libjava/verify.cc

   1 // defineclass.cc - defining a class from .class format.
   2
   3 /* Copyright (C) 2001, 2002  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 #ifdef INTERPRETER
  23
  24 #include <java/lang/Class.h>
  25 #include <java/lang/VerifyError.h>
  26 #include <java/lang/Throwable.h>
  27 #include <java/lang/reflect/Modifier.h>
  28 #include <java/lang/StringBuffer.h>
  29
  30 #ifdef VERIFY_DEBUG
  31 #include <stdio.h>
  32 #endif /* VERIFY_DEBUG */
  33
  34
  35 static void debug_print (const char *fmt, ...)
  36   __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
  37
  38 static inline void
  39 debug_print (const char *fmt, ...)
  40 {
  41 #ifdef VERIFY_DEBUG
  42   va_list ap;
  43   va_start (ap, fmt);
  44   vfprintf (stderr, fmt, ap);
  45   va_end (ap);
  46 #endif /* VERIFY_DEBUG */
  47 }
  48
  49 class _Jv_BytecodeVerifier
  50 {
  51 private:
  52
  53   static const int FLAG_INSN_START = 1;
  54   static const int FLAG_BRANCH_TARGET = 2;
  55
  56   struct state;
  57   struct type;
  58   struct subr_info;
  59   struct subr_entry_info;
  60   struct linked_utf8;
  61
  62   // The current PC.
  63   int PC;
  64   // The PC corresponding to the start of the current instruction.
  65   int start_PC;
  66
  67   // The current state of the stack, locals, etc.
  68   state *current_state;
  69
  70   // We store the state at branch targets, for merging.  This holds
  71   // such states.
  72   state **states;
  73
  74   // We keep a linked list of all the PCs which we must reverify.
  75   // The link is done using the PC values.  This is the head of the
  76   // list.
  77   int next_verify_pc;
  78
  79   // We keep some flags for each instruction.  The values are the
  80   // FLAG_* constants defined above.
  81   char *flags;
  82
  83   // We need to keep track of which instructions can call a given
  84   // subroutine.  FIXME: this is inefficient.  We keep a linked list
  85   // of all calling `jsr's at at each jsr target.
  86   subr_info **jsr_ptrs;
  87
  88   // We keep a linked list of entries which map each `ret' instruction
  89   // to its unique subroutine entry point.  We expect that there won't
  90   // be many `ret' instructions, so a linked list is ok.
  91   subr_entry_info *entry_points;
  92
  93   // The bytecode itself.
  94   unsigned char *bytecode;
  95   // The exceptions.
  96   _Jv_InterpException *exception;
  97
  98   // Defining class.
  99   jclass current_class;
 100   // This method.
 101   _Jv_InterpMethod *current_method;
 102
 103   // A linked list of utf8 objects we allocate.  This is really ugly,
 104   // but without this our utf8 objects would be collected.
 105   linked_utf8 *utf8_list;
 106
 107   struct linked_utf8
 108   {
 109     _Jv_Utf8Const *val;
 110     linked_utf8 *next;
 111   };
 112
 113   _Jv_Utf8Const *make_utf8_const (char *s, int len)
 114   {
 115     _Jv_Utf8Const *val = _Jv_makeUtf8Const (s, len);
 116     _Jv_Utf8Const *r = (_Jv_Utf8Const *) _Jv_Malloc (sizeof (_Jv_Utf8Const)
 117                                                      + val->length
 118                                                      + 1);
 119     r->length = val->length;
 120     r->hash = val->hash;
 121     memcpy (r->data, val->data, val->length + 1);
 122
 123     linked_utf8 *lu = (linked_utf8 *) _Jv_Malloc (sizeof (linked_utf8));
 124     lu->val = r;
 125     lu->next = utf8_list;
 126     utf8_list = lu;
 127
 128     return r;
 129   }
 130
 131   // This enum holds a list of tags for all the different types we
 132   // need to handle.  Reference types are treated specially by the
 133   // type class.
 134   enum type_val
 135   {
 136     void_type,
 137
 138     // The values for primitive types are chosen to correspond to values
 139     // specified to newarray.
 140     boolean_type = 4,
 141     char_type = 5,
 142     float_type = 6,
 143     double_type = 7,
 144     byte_type = 8,
 145     short_type = 9,
 146     int_type = 10,
 147     long_type = 11,
 148
 149     // Used when overwriting second word of a double or long in the
 150     // local variables.  Also used after merging local variable states
 151     // to indicate an unusable value.
 152     unsuitable_type,
 153     return_address_type,
 154     continuation_type,
 155
 156     // There is an obscure special case which requires us to note when
 157     // a local variable has not been used by a subroutine.  See
 158     // push_jump_merge for more information.
 159     unused_by_subroutine_type,
 160
 161     // Everything after `reference_type' must be a reference type.
 162     reference_type,
 163     null_type,
 164     unresolved_reference_type,
 165     uninitialized_reference_type,
 166     uninitialized_unresolved_reference_type
 167   };
 168
 169   // Return the type_val corresponding to a primitive signature
 170   // character.  For instance `I' returns `int.class'.
 171   type_val get_type_val_for_signature (jchar sig)
 172   {
 173     type_val rt;
 174     switch (sig)
 175       {
 176       case 'Z':
 177         rt = boolean_type;
 178         break;
 179       case 'B':
 180         rt = byte_type;
 181         break;
 182       case 'C':
 183         rt = char_type;
 184         break;
 185       case 'S':
 186         rt = short_type;
 187         break;
 188       case 'I':
 189         rt = int_type;
 190         break;
 191       case 'J':
 192         rt = long_type;
 193         break;
 194       case 'F':
 195         rt = float_type;
 196         break;
 197       case 'D':
 198         rt = double_type;
 199         break;
 200       case 'V':
 201         rt = void_type;
 202         break;
 203       default:
 204         verify_fail ("invalid signature");
 205       }
 206     return rt;
 207   }
 208
 209   // Return the type_val corresponding to a primitive class.
 210   type_val get_type_val_for_signature (jclass k)
 211   {
 212     return get_type_val_for_signature ((jchar) k->method_count);
 213   }
 214
 215   // This is like _Jv_IsAssignableFrom, but it works even if SOURCE or
 216   // TARGET haven't been prepared.
 217   static bool is_assignable_from_slow (jclass target, jclass source)
 218   {
 219     // This will terminate when SOURCE==Object.
 220     while (true)
 221       {
 222         if (source == target)
 223           return true;
 224
 225         if (target->isPrimitive () || source->isPrimitive ())
 226           return false;
 227
 228         if (target->isArray ())
 229           {
 230             if (! source->isArray ())
 231               return false;
 232             target = target->getComponentType ();
 233             source = source->getComponentType ();
 234           }
 235         else if (target->isInterface ())
 236           {
 237             for (int i = 0; i < source->interface_count; ++i)
 238               {
 239                 // We use a recursive call because we also need to
 240                 // check superinterfaces.
 241                 if (is_assignable_from_slow (target, source->interfaces[i]))
 242                     return true;
 243               }
 244             source = source->getSuperclass ();
 245             if (source == NULL)
 246               return false;
 247           }
 248         // We must do this check before we check to see if SOURCE is
 249         // an interface.  This way we know that any interface is
 250         // assignable to an Object.
 251         else if (target == &java::lang::Object::class$)
 252           return true;
 253         else if (source->isInterface ())
 254           {
 255             for (int i = 0; i < target->interface_count; ++i)
 256               {
 257                 // We use a recursive call because we also need to
 258                 // check superinterfaces.
 259                 if (is_assignable_from_slow (target->interfaces[i], source))
 260                   return true;
 261               }
 262             target = target->getSuperclass ();
 263             if (target == NULL)
 264               return false;
 265           }
 266         else if (source == &java::lang::Object::class$)
 267           return false;
 268         else
 269           source = source->getSuperclass ();
 270       }
 271   }
 272
 273   // This is used to keep track of which `jsr's correspond to a given
 274   // jsr target.
 275   struct subr_info
 276   {
 277     // PC of the instruction just after the jsr.
 278     int pc;
 279     // Link.
 280     subr_info *next;
 281   };
 282
 283   // This is used to keep track of which subroutine entry point
 284   // corresponds to which `ret' instruction.
 285   struct subr_entry_info
 286   {
 287     // PC of the subroutine entry point.
 288     int pc;
 289     // PC of the `ret' instruction.
 290     int ret_pc;
 291     // Link.
 292     subr_entry_info *next;
 293   };
 294
 295   // The `type' class is used to represent a single type in the
 296   // verifier.
 297   struct type
 298   {
 299     // The type.
 300     type_val key;
 301     // Some associated data.
 302     union
 303     {
 304       // For a resolved reference type, this is a pointer to the class.
 305       jclass klass;
 306       // For other reference types, this it the name of the class.
 307       _Jv_Utf8Const *name;
 308     } data;
 309     // This is used when constructing a new object.  It is the PC of the
 310     // `new' instruction which created the object.  We use the special
 311     // value -2 to mean that this is uninitialized, and the special
 312     // value -1 for the case where the current method is itself the
 313     // <init> method.
 314     int pc;
 315
 316     static const int UNINIT = -2;
 317     static const int SELF = -1;
 318
 319     // Basic constructor.
 320     type ()
 321     {
 322       key = unsuitable_type;
 323       data.klass = NULL;
 324       pc = UNINIT;
 325     }
 326
 327     // Make a new instance given the type tag.  We assume a generic
 328     // `reference_type' means Object.
 329     type (type_val k)
 330     {
 331       key = k;
 332       data.klass = NULL;
 333       if (key == reference_type)
 334         data.klass = &java::lang::Object::class$;
 335       pc = UNINIT;
 336     }
 337
 338     // Make a new instance given a class.
 339     type (jclass klass)
 340     {
 341       key = reference_type;
 342       data.klass = klass;
 343       pc = UNINIT;
 344     }
 345
 346     // Make a new instance given the name of a class.
 347     type (_Jv_Utf8Const *n)
 348     {
 349       key = unresolved_reference_type;
 350       data.name = n;
 351       pc = UNINIT;
 352     }
 353
 354     // Copy constructor.
 355     type (const type &t)
 356     {
 357       key = t.key;
 358       data = t.data;
 359       pc = t.pc;
 360     }
 361
 362     // These operators are required because libgcj can't link in
 363     // -lstdc++.
 364     void *operator new[] (size_t bytes)
 365     {
 366       return _Jv_Malloc (bytes);
 367     }
 368
 369     void operator delete[] (void *mem)
 370     {
 371       _Jv_Free (mem);
 372     }
 373
 374     type& operator= (type_val k)
 375     {
 376       key = k;
 377       data.klass = NULL;
 378       pc = UNINIT;
 379       return *this;
 380     }
 381
 382     type& operator= (const type& t)
 383     {
 384       key = t.key;
 385       data = t.data;
 386       pc = t.pc;
 387       return *this;
 388     }
 389
 390     // Promote a numeric type.
 391     type &promote ()
 392     {
 393       if (key == boolean_type || key == char_type
 394           || key == byte_type || key == short_type)
 395         key = int_type;
 396       return *this;
 397     }
 398
 399     // If *THIS is an unresolved reference type, resolve it.
 400     void resolve (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 401     {
 402       if (key != unresolved_reference_type
 403           && key != uninitialized_unresolved_reference_type)
 404         return;
 405
 406       using namespace java::lang;
 407       java::lang::ClassLoader *loader
 408         = verifier->current_class->getClassLoader();
 409       // We might see either kind of name.  Sigh.
 410       if (data.name->data[0] == 'L'
 411           && data.name->data[data.name->length - 1] == ';')
 412         data.klass = _Jv_FindClassFromSignature (data.name->data, loader);
 413       else
 414         data.klass = Class::forName (_Jv_NewStringUtf8Const (data.name),
 415                                      false, loader);
 416       key = (key == unresolved_reference_type
 417              ? reference_type
 418              : uninitialized_reference_type);
 419     }
 420
 421     // Mark this type as the uninitialized result of `new'.
 422     void set_uninitialized (int npc, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 423     {
 424       if (key == reference_type)
 425         key = uninitialized_reference_type;
 426       else if (key == unresolved_reference_type)
 427         key = uninitialized_unresolved_reference_type;
 428       else
 429         verifier->verify_fail ("internal error in type::uninitialized");
 430       pc = npc;
 431     }
 432
 433     // Mark this type as now initialized.
 434     void set_initialized (int npc)
 435     {
 436       if (npc != UNINIT && pc == npc
 437           && (key == uninitialized_reference_type
 438               || key == uninitialized_unresolved_reference_type))
 439         {
 440           key = (key == uninitialized_reference_type
 441                  ? reference_type
 442                  : unresolved_reference_type);
 443           pc = UNINIT;
 444         }
 445     }
 446
 447
 448     // Return true if an object of type K can be assigned to a variable
 449     // of type *THIS.  Handle various special cases too.  Might modify
 450     // *THIS or K.  Note however that this does not perform numeric
 451     // promotion.
 452     bool compatible (type &k, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 453     {
 454       // Any type is compatible with the unsuitable type.
 455       if (key == unsuitable_type)
 456         return true;
 457
 458       if (key < reference_type || k.key < reference_type)
 459         return key == k.key;
 460
 461       // The `null' type is convertible to any reference type.
 462       // FIXME: is this correct for THIS?
 463       if (key == null_type || k.key == null_type)
 464         return true;
 465
 466       // Any reference type is convertible to Object.  This is a special
 467       // case so we don't need to unnecessarily resolve a class.
 468       if (key == reference_type
 469           && data.klass == &java::lang::Object::class$)
 470         return true;
 471
 472       // An initialized type and an uninitialized type are not
 473       // compatible.
 474       if (isinitialized () != k.isinitialized ())
 475         return false;
 476
 477       // Two uninitialized objects are compatible if either:
 478       // * The PCs are identical, or
 479       // * One PC is UNINIT.
 480       if (! isinitialized ())
 481         {
 482           if (pc != k.pc && pc != UNINIT && k.pc != UNINIT)
 483             return false;
 484         }
 485
 486       // Two unresolved types are equal if their names are the same.
 487       if (! isresolved ()
 488           && ! k.isresolved ()
 489           && _Jv_equalUtf8Consts (data.name, k.data.name))
 490         return true;
 491
 492       // We must resolve both types and check assignability.
 493       resolve (verifier);
 494       k.resolve (verifier);
 495       return is_assignable_from_slow (data.klass, k.data.klass);
 496     }
 497
 498     bool isvoid () const
 499     {
 500       return key == void_type;
 501     }
 502
 503     bool iswide () const
 504     {
 505       return key == long_type || key == double_type;
 506     }
 507
 508     // Return number of stack or local variable slots taken by this
 509     // type.
 510     int depth () const
 511     {
 512       return iswide () ? 2 : 1;
 513     }
 514
 515     bool isarray () const
 516     {
 517       // We treat null_type as not an array.  This is ok based on the
 518       // current uses of this method.
 519       if (key == reference_type)
 520         return data.klass->isArray ();
 521       else if (key == unresolved_reference_type)
 522         return data.name->data[0] == '[';
 523       return false;
 524     }
 525
 526     bool isnull () const
 527     {
 528       return key == null_type;
 529     }
 530
 531     bool isinterface (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 532     {
 533       resolve (verifier);
 534       if (key != reference_type)
 535         return false;
 536       return data.klass->isInterface ();
 537     }
 538
 539     bool isabstract (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 540     {
 541       resolve (verifier);
 542       if (key != reference_type)
 543         return false;
 544       using namespace java::lang::reflect;
 545       return Modifier::isAbstract (data.klass->getModifiers ());
 546     }
 547
 548     // Return the element type of an array.
 549     type element_type (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 550     {
 551       // FIXME: maybe should do string manipulation here.
 552       resolve (verifier);
 553       if (key != reference_type)
 554         verifier->verify_fail ("programmer error in type::element_type()", -1);
 555
 556       jclass k = data.klass->getComponentType ();
 557       if (k->isPrimitive ())
 558         return type (verifier->get_type_val_for_signature (k));
 559       return type (k);
 560     }
 561
 562     // Return the array type corresponding to an initialized
 563     // reference.  We could expand this to work for other kinds of
 564     // types, but currently we don't need to.
 565     type to_array (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 566     {
 567       // Resolving isn't ideal, because it might force us to load
 568       // another class, but it's easy.  FIXME?
 569       if (key == unresolved_reference_type)
 570         resolve (verifier);
 571
 572       if (key == reference_type)
 573         return type (_Jv_GetArrayClass (data.klass,
 574                                         data.klass->getClassLoader ()));
 575       else
 576         verifier->verify_fail ("internal error in type::to_array()");
 577     }
 578
 579     bool isreference () const
 580     {
 581       return key >= reference_type;
 582     }
 583
 584     int get_pc () const
 585     {
 586       return pc;
 587     }
 588
 589     bool isinitialized () const
 590     {
 591       return (key == reference_type
 592               || key == null_type
 593               || key == unresolved_reference_type);
 594     }
 595
 596     bool isresolved () const
 597     {
 598       return (key == reference_type
 599               || key == null_type
 600               || key == uninitialized_reference_type);
 601     }
 602
 603     void verify_dimensions (int ndims, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 604     {
 605       // The way this is written, we don't need to check isarray().
 606       if (key == reference_type)
 607         {
 608           jclass k = data.klass;
 609           while (k->isArray () && ndims > 0)
 610             {
 611               k = k->getComponentType ();
 612               --ndims;
 613             }
 614         }
 615       else
 616         {
 617           // We know KEY == unresolved_reference_type.
 618           char *p = data.name->data;
 619           while (*p++ == '[' && ndims-- > 0)
 620             ;
 621         }
 622
 623       if (ndims > 0)
 624         verifier->verify_fail ("array type has fewer dimensions than required");
 625     }
 626
 627     // Merge OLD_TYPE into this.  On error throw exception.
 628     bool merge (type& old_type, bool local_semantics,
 629                 _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 630     {
 631       bool changed = false;
 632       bool refo = old_type.isreference ();
 633       bool refn = isreference ();
 634       if (refo && refn)
 635         {
 636           if (old_type.key == null_type)
 637             ;
 638           else if (key == null_type)
 639             {
 640               *this = old_type;
 641               changed = true;
 642             }
 643           else if (isinitialized () != old_type.isinitialized ())
 644             verifier->verify_fail ("merging initialized and uninitialized types");
 645           else
 646             {
 647               if (! isinitialized ())
 648                 {
 649                   if (pc == UNINIT)
 650                     pc = old_type.pc;
 651                   else if (old_type.pc == UNINIT)
 652                     ;
 653                   else if (pc != old_type.pc)
 654                     verifier->verify_fail ("merging different uninitialized types");
 655                 }
 656
 657               if (! isresolved ()
 658                   && ! old_type.isresolved ()
 659                   && _Jv_equalUtf8Consts (data.name, old_type.data.name))
 660                 {
 661                   // Types are identical.
 662                 }
 663               else
 664                 {
 665                   resolve (verifier);
 666                   old_type.resolve (verifier);
 667
 668                   jclass k = data.klass;
 669                   jclass oldk = old_type.data.klass;
 670
 671                   int arraycount = 0;
 672                   while (k->isArray () && oldk->isArray ())
 673                     {
 674                       ++arraycount;
 675                       k = k->getComponentType ();
 676                       oldk = oldk->getComponentType ();
 677                     }
 678
 679                   // Ordinarily this terminates when we hit Object...
 680                   while (k != NULL)
 681                     {
 682                       if (is_assignable_from_slow (k, oldk))
 683                         break;
 684                       k = k->getSuperclass ();
 685                       changed = true;
 686                     }
 687                   // ... but K could have been an interface, in which
 688                   // case we'll end up here.  We just convert this
 689                   // into Object.
 690                   if (k == NULL)
 691                     k = &java::lang::Object::class$;
 692
 693                   if (changed)
 694                     {
 695                       while (arraycount > 0)
 696                         {
 697                           java::lang::ClassLoader *loader
 698                             = verifier->current_class->getClassLoader();
 699                           k = _Jv_GetArrayClass (k, loader);
 700                           --arraycount;
 701                         }
 702                       data.klass = k;
 703                     }
 704                 }
 705             }
 706         }
 707       else if (refo || refn || key != old_type.key)
 708         {
 709           if (local_semantics)
 710             {
 711               // If we're merging into an "unused" slot, then we
 712               // simply accept whatever we're merging from.
 713               if (key == unused_by_subroutine_type)
 714                 {
 715                   *this = old_type;
 716                   changed = true;
 717                 }
 718               else if (old_type.key == unused_by_subroutine_type)
 719                 {
 720                   // Do nothing.
 721                 }
 722               // If we already have an `unsuitable' type, then we
 723               // don't need to change again.
 724               else if (key != unsuitable_type)
 725                 {
 726                   key = unsuitable_type;
 727                   changed = true;
 728                 }
 729             }
 730           else
 731             verifier->verify_fail ("unmergeable type");
 732         }
 733       return changed;
 734     }
 735
 736 #ifdef VERIFY_DEBUG
 737     void print (void) const
 738     {
 739       char c = '?';
 740       switch (key)
 741         {
 742         case boolean_type: c = 'Z'; break;
 743         case byte_type: c = 'B'; break;
 744         case char_type: c = 'C'; break;
 745         case short_type: c = 'S'; break;
 746         case int_type: c = 'I'; break;
 747         case long_type: c = 'J'; break;
 748         case float_type: c = 'F'; break;
 749         case double_type: c = 'D'; break;
 750         case void_type: c = 'V'; break;
 751         case unsuitable_type: c = '-'; break;
 752         case return_address_type: c = 'r'; break;
 753         case continuation_type: c = '+'; break;
 754         case unused_by_subroutine_type: c = '_'; break;
 755         case reference_type: c = 'L'; break;
 756         case null_type: c = '@'; break;
 757         case unresolved_reference_type: c = 'l'; break;
 758         case uninitialized_reference_type: c = 'U'; break;
 759         case uninitialized_unresolved_reference_type: c = 'u'; break;
 760         }
 761       debug_print ("%c", c);
 762     }
 763 #endif /* VERIFY_DEBUG */
 764   };
 765
 766   // This class holds all the state information we need for a given
 767   // location.
 768   struct state
 769   {
 770     // The current top of the stack, in terms of slots.
 771     int stacktop;
 772     // The current depth of the stack.  This will be larger than
 773     // STACKTOP when wide types are on the stack.
 774     int stackdepth;
 775     // The stack.
 776     type *stack;
 777     // The local variables.
 778     type *locals;
 779     // This is used in subroutines to keep track of which local
 780     // variables have been accessed.
 781     bool *local_changed;
 782     // If not 0, then we are in a subroutine.  The value is the PC of
 783     // the subroutine's entry point.  We can use 0 as an exceptional
 784     // value because PC=0 can never be a subroutine.
 785     int subroutine;
 786     // This is used to keep a linked list of all the states which
 787     // require re-verification.  We use the PC to keep track.
 788     int next;
 789     // We keep track of the type of `this' specially.  This is used to
 790     // ensure that an instance initializer invokes another initializer
 791     // on `this' before returning.  We must keep track of this
 792     // specially because otherwise we might be confused by code which
 793     // assigns to locals[0] (overwriting `this') and then returns
 794     // without really initializing.
 795     type this_type;
 796
 797     // INVALID marks a state which is not on the linked list of states
 798     // requiring reverification.
 799     static const int INVALID = -1;
 800     // NO_NEXT marks the state at the end of the reverification list.
 801     static const int NO_NEXT = -2;
 802
 803     // This is used to mark the stack depth at the instruction just
 804     // after a `jsr' when we haven't yet processed the corresponding
 805     // `ret'.  See handle_jsr_insn for more information.
 806     static const int NO_STACK = -1;
 807
 808     state ()
 809       : this_type ()
 810     {
 811       stack = NULL;
 812       locals = NULL;
 813       local_changed = NULL;
 814     }
 815
 816     state (int max_stack, int max_locals)
 817       : this_type ()
 818     {
 819       stacktop = 0;
 820       stackdepth = 0;
 821       stack = new type[max_stack];
 822       for (int i = 0; i < max_stack; ++i)
 823         stack[i] = unsuitable_type;
 824       locals = new type[max_locals];
 825       local_changed = (bool *) _Jv_Malloc (sizeof (bool) * max_locals);
 826       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
 827         {
 828           locals[i] = unsuitable_type;
 829           local_changed[i] = false;
 830         }
 831       next = INVALID;
 832       subroutine = 0;
 833     }
 834
 835     state (const state *orig, int max_stack, int max_locals,
 836            bool ret_semantics = false)
 837     {
 838       stack = new type[max_stack];
 839       locals = new type[max_locals];
 840       local_changed = (bool *) _Jv_Malloc (sizeof (bool) * max_locals);
 841       copy (orig, max_stack, max_locals, ret_semantics);
 842       next = INVALID;
 843     }
 844
 845     ~state ()
 846     {
 847       if (stack)
 848         delete[] stack;
 849       if (locals)
 850         delete[] locals;
 851       if (local_changed)
 852         _Jv_Free (local_changed);
 853     }
 854
 855     void *operator new[] (size_t bytes)
 856     {
 857       return _Jv_Malloc (bytes);
 858     }
 859
 860     void operator delete[] (void *mem)
 861     {
 862       _Jv_Free (mem);
 863     }
 864
 865     void *operator new (size_t bytes)
 866     {
 867       return _Jv_Malloc (bytes);
 868     }
 869
 870     void operator delete (void *mem)
 871     {
 872       _Jv_Free (mem);
 873     }
 874
 875     void copy (const state *copy, int max_stack, int max_locals,
 876                bool ret_semantics = false)
 877     {
 878       stacktop = copy->stacktop;
 879       stackdepth = copy->stackdepth;
 880       subroutine = copy->subroutine;
 881       for (int i = 0; i < max_stack; ++i)
 882         stack[i] = copy->stack[i];
 883       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
 884         {
 885           // See push_jump_merge to understand this case.
 886           if (ret_semantics)
 887             locals[i] = type (copy->local_changed[i]
 888                               ? unsuitable_type
 889                               : unused_by_subroutine_type);
 890           else
 891             locals[i] = copy->locals[i];
 892           local_changed[i] = copy->local_changed[i];
 893         }
 894       this_type = copy->this_type;
 895       // Don't modify `next'.
 896     }
 897
 898     // Modify this state to reflect entry to an exception handler.
 899     void set_exception (type t, int max_stack)
 900     {
 901       stackdepth = 1;
 902       stacktop = 1;
 903       stack[0] = t;
 904       for (int i = stacktop; i < max_stack; ++i)
 905         stack[i] = unsuitable_type;
 906     }
 907
 908     // Modify this state to reflect entry into a subroutine.
 909     void enter_subroutine (int npc, int max_locals)
 910     {
 911       subroutine = npc;
 912       // Mark all items as unchanged.  Each subroutine needs to keep
 913       // track of its `changed' state independently.  In the case of
 914       // nested subroutines, this information will be merged back into
 915       // parent by the `ret'.
 916       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
 917         local_changed[i] = false;
 918     }
 919
 920     // Merge STATE_OLD into this state.  Destructively modifies this
 921     // state.  Returns true if the new state was in fact changed.
 922     // Will throw an exception if the states are not mergeable.
 923     bool merge (state *state_old, bool ret_semantics,
 924                 int max_locals, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 925     {
 926       bool changed = false;
 927
 928       // Special handling for `this'.  If one or the other is
 929       // uninitialized, then the merge is uninitialized.
 930       if (this_type.isinitialized ())
 931         this_type = state_old->this_type;
 932
 933       // Merge subroutine states.  Here we just keep track of what
 934       // subroutine we think we're in.  We only check for a merge
 935       // (which is invalid) when we see a `ret'.
 936       if (subroutine == state_old->subroutine)
 937         {
 938           // Nothing.
 939         }
 940       else if (subroutine == 0)
 941         {
 942           subroutine = state_old->subroutine;
 943           changed = true;
 944         }
 945       else
 946         {
 947           // If the subroutines differ, indicate that the state
 948           // changed.  This is needed to detect when subroutines have
 949           // merged.
 950           changed = true;
 951         }
 952
 953       // Merge stacks.  Special handling for NO_STACK case.
 954       if (state_old->stacktop == NO_STACK)
 955         {
 956           // Nothing to do in this case; we don't care about modifying
 957           // the old state.
 958         }
 959       else if (stacktop == NO_STACK)
 960         {
 961           stacktop = state_old->stacktop;
 962           stackdepth = state_old->stackdepth;
 963           for (int i = 0; i < stacktop; ++i)
 964             stack[i] = state_old->stack[i];
 965           changed = true;
 966         }
 967       else if (state_old->stacktop != stacktop)
 968         verifier->verify_fail ("stack sizes differ");
 969       else
 970         {
 971           for (int i = 0; i < state_old->stacktop; ++i)
 972             {
 973               if (stack[i].merge (state_old->stack[i], false, verifier))
 974                 changed = true;
 975             }
 976         }
 977
 978       // Merge local variables.
 979       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
 980         {
 981           // If we're not processing a `ret', then we merge every
 982           // local variable.  If we are processing a `ret', then we
 983           // only merge locals which changed in the subroutine.  When
 984           // processing a `ret', STATE_OLD is the state at the point
 985           // of the `ret', and THIS is the state just after the `jsr'.
 986           if (! ret_semantics || state_old->local_changed[i])
 987             {
 988               if (locals[i].merge (state_old->locals[i], true, verifier))
 989                 {
 990                   // Note that we don't call `note_variable' here.
 991                   // This change doesn't represent a real change to a
 992                   // local, but rather a merge artifact.  If we're in
 993                   // a subroutine which is called with two
 994                   // incompatible types in a slot that is unused by
 995                   // the subroutine, then we don't want to mark that
 996                   // variable as having been modified.
 997                   changed = true;
 998                 }
 999             }
1000
1001           // If we're in a subroutine, we must compute the union of
1002           // all the changed local variables.
1003           if (state_old->local_changed[i])
1004             note_variable (i);
1005         }
1006
1007       return changed;
1008     }
1009
1010     // Throw an exception if there is an uninitialized object on the
1011     // stack or in a local variable.  EXCEPTION_SEMANTICS controls
1012     // whether we're using backwards-branch or exception-handing
1013     // semantics.
1014     void check_no_uninitialized_objects (int max_locals,
1015                                          _Jv_BytecodeVerifier *verifier,
1016                                          bool exception_semantics = false)
1017     {
1018       if (! exception_semantics)
1019         {
1020           for (int i = 0; i < stacktop; ++i)
1021             if (stack[i].isreference () && ! stack[i].isinitialized ())
1022               verifier->verify_fail ("uninitialized object on stack");
1023         }
1024
1025       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1026         if (locals[i].isreference () && ! locals[i].isinitialized ())
1027           verifier->verify_fail ("uninitialized object in local variable");
1028
1029       check_this_initialized (verifier);
1030     }
1031
1032     // Ensure that `this' has been initialized.
1033     void check_this_initialized (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
1034     {
1035       if (this_type.isreference () && ! this_type.isinitialized ())
1036         verifier->verify_fail ("`this' is uninitialized");
1037     }
1038
1039     // Set type of `this'.
1040     void set_this_type (const type &k)
1041     {
1042       this_type = k;
1043     }
1044
1045     // Note that a local variable was modified.
1046     void note_variable (int index)
1047     {
1048       if (subroutine > 0)
1049         local_changed[index] = true;
1050     }
1051
1052     // Mark each `new'd object we know of that was allocated at PC as
1053     // initialized.
1054     void set_initialized (int pc, int max_locals)
1055     {
1056       for (int i = 0; i < stacktop; ++i)
1057         stack[i].set_initialized (pc);
1058       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1059         locals[i].set_initialized (pc);
1060       this_type.set_initialized (pc);
1061     }
1062
1063     // Return true if this state is the unmerged result of a `ret'.
1064     bool is_unmerged_ret_state (int max_locals) const
1065     {
1066       if (stacktop == NO_STACK)
1067         return true;
1068       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1069         {
1070           if (locals[i].key == unused_by_subroutine_type)
1071             return true;
1072         }
1073       return false;
1074     }
1075
1076 #ifdef VERIFY_DEBUG
1077     void print (const char *leader, int pc,
1078                 int max_stack, int max_locals) const
1079     {
1080       debug_print ("%s [%4d]:   [stack] ", leader, pc);
1081       int i;
1082       for (i = 0; i < stacktop; ++i)
1083         stack[i].print ();
1084       for (; i < max_stack; ++i)
1085         debug_print (".");
1086       debug_print ("    [local] ");
1087       for (i = 0; i < max_locals; ++i)
1088         {
1089           locals[i].print ();
1090           debug_print (local_changed[i] ? "+" : " ");
1091         }
1092       if (subroutine == 0)
1093         debug_print ("   | None");
1094       else
1095         debug_print ("   | %4d", subroutine);
1096       debug_print (" | %p\n", this);
1097     }
1098 #else
1099     inline void print (const char *, int, int, int) const
1100     {
1101     }
1102 #endif /* VERIFY_DEBUG */
1103   };
1104
1105   type pop_raw ()
1106   {
1107     if (current_state->stacktop <= 0)
1108       verify_fail ("stack empty");
1109     type r = current_state->stack[--current_state->stacktop];
1110     current_state->stackdepth -= r.depth ();
1111     if (current_state->stackdepth < 0)
1112       verify_fail ("stack empty", start_PC);
1113     return r;
1114   }
1115
1116   type pop32 ()
1117   {
1118     type r = pop_raw ();
1119     if (r.iswide ())
1120       verify_fail ("narrow pop of wide type");
1121     return r;
1122   }
1123
1124   type pop64 ()
1125   {
1126     type r = pop_raw ();
1127     if (! r.iswide ())
1128       verify_fail ("wide pop of narrow type");
1129     return r;
1130   }
1131
1132   type pop_type (type match)
1133   {
1134     match.promote ();
1135     type t = pop_raw ();
1136     if (! match.compatible (t, this))
1137       verify_fail ("incompatible type on stack");
1138     return t;
1139   }
1140
1141   // Pop a reference type or a return address.
1142   type pop_ref_or_return ()
1143   {
1144     type t = pop_raw ();
1145     if (! t.isreference () && t.key != return_address_type)
1146       verify_fail ("expected reference or return address on stack");
1147     return t;
1148   }
1149
1150   void push_type (type t)
1151   {
1152     // If T is a numeric type like short, promote it to int.
1153     t.promote ();
1154
1155     int depth = t.depth ();
1156     if (current_state->stackdepth + depth > current_method->max_stack)
1157       verify_fail ("stack overflow");
1158     current_state->stack[current_state->stacktop++] = t;
1159     current_state->stackdepth += depth;
1160   }
1161
1162   void set_variable (int index, type t)
1163   {
1164     // If T is a numeric type like short, promote it to int.
1165     t.promote ();
1166
1167     int depth = t.depth ();
1168     if (index > current_method->max_locals - depth)
1169       verify_fail ("invalid local variable");
1170     current_state->locals[index] = t;
1171     current_state->note_variable (index);
1172
1173     if (depth == 2)
1174       {
1175         current_state->locals[index + 1] = continuation_type;
1176         current_state->note_variable (index + 1);
1177       }
1178     if (index > 0 && current_state->locals[index - 1].iswide ())
1179       {
1180         current_state->locals[index - 1] = unsuitable_type;
1181         // There's no need to call note_variable here.
1182       }
1183   }
1184
1185   type get_variable (int index, type t)
1186   {
1187     int depth = t.depth ();
1188     if (index > current_method->max_locals - depth)
1189       verify_fail ("invalid local variable");
1190     if (! t.compatible (current_state->locals[index], this))
1191       verify_fail ("incompatible type in local variable");
1192     if (depth == 2)
1193       {
1194         type t (continuation_type);
1195         if (! current_state->locals[index + 1].compatible (t, this))
1196           verify_fail ("invalid local variable");
1197       }
1198     return current_state->locals[index];
1199   }
1200
1201   // Make sure ARRAY is an array type and that its elements are
1202   // compatible with type ELEMENT.  Returns the actual element type.
1203   type require_array_type (type array, type element)
1204   {
1205     // An odd case.  Here we just pretend that everything went ok.  If
1206     // the requested element type is some kind of reference, return
1207     // the null type instead.
1208     if (array.isnull ())
1209       return element.isreference () ? type (null_type) : element;
1210
1211     if (! array.isarray ())
1212       verify_fail ("array required");
1213
1214     type t = array.element_type (this);
1215     if (! element.compatible (t, this))
1216       {
1217         // Special case for byte arrays, which must also be boolean
1218         // arrays.
1219         bool ok = true;
1220         if (element.key == byte_type)
1221           {
1222             type e2 (boolean_type);
1223             ok = e2.compatible (t, this);
1224           }
1225         if (! ok)
1226           verify_fail ("incompatible array element type");
1227       }
1228
1229     // Return T and not ELEMENT, because T might be specialized.
1230     return t;
1231   }
1232
1233   jint get_byte ()
1234   {
1235     if (PC >= current_method->code_length)
1236       verify_fail ("premature end of bytecode");
1237     return (jint) bytecode[PC++] & 0xff;
1238   }
1239
1240   jint get_ushort ()
1241   {
1242     jint b1 = get_byte ();
1243     jint b2 = get_byte ();
1244     return (jint) ((b1 << 8) | b2) & 0xffff;
1245   }
1246
1247   jint get_short ()
1248   {
1249     jint b1 = get_byte ();
1250     jint b2 = get_byte ();
1251     jshort s = (b1 << 8) | b2;
1252     return (jint) s;
1253   }
1254
1255   jint get_int ()
1256   {
1257     jint b1 = get_byte ();
1258     jint b2 = get_byte ();
1259     jint b3 = get_byte ();
1260     jint b4 = get_byte ();
1261     return (b1 << 24) | (b2 << 16) | (b3 << 8) | b4;
1262   }
1263
1264   int compute_jump (int offset)
1265   {
1266     int npc = start_PC + offset;
1267     if (npc < 0 || npc >= current_method->code_length)
1268       verify_fail ("branch out of range", start_PC);
1269     return npc;
1270   }
1271
1272   // Merge the indicated state into the state at the branch target and
1273   // schedule a new PC if there is a change.  If RET_SEMANTICS is
1274   // true, then we are merging from a `ret' instruction into the
1275   // instruction after a `jsr'.  This is a special case with its own
1276   // modified semantics.
1277   void push_jump_merge (int npc, state *nstate, bool ret_semantics = false)
1278   {
1279     bool changed = true;
1280     if (states[npc] == NULL)
1281       {
1282         // There's a weird situation here.  If are examining the
1283         // branch that results from a `ret', and there is not yet a
1284         // state available at the branch target (the instruction just
1285         // after the `jsr'), then we have to construct a special kind
1286         // of state at that point for future merging.  This special
1287         // state has the type `unused_by_subroutine_type' in each slot
1288         // which was not modified by the subroutine.
1289         states[npc] = new state (nstate, current_method->max_stack,
1290                                  current_method->max_locals, ret_semantics);
1291         debug_print ("== New state in push_jump_merge\n");
1292         states[npc]->print ("New", npc, current_method->max_stack,
1293                             current_method->max_locals);
1294       }
1295     else
1296       {
1297         debug_print ("== Merge states in push_jump_merge\n");
1298         nstate->print ("Frm", start_PC, current_method->max_stack,
1299                        current_method->max_locals);
1300         states[npc]->print (" To", npc, current_method->max_stack,
1301                             current_method->max_locals);
1302         changed = states[npc]->merge (nstate, ret_semantics,
1303                                       current_method->max_locals, this);
1304         states[npc]->print ("New", npc, current_method->max_stack,
1305                             current_method->max_locals);
1306       }
1307
1308     if (changed && states[npc]->next == state::INVALID)
1309       {
1310         // The merge changed the state, and the new PC isn't yet on our
1311         // list of PCs to re-verify.
1312         states[npc]->next = next_verify_pc;
1313         next_verify_pc = npc;
1314       }
1315   }
1316
1317   void push_jump (int offset)
1318   {
1319     int npc = compute_jump (offset);
1320     if (npc < PC)
1321       current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals, this);
1322     push_jump_merge (npc, current_state);
1323   }
1324
1325   void push_exception_jump (type t, int pc)
1326   {
1327     current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals,
1328                                                    this, true);
1329     state s (current_state, current_method->max_stack,
1330              current_method->max_locals);
1331     if (current_method->max_stack < 1)
1332       verify_fail ("stack overflow at exception handler");
1333     s.set_exception (t, current_method->max_stack);
1334     push_jump_merge (pc, &s);
1335   }
1336
1337   int pop_jump ()
1338   {
1339     int *prev_loc = &next_verify_pc;
1340     int npc = next_verify_pc;
1341     bool skipped = false;
1342
1343     while (npc != state::NO_NEXT)
1344       {
1345         // If the next available PC is an unmerged `ret' state, then
1346         // we aren't yet ready to handle it.  That's because we would
1347         // need all kind of special cases to do so.  So instead we
1348         // defer this jump until after we've processed it via a
1349         // fall-through.  This has to happen because the instruction
1350         // before this one must be a `jsr'.
1351         if (! states[npc]->is_unmerged_ret_state (current_method->max_locals))
1352           {
1353             *prev_loc = states[npc]->next;
1354             states[npc]->next = state::INVALID;
1355             return npc;
1356           }
1357
1358         skipped = true;
1359         prev_loc = &states[npc]->next;
1360         npc = states[npc]->next;
1361       }
1362
1363     // Note that we might have gotten here even when there are
1364     // remaining states to process.  That can happen if we find a
1365     // `jsr' without a `ret'.
1366     return state::NO_NEXT;
1367   }
1368
1369   void invalidate_pc ()
1370   {
1371     PC = state::NO_NEXT;
1372   }
1373
1374   void note_branch_target (int pc, bool is_jsr_target = false)
1375   {
1376     // Don't check `pc <= PC', because we've advanced PC after
1377     // fetching the target and we haven't yet checked the next
1378     // instruction.
1379     if (pc < PC && ! (flags[pc] & FLAG_INSN_START))
1380       verify_fail ("branch not to instruction start", start_PC);
1381     flags[pc] |= FLAG_BRANCH_TARGET;
1382     if (is_jsr_target)
1383       {
1384         // Record the jsr which called this instruction.
1385         subr_info *info = (subr_info *) _Jv_Malloc (sizeof (subr_info));
1386         info->pc = PC;
1387         info->next = jsr_ptrs[pc];
1388         jsr_ptrs[pc] = info;
1389       }
1390   }
1391
1392   void skip_padding ()
1393   {
1394     while ((PC % 4) > 0)
1395       if (get_byte () != 0)
1396         verify_fail ("found nonzero padding byte");
1397   }
1398
1399   // Return the subroutine to which the instruction at PC belongs.
1400   int get_subroutine (int pc)
1401   {
1402     if (states[pc] == NULL)
1403       return 0;
1404     return states[pc]->subroutine;
1405   }
1406
1407   // Do the work for a `ret' instruction.  INDEX is the index into the
1408   // local variables.
1409   void handle_ret_insn (int index)
1410   {
1411     get_variable (index, return_address_type);
1412
1413     int csub = current_state->subroutine;
1414     if (csub == 0)
1415       verify_fail ("no subroutine");
1416
1417     // Check to see if we've merged subroutines.
1418     subr_entry_info *entry;
1419     for (entry = entry_points; entry != NULL; entry = entry->next)
1420       {
1421         if (entry->ret_pc == start_PC)
1422           break;
1423       }
1424     if (entry == NULL)
1425       {
1426         entry = (subr_entry_info *) _Jv_Malloc (sizeof (subr_entry_info));
1427         entry->pc = csub;
1428         entry->ret_pc = start_PC;
1429         entry->next = entry_points;
1430         entry_points = entry;
1431       }
1432     else if (entry->pc != csub)
1433       verify_fail ("subroutines merged");
1434
1435     for (subr_info *subr = jsr_ptrs[csub]; subr != NULL; subr = subr->next)
1436       {
1437         // Temporarily modify the current state so it looks like we're
1438         // in the enclosing context.
1439         current_state->subroutine = get_subroutine (subr->pc);
1440         if (subr->pc < PC)
1441           current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals, this);
1442         push_jump_merge (subr->pc, current_state, true);
1443       }
1444
1445     current_state->subroutine = csub;
1446     invalidate_pc ();
1447   }
1448
1449   // We're in the subroutine SUB, calling a subroutine at DEST.  Make
1450   // sure this subroutine isn't already on the stack.
1451   void check_nonrecursive_call (int sub, int dest)
1452   {
1453     if (sub == 0)
1454       return;
1455     if (sub == dest)
1456       verify_fail ("recursive subroutine call");
1457     for (subr_info *info = jsr_ptrs[sub]; info != NULL; info = info->next)
1458       check_nonrecursive_call (get_subroutine (info->pc), dest);
1459   }
1460
1461   void handle_jsr_insn (int offset)
1462   {
1463     int npc = compute_jump (offset);
1464
1465     if (npc < PC)
1466       current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals, this);
1467     check_nonrecursive_call (current_state->subroutine, npc);
1468
1469     // Modify our state as appropriate for entry into a subroutine.
1470     push_type (return_address_type);
1471     push_jump_merge (npc, current_state);
1472     // Clean up.
1473     pop_type (return_address_type);
1474
1475     // On entry to the subroutine, the subroutine number must be set
1476     // and the locals must be marked as cleared.  We do this after
1477     // merging state so that we don't erroneously "notice" a variable
1478     // change merely on entry.
1479     states[npc]->enter_subroutine (npc, current_method->max_locals);
1480
1481     // Indicate that we don't know the stack depth of the instruction
1482     // following the `jsr'.  The idea here is that we need to merge
1483     // the local variable state across the jsr, but the subroutine
1484     // might change the stack depth, so we can't make any assumptions
1485     // about it.  So we have yet another special case.  We know that
1486     // at this point PC points to the instruction after the jsr.
1487
1488     // FIXME: what if we have a jsr at the end of the code, but that
1489     // jsr has no corresponding ret?  Is this verifiable, or is it
1490     // not?  If it is then we need a special case here.
1491     if (PC >= current_method->code_length)
1492       verify_fail ("fell off end");
1493
1494     current_state->stacktop = state::NO_STACK;
1495     push_jump_merge (PC, current_state);
1496     invalidate_pc ();
1497   }
1498
1499   jclass construct_primitive_array_type (type_val prim)
1500   {
1501     jclass k = NULL;
1502     switch (prim)
1503       {
1504       case boolean_type:
1505         k = JvPrimClass (boolean);
1506         break;
1507       case char_type:
1508         k = JvPrimClass (char);
1509         break;
1510       case float_type:
1511         k = JvPrimClass (float);
1512         break;
1513       case double_type:
1514         k = JvPrimClass (double);
1515         break;
1516       case byte_type:
1517         k = JvPrimClass (byte);
1518         break;
1519       case short_type:
1520         k = JvPrimClass (short);
1521         break;
1522       case int_type:
1523         k = JvPrimClass (int);
1524         break;
1525       case long_type:
1526         k = JvPrimClass (long);
1527         break;
1528
1529       // These aren't used here but we call them out to avoid
1530       // warnings.
1531       case void_type:
1532       case unsuitable_type:
1533       case return_address_type:
1534       case continuation_type:
1535       case unused_by_subroutine_type:
1536       case reference_type:
1537       case null_type:
1538       case unresolved_reference_type:
1539       case uninitialized_reference_type:
1540       case uninitialized_unresolved_reference_type:
1541       default:
1542         verify_fail ("unknown type in construct_primitive_array_type");
1543       }
1544     k = _Jv_GetArrayClass (k, NULL);
1545     return k;
1546   }
1547
1548   // This pass computes the location of branch targets and also
1549   // instruction starts.
1550   void branch_prepass ()
1551   {
1552     flags = (char *) _Jv_Malloc (current_method->code_length);
1553     jsr_ptrs = (subr_info **) _Jv_Malloc (sizeof (subr_info *)
1554                                           * current_method->code_length);
1555
1556     for (int i = 0; i < current_method->code_length; ++i)
1557       {
1558         flags[i] = 0;
1559         jsr_ptrs[i] = NULL;
1560       }
1561
1562     bool last_was_jsr = false;
1563
1564     PC = 0;
1565     while (PC < current_method->code_length)
1566       {
1567         // Set `start_PC' early so that error checking can have the
1568         // correct value.
1569         start_PC = PC;
1570         flags[PC] |= FLAG_INSN_START;
1571
1572         // If the previous instruction was a jsr, then the next
1573         // instruction is a branch target -- the branch being the
1574         // corresponding `ret'.
1575         if (last_was_jsr)
1576           note_branch_target (PC);
1577         last_was_jsr = false;
1578
1579         java_opcode opcode = (java_opcode) bytecode[PC++];
1580         switch (opcode)
1581           {
1582           case op_nop:
1583           case op_aconst_null:
1584           case op_iconst_m1:
1585           case op_iconst_0:
1586           case op_iconst_1:
1587           case op_iconst_2:
1588           case op_iconst_3:
1589           case op_iconst_4:
1590           case op_iconst_5:
1591           case op_lconst_0:
1592           case op_lconst_1:
1593           case op_fconst_0:
1594           case op_fconst_1:
1595           case op_fconst_2:
1596           case op_dconst_0:
1597           case op_dconst_1:
1598           case op_iload_0:
1599           case op_iload_1:
1600           case op_iload_2:
1601           case op_iload_3:
1602           case op_lload_0:
1603           case op_lload_1:
1604           case op_lload_2:
1605           case op_lload_3:
1606           case op_fload_0:
1607           case op_fload_1:
1608           case op_fload_2:
1609           case op_fload_3:
1610           case op_dload_0:
1611           case op_dload_1:
1612           case op_dload_2:
1613           case op_dload_3:
1614           case op_aload_0:
1615           case op_aload_1:
1616           case op_aload_2:
1617           case op_aload_3:
1618           case op_iaload:
1619           case op_laload:
1620           case op_faload:
1621           case op_daload:
1622           case op_aaload:
1623           case op_baload:
1624           case op_caload:
1625           case op_saload:
1626           case op_istore_0:
1627           case op_istore_1:
1628           case op_istore_2:
1629           case op_istore_3:
1630           case op_lstore_0:
1631           case op_lstore_1:
1632           case op_lstore_2:
1633           case op_lstore_3:
1634           case op_fstore_0:
1635           case op_fstore_1:
1636           case op_fstore_2:
1637           case op_fstore_3:
1638           case op_dstore_0:
1639           case op_dstore_1:
1640           case op_dstore_2:
1641           case op_dstore_3:
1642           case op_astore_0:
1643           case op_astore_1:
1644           case op_astore_2:
1645           case op_astore_3:
1646           case op_iastore:
1647           case op_lastore:
1648           case op_fastore:
1649           case op_dastore:
1650           case op_aastore:
1651           case op_bastore:
1652           case op_castore:
1653           case op_sastore:
1654           case op_pop:
1655           case op_pop2:
1656           case op_dup:
1657           case op_dup_x1:
1658           case op_dup_x2:
1659           case op_dup2:
1660           case op_dup2_x1:
1661           case op_dup2_x2:
1662           case op_swap:
1663           case op_iadd:
1664           case op_isub:
1665           case op_imul:
1666           case op_idiv:
1667           case op_irem:
1668           case op_ishl:
1669           case op_ishr:
1670           case op_iushr:
1671           case op_iand:
1672           case op_ior:
1673           case op_ixor:
1674           case op_ladd:
1675           case op_lsub:
1676           case op_lmul:
1677           case op_ldiv:
1678           case op_lrem:
1679           case op_lshl:
1680           case op_lshr:
1681           case op_lushr:
1682           case op_land:
1683           case op_lor:
1684           case op_lxor:
1685           case op_fadd:
1686           case op_fsub:
1687           case op_fmul:
1688           case op_fdiv:
1689           case op_frem:
1690           case op_dadd:
1691           case op_dsub:
1692           case op_dmul:
1693           case op_ddiv:
1694           case op_drem:
1695           case op_ineg:
1696           case op_i2b:
1697           case op_i2c:
1698           case op_i2s:
1699           case op_lneg:
1700           case op_fneg:
1701           case op_dneg:
1702           case op_i2l:
1703           case op_i2f:
1704           case op_i2d:
1705           case op_l2i:
1706           case op_l2f:
1707           case op_l2d:
1708           case op_f2i:
1709           case op_f2l:
1710           case op_f2d:
1711           case op_d2i:
1712           case op_d2l:
1713           case op_d2f:
1714           case op_lcmp:
1715           case op_fcmpl:
1716           case op_fcmpg:
1717           case op_dcmpl:
1718           case op_dcmpg:
1719           case op_monitorenter:
1720           case op_monitorexit:
1721           case op_ireturn:
1722           case op_lreturn:
1723           case op_freturn:
1724           case op_dreturn:
1725           case op_areturn:
1726           case op_return:
1727           case op_athrow:
1728           case op_arraylength:
1729             break;
1730
1731           case op_bipush:
1732           case op_ldc:
1733           case op_iload:
1734           case op_lload:
1735           case op_fload:
1736           case op_dload:
1737           case op_aload:
1738           case op_istore:
1739           case op_lstore:
1740           case op_fstore:
1741           case op_dstore:
1742           case op_astore:
1743           case op_ret:
1744           case op_newarray:
1745             get_byte ();
1746             break;
1747
1748           case op_iinc:
1749           case op_sipush:
1750           case op_ldc_w:
1751           case op_ldc2_w:
1752           case op_getstatic:
1753           case op_getfield:
1754           case op_putfield:
1755           case op_putstatic:
1756           case op_new:
1757           case op_anewarray:
1758           case op_instanceof:
1759           case op_checkcast:
1760           case op_invokespecial:
1761           case op_invokestatic:
1762           case op_invokevirtual:
1763             get_short ();
1764             break;
1765
1766           case op_multianewarray:
1767             get_short ();
1768             get_byte ();
1769             break;
1770
1771           case op_jsr:
1772             last_was_jsr = true;
1773             // Fall through.
1774           case op_ifeq:
1775           case op_ifne:
1776           case op_iflt:
1777           case op_ifge:
1778           case op_ifgt:
1779           case op_ifle:
1780           case op_if_icmpeq:
1781           case op_if_icmpne:
1782           case op_if_icmplt:
1783           case op_if_icmpge:
1784           case op_if_icmpgt:
1785           case op_if_icmple:
1786           case op_if_acmpeq:
1787           case op_if_acmpne:
1788           case op_ifnull:
1789           case op_ifnonnull:
1790           case op_goto:
1791             note_branch_target (compute_jump (get_short ()), last_was_jsr);
1792             break;
1793
1794           case op_tableswitch:
1795             {
1796               skip_padding ();
1797               note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1798               jint low = get_int ();
1799               jint hi = get_int ();
1800               if (low > hi)
1801                 verify_fail ("invalid tableswitch", start_PC);
1802               for (int i = low; i <= hi; ++i)
1803                 note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1804             }
1805             break;
1806
1807           case op_lookupswitch:
1808             {
1809               skip_padding ();
1810               note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1811               int npairs = get_int ();
1812               if (npairs < 0)
1813                 verify_fail ("too few pairs in lookupswitch", start_PC);
1814               while (npairs-- > 0)
1815                 {
1816                   get_int ();
1817                   note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1818                 }
1819             }
1820             break;
1821
1822           case op_invokeinterface:
1823             get_short ();
1824             get_byte ();
1825             get_byte ();
1826             break;
1827
1828           case op_wide:
1829             {
1830               opcode = (java_opcode) get_byte ();
1831               get_short ();
1832               if (opcode == op_iinc)
1833                 get_short ();
1834             }
1835             break;
1836
1837           case op_jsr_w:
1838             last_was_jsr = true;
1839             // Fall through.
1840           case op_goto_w:
1841             note_branch_target (compute_jump (get_int ()), last_was_jsr);
1842             break;
1843
1844           // These are unused here, but we call them out explicitly
1845           // so that -Wswitch-enum doesn't complain.
1846           case op_putfield_1:
1847           case op_putfield_2:
1848           case op_putfield_4:
1849           case op_putfield_8:
1850           case op_putfield_a:
1851           case op_putstatic_1:
1852           case op_putstatic_2:
1853           case op_putstatic_4:
1854           case op_putstatic_8:
1855           case op_putstatic_a:
1856           case op_getfield_1:
1857           case op_getfield_2s:
1858           case op_getfield_2u:
1859           case op_getfield_4:
1860           case op_getfield_8:
1861           case op_getfield_a:
1862           case op_getstatic_1:
1863           case op_getstatic_2s:
1864           case op_getstatic_2u:
1865           case op_getstatic_4:
1866           case op_getstatic_8:
1867           case op_getstatic_a:
1868           default:
1869             verify_fail ("unrecognized instruction in branch_prepass",
1870                          start_PC);
1871           }
1872
1873         // See if any previous branch tried to branch to the middle of
1874         // this instruction.
1875         for (int pc = start_PC + 1; pc < PC; ++pc)
1876           {
1877             if ((flags[pc] & FLAG_BRANCH_TARGET))
1878               verify_fail ("branch to middle of instruction", pc);
1879           }
1880       }
1881
1882     // Verify exception handlers.
1883     for (int i = 0; i < current_method->exc_count; ++i)
1884       {
1885         if (! (flags[exception[i].handler_pc.i] & FLAG_INSN_START))
1886           verify_fail ("exception handler not at instruction start",
1887                        exception[i].handler_pc.i);
1888         if (! (flags[exception[i].start_pc.i] & FLAG_INSN_START))
1889           verify_fail ("exception start not at instruction start",
1890                        exception[i].start_pc.i);
1891         if (exception[i].end_pc.i != current_method->code_length
1892             && ! (flags[exception[i].end_pc.i] & FLAG_INSN_START))
1893           verify_fail ("exception end not at instruction start",
1894                        exception[i].end_pc.i);
1895
1896         flags[exception[i].handler_pc.i] |= FLAG_BRANCH_TARGET;
1897       }
1898   }
1899
1900   void check_pool_index (int index)
1901   {
1902     if (index < 0 || index >= current_class->constants.size)
1903       verify_fail ("constant pool index out of range", start_PC);
1904   }
1905
1906   type check_class_constant (int index)
1907   {
1908     check_pool_index (index);
1909     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1910     if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_ResolvedClass)
1911       return type (pool->data[index].clazz);
1912     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Class)
1913       return type (pool->data[index].utf8);
1914     verify_fail ("expected class constant", start_PC);
1915   }
1916
1917   type check_constant (int index)
1918   {
1919     check_pool_index (index);
1920     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1921     if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_ResolvedString
1922         || pool->tags[index] == JV_CONSTANT_String)
1923       return type (&java::lang::String::class$);
1924     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Integer)
1925       return type (int_type);
1926     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Float)
1927       return type (float_type);
1928     verify_fail ("String, int, or float constant expected", start_PC);
1929   }
1930
1931   type check_wide_constant (int index)
1932   {
1933     check_pool_index (index);
1934     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1935     if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Long)
1936       return type (long_type);
1937     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Double)
1938       return type (double_type);
1939     verify_fail ("long or double constant expected", start_PC);
1940   }
1941
1942   // Helper for both field and method.  These are laid out the same in
1943   // the constant pool.
1944   type handle_field_or_method (int index, int expected,
1945                                _Jv_Utf8Const **name,
1946                                _Jv_Utf8Const **fmtype)
1947   {
1948     check_pool_index (index);
1949     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1950     if (pool->tags[index] != expected)
1951       verify_fail ("didn't see expected constant", start_PC);
1952     // Once we know we have a Fieldref or Methodref we assume that it
1953     // is correctly laid out in the constant pool.  I think the code
1954     // in defineclass.cc guarantees this.
1955     _Jv_ushort class_index, name_and_type_index;
1956     _Jv_loadIndexes (&pool->data[index],
1957                      class_index,
1958                      name_and_type_index);
1959     _Jv_ushort name_index, desc_index;
1960     _Jv_loadIndexes (&pool->data[name_and_type_index],
1961                      name_index, desc_index);
1962
1963     *name = pool->data[name_index].utf8;
1964     *fmtype = pool->data[desc_index].utf8;
1965
1966     return check_class_constant (class_index);
1967   }
1968
1969   // Return field's type, compute class' type if requested.
1970   type check_field_constant (int index, type *class_type = NULL)
1971   {
1972     _Jv_Utf8Const *name, *field_type;
1973     type ct = handle_field_or_method (index,
1974                                       JV_CONSTANT_Fieldref,
1975                                       &name, &field_type);
1976     if (class_type)
1977       *class_type = ct;
1978     if (field_type->data[0] == '[' || field_type->data[0] == 'L')
1979       return type (field_type);
1980     return get_type_val_for_signature (field_type->data[0]);
1981   }
1982
1983   type check_method_constant (int index, bool is_interface,
1984                               _Jv_Utf8Const **method_name,
1985                               _Jv_Utf8Const **method_signature)
1986   {
1987     return handle_field_or_method (index,
1988                                    (is_interface
1989                                     ? JV_CONSTANT_InterfaceMethodref
1990                                     : JV_CONSTANT_Methodref),
1991                                    method_name, method_signature);
1992   }
1993
1994   type get_one_type (char *&p)
1995   {
1996     char *start = p;
1997
1998     int arraycount = 0;
1999     while (*p == '[')
2000       {
2001         ++arraycount;
2002         ++p;
2003       }
2004
2005     char v = *p++;
2006
2007     if (v == 'L')
2008       {
2009         while (*p != ';')
2010           ++p;
2011         ++p;
2012         _Jv_Utf8Const *name = make_utf8_const (start, p - start);
2013         return type (name);
2014       }
2015
2016     // Casting to jchar here is ok since we are looking at an ASCII
2017     // character.
2018     type_val rt = get_type_val_for_signature (jchar (v));
2019
2020     if (arraycount == 0)
2021       {
2022         // Callers of this function eventually push their arguments on
2023         // the stack.  So, promote them here.
2024         return type (rt).promote ();
2025       }
2026
2027     jclass k = construct_primitive_array_type (rt);
2028     while (--arraycount > 0)
2029       k = _Jv_GetArrayClass (k, NULL);
2030     return type (k);
2031   }
2032
2033   void compute_argument_types (_Jv_Utf8Const *signature,
2034                                type *types)
2035   {
2036     char *p = signature->data;
2037     // Skip `('.
2038     ++p;
2039
2040     int i = 0;
2041     while (*p != ')')
2042       types[i++] = get_one_type (p);
2043   }
2044
2045   type compute_return_type (_Jv_Utf8Const *signature)
2046   {
2047     char *p = signature->data;
2048     while (*p != ')')
2049       ++p;
2050     ++p;
2051     return get_one_type (p);
2052   }
2053
2054   void check_return_type (type onstack)
2055   {
2056     type rt = compute_return_type (current_method->self->signature);
2057     if (! rt.compatible (onstack, this))
2058       verify_fail ("incompatible return type");
2059   }
2060
2061   // Initialize the stack for the new method.  Returns true if this
2062   // method is an instance initializer.
2063   bool initialize_stack ()
2064   {
2065     int var = 0;
2066     bool is_init = false;
2067
2068     using namespace java::lang::reflect;
2069     if (! Modifier::isStatic (current_method->self->accflags))
2070       {
2071         type kurr (current_class);
2072         if (_Jv_equalUtf8Consts (current_method->self->name, gcj::init_name))
2073           {
2074             kurr.set_uninitialized (type::SELF, this);
2075             is_init = true;
2076           }
2077         set_variable (0, kurr);
2078         current_state->set_this_type (kurr);
2079         ++var;
2080       }
2081
2082     // We have to handle wide arguments specially here.
2083     int arg_count = _Jv_count_arguments (current_method->self->signature);
2084     type arg_types[arg_count];
2085     compute_argument_types (current_method->self->signature, arg_types);
2086     for (int i = 0; i < arg_count; ++i)
2087       {
2088         set_variable (var, arg_types[i]);
2089         ++var;
2090         if (arg_types[i].iswide ())
2091           ++var;
2092       }
2093
2094     return is_init;
2095   }
2096
2097   void verify_instructions_0 ()
2098   {
2099     current_state = new state (current_method->max_stack,
2100                                current_method->max_locals);
2101
2102     PC = 0;
2103     start_PC = 0;
2104
2105     // True if we are verifying an instance initializer.
2106     bool this_is_init = initialize_stack ();
2107
2108     states = (state **) _Jv_Malloc (sizeof (state *)
2109                                     * current_method->code_length);
2110     for (int i = 0; i < current_method->code_length; ++i)
2111       states[i] = NULL;
2112
2113     next_verify_pc = state::NO_NEXT;
2114
2115     while (true)
2116       {
2117         // If the PC was invalidated, get a new one from the work list.
2118         if (PC == state::NO_NEXT)
2119           {
2120             PC = pop_jump ();
2121             if (PC == state::INVALID)
2122               verify_fail ("can't happen: saw state::INVALID");
2123             if (PC == state::NO_NEXT)
2124               break;
2125             debug_print ("== State pop from pending list\n");
2126             // Set up the current state.
2127             current_state->copy (states[PC], current_method->max_stack,
2128                                  current_method->max_locals);
2129           }
2130         else
2131           {
2132             // Control can't fall off the end of the bytecode.  We
2133             // only need to check this in the fall-through case,
2134             // because branch bounds are checked when they are
2135             // pushed.
2136             if (PC >= current_method->code_length)
2137               verify_fail ("fell off end");
2138
2139             // We only have to do this checking in the situation where
2140             // control flow falls through from the previous
2141             // instruction.  Otherwise merging is done at the time we
2142             // push the branch.
2143             if (states[PC] != NULL)
2144               {
2145                 // We've already visited this instruction.  So merge
2146                 // the states together.  If this yields no change then
2147                 // we don't have to re-verify.  However, if the new
2148                 // state is an the result of an unmerged `ret', we
2149                 // must continue through it.
2150                 debug_print ("== Fall through merge\n");
2151                 states[PC]->print ("Old", PC, current_method->max_stack,
2152                                    current_method->max_locals);
2153                 current_state->print ("Cur", PC, current_method->max_stack,
2154                                       current_method->max_locals);
2155                 if (! current_state->merge (states[PC], false,
2156                                             current_method->max_locals, this)
2157                     && ! states[PC]->is_unmerged_ret_state (current_method->max_locals))
2158                   {
2159                     debug_print ("== Fall through optimization\n");
2160                     invalidate_pc ();
2161                     continue;
2162                   }
2163                 // Save a copy of it for later.
2164                 states[PC]->copy (current_state, current_method->max_stack,
2165                                   current_method->max_locals);
2166                 current_state->print ("New", PC, current_method->max_stack,
2167                                       current_method->max_locals);
2168               }
2169           }
2170
2171         // We only have to keep saved state at branch targets.  If
2172         // we're at a branch target and the state here hasn't been set
2173         // yet, we set it now.
2174         if (states[PC] == NULL && (flags[PC] & FLAG_BRANCH_TARGET))
2175           {
2176             states[PC] = new state (current_state, current_method->max_stack,
2177                                     current_method->max_locals);
2178           }
2179
2180         // Set this before handling exceptions so that debug output is
2181         // sane.
2182         start_PC = PC;
2183
2184         // Update states for all active exception handlers.  Ordinarily
2185         // there are not many exception handlers.  So we simply run
2186         // through them all.
2187         for (int i = 0; i < current_method->exc_count; ++i)
2188           {
2189             if (PC >= exception[i].start_pc.i && PC < exception[i].end_pc.i)
2190               {
2191                 type handler (&java::lang::Throwable::class$);
2192                 if (exception[i].handler_type.i != 0)
2193                   handler = check_class_constant (exception[i].handler_type.i);
2194                 push_exception_jump (handler, exception[i].handler_pc.i);
2195               }
2196           }
2197
2198         current_state->print ("   ", PC, current_method->max_stack,
2199                               current_method->max_locals);
2200         java_opcode opcode = (java_opcode) bytecode[PC++];
2201         switch (opcode)
2202           {
2203           case op_nop:
2204             break;
2205
2206           case op_aconst_null:
2207             push_type (null_type);
2208             break;
2209
2210           case op_iconst_m1:
2211           case op_iconst_0:
2212           case op_iconst_1:
2213           case op_iconst_2:
2214           case op_iconst_3:
2215           case op_iconst_4:
2216           case op_iconst_5:
2217             push_type (int_type);
2218             break;
2219
2220           case op_lconst_0:
2221           case op_lconst_1:
2222             push_type (long_type);
2223             break;
2224
2225           case op_fconst_0:
2226           case op_fconst_1:
2227           case op_fconst_2:
2228             push_type (float_type);
2229             break;
2230
2231           case op_dconst_0:
2232           case op_dconst_1:
2233             push_type (double_type);
2234             break;
2235
2236           case op_bipush:
2237             get_byte ();
2238             push_type (int_type);
2239             break;
2240
2241           case op_sipush:
2242             get_short ();
2243             push_type (int_type);
2244             break;
2245
2246           case op_ldc:
2247             push_type (check_constant (get_byte ()));
2248             break;
2249           case op_ldc_w:
2250             push_type (check_constant (get_ushort ()));
2251             break;
2252           case op_ldc2_w:
2253             push_type (check_wide_constant (get_ushort ()));
2254             break;
2255
2256           case op_iload:
2257             push_type (get_variable (get_byte (), int_type));
2258             break;
2259           case op_lload:
2260             push_type (get_variable (get_byte (), long_type));
2261             break;
2262           case op_fload:
2263             push_type (get_variable (get_byte (), float_type));
2264             break;
2265           case op_dload:
2266             push_type (get_variable (get_byte (), double_type));
2267             break;
2268           case op_aload:
2269             push_type (get_variable (get_byte (), reference_type));
2270             break;
2271
2272           case op_iload_0:
2273           case op_iload_1:
2274           case op_iload_2:
2275           case op_iload_3:
2276             push_type (get_variable (opcode - op_iload_0, int_type));
2277             break;
2278           case op_lload_0:
2279           case op_lload_1:
2280           case op_lload_2:
2281           case op_lload_3:
2282             push_type (get_variable (opcode - op_lload_0, long_type));
2283             break;
2284           case op_fload_0:
2285           case op_fload_1:
2286           case op_fload_2:
2287           case op_fload_3:
2288             push_type (get_variable (opcode - op_fload_0, float_type));
2289             break;
2290           case op_dload_0:
2291           case op_dload_1:
2292           case op_dload_2:
2293           case op_dload_3:
2294             push_type (get_variable (opcode - op_dload_0, double_type));
2295             break;
2296           case op_aload_0:
2297           case op_aload_1:
2298           case op_aload_2:
2299           case op_aload_3:
2300             push_type (get_variable (opcode - op_aload_0, reference_type));
2301             break;
2302           case op_iaload:
2303             pop_type (int_type);
2304             push_type (require_array_type (pop_type (reference_type),
2305                                            int_type));
2306             break;
2307           case op_laload:
2308             pop_type (int_type);
2309             push_type (require_array_type (pop_type (reference_type),
2310                                            long_type));
2311             break;
2312           case op_faload:
2313             pop_type (int_type);
2314             push_type (require_array_type (pop_type (reference_type),
2315                                            float_type));
2316             break;
2317           case op_daload:
2318             pop_type (int_type);
2319             push_type (require_array_type (pop_type (reference_type),
2320                                            double_type));
2321             break;
2322           case op_aaload:
2323             pop_type (int_type);
2324             push_type (require_array_type (pop_type (reference_type),
2325                                            reference_type));
2326             break;
2327           case op_baload:
2328             pop_type (int_type);
2329             require_array_type (pop_type (reference_type), byte_type);
2330             push_type (int_type);
2331             break;
2332           case op_caload:
2333             pop_type (int_type);
2334             require_array_type (pop_type (reference_type), char_type);
2335             push_type (int_type);
2336             break;
2337           case op_saload:
2338             pop_type (int_type);
2339             require_array_type (pop_type (reference_type), short_type);
2340             push_type (int_type);
2341             break;
2342           case op_istore:
2343             set_variable (get_byte (), pop_type (int_type));
2344             break;
2345           case op_lstore:
2346             set_variable (get_byte (), pop_type (long_type));
2347             break;
2348           case op_fstore:
2349             set_variable (get_byte (), pop_type (float_type));
2350             break;
2351           case op_dstore:
2352             set_variable (get_byte (), pop_type (double_type));
2353             break;
2354           case op_astore:
2355             set_variable (get_byte (), pop_ref_or_return ());
2356             break;
2357           case op_istore_0:
2358           case op_istore_1:
2359           case op_istore_2:
2360           case op_istore_3:
2361             set_variable (opcode - op_istore_0, pop_type (int_type));
2362             break;
2363           case op_lstore_0:
2364           case op_lstore_1:
2365           case op_lstore_2:
2366           case op_lstore_3:
2367             set_variable (opcode - op_lstore_0, pop_type (long_type));
2368             break;
2369           case op_fstore_0:
2370           case op_fstore_1:
2371           case op_fstore_2:
2372           case op_fstore_3:
2373             set_variable (opcode - op_fstore_0, pop_type (float_type));
2374             break;
2375           case op_dstore_0:
2376           case op_dstore_1:
2377           case op_dstore_2:
2378           case op_dstore_3:
2379             set_variable (opcode - op_dstore_0, pop_type (double_type));
2380             break;
2381           case op_astore_0:
2382           case op_astore_1:
2383           case op_astore_2:
2384           case op_astore_3:
2385             set_variable (opcode - op_astore_0, pop_ref_or_return ());
2386             break;
2387           case op_iastore:
2388             pop_type (int_type);
2389             pop_type (int_type);
2390             require_array_type (pop_type (reference_type), int_type);
2391             break;
2392           case op_lastore:
2393             pop_type (long_type);
2394             pop_type (int_type);
2395             require_array_type (pop_type (reference_type), long_type);
2396             break;
2397           case op_fastore:
2398             pop_type (float_type);
2399             pop_type (int_type);
2400             require_array_type (pop_type (reference_type), float_type);
2401             break;
2402           case op_dastore:
2403             pop_type (double_type);
2404             pop_type (int_type);
2405             require_array_type (pop_type (reference_type), double_type);
2406             break;
2407           case op_aastore:
2408             pop_type (reference_type);
2409             pop_type (int_type);
2410             require_array_type (pop_type (reference_type), reference_type);
2411             break;
2412           case op_bastore:
2413             pop_type (int_type);
2414             pop_type (int_type);
2415             require_array_type (pop_type (reference_type), byte_type);
2416             break;
2417           case op_castore:
2418             pop_type (int_type);
2419             pop_type (int_type);
2420             require_array_type (pop_type (reference_type), char_type);
2421             break;
2422           case op_sastore:
2423             pop_type (int_type);
2424             pop_type (int_type);
2425             require_array_type (pop_type (reference_type), short_type);
2426             break;
2427           case op_pop:
2428             pop32 ();
2429             break;
2430           case op_pop2:
2431             pop64 ();
2432             break;
2433           case op_dup:
2434             {
2435               type t = pop32 ();
2436               push_type (t);
2437               push_type (t);
2438             }
2439             break;
2440           case op_dup_x1:
2441             {
2442               type t1 = pop32 ();
2443               type t2 = pop32 ();
2444               push_type (t1);
2445               push_type (t2);
2446               push_type (t1);
2447             }
2448             break;
2449           case op_dup_x2:
2450             {
2451               type t1 = pop32 ();
2452               type t2 = pop_raw ();
2453               if (! t2.iswide ())
2454                 {
2455                   type t3 = pop32 ();
2456                   push_type (t1);
2457                   push_type (t3);
2458                 }
2459               else
2460                 push_type (t1);
2461               push_type (t2);
2462               push_type (t1);
2463             }
2464             break;
2465           case op_dup2:
2466             {
2467               type t = pop_raw ();
2468               if (! t.iswide ())
2469                 {
2470                   type t2 = pop32 ();
2471                   push_type (t2);
2472                   push_type (t);
2473                   push_type (t2);
2474                 }
2475               else
2476                 push_type (t);
2477               push_type (t);
2478             }
2479             break;
2480           case op_dup2_x1:
2481             {
2482               type t1 = pop_raw ();
2483               type t2 = pop32 ();
2484               if (! t1.iswide ())
2485                 {
2486                   type t3 = pop32 ();
2487                   push_type (t2);
2488                   push_type (t1);
2489                   push_type (t3);
2490                 }
2491               else
2492                 push_type (t1);
2493               push_type (t2);
2494               push_type (t1);
2495             }
2496             break;
2497           case op_dup2_x2:
2498             {
2499               type t1 = pop_raw ();
2500               if (t1.iswide ())
2501                 {
2502                   type t2 = pop_raw ();
2503                   if (t2.iswide ())
2504                     {
2505                       push_type (t1);
2506                       push_type (t2);
2507                     }
2508                   else
2509                     {
2510                       type t3 = pop32 ();
2511                       push_type (t1);
2512                       push_type (t3);
2513                       push_type (t2);
2514                     }
2515                   push_type (t1);
2516                 }
2517               else
2518                 {
2519                   type t2 = pop32 ();
2520                   type t3 = pop_raw ();
2521                   if (t3.iswide ())
2522                     {
2523                       push_type (t2);
2524                       push_type (t1);
2525                     }
2526                   else
2527                     {
2528                       type t4 = pop32 ();
2529                       push_type (t2);
2530                       push_type (t1);
2531                       push_type (t4);
2532                     }
2533                   push_type (t3);
2534                   push_type (t2);
2535                   push_type (t1);
2536                 }
2537             }
2538             break;
2539           case op_swap:
2540             {
2541               type t1 = pop32 ();
2542               type t2 = pop32 ();
2543               push_type (t1);
2544               push_type (t2);
2545             }
2546             break;
2547           case op_iadd:
2548           case op_isub:
2549           case op_imul:
2550           case op_idiv:
2551           case op_irem:
2552           case op_ishl:
2553           case op_ishr:
2554           case op_iushr:
2555           case op_iand:
2556           case op_ior:
2557           case op_ixor:
2558             pop_type (int_type);
2559             push_type (pop_type (int_type));
2560             break;
2561           case op_ladd:
2562           case op_lsub:
2563           case op_lmul:
2564           case op_ldiv:
2565           case op_lrem:
2566           case op_land:
2567           case op_lor:
2568           case op_lxor:
2569             pop_type (long_type);
2570             push_type (pop_type (long_type));
2571             break;
2572           case op_lshl:
2573           case op_lshr:
2574           case op_lushr:
2575             pop_type (int_type);
2576             push_type (pop_type (long_type));
2577             break;
2578           case op_fadd:
2579           case op_fsub:
2580           case op_fmul:
2581           case op_fdiv:
2582           case op_frem:
2583             pop_type (float_type);
2584             push_type (pop_type (float_type));
2585             break;
2586           case op_dadd:
2587           case op_dsub:
2588           case op_dmul:
2589           case op_ddiv:
2590           case op_drem:
2591             pop_type (double_type);
2592             push_type (pop_type (double_type));
2593             break;
2594           case op_ineg:
2595           case op_i2b:
2596           case op_i2c:
2597           case op_i2s:
2598             push_type (pop_type (int_type));
2599             break;
2600           case op_lneg:
2601             push_type (pop_type (long_type));
2602             break;
2603           case op_fneg:
2604             push_type (pop_type (float_type));
2605             break;
2606           case op_dneg:
2607             push_type (pop_type (double_type));
2608             break;
2609           case op_iinc:
2610             get_variable (get_byte (), int_type);
2611             get_byte ();
2612             break;
2613           case op_i2l:
2614             pop_type (int_type);
2615             push_type (long_type);
2616             break;
2617           case op_i2f:
2618             pop_type (int_type);
2619             push_type (float_type);
2620             break;
2621           case op_i2d:
2622             pop_type (int_type);
2623             push_type (double_type);
2624             break;
2625           case op_l2i:
2626             pop_type (long_type);
2627             push_type (int_type);
2628             break;
2629           case op_l2f:
2630             pop_type (long_type);
2631             push_type (float_type);
2632             break;
2633           case op_l2d:
2634             pop_type (long_type);
2635             push_type (double_type);
2636             break;
2637           case op_f2i:
2638             pop_type (float_type);
2639             push_type (int_type);
2640             break;
2641           case op_f2l:
2642             pop_type (float_type);
2643             push_type (long_type);
2644             break;
2645           case op_f2d:
2646             pop_type (float_type);
2647             push_type (double_type);
2648             break;
2649           case op_d2i:
2650             pop_type (double_type);
2651             push_type (int_type);
2652             break;
2653           case op_d2l:
2654             pop_type (double_type);
2655             push_type (long_type);
2656             break;
2657           case op_d2f:
2658             pop_type (double_type);
2659             push_type (float_type);
2660             break;
2661           case op_lcmp:
2662             pop_type (long_type);
2663             pop_type (long_type);
2664             push_type (int_type);
2665             break;
2666           case op_fcmpl:
2667           case op_fcmpg:
2668             pop_type (float_type);
2669             pop_type (float_type);
2670             push_type (int_type);
2671             break;
2672           case op_dcmpl:
2673           case op_dcmpg:
2674             pop_type (double_type);
2675             pop_type (double_type);
2676             push_type (int_type);
2677             break;
2678           case op_ifeq:
2679           case op_ifne:
2680           case op_iflt:
2681           case op_ifge:
2682           case op_ifgt:
2683           case op_ifle:
2684             pop_type (int_type);
2685             push_jump (get_short ());
2686             break;
2687           case op_if_icmpeq:
2688           case op_if_icmpne:
2689           case op_if_icmplt:
2690           case op_if_icmpge:
2691           case op_if_icmpgt:
2692           case op_if_icmple:
2693             pop_type (int_type);
2694             pop_type (int_type);
2695             push_jump (get_short ());
2696             break;
2697           case op_if_acmpeq:
2698           case op_if_acmpne:
2699             pop_type (reference_type);
2700             pop_type (reference_type);
2701             push_jump (get_short ());
2702             break;
2703           case op_goto:
2704             push_jump (get_short ());
2705             invalidate_pc ();
2706             break;
2707           case op_jsr:
2708             handle_jsr_insn (get_short ());
2709             break;
2710           case op_ret:
2711             handle_ret_insn (get_byte ());
2712             break;
2713           case op_tableswitch:
2714             {
2715               pop_type (int_type);
2716               skip_padding ();
2717               push_jump (get_int ());
2718               jint low = get_int ();
2719               jint high = get_int ();
2720               // Already checked LOW -vs- HIGH.
2721               for (int i = low; i <= high; ++i)
2722                 push_jump (get_int ());
2723               invalidate_pc ();
2724             }
2725             break;
2726
2727           case op_lookupswitch:
2728             {
2729               pop_type (int_type);
2730               skip_padding ();
2731               push_jump (get_int ());
2732               jint npairs = get_int ();
2733               // Already checked NPAIRS >= 0.
2734               jint lastkey = 0;
2735               for (int i = 0; i < npairs; ++i)
2736                 {
2737                   jint key = get_int ();
2738                   if (i > 0 && key <= lastkey)
2739                     verify_fail ("lookupswitch pairs unsorted", start_PC);
2740                   lastkey = key;
2741                   push_jump (get_int ());
2742                 }
2743               invalidate_pc ();
2744             }
2745             break;
2746           case op_ireturn:
2747             check_return_type (pop_type (int_type));
2748             invalidate_pc ();
2749             break;
2750           case op_lreturn:
2751             check_return_type (pop_type (long_type));
2752             invalidate_pc ();
2753             break;
2754           case op_freturn:
2755             check_return_type (pop_type (float_type));
2756             invalidate_pc ();
2757             break;
2758           case op_dreturn:
2759             check_return_type (pop_type (double_type));
2760             invalidate_pc ();
2761             break;
2762           case op_areturn:
2763             check_return_type (pop_type (reference_type));
2764             invalidate_pc ();
2765             break;
2766           case op_return:
2767             // We only need to check this when the return type is
2768             // void, because all instance initializers return void.
2769             if (this_is_init)
2770               current_state->check_this_initialized (this);
2771             check_return_type (void_type);
2772             invalidate_pc ();
2773             break;
2774           case op_getstatic:
2775             push_type (check_field_constant (get_ushort ()));
2776             break;
2777           case op_putstatic:
2778             pop_type (check_field_constant (get_ushort ()));
2779             break;
2780           case op_getfield:
2781             {
2782               type klass;
2783               type field = check_field_constant (get_ushort (), &klass);
2784               pop_type (klass);
2785               push_type (field);
2786             }
2787             break;
2788           case op_putfield:
2789             {
2790               type klass;
2791               type field = check_field_constant (get_ushort (), &klass);
2792               pop_type (field);
2793
2794               // We have an obscure special case here: we can use
2795               // `putfield' on a field declared in this class, even if
2796               // `this' has not yet been initialized.
2797               if (! current_state->this_type.isinitialized ()
2798                   && current_state->this_type.pc == type::SELF)
2799                 klass.set_uninitialized (type::SELF, this);
2800               pop_type (klass);
2801             }
2802             break;
2803
2804           case op_invokevirtual:
2805           case op_invokespecial:
2806           case op_invokestatic:
2807           case op_invokeinterface:
2808             {
2809               _Jv_Utf8Const *method_name, *method_signature;
2810               type class_type
2811                 = check_method_constant (get_ushort (),
2812                                          opcode == op_invokeinterface,
2813                                          &method_name,
2814                                          &method_signature);
2815               // NARGS is only used when we're processing
2816               // invokeinterface.  It is simplest for us to compute it
2817               // here and then verify it later.
2818               int nargs = 0;
2819               if (opcode == op_invokeinterface)
2820                 {
2821                   nargs = get_byte ();
2822                   if (get_byte () != 0)
2823                     verify_fail ("invokeinterface dummy byte is wrong");
2824                 }
2825
2826               bool is_init = false;
2827               if (_Jv_equalUtf8Consts (method_name, gcj::init_name))
2828                 {
2829                   is_init = true;
2830                   if (opcode != op_invokespecial)
2831                     verify_fail ("can't invoke <init>");
2832                 }
2833               else if (method_name->data[0] == '<')
2834                 verify_fail ("can't invoke method starting with `<'");
2835
2836               // Pop arguments and check types.
2837               int arg_count = _Jv_count_arguments (method_signature);
2838               type arg_types[arg_count];
2839               compute_argument_types (method_signature, arg_types);
2840               for (int i = arg_count - 1; i >= 0; --i)
2841                 {
2842                   // This is only used for verifying the byte for
2843                   // invokeinterface.
2844                   nargs -= arg_types[i].depth ();
2845                   pop_type (arg_types[i]);
2846                 }
2847
2848               if (opcode == op_invokeinterface
2849                   && nargs != 1)
2850                 verify_fail ("wrong argument count for invokeinterface");
2851
2852               if (opcode != op_invokestatic)
2853                 {
2854                   type t = class_type;
2855                   if (is_init)
2856                     {
2857                       // In this case the PC doesn't matter.
2858                       t.set_uninitialized (type::UNINIT, this);
2859                     }
2860                   type raw = pop_raw ();
2861                   bool ok = false;
2862                   if (t.compatible (raw, this))
2863                     {
2864                       ok = true;
2865                     }
2866                   else if (opcode == op_invokeinterface)
2867                     {
2868                       // This is a hack.  We might have merged two
2869                       // items and gotten `Object'.  This can happen
2870                       // because we don't keep track of where merges
2871                       // come from.  This is safe as long as the
2872                       // interpreter checks interfaces at runtime.
2873                       type obj (&java::lang::Object::class$);
2874                       ok = raw.compatible (obj, this);
2875                     }
2876
2877                   if (! ok)
2878                     verify_fail ("incompatible type on stack");
2879
2880                   if (is_init)
2881                     current_state->set_initialized (raw.get_pc (),
2882                                                     current_method->max_locals);
2883                 }
2884
2885               type rt = compute_return_type (method_signature);
2886               if (! rt.isvoid ())
2887                 push_type (rt);
2888             }
2889             break;
2890
2891           case op_new:
2892             {
2893               type t = check_class_constant (get_ushort ());
2894               if (t.isarray () || t.isinterface (this) || t.isabstract (this))
2895                 verify_fail ("type is array, interface, or abstract");
2896               t.set_uninitialized (start_PC, this);
2897               push_type (t);
2898             }
2899             break;
2900
2901           case op_newarray:
2902             {
2903               int atype = get_byte ();
2904               // We intentionally have chosen constants to make this
2905               // valid.
2906               if (atype < boolean_type || atype > long_type)
2907                 verify_fail ("type not primitive", start_PC);
2908               pop_type (int_type);
2909               push_type (construct_primitive_array_type (type_val (atype)));
2910             }
2911             break;
2912           case op_anewarray:
2913             pop_type (int_type);
2914             push_type (check_class_constant (get_ushort ()).to_array (this));
2915             break;
2916           case op_arraylength:
2917             {
2918               type t = pop_type (reference_type);
2919               if (! t.isarray () && ! t.isnull ())
2920                 verify_fail ("array type expected");
2921               push_type (int_type);
2922             }
2923             break;
2924           case op_athrow:
2925             pop_type (type (&java::lang::Throwable::class$));
2926             invalidate_pc ();
2927             break;
2928           case op_checkcast:
2929             pop_type (reference_type);
2930             push_type (check_class_constant (get_ushort ()));
2931             break;
2932           case op_instanceof:
2933             pop_type (reference_type);
2934             check_class_constant (get_ushort ());
2935             push_type (int_type);
2936             break;
2937           case op_monitorenter:
2938             pop_type (reference_type);
2939             break;
2940           case op_monitorexit:
2941             pop_type (reference_type);
2942             break;
2943           case op_wide:
2944             {
2945               switch (get_byte ())
2946                 {
2947                 case op_iload:
2948                   push_type (get_variable (get_ushort (), int_type));
2949                   break;
2950                 case op_lload:
2951                   push_type (get_variable (get_ushort (), long_type));
2952                   break;
2953                 case op_fload:
2954                   push_type (get_variable (get_ushort (), float_type));
2955                   break;
2956                 case op_dload:
2957                   push_type (get_variable (get_ushort (), double_type));
2958                   break;
2959                 case op_aload:
2960                   push_type (get_variable (get_ushort (), reference_type));
2961                   break;
2962                 case op_istore:
2963                   set_variable (get_ushort (), pop_type (int_type));
2964                   break;
2965                 case op_lstore:
2966                   set_variable (get_ushort (), pop_type (long_type));
2967                   break;
2968                 case op_fstore:
2969                   set_variable (get_ushort (), pop_type (float_type));
2970                   break;
2971                 case op_dstore:
2972                   set_variable (get_ushort (), pop_type (double_type));
2973                   break;
2974                 case op_astore:
2975                   set_variable (get_ushort (), pop_type (reference_type));
2976                   break;
2977                 case op_ret:
2978                   handle_ret_insn (get_short ());
2979                   break;
2980                 case op_iinc:
2981                   get_variable (get_ushort (), int_type);
2982                   get_short ();
2983                   break;
2984                 default:
2985                   verify_fail ("unrecognized wide instruction", start_PC);
2986                 }
2987             }
2988             break;
2989           case op_multianewarray:
2990             {
2991               type atype = check_class_constant (get_ushort ());
2992               int dim = get_byte ();
2993               if (dim < 1)
2994                 verify_fail ("too few dimensions to multianewarray", start_PC);
2995               atype.verify_dimensions (dim, this);
2996               for (int i = 0; i < dim; ++i)
2997                 pop_type (int_type);
2998               push_type (atype);
2999             }
3000             break;
3001           case op_ifnull:
3002           case op_ifnonnull:
3003             pop_type (reference_type);
3004             push_jump (get_short ());
3005             break;
3006           case op_goto_w:
3007             push_jump (get_int ());
3008             invalidate_pc ();
3009             break;
3010           case op_jsr_w:
3011             handle_jsr_insn (get_int ());
3012             break;
3013
3014           // These are unused here, but we call them out explicitly
3015           // so that -Wswitch-enum doesn't complain.
3016           case op_putfield_1:
3017           case op_putfield_2:
3018           case op_putfield_4:
3019           case op_putfield_8:
3020           case op_putfield_a:
3021           case op_putstatic_1:
3022           case op_putstatic_2:
3023           case op_putstatic_4:
3024           case op_putstatic_8:
3025           case op_putstatic_a:
3026           case op_getfield_1:
3027           case op_getfield_2s:
3028           case op_getfield_2u:
3029           case op_getfield_4:
3030           case op_getfield_8:
3031           case op_getfield_a:
3032           case op_getstatic_1:
3033           case op_getstatic_2s:
3034           case op_getstatic_2u:
3035           case op_getstatic_4:
3036           case op_getstatic_8:
3037           case op_getstatic_a:
3038           default:
3039             // Unrecognized opcode.
3040             verify_fail ("unrecognized instruction in verify_instructions_0",
3041                          start_PC);
3042           }
3043       }
3044   }
3045
3046   __attribute__ ((__noreturn__)) void verify_fail (char *s, jint pc = -1)
3047   {
3048     using namespace java::lang;
3049     StringBuffer *buf = new StringBuffer ();
3050
3051     buf->append (JvNewStringLatin1 ("verification failed"));
3052     if (pc == -1)
3053       pc = start_PC;
3054     if (pc != -1)
3055       {
3056         buf->append (JvNewStringLatin1 (" at PC "));
3057         buf->append (pc);
3058       }
3059
3060     _Jv_InterpMethod *method = current_method;
3061     buf->append (JvNewStringLatin1 (" in "));
3062     buf->append (current_class->getName());
3063     buf->append ((jchar) ':');
3064     buf->append (JvNewStringUTF (method->get_method()->name->data));
3065     buf->append ((jchar) '(');
3066     buf->append (JvNewStringUTF (method->get_method()->signature->data));
3067     buf->append ((jchar) ')');
3068
3069     buf->append (JvNewStringLatin1 (": "));
3070     buf->append (JvNewStringLatin1 (s));
3071     throw new java::lang::VerifyError (buf->toString ());
3072   }
3073
3074 public:
3075
3076   void verify_instructions ()
3077   {
3078     branch_prepass ();
3079     verify_instructions_0 ();
3080   }
3081
3082   _Jv_BytecodeVerifier (_Jv_InterpMethod *m)
3083   {
3084     // We just print the text as utf-8.  This is just for debugging
3085     // anyway.
3086     debug_print ("--------------------------------\n");
3087     debug_print ("-- Verifying method `%s'\n", m->self->name->data);
3088
3089     current_method = m;
3090     bytecode = m->bytecode ();
3091     exception = m->exceptions ();
3092     current_class = m->defining_class;
3093
3094     states = NULL;
3095     flags = NULL;
3096     jsr_ptrs = NULL;
3097     utf8_list = NULL;
3098     entry_points = NULL;
3099   }
3100
3101   ~_Jv_BytecodeVerifier ()
3102   {
3103     if (states)
3104       _Jv_Free (states);
3105     if (flags)
3106       _Jv_Free (flags);
3107
3108     if (jsr_ptrs)
3109       {
3110         for (int i = 0; i < current_method->code_length; ++i)
3111           {
3112             if (jsr_ptrs[i] != NULL)
3113               {
3114                 subr_info *info = jsr_ptrs[i];
3115                 while (info != NULL)
3116                   {
3117                     subr_info *next = info->next;
3118                     _Jv_Free (info);
3119                     info = next;
3120                   }
3121               }
3122           }
3123         _Jv_Free (jsr_ptrs);
3124       }
3125
3126     while (utf8_list != NULL)
3127       {
3128         linked_utf8 *n = utf8_list->next;
3129         _Jv_Free (utf8_list->val);
3130         _Jv_Free (utf8_list);
3131         utf8_list = n;
3132       }
3133
3134     while (entry_points != NULL)
3135       {
3136         subr_entry_info *next = entry_points->next;
3137         _Jv_Free (entry_points);
3138         entry_points = next;
3139       }
3140   }
3141 };
3142
3143 void
3144 _Jv_VerifyMethod (_Jv_InterpMethod *meth)
3145 {
3146   _Jv_BytecodeVerifier v (meth);
3147   v.verify_instructions ();
3148 }
3149 #endif  /* INTERPRETER */