OSDN Git Service

2004-09-02 Benjamin Kosnik <bkoz@redhat.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / libjava / verify.cc
1 // verify.cc - verify bytecode
2
3 /* Copyright (C) 2001, 2002, 2003, 2004  Free Software Foundation
4
5    This file is part of libgcj.
6
7 This software is copyrighted work licensed under the terms of the
8 Libgcj License.  Please consult the file "LIBGCJ_LICENSE" for
9 details.  */
10
11 // Written by Tom Tromey <tromey@redhat.com>
12
13 // Define VERIFY_DEBUG to enable debugging output.
14
15 #include <config.h>
16
17 #include <jvm.h>
18 #include <gcj/cni.h>
19 #include <java-insns.h>
20 #include <java-interp.h>
21
22 // On Solaris 10/x86, <signal.h> indirectly includes <ia32/sys/reg.h>, which 
23 // defines PC since g++ predefines __EXTENSIONS__.  Undef here to avoid clash
24 // with PC member of class _Jv_BytecodeVerifier below.
25 #undef PC
26
27 #ifdef INTERPRETER
28
29 #include <java/lang/Class.h>
30 #include <java/lang/VerifyError.h>
31 #include <java/lang/Throwable.h>
32 #include <java/lang/reflect/Modifier.h>
33 #include <java/lang/StringBuffer.h>
34
35 #ifdef VERIFY_DEBUG
36 #include <stdio.h>
37 #endif /* VERIFY_DEBUG */
38
39
40 // This is used to mark states which are not scheduled for
41 // verification.
42 #define INVALID_STATE ((state *) -1)
43
44 static void debug_print (const char *fmt, ...)
45   __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
46
47 static inline void
48 debug_print (MAYBE_UNUSED const char *fmt, ...)
49 {
50 #ifdef VERIFY_DEBUG
51   va_list ap;
52   va_start (ap, fmt);
53   vfprintf (stderr, fmt, ap);
54   va_end (ap);
55 #endif /* VERIFY_DEBUG */
56 }
57
58 // This started as a fairly ordinary verifier, and for the most part
59 // it remains so.  It works in the obvious way, by modeling the effect
60 // of each opcode as it is encountered.  For most opcodes, this is a
61 // straightforward operation.
62 //
63 // This verifier does not do type merging.  It used to, but this
64 // results in difficulty verifying some relatively simple code
65 // involving interfaces, and it pushed some verification work into the
66 // interpreter.
67 //
68 // Instead of merging reference types, when we reach a point where two
69 // flows of control merge, we simply keep the union of reference types
70 // from each branch.  Then, when we need to verify a fact about a
71 // reference on the stack (e.g., that it is compatible with the
72 // argument type of a method), we check to ensure that all possible
73 // types satisfy the requirement.
74 //
75 // Another area this verifier differs from the norm is in its handling
76 // of subroutines.  The JVM specification has some confusing things to
77 // say about subroutines.  For instance, it makes claims about not
78 // allowing subroutines to merge and it rejects recursive subroutines.
79 // For the most part these are red herrings; we used to try to follow
80 // these things but they lead to problems.  For example, the notion of
81 // "being in a subroutine" is not well-defined: is an exception
82 // handler in a subroutine?  If you never execute the `ret' but
83 // instead `goto 1' do you remain in the subroutine?
84 //
85 // For clarity on what is really required for type safety, read
86 // "Simple Verification Technique for Complex Java Bytecode
87 // Subroutines" by Alessandro Coglio.  Among other things this paper
88 // shows that recursive subroutines are not harmful to type safety.
89 // We implement something similar to what he proposes.  Note that this
90 // means that this verifier will accept code that is rejected by some
91 // other verifiers.
92 //
93 // For those not wanting to read the paper, the basic observation is
94 // that we can maintain split states in subroutines.  We maintain one
95 // state for each calling `jsr'.  In other words, we re-verify a
96 // subroutine once for each caller, using the exact types held by the
97 // callers (as opposed to the old approach of merging types and
98 // keeping a bitmap registering what did or did not change).  This
99 // approach lets us continue to verify correctly even when a
100 // subroutine is exited via `goto' or `athrow' and not `ret'.
101 //
102 // In some other areas the JVM specification is (mildly) incorrect,
103 // but we still implement what is specified.  For instance, you cannot
104 // violate type safety by allocating an object with `new' and then
105 // failing to initialize it, no matter how one branches or where one
106 // stores the uninitialized reference.  See "Improving the official
107 // specification of Java bytecode verification" by Alessandro Coglio.
108 // Similarly, there's no real point in enforcing that padding bytes or
109 // the mystery byte of invokeinterface must be 0, but we do that too.
110 //
111 // The verifier is currently neither completely lazy nor eager when it
112 // comes to loading classes.  It tries to represent types by name when
113 // possible, and then loads them when it needs to verify a fact about
114 // the type.  Checking types by name is valid because we only use
115 // names which come from the current class' constant pool.  Since all
116 // such names are looked up using the same class loader, there is no
117 // danger that we might be fooled into comparing different types with
118 // the same name.
119 //
120 // In the future we plan to allow for a completely lazy mode of
121 // operation, where the verifier will construct a list of type
122 // assertions to be checked later.
123 //
124 // Some test cases for the verifier live in the "verify" module of the
125 // Mauve test suite.  However, some of these are presently
126 // (2004-01-20) believed to be incorrect.  (More precisely the notion
127 // of "correct" is not well-defined, and this verifier differs from
128 // others while remaining type-safe.)  Some other tests live in the
129 // libgcj test suite.
130 class _Jv_BytecodeVerifier
131 {
132 private:
133
134   static const int FLAG_INSN_START = 1;
135   static const int FLAG_BRANCH_TARGET = 2;
136
137   struct state;
138   struct type;
139   struct linked_utf8;
140   struct ref_intersection;
141
142   template<typename T>
143   struct linked
144   {
145     T *val;
146     linked<T> *next;
147   };
148
149   // The current PC.
150   int PC;
151   // The PC corresponding to the start of the current instruction.
152   int start_PC;
153
154   // The current state of the stack, locals, etc.
155   state *current_state;
156
157   // At each branch target we keep a linked list of all the states we
158   // can process at that point.  We'll only have multiple states at a
159   // given PC if they both have different return-address types in the
160   // same stack or local slot.  This array is indexed by PC and holds
161   // the list of all such states.
162   linked<state> **states;
163
164   // We keep a linked list of all the states which we must reverify.
165   // This is the head of the list.
166   state *next_verify_state;
167
168   // We keep some flags for each instruction.  The values are the
169   // FLAG_* constants defined above.  This is an array indexed by PC.
170   char *flags;
171
172   // The bytecode itself.
173   unsigned char *bytecode;
174   // The exceptions.
175   _Jv_InterpException *exception;
176
177   // Defining class.
178   jclass current_class;
179   // This method.
180   _Jv_InterpMethod *current_method;
181
182   // A linked list of utf8 objects we allocate.
183   linked<_Jv_Utf8Const> *utf8_list;
184
185   // A linked list of all ref_intersection objects we allocate.
186   ref_intersection *isect_list;
187
188   // Create a new Utf-8 constant and return it.  We do this to avoid
189   // having our Utf-8 constants prematurely collected.
190   _Jv_Utf8Const *make_utf8_const (char *s, int len)
191   {
192     linked<_Jv_Utf8Const> *lu = (linked<_Jv_Utf8Const> *)
193       _Jv_Malloc (sizeof (linked<_Jv_Utf8Const>)
194                   + _Jv_Utf8Const::space_needed(s, len));
195     _Jv_Utf8Const *r = (_Jv_Utf8Const *) (lu + 1);
196     r->init(s, len);
197     lu->val = r;
198     lu->next = utf8_list;
199     utf8_list = lu;
200
201     return r;
202   }
203
204   __attribute__ ((__noreturn__)) void verify_fail (char *s, jint pc = -1)
205   {
206     using namespace java::lang;
207     StringBuffer *buf = new StringBuffer ();
208
209     buf->append (JvNewStringLatin1 ("verification failed"));
210     if (pc == -1)
211       pc = start_PC;
212     if (pc != -1)
213       {
214         buf->append (JvNewStringLatin1 (" at PC "));
215         buf->append (pc);
216       }
217
218     _Jv_InterpMethod *method = current_method;
219     buf->append (JvNewStringLatin1 (" in "));
220     buf->append (current_class->getName());
221     buf->append ((jchar) ':');
222     buf->append (method->get_method()->name->toString());
223     buf->append ((jchar) '(');
224     buf->append (method->get_method()->signature->toString());
225     buf->append ((jchar) ')');
226
227     buf->append (JvNewStringLatin1 (": "));
228     buf->append (JvNewStringLatin1 (s));
229     throw new java::lang::VerifyError (buf->toString ());
230   }
231
232   // This enum holds a list of tags for all the different types we
233   // need to handle.  Reference types are treated specially by the
234   // type class.
235   enum type_val
236   {
237     void_type,
238
239     // The values for primitive types are chosen to correspond to values
240     // specified to newarray.
241     boolean_type = 4,
242     char_type = 5,
243     float_type = 6,
244     double_type = 7,
245     byte_type = 8,
246     short_type = 9,
247     int_type = 10,
248     long_type = 11,
249
250     // Used when overwriting second word of a double or long in the
251     // local variables.  Also used after merging local variable states
252     // to indicate an unusable value.
253     unsuitable_type,
254     return_address_type,
255     // This is the second word of a two-word value, i.e., a double or
256     // a long.
257     continuation_type,
258
259     // Everything after `reference_type' must be a reference type.
260     reference_type,
261     null_type,
262     uninitialized_reference_type
263   };
264
265   // This represents a merged class type.  Some verifiers (including
266   // earlier versions of this one) will compute the intersection of
267   // two class types when merging states.  However, this loses
268   // critical information about interfaces implemented by the various
269   // classes.  So instead we keep track of all the actual classes that
270   // have been merged.
271   struct ref_intersection
272   {
273     // Whether or not this type has been resolved.
274     bool is_resolved;
275
276     // Actual type data.
277     union
278     {
279       // For a resolved reference type, this is a pointer to the class.
280       jclass klass;
281       // For other reference types, this it the name of the class.
282       _Jv_Utf8Const *name;
283     } data;
284
285     // Link to the next reference in the intersection.
286     ref_intersection *ref_next;
287
288     // This is used to keep track of all the allocated
289     // ref_intersection objects, so we can free them.
290     // FIXME: we should allocate these in chunks.
291     ref_intersection *alloc_next;
292
293     ref_intersection (jclass klass, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
294       : ref_next (NULL)
295     {
296       is_resolved = true;
297       data.klass = klass;
298       alloc_next = verifier->isect_list;
299       verifier->isect_list = this;
300     }
301
302     ref_intersection (_Jv_Utf8Const *name, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
303       : ref_next (NULL)
304     {
305       is_resolved = false;
306       data.name = name;
307       alloc_next = verifier->isect_list;
308       verifier->isect_list = this;
309     }
310
311     ref_intersection (ref_intersection *dup, ref_intersection *tail,
312                       _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
313       : ref_next (tail)
314     {
315       is_resolved = dup->is_resolved;
316       data = dup->data;
317       alloc_next = verifier->isect_list;
318       verifier->isect_list = this;
319     }
320
321     bool equals (ref_intersection *other, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
322     {
323       if (! is_resolved && ! other->is_resolved
324           && _Jv_equalUtf8Consts (data.name, other->data.name))
325         return true;
326       if (! is_resolved)
327         resolve (verifier);
328       if (! other->is_resolved)
329         other->resolve (verifier);
330       return data.klass == other->data.klass;
331     }
332
333     // Merge THIS type into OTHER, returning the result.  This will
334     // return OTHER if all the classes in THIS already appear in
335     // OTHER.
336     ref_intersection *merge (ref_intersection *other,
337                              _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
338     {
339       ref_intersection *tail = other;
340       for (ref_intersection *self = this; self != NULL; self = self->ref_next)
341         {
342           bool add = true;
343           for (ref_intersection *iter = other; iter != NULL;
344                iter = iter->ref_next)
345             {
346               if (iter->equals (self, verifier))
347                 {
348                   add = false;
349                   break;
350                 }
351             }
352
353           if (add)
354             tail = new ref_intersection (self, tail, verifier);
355         }
356       return tail;
357     }
358
359     void resolve (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
360     {
361       if (is_resolved)
362         return;
363
364       using namespace java::lang;
365       java::lang::ClassLoader *loader
366         = verifier->current_class->getClassLoaderInternal();
367       // We might see either kind of name.  Sigh.
368       if (data.name->first() == 'L' && data.name->limit()[-1] == ';')
369         data.klass = _Jv_FindClassFromSignature (data.name->chars(), loader);
370       else
371         data.klass = Class::forName (_Jv_NewStringUtf8Const (data.name),
372                                      false, loader);
373       is_resolved = true;
374     }
375
376     // See if an object of type OTHER can be assigned to an object of
377     // type *THIS.  This might resolve classes in one chain or the
378     // other.
379     bool compatible (ref_intersection *other,
380                      _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
381     {
382       ref_intersection *self = this;
383
384       for (; self != NULL; self = self->ref_next)
385         {
386           ref_intersection *other_iter = other;
387
388           for (; other_iter != NULL; other_iter = other_iter->ref_next)
389             {
390               // Avoid resolving if possible.
391               if (! self->is_resolved
392                   && ! other_iter->is_resolved
393                   && _Jv_equalUtf8Consts (self->data.name,
394                                           other_iter->data.name))
395                 continue;
396
397               if (! self->is_resolved)
398                 self->resolve(verifier);
399               if (! other_iter->is_resolved)
400                 other_iter->resolve(verifier);
401
402               if (! is_assignable_from_slow (self->data.klass,
403                                              other_iter->data.klass))
404                 return false;
405             }
406         }
407
408       return true;
409     }
410
411     bool isarray ()
412     {
413       // assert (ref_next == NULL);
414       if (is_resolved)
415         return data.klass->isArray ();
416       else
417         return data.name->first() == '[';
418     }
419
420     bool isinterface (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
421     {
422       // assert (ref_next == NULL);
423       if (! is_resolved)
424         resolve (verifier);
425       return data.klass->isInterface ();
426     }
427
428     bool isabstract (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
429     {
430       // assert (ref_next == NULL);
431       if (! is_resolved)
432         resolve (verifier);
433       using namespace java::lang::reflect;
434       return Modifier::isAbstract (data.klass->getModifiers ());
435     }
436
437     jclass getclass (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
438     {
439       if (! is_resolved)
440         resolve (verifier);
441       return data.klass;
442     }
443
444     int count_dimensions ()
445     {
446       int ndims = 0;
447       if (is_resolved)
448         {
449           jclass k = data.klass;
450           while (k->isArray ())
451             {
452               k = k->getComponentType ();
453               ++ndims;
454             }
455         }
456       else
457         {
458           char *p = data.name->chars();
459           while (*p++ == '[')
460             ++ndims;
461         }
462       return ndims;
463     }
464
465     void *operator new (size_t bytes)
466     {
467       return _Jv_Malloc (bytes);
468     }
469
470     void operator delete (void *mem)
471     {
472       _Jv_Free (mem);
473     }
474   };
475
476   // Return the type_val corresponding to a primitive signature
477   // character.  For instance `I' returns `int.class'.
478   type_val get_type_val_for_signature (jchar sig)
479   {
480     type_val rt;
481     switch (sig)
482       {
483       case 'Z':
484         rt = boolean_type;
485         break;
486       case 'B':
487         rt = byte_type;
488         break;
489       case 'C':
490         rt = char_type;
491         break;
492       case 'S':
493         rt = short_type;
494         break;
495       case 'I':
496         rt = int_type;
497         break;
498       case 'J':
499         rt = long_type;
500         break;
501       case 'F':
502         rt = float_type;
503         break;
504       case 'D':
505         rt = double_type;
506         break;
507       case 'V':
508         rt = void_type;
509         break;
510       default:
511         verify_fail ("invalid signature");
512       }
513     return rt;
514   }
515
516   // Return the type_val corresponding to a primitive class.
517   type_val get_type_val_for_signature (jclass k)
518   {
519     return get_type_val_for_signature ((jchar) k->method_count);
520   }
521
522   // This is like _Jv_IsAssignableFrom, but it works even if SOURCE or
523   // TARGET haven't been prepared.
524   static bool is_assignable_from_slow (jclass target, jclass source)
525   {
526     // First, strip arrays.
527     while (target->isArray ())
528       {
529         // If target is array, source must be as well.
530         if (! source->isArray ())
531           return false;
532         target = target->getComponentType ();
533         source = source->getComponentType ();
534       }
535
536     // Quick success.
537     if (target == &java::lang::Object::class$)
538       return true;
539
540     do
541       {
542         if (source == target)
543           return true;
544
545         if (target->isPrimitive () || source->isPrimitive ())
546           return false;
547
548         if (target->isInterface ())
549           {
550             for (int i = 0; i < source->interface_count; ++i)
551               {
552                 // We use a recursive call because we also need to
553                 // check superinterfaces.
554                 if (is_assignable_from_slow (target, source->interfaces[i]))
555                   return true;
556               }
557           }
558         source = source->getSuperclass ();
559       }
560     while (source != NULL);
561
562     return false;
563   }
564
565   // The `type' class is used to represent a single type in the
566   // verifier.
567   struct type
568   {
569     // The type key.
570     type_val key;
571
572     // For reference types, the representation of the type.
573     ref_intersection *klass;
574
575     // This is used in two situations.
576     //
577     // First, when constructing a new object, it is the PC of the
578     // `new' instruction which created the object.  We use the special
579     // value UNINIT to mean that this is uninitialized, and the
580     // special value SELF for the case where the current method is
581     // itself the <init> method.
582     //
583     // Second, when the key is return_address_type, this holds the PC
584     // of the instruction following the `jsr'.
585     int pc;
586
587     static const int UNINIT = -2;
588     static const int SELF = -1;
589
590     // Basic constructor.
591     type ()
592     {
593       key = unsuitable_type;
594       klass = NULL;
595       pc = UNINIT;
596     }
597
598     // Make a new instance given the type tag.  We assume a generic
599     // `reference_type' means Object.
600     type (type_val k)
601     {
602       key = k;
603       // For reference_type, if KLASS==NULL then that means we are
604       // looking for a generic object of any kind, including an
605       // uninitialized reference.
606       klass = NULL;
607       pc = UNINIT;
608     }
609
610     // Make a new instance given a class.
611     type (jclass k, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
612     {
613       key = reference_type;
614       klass = new ref_intersection (k, verifier);
615       pc = UNINIT;
616     }
617
618     // Make a new instance given the name of a class.
619     type (_Jv_Utf8Const *n, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
620     {
621       key = reference_type;
622       klass = new ref_intersection (n, verifier);
623       pc = UNINIT;
624     }
625
626     // Copy constructor.
627     type (const type &t)
628     {
629       key = t.key;
630       klass = t.klass;
631       pc = t.pc;
632     }
633
634     // These operators are required because libgcj can't link in
635     // -lstdc++.
636     void *operator new[] (size_t bytes)
637     {
638       return _Jv_Malloc (bytes);
639     }
640
641     void operator delete[] (void *mem)
642     {
643       _Jv_Free (mem);
644     }
645
646     type& operator= (type_val k)
647     {
648       key = k;
649       klass = NULL;
650       pc = UNINIT;
651       return *this;
652     }
653
654     type& operator= (const type& t)
655     {
656       key = t.key;
657       klass = t.klass;
658       pc = t.pc;
659       return *this;
660     }
661
662     // Promote a numeric type.
663     type &promote ()
664     {
665       if (key == boolean_type || key == char_type
666           || key == byte_type || key == short_type)
667         key = int_type;
668       return *this;
669     }
670
671     // Mark this type as the uninitialized result of `new'.
672     void set_uninitialized (int npc, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
673     {
674       if (key == reference_type)
675         key = uninitialized_reference_type;
676       else
677         verifier->verify_fail ("internal error in type::uninitialized");
678       pc = npc;
679     }
680
681     // Mark this type as now initialized.
682     void set_initialized (int npc)
683     {
684       if (npc != UNINIT && pc == npc && key == uninitialized_reference_type)
685         {
686           key = reference_type;
687           pc = UNINIT;
688         }
689     }
690
691     // Mark this type as a particular return address.
692     void set_return_address (int npc)
693     {
694       pc = npc;
695     }
696
697     // Return true if this type and type OTHER are considered
698     // mergeable for the purposes of state merging.  This is related
699     // to subroutine handling.  For this purpose two types are
700     // considered unmergeable if they are both return-addresses but
701     // have different PCs.
702     bool state_mergeable_p (const type &other) const
703     {
704       return (key != return_address_type
705               || other.key != return_address_type
706               || pc == other.pc);
707     }
708
709     // Return true if an object of type K can be assigned to a variable
710     // of type *THIS.  Handle various special cases too.  Might modify
711     // *THIS or K.  Note however that this does not perform numeric
712     // promotion.
713     bool compatible (type &k, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
714     {
715       // Any type is compatible with the unsuitable type.
716       if (key == unsuitable_type)
717         return true;
718
719       if (key < reference_type || k.key < reference_type)
720         return key == k.key;
721
722       // The `null' type is convertible to any initialized reference
723       // type.
724       if (key == null_type)
725         return k.key != uninitialized_reference_type;
726       if (k.key == null_type)
727         return key != uninitialized_reference_type;
728
729       // A special case for a generic reference.
730       if (klass == NULL)
731         return true;
732       if (k.klass == NULL)
733         verifier->verify_fail ("programmer error in type::compatible");
734
735       // An initialized type and an uninitialized type are not
736       // compatible.
737       if (isinitialized () != k.isinitialized ())
738         return false;
739
740       // Two uninitialized objects are compatible if either:
741       // * The PCs are identical, or
742       // * One PC is UNINIT.
743       if (! isinitialized ())
744         {
745           if (pc != k.pc && pc != UNINIT && k.pc != UNINIT)
746             return false;
747         }
748
749       return klass->compatible(k.klass, verifier);
750     }
751
752     bool isvoid () const
753     {
754       return key == void_type;
755     }
756
757     bool iswide () const
758     {
759       return key == long_type || key == double_type;
760     }
761
762     // Return number of stack or local variable slots taken by this
763     // type.
764     int depth () const
765     {
766       return iswide () ? 2 : 1;
767     }
768
769     bool isarray () const
770     {
771       // We treat null_type as not an array.  This is ok based on the
772       // current uses of this method.
773       if (key == reference_type)
774         return klass->isarray ();
775       return false;
776     }
777
778     bool isnull () const
779     {
780       return key == null_type;
781     }
782
783     bool isinterface (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
784     {
785       if (key != reference_type)
786         return false;
787       return klass->isinterface (verifier);
788     }
789
790     bool isabstract (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
791     {
792       if (key != reference_type)
793         return false;
794       return klass->isabstract (verifier);
795     }
796
797     // Return the element type of an array.
798     type element_type (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
799     {
800       if (key != reference_type)
801         verifier->verify_fail ("programmer error in type::element_type()", -1);
802
803       jclass k = klass->getclass (verifier)->getComponentType ();
804       if (k->isPrimitive ())
805         return type (verifier->get_type_val_for_signature (k));
806       return type (k, verifier);
807     }
808
809     // Return the array type corresponding to an initialized
810     // reference.  We could expand this to work for other kinds of
811     // types, but currently we don't need to.
812     type to_array (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
813     {
814       if (key != reference_type)
815         verifier->verify_fail ("internal error in type::to_array()");
816
817       jclass k = klass->getclass (verifier);
818       return type (_Jv_GetArrayClass (k, k->getClassLoaderInternal()),
819                    verifier);
820     }
821
822     bool isreference () const
823     {
824       return key >= reference_type;
825     }
826
827     int get_pc () const
828     {
829       return pc;
830     }
831
832     bool isinitialized () const
833     {
834       return key == reference_type || key == null_type;
835     }
836
837     bool isresolved () const
838     {
839       return (key == reference_type
840               || key == null_type
841               || key == uninitialized_reference_type);
842     }
843
844     void verify_dimensions (int ndims, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
845     {
846       // The way this is written, we don't need to check isarray().
847       if (key != reference_type)
848         verifier->verify_fail ("internal error in verify_dimensions:"
849                                " not a reference type");
850
851       if (klass->count_dimensions () < ndims)
852         verifier->verify_fail ("array type has fewer dimensions"
853                                " than required");
854     }
855
856     // Merge OLD_TYPE into this.  On error throw exception.  Return
857     // true if the merge caused a type change.
858     bool merge (type& old_type, bool local_semantics,
859                 _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
860     {
861       bool changed = false;
862       bool refo = old_type.isreference ();
863       bool refn = isreference ();
864       if (refo && refn)
865         {
866           if (old_type.key == null_type)
867             ;
868           else if (key == null_type)
869             {
870               *this = old_type;
871               changed = true;
872             }
873           else if (isinitialized () != old_type.isinitialized ())
874             verifier->verify_fail ("merging initialized and uninitialized types");
875           else
876             {
877               if (! isinitialized ())
878                 {
879                   if (pc == UNINIT)
880                     pc = old_type.pc;
881                   else if (old_type.pc == UNINIT)
882                     ;
883                   else if (pc != old_type.pc)
884                     verifier->verify_fail ("merging different uninitialized types");
885                 }
886
887               ref_intersection *merged = old_type.klass->merge (klass,
888                                                                 verifier);
889               if (merged != klass)
890                 {
891                   klass = merged;
892                   changed = true;
893                 }
894             }
895         }
896       else if (refo || refn || key != old_type.key)
897         {
898           if (local_semantics)
899             {
900               // If we already have an `unsuitable' type, then we
901               // don't need to change again.
902               if (key != unsuitable_type)
903                 {
904                   key = unsuitable_type;
905                   changed = true;
906                 }
907             }
908           else
909             verifier->verify_fail ("unmergeable type");
910         }
911       return changed;
912     }
913
914 #ifdef VERIFY_DEBUG
915     void print (void) const
916     {
917       char c = '?';
918       switch (key)
919         {
920         case boolean_type: c = 'Z'; break;
921         case byte_type: c = 'B'; break;
922         case char_type: c = 'C'; break;
923         case short_type: c = 'S'; break;
924         case int_type: c = 'I'; break;
925         case long_type: c = 'J'; break;
926         case float_type: c = 'F'; break;
927         case double_type: c = 'D'; break;
928         case void_type: c = 'V'; break;
929         case unsuitable_type: c = '-'; break;
930         case return_address_type: c = 'r'; break;
931         case continuation_type: c = '+'; break;
932         case reference_type: c = 'L'; break;
933         case null_type: c = '@'; break;
934         case uninitialized_reference_type: c = 'U'; break;
935         }
936       debug_print ("%c", c);
937     }
938 #endif /* VERIFY_DEBUG */
939   };
940
941   // This class holds all the state information we need for a given
942   // location.
943   struct state
944   {
945     // The current top of the stack, in terms of slots.
946     int stacktop;
947     // The current depth of the stack.  This will be larger than
948     // STACKTOP when wide types are on the stack.
949     int stackdepth;
950     // The stack.
951     type *stack;
952     // The local variables.
953     type *locals;
954     // We keep track of the type of `this' specially.  This is used to
955     // ensure that an instance initializer invokes another initializer
956     // on `this' before returning.  We must keep track of this
957     // specially because otherwise we might be confused by code which
958     // assigns to locals[0] (overwriting `this') and then returns
959     // without really initializing.
960     type this_type;
961
962     // The PC for this state.  This is only valid on states which are
963     // permanently attached to a given PC.  For an object like
964     // `current_state', which is used transiently, this has no
965     // meaning.
966     int pc;
967     // We keep a linked list of all states requiring reverification.
968     // If this is the special value INVALID_STATE then this state is
969     // not on the list.  NULL marks the end of the linked list.
970     state *next;
971
972     // NO_NEXT is the PC value meaning that a new state must be
973     // acquired from the verification list.
974     static const int NO_NEXT = -1;
975
976     state ()
977       : this_type ()
978     {
979       stack = NULL;
980       locals = NULL;
981       next = INVALID_STATE;
982     }
983
984     state (int max_stack, int max_locals)
985       : this_type ()
986     {
987       stacktop = 0;
988       stackdepth = 0;
989       stack = new type[max_stack];
990       for (int i = 0; i < max_stack; ++i)
991         stack[i] = unsuitable_type;
992       locals = new type[max_locals];
993       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
994         locals[i] = unsuitable_type;
995       pc = NO_NEXT;
996       next = INVALID_STATE;
997     }
998
999     state (const state *orig, int max_stack, int max_locals)
1000     {
1001       stack = new type[max_stack];
1002       locals = new type[max_locals];
1003       copy (orig, max_stack, max_locals);
1004       pc = NO_NEXT;
1005       next = INVALID_STATE;
1006     }
1007
1008     ~state ()
1009     {
1010       if (stack)
1011         delete[] stack;
1012       if (locals)
1013         delete[] locals;
1014     }
1015
1016     void *operator new[] (size_t bytes)
1017     {
1018       return _Jv_Malloc (bytes);
1019     }
1020
1021     void operator delete[] (void *mem)
1022     {
1023       _Jv_Free (mem);
1024     }
1025
1026     void *operator new (size_t bytes)
1027     {
1028       return _Jv_Malloc (bytes);
1029     }
1030
1031     void operator delete (void *mem)
1032     {
1033       _Jv_Free (mem);
1034     }
1035
1036     void copy (const state *copy, int max_stack, int max_locals)
1037     {
1038       stacktop = copy->stacktop;
1039       stackdepth = copy->stackdepth;
1040       for (int i = 0; i < max_stack; ++i)
1041         stack[i] = copy->stack[i];
1042       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1043         locals[i] = copy->locals[i];
1044
1045       this_type = copy->this_type;
1046       // Don't modify `next' or `pc'.
1047     }
1048
1049     // Modify this state to reflect entry to an exception handler.
1050     void set_exception (type t, int max_stack)
1051     {
1052       stackdepth = 1;
1053       stacktop = 1;
1054       stack[0] = t;
1055       for (int i = stacktop; i < max_stack; ++i)
1056         stack[i] = unsuitable_type;
1057     }
1058
1059     inline int get_pc () const
1060     {
1061       return pc;
1062     }
1063
1064     void set_pc (int npc)
1065     {
1066       pc = npc;
1067     }
1068
1069     // Merge STATE_OLD into this state.  Destructively modifies this
1070     // state.  Returns true if the new state was in fact changed.
1071     // Will throw an exception if the states are not mergeable.
1072     bool merge (state *state_old, int max_locals,
1073                 _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
1074     {
1075       bool changed = false;
1076
1077       // Special handling for `this'.  If one or the other is
1078       // uninitialized, then the merge is uninitialized.
1079       if (this_type.isinitialized ())
1080         this_type = state_old->this_type;
1081
1082       // Merge stacks.
1083       if (state_old->stacktop != stacktop)  // FIXME stackdepth instead?
1084         verifier->verify_fail ("stack sizes differ");
1085       for (int i = 0; i < state_old->stacktop; ++i)
1086         {
1087           if (stack[i].merge (state_old->stack[i], false, verifier))
1088             changed = true;
1089         }
1090
1091       // Merge local variables.
1092       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1093         {
1094           if (locals[i].merge (state_old->locals[i], true, verifier))
1095             changed = true;
1096         }
1097
1098       return changed;
1099     }
1100
1101     // Throw an exception if there is an uninitialized object on the
1102     // stack or in a local variable.  EXCEPTION_SEMANTICS controls
1103     // whether we're using backwards-branch or exception-handing
1104     // semantics.
1105     void check_no_uninitialized_objects (int max_locals,
1106                                          _Jv_BytecodeVerifier *verifier,
1107                                          bool exception_semantics = false)
1108     {
1109       if (! exception_semantics)
1110         {
1111           for (int i = 0; i < stacktop; ++i)
1112             if (stack[i].isreference () && ! stack[i].isinitialized ())
1113               verifier->verify_fail ("uninitialized object on stack");
1114         }
1115
1116       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1117         if (locals[i].isreference () && ! locals[i].isinitialized ())
1118           verifier->verify_fail ("uninitialized object in local variable");
1119
1120       check_this_initialized (verifier);
1121     }
1122
1123     // Ensure that `this' has been initialized.
1124     void check_this_initialized (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
1125     {
1126       if (this_type.isreference () && ! this_type.isinitialized ())
1127         verifier->verify_fail ("`this' is uninitialized");
1128     }
1129
1130     // Set type of `this'.
1131     void set_this_type (const type &k)
1132     {
1133       this_type = k;
1134     }
1135
1136     // Mark each `new'd object we know of that was allocated at PC as
1137     // initialized.
1138     void set_initialized (int pc, int max_locals)
1139     {
1140       for (int i = 0; i < stacktop; ++i)
1141         stack[i].set_initialized (pc);
1142       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1143         locals[i].set_initialized (pc);
1144       this_type.set_initialized (pc);
1145     }
1146
1147     // This tests to see whether two states can be considered "merge
1148     // compatible".  If both states have a return-address in the same
1149     // slot, and the return addresses are different, then they are not
1150     // compatible and we must not try to merge them.
1151     bool state_mergeable_p (state *other, int max_locals,
1152                             _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
1153     {
1154       // This is tricky: if the stack sizes differ, then not only are
1155       // these not mergeable, but in fact we should give an error, as
1156       // we've found two execution paths that reach a branch target
1157       // with different stack depths.  FIXME stackdepth instead?
1158       if (stacktop != other->stacktop)
1159         verifier->verify_fail ("stack sizes differ");
1160
1161       for (int i = 0; i < stacktop; ++i)
1162         if (! stack[i].state_mergeable_p (other->stack[i]))
1163           return false;
1164       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1165         if (! locals[i].state_mergeable_p (other->locals[i]))
1166           return false;
1167       return true;
1168     }
1169
1170     void reverify (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
1171     {
1172       if (next == INVALID_STATE)
1173         {
1174           next = verifier->next_verify_state;
1175           verifier->next_verify_state = this;
1176         }
1177     }
1178
1179 #ifdef VERIFY_DEBUG
1180     void print (const char *leader, int pc,
1181                 int max_stack, int max_locals) const
1182     {
1183       debug_print ("%s [%4d]:   [stack] ", leader, pc);
1184       int i;
1185       for (i = 0; i < stacktop; ++i)
1186         stack[i].print ();
1187       for (; i < max_stack; ++i)
1188         debug_print (".");
1189       debug_print ("    [local] ");
1190       for (i = 0; i < max_locals; ++i)
1191         locals[i].print ();
1192       debug_print (" | %p\n", this);
1193     }
1194 #else
1195     inline void print (const char *, int, int, int) const
1196     {
1197     }
1198 #endif /* VERIFY_DEBUG */
1199   };
1200
1201   type pop_raw ()
1202   {
1203     if (current_state->stacktop <= 0)
1204       verify_fail ("stack empty");
1205     type r = current_state->stack[--current_state->stacktop];
1206     current_state->stackdepth -= r.depth ();
1207     if (current_state->stackdepth < 0)
1208       verify_fail ("stack empty", start_PC);
1209     return r;
1210   }
1211
1212   type pop32 ()
1213   {
1214     type r = pop_raw ();
1215     if (r.iswide ())
1216       verify_fail ("narrow pop of wide type");
1217     return r;
1218   }
1219
1220   type pop_type (type match)
1221   {
1222     match.promote ();
1223     type t = pop_raw ();
1224     if (! match.compatible (t, this))
1225       verify_fail ("incompatible type on stack");
1226     return t;
1227   }
1228
1229   // Pop a reference which is guaranteed to be initialized.  MATCH
1230   // doesn't have to be a reference type; in this case this acts like
1231   // pop_type.
1232   type pop_init_ref (type match)
1233   {
1234     type t = pop_raw ();
1235     if (t.isreference () && ! t.isinitialized ())
1236       verify_fail ("initialized reference required");
1237     else if (! match.compatible (t, this))
1238       verify_fail ("incompatible type on stack");
1239     return t;
1240   }
1241
1242   // Pop a reference type or a return address.
1243   type pop_ref_or_return ()
1244   {
1245     type t = pop_raw ();
1246     if (! t.isreference () && t.key != return_address_type)
1247       verify_fail ("expected reference or return address on stack");
1248     return t;
1249   }
1250
1251   void push_type (type t)
1252   {
1253     // If T is a numeric type like short, promote it to int.
1254     t.promote ();
1255
1256     int depth = t.depth ();
1257     if (current_state->stackdepth + depth > current_method->max_stack)
1258       verify_fail ("stack overflow");
1259     current_state->stack[current_state->stacktop++] = t;
1260     current_state->stackdepth += depth;
1261   }
1262
1263   void set_variable (int index, type t)
1264   {
1265     // If T is a numeric type like short, promote it to int.
1266     t.promote ();
1267
1268     int depth = t.depth ();
1269     if (index > current_method->max_locals - depth)
1270       verify_fail ("invalid local variable");
1271     current_state->locals[index] = t;
1272
1273     if (depth == 2)
1274       current_state->locals[index + 1] = continuation_type;
1275     if (index > 0 && current_state->locals[index - 1].iswide ())
1276       current_state->locals[index - 1] = unsuitable_type;
1277   }
1278
1279   type get_variable (int index, type t)
1280   {
1281     int depth = t.depth ();
1282     if (index > current_method->max_locals - depth)
1283       verify_fail ("invalid local variable");
1284     if (! t.compatible (current_state->locals[index], this))
1285       verify_fail ("incompatible type in local variable");
1286     if (depth == 2)
1287       {
1288         type t (continuation_type);
1289         if (! current_state->locals[index + 1].compatible (t, this))
1290           verify_fail ("invalid local variable");
1291       }
1292     return current_state->locals[index];
1293   }
1294
1295   // Make sure ARRAY is an array type and that its elements are
1296   // compatible with type ELEMENT.  Returns the actual element type.
1297   type require_array_type (type array, type element)
1298   {
1299     // An odd case.  Here we just pretend that everything went ok.  If
1300     // the requested element type is some kind of reference, return
1301     // the null type instead.
1302     if (array.isnull ())
1303       return element.isreference () ? type (null_type) : element;
1304
1305     if (! array.isarray ())
1306       verify_fail ("array required");
1307
1308     type t = array.element_type (this);
1309     if (! element.compatible (t, this))
1310       {
1311         // Special case for byte arrays, which must also be boolean
1312         // arrays.
1313         bool ok = true;
1314         if (element.key == byte_type)
1315           {
1316             type e2 (boolean_type);
1317             ok = e2.compatible (t, this);
1318           }
1319         if (! ok)
1320           verify_fail ("incompatible array element type");
1321       }
1322
1323     // Return T and not ELEMENT, because T might be specialized.
1324     return t;
1325   }
1326
1327   jint get_byte ()
1328   {
1329     if (PC >= current_method->code_length)
1330       verify_fail ("premature end of bytecode");
1331     return (jint) bytecode[PC++] & 0xff;
1332   }
1333
1334   jint get_ushort ()
1335   {
1336     jint b1 = get_byte ();
1337     jint b2 = get_byte ();
1338     return (jint) ((b1 << 8) | b2) & 0xffff;
1339   }
1340
1341   jint get_short ()
1342   {
1343     jint b1 = get_byte ();
1344     jint b2 = get_byte ();
1345     jshort s = (b1 << 8) | b2;
1346     return (jint) s;
1347   }
1348
1349   jint get_int ()
1350   {
1351     jint b1 = get_byte ();
1352     jint b2 = get_byte ();
1353     jint b3 = get_byte ();
1354     jint b4 = get_byte ();
1355     return (b1 << 24) | (b2 << 16) | (b3 << 8) | b4;
1356   }
1357
1358   int compute_jump (int offset)
1359   {
1360     int npc = start_PC + offset;
1361     if (npc < 0 || npc >= current_method->code_length)
1362       verify_fail ("branch out of range", start_PC);
1363     return npc;
1364   }
1365
1366   // Add a new state to the state list at NPC.
1367   state *add_new_state (int npc, state *old_state)
1368   {
1369     state *new_state = new state (old_state, current_method->max_stack,
1370                                   current_method->max_locals);
1371     debug_print ("== New state in add_new_state\n");
1372     new_state->print ("New", npc, current_method->max_stack,
1373                       current_method->max_locals);
1374     linked<state> *nlink
1375       = (linked<state> *) _Jv_Malloc (sizeof (linked<state>));
1376     nlink->val = new_state;
1377     nlink->next = states[npc];
1378     states[npc] = nlink;
1379     new_state->set_pc (npc);
1380     return new_state;
1381   }
1382
1383   // Merge the indicated state into the state at the branch target and
1384   // schedule a new PC if there is a change.  NPC is the PC of the
1385   // branch target, and FROM_STATE is the state at the source of the
1386   // branch.  This method returns true if the destination state
1387   // changed and requires reverification, false otherwise.
1388   void merge_into (int npc, state *from_state)
1389   {
1390     // Iterate over all target states and merge our state into each,
1391     // if applicable.  FIXME one improvement we could make here is
1392     // "state destruction".  Merging a new state into an existing one
1393     // might cause a return_address_type to be merged to
1394     // unsuitable_type.  In this case the resulting state may now be
1395     // mergeable with other states currently held in parallel at this
1396     // location.  So in this situation we could pairwise compare and
1397     // reduce the number of parallel states.
1398     bool applicable = false;
1399     for (linked<state> *iter = states[npc]; iter != NULL; iter = iter->next)
1400       {
1401         state *new_state = iter->val;
1402         if (new_state->state_mergeable_p (from_state,
1403                                           current_method->max_locals, this))
1404           {
1405             applicable = true;
1406
1407             debug_print ("== Merge states in merge_into\n");
1408             from_state->print ("Frm", start_PC, current_method->max_stack,
1409                                current_method->max_locals);
1410             new_state->print (" To", npc, current_method->max_stack,
1411                               current_method->max_locals);
1412             bool changed = new_state->merge (from_state,
1413                                              current_method->max_locals,
1414                                              this);
1415             new_state->print ("New", npc, current_method->max_stack,
1416                               current_method->max_locals);
1417
1418             if (changed)
1419               new_state->reverify (this);
1420           }
1421       }
1422
1423     if (! applicable)
1424       {
1425         // Either we don't yet have a state at NPC, or we have a
1426         // return-address type that is in conflict with all existing
1427         // state.  So, we need to create a new entry.
1428         state *new_state = add_new_state (npc, from_state);
1429         // A new state added in this way must always be reverified.
1430         new_state->reverify (this);
1431       }
1432   }
1433
1434   void push_jump (int offset)
1435   {
1436     int npc = compute_jump (offset);
1437     if (npc < PC)
1438       current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals, this);
1439     merge_into (npc, current_state);
1440   }
1441
1442   void push_exception_jump (type t, int pc)
1443   {
1444     current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals,
1445                                                    this, true);
1446     state s (current_state, current_method->max_stack,
1447              current_method->max_locals);
1448     if (current_method->max_stack < 1)
1449       verify_fail ("stack overflow at exception handler");
1450     s.set_exception (t, current_method->max_stack);
1451     merge_into (pc, &s);
1452   }
1453
1454   state *pop_jump ()
1455   {
1456     state *new_state = next_verify_state;
1457     if (new_state == INVALID_STATE)
1458       verify_fail ("programmer error in pop_jump");
1459     if (new_state != NULL)
1460       {
1461         next_verify_state = new_state->next;
1462         new_state->next = INVALID_STATE;
1463       }
1464     return new_state;
1465   }
1466
1467   void invalidate_pc ()
1468   {
1469     PC = state::NO_NEXT;
1470   }
1471
1472   void note_branch_target (int pc)
1473   {
1474     // Don't check `pc <= PC', because we've advanced PC after
1475     // fetching the target and we haven't yet checked the next
1476     // instruction.
1477     if (pc < PC && ! (flags[pc] & FLAG_INSN_START))
1478       verify_fail ("branch not to instruction start", start_PC);
1479     flags[pc] |= FLAG_BRANCH_TARGET;
1480   }
1481
1482   void skip_padding ()
1483   {
1484     while ((PC % 4) > 0)
1485       if (get_byte () != 0)
1486         verify_fail ("found nonzero padding byte");
1487   }
1488
1489   // Do the work for a `ret' instruction.  INDEX is the index into the
1490   // local variables.
1491   void handle_ret_insn (int index)
1492   {
1493     type ret_addr = get_variable (index, return_address_type);
1494     // It would be nice if we could do this.  However, the JVM Spec
1495     // doesn't say that this is what happens.  It is implied that
1496     // reusing a return address is invalid, but there's no actual
1497     // prohibition against it.
1498     // set_variable (index, unsuitable_type);
1499
1500     int npc = ret_addr.get_pc ();
1501     // We might be returning to a `jsr' that is at the end of the
1502     // bytecode.  This is ok if we never return from the called
1503     // subroutine, but if we see this here it is an error.
1504     if (npc >= current_method->code_length)
1505       verify_fail ("fell off end");
1506
1507     if (npc < PC)
1508       current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals,
1509                                                      this);
1510     merge_into (npc, current_state);
1511     invalidate_pc ();
1512   }
1513
1514   void handle_jsr_insn (int offset)
1515   {
1516     int npc = compute_jump (offset);
1517
1518     if (npc < PC)
1519       current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals, this);
1520
1521     // Modify our state as appropriate for entry into a subroutine.
1522     type ret_addr (return_address_type);
1523     ret_addr.set_return_address (PC);
1524     push_type (ret_addr);
1525     merge_into (npc, current_state);
1526     invalidate_pc ();
1527   }
1528
1529   jclass construct_primitive_array_type (type_val prim)
1530   {
1531     jclass k = NULL;
1532     switch (prim)
1533       {
1534       case boolean_type:
1535         k = JvPrimClass (boolean);
1536         break;
1537       case char_type:
1538         k = JvPrimClass (char);
1539         break;
1540       case float_type:
1541         k = JvPrimClass (float);
1542         break;
1543       case double_type:
1544         k = JvPrimClass (double);
1545         break;
1546       case byte_type:
1547         k = JvPrimClass (byte);
1548         break;
1549       case short_type:
1550         k = JvPrimClass (short);
1551         break;
1552       case int_type:
1553         k = JvPrimClass (int);
1554         break;
1555       case long_type:
1556         k = JvPrimClass (long);
1557         break;
1558
1559       // These aren't used here but we call them out to avoid
1560       // warnings.
1561       case void_type:
1562       case unsuitable_type:
1563       case return_address_type:
1564       case continuation_type:
1565       case reference_type:
1566       case null_type:
1567       case uninitialized_reference_type:
1568       default:
1569         verify_fail ("unknown type in construct_primitive_array_type");
1570       }
1571     k = _Jv_GetArrayClass (k, NULL);
1572     return k;
1573   }
1574
1575   // This pass computes the location of branch targets and also
1576   // instruction starts.
1577   void branch_prepass ()
1578   {
1579     flags = (char *) _Jv_Malloc (current_method->code_length);
1580
1581     for (int i = 0; i < current_method->code_length; ++i)
1582       flags[i] = 0;
1583
1584     PC = 0;
1585     while (PC < current_method->code_length)
1586       {
1587         // Set `start_PC' early so that error checking can have the
1588         // correct value.
1589         start_PC = PC;
1590         flags[PC] |= FLAG_INSN_START;
1591
1592         java_opcode opcode = (java_opcode) bytecode[PC++];
1593         switch (opcode)
1594           {
1595           case op_nop:
1596           case op_aconst_null:
1597           case op_iconst_m1:
1598           case op_iconst_0:
1599           case op_iconst_1:
1600           case op_iconst_2:
1601           case op_iconst_3:
1602           case op_iconst_4:
1603           case op_iconst_5:
1604           case op_lconst_0:
1605           case op_lconst_1:
1606           case op_fconst_0:
1607           case op_fconst_1:
1608           case op_fconst_2:
1609           case op_dconst_0:
1610           case op_dconst_1:
1611           case op_iload_0:
1612           case op_iload_1:
1613           case op_iload_2:
1614           case op_iload_3:
1615           case op_lload_0:
1616           case op_lload_1:
1617           case op_lload_2:
1618           case op_lload_3:
1619           case op_fload_0:
1620           case op_fload_1:
1621           case op_fload_2:
1622           case op_fload_3:
1623           case op_dload_0:
1624           case op_dload_1:
1625           case op_dload_2:
1626           case op_dload_3:
1627           case op_aload_0:
1628           case op_aload_1:
1629           case op_aload_2:
1630           case op_aload_3:
1631           case op_iaload:
1632           case op_laload:
1633           case op_faload:
1634           case op_daload:
1635           case op_aaload:
1636           case op_baload:
1637           case op_caload:
1638           case op_saload:
1639           case op_istore_0:
1640           case op_istore_1:
1641           case op_istore_2:
1642           case op_istore_3:
1643           case op_lstore_0:
1644           case op_lstore_1:
1645           case op_lstore_2:
1646           case op_lstore_3:
1647           case op_fstore_0:
1648           case op_fstore_1:
1649           case op_fstore_2:
1650           case op_fstore_3:
1651           case op_dstore_0:
1652           case op_dstore_1:
1653           case op_dstore_2:
1654           case op_dstore_3:
1655           case op_astore_0:
1656           case op_astore_1:
1657           case op_astore_2:
1658           case op_astore_3:
1659           case op_iastore:
1660           case op_lastore:
1661           case op_fastore:
1662           case op_dastore:
1663           case op_aastore:
1664           case op_bastore:
1665           case op_castore:
1666           case op_sastore:
1667           case op_pop:
1668           case op_pop2:
1669           case op_dup:
1670           case op_dup_x1:
1671           case op_dup_x2:
1672           case op_dup2:
1673           case op_dup2_x1:
1674           case op_dup2_x2:
1675           case op_swap:
1676           case op_iadd:
1677           case op_isub:
1678           case op_imul:
1679           case op_idiv:
1680           case op_irem:
1681           case op_ishl:
1682           case op_ishr:
1683           case op_iushr:
1684           case op_iand:
1685           case op_ior:
1686           case op_ixor:
1687           case op_ladd:
1688           case op_lsub:
1689           case op_lmul:
1690           case op_ldiv:
1691           case op_lrem:
1692           case op_lshl:
1693           case op_lshr:
1694           case op_lushr:
1695           case op_land:
1696           case op_lor:
1697           case op_lxor:
1698           case op_fadd:
1699           case op_fsub:
1700           case op_fmul:
1701           case op_fdiv:
1702           case op_frem:
1703           case op_dadd:
1704           case op_dsub:
1705           case op_dmul:
1706           case op_ddiv:
1707           case op_drem:
1708           case op_ineg:
1709           case op_i2b:
1710           case op_i2c:
1711           case op_i2s:
1712           case op_lneg:
1713           case op_fneg:
1714           case op_dneg:
1715           case op_i2l:
1716           case op_i2f:
1717           case op_i2d:
1718           case op_l2i:
1719           case op_l2f:
1720           case op_l2d:
1721           case op_f2i:
1722           case op_f2l:
1723           case op_f2d:
1724           case op_d2i:
1725           case op_d2l:
1726           case op_d2f:
1727           case op_lcmp:
1728           case op_fcmpl:
1729           case op_fcmpg:
1730           case op_dcmpl:
1731           case op_dcmpg:
1732           case op_monitorenter:
1733           case op_monitorexit:
1734           case op_ireturn:
1735           case op_lreturn:
1736           case op_freturn:
1737           case op_dreturn:
1738           case op_areturn:
1739           case op_return:
1740           case op_athrow:
1741           case op_arraylength:
1742             break;
1743
1744           case op_bipush:
1745           case op_ldc:
1746           case op_iload:
1747           case op_lload:
1748           case op_fload:
1749           case op_dload:
1750           case op_aload:
1751           case op_istore:
1752           case op_lstore:
1753           case op_fstore:
1754           case op_dstore:
1755           case op_astore:
1756           case op_ret:
1757           case op_newarray:
1758             get_byte ();
1759             break;
1760
1761           case op_iinc:
1762           case op_sipush:
1763           case op_ldc_w:
1764           case op_ldc2_w:
1765           case op_getstatic:
1766           case op_getfield:
1767           case op_putfield:
1768           case op_putstatic:
1769           case op_new:
1770           case op_anewarray:
1771           case op_instanceof:
1772           case op_checkcast:
1773           case op_invokespecial:
1774           case op_invokestatic:
1775           case op_invokevirtual:
1776             get_short ();
1777             break;
1778
1779           case op_multianewarray:
1780             get_short ();
1781             get_byte ();
1782             break;
1783
1784           case op_jsr:
1785           case op_ifeq:
1786           case op_ifne:
1787           case op_iflt:
1788           case op_ifge:
1789           case op_ifgt:
1790           case op_ifle:
1791           case op_if_icmpeq:
1792           case op_if_icmpne:
1793           case op_if_icmplt:
1794           case op_if_icmpge:
1795           case op_if_icmpgt:
1796           case op_if_icmple:
1797           case op_if_acmpeq:
1798           case op_if_acmpne:
1799           case op_ifnull:
1800           case op_ifnonnull:
1801           case op_goto:
1802             note_branch_target (compute_jump (get_short ()));
1803             break;
1804
1805           case op_tableswitch:
1806             {
1807               skip_padding ();
1808               note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1809               jint low = get_int ();
1810               jint hi = get_int ();
1811               if (low > hi)
1812                 verify_fail ("invalid tableswitch", start_PC);
1813               for (int i = low; i <= hi; ++i)
1814                 note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1815             }
1816             break;
1817
1818           case op_lookupswitch:
1819             {
1820               skip_padding ();
1821               note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1822               int npairs = get_int ();
1823               if (npairs < 0)
1824                 verify_fail ("too few pairs in lookupswitch", start_PC);
1825               while (npairs-- > 0)
1826                 {
1827                   get_int ();
1828                   note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1829                 }
1830             }
1831             break;
1832
1833           case op_invokeinterface:
1834             get_short ();
1835             get_byte ();
1836             get_byte ();
1837             break;
1838
1839           case op_wide:
1840             {
1841               opcode = (java_opcode) get_byte ();
1842               get_short ();
1843               if (opcode == op_iinc)
1844                 get_short ();
1845             }
1846             break;
1847
1848           case op_jsr_w:
1849           case op_goto_w:
1850             note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1851             break;
1852
1853           // These are unused here, but we call them out explicitly
1854           // so that -Wswitch-enum doesn't complain.
1855           case op_putfield_1:
1856           case op_putfield_2:
1857           case op_putfield_4:
1858           case op_putfield_8:
1859           case op_putfield_a:
1860           case op_putstatic_1:
1861           case op_putstatic_2:
1862           case op_putstatic_4:
1863           case op_putstatic_8:
1864           case op_putstatic_a:
1865           case op_getfield_1:
1866           case op_getfield_2s:
1867           case op_getfield_2u:
1868           case op_getfield_4:
1869           case op_getfield_8:
1870           case op_getfield_a:
1871           case op_getstatic_1:
1872           case op_getstatic_2s:
1873           case op_getstatic_2u:
1874           case op_getstatic_4:
1875           case op_getstatic_8:
1876           case op_getstatic_a:
1877           default:
1878             verify_fail ("unrecognized instruction in branch_prepass",
1879                          start_PC);
1880           }
1881
1882         // See if any previous branch tried to branch to the middle of
1883         // this instruction.
1884         for (int pc = start_PC + 1; pc < PC; ++pc)
1885           {
1886             if ((flags[pc] & FLAG_BRANCH_TARGET))
1887               verify_fail ("branch to middle of instruction", pc);
1888           }
1889       }
1890
1891     // Verify exception handlers.
1892     for (int i = 0; i < current_method->exc_count; ++i)
1893       {
1894         if (! (flags[exception[i].handler_pc.i] & FLAG_INSN_START))
1895           verify_fail ("exception handler not at instruction start",
1896                        exception[i].handler_pc.i);
1897         if (! (flags[exception[i].start_pc.i] & FLAG_INSN_START))
1898           verify_fail ("exception start not at instruction start",
1899                        exception[i].start_pc.i);
1900         if (exception[i].end_pc.i != current_method->code_length
1901             && ! (flags[exception[i].end_pc.i] & FLAG_INSN_START))
1902           verify_fail ("exception end not at instruction start",
1903                        exception[i].end_pc.i);
1904
1905         flags[exception[i].handler_pc.i] |= FLAG_BRANCH_TARGET;
1906       }
1907   }
1908
1909   void check_pool_index (int index)
1910   {
1911     if (index < 0 || index >= current_class->constants.size)
1912       verify_fail ("constant pool index out of range", start_PC);
1913   }
1914
1915   type check_class_constant (int index)
1916   {
1917     check_pool_index (index);
1918     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1919     if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_ResolvedClass)
1920       return type (pool->data[index].clazz, this);
1921     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Class)
1922       return type (pool->data[index].utf8, this);
1923     verify_fail ("expected class constant", start_PC);
1924   }
1925
1926   type check_constant (int index)
1927   {
1928     check_pool_index (index);
1929     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1930     if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_ResolvedString
1931         || pool->tags[index] == JV_CONSTANT_String)
1932       return type (&java::lang::String::class$, this);
1933     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Integer)
1934       return type (int_type);
1935     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Float)
1936       return type (float_type);
1937     verify_fail ("String, int, or float constant expected", start_PC);
1938   }
1939
1940   type check_wide_constant (int index)
1941   {
1942     check_pool_index (index);
1943     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1944     if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Long)
1945       return type (long_type);
1946     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Double)
1947       return type (double_type);
1948     verify_fail ("long or double constant expected", start_PC);
1949   }
1950
1951   // Helper for both field and method.  These are laid out the same in
1952   // the constant pool.
1953   type handle_field_or_method (int index, int expected,
1954                                _Jv_Utf8Const **name,
1955                                _Jv_Utf8Const **fmtype)
1956   {
1957     check_pool_index (index);
1958     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1959     if (pool->tags[index] != expected)
1960       verify_fail ("didn't see expected constant", start_PC);
1961     // Once we know we have a Fieldref or Methodref we assume that it
1962     // is correctly laid out in the constant pool.  I think the code
1963     // in defineclass.cc guarantees this.
1964     _Jv_ushort class_index, name_and_type_index;
1965     _Jv_loadIndexes (&pool->data[index],
1966                      class_index,
1967                      name_and_type_index);
1968     _Jv_ushort name_index, desc_index;
1969     _Jv_loadIndexes (&pool->data[name_and_type_index],
1970                      name_index, desc_index);
1971
1972     *name = pool->data[name_index].utf8;
1973     *fmtype = pool->data[desc_index].utf8;
1974
1975     return check_class_constant (class_index);
1976   }
1977
1978   // Return field's type, compute class' type if requested.
1979   type check_field_constant (int index, type *class_type = NULL)
1980   {
1981     _Jv_Utf8Const *name, *field_type;
1982     type ct = handle_field_or_method (index,
1983                                       JV_CONSTANT_Fieldref,
1984                                       &name, &field_type);
1985     if (class_type)
1986       *class_type = ct;
1987     if (field_type->first() == '[' || field_type->first() == 'L')
1988       return type (field_type, this);
1989     return get_type_val_for_signature (field_type->first());
1990   }
1991
1992   type check_method_constant (int index, bool is_interface,
1993                               _Jv_Utf8Const **method_name,
1994                               _Jv_Utf8Const **method_signature)
1995   {
1996     return handle_field_or_method (index,
1997                                    (is_interface
1998                                     ? JV_CONSTANT_InterfaceMethodref
1999                                     : JV_CONSTANT_Methodref),
2000                                    method_name, method_signature);
2001   }
2002
2003   type get_one_type (char *&p)
2004   {
2005     char *start = p;
2006
2007     int arraycount = 0;
2008     while (*p == '[')
2009       {
2010         ++arraycount;
2011         ++p;
2012       }
2013
2014     char v = *p++;
2015
2016     if (v == 'L')
2017       {
2018         while (*p != ';')
2019           ++p;
2020         ++p;
2021         _Jv_Utf8Const *name = make_utf8_const (start, p - start);
2022         return type (name, this);
2023       }
2024
2025     // Casting to jchar here is ok since we are looking at an ASCII
2026     // character.
2027     type_val rt = get_type_val_for_signature (jchar (v));
2028
2029     if (arraycount == 0)
2030       {
2031         // Callers of this function eventually push their arguments on
2032         // the stack.  So, promote them here.
2033         return type (rt).promote ();
2034       }
2035
2036     jclass k = construct_primitive_array_type (rt);
2037     while (--arraycount > 0)
2038       k = _Jv_GetArrayClass (k, NULL);
2039     return type (k, this);
2040   }
2041
2042   void compute_argument_types (_Jv_Utf8Const *signature,
2043                                type *types)
2044   {
2045     char *p = signature->chars();
2046
2047     // Skip `('.
2048     ++p;
2049
2050     int i = 0;
2051     while (*p != ')')
2052       types[i++] = get_one_type (p);
2053   }
2054
2055   type compute_return_type (_Jv_Utf8Const *signature)
2056   {
2057     char *p = signature->chars();
2058     while (*p != ')')
2059       ++p;
2060     ++p;
2061     return get_one_type (p);
2062   }
2063
2064   void check_return_type (type onstack)
2065   {
2066     type rt = compute_return_type (current_method->self->signature);
2067     if (! rt.compatible (onstack, this))
2068       verify_fail ("incompatible return type");
2069   }
2070
2071   // Initialize the stack for the new method.  Returns true if this
2072   // method is an instance initializer.
2073   bool initialize_stack ()
2074   {
2075     int var = 0;
2076     bool is_init = _Jv_equalUtf8Consts (current_method->self->name,
2077                                         gcj::init_name);
2078     bool is_clinit = _Jv_equalUtf8Consts (current_method->self->name,
2079                                           gcj::clinit_name);
2080
2081     using namespace java::lang::reflect;
2082     if (! Modifier::isStatic (current_method->self->accflags))
2083       {
2084         type kurr (current_class, this);
2085         if (is_init)
2086           {
2087             kurr.set_uninitialized (type::SELF, this);
2088             is_init = true;
2089           }
2090         else if (is_clinit)
2091           verify_fail ("<clinit> method must be static");
2092         set_variable (0, kurr);
2093         current_state->set_this_type (kurr);
2094         ++var;
2095       }
2096     else
2097       {
2098         if (is_init)
2099           verify_fail ("<init> method must be non-static");
2100       }
2101
2102     // We have to handle wide arguments specially here.
2103     int arg_count = _Jv_count_arguments (current_method->self->signature);
2104     type arg_types[arg_count];
2105     compute_argument_types (current_method->self->signature, arg_types);
2106     for (int i = 0; i < arg_count; ++i)
2107       {
2108         set_variable (var, arg_types[i]);
2109         ++var;
2110         if (arg_types[i].iswide ())
2111           ++var;
2112       }
2113
2114     return is_init;
2115   }
2116
2117   void verify_instructions_0 ()
2118   {
2119     current_state = new state (current_method->max_stack,
2120                                current_method->max_locals);
2121
2122     PC = 0;
2123     start_PC = 0;
2124
2125     // True if we are verifying an instance initializer.
2126     bool this_is_init = initialize_stack ();
2127
2128     states = (linked<state> **) _Jv_Malloc (sizeof (linked<state> *)
2129                                             * current_method->code_length);
2130     for (int i = 0; i < current_method->code_length; ++i)
2131       states[i] = NULL;
2132
2133     next_verify_state = NULL;
2134
2135     while (true)
2136       {
2137         // If the PC was invalidated, get a new one from the work list.
2138         if (PC == state::NO_NEXT)
2139           {
2140             state *new_state = pop_jump ();
2141             // If it is null, we're done.
2142             if (new_state == NULL)
2143               break;
2144
2145             PC = new_state->get_pc ();
2146             debug_print ("== State pop from pending list\n");
2147             // Set up the current state.
2148             current_state->copy (new_state, current_method->max_stack,
2149                                  current_method->max_locals);
2150           }
2151         else
2152           {
2153             // We only have to do this checking in the situation where
2154             // control flow falls through from the previous
2155             // instruction.  Otherwise merging is done at the time we
2156             // push the branch.
2157             if (states[PC] != NULL)
2158               {
2159                 // We've already visited this instruction.  So merge
2160                 // the states together.  It is simplest, but not most
2161                 // efficient, to just always invalidate the PC here.
2162                 merge_into (PC, current_state);
2163                 invalidate_pc ();
2164                 continue;
2165               }
2166           }
2167
2168         // Control can't fall off the end of the bytecode.  We need to
2169         // check this in both cases, not just the fall-through case,
2170         // because we don't check to see whether a `jsr' appears at
2171         // the end of the bytecode until we process a `ret'.
2172         if (PC >= current_method->code_length)
2173           verify_fail ("fell off end");
2174
2175         // We only have to keep saved state at branch targets.  If
2176         // we're at a branch target and the state here hasn't been set
2177         // yet, we set it now.  You might notice that `ret' targets
2178         // won't necessarily have FLAG_BRANCH_TARGET set.  This
2179         // doesn't matter, since those states will be filled in by
2180         // merge_into.
2181         if (states[PC] == NULL && (flags[PC] & FLAG_BRANCH_TARGET))
2182           add_new_state (PC, current_state);
2183
2184         // Set this before handling exceptions so that debug output is
2185         // sane.
2186         start_PC = PC;
2187
2188         // Update states for all active exception handlers.  Ordinarily
2189         // there are not many exception handlers.  So we simply run
2190         // through them all.
2191         for (int i = 0; i < current_method->exc_count; ++i)
2192           {
2193             if (PC >= exception[i].start_pc.i && PC < exception[i].end_pc.i)
2194               {
2195                 type handler (&java::lang::Throwable::class$, this);
2196                 if (exception[i].handler_type.i != 0)
2197                   handler = check_class_constant (exception[i].handler_type.i);
2198                 push_exception_jump (handler, exception[i].handler_pc.i);
2199               }
2200           }
2201
2202         current_state->print ("   ", PC, current_method->max_stack,
2203                               current_method->max_locals);
2204         java_opcode opcode = (java_opcode) bytecode[PC++];
2205         switch (opcode)
2206           {
2207           case op_nop:
2208             break;
2209
2210           case op_aconst_null:
2211             push_type (null_type);
2212             break;
2213
2214           case op_iconst_m1:
2215           case op_iconst_0:
2216           case op_iconst_1:
2217           case op_iconst_2:
2218           case op_iconst_3:
2219           case op_iconst_4:
2220           case op_iconst_5:
2221             push_type (int_type);
2222             break;
2223
2224           case op_lconst_0:
2225           case op_lconst_1:
2226             push_type (long_type);
2227             break;
2228
2229           case op_fconst_0:
2230           case op_fconst_1:
2231           case op_fconst_2:
2232             push_type (float_type);
2233             break;
2234
2235           case op_dconst_0:
2236           case op_dconst_1:
2237             push_type (double_type);
2238             break;
2239
2240           case op_bipush:
2241             get_byte ();
2242             push_type (int_type);
2243             break;
2244
2245           case op_sipush:
2246             get_short ();
2247             push_type (int_type);
2248             break;
2249
2250           case op_ldc:
2251             push_type (check_constant (get_byte ()));
2252             break;
2253           case op_ldc_w:
2254             push_type (check_constant (get_ushort ()));
2255             break;
2256           case op_ldc2_w:
2257             push_type (check_wide_constant (get_ushort ()));
2258             break;
2259
2260           case op_iload:
2261             push_type (get_variable (get_byte (), int_type));
2262             break;
2263           case op_lload:
2264             push_type (get_variable (get_byte (), long_type));
2265             break;
2266           case op_fload:
2267             push_type (get_variable (get_byte (), float_type));
2268             break;
2269           case op_dload:
2270             push_type (get_variable (get_byte (), double_type));
2271             break;
2272           case op_aload:
2273             push_type (get_variable (get_byte (), reference_type));
2274             break;
2275
2276           case op_iload_0:
2277           case op_iload_1:
2278           case op_iload_2:
2279           case op_iload_3:
2280             push_type (get_variable (opcode - op_iload_0, int_type));
2281             break;
2282           case op_lload_0:
2283           case op_lload_1:
2284           case op_lload_2:
2285           case op_lload_3:
2286             push_type (get_variable (opcode - op_lload_0, long_type));
2287             break;
2288           case op_fload_0:
2289           case op_fload_1:
2290           case op_fload_2:
2291           case op_fload_3:
2292             push_type (get_variable (opcode - op_fload_0, float_type));
2293             break;
2294           case op_dload_0:
2295           case op_dload_1:
2296           case op_dload_2:
2297           case op_dload_3:
2298             push_type (get_variable (opcode - op_dload_0, double_type));
2299             break;
2300           case op_aload_0:
2301           case op_aload_1:
2302           case op_aload_2:
2303           case op_aload_3:
2304             push_type (get_variable (opcode - op_aload_0, reference_type));
2305             break;
2306           case op_iaload:
2307             pop_type (int_type);
2308             push_type (require_array_type (pop_init_ref (reference_type),
2309                                            int_type));
2310             break;
2311           case op_laload:
2312             pop_type (int_type);
2313             push_type (require_array_type (pop_init_ref (reference_type),
2314                                            long_type));
2315             break;
2316           case op_faload:
2317             pop_type (int_type);
2318             push_type (require_array_type (pop_init_ref (reference_type),
2319                                            float_type));
2320             break;
2321           case op_daload:
2322             pop_type (int_type);
2323             push_type (require_array_type (pop_init_ref (reference_type),
2324                                            double_type));
2325             break;
2326           case op_aaload:
2327             pop_type (int_type);
2328             push_type (require_array_type (pop_init_ref (reference_type),
2329                                            reference_type));
2330             break;
2331           case op_baload:
2332             pop_type (int_type);
2333             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), byte_type);
2334             push_type (int_type);
2335             break;
2336           case op_caload:
2337             pop_type (int_type);
2338             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), char_type);
2339             push_type (int_type);
2340             break;
2341           case op_saload:
2342             pop_type (int_type);
2343             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), short_type);
2344             push_type (int_type);
2345             break;
2346           case op_istore:
2347             set_variable (get_byte (), pop_type (int_type));
2348             break;
2349           case op_lstore:
2350             set_variable (get_byte (), pop_type (long_type));
2351             break;
2352           case op_fstore:
2353             set_variable (get_byte (), pop_type (float_type));
2354             break;
2355           case op_dstore:
2356             set_variable (get_byte (), pop_type (double_type));
2357             break;
2358           case op_astore:
2359             set_variable (get_byte (), pop_ref_or_return ());
2360             break;
2361           case op_istore_0:
2362           case op_istore_1:
2363           case op_istore_2:
2364           case op_istore_3:
2365             set_variable (opcode - op_istore_0, pop_type (int_type));
2366             break;
2367           case op_lstore_0:
2368           case op_lstore_1:
2369           case op_lstore_2:
2370           case op_lstore_3:
2371             set_variable (opcode - op_lstore_0, pop_type (long_type));
2372             break;
2373           case op_fstore_0:
2374           case op_fstore_1:
2375           case op_fstore_2:
2376           case op_fstore_3:
2377             set_variable (opcode - op_fstore_0, pop_type (float_type));
2378             break;
2379           case op_dstore_0:
2380           case op_dstore_1:
2381           case op_dstore_2:
2382           case op_dstore_3:
2383             set_variable (opcode - op_dstore_0, pop_type (double_type));
2384             break;
2385           case op_astore_0:
2386           case op_astore_1:
2387           case op_astore_2:
2388           case op_astore_3:
2389             set_variable (opcode - op_astore_0, pop_ref_or_return ());
2390             break;
2391           case op_iastore:
2392             pop_type (int_type);
2393             pop_type (int_type);
2394             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), int_type);
2395             break;
2396           case op_lastore:
2397             pop_type (long_type);
2398             pop_type (int_type);
2399             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), long_type);
2400             break;
2401           case op_fastore:
2402             pop_type (float_type);
2403             pop_type (int_type);
2404             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), float_type);
2405             break;
2406           case op_dastore:
2407             pop_type (double_type);
2408             pop_type (int_type);
2409             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), double_type);
2410             break;
2411           case op_aastore:
2412             pop_type (reference_type);
2413             pop_type (int_type);
2414             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), reference_type);
2415             break;
2416           case op_bastore:
2417             pop_type (int_type);
2418             pop_type (int_type);
2419             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), byte_type);
2420             break;
2421           case op_castore:
2422             pop_type (int_type);
2423             pop_type (int_type);
2424             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), char_type);
2425             break;
2426           case op_sastore:
2427             pop_type (int_type);
2428             pop_type (int_type);
2429             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), short_type);
2430             break;
2431           case op_pop:
2432             pop32 ();
2433             break;
2434           case op_pop2:
2435             {
2436               type t = pop_raw ();
2437               if (! t.iswide ())
2438                 pop32 ();
2439             }
2440             break;
2441           case op_dup:
2442             {
2443               type t = pop32 ();
2444               push_type (t);
2445               push_type (t);
2446             }
2447             break;
2448           case op_dup_x1:
2449             {
2450               type t1 = pop32 ();
2451               type t2 = pop32 ();
2452               push_type (t1);
2453               push_type (t2);
2454               push_type (t1);
2455             }
2456             break;
2457           case op_dup_x2:
2458             {
2459               type t1 = pop32 ();
2460               type t2 = pop_raw ();
2461               if (! t2.iswide ())
2462                 {
2463                   type t3 = pop32 ();
2464                   push_type (t1);
2465                   push_type (t3);
2466                 }
2467               else
2468                 push_type (t1);
2469               push_type (t2);
2470               push_type (t1);
2471             }
2472             break;
2473           case op_dup2:
2474             {
2475               type t = pop_raw ();
2476               if (! t.iswide ())
2477                 {
2478                   type t2 = pop32 ();
2479                   push_type (t2);
2480                   push_type (t);
2481                   push_type (t2);
2482                 }
2483               else
2484                 push_type (t);
2485               push_type (t);
2486             }
2487             break;
2488           case op_dup2_x1:
2489             {
2490               type t1 = pop_raw ();
2491               type t2 = pop32 ();
2492               if (! t1.iswide ())
2493                 {
2494                   type t3 = pop32 ();
2495                   push_type (t2);
2496                   push_type (t1);
2497                   push_type (t3);
2498                 }
2499               else
2500                 push_type (t1);
2501               push_type (t2);
2502               push_type (t1);
2503             }
2504             break;
2505           case op_dup2_x2:
2506             {
2507               type t1 = pop_raw ();
2508               if (t1.iswide ())
2509                 {
2510                   type t2 = pop_raw ();
2511                   if (t2.iswide ())
2512                     {
2513                       push_type (t1);
2514                       push_type (t2);
2515                     }
2516                   else
2517                     {
2518                       type t3 = pop32 ();
2519                       push_type (t1);
2520                       push_type (t3);
2521                       push_type (t2);
2522                     }
2523                   push_type (t1);
2524                 }
2525               else
2526                 {
2527                   type t2 = pop32 ();
2528                   type t3 = pop_raw ();
2529                   if (t3.iswide ())
2530                     {
2531                       push_type (t2);
2532                       push_type (t1);
2533                     }
2534                   else
2535                     {
2536                       type t4 = pop32 ();
2537                       push_type (t2);
2538                       push_type (t1);
2539                       push_type (t4);
2540                     }
2541                   push_type (t3);
2542                   push_type (t2);
2543                   push_type (t1);
2544                 }
2545             }
2546             break;
2547           case op_swap:
2548             {
2549               type t1 = pop32 ();
2550               type t2 = pop32 ();
2551               push_type (t1);
2552               push_type (t2);
2553             }
2554             break;
2555           case op_iadd:
2556           case op_isub:
2557           case op_imul:
2558           case op_idiv:
2559           case op_irem:
2560           case op_ishl:
2561           case op_ishr:
2562           case op_iushr:
2563           case op_iand:
2564           case op_ior:
2565           case op_ixor:
2566             pop_type (int_type);
2567             push_type (pop_type (int_type));
2568             break;
2569           case op_ladd:
2570           case op_lsub:
2571           case op_lmul:
2572           case op_ldiv:
2573           case op_lrem:
2574           case op_land:
2575           case op_lor:
2576           case op_lxor:
2577             pop_type (long_type);
2578             push_type (pop_type (long_type));
2579             break;
2580           case op_lshl:
2581           case op_lshr:
2582           case op_lushr:
2583             pop_type (int_type);
2584             push_type (pop_type (long_type));
2585             break;
2586           case op_fadd:
2587           case op_fsub:
2588           case op_fmul:
2589           case op_fdiv:
2590           case op_frem:
2591             pop_type (float_type);
2592             push_type (pop_type (float_type));
2593             break;
2594           case op_dadd:
2595           case op_dsub:
2596           case op_dmul:
2597           case op_ddiv:
2598           case op_drem:
2599             pop_type (double_type);
2600             push_type (pop_type (double_type));
2601             break;
2602           case op_ineg:
2603           case op_i2b:
2604           case op_i2c:
2605           case op_i2s:
2606             push_type (pop_type (int_type));
2607             break;
2608           case op_lneg:
2609             push_type (pop_type (long_type));
2610             break;
2611           case op_fneg:
2612             push_type (pop_type (float_type));
2613             break;
2614           case op_dneg:
2615             push_type (pop_type (double_type));
2616             break;
2617           case op_iinc:
2618             get_variable (get_byte (), int_type);
2619             get_byte ();
2620             break;
2621           case op_i2l:
2622             pop_type (int_type);
2623             push_type (long_type);
2624             break;
2625           case op_i2f:
2626             pop_type (int_type);
2627             push_type (float_type);
2628             break;
2629           case op_i2d:
2630             pop_type (int_type);
2631             push_type (double_type);
2632             break;
2633           case op_l2i:
2634             pop_type (long_type);
2635             push_type (int_type);
2636             break;
2637           case op_l2f:
2638             pop_type (long_type);
2639             push_type (float_type);
2640             break;
2641           case op_l2d:
2642             pop_type (long_type);
2643             push_type (double_type);
2644             break;
2645           case op_f2i:
2646             pop_type (float_type);
2647             push_type (int_type);
2648             break;
2649           case op_f2l:
2650             pop_type (float_type);
2651             push_type (long_type);
2652             break;
2653           case op_f2d:
2654             pop_type (float_type);
2655             push_type (double_type);
2656             break;
2657           case op_d2i:
2658             pop_type (double_type);
2659             push_type (int_type);
2660             break;
2661           case op_d2l:
2662             pop_type (double_type);
2663             push_type (long_type);
2664             break;
2665           case op_d2f:
2666             pop_type (double_type);
2667             push_type (float_type);
2668             break;
2669           case op_lcmp:
2670             pop_type (long_type);
2671             pop_type (long_type);
2672             push_type (int_type);
2673             break;
2674           case op_fcmpl:
2675           case op_fcmpg:
2676             pop_type (float_type);
2677             pop_type (float_type);
2678             push_type (int_type);
2679             break;
2680           case op_dcmpl:
2681           case op_dcmpg:
2682             pop_type (double_type);
2683             pop_type (double_type);
2684             push_type (int_type);
2685             break;
2686           case op_ifeq:
2687           case op_ifne:
2688           case op_iflt:
2689           case op_ifge:
2690           case op_ifgt:
2691           case op_ifle:
2692             pop_type (int_type);
2693             push_jump (get_short ());
2694             break;
2695           case op_if_icmpeq:
2696           case op_if_icmpne:
2697           case op_if_icmplt:
2698           case op_if_icmpge:
2699           case op_if_icmpgt:
2700           case op_if_icmple:
2701             pop_type (int_type);
2702             pop_type (int_type);
2703             push_jump (get_short ());
2704             break;
2705           case op_if_acmpeq:
2706           case op_if_acmpne:
2707             pop_type (reference_type);
2708             pop_type (reference_type);
2709             push_jump (get_short ());
2710             break;
2711           case op_goto:
2712             push_jump (get_short ());
2713             invalidate_pc ();
2714             break;
2715           case op_jsr:
2716             handle_jsr_insn (get_short ());
2717             break;
2718           case op_ret:
2719             handle_ret_insn (get_byte ());
2720             break;
2721           case op_tableswitch:
2722             {
2723               pop_type (int_type);
2724               skip_padding ();
2725               push_jump (get_int ());
2726               jint low = get_int ();
2727               jint high = get_int ();
2728               // Already checked LOW -vs- HIGH.
2729               for (int i = low; i <= high; ++i)
2730                 push_jump (get_int ());
2731               invalidate_pc ();
2732             }
2733             break;
2734
2735           case op_lookupswitch:
2736             {
2737               pop_type (int_type);
2738               skip_padding ();
2739               push_jump (get_int ());
2740               jint npairs = get_int ();
2741               // Already checked NPAIRS >= 0.
2742               jint lastkey = 0;
2743               for (int i = 0; i < npairs; ++i)
2744                 {
2745                   jint key = get_int ();
2746                   if (i > 0 && key <= lastkey)
2747                     verify_fail ("lookupswitch pairs unsorted", start_PC);
2748                   lastkey = key;
2749                   push_jump (get_int ());
2750                 }
2751               invalidate_pc ();
2752             }
2753             break;
2754           case op_ireturn:
2755             check_return_type (pop_type (int_type));
2756             invalidate_pc ();
2757             break;
2758           case op_lreturn:
2759             check_return_type (pop_type (long_type));
2760             invalidate_pc ();
2761             break;
2762           case op_freturn:
2763             check_return_type (pop_type (float_type));
2764             invalidate_pc ();
2765             break;
2766           case op_dreturn:
2767             check_return_type (pop_type (double_type));
2768             invalidate_pc ();
2769             break;
2770           case op_areturn:
2771             check_return_type (pop_init_ref (reference_type));
2772             invalidate_pc ();
2773             break;
2774           case op_return:
2775             // We only need to check this when the return type is
2776             // void, because all instance initializers return void.
2777             if (this_is_init)
2778               current_state->check_this_initialized (this);
2779             check_return_type (void_type);
2780             invalidate_pc ();
2781             break;
2782           case op_getstatic:
2783             push_type (check_field_constant (get_ushort ()));
2784             break;
2785           case op_putstatic:
2786             pop_type (check_field_constant (get_ushort ()));
2787             break;
2788           case op_getfield:
2789             {
2790               type klass;
2791               type field = check_field_constant (get_ushort (), &klass);
2792               pop_type (klass);
2793               push_type (field);
2794             }
2795             break;
2796           case op_putfield:
2797             {
2798               type klass;
2799               type field = check_field_constant (get_ushort (), &klass);
2800               pop_type (field);
2801
2802               // We have an obscure special case here: we can use
2803               // `putfield' on a field declared in this class, even if
2804               // `this' has not yet been initialized.
2805               if (! current_state->this_type.isinitialized ()
2806                   && current_state->this_type.pc == type::SELF)
2807                 klass.set_uninitialized (type::SELF, this);
2808               pop_type (klass);
2809             }
2810             break;
2811
2812           case op_invokevirtual:
2813           case op_invokespecial:
2814           case op_invokestatic:
2815           case op_invokeinterface:
2816             {
2817               _Jv_Utf8Const *method_name, *method_signature;
2818               type class_type
2819                 = check_method_constant (get_ushort (),
2820                                          opcode == op_invokeinterface,
2821                                          &method_name,
2822                                          &method_signature);
2823               // NARGS is only used when we're processing
2824               // invokeinterface.  It is simplest for us to compute it
2825               // here and then verify it later.
2826               int nargs = 0;
2827               if (opcode == op_invokeinterface)
2828                 {
2829                   nargs = get_byte ();
2830                   if (get_byte () != 0)
2831                     verify_fail ("invokeinterface dummy byte is wrong");
2832                 }
2833
2834               bool is_init = false;
2835               if (_Jv_equalUtf8Consts (method_name, gcj::init_name))
2836                 {
2837                   is_init = true;
2838                   if (opcode != op_invokespecial)
2839                     verify_fail ("can't invoke <init>");
2840                 }
2841               else if (method_name->first() == '<')
2842                 verify_fail ("can't invoke method starting with `<'");
2843
2844               // Pop arguments and check types.
2845               int arg_count = _Jv_count_arguments (method_signature);
2846               type arg_types[arg_count];
2847               compute_argument_types (method_signature, arg_types);
2848               for (int i = arg_count - 1; i >= 0; --i)
2849                 {
2850                   // This is only used for verifying the byte for
2851                   // invokeinterface.
2852                   nargs -= arg_types[i].depth ();
2853                   pop_init_ref (arg_types[i]);
2854                 }
2855
2856               if (opcode == op_invokeinterface
2857                   && nargs != 1)
2858                 verify_fail ("wrong argument count for invokeinterface");
2859
2860               if (opcode != op_invokestatic)
2861                 {
2862                   type t = class_type;
2863                   if (is_init)
2864                     {
2865                       // In this case the PC doesn't matter.
2866                       t.set_uninitialized (type::UNINIT, this);
2867                       // FIXME: check to make sure that the <init>
2868                       // call is to the right class.
2869                       // It must either be super or an exact class
2870                       // match.
2871                     }
2872                   type raw = pop_raw ();
2873                   if (! t.compatible (raw, this))
2874                     verify_fail ("incompatible type on stack");
2875
2876                   if (is_init)
2877                     current_state->set_initialized (raw.get_pc (),
2878                                                     current_method->max_locals);
2879                 }
2880
2881               type rt = compute_return_type (method_signature);
2882               if (! rt.isvoid ())
2883                 push_type (rt);
2884             }
2885             break;
2886
2887           case op_new:
2888             {
2889               type t = check_class_constant (get_ushort ());
2890               if (t.isarray () || t.isinterface (this) || t.isabstract (this))
2891                 verify_fail ("type is array, interface, or abstract");
2892               t.set_uninitialized (start_PC, this);
2893               push_type (t);
2894             }
2895             break;
2896
2897           case op_newarray:
2898             {
2899               int atype = get_byte ();
2900               // We intentionally have chosen constants to make this
2901               // valid.
2902               if (atype < boolean_type || atype > long_type)
2903                 verify_fail ("type not primitive", start_PC);
2904               pop_type (int_type);
2905               type t (construct_primitive_array_type (type_val (atype)), this);
2906               push_type (t);
2907             }
2908             break;
2909           case op_anewarray:
2910             pop_type (int_type);
2911             push_type (check_class_constant (get_ushort ()).to_array (this));
2912             break;
2913           case op_arraylength:
2914             {
2915               type t = pop_init_ref (reference_type);
2916               if (! t.isarray () && ! t.isnull ())
2917                 verify_fail ("array type expected");
2918               push_type (int_type);
2919             }
2920             break;
2921           case op_athrow:
2922             pop_type (type (&java::lang::Throwable::class$, this));
2923             invalidate_pc ();
2924             break;
2925           case op_checkcast:
2926             pop_init_ref (reference_type);
2927             push_type (check_class_constant (get_ushort ()));
2928             break;
2929           case op_instanceof:
2930             pop_init_ref (reference_type);
2931             check_class_constant (get_ushort ());
2932             push_type (int_type);
2933             break;
2934           case op_monitorenter:
2935             pop_init_ref (reference_type);
2936             break;
2937           case op_monitorexit:
2938             pop_init_ref (reference_type);
2939             break;
2940           case op_wide:
2941             {
2942               switch (get_byte ())
2943                 {
2944                 case op_iload:
2945                   push_type (get_variable (get_ushort (), int_type));
2946                   break;
2947                 case op_lload:
2948                   push_type (get_variable (get_ushort (), long_type));
2949                   break;
2950                 case op_fload:
2951                   push_type (get_variable (get_ushort (), float_type));
2952                   break;
2953                 case op_dload:
2954                   push_type (get_variable (get_ushort (), double_type));
2955                   break;
2956                 case op_aload:
2957                   push_type (get_variable (get_ushort (), reference_type));
2958                   break;
2959                 case op_istore:
2960                   set_variable (get_ushort (), pop_type (int_type));
2961                   break;
2962                 case op_lstore:
2963                   set_variable (get_ushort (), pop_type (long_type));
2964                   break;
2965                 case op_fstore:
2966                   set_variable (get_ushort (), pop_type (float_type));
2967                   break;
2968                 case op_dstore:
2969                   set_variable (get_ushort (), pop_type (double_type));
2970                   break;
2971                 case op_astore:
2972                   set_variable (get_ushort (), pop_init_ref (reference_type));
2973                   break;
2974                 case op_ret:
2975                   handle_ret_insn (get_short ());
2976                   break;
2977                 case op_iinc:
2978                   get_variable (get_ushort (), int_type);
2979                   get_short ();
2980                   break;
2981                 default:
2982                   verify_fail ("unrecognized wide instruction", start_PC);
2983                 }
2984             }
2985             break;
2986           case op_multianewarray:
2987             {
2988               type atype = check_class_constant (get_ushort ());
2989               int dim = get_byte ();
2990               if (dim < 1)
2991                 verify_fail ("too few dimensions to multianewarray", start_PC);
2992               atype.verify_dimensions (dim, this);
2993               for (int i = 0; i < dim; ++i)
2994                 pop_type (int_type);
2995               push_type (atype);
2996             }
2997             break;
2998           case op_ifnull:
2999           case op_ifnonnull:
3000             pop_type (reference_type);
3001             push_jump (get_short ());
3002             break;
3003           case op_goto_w:
3004             push_jump (get_int ());
3005             invalidate_pc ();
3006             break;
3007           case op_jsr_w:
3008             handle_jsr_insn (get_int ());
3009             break;
3010
3011           // These are unused here, but we call them out explicitly
3012           // so that -Wswitch-enum doesn't complain.
3013           case op_putfield_1:
3014           case op_putfield_2:
3015           case op_putfield_4:
3016           case op_putfield_8:
3017           case op_putfield_a:
3018           case op_putstatic_1:
3019           case op_putstatic_2:
3020           case op_putstatic_4:
3021           case op_putstatic_8:
3022           case op_putstatic_a:
3023           case op_getfield_1:
3024           case op_getfield_2s:
3025           case op_getfield_2u:
3026           case op_getfield_4:
3027           case op_getfield_8:
3028           case op_getfield_a:
3029           case op_getstatic_1:
3030           case op_getstatic_2s:
3031           case op_getstatic_2u:
3032           case op_getstatic_4:
3033           case op_getstatic_8:
3034           case op_getstatic_a:
3035           default:
3036             // Unrecognized opcode.
3037             verify_fail ("unrecognized instruction in verify_instructions_0",
3038                          start_PC);
3039           }
3040       }
3041   }
3042
3043 public:
3044
3045   void verify_instructions ()
3046   {
3047     branch_prepass ();
3048     verify_instructions_0 ();
3049   }
3050
3051   _Jv_BytecodeVerifier (_Jv_InterpMethod *m)
3052   {
3053     // We just print the text as utf-8.  This is just for debugging
3054     // anyway.
3055     debug_print ("--------------------------------\n");
3056     debug_print ("-- Verifying method `%s'\n", m->self->name->chars());
3057
3058     current_method = m;
3059     bytecode = m->bytecode ();
3060     exception = m->exceptions ();
3061     current_class = m->defining_class;
3062
3063     states = NULL;
3064     flags = NULL;
3065     utf8_list = NULL;
3066     isect_list = NULL;
3067   }
3068
3069   ~_Jv_BytecodeVerifier ()
3070   {
3071     if (flags)
3072       _Jv_Free (flags);
3073
3074     while (utf8_list != NULL)
3075       {
3076         linked<_Jv_Utf8Const> *n = utf8_list->next;
3077         _Jv_Free (utf8_list);
3078         utf8_list = n;
3079       }
3080
3081     while (isect_list != NULL)
3082       {
3083         ref_intersection *next = isect_list->alloc_next;
3084         delete isect_list;
3085         isect_list = next;
3086       }
3087
3088     if (states)
3089       {
3090         for (int i = 0; i < current_method->code_length; ++i)
3091           {
3092             linked<state> *iter = states[i];
3093             while (iter != NULL)
3094               {
3095                 linked<state> *next = iter->next;
3096                 delete iter->val;
3097                 _Jv_Free (iter);
3098                 iter = next;
3099               }
3100           }
3101         _Jv_Free (states);
3102       }
3103   }
3104 };
3105
3106 void
3107 _Jv_VerifyMethod (_Jv_InterpMethod *meth)
3108 {
3109   _Jv_BytecodeVerifier v (meth);
3110   v.verify_instructions ();
3111 }
3112
3113 #endif  /* INTERPRETER */