OSDN Git Service

2004-08-09 Paolo Bonzini <bonzini@gnu.org>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / libjava / verify.cc
1 // verify.cc - verify bytecode
2
3 /* Copyright (C) 2001, 2002, 2003, 2004  Free Software Foundation
4
5    This file is part of libgcj.
6
7 This software is copyrighted work licensed under the terms of the
8 Libgcj License.  Please consult the file "LIBGCJ_LICENSE" for
9 details.  */
10
11 // Written by Tom Tromey <tromey@redhat.com>
12
13 // Define VERIFY_DEBUG to enable debugging output.
14
15 #include <config.h>
16
17 #include <jvm.h>
18 #include <gcj/cni.h>
19 #include <java-insns.h>
20 #include <java-interp.h>
21
22 // On Solaris 10/x86, <signal.h> indirectly includes <ia32/sys/reg.h>, which 
23 // defines PC since g++ predefines __EXTENSIONS__.  Undef here to avoid clash
24 // with PC member of class _Jv_BytecodeVerifier below.
25 #undef PC
26
27 #ifdef INTERPRETER
28
29 #include <java/lang/Class.h>
30 #include <java/lang/VerifyError.h>
31 #include <java/lang/Throwable.h>
32 #include <java/lang/reflect/Modifier.h>
33 #include <java/lang/StringBuffer.h>
34
35 #ifdef VERIFY_DEBUG
36 #include <stdio.h>
37 #endif /* VERIFY_DEBUG */
38
39
40 // This is used to mark states which are not scheduled for
41 // verification.
42 #define INVALID_STATE ((state *) -1)
43
44 static void debug_print (const char *fmt, ...)
45   __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
46
47 static inline void
48 debug_print (MAYBE_UNUSED const char *fmt, ...)
49 {
50 #ifdef VERIFY_DEBUG
51   va_list ap;
52   va_start (ap, fmt);
53   vfprintf (stderr, fmt, ap);
54   va_end (ap);
55 #endif /* VERIFY_DEBUG */
56 }
57
58 // This started as a fairly ordinary verifier, and for the most part
59 // it remains so.  It works in the obvious way, by modeling the effect
60 // of each opcode as it is encountered.  For most opcodes, this is a
61 // straightforward operation.
62 //
63 // This verifier does not do type merging.  It used to, but this
64 // results in difficulty verifying some relatively simple code
65 // involving interfaces, and it pushed some verification work into the
66 // interpreter.
67 //
68 // Instead of merging reference types, when we reach a point where two
69 // flows of control merge, we simply keep the union of reference types
70 // from each branch.  Then, when we need to verify a fact about a
71 // reference on the stack (e.g., that it is compatible with the
72 // argument type of a method), we check to ensure that all possible
73 // types satisfy the requirement.
74 //
75 // Another area this verifier differs from the norm is in its handling
76 // of subroutines.  The JVM specification has some confusing things to
77 // say about subroutines.  For instance, it makes claims about not
78 // allowing subroutines to merge and it rejects recursive subroutines.
79 // For the most part these are red herrings; we used to try to follow
80 // these things but they lead to problems.  For example, the notion of
81 // "being in a subroutine" is not well-defined: is an exception
82 // handler in a subroutine?  If you never execute the `ret' but
83 // instead `goto 1' do you remain in the subroutine?
84 //
85 // For clarity on what is really required for type safety, read
86 // "Simple Verification Technique for Complex Java Bytecode
87 // Subroutines" by Alessandro Coglio.  Among other things this paper
88 // shows that recursive subroutines are not harmful to type safety.
89 // We implement something similar to what he proposes.  Note that this
90 // means that this verifier will accept code that is rejected by some
91 // other verifiers.
92 //
93 // For those not wanting to read the paper, the basic observation is
94 // that we can maintain split states in subroutines.  We maintain one
95 // state for each calling `jsr'.  In other words, we re-verify a
96 // subroutine once for each caller, using the exact types held by the
97 // callers (as opposed to the old approach of merging types and
98 // keeping a bitmap registering what did or did not change).  This
99 // approach lets us continue to verify correctly even when a
100 // subroutine is exited via `goto' or `athrow' and not `ret'.
101 //
102 // In some other areas the JVM specification is (mildly) incorrect,
103 // but we still implement what is specified.  For instance, you cannot
104 // violate type safety by allocating an object with `new' and then
105 // failing to initialize it, no matter how one branches or where one
106 // stores the uninitialized reference.  See "Improving the official
107 // specification of Java bytecode verification" by Alessandro Coglio.
108 // Similarly, there's no real point in enforcing that padding bytes or
109 // the mystery byte of invokeinterface must be 0, but we do that too.
110 //
111 // The verifier is currently neither completely lazy nor eager when it
112 // comes to loading classes.  It tries to represent types by name when
113 // possible, and then loads them when it needs to verify a fact about
114 // the type.  Checking types by name is valid because we only use
115 // names which come from the current class' constant pool.  Since all
116 // such names are looked up using the same class loader, there is no
117 // danger that we might be fooled into comparing different types with
118 // the same name.
119 //
120 // In the future we plan to allow for a completely lazy mode of
121 // operation, where the verifier will construct a list of type
122 // assertions to be checked later.
123 //
124 // Some test cases for the verifier live in the "verify" module of the
125 // Mauve test suite.  However, some of these are presently
126 // (2004-01-20) believed to be incorrect.  (More precisely the notion
127 // of "correct" is not well-defined, and this verifier differs from
128 // others while remaining type-safe.)  Some other tests live in the
129 // libgcj test suite.
130 class _Jv_BytecodeVerifier
131 {
132 private:
133
134   static const int FLAG_INSN_START = 1;
135   static const int FLAG_BRANCH_TARGET = 2;
136
137   struct state;
138   struct type;
139   struct linked_utf8;
140   struct ref_intersection;
141
142   template<typename T>
143   struct linked
144   {
145     T *val;
146     linked<T> *next;
147   };
148
149   // The current PC.
150   int PC;
151   // The PC corresponding to the start of the current instruction.
152   int start_PC;
153
154   // The current state of the stack, locals, etc.
155   state *current_state;
156
157   // At each branch target we keep a linked list of all the states we
158   // can process at that point.  We'll only have multiple states at a
159   // given PC if they both have different return-address types in the
160   // same stack or local slot.  This array is indexed by PC and holds
161   // the list of all such states.
162   linked<state> **states;
163
164   // We keep a linked list of all the states which we must reverify.
165   // This is the head of the list.
166   state *next_verify_state;
167
168   // We keep some flags for each instruction.  The values are the
169   // FLAG_* constants defined above.  This is an array indexed by PC.
170   char *flags;
171
172   // The bytecode itself.
173   unsigned char *bytecode;
174   // The exceptions.
175   _Jv_InterpException *exception;
176
177   // Defining class.
178   jclass current_class;
179   // This method.
180   _Jv_InterpMethod *current_method;
181
182   // A linked list of utf8 objects we allocate.  This is really ugly,
183   // but without this our utf8 objects would be collected.
184   linked<_Jv_Utf8Const> *utf8_list;
185
186   // A linked list of all ref_intersection objects we allocate.
187   ref_intersection *isect_list;
188
189   // Create a new Utf-8 constant and return it.  We do this to avoid
190   // having our Utf-8 constants prematurely collected.  FIXME this is
191   // ugly.
192   _Jv_Utf8Const *make_utf8_const (char *s, int len)
193   {
194     _Jv_Utf8Const *val = _Jv_makeUtf8Const (s, len);
195     _Jv_Utf8Const *r = (_Jv_Utf8Const *) _Jv_Malloc (sizeof (_Jv_Utf8Const)
196                                                      + val->length
197                                                      + 1);
198     r->length = val->length;
199     r->hash = val->hash;
200     memcpy (r->data, val->data, val->length + 1);
201
202     linked<_Jv_Utf8Const> *lu
203       = (linked<_Jv_Utf8Const> *) _Jv_Malloc (sizeof (linked<_Jv_Utf8Const>));
204     lu->val = r;
205     lu->next = utf8_list;
206     utf8_list = lu;
207
208     return r;
209   }
210
211   __attribute__ ((__noreturn__)) void verify_fail (char *s, jint pc = -1)
212   {
213     using namespace java::lang;
214     StringBuffer *buf = new StringBuffer ();
215
216     buf->append (JvNewStringLatin1 ("verification failed"));
217     if (pc == -1)
218       pc = start_PC;
219     if (pc != -1)
220       {
221         buf->append (JvNewStringLatin1 (" at PC "));
222         buf->append (pc);
223       }
224
225     _Jv_InterpMethod *method = current_method;
226     buf->append (JvNewStringLatin1 (" in "));
227     buf->append (current_class->getName());
228     buf->append ((jchar) ':');
229     buf->append (JvNewStringUTF (method->get_method()->name->data));
230     buf->append ((jchar) '(');
231     buf->append (JvNewStringUTF (method->get_method()->signature->data));
232     buf->append ((jchar) ')');
233
234     buf->append (JvNewStringLatin1 (": "));
235     buf->append (JvNewStringLatin1 (s));
236     throw new java::lang::VerifyError (buf->toString ());
237   }
238
239   // This enum holds a list of tags for all the different types we
240   // need to handle.  Reference types are treated specially by the
241   // type class.
242   enum type_val
243   {
244     void_type,
245
246     // The values for primitive types are chosen to correspond to values
247     // specified to newarray.
248     boolean_type = 4,
249     char_type = 5,
250     float_type = 6,
251     double_type = 7,
252     byte_type = 8,
253     short_type = 9,
254     int_type = 10,
255     long_type = 11,
256
257     // Used when overwriting second word of a double or long in the
258     // local variables.  Also used after merging local variable states
259     // to indicate an unusable value.
260     unsuitable_type,
261     return_address_type,
262     // This is the second word of a two-word value, i.e., a double or
263     // a long.
264     continuation_type,
265
266     // Everything after `reference_type' must be a reference type.
267     reference_type,
268     null_type,
269     uninitialized_reference_type
270   };
271
272   // This represents a merged class type.  Some verifiers (including
273   // earlier versions of this one) will compute the intersection of
274   // two class types when merging states.  However, this loses
275   // critical information about interfaces implemented by the various
276   // classes.  So instead we keep track of all the actual classes that
277   // have been merged.
278   struct ref_intersection
279   {
280     // Whether or not this type has been resolved.
281     bool is_resolved;
282
283     // Actual type data.
284     union
285     {
286       // For a resolved reference type, this is a pointer to the class.
287       jclass klass;
288       // For other reference types, this it the name of the class.
289       _Jv_Utf8Const *name;
290     } data;
291
292     // Link to the next reference in the intersection.
293     ref_intersection *ref_next;
294
295     // This is used to keep track of all the allocated
296     // ref_intersection objects, so we can free them.
297     // FIXME: we should allocate these in chunks.
298     ref_intersection *alloc_next;
299
300     ref_intersection (jclass klass, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
301       : ref_next (NULL)
302     {
303       is_resolved = true;
304       data.klass = klass;
305       alloc_next = verifier->isect_list;
306       verifier->isect_list = this;
307     }
308
309     ref_intersection (_Jv_Utf8Const *name, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
310       : ref_next (NULL)
311     {
312       is_resolved = false;
313       data.name = name;
314       alloc_next = verifier->isect_list;
315       verifier->isect_list = this;
316     }
317
318     ref_intersection (ref_intersection *dup, ref_intersection *tail,
319                       _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
320       : ref_next (tail)
321     {
322       is_resolved = dup->is_resolved;
323       data = dup->data;
324       alloc_next = verifier->isect_list;
325       verifier->isect_list = this;
326     }
327
328     bool equals (ref_intersection *other, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
329     {
330       if (! is_resolved && ! other->is_resolved
331           && _Jv_equalUtf8Consts (data.name, other->data.name))
332         return true;
333       if (! is_resolved)
334         resolve (verifier);
335       if (! other->is_resolved)
336         other->resolve (verifier);
337       return data.klass == other->data.klass;
338     }
339
340     // Merge THIS type into OTHER, returning the result.  This will
341     // return OTHER if all the classes in THIS already appear in
342     // OTHER.
343     ref_intersection *merge (ref_intersection *other,
344                              _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
345     {
346       ref_intersection *tail = other;
347       for (ref_intersection *self = this; self != NULL; self = self->ref_next)
348         {
349           bool add = true;
350           for (ref_intersection *iter = other; iter != NULL;
351                iter = iter->ref_next)
352             {
353               if (iter->equals (self, verifier))
354                 {
355                   add = false;
356                   break;
357                 }
358             }
359
360           if (add)
361             tail = new ref_intersection (self, tail, verifier);
362         }
363       return tail;
364     }
365
366     void resolve (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
367     {
368       if (is_resolved)
369         return;
370
371       using namespace java::lang;
372       java::lang::ClassLoader *loader
373         = verifier->current_class->getClassLoaderInternal();
374       // We might see either kind of name.  Sigh.
375       if (data.name->data[0] == 'L'
376           && data.name->data[data.name->length - 1] == ';')
377         data.klass = _Jv_FindClassFromSignature (data.name->data, loader);
378       else
379         data.klass = Class::forName (_Jv_NewStringUtf8Const (data.name),
380                                      false, loader);
381       is_resolved = true;
382     }
383
384     // See if an object of type OTHER can be assigned to an object of
385     // type *THIS.  This might resolve classes in one chain or the
386     // other.
387     bool compatible (ref_intersection *other,
388                      _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
389     {
390       ref_intersection *self = this;
391
392       for (; self != NULL; self = self->ref_next)
393         {
394           ref_intersection *other_iter = other;
395
396           for (; other_iter != NULL; other_iter = other_iter->ref_next)
397             {
398               // Avoid resolving if possible.
399               if (! self->is_resolved
400                   && ! other_iter->is_resolved
401                   && _Jv_equalUtf8Consts (self->data.name,
402                                           other_iter->data.name))
403                 continue;
404
405               if (! self->is_resolved)
406                 self->resolve(verifier);
407               if (! other_iter->is_resolved)
408                 other_iter->resolve(verifier);
409
410               if (! is_assignable_from_slow (self->data.klass,
411                                              other_iter->data.klass))
412                 return false;
413             }
414         }
415
416       return true;
417     }
418
419     bool isarray ()
420     {
421       // assert (ref_next == NULL);
422       if (is_resolved)
423         return data.klass->isArray ();
424       else
425         return data.name->data[0] == '[';
426     }
427
428     bool isinterface (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
429     {
430       // assert (ref_next == NULL);
431       if (! is_resolved)
432         resolve (verifier);
433       return data.klass->isInterface ();
434     }
435
436     bool isabstract (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
437     {
438       // assert (ref_next == NULL);
439       if (! is_resolved)
440         resolve (verifier);
441       using namespace java::lang::reflect;
442       return Modifier::isAbstract (data.klass->getModifiers ());
443     }
444
445     jclass getclass (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
446     {
447       if (! is_resolved)
448         resolve (verifier);
449       return data.klass;
450     }
451
452     int count_dimensions ()
453     {
454       int ndims = 0;
455       if (is_resolved)
456         {
457           jclass k = data.klass;
458           while (k->isArray ())
459             {
460               k = k->getComponentType ();
461               ++ndims;
462             }
463         }
464       else
465         {
466           char *p = data.name->data;
467           while (*p++ == '[')
468             ++ndims;
469         }
470       return ndims;
471     }
472
473     void *operator new (size_t bytes)
474     {
475       return _Jv_Malloc (bytes);
476     }
477
478     void operator delete (void *mem)
479     {
480       _Jv_Free (mem);
481     }
482   };
483
484   // Return the type_val corresponding to a primitive signature
485   // character.  For instance `I' returns `int.class'.
486   type_val get_type_val_for_signature (jchar sig)
487   {
488     type_val rt;
489     switch (sig)
490       {
491       case 'Z':
492         rt = boolean_type;
493         break;
494       case 'B':
495         rt = byte_type;
496         break;
497       case 'C':
498         rt = char_type;
499         break;
500       case 'S':
501         rt = short_type;
502         break;
503       case 'I':
504         rt = int_type;
505         break;
506       case 'J':
507         rt = long_type;
508         break;
509       case 'F':
510         rt = float_type;
511         break;
512       case 'D':
513         rt = double_type;
514         break;
515       case 'V':
516         rt = void_type;
517         break;
518       default:
519         verify_fail ("invalid signature");
520       }
521     return rt;
522   }
523
524   // Return the type_val corresponding to a primitive class.
525   type_val get_type_val_for_signature (jclass k)
526   {
527     return get_type_val_for_signature ((jchar) k->method_count);
528   }
529
530   // This is like _Jv_IsAssignableFrom, but it works even if SOURCE or
531   // TARGET haven't been prepared.
532   static bool is_assignable_from_slow (jclass target, jclass source)
533   {
534     // First, strip arrays.
535     while (target->isArray ())
536       {
537         // If target is array, source must be as well.
538         if (! source->isArray ())
539           return false;
540         target = target->getComponentType ();
541         source = source->getComponentType ();
542       }
543
544     // Quick success.
545     if (target == &java::lang::Object::class$)
546       return true;
547
548     do
549       {
550         if (source == target)
551           return true;
552
553         if (target->isPrimitive () || source->isPrimitive ())
554           return false;
555
556         if (target->isInterface ())
557           {
558             for (int i = 0; i < source->interface_count; ++i)
559               {
560                 // We use a recursive call because we also need to
561                 // check superinterfaces.
562                 if (is_assignable_from_slow (target, source->interfaces[i]))
563                   return true;
564               }
565           }
566         source = source->getSuperclass ();
567       }
568     while (source != NULL);
569
570     return false;
571   }
572
573   // The `type' class is used to represent a single type in the
574   // verifier.
575   struct type
576   {
577     // The type key.
578     type_val key;
579
580     // For reference types, the representation of the type.
581     ref_intersection *klass;
582
583     // This is used in two situations.
584     //
585     // First, when constructing a new object, it is the PC of the
586     // `new' instruction which created the object.  We use the special
587     // value UNINIT to mean that this is uninitialized, and the
588     // special value SELF for the case where the current method is
589     // itself the <init> method.
590     //
591     // Second, when the key is return_address_type, this holds the PC
592     // of the instruction following the `jsr'.
593     int pc;
594
595     static const int UNINIT = -2;
596     static const int SELF = -1;
597
598     // Basic constructor.
599     type ()
600     {
601       key = unsuitable_type;
602       klass = NULL;
603       pc = UNINIT;
604     }
605
606     // Make a new instance given the type tag.  We assume a generic
607     // `reference_type' means Object.
608     type (type_val k)
609     {
610       key = k;
611       // For reference_type, if KLASS==NULL then that means we are
612       // looking for a generic object of any kind, including an
613       // uninitialized reference.
614       klass = NULL;
615       pc = UNINIT;
616     }
617
618     // Make a new instance given a class.
619     type (jclass k, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
620     {
621       key = reference_type;
622       klass = new ref_intersection (k, verifier);
623       pc = UNINIT;
624     }
625
626     // Make a new instance given the name of a class.
627     type (_Jv_Utf8Const *n, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
628     {
629       key = reference_type;
630       klass = new ref_intersection (n, verifier);
631       pc = UNINIT;
632     }
633
634     // Copy constructor.
635     type (const type &t)
636     {
637       key = t.key;
638       klass = t.klass;
639       pc = t.pc;
640     }
641
642     // These operators are required because libgcj can't link in
643     // -lstdc++.
644     void *operator new[] (size_t bytes)
645     {
646       return _Jv_Malloc (bytes);
647     }
648
649     void operator delete[] (void *mem)
650     {
651       _Jv_Free (mem);
652     }
653
654     type& operator= (type_val k)
655     {
656       key = k;
657       klass = NULL;
658       pc = UNINIT;
659       return *this;
660     }
661
662     type& operator= (const type& t)
663     {
664       key = t.key;
665       klass = t.klass;
666       pc = t.pc;
667       return *this;
668     }
669
670     // Promote a numeric type.
671     type &promote ()
672     {
673       if (key == boolean_type || key == char_type
674           || key == byte_type || key == short_type)
675         key = int_type;
676       return *this;
677     }
678
679     // Mark this type as the uninitialized result of `new'.
680     void set_uninitialized (int npc, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
681     {
682       if (key == reference_type)
683         key = uninitialized_reference_type;
684       else
685         verifier->verify_fail ("internal error in type::uninitialized");
686       pc = npc;
687     }
688
689     // Mark this type as now initialized.
690     void set_initialized (int npc)
691     {
692       if (npc != UNINIT && pc == npc && key == uninitialized_reference_type)
693         {
694           key = reference_type;
695           pc = UNINIT;
696         }
697     }
698
699     // Mark this type as a particular return address.
700     void set_return_address (int npc)
701     {
702       pc = npc;
703     }
704
705     // Return true if this type and type OTHER are considered
706     // mergeable for the purposes of state merging.  This is related
707     // to subroutine handling.  For this purpose two types are
708     // considered unmergeable if they are both return-addresses but
709     // have different PCs.
710     bool state_mergeable_p (const type &other) const
711     {
712       return (key != return_address_type
713               || other.key != return_address_type
714               || pc == other.pc);
715     }
716
717     // Return true if an object of type K can be assigned to a variable
718     // of type *THIS.  Handle various special cases too.  Might modify
719     // *THIS or K.  Note however that this does not perform numeric
720     // promotion.
721     bool compatible (type &k, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
722     {
723       // Any type is compatible with the unsuitable type.
724       if (key == unsuitable_type)
725         return true;
726
727       if (key < reference_type || k.key < reference_type)
728         return key == k.key;
729
730       // The `null' type is convertible to any initialized reference
731       // type.
732       if (key == null_type)
733         return k.key != uninitialized_reference_type;
734       if (k.key == null_type)
735         return key != uninitialized_reference_type;
736
737       // A special case for a generic reference.
738       if (klass == NULL)
739         return true;
740       if (k.klass == NULL)
741         verifier->verify_fail ("programmer error in type::compatible");
742
743       // An initialized type and an uninitialized type are not
744       // compatible.
745       if (isinitialized () != k.isinitialized ())
746         return false;
747
748       // Two uninitialized objects are compatible if either:
749       // * The PCs are identical, or
750       // * One PC is UNINIT.
751       if (! isinitialized ())
752         {
753           if (pc != k.pc && pc != UNINIT && k.pc != UNINIT)
754             return false;
755         }
756
757       return klass->compatible(k.klass, verifier);
758     }
759
760     bool isvoid () const
761     {
762       return key == void_type;
763     }
764
765     bool iswide () const
766     {
767       return key == long_type || key == double_type;
768     }
769
770     // Return number of stack or local variable slots taken by this
771     // type.
772     int depth () const
773     {
774       return iswide () ? 2 : 1;
775     }
776
777     bool isarray () const
778     {
779       // We treat null_type as not an array.  This is ok based on the
780       // current uses of this method.
781       if (key == reference_type)
782         return klass->isarray ();
783       return false;
784     }
785
786     bool isnull () const
787     {
788       return key == null_type;
789     }
790
791     bool isinterface (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
792     {
793       if (key != reference_type)
794         return false;
795       return klass->isinterface (verifier);
796     }
797
798     bool isabstract (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
799     {
800       if (key != reference_type)
801         return false;
802       return klass->isabstract (verifier);
803     }
804
805     // Return the element type of an array.
806     type element_type (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
807     {
808       if (key != reference_type)
809         verifier->verify_fail ("programmer error in type::element_type()", -1);
810
811       jclass k = klass->getclass (verifier)->getComponentType ();
812       if (k->isPrimitive ())
813         return type (verifier->get_type_val_for_signature (k));
814       return type (k, verifier);
815     }
816
817     // Return the array type corresponding to an initialized
818     // reference.  We could expand this to work for other kinds of
819     // types, but currently we don't need to.
820     type to_array (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
821     {
822       if (key != reference_type)
823         verifier->verify_fail ("internal error in type::to_array()");
824
825       jclass k = klass->getclass (verifier);
826       return type (_Jv_GetArrayClass (k, k->getClassLoaderInternal()),
827                    verifier);
828     }
829
830     bool isreference () const
831     {
832       return key >= reference_type;
833     }
834
835     int get_pc () const
836     {
837       return pc;
838     }
839
840     bool isinitialized () const
841     {
842       return key == reference_type || key == null_type;
843     }
844
845     bool isresolved () const
846     {
847       return (key == reference_type
848               || key == null_type
849               || key == uninitialized_reference_type);
850     }
851
852     void verify_dimensions (int ndims, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
853     {
854       // The way this is written, we don't need to check isarray().
855       if (key != reference_type)
856         verifier->verify_fail ("internal error in verify_dimensions:"
857                                " not a reference type");
858
859       if (klass->count_dimensions () < ndims)
860         verifier->verify_fail ("array type has fewer dimensions"
861                                " than required");
862     }
863
864     // Merge OLD_TYPE into this.  On error throw exception.  Return
865     // true if the merge caused a type change.
866     bool merge (type& old_type, bool local_semantics,
867                 _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
868     {
869       bool changed = false;
870       bool refo = old_type.isreference ();
871       bool refn = isreference ();
872       if (refo && refn)
873         {
874           if (old_type.key == null_type)
875             ;
876           else if (key == null_type)
877             {
878               *this = old_type;
879               changed = true;
880             }
881           else if (isinitialized () != old_type.isinitialized ())
882             verifier->verify_fail ("merging initialized and uninitialized types");
883           else
884             {
885               if (! isinitialized ())
886                 {
887                   if (pc == UNINIT)
888                     pc = old_type.pc;
889                   else if (old_type.pc == UNINIT)
890                     ;
891                   else if (pc != old_type.pc)
892                     verifier->verify_fail ("merging different uninitialized types");
893                 }
894
895               ref_intersection *merged = old_type.klass->merge (klass,
896                                                                 verifier);
897               if (merged != klass)
898                 {
899                   klass = merged;
900                   changed = true;
901                 }
902             }
903         }
904       else if (refo || refn || key != old_type.key)
905         {
906           if (local_semantics)
907             {
908               // If we already have an `unsuitable' type, then we
909               // don't need to change again.
910               if (key != unsuitable_type)
911                 {
912                   key = unsuitable_type;
913                   changed = true;
914                 }
915             }
916           else
917             verifier->verify_fail ("unmergeable type");
918         }
919       return changed;
920     }
921
922 #ifdef VERIFY_DEBUG
923     void print (void) const
924     {
925       char c = '?';
926       switch (key)
927         {
928         case boolean_type: c = 'Z'; break;
929         case byte_type: c = 'B'; break;
930         case char_type: c = 'C'; break;
931         case short_type: c = 'S'; break;
932         case int_type: c = 'I'; break;
933         case long_type: c = 'J'; break;
934         case float_type: c = 'F'; break;
935         case double_type: c = 'D'; break;
936         case void_type: c = 'V'; break;
937         case unsuitable_type: c = '-'; break;
938         case return_address_type: c = 'r'; break;
939         case continuation_type: c = '+'; break;
940         case reference_type: c = 'L'; break;
941         case null_type: c = '@'; break;
942         case uninitialized_reference_type: c = 'U'; break;
943         }
944       debug_print ("%c", c);
945     }
946 #endif /* VERIFY_DEBUG */
947   };
948
949   // This class holds all the state information we need for a given
950   // location.
951   struct state
952   {
953     // The current top of the stack, in terms of slots.
954     int stacktop;
955     // The current depth of the stack.  This will be larger than
956     // STACKTOP when wide types are on the stack.
957     int stackdepth;
958     // The stack.
959     type *stack;
960     // The local variables.
961     type *locals;
962     // We keep track of the type of `this' specially.  This is used to
963     // ensure that an instance initializer invokes another initializer
964     // on `this' before returning.  We must keep track of this
965     // specially because otherwise we might be confused by code which
966     // assigns to locals[0] (overwriting `this') and then returns
967     // without really initializing.
968     type this_type;
969
970     // The PC for this state.  This is only valid on states which are
971     // permanently attached to a given PC.  For an object like
972     // `current_state', which is used transiently, this has no
973     // meaning.
974     int pc;
975     // We keep a linked list of all states requiring reverification.
976     // If this is the special value INVALID_STATE then this state is
977     // not on the list.  NULL marks the end of the linked list.
978     state *next;
979
980     // NO_NEXT is the PC value meaning that a new state must be
981     // acquired from the verification list.
982     static const int NO_NEXT = -1;
983
984     state ()
985       : this_type ()
986     {
987       stack = NULL;
988       locals = NULL;
989       next = INVALID_STATE;
990     }
991
992     state (int max_stack, int max_locals)
993       : this_type ()
994     {
995       stacktop = 0;
996       stackdepth = 0;
997       stack = new type[max_stack];
998       for (int i = 0; i < max_stack; ++i)
999         stack[i] = unsuitable_type;
1000       locals = new type[max_locals];
1001       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1002         locals[i] = unsuitable_type;
1003       pc = NO_NEXT;
1004       next = INVALID_STATE;
1005     }
1006
1007     state (const state *orig, int max_stack, int max_locals)
1008     {
1009       stack = new type[max_stack];
1010       locals = new type[max_locals];
1011       copy (orig, max_stack, max_locals);
1012       pc = NO_NEXT;
1013       next = INVALID_STATE;
1014     }
1015
1016     ~state ()
1017     {
1018       if (stack)
1019         delete[] stack;
1020       if (locals)
1021         delete[] locals;
1022     }
1023
1024     void *operator new[] (size_t bytes)
1025     {
1026       return _Jv_Malloc (bytes);
1027     }
1028
1029     void operator delete[] (void *mem)
1030     {
1031       _Jv_Free (mem);
1032     }
1033
1034     void *operator new (size_t bytes)
1035     {
1036       return _Jv_Malloc (bytes);
1037     }
1038
1039     void operator delete (void *mem)
1040     {
1041       _Jv_Free (mem);
1042     }
1043
1044     void copy (const state *copy, int max_stack, int max_locals)
1045     {
1046       stacktop = copy->stacktop;
1047       stackdepth = copy->stackdepth;
1048       for (int i = 0; i < max_stack; ++i)
1049         stack[i] = copy->stack[i];
1050       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1051         locals[i] = copy->locals[i];
1052
1053       this_type = copy->this_type;
1054       // Don't modify `next' or `pc'.
1055     }
1056
1057     // Modify this state to reflect entry to an exception handler.
1058     void set_exception (type t, int max_stack)
1059     {
1060       stackdepth = 1;
1061       stacktop = 1;
1062       stack[0] = t;
1063       for (int i = stacktop; i < max_stack; ++i)
1064         stack[i] = unsuitable_type;
1065     }
1066
1067     inline int get_pc () const
1068     {
1069       return pc;
1070     }
1071
1072     void set_pc (int npc)
1073     {
1074       pc = npc;
1075     }
1076
1077     // Merge STATE_OLD into this state.  Destructively modifies this
1078     // state.  Returns true if the new state was in fact changed.
1079     // Will throw an exception if the states are not mergeable.
1080     bool merge (state *state_old, int max_locals,
1081                 _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
1082     {
1083       bool changed = false;
1084
1085       // Special handling for `this'.  If one or the other is
1086       // uninitialized, then the merge is uninitialized.
1087       if (this_type.isinitialized ())
1088         this_type = state_old->this_type;
1089
1090       // Merge stacks.
1091       if (state_old->stacktop != stacktop)  // FIXME stackdepth instead?
1092         verifier->verify_fail ("stack sizes differ");
1093       for (int i = 0; i < state_old->stacktop; ++i)
1094         {
1095           if (stack[i].merge (state_old->stack[i], false, verifier))
1096             changed = true;
1097         }
1098
1099       // Merge local variables.
1100       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1101         {
1102           if (locals[i].merge (state_old->locals[i], true, verifier))
1103             changed = true;
1104         }
1105
1106       return changed;
1107     }
1108
1109     // Throw an exception if there is an uninitialized object on the
1110     // stack or in a local variable.  EXCEPTION_SEMANTICS controls
1111     // whether we're using backwards-branch or exception-handing
1112     // semantics.
1113     void check_no_uninitialized_objects (int max_locals,
1114                                          _Jv_BytecodeVerifier *verifier,
1115                                          bool exception_semantics = false)
1116     {
1117       if (! exception_semantics)
1118         {
1119           for (int i = 0; i < stacktop; ++i)
1120             if (stack[i].isreference () && ! stack[i].isinitialized ())
1121               verifier->verify_fail ("uninitialized object on stack");
1122         }
1123
1124       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1125         if (locals[i].isreference () && ! locals[i].isinitialized ())
1126           verifier->verify_fail ("uninitialized object in local variable");
1127
1128       check_this_initialized (verifier);
1129     }
1130
1131     // Ensure that `this' has been initialized.
1132     void check_this_initialized (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
1133     {
1134       if (this_type.isreference () && ! this_type.isinitialized ())
1135         verifier->verify_fail ("`this' is uninitialized");
1136     }
1137
1138     // Set type of `this'.
1139     void set_this_type (const type &k)
1140     {
1141       this_type = k;
1142     }
1143
1144     // Mark each `new'd object we know of that was allocated at PC as
1145     // initialized.
1146     void set_initialized (int pc, int max_locals)
1147     {
1148       for (int i = 0; i < stacktop; ++i)
1149         stack[i].set_initialized (pc);
1150       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1151         locals[i].set_initialized (pc);
1152       this_type.set_initialized (pc);
1153     }
1154
1155     // This tests to see whether two states can be considered "merge
1156     // compatible".  If both states have a return-address in the same
1157     // slot, and the return addresses are different, then they are not
1158     // compatible and we must not try to merge them.
1159     bool state_mergeable_p (state *other, int max_locals,
1160                             _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
1161     {
1162       // This is tricky: if the stack sizes differ, then not only are
1163       // these not mergeable, but in fact we should give an error, as
1164       // we've found two execution paths that reach a branch target
1165       // with different stack depths.  FIXME stackdepth instead?
1166       if (stacktop != other->stacktop)
1167         verifier->verify_fail ("stack sizes differ");
1168
1169       for (int i = 0; i < stacktop; ++i)
1170         if (! stack[i].state_mergeable_p (other->stack[i]))
1171           return false;
1172       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1173         if (! locals[i].state_mergeable_p (other->locals[i]))
1174           return false;
1175       return true;
1176     }
1177
1178     void reverify (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
1179     {
1180       if (next == INVALID_STATE)
1181         {
1182           next = verifier->next_verify_state;
1183           verifier->next_verify_state = this;
1184         }
1185     }
1186
1187 #ifdef VERIFY_DEBUG
1188     void print (const char *leader, int pc,
1189                 int max_stack, int max_locals) const
1190     {
1191       debug_print ("%s [%4d]:   [stack] ", leader, pc);
1192       int i;
1193       for (i = 0; i < stacktop; ++i)
1194         stack[i].print ();
1195       for (; i < max_stack; ++i)
1196         debug_print (".");
1197       debug_print ("    [local] ");
1198       for (i = 0; i < max_locals; ++i)
1199         locals[i].print ();
1200       debug_print (" | %p\n", this);
1201     }
1202 #else
1203     inline void print (const char *, int, int, int) const
1204     {
1205     }
1206 #endif /* VERIFY_DEBUG */
1207   };
1208
1209   type pop_raw ()
1210   {
1211     if (current_state->stacktop <= 0)
1212       verify_fail ("stack empty");
1213     type r = current_state->stack[--current_state->stacktop];
1214     current_state->stackdepth -= r.depth ();
1215     if (current_state->stackdepth < 0)
1216       verify_fail ("stack empty", start_PC);
1217     return r;
1218   }
1219
1220   type pop32 ()
1221   {
1222     type r = pop_raw ();
1223     if (r.iswide ())
1224       verify_fail ("narrow pop of wide type");
1225     return r;
1226   }
1227
1228   type pop_type (type match)
1229   {
1230     match.promote ();
1231     type t = pop_raw ();
1232     if (! match.compatible (t, this))
1233       verify_fail ("incompatible type on stack");
1234     return t;
1235   }
1236
1237   // Pop a reference which is guaranteed to be initialized.  MATCH
1238   // doesn't have to be a reference type; in this case this acts like
1239   // pop_type.
1240   type pop_init_ref (type match)
1241   {
1242     type t = pop_raw ();
1243     if (t.isreference () && ! t.isinitialized ())
1244       verify_fail ("initialized reference required");
1245     else if (! match.compatible (t, this))
1246       verify_fail ("incompatible type on stack");
1247     return t;
1248   }
1249
1250   // Pop a reference type or a return address.
1251   type pop_ref_or_return ()
1252   {
1253     type t = pop_raw ();
1254     if (! t.isreference () && t.key != return_address_type)
1255       verify_fail ("expected reference or return address on stack");
1256     return t;
1257   }
1258
1259   void push_type (type t)
1260   {
1261     // If T is a numeric type like short, promote it to int.
1262     t.promote ();
1263
1264     int depth = t.depth ();
1265     if (current_state->stackdepth + depth > current_method->max_stack)
1266       verify_fail ("stack overflow");
1267     current_state->stack[current_state->stacktop++] = t;
1268     current_state->stackdepth += depth;
1269   }
1270
1271   void set_variable (int index, type t)
1272   {
1273     // If T is a numeric type like short, promote it to int.
1274     t.promote ();
1275
1276     int depth = t.depth ();
1277     if (index > current_method->max_locals - depth)
1278       verify_fail ("invalid local variable");
1279     current_state->locals[index] = t;
1280
1281     if (depth == 2)
1282       current_state->locals[index + 1] = continuation_type;
1283     if (index > 0 && current_state->locals[index - 1].iswide ())
1284       current_state->locals[index - 1] = unsuitable_type;
1285   }
1286
1287   type get_variable (int index, type t)
1288   {
1289     int depth = t.depth ();
1290     if (index > current_method->max_locals - depth)
1291       verify_fail ("invalid local variable");
1292     if (! t.compatible (current_state->locals[index], this))
1293       verify_fail ("incompatible type in local variable");
1294     if (depth == 2)
1295       {
1296         type t (continuation_type);
1297         if (! current_state->locals[index + 1].compatible (t, this))
1298           verify_fail ("invalid local variable");
1299       }
1300     return current_state->locals[index];
1301   }
1302
1303   // Make sure ARRAY is an array type and that its elements are
1304   // compatible with type ELEMENT.  Returns the actual element type.
1305   type require_array_type (type array, type element)
1306   {
1307     // An odd case.  Here we just pretend that everything went ok.  If
1308     // the requested element type is some kind of reference, return
1309     // the null type instead.
1310     if (array.isnull ())
1311       return element.isreference () ? type (null_type) : element;
1312
1313     if (! array.isarray ())
1314       verify_fail ("array required");
1315
1316     type t = array.element_type (this);
1317     if (! element.compatible (t, this))
1318       {
1319         // Special case for byte arrays, which must also be boolean
1320         // arrays.
1321         bool ok = true;
1322         if (element.key == byte_type)
1323           {
1324             type e2 (boolean_type);
1325             ok = e2.compatible (t, this);
1326           }
1327         if (! ok)
1328           verify_fail ("incompatible array element type");
1329       }
1330
1331     // Return T and not ELEMENT, because T might be specialized.
1332     return t;
1333   }
1334
1335   jint get_byte ()
1336   {
1337     if (PC >= current_method->code_length)
1338       verify_fail ("premature end of bytecode");
1339     return (jint) bytecode[PC++] & 0xff;
1340   }
1341
1342   jint get_ushort ()
1343   {
1344     jint b1 = get_byte ();
1345     jint b2 = get_byte ();
1346     return (jint) ((b1 << 8) | b2) & 0xffff;
1347   }
1348
1349   jint get_short ()
1350   {
1351     jint b1 = get_byte ();
1352     jint b2 = get_byte ();
1353     jshort s = (b1 << 8) | b2;
1354     return (jint) s;
1355   }
1356
1357   jint get_int ()
1358   {
1359     jint b1 = get_byte ();
1360     jint b2 = get_byte ();
1361     jint b3 = get_byte ();
1362     jint b4 = get_byte ();
1363     return (b1 << 24) | (b2 << 16) | (b3 << 8) | b4;
1364   }
1365
1366   int compute_jump (int offset)
1367   {
1368     int npc = start_PC + offset;
1369     if (npc < 0 || npc >= current_method->code_length)
1370       verify_fail ("branch out of range", start_PC);
1371     return npc;
1372   }
1373
1374   // Add a new state to the state list at NPC.
1375   state *add_new_state (int npc, state *old_state)
1376   {
1377     state *new_state = new state (old_state, current_method->max_stack,
1378                                   current_method->max_locals);
1379     debug_print ("== New state in add_new_state\n");
1380     new_state->print ("New", npc, current_method->max_stack,
1381                       current_method->max_locals);
1382     linked<state> *nlink
1383       = (linked<state> *) _Jv_Malloc (sizeof (linked<state>));
1384     nlink->val = new_state;
1385     nlink->next = states[npc];
1386     states[npc] = nlink;
1387     new_state->set_pc (npc);
1388     return new_state;
1389   }
1390
1391   // Merge the indicated state into the state at the branch target and
1392   // schedule a new PC if there is a change.  NPC is the PC of the
1393   // branch target, and FROM_STATE is the state at the source of the
1394   // branch.  This method returns true if the destination state
1395   // changed and requires reverification, false otherwise.
1396   void merge_into (int npc, state *from_state)
1397   {
1398     // Iterate over all target states and merge our state into each,
1399     // if applicable.  FIXME one improvement we could make here is
1400     // "state destruction".  Merging a new state into an existing one
1401     // might cause a return_address_type to be merged to
1402     // unsuitable_type.  In this case the resulting state may now be
1403     // mergeable with other states currently held in parallel at this
1404     // location.  So in this situation we could pairwise compare and
1405     // reduce the number of parallel states.
1406     bool applicable = false;
1407     for (linked<state> *iter = states[npc]; iter != NULL; iter = iter->next)
1408       {
1409         state *new_state = iter->val;
1410         if (new_state->state_mergeable_p (from_state,
1411                                           current_method->max_locals, this))
1412           {
1413             applicable = true;
1414
1415             debug_print ("== Merge states in merge_into\n");
1416             from_state->print ("Frm", start_PC, current_method->max_stack,
1417                                current_method->max_locals);
1418             new_state->print (" To", npc, current_method->max_stack,
1419                               current_method->max_locals);
1420             bool changed = new_state->merge (from_state,
1421                                              current_method->max_locals,
1422                                              this);
1423             new_state->print ("New", npc, current_method->max_stack,
1424                               current_method->max_locals);
1425
1426             if (changed)
1427               new_state->reverify (this);
1428           }
1429       }
1430
1431     if (! applicable)
1432       {
1433         // Either we don't yet have a state at NPC, or we have a
1434         // return-address type that is in conflict with all existing
1435         // state.  So, we need to create a new entry.
1436         state *new_state = add_new_state (npc, from_state);
1437         // A new state added in this way must always be reverified.
1438         new_state->reverify (this);
1439       }
1440   }
1441
1442   void push_jump (int offset)
1443   {
1444     int npc = compute_jump (offset);
1445     if (npc < PC)
1446       current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals, this);
1447     merge_into (npc, current_state);
1448   }
1449
1450   void push_exception_jump (type t, int pc)
1451   {
1452     current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals,
1453                                                    this, true);
1454     state s (current_state, current_method->max_stack,
1455              current_method->max_locals);
1456     if (current_method->max_stack < 1)
1457       verify_fail ("stack overflow at exception handler");
1458     s.set_exception (t, current_method->max_stack);
1459     merge_into (pc, &s);
1460   }
1461
1462   state *pop_jump ()
1463   {
1464     state *new_state = next_verify_state;
1465     if (new_state == INVALID_STATE)
1466       verify_fail ("programmer error in pop_jump");
1467     if (new_state != NULL)
1468       {
1469         next_verify_state = new_state->next;
1470         new_state->next = INVALID_STATE;
1471       }
1472     return new_state;
1473   }
1474
1475   void invalidate_pc ()
1476   {
1477     PC = state::NO_NEXT;
1478   }
1479
1480   void note_branch_target (int pc)
1481   {
1482     // Don't check `pc <= PC', because we've advanced PC after
1483     // fetching the target and we haven't yet checked the next
1484     // instruction.
1485     if (pc < PC && ! (flags[pc] & FLAG_INSN_START))
1486       verify_fail ("branch not to instruction start", start_PC);
1487     flags[pc] |= FLAG_BRANCH_TARGET;
1488   }
1489
1490   void skip_padding ()
1491   {
1492     while ((PC % 4) > 0)
1493       if (get_byte () != 0)
1494         verify_fail ("found nonzero padding byte");
1495   }
1496
1497   // Do the work for a `ret' instruction.  INDEX is the index into the
1498   // local variables.
1499   void handle_ret_insn (int index)
1500   {
1501     type ret_addr = get_variable (index, return_address_type);
1502     // It would be nice if we could do this.  However, the JVM Spec
1503     // doesn't say that this is what happens.  It is implied that
1504     // reusing a return address is invalid, but there's no actual
1505     // prohibition against it.
1506     // set_variable (index, unsuitable_type);
1507
1508     int npc = ret_addr.get_pc ();
1509     // We might be returning to a `jsr' that is at the end of the
1510     // bytecode.  This is ok if we never return from the called
1511     // subroutine, but if we see this here it is an error.
1512     if (npc >= current_method->code_length)
1513       verify_fail ("fell off end");
1514
1515     if (npc < PC)
1516       current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals,
1517                                                      this);
1518     merge_into (npc, current_state);
1519     invalidate_pc ();
1520   }
1521
1522   void handle_jsr_insn (int offset)
1523   {
1524     int npc = compute_jump (offset);
1525
1526     if (npc < PC)
1527       current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals, this);
1528
1529     // Modify our state as appropriate for entry into a subroutine.
1530     type ret_addr (return_address_type);
1531     ret_addr.set_return_address (PC);
1532     push_type (ret_addr);
1533     merge_into (npc, current_state);
1534     invalidate_pc ();
1535   }
1536
1537   jclass construct_primitive_array_type (type_val prim)
1538   {
1539     jclass k = NULL;
1540     switch (prim)
1541       {
1542       case boolean_type:
1543         k = JvPrimClass (boolean);
1544         break;
1545       case char_type:
1546         k = JvPrimClass (char);
1547         break;
1548       case float_type:
1549         k = JvPrimClass (float);
1550         break;
1551       case double_type:
1552         k = JvPrimClass (double);
1553         break;
1554       case byte_type:
1555         k = JvPrimClass (byte);
1556         break;
1557       case short_type:
1558         k = JvPrimClass (short);
1559         break;
1560       case int_type:
1561         k = JvPrimClass (int);
1562         break;
1563       case long_type:
1564         k = JvPrimClass (long);
1565         break;
1566
1567       // These aren't used here but we call them out to avoid
1568       // warnings.
1569       case void_type:
1570       case unsuitable_type:
1571       case return_address_type:
1572       case continuation_type:
1573       case reference_type:
1574       case null_type:
1575       case uninitialized_reference_type:
1576       default:
1577         verify_fail ("unknown type in construct_primitive_array_type");
1578       }
1579     k = _Jv_GetArrayClass (k, NULL);
1580     return k;
1581   }
1582
1583   // This pass computes the location of branch targets and also
1584   // instruction starts.
1585   void branch_prepass ()
1586   {
1587     flags = (char *) _Jv_Malloc (current_method->code_length);
1588
1589     for (int i = 0; i < current_method->code_length; ++i)
1590       flags[i] = 0;
1591
1592     PC = 0;
1593     while (PC < current_method->code_length)
1594       {
1595         // Set `start_PC' early so that error checking can have the
1596         // correct value.
1597         start_PC = PC;
1598         flags[PC] |= FLAG_INSN_START;
1599
1600         java_opcode opcode = (java_opcode) bytecode[PC++];
1601         switch (opcode)
1602           {
1603           case op_nop:
1604           case op_aconst_null:
1605           case op_iconst_m1:
1606           case op_iconst_0:
1607           case op_iconst_1:
1608           case op_iconst_2:
1609           case op_iconst_3:
1610           case op_iconst_4:
1611           case op_iconst_5:
1612           case op_lconst_0:
1613           case op_lconst_1:
1614           case op_fconst_0:
1615           case op_fconst_1:
1616           case op_fconst_2:
1617           case op_dconst_0:
1618           case op_dconst_1:
1619           case op_iload_0:
1620           case op_iload_1:
1621           case op_iload_2:
1622           case op_iload_3:
1623           case op_lload_0:
1624           case op_lload_1:
1625           case op_lload_2:
1626           case op_lload_3:
1627           case op_fload_0:
1628           case op_fload_1:
1629           case op_fload_2:
1630           case op_fload_3:
1631           case op_dload_0:
1632           case op_dload_1:
1633           case op_dload_2:
1634           case op_dload_3:
1635           case op_aload_0:
1636           case op_aload_1:
1637           case op_aload_2:
1638           case op_aload_3:
1639           case op_iaload:
1640           case op_laload:
1641           case op_faload:
1642           case op_daload:
1643           case op_aaload:
1644           case op_baload:
1645           case op_caload:
1646           case op_saload:
1647           case op_istore_0:
1648           case op_istore_1:
1649           case op_istore_2:
1650           case op_istore_3:
1651           case op_lstore_0:
1652           case op_lstore_1:
1653           case op_lstore_2:
1654           case op_lstore_3:
1655           case op_fstore_0:
1656           case op_fstore_1:
1657           case op_fstore_2:
1658           case op_fstore_3:
1659           case op_dstore_0:
1660           case op_dstore_1:
1661           case op_dstore_2:
1662           case op_dstore_3:
1663           case op_astore_0:
1664           case op_astore_1:
1665           case op_astore_2:
1666           case op_astore_3:
1667           case op_iastore:
1668           case op_lastore:
1669           case op_fastore:
1670           case op_dastore:
1671           case op_aastore:
1672           case op_bastore:
1673           case op_castore:
1674           case op_sastore:
1675           case op_pop:
1676           case op_pop2:
1677           case op_dup:
1678           case op_dup_x1:
1679           case op_dup_x2:
1680           case op_dup2:
1681           case op_dup2_x1:
1682           case op_dup2_x2:
1683           case op_swap:
1684           case op_iadd:
1685           case op_isub:
1686           case op_imul:
1687           case op_idiv:
1688           case op_irem:
1689           case op_ishl:
1690           case op_ishr:
1691           case op_iushr:
1692           case op_iand:
1693           case op_ior:
1694           case op_ixor:
1695           case op_ladd:
1696           case op_lsub:
1697           case op_lmul:
1698           case op_ldiv:
1699           case op_lrem:
1700           case op_lshl:
1701           case op_lshr:
1702           case op_lushr:
1703           case op_land:
1704           case op_lor:
1705           case op_lxor:
1706           case op_fadd:
1707           case op_fsub:
1708           case op_fmul:
1709           case op_fdiv:
1710           case op_frem:
1711           case op_dadd:
1712           case op_dsub:
1713           case op_dmul:
1714           case op_ddiv:
1715           case op_drem:
1716           case op_ineg:
1717           case op_i2b:
1718           case op_i2c:
1719           case op_i2s:
1720           case op_lneg:
1721           case op_fneg:
1722           case op_dneg:
1723           case op_i2l:
1724           case op_i2f:
1725           case op_i2d:
1726           case op_l2i:
1727           case op_l2f:
1728           case op_l2d:
1729           case op_f2i:
1730           case op_f2l:
1731           case op_f2d:
1732           case op_d2i:
1733           case op_d2l:
1734           case op_d2f:
1735           case op_lcmp:
1736           case op_fcmpl:
1737           case op_fcmpg:
1738           case op_dcmpl:
1739           case op_dcmpg:
1740           case op_monitorenter:
1741           case op_monitorexit:
1742           case op_ireturn:
1743           case op_lreturn:
1744           case op_freturn:
1745           case op_dreturn:
1746           case op_areturn:
1747           case op_return:
1748           case op_athrow:
1749           case op_arraylength:
1750             break;
1751
1752           case op_bipush:
1753           case op_ldc:
1754           case op_iload:
1755           case op_lload:
1756           case op_fload:
1757           case op_dload:
1758           case op_aload:
1759           case op_istore:
1760           case op_lstore:
1761           case op_fstore:
1762           case op_dstore:
1763           case op_astore:
1764           case op_ret:
1765           case op_newarray:
1766             get_byte ();
1767             break;
1768
1769           case op_iinc:
1770           case op_sipush:
1771           case op_ldc_w:
1772           case op_ldc2_w:
1773           case op_getstatic:
1774           case op_getfield:
1775           case op_putfield:
1776           case op_putstatic:
1777           case op_new:
1778           case op_anewarray:
1779           case op_instanceof:
1780           case op_checkcast:
1781           case op_invokespecial:
1782           case op_invokestatic:
1783           case op_invokevirtual:
1784             get_short ();
1785             break;
1786
1787           case op_multianewarray:
1788             get_short ();
1789             get_byte ();
1790             break;
1791
1792           case op_jsr:
1793           case op_ifeq:
1794           case op_ifne:
1795           case op_iflt:
1796           case op_ifge:
1797           case op_ifgt:
1798           case op_ifle:
1799           case op_if_icmpeq:
1800           case op_if_icmpne:
1801           case op_if_icmplt:
1802           case op_if_icmpge:
1803           case op_if_icmpgt:
1804           case op_if_icmple:
1805           case op_if_acmpeq:
1806           case op_if_acmpne:
1807           case op_ifnull:
1808           case op_ifnonnull:
1809           case op_goto:
1810             note_branch_target (compute_jump (get_short ()));
1811             break;
1812
1813           case op_tableswitch:
1814             {
1815               skip_padding ();
1816               note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1817               jint low = get_int ();
1818               jint hi = get_int ();
1819               if (low > hi)
1820                 verify_fail ("invalid tableswitch", start_PC);
1821               for (int i = low; i <= hi; ++i)
1822                 note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1823             }
1824             break;
1825
1826           case op_lookupswitch:
1827             {
1828               skip_padding ();
1829               note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1830               int npairs = get_int ();
1831               if (npairs < 0)
1832                 verify_fail ("too few pairs in lookupswitch", start_PC);
1833               while (npairs-- > 0)
1834                 {
1835                   get_int ();
1836                   note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1837                 }
1838             }
1839             break;
1840
1841           case op_invokeinterface:
1842             get_short ();
1843             get_byte ();
1844             get_byte ();
1845             break;
1846
1847           case op_wide:
1848             {
1849               opcode = (java_opcode) get_byte ();
1850               get_short ();
1851               if (opcode == op_iinc)
1852                 get_short ();
1853             }
1854             break;
1855
1856           case op_jsr_w:
1857           case op_goto_w:
1858             note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1859             break;
1860
1861           // These are unused here, but we call them out explicitly
1862           // so that -Wswitch-enum doesn't complain.
1863           case op_putfield_1:
1864           case op_putfield_2:
1865           case op_putfield_4:
1866           case op_putfield_8:
1867           case op_putfield_a:
1868           case op_putstatic_1:
1869           case op_putstatic_2:
1870           case op_putstatic_4:
1871           case op_putstatic_8:
1872           case op_putstatic_a:
1873           case op_getfield_1:
1874           case op_getfield_2s:
1875           case op_getfield_2u:
1876           case op_getfield_4:
1877           case op_getfield_8:
1878           case op_getfield_a:
1879           case op_getstatic_1:
1880           case op_getstatic_2s:
1881           case op_getstatic_2u:
1882           case op_getstatic_4:
1883           case op_getstatic_8:
1884           case op_getstatic_a:
1885           default:
1886             verify_fail ("unrecognized instruction in branch_prepass",
1887                          start_PC);
1888           }
1889
1890         // See if any previous branch tried to branch to the middle of
1891         // this instruction.
1892         for (int pc = start_PC + 1; pc < PC; ++pc)
1893           {
1894             if ((flags[pc] & FLAG_BRANCH_TARGET))
1895               verify_fail ("branch to middle of instruction", pc);
1896           }
1897       }
1898
1899     // Verify exception handlers.
1900     for (int i = 0; i < current_method->exc_count; ++i)
1901       {
1902         if (! (flags[exception[i].handler_pc.i] & FLAG_INSN_START))
1903           verify_fail ("exception handler not at instruction start",
1904                        exception[i].handler_pc.i);
1905         if (! (flags[exception[i].start_pc.i] & FLAG_INSN_START))
1906           verify_fail ("exception start not at instruction start",
1907                        exception[i].start_pc.i);
1908         if (exception[i].end_pc.i != current_method->code_length
1909             && ! (flags[exception[i].end_pc.i] & FLAG_INSN_START))
1910           verify_fail ("exception end not at instruction start",
1911                        exception[i].end_pc.i);
1912
1913         flags[exception[i].handler_pc.i] |= FLAG_BRANCH_TARGET;
1914       }
1915   }
1916
1917   void check_pool_index (int index)
1918   {
1919     if (index < 0 || index >= current_class->constants.size)
1920       verify_fail ("constant pool index out of range", start_PC);
1921   }
1922
1923   type check_class_constant (int index)
1924   {
1925     check_pool_index (index);
1926     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1927     if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_ResolvedClass)
1928       return type (pool->data[index].clazz, this);
1929     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Class)
1930       return type (pool->data[index].utf8, this);
1931     verify_fail ("expected class constant", start_PC);
1932   }
1933
1934   type check_constant (int index)
1935   {
1936     check_pool_index (index);
1937     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1938     if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_ResolvedString
1939         || pool->tags[index] == JV_CONSTANT_String)
1940       return type (&java::lang::String::class$, this);
1941     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Integer)
1942       return type (int_type);
1943     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Float)
1944       return type (float_type);
1945     verify_fail ("String, int, or float constant expected", start_PC);
1946   }
1947
1948   type check_wide_constant (int index)
1949   {
1950     check_pool_index (index);
1951     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1952     if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Long)
1953       return type (long_type);
1954     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Double)
1955       return type (double_type);
1956     verify_fail ("long or double constant expected", start_PC);
1957   }
1958
1959   // Helper for both field and method.  These are laid out the same in
1960   // the constant pool.
1961   type handle_field_or_method (int index, int expected,
1962                                _Jv_Utf8Const **name,
1963                                _Jv_Utf8Const **fmtype)
1964   {
1965     check_pool_index (index);
1966     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1967     if (pool->tags[index] != expected)
1968       verify_fail ("didn't see expected constant", start_PC);
1969     // Once we know we have a Fieldref or Methodref we assume that it
1970     // is correctly laid out in the constant pool.  I think the code
1971     // in defineclass.cc guarantees this.
1972     _Jv_ushort class_index, name_and_type_index;
1973     _Jv_loadIndexes (&pool->data[index],
1974                      class_index,
1975                      name_and_type_index);
1976     _Jv_ushort name_index, desc_index;
1977     _Jv_loadIndexes (&pool->data[name_and_type_index],
1978                      name_index, desc_index);
1979
1980     *name = pool->data[name_index].utf8;
1981     *fmtype = pool->data[desc_index].utf8;
1982
1983     return check_class_constant (class_index);
1984   }
1985
1986   // Return field's type, compute class' type if requested.
1987   type check_field_constant (int index, type *class_type = NULL)
1988   {
1989     _Jv_Utf8Const *name, *field_type;
1990     type ct = handle_field_or_method (index,
1991                                       JV_CONSTANT_Fieldref,
1992                                       &name, &field_type);
1993     if (class_type)
1994       *class_type = ct;
1995     if (field_type->data[0] == '[' || field_type->data[0] == 'L')
1996       return type (field_type, this);
1997     return get_type_val_for_signature (field_type->data[0]);
1998   }
1999
2000   type check_method_constant (int index, bool is_interface,
2001                               _Jv_Utf8Const **method_name,
2002                               _Jv_Utf8Const **method_signature)
2003   {
2004     return handle_field_or_method (index,
2005                                    (is_interface
2006                                     ? JV_CONSTANT_InterfaceMethodref
2007                                     : JV_CONSTANT_Methodref),
2008                                    method_name, method_signature);
2009   }
2010
2011   type get_one_type (char *&p)
2012   {
2013     char *start = p;
2014
2015     int arraycount = 0;
2016     while (*p == '[')
2017       {
2018         ++arraycount;
2019         ++p;
2020       }
2021
2022     char v = *p++;
2023
2024     if (v == 'L')
2025       {
2026         while (*p != ';')
2027           ++p;
2028         ++p;
2029         _Jv_Utf8Const *name = make_utf8_const (start, p - start);
2030         return type (name, this);
2031       }
2032
2033     // Casting to jchar here is ok since we are looking at an ASCII
2034     // character.
2035     type_val rt = get_type_val_for_signature (jchar (v));
2036
2037     if (arraycount == 0)
2038       {
2039         // Callers of this function eventually push their arguments on
2040         // the stack.  So, promote them here.
2041         return type (rt).promote ();
2042       }
2043
2044     jclass k = construct_primitive_array_type (rt);
2045     while (--arraycount > 0)
2046       k = _Jv_GetArrayClass (k, NULL);
2047     return type (k, this);
2048   }
2049
2050   void compute_argument_types (_Jv_Utf8Const *signature,
2051                                type *types)
2052   {
2053     char *p = signature->data;
2054     // Skip `('.
2055     ++p;
2056
2057     int i = 0;
2058     while (*p != ')')
2059       types[i++] = get_one_type (p);
2060   }
2061
2062   type compute_return_type (_Jv_Utf8Const *signature)
2063   {
2064     char *p = signature->data;
2065     while (*p != ')')
2066       ++p;
2067     ++p;
2068     return get_one_type (p);
2069   }
2070
2071   void check_return_type (type onstack)
2072   {
2073     type rt = compute_return_type (current_method->self->signature);
2074     if (! rt.compatible (onstack, this))
2075       verify_fail ("incompatible return type");
2076   }
2077
2078   // Initialize the stack for the new method.  Returns true if this
2079   // method is an instance initializer.
2080   bool initialize_stack ()
2081   {
2082     int var = 0;
2083     bool is_init = _Jv_equalUtf8Consts (current_method->self->name,
2084                                         gcj::init_name);
2085     bool is_clinit = _Jv_equalUtf8Consts (current_method->self->name,
2086                                           gcj::clinit_name);
2087
2088     using namespace java::lang::reflect;
2089     if (! Modifier::isStatic (current_method->self->accflags))
2090       {
2091         type kurr (current_class, this);
2092         if (is_init)
2093           {
2094             kurr.set_uninitialized (type::SELF, this);
2095             is_init = true;
2096           }
2097         else if (is_clinit)
2098           verify_fail ("<clinit> method must be static");
2099         set_variable (0, kurr);
2100         current_state->set_this_type (kurr);
2101         ++var;
2102       }
2103     else
2104       {
2105         if (is_init)
2106           verify_fail ("<init> method must be non-static");
2107       }
2108
2109     // We have to handle wide arguments specially here.
2110     int arg_count = _Jv_count_arguments (current_method->self->signature);
2111     type arg_types[arg_count];
2112     compute_argument_types (current_method->self->signature, arg_types);
2113     for (int i = 0; i < arg_count; ++i)
2114       {
2115         set_variable (var, arg_types[i]);
2116         ++var;
2117         if (arg_types[i].iswide ())
2118           ++var;
2119       }
2120
2121     return is_init;
2122   }
2123
2124   void verify_instructions_0 ()
2125   {
2126     current_state = new state (current_method->max_stack,
2127                                current_method->max_locals);
2128
2129     PC = 0;
2130     start_PC = 0;
2131
2132     // True if we are verifying an instance initializer.
2133     bool this_is_init = initialize_stack ();
2134
2135     states = (linked<state> **) _Jv_Malloc (sizeof (linked<state> *)
2136                                             * current_method->code_length);
2137     for (int i = 0; i < current_method->code_length; ++i)
2138       states[i] = NULL;
2139
2140     next_verify_state = NULL;
2141
2142     while (true)
2143       {
2144         // If the PC was invalidated, get a new one from the work list.
2145         if (PC == state::NO_NEXT)
2146           {
2147             state *new_state = pop_jump ();
2148             // If it is null, we're done.
2149             if (new_state == NULL)
2150               break;
2151
2152             PC = new_state->get_pc ();
2153             debug_print ("== State pop from pending list\n");
2154             // Set up the current state.
2155             current_state->copy (new_state, current_method->max_stack,
2156                                  current_method->max_locals);
2157           }
2158         else
2159           {
2160             // We only have to do this checking in the situation where
2161             // control flow falls through from the previous
2162             // instruction.  Otherwise merging is done at the time we
2163             // push the branch.
2164             if (states[PC] != NULL)
2165               {
2166                 // We've already visited this instruction.  So merge
2167                 // the states together.  It is simplest, but not most
2168                 // efficient, to just always invalidate the PC here.
2169                 merge_into (PC, current_state);
2170                 invalidate_pc ();
2171                 continue;
2172               }
2173           }
2174
2175         // Control can't fall off the end of the bytecode.  We need to
2176         // check this in both cases, not just the fall-through case,
2177         // because we don't check to see whether a `jsr' appears at
2178         // the end of the bytecode until we process a `ret'.
2179         if (PC >= current_method->code_length)
2180           verify_fail ("fell off end");
2181
2182         // We only have to keep saved state at branch targets.  If
2183         // we're at a branch target and the state here hasn't been set
2184         // yet, we set it now.  You might notice that `ret' targets
2185         // won't necessarily have FLAG_BRANCH_TARGET set.  This
2186         // doesn't matter, since those states will be filled in by
2187         // merge_into.
2188         if (states[PC] == NULL && (flags[PC] & FLAG_BRANCH_TARGET))
2189           add_new_state (PC, current_state);
2190
2191         // Set this before handling exceptions so that debug output is
2192         // sane.
2193         start_PC = PC;
2194
2195         // Update states for all active exception handlers.  Ordinarily
2196         // there are not many exception handlers.  So we simply run
2197         // through them all.
2198         for (int i = 0; i < current_method->exc_count; ++i)
2199           {
2200             if (PC >= exception[i].start_pc.i && PC < exception[i].end_pc.i)
2201               {
2202                 type handler (&java::lang::Throwable::class$, this);
2203                 if (exception[i].handler_type.i != 0)
2204                   handler = check_class_constant (exception[i].handler_type.i);
2205                 push_exception_jump (handler, exception[i].handler_pc.i);
2206               }
2207           }
2208
2209         current_state->print ("   ", PC, current_method->max_stack,
2210                               current_method->max_locals);
2211         java_opcode opcode = (java_opcode) bytecode[PC++];
2212         switch (opcode)
2213           {
2214           case op_nop:
2215             break;
2216
2217           case op_aconst_null:
2218             push_type (null_type);
2219             break;
2220
2221           case op_iconst_m1:
2222           case op_iconst_0:
2223           case op_iconst_1:
2224           case op_iconst_2:
2225           case op_iconst_3:
2226           case op_iconst_4:
2227           case op_iconst_5:
2228             push_type (int_type);
2229             break;
2230
2231           case op_lconst_0:
2232           case op_lconst_1:
2233             push_type (long_type);
2234             break;
2235
2236           case op_fconst_0:
2237           case op_fconst_1:
2238           case op_fconst_2:
2239             push_type (float_type);
2240             break;
2241
2242           case op_dconst_0:
2243           case op_dconst_1:
2244             push_type (double_type);
2245             break;
2246
2247           case op_bipush:
2248             get_byte ();
2249             push_type (int_type);
2250             break;
2251
2252           case op_sipush:
2253             get_short ();
2254             push_type (int_type);
2255             break;
2256
2257           case op_ldc:
2258             push_type (check_constant (get_byte ()));
2259             break;
2260           case op_ldc_w:
2261             push_type (check_constant (get_ushort ()));
2262             break;
2263           case op_ldc2_w:
2264             push_type (check_wide_constant (get_ushort ()));
2265             break;
2266
2267           case op_iload:
2268             push_type (get_variable (get_byte (), int_type));
2269             break;
2270           case op_lload:
2271             push_type (get_variable (get_byte (), long_type));
2272             break;
2273           case op_fload:
2274             push_type (get_variable (get_byte (), float_type));
2275             break;
2276           case op_dload:
2277             push_type (get_variable (get_byte (), double_type));
2278             break;
2279           case op_aload:
2280             push_type (get_variable (get_byte (), reference_type));
2281             break;
2282
2283           case op_iload_0:
2284           case op_iload_1:
2285           case op_iload_2:
2286           case op_iload_3:
2287             push_type (get_variable (opcode - op_iload_0, int_type));
2288             break;
2289           case op_lload_0:
2290           case op_lload_1:
2291           case op_lload_2:
2292           case op_lload_3:
2293             push_type (get_variable (opcode - op_lload_0, long_type));
2294             break;
2295           case op_fload_0:
2296           case op_fload_1:
2297           case op_fload_2:
2298           case op_fload_3:
2299             push_type (get_variable (opcode - op_fload_0, float_type));
2300             break;
2301           case op_dload_0:
2302           case op_dload_1:
2303           case op_dload_2:
2304           case op_dload_3:
2305             push_type (get_variable (opcode - op_dload_0, double_type));
2306             break;
2307           case op_aload_0:
2308           case op_aload_1:
2309           case op_aload_2:
2310           case op_aload_3:
2311             push_type (get_variable (opcode - op_aload_0, reference_type));
2312             break;
2313           case op_iaload:
2314             pop_type (int_type);
2315             push_type (require_array_type (pop_init_ref (reference_type),
2316                                            int_type));
2317             break;
2318           case op_laload:
2319             pop_type (int_type);
2320             push_type (require_array_type (pop_init_ref (reference_type),
2321                                            long_type));
2322             break;
2323           case op_faload:
2324             pop_type (int_type);
2325             push_type (require_array_type (pop_init_ref (reference_type),
2326                                            float_type));
2327             break;
2328           case op_daload:
2329             pop_type (int_type);
2330             push_type (require_array_type (pop_init_ref (reference_type),
2331                                            double_type));
2332             break;
2333           case op_aaload:
2334             pop_type (int_type);
2335             push_type (require_array_type (pop_init_ref (reference_type),
2336                                            reference_type));
2337             break;
2338           case op_baload:
2339             pop_type (int_type);
2340             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), byte_type);
2341             push_type (int_type);
2342             break;
2343           case op_caload:
2344             pop_type (int_type);
2345             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), char_type);
2346             push_type (int_type);
2347             break;
2348           case op_saload:
2349             pop_type (int_type);
2350             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), short_type);
2351             push_type (int_type);
2352             break;
2353           case op_istore:
2354             set_variable (get_byte (), pop_type (int_type));
2355             break;
2356           case op_lstore:
2357             set_variable (get_byte (), pop_type (long_type));
2358             break;
2359           case op_fstore:
2360             set_variable (get_byte (), pop_type (float_type));
2361             break;
2362           case op_dstore:
2363             set_variable (get_byte (), pop_type (double_type));
2364             break;
2365           case op_astore:
2366             set_variable (get_byte (), pop_ref_or_return ());
2367             break;
2368           case op_istore_0:
2369           case op_istore_1:
2370           case op_istore_2:
2371           case op_istore_3:
2372             set_variable (opcode - op_istore_0, pop_type (int_type));
2373             break;
2374           case op_lstore_0:
2375           case op_lstore_1:
2376           case op_lstore_2:
2377           case op_lstore_3:
2378             set_variable (opcode - op_lstore_0, pop_type (long_type));
2379             break;
2380           case op_fstore_0:
2381           case op_fstore_1:
2382           case op_fstore_2:
2383           case op_fstore_3:
2384             set_variable (opcode - op_fstore_0, pop_type (float_type));
2385             break;
2386           case op_dstore_0:
2387           case op_dstore_1:
2388           case op_dstore_2:
2389           case op_dstore_3:
2390             set_variable (opcode - op_dstore_0, pop_type (double_type));
2391             break;
2392           case op_astore_0:
2393           case op_astore_1:
2394           case op_astore_2:
2395           case op_astore_3:
2396             set_variable (opcode - op_astore_0, pop_ref_or_return ());
2397             break;
2398           case op_iastore:
2399             pop_type (int_type);
2400             pop_type (int_type);
2401             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), int_type);
2402             break;
2403           case op_lastore:
2404             pop_type (long_type);
2405             pop_type (int_type);
2406             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), long_type);
2407             break;
2408           case op_fastore:
2409             pop_type (float_type);
2410             pop_type (int_type);
2411             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), float_type);
2412             break;
2413           case op_dastore:
2414             pop_type (double_type);
2415             pop_type (int_type);
2416             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), double_type);
2417             break;
2418           case op_aastore:
2419             pop_type (reference_type);
2420             pop_type (int_type);
2421             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), reference_type);
2422             break;
2423           case op_bastore:
2424             pop_type (int_type);
2425             pop_type (int_type);
2426             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), byte_type);
2427             break;
2428           case op_castore:
2429             pop_type (int_type);
2430             pop_type (int_type);
2431             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), char_type);
2432             break;
2433           case op_sastore:
2434             pop_type (int_type);
2435             pop_type (int_type);
2436             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), short_type);
2437             break;
2438           case op_pop:
2439             pop32 ();
2440             break;
2441           case op_pop2:
2442             {
2443               type t = pop_raw ();
2444               if (! t.iswide ())
2445                 pop32 ();
2446             }
2447             break;
2448           case op_dup:
2449             {
2450               type t = pop32 ();
2451               push_type (t);
2452               push_type (t);
2453             }
2454             break;
2455           case op_dup_x1:
2456             {
2457               type t1 = pop32 ();
2458               type t2 = pop32 ();
2459               push_type (t1);
2460               push_type (t2);
2461               push_type (t1);
2462             }
2463             break;
2464           case op_dup_x2:
2465             {
2466               type t1 = pop32 ();
2467               type t2 = pop_raw ();
2468               if (! t2.iswide ())
2469                 {
2470                   type t3 = pop32 ();
2471                   push_type (t1);
2472                   push_type (t3);
2473                 }
2474               else
2475                 push_type (t1);
2476               push_type (t2);
2477               push_type (t1);
2478             }
2479             break;
2480           case op_dup2:
2481             {
2482               type t = pop_raw ();
2483               if (! t.iswide ())
2484                 {
2485                   type t2 = pop32 ();
2486                   push_type (t2);
2487                   push_type (t);
2488                   push_type (t2);
2489                 }
2490               else
2491                 push_type (t);
2492               push_type (t);
2493             }
2494             break;
2495           case op_dup2_x1:
2496             {
2497               type t1 = pop_raw ();
2498               type t2 = pop32 ();
2499               if (! t1.iswide ())
2500                 {
2501                   type t3 = pop32 ();
2502                   push_type (t2);
2503                   push_type (t1);
2504                   push_type (t3);
2505                 }
2506               else
2507                 push_type (t1);
2508               push_type (t2);
2509               push_type (t1);
2510             }
2511             break;
2512           case op_dup2_x2:
2513             {
2514               type t1 = pop_raw ();
2515               if (t1.iswide ())
2516                 {
2517                   type t2 = pop_raw ();
2518                   if (t2.iswide ())
2519                     {
2520                       push_type (t1);
2521                       push_type (t2);
2522                     }
2523                   else
2524                     {
2525                       type t3 = pop32 ();
2526                       push_type (t1);
2527                       push_type (t3);
2528                       push_type (t2);
2529                     }
2530                   push_type (t1);
2531                 }
2532               else
2533                 {
2534                   type t2 = pop32 ();
2535                   type t3 = pop_raw ();
2536                   if (t3.iswide ())
2537                     {
2538                       push_type (t2);
2539                       push_type (t1);
2540                     }
2541                   else
2542                     {
2543                       type t4 = pop32 ();
2544                       push_type (t2);
2545                       push_type (t1);
2546                       push_type (t4);
2547                     }
2548                   push_type (t3);
2549                   push_type (t2);
2550                   push_type (t1);
2551                 }
2552             }
2553             break;
2554           case op_swap:
2555             {
2556               type t1 = pop32 ();
2557               type t2 = pop32 ();
2558               push_type (t1);
2559               push_type (t2);
2560             }
2561             break;
2562           case op_iadd:
2563           case op_isub:
2564           case op_imul:
2565           case op_idiv:
2566           case op_irem:
2567           case op_ishl:
2568           case op_ishr:
2569           case op_iushr:
2570           case op_iand:
2571           case op_ior:
2572           case op_ixor:
2573             pop_type (int_type);
2574             push_type (pop_type (int_type));
2575             break;
2576           case op_ladd:
2577           case op_lsub:
2578           case op_lmul:
2579           case op_ldiv:
2580           case op_lrem:
2581           case op_land:
2582           case op_lor:
2583           case op_lxor:
2584             pop_type (long_type);
2585             push_type (pop_type (long_type));
2586             break;
2587           case op_lshl:
2588           case op_lshr:
2589           case op_lushr:
2590             pop_type (int_type);
2591             push_type (pop_type (long_type));
2592             break;
2593           case op_fadd:
2594           case op_fsub:
2595           case op_fmul:
2596           case op_fdiv:
2597           case op_frem:
2598             pop_type (float_type);
2599             push_type (pop_type (float_type));
2600             break;
2601           case op_dadd:
2602           case op_dsub:
2603           case op_dmul:
2604           case op_ddiv:
2605           case op_drem:
2606             pop_type (double_type);
2607             push_type (pop_type (double_type));
2608             break;
2609           case op_ineg:
2610           case op_i2b:
2611           case op_i2c:
2612           case op_i2s:
2613             push_type (pop_type (int_type));
2614             break;
2615           case op_lneg:
2616             push_type (pop_type (long_type));
2617             break;
2618           case op_fneg:
2619             push_type (pop_type (float_type));
2620             break;
2621           case op_dneg:
2622             push_type (pop_type (double_type));
2623             break;
2624           case op_iinc:
2625             get_variable (get_byte (), int_type);
2626             get_byte ();
2627             break;
2628           case op_i2l:
2629             pop_type (int_type);
2630             push_type (long_type);
2631             break;
2632           case op_i2f:
2633             pop_type (int_type);
2634             push_type (float_type);
2635             break;
2636           case op_i2d:
2637             pop_type (int_type);
2638             push_type (double_type);
2639             break;
2640           case op_l2i:
2641             pop_type (long_type);
2642             push_type (int_type);
2643             break;
2644           case op_l2f:
2645             pop_type (long_type);
2646             push_type (float_type);
2647             break;
2648           case op_l2d:
2649             pop_type (long_type);
2650             push_type (double_type);
2651             break;
2652           case op_f2i:
2653             pop_type (float_type);
2654             push_type (int_type);
2655             break;
2656           case op_f2l:
2657             pop_type (float_type);
2658             push_type (long_type);
2659             break;
2660           case op_f2d:
2661             pop_type (float_type);
2662             push_type (double_type);
2663             break;
2664           case op_d2i:
2665             pop_type (double_type);
2666             push_type (int_type);
2667             break;
2668           case op_d2l:
2669             pop_type (double_type);
2670             push_type (long_type);
2671             break;
2672           case op_d2f:
2673             pop_type (double_type);
2674             push_type (float_type);
2675             break;
2676           case op_lcmp:
2677             pop_type (long_type);
2678             pop_type (long_type);
2679             push_type (int_type);
2680             break;
2681           case op_fcmpl:
2682           case op_fcmpg:
2683             pop_type (float_type);
2684             pop_type (float_type);
2685             push_type (int_type);
2686             break;
2687           case op_dcmpl:
2688           case op_dcmpg:
2689             pop_type (double_type);
2690             pop_type (double_type);
2691             push_type (int_type);
2692             break;
2693           case op_ifeq:
2694           case op_ifne:
2695           case op_iflt:
2696           case op_ifge:
2697           case op_ifgt:
2698           case op_ifle:
2699             pop_type (int_type);
2700             push_jump (get_short ());
2701             break;
2702           case op_if_icmpeq:
2703           case op_if_icmpne:
2704           case op_if_icmplt:
2705           case op_if_icmpge:
2706           case op_if_icmpgt:
2707           case op_if_icmple:
2708             pop_type (int_type);
2709             pop_type (int_type);
2710             push_jump (get_short ());
2711             break;
2712           case op_if_acmpeq:
2713           case op_if_acmpne:
2714             pop_type (reference_type);
2715             pop_type (reference_type);
2716             push_jump (get_short ());
2717             break;
2718           case op_goto:
2719             push_jump (get_short ());
2720             invalidate_pc ();
2721             break;
2722           case op_jsr:
2723             handle_jsr_insn (get_short ());
2724             break;
2725           case op_ret:
2726             handle_ret_insn (get_byte ());
2727             break;
2728           case op_tableswitch:
2729             {
2730               pop_type (int_type);
2731               skip_padding ();
2732               push_jump (get_int ());
2733               jint low = get_int ();
2734               jint high = get_int ();
2735               // Already checked LOW -vs- HIGH.
2736               for (int i = low; i <= high; ++i)
2737                 push_jump (get_int ());
2738               invalidate_pc ();
2739             }
2740             break;
2741
2742           case op_lookupswitch:
2743             {
2744               pop_type (int_type);
2745               skip_padding ();
2746               push_jump (get_int ());
2747               jint npairs = get_int ();
2748               // Already checked NPAIRS >= 0.
2749               jint lastkey = 0;
2750               for (int i = 0; i < npairs; ++i)
2751                 {
2752                   jint key = get_int ();
2753                   if (i > 0 && key <= lastkey)
2754                     verify_fail ("lookupswitch pairs unsorted", start_PC);
2755                   lastkey = key;
2756                   push_jump (get_int ());
2757                 }
2758               invalidate_pc ();
2759             }
2760             break;
2761           case op_ireturn:
2762             check_return_type (pop_type (int_type));
2763             invalidate_pc ();
2764             break;
2765           case op_lreturn:
2766             check_return_type (pop_type (long_type));
2767             invalidate_pc ();
2768             break;
2769           case op_freturn:
2770             check_return_type (pop_type (float_type));
2771             invalidate_pc ();
2772             break;
2773           case op_dreturn:
2774             check_return_type (pop_type (double_type));
2775             invalidate_pc ();
2776             break;
2777           case op_areturn:
2778             check_return_type (pop_init_ref (reference_type));
2779             invalidate_pc ();
2780             break;
2781           case op_return:
2782             // We only need to check this when the return type is
2783             // void, because all instance initializers return void.
2784             if (this_is_init)
2785               current_state->check_this_initialized (this);
2786             check_return_type (void_type);
2787             invalidate_pc ();
2788             break;
2789           case op_getstatic:
2790             push_type (check_field_constant (get_ushort ()));
2791             break;
2792           case op_putstatic:
2793             pop_type (check_field_constant (get_ushort ()));
2794             break;
2795           case op_getfield:
2796             {
2797               type klass;
2798               type field = check_field_constant (get_ushort (), &klass);
2799               pop_type (klass);
2800               push_type (field);
2801             }
2802             break;
2803           case op_putfield:
2804             {
2805               type klass;
2806               type field = check_field_constant (get_ushort (), &klass);
2807               pop_type (field);
2808
2809               // We have an obscure special case here: we can use
2810               // `putfield' on a field declared in this class, even if
2811               // `this' has not yet been initialized.
2812               if (! current_state->this_type.isinitialized ()
2813                   && current_state->this_type.pc == type::SELF)
2814                 klass.set_uninitialized (type::SELF, this);
2815               pop_type (klass);
2816             }
2817             break;
2818
2819           case op_invokevirtual:
2820           case op_invokespecial:
2821           case op_invokestatic:
2822           case op_invokeinterface:
2823             {
2824               _Jv_Utf8Const *method_name, *method_signature;
2825               type class_type
2826                 = check_method_constant (get_ushort (),
2827                                          opcode == op_invokeinterface,
2828                                          &method_name,
2829                                          &method_signature);
2830               // NARGS is only used when we're processing
2831               // invokeinterface.  It is simplest for us to compute it
2832               // here and then verify it later.
2833               int nargs = 0;
2834               if (opcode == op_invokeinterface)
2835                 {
2836                   nargs = get_byte ();
2837                   if (get_byte () != 0)
2838                     verify_fail ("invokeinterface dummy byte is wrong");
2839                 }
2840
2841               bool is_init = false;
2842               if (_Jv_equalUtf8Consts (method_name, gcj::init_name))
2843                 {
2844                   is_init = true;
2845                   if (opcode != op_invokespecial)
2846                     verify_fail ("can't invoke <init>");
2847                 }
2848               else if (method_name->data[0] == '<')
2849                 verify_fail ("can't invoke method starting with `<'");
2850
2851               // Pop arguments and check types.
2852               int arg_count = _Jv_count_arguments (method_signature);
2853               type arg_types[arg_count];
2854               compute_argument_types (method_signature, arg_types);
2855               for (int i = arg_count - 1; i >= 0; --i)
2856                 {
2857                   // This is only used for verifying the byte for
2858                   // invokeinterface.
2859                   nargs -= arg_types[i].depth ();
2860                   pop_init_ref (arg_types[i]);
2861                 }
2862
2863               if (opcode == op_invokeinterface
2864                   && nargs != 1)
2865                 verify_fail ("wrong argument count for invokeinterface");
2866
2867               if (opcode != op_invokestatic)
2868                 {
2869                   type t = class_type;
2870                   if (is_init)
2871                     {
2872                       // In this case the PC doesn't matter.
2873                       t.set_uninitialized (type::UNINIT, this);
2874                       // FIXME: check to make sure that the <init>
2875                       // call is to the right class.
2876                       // It must either be super or an exact class
2877                       // match.
2878                     }
2879                   type raw = pop_raw ();
2880                   if (! t.compatible (raw, this))
2881                     verify_fail ("incompatible type on stack");
2882
2883                   if (is_init)
2884                     current_state->set_initialized (raw.get_pc (),
2885                                                     current_method->max_locals);
2886                 }
2887
2888               type rt = compute_return_type (method_signature);
2889               if (! rt.isvoid ())
2890                 push_type (rt);
2891             }
2892             break;
2893
2894           case op_new:
2895             {
2896               type t = check_class_constant (get_ushort ());
2897               if (t.isarray () || t.isinterface (this) || t.isabstract (this))
2898                 verify_fail ("type is array, interface, or abstract");
2899               t.set_uninitialized (start_PC, this);
2900               push_type (t);
2901             }
2902             break;
2903
2904           case op_newarray:
2905             {
2906               int atype = get_byte ();
2907               // We intentionally have chosen constants to make this
2908               // valid.
2909               if (atype < boolean_type || atype > long_type)
2910                 verify_fail ("type not primitive", start_PC);
2911               pop_type (int_type);
2912               type t (construct_primitive_array_type (type_val (atype)), this);
2913               push_type (t);
2914             }
2915             break;
2916           case op_anewarray:
2917             pop_type (int_type);
2918             push_type (check_class_constant (get_ushort ()).to_array (this));
2919             break;
2920           case op_arraylength:
2921             {
2922               type t = pop_init_ref (reference_type);
2923               if (! t.isarray () && ! t.isnull ())
2924                 verify_fail ("array type expected");
2925               push_type (int_type);
2926             }
2927             break;
2928           case op_athrow:
2929             pop_type (type (&java::lang::Throwable::class$, this));
2930             invalidate_pc ();
2931             break;
2932           case op_checkcast:
2933             pop_init_ref (reference_type);
2934             push_type (check_class_constant (get_ushort ()));
2935             break;
2936           case op_instanceof:
2937             pop_init_ref (reference_type);
2938             check_class_constant (get_ushort ());
2939             push_type (int_type);
2940             break;
2941           case op_monitorenter:
2942             pop_init_ref (reference_type);
2943             break;
2944           case op_monitorexit:
2945             pop_init_ref (reference_type);
2946             break;
2947           case op_wide:
2948             {
2949               switch (get_byte ())
2950                 {
2951                 case op_iload:
2952                   push_type (get_variable (get_ushort (), int_type));
2953                   break;
2954                 case op_lload:
2955                   push_type (get_variable (get_ushort (), long_type));
2956                   break;
2957                 case op_fload:
2958                   push_type (get_variable (get_ushort (), float_type));
2959                   break;
2960                 case op_dload:
2961                   push_type (get_variable (get_ushort (), double_type));
2962                   break;
2963                 case op_aload:
2964                   push_type (get_variable (get_ushort (), reference_type));
2965                   break;
2966                 case op_istore:
2967                   set_variable (get_ushort (), pop_type (int_type));
2968                   break;
2969                 case op_lstore:
2970                   set_variable (get_ushort (), pop_type (long_type));
2971                   break;
2972                 case op_fstore:
2973                   set_variable (get_ushort (), pop_type (float_type));
2974                   break;
2975                 case op_dstore:
2976                   set_variable (get_ushort (), pop_type (double_type));
2977                   break;
2978                 case op_astore:
2979                   set_variable (get_ushort (), pop_init_ref (reference_type));
2980                   break;
2981                 case op_ret:
2982                   handle_ret_insn (get_short ());
2983                   break;
2984                 case op_iinc:
2985                   get_variable (get_ushort (), int_type);
2986                   get_short ();
2987                   break;
2988                 default:
2989                   verify_fail ("unrecognized wide instruction", start_PC);
2990                 }
2991             }
2992             break;
2993           case op_multianewarray:
2994             {
2995               type atype = check_class_constant (get_ushort ());
2996               int dim = get_byte ();
2997               if (dim < 1)
2998                 verify_fail ("too few dimensions to multianewarray", start_PC);
2999               atype.verify_dimensions (dim, this);
3000               for (int i = 0; i < dim; ++i)
3001                 pop_type (int_type);
3002               push_type (atype);
3003             }
3004             break;
3005           case op_ifnull:
3006           case op_ifnonnull:
3007             pop_type (reference_type);
3008             push_jump (get_short ());
3009             break;
3010           case op_goto_w:
3011             push_jump (get_int ());
3012             invalidate_pc ();
3013             break;
3014           case op_jsr_w:
3015             handle_jsr_insn (get_int ());
3016             break;
3017
3018           // These are unused here, but we call them out explicitly
3019           // so that -Wswitch-enum doesn't complain.
3020           case op_putfield_1:
3021           case op_putfield_2:
3022           case op_putfield_4:
3023           case op_putfield_8:
3024           case op_putfield_a:
3025           case op_putstatic_1:
3026           case op_putstatic_2:
3027           case op_putstatic_4:
3028           case op_putstatic_8:
3029           case op_putstatic_a:
3030           case op_getfield_1:
3031           case op_getfield_2s:
3032           case op_getfield_2u:
3033           case op_getfield_4:
3034           case op_getfield_8:
3035           case op_getfield_a:
3036           case op_getstatic_1:
3037           case op_getstatic_2s:
3038           case op_getstatic_2u:
3039           case op_getstatic_4:
3040           case op_getstatic_8:
3041           case op_getstatic_a:
3042           default:
3043             // Unrecognized opcode.
3044             verify_fail ("unrecognized instruction in verify_instructions_0",
3045                          start_PC);
3046           }
3047       }
3048   }
3049
3050 public:
3051
3052   void verify_instructions ()
3053   {
3054     branch_prepass ();
3055     verify_instructions_0 ();
3056   }
3057
3058   _Jv_BytecodeVerifier (_Jv_InterpMethod *m)
3059   {
3060     // We just print the text as utf-8.  This is just for debugging
3061     // anyway.
3062     debug_print ("--------------------------------\n");
3063     debug_print ("-- Verifying method `%s'\n", m->self->name->data);
3064
3065     current_method = m;
3066     bytecode = m->bytecode ();
3067     exception = m->exceptions ();
3068     current_class = m->defining_class;
3069
3070     states = NULL;
3071     flags = NULL;
3072     utf8_list = NULL;
3073     isect_list = NULL;
3074   }
3075
3076   ~_Jv_BytecodeVerifier ()
3077   {
3078     if (flags)
3079       _Jv_Free (flags);
3080
3081     while (utf8_list != NULL)
3082       {
3083         linked<_Jv_Utf8Const> *n = utf8_list->next;
3084         _Jv_Free (utf8_list->val);
3085         _Jv_Free (utf8_list);
3086         utf8_list = n;
3087       }
3088
3089     while (isect_list != NULL)
3090       {
3091         ref_intersection *next = isect_list->alloc_next;
3092         delete isect_list;
3093         isect_list = next;
3094       }
3095
3096     if (states)
3097       {
3098         for (int i = 0; i < current_method->code_length; ++i)
3099           {
3100             linked<state> *iter = states[i];
3101             while (iter != NULL)
3102               {
3103                 linked<state> *next = iter->next;
3104                 delete iter->val;
3105                 _Jv_Free (iter);
3106                 iter = next;
3107               }
3108           }
3109         _Jv_Free (states);
3110       }
3111   }
3112 };
3113
3114 void
3115 _Jv_VerifyMethod (_Jv_InterpMethod *meth)
3116 {
3117   _Jv_BytecodeVerifier v (meth);
3118   v.verify_instructions ();
3119 }
3120
3121 #endif  /* INTERPRETER */