op = MI.getOperand(I);
+        if (Op.getParent() != &MI) {
+          // Make sure to use correct addOperand / RemoveOperand / ChangeTo
+          // functions when replacing operands of a MachineInstr.
+          report("Instruction has operand with wrong parent set", &MI);
+        }
+
+        visitMachineOperand(&Op, I);
+      }
+
+      visitMachineInstrAfter(&*MBBI);
+
+      // Was this the last bundled instruction?
+      InBundle = MBBI->isBundledWithSucc();
     }
-    visitMachineBasicBlockAfter(MFI);
+    if (CurBundle)
+      visitMachineBundleAfter(CurBundle);
+    if (InBundle)
+      report("BundledSucc flag set on last instruction in block", &MFI->back());
+    visitMachineBasicBlockAfter(&*MFI);
   }
   visitMachineFunctionAfter();
 
-  if (OutFile)
-    delete OutFile;
-  else if (foundErrors)
-    llvm_report_error("Found "+Twine(foundErrors)+" machine code errors.");
+  if (foundErrors)
+    report_fatal_error("Found "+Twine(foundErrors)+" machine code errors.");
 
   // Clean up.
   regsLive.clear();
   regsDefined.clear();
   regsDead.clear();
   regsKilled.clear();
+  regMasks.clear();
   regsLiveInButUnused.clear();
   MBBInfoMap.clear();
 
@@ -231,46 +391,71 @@ bool MachineVerifier::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 
 void MachineVerifier::report(const char *msg, const MachineFunction *MF) {
   assert(MF);
-  *OS << '\n';
-  if (!foundErrors++)
-    MF->print(*OS);
-  *OS << "*** Bad machine code: " << msg << " ***\n"
-      << "- function:    " << MF->getFunction()->getNameStr() << "\n";
+  errs() << '\n';
+  if (!foundErrors++) {
+    if (Banner)
+      errs() << "# " << Banner << '\n';
+    if (LiveInts != nullptr)
+      LiveInts->print(errs());
+    else
+      MF->print(errs(), Indexes);
+  }
+  errs() << "*** Bad machine code: " << msg << " ***\n"
+      << "- function:    " << MF->getName() << "\n";
 }
 
-void
-MachineVerifier::report(const char *msg, const MachineBasicBlock *MBB)
-{
+void MachineVerifier::report(const char *msg, const MachineBasicBlock *MBB) {
   assert(MBB);
   report(msg, MBB->getParent());
-  *OS << "- basic block: " << MBB->getBasicBlock()->getNameStr()
-      << " " << (void*)MBB
-      << " (#" << MBB->getNumber() << ")\n";
+  errs() << "- basic block: BB#" << MBB->getNumber()
+      << ' ' << MBB->getName()
+      << " (" << (const void*)MBB << ')';
+  if (Indexes)
+    errs() << " [" << Indexes->getMBBStartIdx(MBB)
+        << ';' <<  Indexes->getMBBEndIdx(MBB) << ')';
+  errs() << '\n';
 }
 
-void
-MachineVerifier::report(const char *msg, const MachineInstr *MI)
-{
+void MachineVerifier::report(const char *msg, const MachineInstr *MI) {
   assert(MI);
   report(msg, MI->getParent());
-  *OS << "- instruction: ";
-  MI->print(*OS, TM);
+  errs() << "- instruction: ";
+  if (Indexes && Indexes->hasIndex(MI))
+    errs() << Indexes->getInstructionIndex(MI) << '\t';
+  MI->print(errs(), /*SkipOpers=*/true);
+  errs() << '\n';
 }
 
-void
-MachineVerifier::report(const char *msg,
-                        const MachineOperand *MO, unsigned MONum)
-{
+void MachineVerifier::report(const char *msg,
+                             const MachineOperand *MO, unsigned MONum) {
   assert(MO);
   report(msg, MO->getParent());
-  *OS << "- operand " << MONum << ":   ";
-  MO->print(*OS, TM);
-  *OS << "\n";
+  errs() << "- operand " << MONum << ":   ";
+  MO->print(errs(), TRI);
+  errs() << "\n";
 }
 
-void
-MachineVerifier::markReachable(const MachineBasicBlock *MBB)
-{
+void MachineVerifier::report_context(const LiveInterval &LI) const {
+  errs() << "- interval:    " << LI << '\n';
+}
+
+void MachineVerifier::report_context(const LiveRange &LR, unsigned Reg,
+                                     LaneBitmask LaneMask) const {
+  errs() << "- register:    " << PrintReg(Reg, TRI) << '\n';
+  if (LaneMask != 0)
+    errs() << "- lanemask:    " << PrintLaneMask(LaneMask) << '\n';
+  errs() << "- liverange:   " << LR << '\n';
+}
+
+void MachineVerifier::report_context(const LiveRange::Segment &S) const {
+  errs() << "- segment:     " << S << '\n';
+}
+
+void MachineVerifier::report_context(const VNInfo &VNI) const {
+  errs() << "- ValNo:       " << VNI.id << " (def " << VNI.def << ")\n";
+}
+
+void MachineVerifier::markReachable(const MachineBasicBlock *MBB) {
   BBInfo &MInfo = MBBInfoMap[MBB];
   if (!MInfo.reachable) {
     MInfo.reachable = true;
@@ -280,57 +465,107 @@ MachineVerifier::markReachable(const MachineBasicBlock *MBB)
   }
 }
 
-void
-MachineVerifier::visitMachineFunctionBefore()
-{
-  regsReserved = TRI->getReservedRegs(*MF);
+void MachineVerifier::visitMachineFunctionBefore() {
+  lastIndex = SlotIndex();
+  regsReserved = MRI->getReservedRegs();
 
   // A sub-register of a reserved register is also reserved
   for (int Reg = regsReserved.find_first(); Reg>=0;
        Reg = regsReserved.find_next(Reg)) {
-    for (const unsigned *Sub = TRI->getSubRegisters(Reg); *Sub; ++Sub) {
+    for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI); SubRegs.isValid(); ++SubRegs) {
       // FIXME: This should probably be:
-      // assert(regsReserved.test(*Sub) && "Non-reserved sub-register");
-      regsReserved.set(*Sub);
+      // assert(regsReserved.test(*SubRegs) && "Non-reserved sub-register");
+      regsReserved.set(*SubRegs);
     }
   }
+
   markReachable(&MF->front());
+
+  // Build a set of the basic blocks in the function.
+  FunctionBlocks.clear();
+  for (const auto &MBB : *MF) {
+    FunctionBlocks.insert(&MBB);
+    BBInfo &MInfo = MBBInfoMap[&MBB];
+
+    MInfo.Preds.insert(MBB.pred_begin(), MBB.pred_end());
+    if (MInfo.Preds.size() != MBB.pred_size())
+      report("MBB has duplicate entries in its predecessor list.", &MBB);
+
+    MInfo.Succs.insert(MBB.succ_begin(), MBB.succ_end());
+    if (MInfo.Succs.size() != MBB.succ_size())
+      report("MBB has duplicate entries in its successor list.", &MBB);
+  }
+
+  // Check that the register use lists are sane.
+  MRI->verifyUseLists();
+
+  verifyStackFrame();
+}
+
+// Does iterator point to a and b as the first two elements?
+static bool matchPair(MachineBasicBlock::const_succ_iterator i,
+                      const MachineBasicBlock *a, const MachineBasicBlock *b) {
+  if (*i == a)
+    return *++i == b;
+  if (*i == b)
+    return *++i == a;
+  return false;
 }
 
 void
-MachineVerifier::visitMachineBasicBlockBefore(const MachineBasicBlock *MBB)
-{
-  const TargetInstrInfo *TII = MF->getTarget().getInstrInfo();
-
-  // Start with minimal CFG sanity checks.
-  MachineFunction::const_iterator MBBI = MBB;
-  ++MBBI;
-  if (MBBI != MF->end()) {
-    // Block is not last in function.
-    if (!MBB->isSuccessor(MBBI)) {
-      // Block does not fall through.
-      if (MBB->empty()) {
-        report("MBB doesn't fall through but is empty!", MBB);
+MachineVerifier::visitMachineBasicBlockBefore(const MachineBasicBlock *MBB) {
+  FirstTerminator = nullptr;
+
+  if (MRI->isSSA()) {
+    // If this block has allocatable physical registers live-in, check that
+    // it is an entry block or landing pad.
+    for (const auto &LI : MBB->liveins()) {
+      if (isAllocatable(LI.PhysReg) && !MBB->isEHPad() &&
+          MBB != MBB->getParent()->begin()) {
+        report("MBB has allocable live-in, but isn't entry or landing-pad.", MBB);
       }
     }
-    if (TII->BlockHasNoFallThrough(*MBB)) {
-      if (MBB->empty()) {
-        report("TargetInstrInfo says the block has no fall through, but the "
-               "block is empty!", MBB);
-      } else if (!MBB->back().getDesc().isBarrier()) {
-        report("TargetInstrInfo says the block has no fall through, but the "
-               "block does not end in a barrier!", MBB);
-      }
+  }
+
+  // Count the number of landing pad successors.
+  SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 4> LandingPadSuccs;
+  for (MachineBasicBlock::const_succ_iterator I = MBB->succ_begin(),
+       E = MBB->succ_end(); I != E; ++I) {
+    if ((*I)->isEHPad())
+      LandingPadSuccs.insert(*I);
+    if (!FunctionBlocks.count(*I))
+      report("MBB has successor that isn't part of the function.", MBB);
+    if (!MBBInfoMap[*I].Preds.count(MBB)) {
+      report("Inconsistent CFG", MBB);
+      errs() << "MBB is not in the predecessor list of the successor BB#"
+          << (*I)->getNumber() << ".\n";
     }
-  } else {
-    // Block is last in function.
-    if (MBB->empty()) {
-      report("MBB is last in function but is empty!", MBB);
+  }
+
+  // Check the predecessor list.
+  for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator I = MBB->pred_begin(),
+       E = MBB->pred_end(); I != E; ++I) {
+    if (!FunctionBlocks.count(*I))
+      report("MBB has predecessor that isn't part of the function.", MBB);
+    if (!MBBInfoMap[*I].Succs.count(MBB)) {
+      report("Inconsistent CFG", MBB);
+      errs() << "MBB is not in the successor list of the predecessor BB#"
+          << (*I)->getNumber() << ".\n";
     }
   }
 
+  const MCAsmInfo *AsmInfo = TM->getMCAsmInfo();
+  const BasicBlock *BB = MBB->getBasicBlock();
+  const Function *Fn = MF->getFunction();
+  if (LandingPadSuccs.size() > 1 &&
+      !(AsmInfo &&
+        AsmInfo->getExceptionHandlingType() == ExceptionHandling::SjLj &&
+        BB && isa<SwitchInst>(BB->getTerminator())) &&
+      !isFuncletEHPersonality(classifyEHPersonality(Fn->getPersonalityFn())))
+    report("MBB has more than one landing pad successor", MBB);
+
   // Call AnalyzeBranch. If it succeeds, there several more conditions to check.
-  MachineBasicBlock *TBB = 0, *FBB = 0;
+  MachineBasicBlock *TBB = nullptr, *FBB = nullptr;
   SmallVector<MachineOperand, 4> Cond;
   if (!TII->AnalyzeBranch(*const_cast<MachineBasicBlock *>(MBB),
                           TBB, FBB, Cond)) {
@@ -338,24 +573,25 @@ MachineVerifier::visitMachineBasicBlockBefore(const MachineBasicBlock *MBB)
     // check whether its answers match up with reality.
     if (!TBB && !FBB) {
       // Block falls through to its successor.
-      MachineFunction::const_iterator MBBI = MBB;
+      MachineFunction::const_iterator MBBI = MBB->getIterator();
       ++MBBI;
       if (MBBI == MF->end()) {
         // It's possible that the block legitimately ends with a noreturn
         // call or an unreachable, in which case it won't actually fall
         // out the bottom of the function.
-      } else if (MBB->succ_empty()) {
+      } else if (MBB->succ_size() == LandingPadSuccs.size()) {
         // It's possible that the block legitimately ends with a noreturn
         // call or an unreachable, in which case it won't actuall fall
         // out of the block.
-      } else if (MBB->succ_size() != 1) {
+      } else if (MBB->succ_size() != 1+LandingPadSuccs.size()) {
         report("MBB exits via unconditional fall-through but doesn't have "
                "exactly one CFG successor!", MBB);
-      } else if (MBB->succ_begin()[0] != MBBI) {
+      } else if (!MBB->isSuccessor(&*MBBI)) {
         report("MBB exits via unconditional fall-through but its successor "
                "differs from its CFG successor!", MBB);
       }
-      if (!MBB->empty() && MBB->back().getDesc().isBarrier()) {
+      if (!MBB->empty() && MBB->back().isBarrier() &&
+          !TII->isPredicated(&MBB->back())) {
         report("MBB exits via unconditional fall-through but ends with a "
                "barrier instruction!", MBB);
       }
@@ -365,65 +601,83 @@ MachineVerifier::visitMachineBasicBlockBefore(const MachineBasicBlock *MBB)
       }
     } else if (TBB && !FBB && Cond.empty()) {
       // Block unconditionally branches somewhere.
-      if (MBB->succ_size() != 1) {
+      // If the block has exactly one successor, that happens to be a
+      // landingpad, accept it as valid control flow.
+      if (MBB->succ_size() != 1+LandingPadSuccs.size() &&
+          (MBB->succ_size() != 1 || LandingPadSuccs.size() != 1 ||
+           *MBB->succ_begin() != *LandingPadSuccs.begin())) {
         report("MBB exits via unconditional branch but doesn't have "
                "exactly one CFG successor!", MBB);
-      } else if (MBB->succ_begin()[0] != TBB) {
+      } else if (!MBB->isSuccessor(TBB)) {
         report("MBB exits via unconditional branch but the CFG "
                "successor doesn't match the actual successor!", MBB);
       }
       if (MBB->empty()) {
         report("MBB exits via unconditional branch but doesn't contain "
                "any instructions!", MBB);
-      } else if (!MBB->back().getDesc().isBarrier()) {
+      } else if (!MBB->back().isBarrier()) {
         report("MBB exits via unconditional branch but doesn't end with a "
                "barrier instruction!", MBB);
-      } else if (!MBB->back().getDesc().isTerminator()) {
+      } else if (!MBB->back().isTerminator()) {
         report("MBB exits via unconditional branch but the branch isn't a "
                "terminator instruction!", MBB);
       }
     } else if (TBB && !FBB && !Cond.empty()) {
       // Block conditionally branches somewhere, otherwise falls through.
-      MachineFunction::const_iterator MBBI = MBB;
+      MachineFunction::const_iterator MBBI = MBB->getIterator();
       ++MBBI;
       if (MBBI == MF->end()) {
         report("MBB conditionally falls through out of function!", MBB);
-      } if (MBB->succ_size() != 2) {
+      } else if (MBB->succ_size() == 1) {
+        // A conditional branch with only one successor is weird, but allowed.
+        if (&*MBBI != TBB)
+          report("MBB exits via conditional branch/fall-through but only has "
+                 "one CFG successor!", MBB);
+        else if (TBB != *MBB->succ_begin())
+          report("MBB exits via conditional branch/fall-through but the CFG "
+                 "successor don't match the actual successor!", MBB);
+      } else if (MBB->succ_size() != 2) {
         report("MBB exits via conditional branch/fall-through but doesn't have "
                "exactly two CFG successors!", MBB);
-      } else if ((MBB->succ_begin()[0] == TBB && MBB->succ_end()[1] == MBBI) ||
-                 (MBB->succ_begin()[1] == TBB && MBB->succ_end()[0] == MBBI)) {
+      } else if (!matchPair(MBB->succ_begin(), TBB, &*MBBI)) {
         report("MBB exits via conditional branch/fall-through but the CFG "
                "successors don't match the actual successors!", MBB);
       }
       if (MBB->empty()) {
         report("MBB exits via conditional branch/fall-through but doesn't "
                "contain any instructions!", MBB);
-      } else if (MBB->back().getDesc().isBarrier()) {
+      } else if (MBB->back().isBarrier()) {
         report("MBB exits via conditional branch/fall-through but ends with a "
                "barrier instruction!", MBB);
-      } else if (!MBB->back().getDesc().isTerminator()) {
+      } else if (!MBB->back().isTerminator()) {
         report("MBB exits via conditional branch/fall-through but the branch "
                "isn't a terminator instruction!", MBB);
       }
     } else if (TBB && FBB) {
       // Block conditionally branches somewhere, otherwise branches
       // somewhere else.
-      if (MBB->succ_size() != 2) {
+      if (MBB->succ_size() == 1) {
+        // A conditional branch with only one successor is weird, but allowed.
+        if (FBB != TBB)
+          report("MBB exits via conditional branch/branch through but only has "
+                 "one CFG successor!", MBB);
+        else if (TBB != *MBB->succ_begin())
+          report("MBB exits via conditional branch/branch through but the CFG "
+                 "successor don't match the actual successor!", MBB);
+      } else if (MBB->succ_size() != 2) {
         report("MBB exits via conditional branch/branch but doesn't have "
                "exactly two CFG successors!", MBB);
-      } else if ((MBB->succ_begin()[0] == TBB && MBB->succ_end()[1] == FBB) ||
-                 (MBB->succ_begin()[1] == TBB && MBB->succ_end()[0] == FBB)) {
+      } else if (!matchPair(MBB->succ_begin(), TBB, FBB)) {
         report("MBB exits via conditional branch/branch but the CFG "
                "successors don't match the actual successors!", MBB);
       }
       if (MBB->empty()) {
         report("MBB exits via conditional branch/branch but doesn't "
                "contain any instructions!", MBB);
-      } else if (!MBB->back().getDesc().isBarrier()) {
+      } else if (!MBB->back().isBarrier()) {
         report("MBB exits via conditional branch/branch but doesn't end with a "
                "barrier instruction!", MBB);
-      } else if (!MBB->back().getDesc().isTerminator()) {
+      } else if (!MBB->back().isTerminator()) {
         report("MBB exits via conditional branch/branch but the branch "
                "isn't a terminator instruction!", MBB);
       }
@@ -437,63 +691,186 @@ MachineVerifier::visitMachineBasicBlockBefore(const MachineBasicBlock *MBB)
   }
 
   regsLive.clear();
-  for (MachineBasicBlock::const_livein_iterator I = MBB->livein_begin(),
-         E = MBB->livein_end(); I != E; ++I) {
-    if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(*I)) {
+  for (const auto &LI : MBB->liveins()) {
+    if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(LI.PhysReg)) {
       report("MBB live-in list contains non-physical register", MBB);
       continue;
     }
-    regsLive.insert(*I);
-    for (const unsigned *R = TRI->getSubRegisters(*I); *R; R++)
-      regsLive.insert(*R);
+    for (MCSubRegIterator SubRegs(LI.PhysReg, TRI, /*IncludeSelf=*/true);
+         SubRegs.isValid(); ++SubRegs)
+      regsLive.insert(*SubRegs);
   }
   regsLiveInButUnused = regsLive;
 
   const MachineFrameInfo *MFI = MF->getFrameInfo();
   assert(MFI && "Function has no frame info");
-  BitVector PR = MFI->getPristineRegs(MBB);
+  BitVector PR = MFI->getPristineRegs(*MF);
   for (int I = PR.find_first(); I>0; I = PR.find_next(I)) {
-    regsLive.insert(I);
-    for (const unsigned *R = TRI->getSubRegisters(I); *R; R++)
-      regsLive.insert(*R);
+    for (MCSubRegIterator SubRegs(I, TRI, /*IncludeSelf=*/true);
+         SubRegs.isValid(); ++SubRegs)
+      regsLive.insert(*SubRegs);
   }
 
   regsKilled.clear();
   regsDefined.clear();
+
+  if (Indexes)
+    lastIndex = Indexes->getMBBStartIdx(MBB);
 }
 
-void
-MachineVerifier::visitMachineInstrBefore(const MachineInstr *MI)
-{
-  const TargetInstrDesc &TI = MI->getDesc();
-  if (MI->getNumExplicitOperands() < TI.getNumOperands()) {
+// This function gets called for all bundle headers, including normal
+// stand-alone unbundled instructions.
+void MachineVerifier::visitMachineBundleBefore(const MachineInstr *MI) {
+  if (Indexes && Indexes->hasIndex(MI)) {
+    SlotIndex idx = Indexes->getInstructionIndex(MI);
+    if (!(idx > lastIndex)) {
+      report("Instruction index out of order", MI);
+      errs() << "Last instruction was at " << lastIndex << '\n';
+    }
+    lastIndex = idx;
+  }
+
+  // Ensure non-terminators don't follow terminators.
+  // Ignore predicated terminators formed by if conversion.
+  // FIXME: If conversion shouldn't need to violate this rule.
+  if (MI->isTerminator() && !TII->isPredicated(MI)) {
+    if (!FirstTerminator)
+      FirstTerminator = MI;
+  } else if (FirstTerminator) {
+    report("Non-terminator instruction after the first terminator", MI);
+    errs() << "First terminator was:\t" << *FirstTerminator;
+  }
+}
+
+// The operands on an INLINEASM instruction must follow a template.
+// Verify that the flag operands make sense.
+void MachineVerifier::verifyInlineAsm(const MachineInstr *MI) {
+  // The first two operands on INLINEASM are the asm string and global flags.
+  if (MI->getNumOperands() < 2) {
+    report("Too few operands on inline asm", MI);
+    return;
+  }
+  if (!MI->getOperand(0).isSymbol())
+    report("Asm string must be an external symbol", MI);
+  if (!MI->getOperand(1).isImm())
+    report("Asm flags must be an immediate", MI);
+  // Allowed flags are Extra_HasSideEffects = 1, Extra_IsAlignStack = 2,
+  // Extra_AsmDialect = 4, Extra_MayLoad = 8, and Extra_MayStore = 16.
+  if (!isUInt<5>(MI->getOperand(1).getImm()))
+    report("Unknown asm flags", &MI->getOperand(1), 1);
+
+  static_assert(InlineAsm::MIOp_FirstOperand == 2, "Asm format changed");
+
+  unsigned OpNo = InlineAsm::MIOp_FirstOperand;
+  unsigned NumOps;
+  for (unsigned e = MI->getNumOperands(); OpNo < e; OpNo += NumOps) {
+    const MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpNo);
+    // There may be implicit ops after the fixed operands.
+    if (!MO.isImm())
+      break;
+    NumOps = 1 + InlineAsm::getNumOperandRegisters(MO.getImm());
+  }
+
+  if (OpNo > MI->getNumOperands())
+    report("Missing operands in last group", MI);
+
+  // An optional MDNode follows the groups.
+  if (OpNo < MI->getNumOperands() && MI->getOperand(OpNo).isMetadata())
+    ++OpNo;
+
+  // All trailing operands must be implicit registers.
+  for (unsigned e = MI->getNumOperands(); OpNo < e; ++OpNo) {
+    const MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpNo);
+    if (!MO.isReg() || !MO.isImplicit())
+      report("Expected implicit register after groups", &MO, OpNo);
+  }
+}
+
+void MachineVerifier::visitMachineInstrBefore(const MachineInstr *MI) {
+  const MCInstrDesc &MCID = MI->getDesc();
+  if (MI->getNumOperands() < MCID.getNumOperands()) {
     report("Too few operands", MI);
-    *OS << TI.getNumOperands() << " operands expected, but "
-        << MI->getNumExplicitOperands() << " given.\n";
+    errs() << MCID.getNumOperands() << " operands expected, but "
+        << MI->getNumOperands() << " given.\n";
   }
-  if (!TI.isVariadic()) {
-    if (MI->getNumExplicitOperands() > TI.getNumOperands()) {
-      report("Too many operands", MI);
-      *OS << TI.getNumOperands() << " operands expected, but "
-          << MI->getNumExplicitOperands() << " given.\n";
+
+  // Check the tied operands.
+  if (MI->isInlineAsm())
+    verifyInlineAsm(MI);
+
+  // Check the MachineMemOperands for basic consistency.
+  for (MachineInstr::mmo_iterator I = MI->memoperands_begin(),
+       E = MI->memoperands_end(); I != E; ++I) {
+    if ((*I)->isLoad() && !MI->mayLoad())
+      report("Missing mayLoad flag", MI);
+    if ((*I)->isStore() && !MI->mayStore())
+      report("Missing mayStore flag", MI);
+  }
+
+  // Debug values must not have a slot index.
+  // Other instructions must have one, unless they are inside a bundle.
+  if (LiveInts) {
+    bool mapped = !LiveInts->isNotInMIMap(MI);
+    if (MI->isDebugValue()) {
+      if (mapped)
+        report("Debug instruction has a slot index", MI);
+    } else if (MI->isInsideBundle()) {
+      if (mapped)
+        report("Instruction inside bundle has a slot index", MI);
+    } else {
+      if (!mapped)
+        report("Missing slot index", MI);
     }
   }
+
+  StringRef ErrorInfo;
+  if (!TII->verifyInstruction(MI, ErrorInfo))
+    report(ErrorInfo.data(), MI);
 }
 
 void
-MachineVerifier::visitMachineOperand(const MachineOperand *MO, unsigned MONum)
-{
+MachineVerifier::visitMachineOperand(const MachineOperand *MO, unsigned MONum) {
   const MachineInstr *MI = MO->getParent();
-  const TargetInstrDesc &TI = MI->getDesc();
-
-  // The first TI.NumDefs operands must be explicit register defines
-  if (MONum < TI.getNumDefs()) {
+  const MCInstrDesc &MCID = MI->getDesc();
+  unsigned NumDefs = MCID.getNumDefs();
+  if (MCID.getOpcode() == TargetOpcode::PATCHPOINT)
+    NumDefs = (MONum == 0 && MO->isReg()) ? NumDefs : 0;
+
+  // The first MCID.NumDefs operands must be explicit register defines
+  if (MONum < NumDefs) {
+    const MCOperandInfo &MCOI = MCID.OpInfo[MONum];
     if (!MO->isReg())
       report("Explicit definition must be a register", MO, MONum);
-    else if (!MO->isDef())
+    else if (!MO->isDef() && !MCOI.isOptionalDef())
       report("Explicit definition marked as use", MO, MONum);
     else if (MO->isImplicit())
       report("Explicit definition marked as implicit", MO, MONum);
+  } else if (MONum < MCID.getNumOperands()) {
+    const MCOperandInfo &MCOI = MCID.OpInfo[MONum];
+    // Don't check if it's the last operand in a variadic instruction. See,
+    // e.g., LDM_RET in the arm back end.
+    if (MO->isReg() &&
+        !(MI->isVariadic() && MONum == MCID.getNumOperands()-1)) {
+      if (MO->isDef() && !MCOI.isOptionalDef())
+        report("Explicit operand marked as def", MO, MONum);
+      if (MO->isImplicit())
+        report("Explicit operand marked as implicit", MO, MONum);
+    }
+
+    int TiedTo = MCID.getOperandConstraint(MONum, MCOI::TIED_TO);
+    if (TiedTo != -1) {
+      if (!MO->isReg())
+        report("Tied use must be a register", MO, MONum);
+      else if (!MO->isTied())
+        report("Operand should be tied", MO, MONum);
+      else if (unsigned(TiedTo) != MI->findTiedOperandIdx(MONum))
+        report("Tied def doesn't match MCInstrDesc", MO, MONum);
+    } else if (MO->isReg() && MO->isTied())
+      report("Explicit operand should not be tied", MO, MONum);
+  } else {
+    // ARM adds %reg0 operands to indicate predicates. We'll allow that.
+    if (MO->isReg() && !MO->isImplicit() && !MI->isVariadic() && MO->getReg())
+      report("Extra explicit operand on non-variadic instruction", MO, MONum);
   }
 
   switch (MO->getType()) {
@@ -501,91 +878,94 @@ MachineVerifier::visitMachineOperand(const MachineOperand *MO, unsigned MONum)
     const unsigned Reg = MO->getReg();
     if (!Reg)
       return;
-
-    // Check Live Variables.
-    if (MO->isUndef()) {
-      // An <undef> doesn't refer to any register, so just skip it.
-    } else if (MO->isUse()) {
-      regsLiveInButUnused.erase(Reg);
-
-      if (MO->isKill()) {
-        addRegWithSubRegs(regsKilled, Reg);
-        // Tied operands on two-address instuctions MUST NOT have a <kill> flag.
-        if (MI->isRegTiedToDefOperand(MONum))
-            report("Illegal kill flag on two-address instruction operand",
+    if (MRI->tracksLiveness() && !MI->isDebugValue())
+      checkLiveness(MO, MONum);
+
+    // Verify the consistency of tied operands.
+    if (MO->isTied()) {
+      unsigned OtherIdx = MI->findTiedOperandIdx(MONum);
+      const MachineOperand &OtherMO = MI->getOperand(OtherIdx);
+      if (!OtherMO.isReg())
+        report("Must be tied to a register", MO, MONum);
+      if (!OtherMO.isTied())
+        report("Missing tie flags on tied operand", MO, MONum);
+      if (MI->findTiedOperandIdx(OtherIdx) != MONum)
+        report("Inconsistent tie links", MO, MONum);
+      if (MONum < MCID.getNumDefs()) {
+        if (OtherIdx < MCID.getNumOperands()) {
+          if (-1 == MCID.getOperandConstraint(OtherIdx, MCOI::TIED_TO))
+            report("Explicit def tied to explicit use without tie constraint",
                    MO, MONum);
-      } else {
-        // TwoAddress instr modifying a reg is treated as kill+def.
-        unsigned defIdx;
-        if (MI->isRegTiedToDefOperand(MONum, &defIdx) &&
-            MI->getOperand(defIdx).getReg() == Reg)
-          addRegWithSubRegs(regsKilled, Reg);
-      }
-      // Use of a dead register.
-      if (!regsLive.count(Reg)) {
-        if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg)) {
-          // Reserved registers may be used even when 'dead'.
-          if (!isReserved(Reg))
-            report("Using an undefined physical register", MO, MONum);
         } else {
-          BBInfo &MInfo = MBBInfoMap[MI->getParent()];
-          // We don't know which virtual registers are live in, so only complain
-          // if vreg was killed in this MBB. Otherwise keep track of vregs that
-          // must be live in. PHI instructions are handled separately.
-          if (MInfo.regsKilled.count(Reg))
-            report("Using a killed virtual register", MO, MONum);
-          else if (MI->getOpcode() != TargetInstrInfo::PHI)
-            MInfo.vregsLiveIn.insert(std::make_pair(Reg, MI));
+          if (!OtherMO.isImplicit())
+            report("Explicit def should be tied to implicit use", MO, MONum);
         }
       }
-    } else {
-      assert(MO->isDef());
-      // Register defined.
-      // TODO: verify that earlyclobber ops are not used.
-      if (MO->isDead())
-        addRegWithSubRegs(regsDead, Reg);
-      else
-        addRegWithSubRegs(regsDefined, Reg);
     }
 
+    // Verify two-address constraints after leaving SSA form.
+    unsigned DefIdx;
+    if (!MRI->isSSA() && MO->isUse() &&
+        MI->isRegTiedToDefOperand(MONum, &DefIdx) &&
+        Reg != MI->getOperand(DefIdx).getReg())
+      report("Two-address instruction operands must be identical", MO, MONum);
+
     // Check register classes.
-    if (MONum < TI.getNumOperands() && !MO->isImplicit()) {
-      const TargetOperandInfo &TOI = TI.OpInfo[MONum];
+    if (MONum < MCID.getNumOperands() && !MO->isImplicit()) {
       unsigned SubIdx = MO->getSubReg();
 
       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg)) {
-        unsigned sr = Reg;
         if (SubIdx) {
-          unsigned s = TRI->getSubReg(Reg, SubIdx);
-          if (!s) {
-            report("Invalid subregister index for physical register",
-                   MO, MONum);
-            return;
-          }
-          sr = s;
+          report("Illegal subregister index for physical register", MO, MONum);
+          return;
         }
-        if (const TargetRegisterClass *DRC = TOI.getRegClass(TRI)) {
-          if (!DRC->contains(sr)) {
+        if (const TargetRegisterClass *DRC =
+              TII->getRegClass(MCID, MONum, TRI, *MF)) {
+          if (!DRC->contains(Reg)) {
             report("Illegal physical register for instruction", MO, MONum);
-            *OS << TRI->getName(sr) << " is not a "
-                << DRC->getName() << " register.\n";
+            errs() << TRI->getName(Reg) << " is not a "
+                << TRI->getRegClassName(DRC) << " register.\n";
           }
         }
       } else {
         // Virtual register.
         const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(Reg);
         if (SubIdx) {
-          if (RC->subregclasses_begin()+SubIdx >= RC->subregclasses_end()) {
+          const TargetRegisterClass *SRC =
+            TRI->getSubClassWithSubReg(RC, SubIdx);
+          if (!SRC) {
             report("Invalid subregister index for virtual register", MO, MONum);
+            errs() << "Register class " << TRI->getRegClassName(RC)
+                << " does not support subreg index " << SubIdx << "\n";
+            return;
+          }
+          if (RC != SRC) {
+            report("Invalid register class for subregister index", MO, MONum);
+            errs() << "Register class " << TRI->getRegClassName(RC)
+                << " does not fully support subreg index " << SubIdx << "\n";
             return;
           }
-          RC = *(RC->subregclasses_begin()+SubIdx);
         }
-        if (const TargetRegisterClass *DRC = TOI.getRegClass(TRI)) {
-          if (RC != DRC && !RC->hasSuperClass(DRC)) {
+        if (const TargetRegisterClass *DRC =
+              TII->getRegClass(MCID, MONum, TRI, *MF)) {
+          if (SubIdx) {
+            const TargetRegisterClass *SuperRC =
+                TRI->getLargestLegalSuperClass(RC, *MF);
+            if (!SuperRC) {
+              report("No largest legal super class exists.", MO, MONum);
+              return;
+            }
+            DRC = TRI->getMatchingSuperRegClass(SuperRC, DRC, SubIdx);
+            if (!DRC) {
+              report("No matching super-reg register class.", MO, MONum);
+              return;
+            }
+          }
+          if (!RC->hasSuperClassEq(DRC)) {
             report("Illegal virtual register for instruction", MO, MONum);
-            *OS << "Expected a " << DRC->getName() << " register, but got a "
-                << RC->getName() << " register\n";
+            errs() << "Expected a " << TRI->getRegClassName(DRC)
+                << " register, but got a " << TRI->getRegClassName(RC)
+                << " register\n";
           }
         }
       }
@@ -593,10 +973,53 @@ MachineVerifier::visitMachineOperand(const MachineOperand *MO, unsigned MONum)
     break;
   }
 
+  case MachineOperand::MO_RegisterMask:
+    regMasks.push_back(MO->getRegMask());
+    break;
+
   case MachineOperand::MO_MachineBasicBlock:
-    if (MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::PHI) {
-      if (!MO->getMBB()->isSuccessor(MI->getParent()))
-        report("PHI operand is not in the CFG", MO, MONum);
+    if (MI->isPHI() && !MO->getMBB()->isSuccessor(MI->getParent()))
+      report("PHI operand is not in the CFG", MO, MONum);
+    break;
+
+  case MachineOperand::MO_FrameIndex:
+    if (LiveStks && LiveStks->hasInterval(MO->getIndex()) &&
+        LiveInts && !LiveInts->isNotInMIMap(MI)) {
+      int FI = MO->getIndex();
+      LiveInterval &LI = LiveStks->getInterval(FI);
+      SlotIndex Idx = LiveInts->getInstructionIndex(MI);
+
+      bool stores = MI->mayStore();
+      bool loads = MI->mayLoad();
+      // For a memory-to-memory move, we need to check if the frame
+      // index is used for storing or loading, by inspecting the
+      // memory operands.
+      if (stores && loads) {
+        for (auto *MMO : MI->memoperands()) {
+          const PseudoSourceValue *PSV = MMO->getPseudoValue();
+          if (PSV == nullptr) continue;
+          const FixedStackPseudoSourceValue *Value =
+            dyn_cast<FixedStackPseudoSourceValue>(PSV);
+          if (Value == nullptr) continue;
+          if (Value->getFrameIndex() != FI) continue;
+
+          if (MMO->isStore())
+            loads = false;
+          else
+            stores = false;
+          break;
+        }
+        if (loads == stores)
+          report("Missing fixed stack memoperand.", MI);
+      }
+      if (loads && !LI.liveAt(Idx.getRegSlot(true))) {
+        report("Instruction loads from dead spill slot", MO, MONum);
+        errs() << "Live stack: " << LI << '\n';
+      }
+      if (stores && !LI.liveAt(Idx.getRegSlot())) {
+        report("Instruction stores to dead spill slot", MO, MONum);
+        errs() << "Live stack: " << LI << '\n';
+      }
     }
     break;
 
@@ -605,66 +1028,211 @@ MachineVerifier::visitMachineOperand(const MachineOperand *MO, unsigned MONum)
   }
 }
 
-void
-MachineVerifier::visitMachineInstrAfter(const MachineInstr *MI)
-{
-  BBInfo &MInfo = MBBInfoMap[MI->getParent()];
-  set_union(MInfo.regsKilled, regsKilled);
-  set_subtract(regsLive, regsKilled);
-  regsKilled.clear();
+void MachineVerifier::checkLiveness(const MachineOperand *MO, unsigned MONum) {
+  const MachineInstr *MI = MO->getParent();
+  const unsigned Reg = MO->getReg();
 
-  // Verify that both <def> and <def,dead> operands refer to dead registers.
-  RegVector defs(regsDefined);
-  defs.append(regsDead.begin(), regsDead.end());
-
-  for (RegVector::const_iterator I = defs.begin(), E = defs.end();
-       I != E; ++I) {
-    if (regsLive.count(*I)) {
-      if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(*I)) {
-        if (!allowPhysDoubleDefs && !isReserved(*I) &&
-            !regsLiveInButUnused.count(*I)) {
-          report("Redefining a live physical register", MI);
-          *OS << "Register " << TRI->getName(*I)
-              << " was defined but already live.\n";
+  // Both use and def operands can read a register.
+  if (MO->readsReg()) {
+    regsLiveInButUnused.erase(Reg);
+
+    if (MO->isKill())
+      addRegWithSubRegs(regsKilled, Reg);
+
+    // Check that LiveVars knows this kill.
+    if (LiveVars && TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
+        MO->isKill()) {
+      LiveVariables::VarInfo &VI = LiveVars->getVarInfo(Reg);
+      if (std::find(VI.Kills.begin(), VI.Kills.end(), MI) == VI.Kills.end())
+        report("Kill missing from LiveVariables", MO, MONum);
+    }
+
+    // Check LiveInts liveness and kill.
+    if (LiveInts && !LiveInts->isNotInMIMap(MI)) {
+      SlotIndex UseIdx = LiveInts->getInstructionIndex(MI);
+      // Check the cached regunit intervals.
+      if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) && !isReserved(Reg)) {
+        for (MCRegUnitIterator Units(Reg, TRI); Units.isValid(); ++Units) {
+          if (const LiveRange *LR = LiveInts->getCachedRegUnit(*Units)) {
+            LiveQueryResult LRQ = LR->Query(UseIdx);
+            if (!LRQ.valueIn()) {
+              report("No live segment at use", MO, MONum);
+              errs() << UseIdx << " is not live in " << PrintRegUnit(*Units, TRI)
+                  << ' ' << *LR << '\n';
+            }
+            if (MO->isKill() && !LRQ.isKill()) {
+              report("Live range continues after kill flag", MO, MONum);
+              errs() << PrintRegUnit(*Units, TRI) << ' ' << *LR << '\n';
+            }
+          }
+        }
+      }
+
+      if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
+        if (LiveInts->hasInterval(Reg)) {
+          // This is a virtual register interval.
+          const LiveInterval &LI = LiveInts->getInterval(Reg);
+          LiveQueryResult LRQ = LI.Query(UseIdx);
+          if (!LRQ.valueIn()) {
+            report("No live segment at use", MO, MONum);
+            errs() << UseIdx << " is not live in " << LI << '\n';
+          }
+          // Check for extra kill flags.
+          // Note that we allow missing kill flags for now.
+          if (MO->isKill() && !LRQ.isKill()) {
+            report("Live range continues after kill flag", MO, MONum);
+            errs() << "Live range: " << LI << '\n';
+          }
+        } else {
+          report("Virtual register has no live interval", MO, MONum);
         }
+      }
+    }
+
+    // Use of a dead register.
+    if (!regsLive.count(Reg)) {
+      if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg)) {
+        // Reserved registers may be used even when 'dead'.
+        bool Bad = !isReserved(Reg);
+        // We are fine if just any subregister has a defined value.
+        if (Bad) {
+          for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI); SubRegs.isValid();
+               ++SubRegs) {
+            if (regsLive.count(*SubRegs)) {
+              Bad = false;
+              break;
+            }
+          }
+        }
+        // If there is an additional implicit-use of a super register we stop
+        // here. By definition we are fine if the super register is not
+        // (completely) dead, if the complete super register is dead we will
+        // get a report for its operand.
+        if (Bad) {
+          for (const MachineOperand &MOP : MI->uses()) {
+            if (!MOP.isReg())
+              continue;
+            if (!MOP.isImplicit())
+              continue;
+            for (MCSubRegIterator SubRegs(MOP.getReg(), TRI); SubRegs.isValid();
+                 ++SubRegs) {
+              if (*SubRegs == Reg) {
+                Bad = false;
+                break;
+              }
+            }
+          }
+        }
+        if (Bad)
+          report("Using an undefined physical register", MO, MONum);
+      } else if (MRI->def_empty(Reg)) {
+        report("Reading virtual register without a def", MO, MONum);
       } else {
-        if (!allowVirtDoubleDefs) {
-          report("Redefining a live virtual register", MI);
-          *OS << "Virtual register %reg" << *I
-              << " was defined but already live.\n";
+        BBInfo &MInfo = MBBInfoMap[MI->getParent()];
+        // We don't know which virtual registers are live in, so only complain
+        // if vreg was killed in this MBB. Otherwise keep track of vregs that
+        // must be live in. PHI instructions are handled separately.
+        if (MInfo.regsKilled.count(Reg))
+          report("Using a killed virtual register", MO, MONum);
+        else if (!MI->isPHI())
+          MInfo.vregsLiveIn.insert(std::make_pair(Reg, MI));
+      }
+    }
+  }
+
+  if (MO->isDef()) {
+    // Register defined.
+    // TODO: verify that earlyclobber ops are not used.
+    if (MO->isDead())
+      addRegWithSubRegs(regsDead, Reg);
+    else
+      addRegWithSubRegs(regsDefined, Reg);
+
+    // Verify SSA form.
+    if (MRI->isSSA() && TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
+        std::next(MRI->def_begin(Reg)) != MRI->def_end())
+      report("Multiple virtual register defs in SSA form", MO, MONum);
+
+    // Check LiveInts for a live segment, but only for virtual registers.
+    if (LiveInts && TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
+        !LiveInts->isNotInMIMap(MI)) {
+      SlotIndex DefIdx = LiveInts->getInstructionIndex(MI);
+      DefIdx = DefIdx.getRegSlot(MO->isEarlyClobber());
+      if (LiveInts->hasInterval(Reg)) {
+        const LiveInterval &LI = LiveInts->getInterval(Reg);
+        if (const VNInfo *VNI = LI.getVNInfoAt(DefIdx)) {
+          assert(VNI && "NULL valno is not allowed");
+          if (VNI->def != DefIdx) {
+            report("Inconsistent valno->def", MO, MONum);
+            errs() << "Valno " << VNI->id << " is not defined at "
+              << DefIdx << " in " << LI << '\n';
+          }
+        } else {
+          report("No live segment at def", MO, MONum);
+          errs() << DefIdx << " is not live in " << LI << '\n';
         }
+        // Check that, if the dead def flag is present, LiveInts agree.
+        if (MO->isDead()) {
+          LiveQueryResult LRQ = LI.Query(DefIdx);
+          if (!LRQ.isDeadDef()) {
+            report("Live range continues after dead def flag", MO, MONum);
+            errs() << "Live range: " << LI << '\n';
+          }
+        }
+      } else {
+        report("Virtual register has no Live interval", MO, MONum);
       }
-    } else if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(*I) &&
-               !MInfo.regsKilled.count(*I)) {
-      // Virtual register defined without being killed first must be dead on
-      // entry.
-      MInfo.vregsDeadIn.insert(std::make_pair(*I, MI));
     }
   }
+}
+
+void MachineVerifier::visitMachineInstrAfter(const MachineInstr *MI) {
+}
 
-  set_subtract(regsLive, regsDead); regsDead.clear();
-  set_union(regsLive, regsDefined); regsDefined.clear();
+// This function gets called after visiting all instructions in a bundle. The
+// argument points to the bundle header.
+// Normal stand-alone instructions are also considered 'bundles', and this
+// function is called for all of them.
+void MachineVerifier::visitMachineBundleAfter(const MachineInstr *MI) {
+  BBInfo &MInfo = MBBInfoMap[MI->getParent()];
+  set_union(MInfo.regsKilled, regsKilled);
+  set_subtract(regsLive, regsKilled); regsKilled.clear();
+  // Kill any masked registers.
+  while (!regMasks.empty()) {
+    const uint32_t *Mask = regMasks.pop_back_val();
+    for (RegSet::iterator I = regsLive.begin(), E = regsLive.end(); I != E; ++I)
+      if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(*I) &&
+          MachineOperand::clobbersPhysReg(Mask, *I))
+        regsDead.push_back(*I);
+  }
+  set_subtract(regsLive, regsDead);   regsDead.clear();
+  set_union(regsLive, regsDefined);   regsDefined.clear();
 }
 
 void
-MachineVerifier::visitMachineBasicBlockAfter(const MachineBasicBlock *MBB)
-{
+MachineVerifier::visitMachineBasicBlockAfter(const MachineBasicBlock *MBB) {
   MBBInfoMap[MBB].regsLiveOut = regsLive;
   regsLive.clear();
+
+  if (Indexes) {
+    SlotIndex stop = Indexes->getMBBEndIdx(MBB);
+    if (!(stop > lastIndex)) {
+      report("Block ends before last instruction index", MBB);
+      errs() << "Block ends at " << stop
+          << " last instruction was at " << lastIndex << '\n';
+    }
+    lastIndex = stop;
+  }
 }
 
 // Calculate the largest possible vregsPassed sets. These are the registers that
 // can pass through an MBB live, but may not be live every time. It is assumed
 // that all vregsPassed sets are empty before the call.
-void
-MachineVerifier::calcMaxRegsPassed()
-{
+void MachineVerifier::calcRegsPassed() {
   // First push live-out regs to successors' vregsPassed. Remember the MBBs that
   // have any vregsPassed.
-  DenseSet<const MachineBasicBlock*> todo;
-  for (MachineFunction::const_iterator MFI = MF->begin(), MFE = MF->end();
-       MFI != MFE; ++MFI) {
-    const MachineBasicBlock &MBB(*MFI);
+  SmallPtrSet<const MachineBasicBlock*, 8> todo;
+  for (const auto &MBB : *MF) {
     BBInfo &MInfo = MBBInfoMap[&MBB];
     if (!MInfo.reachable)
       continue;
@@ -693,161 +1261,618 @@ MachineVerifier::calcMaxRegsPassed()
   }
 }
 
-// Calculate the minimum vregsPassed set. These are the registers that always
-// pass live through an MBB. The calculation assumes that calcMaxRegsPassed has
-// been called earlier.
-void
-MachineVerifier::calcMinRegsPassed()
-{
-  DenseSet<const MachineBasicBlock*> todo;
-  for (MachineFunction::const_iterator MFI = MF->begin(), MFE = MF->end();
-       MFI != MFE; ++MFI)
-    todo.insert(MFI);
+// Calculate the set of virtual registers that must be passed through each basic
+// block in order to satisfy the requirements of successor blocks. This is very
+// similar to calcRegsPassed, only backwards.
+void MachineVerifier::calcRegsRequired() {
+  // First push live-in regs to predecessors' vregsRequired.
+  SmallPtrSet<const MachineBasicBlock*, 8> todo;
+  for (const auto &MBB : *MF) {
+    BBInfo &MInfo = MBBInfoMap[&MBB];
+    for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator PrI = MBB.pred_begin(),
+           PrE = MBB.pred_end(); PrI != PrE; ++PrI) {
+      BBInfo &PInfo = MBBInfoMap[*PrI];
+      if (PInfo.addRequired(MInfo.vregsLiveIn))
+        todo.insert(*PrI);
+    }
+  }
 
+  // Iteratively push vregsRequired to predecessors. This will converge to the
+  // same final state regardless of DenseSet iteration order.
   while (!todo.empty()) {
     const MachineBasicBlock *MBB = *todo.begin();
     todo.erase(MBB);
     BBInfo &MInfo = MBBInfoMap[MBB];
-
-    // Remove entries from vRegsPassed that are not live out from all
-    // reachable predecessors.
-    RegSet dead;
-    for (RegSet::iterator I = MInfo.vregsPassed.begin(),
-           E = MInfo.vregsPassed.end(); I != E; ++I) {
-      for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator PrI = MBB->pred_begin(),
-             PrE = MBB->pred_end(); PrI != PrE; ++PrI) {
-        BBInfo &PrInfo = MBBInfoMap[*PrI];
-        if (PrInfo.reachable && !PrInfo.isLiveOut(*I)) {
-          dead.insert(*I);
-          break;
-        }
-      }
-    }
-    // If any regs removed, we need to recheck successors.
-    if (!dead.empty()) {
-      set_subtract(MInfo.vregsPassed, dead);
-      todo.insert(MBB->succ_begin(), MBB->succ_end());
+    for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator PrI = MBB->pred_begin(),
+           PrE = MBB->pred_end(); PrI != PrE; ++PrI) {
+      if (*PrI == MBB)
+        continue;
+      BBInfo &SInfo = MBBInfoMap[*PrI];
+      if (SInfo.addRequired(MInfo.vregsRequired))
+        todo.insert(*PrI);
     }
   }
 }
 
 // Check PHI instructions at the beginning of MBB. It is assumed that
-// calcMinRegsPassed has been run so BBInfo::isLiveOut is valid.
-void
-MachineVerifier::checkPHIOps(const MachineBasicBlock *MBB)
-{
-  for (MachineBasicBlock::const_iterator BBI = MBB->begin(), BBE = MBB->end();
-       BBI != BBE && BBI->getOpcode() == TargetInstrInfo::PHI; ++BBI) {
-    DenseSet<const MachineBasicBlock*> seen;
-
-    for (unsigned i = 1, e = BBI->getNumOperands(); i != e; i += 2) {
-      unsigned Reg = BBI->getOperand(i).getReg();
-      const MachineBasicBlock *Pre = BBI->getOperand(i + 1).getMBB();
+// calcRegsPassed has been run so BBInfo::isLiveOut is valid.
+void MachineVerifier::checkPHIOps(const MachineBasicBlock *MBB) {
+  SmallPtrSet<const MachineBasicBlock*, 8> seen;
+  for (const auto &BBI : *MBB) {
+    if (!BBI.isPHI())
+      break;
+    seen.clear();
+
+    for (unsigned i = 1, e = BBI.getNumOperands(); i != e; i += 2) {
+      unsigned Reg = BBI.getOperand(i).getReg();
+      const MachineBasicBlock *Pre = BBI.getOperand(i + 1).getMBB();
       if (!Pre->isSuccessor(MBB))
         continue;
       seen.insert(Pre);
       BBInfo &PrInfo = MBBInfoMap[Pre];
       if (PrInfo.reachable && !PrInfo.isLiveOut(Reg))
         report("PHI operand is not live-out from predecessor",
-               &BBI->getOperand(i), i);
+               &BBI.getOperand(i), i);
     }
 
     // Did we see all predecessors?
     for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator PrI = MBB->pred_begin(),
            PrE = MBB->pred_end(); PrI != PrE; ++PrI) {
       if (!seen.count(*PrI)) {
-        report("Missing PHI operand", BBI);
-        *OS << "MBB #" << (*PrI)->getNumber()
+        report("Missing PHI operand", &BBI);
+        errs() << "BB#" << (*PrI)->getNumber()
             << " is a predecessor according to the CFG.\n";
       }
     }
   }
 }
 
-void
-MachineVerifier::visitMachineFunctionAfter()
-{
-  calcMaxRegsPassed();
+void MachineVerifier::visitMachineFunctionAfter() {
+  calcRegsPassed();
 
-  // With the maximal set of vregsPassed we can verify dead-in registers.
-  for (MachineFunction::const_iterator MFI = MF->begin(), MFE = MF->end();
-       MFI != MFE; ++MFI) {
-    BBInfo &MInfo = MBBInfoMap[MFI];
+  for (const auto &MBB : *MF) {
+    BBInfo &MInfo = MBBInfoMap[&MBB];
 
     // Skip unreachable MBBs.
     if (!MInfo.reachable)
       continue;
 
-    for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator PrI = MFI->pred_begin(),
-           PrE = MFI->pred_end(); PrI != PrE; ++PrI) {
-      BBInfo &PrInfo = MBBInfoMap[*PrI];
-      if (!PrInfo.reachable)
-        continue;
+    checkPHIOps(&MBB);
+  }
 
-      // Verify physical live-ins. EH landing pads have magic live-ins so we
-      // ignore them.
-      if (!MFI->isLandingPad()) {
-        for (MachineBasicBlock::const_livein_iterator I = MFI->livein_begin(),
-               E = MFI->livein_end(); I != E; ++I) {
-          if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(*I) &&
-              !isReserved (*I) && !PrInfo.isLiveOut(*I)) {
-            report("Live-in physical register is not live-out from predecessor",
-                   MFI);
-            *OS << "Register " << TRI->getName(*I)
-                << " is not live-out from MBB #" << (*PrI)->getNumber()
-                << ".\n";
-          }
-        }
+  // Now check liveness info if available
+  calcRegsRequired();
+
+  // Check for killed virtual registers that should be live out.
+  for (const auto &MBB : *MF) {
+    BBInfo &MInfo = MBBInfoMap[&MBB];
+    for (RegSet::iterator
+         I = MInfo.vregsRequired.begin(), E = MInfo.vregsRequired.end(); I != E;
+         ++I)
+      if (MInfo.regsKilled.count(*I)) {
+        report("Virtual register killed in block, but needed live out.", &MBB);
+        errs() << "Virtual register " << PrintReg(*I)
+            << " is used after the block.\n";
       }
+  }
 
+  if (!MF->empty()) {
+    BBInfo &MInfo = MBBInfoMap[&MF->front()];
+    for (RegSet::iterator
+         I = MInfo.vregsRequired.begin(), E = MInfo.vregsRequired.end(); I != E;
+         ++I)
+      report("Virtual register def doesn't dominate all uses.",
+             MRI->getVRegDef(*I));
+  }
 
-      // Verify dead-in virtual registers.
-      if (!allowVirtDoubleDefs) {
-        for (RegMap::iterator I = MInfo.vregsDeadIn.begin(),
-               E = MInfo.vregsDeadIn.end(); I != E; ++I) {
-          // DeadIn register must be in neither regsLiveOut or vregsPassed of
-          // any predecessor.
-          if (PrInfo.isLiveOut(I->first)) {
-            report("Live-in virtual register redefined", I->second);
-            *OS << "Register %reg" << I->first
-                << " was live-out from predecessor MBB #"
-                << (*PrI)->getNumber() << ".\n";
-          }
+  if (LiveVars)
+    verifyLiveVariables();
+  if (LiveInts)
+    verifyLiveIntervals();
+}
+
+void MachineVerifier::verifyLiveVariables() {
+  assert(LiveVars && "Don't call verifyLiveVariables without LiveVars");
+  for (unsigned i = 0, e = MRI->getNumVirtRegs(); i != e; ++i) {
+    unsigned Reg = TargetRegisterInfo::index2VirtReg(i);
+    LiveVariables::VarInfo &VI = LiveVars->getVarInfo(Reg);
+    for (const auto &MBB : *MF) {
+      BBInfo &MInfo = MBBInfoMap[&MBB];
+
+      // Our vregsRequired should be identical to LiveVariables' AliveBlocks
+      if (MInfo.vregsRequired.count(Reg)) {
+        if (!VI.AliveBlocks.test(MBB.getNumber())) {
+          report("LiveVariables: Block missing from AliveBlocks", &MBB);
+          errs() << "Virtual register " << PrintReg(Reg)
+              << " must be live through the block.\n";
+        }
+      } else {
+        if (VI.AliveBlocks.test(MBB.getNumber())) {
+          report("LiveVariables: Block should not be in AliveBlocks", &MBB);
+          errs() << "Virtual register " << PrintReg(Reg)
+              << " is not needed live through the block.\n";
         }
       }
     }
   }
+}
 
-  calcMinRegsPassed();
+void MachineVerifier::verifyLiveIntervals() {
+  assert(LiveInts && "Don't call verifyLiveIntervals without LiveInts");
+  for (unsigned i = 0, e = MRI->getNumVirtRegs(); i != e; ++i) {
+    unsigned Reg = TargetRegisterInfo::index2VirtReg(i);
 
-  // With the minimal set of vregsPassed we can verify live-in virtual
-  // registers, including PHI instructions.
-  for (MachineFunction::const_iterator MFI = MF->begin(), MFE = MF->end();
-       MFI != MFE; ++MFI) {
-    BBInfo &MInfo = MBBInfoMap[MFI];
+    // Spilling and splitting may leave unused registers around. Skip them.
+    if (MRI->reg_nodbg_empty(Reg))
+      continue;
 
-    // Skip unreachable MBBs.
-    if (!MInfo.reachable)
+    if (!LiveInts->hasInterval(Reg)) {
+      report("Missing live interval for virtual register", MF);
+      errs() << PrintReg(Reg, TRI) << " still has defs or uses\n";
       continue;
+    }
 
-    checkPHIOps(MFI);
+    const LiveInterval &LI = LiveInts->getInterval(Reg);
+    assert(Reg == LI.reg && "Invalid reg to interval mapping");
+    verifyLiveInterval(LI);
+  }
+
+  // Verify all the cached regunit intervals.
+  for (unsigned i = 0, e = TRI->getNumRegUnits(); i != e; ++i)
+    if (const LiveRange *LR = LiveInts->getCachedRegUnit(i))
+      verifyLiveRange(*LR, i);
+}
+
+void MachineVerifier::verifyLiveRangeValue(const LiveRange &LR,
+                                           const VNInfo *VNI, unsigned Reg,
+                                           LaneBitmask LaneMask) {
+  if (VNI->isUnused())
+    return;
+
+  const VNInfo *DefVNI = LR.getVNInfoAt(VNI->def);
 
-    for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator PrI = MFI->pred_begin(),
-           PrE = MFI->pred_end(); PrI != PrE; ++PrI) {
-      BBInfo &PrInfo = MBBInfoMap[*PrI];
-      if (!PrInfo.reachable)
+  if (!DefVNI) {
+    report("Value not live at VNInfo def and not marked unused", MF);
+    report_context(LR, Reg, LaneMask);
+    report_context(*VNI);
+    return;
+  }
+
+  if (DefVNI != VNI) {
+    report("Live segment at def has different VNInfo", MF);
+    report_context(LR, Reg, LaneMask);
+    report_context(*VNI);
+    return;
+  }
+
+  const MachineBasicBlock *MBB = LiveInts->getMBBFromIndex(VNI->def);
+  if (!MBB) {
+    report("Invalid VNInfo definition index", MF);
+    report_context(LR, Reg, LaneMask);
+    report_context(*VNI);
+    return;
+  }
+
+  if (VNI->isPHIDef()) {
+    if (VNI->def != LiveInts->getMBBStartIdx(MBB)) {
+      report("PHIDef VNInfo is not defined at MBB start", MBB);
+      report_context(LR, Reg, LaneMask);
+      report_context(*VNI);
+    }
+    return;
+  }
+
+  // Non-PHI def.
+  const MachineInstr *MI = LiveInts->getInstructionFromIndex(VNI->def);
+  if (!MI) {
+    report("No instruction at VNInfo def index", MBB);
+    report_context(LR, Reg, LaneMask);
+    report_context(*VNI);
+    return;
+  }
+
+  if (Reg != 0) {
+    bool hasDef = false;
+    bool isEarlyClobber = false;
+    for (ConstMIBundleOperands MOI(MI); MOI.isValid(); ++MOI) {
+      if (!MOI->isReg() || !MOI->isDef())
+        continue;
+      if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
+        if (MOI->getReg() != Reg)
+          continue;
+      } else {
+        if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MOI->getReg()) ||
+            !TRI->hasRegUnit(MOI->getReg(), Reg))
+          continue;
+      }
+      if (LaneMask != 0 &&
+          (TRI->getSubRegIndexLaneMask(MOI->getSubReg()) & LaneMask) == 0)
+        continue;
+      hasDef = true;
+      if (MOI->isEarlyClobber())
+        isEarlyClobber = true;
+    }
+
+    if (!hasDef) {
+      report("Defining instruction does not modify register", MI);
+      report_context(LR, Reg, LaneMask);
+      report_context(*VNI);
+    }
+
+    // Early clobber defs begin at USE slots, but other defs must begin at
+    // DEF slots.
+    if (isEarlyClobber) {
+      if (!VNI->def.isEarlyClobber()) {
+        report("Early clobber def must be at an early-clobber slot", MBB);
+        report_context(LR, Reg, LaneMask);
+        report_context(*VNI);
+      }
+    } else if (!VNI->def.isRegister()) {
+      report("Non-PHI, non-early clobber def must be at a register slot", MBB);
+      report_context(LR, Reg, LaneMask);
+      report_context(*VNI);
+    }
+  }
+}
+
+void MachineVerifier::verifyLiveRangeSegment(const LiveRange &LR,
+                                             const LiveRange::const_iterator I,
+                                             unsigned Reg, LaneBitmask LaneMask)
+{
+  const LiveRange::Segment &S = *I;
+  const VNInfo *VNI = S.valno;
+  assert(VNI && "Live segment has no valno");
+
+  if (VNI->id >= LR.getNumValNums() || VNI != LR.getValNumInfo(VNI->id)) {
+    report("Foreign valno in live segment", MF);
+    report_context(LR, Reg, LaneMask);
+    report_context(S);
+    report_context(*VNI);
+  }
+
+  if (VNI->isUnused()) {
+    report("Live segment valno is marked unused", MF);
+    report_context(LR, Reg, LaneMask);
+    report_context(S);
+  }
+
+  const MachineBasicBlock *MBB = LiveInts->getMBBFromIndex(S.start);
+  if (!MBB) {
+    report("Bad start of live segment, no basic block", MF);
+    report_context(LR, Reg, LaneMask);
+    report_context(S);
+    return;
+  }
+  SlotIndex MBBStartIdx = LiveInts->getMBBStartIdx(MBB);
+  if (S.start != MBBStartIdx && S.start != VNI->def) {
+    report("Live segment must begin at MBB entry or valno def", MBB);
+    report_context(LR, Reg, LaneMask);
+    report_context(S);
+  }
+
+  const MachineBasicBlock *EndMBB =
+    LiveInts->getMBBFromIndex(S.end.getPrevSlot());
+  if (!EndMBB) {
+    report("Bad end of live segment, no basic block", MF);
+    report_context(LR, Reg, LaneMask);
+    report_context(S);
+    return;
+  }
+
+  // No more checks for live-out segments.
+  if (S.end == LiveInts->getMBBEndIdx(EndMBB))
+    return;
+
+  // RegUnit intervals are allowed dead phis.
+  if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && VNI->isPHIDef() &&
+      S.start == VNI->def && S.end == VNI->def.getDeadSlot())
+    return;
+
+  // The live segment is ending inside EndMBB
+  const MachineInstr *MI =
+    LiveInts->getInstructionFromIndex(S.end.getPrevSlot());
+  if (!MI) {
+    report("Live segment doesn't end at a valid instruction", EndMBB);
+    report_context(LR, Reg, LaneMask);
+    report_context(S);
+    return;
+  }
+
+  // The block slot must refer to a basic block boundary.
+  if (S.end.isBlock()) {
+    report("Live segment ends at B slot of an instruction", EndMBB);
+    report_context(LR, Reg, LaneMask);
+    report_context(S);
+  }
+
+  if (S.end.isDead()) {
+    // Segment ends on the dead slot.
+    // That means there must be a dead def.
+    if (!SlotIndex::isSameInstr(S.start, S.end)) {
+      report("Live segment ending at dead slot spans instructions", EndMBB);
+      report_context(LR, Reg, LaneMask);
+      report_context(S);
+    }
+  }
+
+  // A live segment can only end at an early-clobber slot if it is being
+  // redefined by an early-clobber def.
+  if (S.end.isEarlyClobber()) {
+    if (I+1 == LR.end() || (I+1)->start != S.end) {
+      report("Live segment ending at early clobber slot must be "
+             "redefined by an EC def in the same instruction", EndMBB);
+      report_context(LR, Reg, LaneMask);
+      report_context(S);
+    }
+  }
+
+  // The following checks only apply to virtual registers. Physreg liveness
+  // is too weird to check.
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
+    // A live segment can end with either a redefinition, a kill flag on a
+    // use, or a dead flag on a def.
+    bool hasRead = false;
+    bool hasSubRegDef = false;
+    for (ConstMIBundleOperands MOI(MI); MOI.isValid(); ++MOI) {
+      if (!MOI->isReg() || MOI->getReg() != Reg)
+        continue;
+      if (LaneMask != 0 &&
+          (LaneMask & TRI->getSubRegIndexLaneMask(MOI->getSubReg())) == 0)
+        continue;
+      if (MOI->isDef() && MOI->getSubReg() != 0)
+        hasSubRegDef = true;
+      if (MOI->readsReg())
+        hasRead = true;
+    }
+    if (!S.end.isDead()) {
+      if (!hasRead) {
+        // When tracking subregister liveness, the main range must start new
+        // values on partial register writes, even if there is no read.
+        if (!MRI->shouldTrackSubRegLiveness(Reg) || LaneMask != 0 ||
+            !hasSubRegDef) {
+          report("Instruction ending live segment doesn't read the register",
+                 MI);
+          report_context(LR, Reg, LaneMask);
+          report_context(S);
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  // Now check all the basic blocks in this live segment.
+  MachineFunction::const_iterator MFI = MBB->getIterator();
+  // Is this live segment the beginning of a non-PHIDef VN?
+  if (S.start == VNI->def && !VNI->isPHIDef()) {
+    // Not live-in to any blocks.
+    if (MBB == EndMBB)
+      return;
+    // Skip this block.
+    ++MFI;
+  }
+  for (;;) {
+    assert(LiveInts->isLiveInToMBB(LR, &*MFI));
+    // We don't know how to track physregs into a landing pad.
+    if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
+        MFI->isEHPad()) {
+      if (&*MFI == EndMBB)
+        break;
+      ++MFI;
+      continue;
+    }
+
+    // Is VNI a PHI-def in the current block?
+    bool IsPHI = VNI->isPHIDef() &&
+      VNI->def == LiveInts->getMBBStartIdx(&*MFI);
+
+    // Check that VNI is live-out of all predecessors.
+    for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator PI = MFI->pred_begin(),
+         PE = MFI->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
+      SlotIndex PEnd = LiveInts->getMBBEndIdx(*PI);
+      const VNInfo *PVNI = LR.getVNInfoBefore(PEnd);
+
+      // All predecessors must have a live-out value.
+      if (!PVNI) {
+        report("Register not marked live out of predecessor", *PI);
+        report_context(LR, Reg, LaneMask);
+        report_context(*VNI);
+        errs() << " live into BB#" << MFI->getNumber()
+               << '@' << LiveInts->getMBBStartIdx(&*MFI) << ", not live before "
+               << PEnd << '\n';
         continue;
+      }
+
+      // Only PHI-defs can take different predecessor values.
+      if (!IsPHI && PVNI != VNI) {
+        report("Different value live out of predecessor", *PI);
+        report_context(LR, Reg, LaneMask);
+        errs() << "Valno #" << PVNI->id << " live out of BB#"
+               << (*PI)->getNumber() << '@' << PEnd << "\nValno #" << VNI->id
+               << " live into BB#" << MFI->getNumber() << '@'
+               << LiveInts->getMBBStartIdx(&*MFI) << '\n';
+      }
+    }
+    if (&*MFI == EndMBB)
+      break;
+    ++MFI;
+  }
+}
+
+void MachineVerifier::verifyLiveRange(const LiveRange &LR, unsigned Reg,
+                                      LaneBitmask LaneMask) {
+  for (const VNInfo *VNI : LR.valnos)
+    verifyLiveRangeValue(LR, VNI, Reg, LaneMask);
 
-      for (RegMap::iterator I = MInfo.vregsLiveIn.begin(),
-             E = MInfo.vregsLiveIn.end(); I != E; ++I) {
-        if (!PrInfo.isLiveOut(I->first)) {
-          report("Used virtual register is not live-in", I->second);
-          *OS << "Register %reg" << I->first
-              << " is not live-out from predecessor MBB #"
-              << (*PrI)->getNumber()
-              << ".\n";
+  for (LiveRange::const_iterator I = LR.begin(), E = LR.end(); I != E; ++I)
+    verifyLiveRangeSegment(LR, I, Reg, LaneMask);
+}
+
+void MachineVerifier::verifyLiveInterval(const LiveInterval &LI) {
+  unsigned Reg = LI.reg;
+  assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg));
+  verifyLiveRange(LI, Reg);
+
+  LaneBitmask Mask = 0;
+  LaneBitmask MaxMask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(Reg);
+  for (const LiveInterval::SubRange &SR : LI.subranges()) {
+    if ((Mask & SR.LaneMask) != 0) {
+      report("Lane masks of sub ranges overlap in live interval", MF);
+      report_context(LI);
+    }
+    if ((SR.LaneMask & ~MaxMask) != 0) {
+      report("Subrange lanemask is invalid", MF);
+      report_context(LI);
+    }
+    if (SR.empty()) {
+      report("Subrange must not be empty", MF);
+      report_context(SR, LI.reg, SR.LaneMask);
+    }
+    Mask |= SR.LaneMask;
+    verifyLiveRange(SR, LI.reg, SR.LaneMask);
+    if (!LI.covers(SR)) {
+      report("A Subrange is not covered by the main range", MF);
+      report_context(LI);
+    }
+  }
+
+  // Check the LI only has one connected component.
+  ConnectedVNInfoEqClasses ConEQ(*LiveInts);
+  unsigned NumComp = ConEQ.Classify(&LI);
+  if (NumComp > 1) {
+    report("Multiple connected components in live interval", MF);
+    report_context(LI);
+    for (unsigned comp = 0; comp != NumComp; ++comp) {
+      errs() << comp << ": valnos";
+      for (LiveInterval::const_vni_iterator I = LI.vni_begin(),
+           E = LI.vni_end(); I!=E; ++I)
+        if (comp == ConEQ.getEqClass(*I))
+          errs() << ' ' << (*I)->id;
+      errs() << '\n';
+    }
+  }
+}
+
+namespace {
+  // FrameSetup and FrameDestroy can have zero adjustment, so using a single
+  // integer, we can't tell whether it is a FrameSetup or FrameDestroy if the
+  // value is zero.
+  // We use a bool plus an integer to capture the stack state.
+  struct StackStateOfBB {
+    StackStateOfBB() : EntryValue(0), ExitValue(0), EntryIsSetup(false),
+      ExitIsSetup(false) { }
+    StackStateOfBB(int EntryVal, int ExitVal, bool EntrySetup, bool ExitSetup) :
+      EntryValue(EntryVal), ExitValue(ExitVal), EntryIsSetup(EntrySetup),
+      ExitIsSetup(ExitSetup) { }
+    // Can be negative, which means we are setting up a frame.
+    int EntryValue;
+    int ExitValue;
+    bool EntryIsSetup;
+    bool ExitIsSetup;
+  };
+}
+
+/// Make sure on every path through the CFG, a FrameSetup <n> is always followed
+/// by a FrameDestroy <n>, stack adjustments are identical on all
+/// CFG edges to a merge point, and frame is destroyed at end of a return block.
+void MachineVerifier::verifyStackFrame() {
+  unsigned FrameSetupOpcode   = TII->getCallFrameSetupOpcode();
+  unsigned FrameDestroyOpcode = TII->getCallFrameDestroyOpcode();
+
+  SmallVector<StackStateOfBB, 8> SPState;
+  SPState.resize(MF->getNumBlockIDs());
+  SmallPtrSet<const MachineBasicBlock*, 8> Reachable;
+
+  // Visit the MBBs in DFS order.
+  for (df_ext_iterator<const MachineFunction*,
+                       SmallPtrSet<const MachineBasicBlock*, 8> >
+       DFI = df_ext_begin(MF, Reachable), DFE = df_ext_end(MF, Reachable);
+       DFI != DFE; ++DFI) {
+    const MachineBasicBlock *MBB = *DFI;
+
+    StackStateOfBB BBState;
+    // Check the exit state of the DFS stack predecessor.
+    if (DFI.getPathLength() >= 2) {
+      const MachineBasicBlock *StackPred = DFI.getPath(DFI.getPathLength() - 2);
+      assert(Reachable.count(StackPred) &&
+             "DFS stack predecessor is already visited.\n");
+      BBState.EntryValue = SPState[StackPred->getNumber()].ExitValue;
+      BBState.EntryIsSetup = SPState[StackPred->getNumber()].ExitIsSetup;
+      BBState.ExitValue = BBState.EntryValue;
+      BBState.ExitIsSetup = BBState.EntryIsSetup;
+    }
+
+    // Update stack state by checking contents of MBB.
+    for (const auto &I : *MBB) {
+      if (I.getOpcode() == FrameSetupOpcode) {
+        // The first operand of a FrameOpcode should be i32.
+        int Size = I.getOperand(0).getImm();
+        assert(Size >= 0 &&
+          "Value should be non-negative in FrameSetup and FrameDestroy.\n");
+
+        if (BBState.ExitIsSetup)
+          report("FrameSetup is after another FrameSetup", &I);
+        BBState.ExitValue -= Size;
+        BBState.ExitIsSetup = true;
+      }
+
+      if (I.getOpcode() == FrameDestroyOpcode) {
+        // The first operand of a FrameOpcode should be i32.
+        int Size = I.getOperand(0).getImm();
+        assert(Size >= 0 &&
+          "Value should be non-negative in FrameSetup and FrameDestroy.\n");
+
+        if (!BBState.ExitIsSetup)
+          report("FrameDestroy is not after a FrameSetup", &I);
+        int AbsSPAdj = BBState.ExitValue < 0 ? -BBState.ExitValue :
+                                               BBState.ExitValue;
+        if (BBState.ExitIsSetup && AbsSPAdj != Size) {
+          report("FrameDestroy <n> is after FrameSetup <m>", &I);
+          errs() << "FrameDestroy <" << Size << "> is after FrameSetup <"
+              << AbsSPAdj << ">.\n";
         }
+        BBState.ExitValue += Size;
+        BBState.ExitIsSetup = false;
+      }
+    }
+    SPState[MBB->getNumber()] = BBState;
+
+    // Make sure the exit state of any predecessor is consistent with the entry
+    // state.
+    for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator I = MBB->pred_begin(),
+         E = MBB->pred_end(); I != E; ++I) {
+      if (Reachable.count(*I) &&
+          (SPState[(*I)->getNumber()].ExitValue != BBState.EntryValue ||
+           SPState[(*I)->getNumber()].ExitIsSetup != BBState.EntryIsSetup)) {
+        report("The exit stack state of a predecessor is inconsistent.", MBB);
+        errs() << "Predecessor BB#" << (*I)->getNumber() << " has exit state ("
+            << SPState[(*I)->getNumber()].ExitValue << ", "
+            << SPState[(*I)->getNumber()].ExitIsSetup
+            << "), while BB#" << MBB->getNumber() << " has entry state ("
+            << BBState.EntryValue << ", " << BBState.EntryIsSetup << ").\n";
       }
     }
+
+    // Make sure the entry state of any successor is consistent with the exit
+    // state.
+    for (MachineBasicBlock::const_succ_iterator I = MBB->succ_begin(),
+         E = MBB->succ_end(); I != E; ++I) {
+      if (Reachable.count(*I) &&
+          (SPState[(*I)->getNumber()].EntryValue != BBState.ExitValue ||
+           SPState[(*I)->getNumber()].EntryIsSetup != BBState.ExitIsSetup)) {
+        report("The entry stack state of a successor is inconsistent.", MBB);
+        errs() << "Successor BB#" << (*I)->getNumber() << " has entry state ("
+            << SPState[(*I)->getNumber()].EntryValue << ", "
+            << SPState[(*I)->getNumber()].EntryIsSetup
+            << "), while BB#" << MBB->getNumber() << " has exit state ("
+            << BBState.ExitValue << ", " << BBState.ExitIsSetup << ").\n";
+      }
+    }
+
+    // Make sure a basic block with return ends with zero stack adjustment.
+    if (!MBB->empty() && MBB->back().isReturn()) {
+      if (BBState.ExitIsSetup)
+        report("A return block ends with a FrameSetup.", MBB);
+      if (BBState.ExitValue)
+        report("A return block ends with a nonzero stack adjustment.", MBB);
+    }
   }
 }